画像処理装置及び該画像処理装置を備える医用診断装置
【課題】視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供する。
【解決手段】視点Ｐから観察対象Ｘまでの視界を確保する領域Ｖを設定し、視界確保領域Ｖに含まれた領域を障害物Ｂと判定する障害物判定手段２ｂと、障害物判定手段２ｂにより障害物Ｂと判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段ｃａと、障害物判定手段２ｂからの情報に基づいて障害物Ｂを非表示とし、非表示とされた障害物Ｂの領域にガイド手段２ｃからのガイドの画像を合わせて合成し視界確保領域Ｖ内の画像を生成する画像生成手段２ｄとを備える。
【解決手段】視点Ｐから観察対象Ｘまでの視界を確保する領域Ｖを設定し、視界確保領域Ｖに含まれた領域を障害物Ｂと判定する障害物判定手段２ｂと、障害物判定手段２ｂにより障害物Ｂと判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段ｃａと、障害物判定手段２ｂからの情報に基づいて障害物Ｂを非表示とし、非表示とされた障害物Ｂの領域にガイド手段２ｃからのガイドの画像を合わせて合成し視界確保領域Ｖ内の画像を生成する画像生成手段２ｄとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像の画像処理を行う画像処理装置及び該画像処理装置を備える医用診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医用画像の分野で使用される画像処理装置は、Ｘ線診断装置やＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）装置、超音波診断装置、磁気共鳴診断装置、及びガンマカメラやＰＥＴ（Positron-Emission Tomography：ポジトロン放出断層撮影）等の医用診断装置と組み合わせて使用され、多くの医療機関に導入されるようになっている。
【０００３】
この画像処理装置における三次元画像処理の方法について簡単に説明すると、まず、医用診断装置により収集された断層画像から生成されたボリュームデータが配置された三次元ボリューム空間において、ユーザの位置となる視点と、当該視点からボリューム空間に対する観察方向とが設定される。そして、設定された視点から、観察対象のボリュームデータに向かってレイをのばし、所定のレンダリング処理を行うことで、ユーザは三次元ボリュームデータを二次元投影面上の二次元画像として見ることができる。
【０００４】
また、上述した画像処理の応用として、フライスルー（Flythrough）方法がある。これは、上述した視点の位置を移動や観察方向とともに光源を移動させることで、ユーザがあたかも仮想環境内を移動している印象を与えることができる方法である。
【０００５】
このような画像処理を使用して検査、診断が行われるが、例えば、観察対象が他の組織や血管等と重畳した位置関係にある場合、すなわち、設けられた視点の位置から見て他の組織や血管等の奥に観察対象が存在する場合、所望の距離間隔と姿勢で観察することができず、必要とする画像を表示させることが困難であった。
【０００６】
このように観察対象の手前に存在して観察に支障のある部位や観察対象ではない部位（以下、「障害物」と言う。）については、クリッピング処理を施して完全に非表示としたり、或いは透明度を調整して当該障害物を視野から取り除く方法が提案されている（特許文献１参照）。さらに、観察対象が腸のような管状の組織の場合には、組織を展開し平面に変形させることで、管の内部を観察する方法もある。
【特許文献１】特開２００１−８４４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１において提案されている方法では、障害物が不透明な表示として残ってしまうこともあり、このような表示を完全になくすには障害物についての透明度を細かく設定しなければならず手間がかかる。
【０００８】
また、当該障害物を完全に非表示とする方法や、組織を展開する方法は、観察対象のみを観察するには都合が良いが、観察対象とその周辺の組織との位置関係が不明となってしまったり、画像に歪みが出てしまうため、むしろ観察対象を観察するには不都合なことも多い。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る特徴は、画像処理装置において、視点から観察対象までの視界を確保する領域を設定し、視界確保領域に含まれた領域を障害物と判定する障害物判定手段と、障害物判定手段により障害物と判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段と、障害物判定手段からの情報に基づいて障害物を非表示とし、非表示とされた障害物の領域にガイド手段からのガイドの画像を合わせて合成し視界確保領域内の画像を生成する画像生成手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１に示す医用診断装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１ａと、ＲＯＭ(Read Only Memory)１ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）１ｃ及び入出力インターフェイス１ｄがバス１ｅを介して接続されている。入出力インターフェイス１ｄには、入力手段１ｆと、表示手段１ｇと、通信制御手段１ｈと、記憶手段１ｉと、リムーバブルディスク１ｊと、駆動部制御手段１ｋとが接続されている。この駆動部制御手段１ｋは、ＣＰＵ１ａからの指示に基づいて医用診断装置１の各駆動部の駆動を制御する。なお、以下、本発明における医用診断装置１には、上述したＸ線診断装置やＣＴ装置、超音波診断装置、磁気共鳴診断装置、及びガンマカメラやＰＥＴ等、撮影された画像情報を時系列三次元画像（４Ｄ画像）として表示可能な全ての医用診断装置を含む。
【００１４】
ＣＰＵ１ａは、入力手段１ｆからの入力信号に基づいてＲＯＭ１ｂから医用診断装置１を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、記憶手段１ｉに格納されている各種オペレーティングシステムを読み出す。さらにＣＰＵ１ａは、入力手段１ｆや入出力インターフェイス１ｄを介して、図１においては図示していない外部機器からの入力信号に基づいて各種装置の制御を行ったり、ＲＡＭ１ｃや記憶手段１ｉ等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ１ｃにロードするとともに、ＲＡＭ１ｃから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、画像処理やデータの計算または加工等、一連の処理を実現する処理装置である。
【００１５】
入力手段１ｆは、医用診断装置１のユーザが各種の操作を入力するキーボード、マウス等の入力デバイスによって構成されており、ユーザの操作に基づいて入力信号を作成しバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送信される。また、医用診断装置１には、キーボード等だけでなく専用の操作パネルが設けられており、その操作パネル上の入力デバイスを介して操作画面に対する操作を行うこともできる。さらに、医用診断装置１において取得した検査結果や画像処理に必要な各種情報も入力手段１ｆを介して入力され、ＣＰＵ１ａや記憶手段１ｉに送信される。表示手段１ｇは、例えば液晶ディスプレイであり、例えばＣＰＵ１ａからバス１ｅを介して出力信号を受信し、ＣＰＵ１ａが行った画像処理等の各種処理結果を表示する手段である。
【００１６】
通信制御手段１ｈは、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、医用診断装置１をインターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。通信制御手段１ｈを介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、入出力インターフェイス１ｄ及びバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送受信される。
【００１７】
記憶手段１ｉは、半導体や磁気ディスクで構成されており、ＣＰＵ１ａで実行されるプログラムやデータが記憶されている。リムーバブルディスク１ｈは、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インターフェイス１ｄ及びバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送受信される。
【００１８】
本発明の実施の形態における医用診断装置１の記憶手段１ｉには、例えば、医用診断装置１が取得した画像情報を処理してユーザに対して表示する画像処理プログラム等のプログラムやデータが記憶される。また、画像処理プログラム等が医用診断装置１のＣＰＵ１ａに読み込まれ実行されることにより、画像処理手段２が医用診断装置１に実装される。
【００１９】
画像処理手段２は、図２に示すように、受信手段２ａと、障害物判定手段２ｂと、ガイド手段２ｃと、画像生成手段２ｄと、送信手段２ｅとから構成される。
【００２０】
受信手段２ａは、医用診断装置１の入力手段１ｆから入力された、ユーザからの入力信号や画像情報を受信する。そして、例えば、受信手段２ａが受信した情報のうち、視界確保領域の設定条件や画像情報は障害物判定手段２ｂに送信され、ガイドの種類を指定する情報はガイド手段２ｃに送信される。
【００２１】
障害物判定手段２ｂでは、ユーザが入力手段１ｆを介して入力した条件に従って視界確保領域を設定する。ここで、「障害物」とは、上述のように、視点と観察対象の間に存在して観察対象の観察に支障のある部位や観察対象ではない部位を言う。
【００２２】
図３に示すように、視点Ｐから観察対象Ｘへは実線の矢印に示すような視線Ｌが伸びている。そして観察対象Ｘを中心に視野Ｆを観念することができる。視野Ｆは通常、無限に広がりを持つものとも考えられるが、図３では便宜上、視点Ｐから四方に伸びる実線で示している。この視点Ｐと観察対象Ｘとの間に設けられるのが視界確保領域Ｖであり、図３では一点鎖線で示している。視界確保領域Ｖは、当該領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物と判定するために設けられる領域のことである。第１の実施の形態では、視界確保領域Ｖに入ったボリュームは自動的に障害物であると判定される。視界確保領域Ｖの広さは、図４に示すように、奥行きＤ、視野角Ａ及び形状Ｃによって決めることができる。形状Ｃは、図４では四角形にされているが、例えば、観察対象をメスで切ったときの形状、というように任意に定めることができる。なお、ユーザの医用画像の利用の仕方によっては、視界確保領域Ｖは設定されなくても良く、その設定の有無は任意である。
【００２３】
障害物判定手段２ｂに送信された画像情報において、設定された視界確保領域Ｖ内にあるボリュームが含まれると、障害物判定手段２ｂにおいてその範囲が計算されて障害物であると判定される。すなわち、表示状態にあるボリュームは輝度値やＣＴ値のように具体的な数値で表わすことのできる座標を持っている。また、視界確保領域Ｖの座標は上述のように視界確保領域Ｖを定めるに当たって把握することができる。従って、視界確保領域Ｖ内の位置（（ｘ，ｙ，ｚ）の値）を指定すれば、その位置に表示されるボリュームが存在するか否かを確認することができることになる。そして、障害物であると判定されたボリュームは、後述するガイド表示によってユーザに対して非表示とされたボリュームであることが示される。
【００２４】
受信手段２ａからのガイド表示の種類を指定する情報は、ガイド手段２ｃに送られる。ガイド手段２ｃ内には、ガイド表示の表示態様を複数種類持つガイド生成手段２ｃａとガイド生成手段２ｃａにガイド表示の生成を指示するガイド表示手段２ｃｂが設けられている。
【００２５】
ガイド生成手段２ｃａ内に記録されているガイド表示の表示態様は、例えば、障害物を網掛けの状態に表示する「メッシュ表示」、或いは、障害物の輪郭を表示する「輪郭表示」、非表示とされた障害物が存在するとの「注意表示」や、非表示とされた障害物を別画像で強調して表示する「別画像強調表示」等が考えられる。また、「注意表示」については、他の表示態様と併せて表示させることも可能である。
【００２６】
ガイド表示手段２ｃｂは、障害物判定手段２ｂからの障害物に該当する領域をガイド表示する旨の指示に基づいてガイド生成手段２ｃａにガイド表示を生成する指示を出す。そして生成されたガイド表示を画像生成手段２ｄに送信する。
【００２７】
画像生成手段２ｄでは、障害物判定手段２ｂからの障害物に該当する領域を非表示とする旨の指示に基づいて当該領域を非表示とするとともに、ガイド表示手段２ｃｂから送られてきたガイド表示を非表示とした障害物の領域に合わせて画像を合成する。画像の合成の方法（レンダリングモード）は、例えば、上述したフライスルー方式の他、ＰＶＲ（Perspective Volume Rendaering：透視投影ボリュームレンダリング）、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction：多断面画像再構成）等、複数の表示方法が選択可能にされている。合成された画像は、送信手段２ｅを介して表示手段１ｇに送られ表示される。
【００２８】
次に、画像生成の手順について、図５及び図６のフローチャート及び、管状の組織内を視点が観察対象に向けて移動する様子を示す図７ないし図１４の各模式図を利用して説明する。
【００２９】
まず、入力手段１ｆからの信号に基づいて障害物判定手段２ｂにより視界確保機能がＯＮにされたか否かが判断される（ＳＴ１）。視界確保領域Ｖを設けるか否かは任意であることから、視界確保機能がＯＮとされなかった場合は（ＳＴ１のＮ）、すぐに画像表示が開始されて画像処理が行われる（ＳＴ２）。
【００３０】
一方、視界確保機能がＯＮとされた場合は、入力手段１ｆを介して、画像生成手段２ｄに対して上述したレンダリングモードの指定がなされる（ＳＴ３）。また、ガイド生成手段２ｃａにどのような態様でガイド表示を行うかの指定がなされる（ＳＴ４）。ここで指定されたレンダリングモード及びガイド表示に従って以後画像処理が行われる。次に、視界確保領域Ｖの広さが設定される（ＳＴ５）。これは観察対象の位置や大きさに合わせて、奥行きＤ、視野角Ａ及び形状Ｃの３つの要素が指定されることにより行われる。
【００３１】
視界確保領域Ｖが設定されると画像表示が始まり、上述の指定、設定に従って画像処理が開始される（ＳＴ６）。障害物判定手段２ｂでは画像処理を進めていきながら随時視界確保領域Ｖ内にボリュームが入ったか否かを上述したようにチェックする（ＳＴ７）。視界確保領域Ｖ内にボリュームが入らない場合はそのまま画像処理が進められるが、ボリュームが入った場合には、その部分を障害物Ｂと判定する（ＳＴ８）。
【００３２】
図７は、視点Ｐから視線を観察対象Ｘへ向けて見たときに表示手段１ｇに表示される画面を示す模式図である。最も外側にある四角い枠が画面の枠Ｓであり、その画面の枠Ｓ内に円弧状に見えるのが視野Ｆである。視野Ｆ内には手前側に上方から下方に向けて逆凸状の組織Ｔ１があり、その奥に山状の組織Ｔ２が存在する。この組織Ｔ２の頂上部分が観察対象である組織であるが、図７においては、手前側の組織Ｔ１の頂上部である逆凸部が組織Ｔ２の頂上部に重なるようになっていて見えない。これら組織Ｔ１及び組織Ｔ２が重なっている領域を囲む四角形が視界確保領域Ｖであり、観察対象である組織Ｔ２の頂上部分を隠す組織Ｔ１の頂上部である逆凸部の領域が障害物Ｂに該当することになる。
【００３３】
図８は、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。視点Ｐから観察対象Ｘを見ようと視線Ｌを伸ばすが、組織Ｔ１が視点Ｐと観察対象Ｘとの間に存在するため、組織Ｔ１に邪魔されて観察対象Ｘを見ることができない。そのため、図８では視線Ｌを視点Ｐから組織Ｔ１にぶつかるまでを実線で表わし、その奥、観察対象Ｘまでの間は視点Ｐからは見えないので点線で表わしている。また、組織Ｔ１であって視界確保領域Ｖ内にある部分（図８では斜線で表わしている）が障害物Ｂの領域である。
【００３４】
障害物判定手段２ｂが視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物Ｂと判定すると、その障害物Ｂの領域を確定する（ＳＴ９）。この障害物Ｂの領域が確定すると、障害物判定手段２ｂは画像生成手段２ｄに対して該当領域を非表示とする旨の指示を出す（ＳＴ１０）（以下、図６のフローチャートを参照）。図９（ａ）はこの状態を示す模式図であり、組織Ｔ１であって視界確保領域Ｖ内に入った領域が非表示とされている。障害物Ｂが非表示とされたことで、組織Ｔ２にある観察対象Ｘとの間に遮るボリュームがなく、観察対象Ｘが見える。
【００３５】
さらに障害物判定手段２ｂはガイド表示手段２ｃｂに対して、障害物Ｂの領域をガイドする表示を行うように指示を出す（ＳＴ１１）。この指示を受けたガイド表示手段２ｃｂは、ガイド生成手段２ｃａに対して該当領域についてのガイド表示の生成を指示し（ＳＴ１２）、この指示及びステップ４で指定されたガイド表示に従って該当領域のガイドを作成する（ＳＴ１３）。第１の実施の形態においては、選択されたガイド表示は「輪郭表示」であるとする。
【００３６】
ガイド生成手段２ｃａは、障害物Ｂの輪郭を示すガイド表示を生成し、生成したガイド表示をガイド表示手段２ｃｂに送信する（ＳＴ１４）。図９（ｂ）に示す模式図は、ガイド生成手段２ｃａによって生成された障害物Ｂの輪郭を示すガイド表示である。視界確保領域Ｖの内部に障害物Ｂの輪郭Ｂ１のみが示されている。生成されたガイド表示を受信したガイド表示手段２ｃｂはさらに画像生成手段２ｄに送信する（ＳＴ１５）。
【００３７】
画像生成手段２ｄでは、非表示とした障害物Ｂの領域にガイド表示手段２ｃｂから送られてきたガイド表示を合成する（ＳＴ１６）。図１０は、合成された状態を示す模式図である。障害物Ｂは輪郭Ｂ１のみで表示されていることから、組織Ｔ２にある観察対象Ｘが見える。また、図１１は、図８同様、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。ガイド表示が合成された状態では、障害物Ｂは非表示とされその輪郭Ｂ１のみが表示されているため（図１１では当該領域を点線で表わしている）、視線Ｌは視点Ｐから観察対象Ｘへ貫かれている。さらに図１２に示すように、視界確保領域Ｖの輪郭を消すことで観察対象Ｘを観察し易くなる。そして、該当領域の合成画像が表示手段１ｇに表示される（ＳＴ１７）。
【００３８】
合成画像の表示の方法は、合成された画像のみを表示させる他、例えば、図１３に示すように上述した「別画像強調表示」として表示させることも可能である。図１３は表示手段１ｇに表示された画面例を表わす模式図である。図１３においては、画面左側に非表示とされた障害物Ｂの輪郭が表示されており、画面右側には視点Ｐ、視界確保領域Ｖ及び観察対象Ｘの位置関係が示されている。このように位置関係とともに非表示とされた領域も同時に表示させることにより、非表示とされた障害物Ｂが強調され、ユーザの使い勝手が良くなる。また、ガイド表示は複数組み合わせて表示させることもでき、例えば、図１４に示すように、位置関係を示す表示は小さく表示するとともに、非表示とされた障害物Ｂの表示を大きくし、さらに「注意表示」を組み合わせて表示させることも可能である。
【００３９】
表示手段１ｇへの合成画像の表示がなされると、次に画像表示を終了するか否かの判断が行われる（ＳＴ１８）。終了しない場合は、再び視界確保領域Ｖにボリュームが入ったか否かを判断し、上述した画像合成の手順（ＳＴ７ないしＳＴ１７）が繰り返される。なお、視界確保機能を使用せず画像表示を行っていた場合や視界確保機能を使用していた場合であっても視界確保領域Ｖの設定条件等を変更する場合には、再度ステップ１から画像合成の手順が繰り返されることになる。
【００４０】
このようにすることで、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００４１】
なお、これまでは視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを自動的に障害物Ｂと判定してガイド表示させる場合を説明したが、視点Ｐの移動に伴って視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを手動で個別に障害物Ｂと指定し、ガイド表示させることが可能であるのはもちろんである。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４３】
第１の実施の形態においては、視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物判定手段２ｂにおいて視点Ｐの移動に伴って自動的に障害物として判定し非表示の対象としていたが、第２の実施の形態においては、視点Ｐを固定させた状態で視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを手動で非表示とする点が相違する。図１５は第２の実施の形態と比較するために、第１の実施の形態における非表示の手順を示した模式図であり、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た状態を示す模式図を使用して説明する。
【００４４】
すなわち、図１５（ａ）は、管状の組織の外部にある視点Ｐから内部にある観察対象Ｘを見る場合を示しており、視点Ｐから観察対象Ｘに向けて視線Ｌが伸びている。但し、管状の組織に阻まれて管状の内部にある観察対象Ｘは直接見ることができないため、視線Ｌは管状の組織の外皮を境として実線と点線で示されている。
【００４５】
図１５（ｂ）は、視点Ｐは固定したままで視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームＮ１を非表示にしたことを示している。図１５（ｃ）は、さらに視点Ｐが視線Ｌ方向に移動した場合を示している。ここでも視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームが非表示にされている。このように、第１の実施の形態においては、視点Ｐの移動に伴って視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを自動的に非表示にすることとしていた。
【００４６】
一方、第２の実施の形態においては、視点Ｐの位置を移動させずに視界確保領域Ｖに入ったボリュームを手動で障害物と指定するとともに視界確保領域Ｖの奥行きＤを延長することにより、ボリュームの連続性を考慮した指定（非表示）ができる。すなわち、図１６（ｃ）において（図１６（ａ）及び（ｂ）は、図１５（ａ）及び（ｂ）と同様である。）、視点Ｐの位置は、図１６（ａ）及び（ｂ）の視点Ｐの位置と変化していない。この状態で、視界確保領域Ｖの奥行きＤを延長する。例えば、障害物を指定する際に用いるマウス等のクリックの押し下げ時間やＲＯＩ（Region Of Interest：関心領域）の指定等を基準として、延長の範囲を決定することができる。従って、図１６（ｃ）では、（ｂ）で非表示とした部分Ｎ１だけではなく、ボリュームが連続する部分Ｎ２の領域までも非表示の対象とすることができる。
【００４７】
このようにすることで、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともにこの取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ視点Ｐと観察対象Ｘとの距離を変えることなく最適な位置及び姿勢で観察対象Ｘを観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１または第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４９】
第３の実施の形態においては、視点Ｐが観察対象Ｘに近づき、その間の距離が縮まっても視界確保領域Ｖが観察対象Ｘを含まないように視界確保領域Ｖの奥行きＤが自動的に調整されることを特徴とする。
【００５０】
すなわち、図１７に示すように、例えば、観察対象Ｘの一部を障害物Ｂが隠している場合等、予め観察対象Ｘの位置の特定が可能な場合（観察対象Ｘが視野Ｆ内に捉えられている場合）、視点Ｐから観察対象Ｘまでの視線Ｌの距離Ｙ１は互いの座標から計算にて求めることができる。また、同様に、視点Ｐからこの視線Ｌが視界確保領域Ｖの奥行きＤによって定められる面と交わる点までの距離Ｙ２も求めることができる。そこで、障害物判定手段２ｂにおいてこれらの距離の割合（Ｙ２／Ｙ１）を維持するようにすることで、視点Ｐが観察対象Ｘに近づき、その間の距離Ｙ１が縮まっても視点Ｐから視界確保領域Ｖまでの距離Ｙ２が自動的に調整される。
【００５１】
このようにすることで、視点Ｐと観察対象Ｘとの距離の如何に関わらず常に視界確保領域Ｖが観察対象Ｘを含まないようにすることができるため、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００５２】
なお、第３の実施の形態においては、予め観察対象Ｘの位置が特定されている場合を例に挙げて説明しているが、観察対象Ｘを視点Ｐの移動に伴って随時特定することとしても良い。この観察対象Ｘを特定する方法としては、例えば、対象となる物体表面の曲率計算結果が最大となる点をポリープの頂点としてみなしてこの点を観察対象Ｘとする方法やマウスのクリックの押し下げ時間の長さを基に、指定した点を中心に空間的に範囲を指定し、この範囲を観察対象Ｘとする方法等が挙げられる。
【００５３】
また、第３の実施の形態においては、視界確保領域Ｖを利用して視点ＰからのＹ２の距離を求めたが、この視界確保領域Ｖの替わりに、例えば、仮想的な位置指定用平面を視点Ｐ及び観察対象Ｘとの間に設けてＹ２の距離を測ることに用いても良い。
【００５４】
また、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態における医用診断装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像処理手段の内部構成を示すブロック図である。
【図３】視点、視野、観察対象及び視界確保領域の関係を示す説明図である。
【図４】視界確保領域を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図８】管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。
【図９】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１０】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１１】管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。
【図１２】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１３】表示手段に表示された画面例を表わす模式図である。
【図１４】表示手段に表示された画面例を表わす模式図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるガイド表示の流れを示す説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるガイド表示の流れを示す説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における視点、視野、観察対象及び視界確保領域の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 医用診断装置
２ 画像処理手段
２ａ 受信手段
２ｂ 障害物判定手段
２ｃ ガイド手段
２ｃａ ガイド生成手段
２ｃｂ ガイド表示手段
２ｄ 画像生成手段
２ｅ 送信手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像の画像処理を行う画像処理装置及び該画像処理装置を備える医用診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医用画像の分野で使用される画像処理装置は、Ｘ線診断装置やＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）装置、超音波診断装置、磁気共鳴診断装置、及びガンマカメラやＰＥＴ（Positron-Emission Tomography：ポジトロン放出断層撮影）等の医用診断装置と組み合わせて使用され、多くの医療機関に導入されるようになっている。
【０００３】
この画像処理装置における三次元画像処理の方法について簡単に説明すると、まず、医用診断装置により収集された断層画像から生成されたボリュームデータが配置された三次元ボリューム空間において、ユーザの位置となる視点と、当該視点からボリューム空間に対する観察方向とが設定される。そして、設定された視点から、観察対象のボリュームデータに向かってレイをのばし、所定のレンダリング処理を行うことで、ユーザは三次元ボリュームデータを二次元投影面上の二次元画像として見ることができる。
【０００４】
また、上述した画像処理の応用として、フライスルー（Flythrough）方法がある。これは、上述した視点の位置を移動や観察方向とともに光源を移動させることで、ユーザがあたかも仮想環境内を移動している印象を与えることができる方法である。
【０００５】
このような画像処理を使用して検査、診断が行われるが、例えば、観察対象が他の組織や血管等と重畳した位置関係にある場合、すなわち、設けられた視点の位置から見て他の組織や血管等の奥に観察対象が存在する場合、所望の距離間隔と姿勢で観察することができず、必要とする画像を表示させることが困難であった。
【０００６】
このように観察対象の手前に存在して観察に支障のある部位や観察対象ではない部位（以下、「障害物」と言う。）については、クリッピング処理を施して完全に非表示としたり、或いは透明度を調整して当該障害物を視野から取り除く方法が提案されている（特許文献１参照）。さらに、観察対象が腸のような管状の組織の場合には、組織を展開し平面に変形させることで、管の内部を観察する方法もある。
【特許文献１】特開２００１−８４４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１において提案されている方法では、障害物が不透明な表示として残ってしまうこともあり、このような表示を完全になくすには障害物についての透明度を細かく設定しなければならず手間がかかる。
【０００８】
また、当該障害物を完全に非表示とする方法や、組織を展開する方法は、観察対象のみを観察するには都合が良いが、観察対象とその周辺の組織との位置関係が不明となってしまったり、画像に歪みが出てしまうため、むしろ観察対象を観察するには不都合なことも多い。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る特徴は、画像処理装置において、視点から観察対象までの視界を確保する領域を設定し、視界確保領域に含まれた領域を障害物と判定する障害物判定手段と、障害物判定手段により障害物と判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段と、障害物判定手段からの情報に基づいて障害物を非表示とし、非表示とされた障害物の領域にガイド手段からのガイドの画像を合わせて合成し視界確保領域内の画像を生成する画像生成手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１に示す医用診断装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１ａと、ＲＯＭ(Read Only Memory)１ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）１ｃ及び入出力インターフェイス１ｄがバス１ｅを介して接続されている。入出力インターフェイス１ｄには、入力手段１ｆと、表示手段１ｇと、通信制御手段１ｈと、記憶手段１ｉと、リムーバブルディスク１ｊと、駆動部制御手段１ｋとが接続されている。この駆動部制御手段１ｋは、ＣＰＵ１ａからの指示に基づいて医用診断装置１の各駆動部の駆動を制御する。なお、以下、本発明における医用診断装置１には、上述したＸ線診断装置やＣＴ装置、超音波診断装置、磁気共鳴診断装置、及びガンマカメラやＰＥＴ等、撮影された画像情報を時系列三次元画像（４Ｄ画像）として表示可能な全ての医用診断装置を含む。
【００１４】
ＣＰＵ１ａは、入力手段１ｆからの入力信号に基づいてＲＯＭ１ｂから医用診断装置１を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、記憶手段１ｉに格納されている各種オペレーティングシステムを読み出す。さらにＣＰＵ１ａは、入力手段１ｆや入出力インターフェイス１ｄを介して、図１においては図示していない外部機器からの入力信号に基づいて各種装置の制御を行ったり、ＲＡＭ１ｃや記憶手段１ｉ等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ１ｃにロードするとともに、ＲＡＭ１ｃから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、画像処理やデータの計算または加工等、一連の処理を実現する処理装置である。
【００１５】
入力手段１ｆは、医用診断装置１のユーザが各種の操作を入力するキーボード、マウス等の入力デバイスによって構成されており、ユーザの操作に基づいて入力信号を作成しバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送信される。また、医用診断装置１には、キーボード等だけでなく専用の操作パネルが設けられており、その操作パネル上の入力デバイスを介して操作画面に対する操作を行うこともできる。さらに、医用診断装置１において取得した検査結果や画像処理に必要な各種情報も入力手段１ｆを介して入力され、ＣＰＵ１ａや記憶手段１ｉに送信される。表示手段１ｇは、例えば液晶ディスプレイであり、例えばＣＰＵ１ａからバス１ｅを介して出力信号を受信し、ＣＰＵ１ａが行った画像処理等の各種処理結果を表示する手段である。
【００１６】
通信制御手段１ｈは、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、医用診断装置１をインターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。通信制御手段１ｈを介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、入出力インターフェイス１ｄ及びバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送受信される。
【００１７】
記憶手段１ｉは、半導体や磁気ディスクで構成されており、ＣＰＵ１ａで実行されるプログラムやデータが記憶されている。リムーバブルディスク１ｈは、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インターフェイス１ｄ及びバス１ｅを介してＣＰＵ１ａに送受信される。
【００１８】
本発明の実施の形態における医用診断装置１の記憶手段１ｉには、例えば、医用診断装置１が取得した画像情報を処理してユーザに対して表示する画像処理プログラム等のプログラムやデータが記憶される。また、画像処理プログラム等が医用診断装置１のＣＰＵ１ａに読み込まれ実行されることにより、画像処理手段２が医用診断装置１に実装される。
【００１９】
画像処理手段２は、図２に示すように、受信手段２ａと、障害物判定手段２ｂと、ガイド手段２ｃと、画像生成手段２ｄと、送信手段２ｅとから構成される。
【００２０】
受信手段２ａは、医用診断装置１の入力手段１ｆから入力された、ユーザからの入力信号や画像情報を受信する。そして、例えば、受信手段２ａが受信した情報のうち、視界確保領域の設定条件や画像情報は障害物判定手段２ｂに送信され、ガイドの種類を指定する情報はガイド手段２ｃに送信される。
【００２１】
障害物判定手段２ｂでは、ユーザが入力手段１ｆを介して入力した条件に従って視界確保領域を設定する。ここで、「障害物」とは、上述のように、視点と観察対象の間に存在して観察対象の観察に支障のある部位や観察対象ではない部位を言う。
【００２２】
図３に示すように、視点Ｐから観察対象Ｘへは実線の矢印に示すような視線Ｌが伸びている。そして観察対象Ｘを中心に視野Ｆを観念することができる。視野Ｆは通常、無限に広がりを持つものとも考えられるが、図３では便宜上、視点Ｐから四方に伸びる実線で示している。この視点Ｐと観察対象Ｘとの間に設けられるのが視界確保領域Ｖであり、図３では一点鎖線で示している。視界確保領域Ｖは、当該領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物と判定するために設けられる領域のことである。第１の実施の形態では、視界確保領域Ｖに入ったボリュームは自動的に障害物であると判定される。視界確保領域Ｖの広さは、図４に示すように、奥行きＤ、視野角Ａ及び形状Ｃによって決めることができる。形状Ｃは、図４では四角形にされているが、例えば、観察対象をメスで切ったときの形状、というように任意に定めることができる。なお、ユーザの医用画像の利用の仕方によっては、視界確保領域Ｖは設定されなくても良く、その設定の有無は任意である。
【００２３】
障害物判定手段２ｂに送信された画像情報において、設定された視界確保領域Ｖ内にあるボリュームが含まれると、障害物判定手段２ｂにおいてその範囲が計算されて障害物であると判定される。すなわち、表示状態にあるボリュームは輝度値やＣＴ値のように具体的な数値で表わすことのできる座標を持っている。また、視界確保領域Ｖの座標は上述のように視界確保領域Ｖを定めるに当たって把握することができる。従って、視界確保領域Ｖ内の位置（（ｘ，ｙ，ｚ）の値）を指定すれば、その位置に表示されるボリュームが存在するか否かを確認することができることになる。そして、障害物であると判定されたボリュームは、後述するガイド表示によってユーザに対して非表示とされたボリュームであることが示される。
【００２４】
受信手段２ａからのガイド表示の種類を指定する情報は、ガイド手段２ｃに送られる。ガイド手段２ｃ内には、ガイド表示の表示態様を複数種類持つガイド生成手段２ｃａとガイド生成手段２ｃａにガイド表示の生成を指示するガイド表示手段２ｃｂが設けられている。
【００２５】
ガイド生成手段２ｃａ内に記録されているガイド表示の表示態様は、例えば、障害物を網掛けの状態に表示する「メッシュ表示」、或いは、障害物の輪郭を表示する「輪郭表示」、非表示とされた障害物が存在するとの「注意表示」や、非表示とされた障害物を別画像で強調して表示する「別画像強調表示」等が考えられる。また、「注意表示」については、他の表示態様と併せて表示させることも可能である。
【００２６】
ガイド表示手段２ｃｂは、障害物判定手段２ｂからの障害物に該当する領域をガイド表示する旨の指示に基づいてガイド生成手段２ｃａにガイド表示を生成する指示を出す。そして生成されたガイド表示を画像生成手段２ｄに送信する。
【００２７】
画像生成手段２ｄでは、障害物判定手段２ｂからの障害物に該当する領域を非表示とする旨の指示に基づいて当該領域を非表示とするとともに、ガイド表示手段２ｃｂから送られてきたガイド表示を非表示とした障害物の領域に合わせて画像を合成する。画像の合成の方法（レンダリングモード）は、例えば、上述したフライスルー方式の他、ＰＶＲ（Perspective Volume Rendaering：透視投影ボリュームレンダリング）、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction：多断面画像再構成）等、複数の表示方法が選択可能にされている。合成された画像は、送信手段２ｅを介して表示手段１ｇに送られ表示される。
【００２８】
次に、画像生成の手順について、図５及び図６のフローチャート及び、管状の組織内を視点が観察対象に向けて移動する様子を示す図７ないし図１４の各模式図を利用して説明する。
【００２９】
まず、入力手段１ｆからの信号に基づいて障害物判定手段２ｂにより視界確保機能がＯＮにされたか否かが判断される（ＳＴ１）。視界確保領域Ｖを設けるか否かは任意であることから、視界確保機能がＯＮとされなかった場合は（ＳＴ１のＮ）、すぐに画像表示が開始されて画像処理が行われる（ＳＴ２）。
【００３０】
一方、視界確保機能がＯＮとされた場合は、入力手段１ｆを介して、画像生成手段２ｄに対して上述したレンダリングモードの指定がなされる（ＳＴ３）。また、ガイド生成手段２ｃａにどのような態様でガイド表示を行うかの指定がなされる（ＳＴ４）。ここで指定されたレンダリングモード及びガイド表示に従って以後画像処理が行われる。次に、視界確保領域Ｖの広さが設定される（ＳＴ５）。これは観察対象の位置や大きさに合わせて、奥行きＤ、視野角Ａ及び形状Ｃの３つの要素が指定されることにより行われる。
【００３１】
視界確保領域Ｖが設定されると画像表示が始まり、上述の指定、設定に従って画像処理が開始される（ＳＴ６）。障害物判定手段２ｂでは画像処理を進めていきながら随時視界確保領域Ｖ内にボリュームが入ったか否かを上述したようにチェックする（ＳＴ７）。視界確保領域Ｖ内にボリュームが入らない場合はそのまま画像処理が進められるが、ボリュームが入った場合には、その部分を障害物Ｂと判定する（ＳＴ８）。
【００３２】
図７は、視点Ｐから視線を観察対象Ｘへ向けて見たときに表示手段１ｇに表示される画面を示す模式図である。最も外側にある四角い枠が画面の枠Ｓであり、その画面の枠Ｓ内に円弧状に見えるのが視野Ｆである。視野Ｆ内には手前側に上方から下方に向けて逆凸状の組織Ｔ１があり、その奥に山状の組織Ｔ２が存在する。この組織Ｔ２の頂上部分が観察対象である組織であるが、図７においては、手前側の組織Ｔ１の頂上部である逆凸部が組織Ｔ２の頂上部に重なるようになっていて見えない。これら組織Ｔ１及び組織Ｔ２が重なっている領域を囲む四角形が視界確保領域Ｖであり、観察対象である組織Ｔ２の頂上部分を隠す組織Ｔ１の頂上部である逆凸部の領域が障害物Ｂに該当することになる。
【００３３】
図８は、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。視点Ｐから観察対象Ｘを見ようと視線Ｌを伸ばすが、組織Ｔ１が視点Ｐと観察対象Ｘとの間に存在するため、組織Ｔ１に邪魔されて観察対象Ｘを見ることができない。そのため、図８では視線Ｌを視点Ｐから組織Ｔ１にぶつかるまでを実線で表わし、その奥、観察対象Ｘまでの間は視点Ｐからは見えないので点線で表わしている。また、組織Ｔ１であって視界確保領域Ｖ内にある部分（図８では斜線で表わしている）が障害物Ｂの領域である。
【００３４】
障害物判定手段２ｂが視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物Ｂと判定すると、その障害物Ｂの領域を確定する（ＳＴ９）。この障害物Ｂの領域が確定すると、障害物判定手段２ｂは画像生成手段２ｄに対して該当領域を非表示とする旨の指示を出す（ＳＴ１０）（以下、図６のフローチャートを参照）。図９（ａ）はこの状態を示す模式図であり、組織Ｔ１であって視界確保領域Ｖ内に入った領域が非表示とされている。障害物Ｂが非表示とされたことで、組織Ｔ２にある観察対象Ｘとの間に遮るボリュームがなく、観察対象Ｘが見える。
【００３５】
さらに障害物判定手段２ｂはガイド表示手段２ｃｂに対して、障害物Ｂの領域をガイドする表示を行うように指示を出す（ＳＴ１１）。この指示を受けたガイド表示手段２ｃｂは、ガイド生成手段２ｃａに対して該当領域についてのガイド表示の生成を指示し（ＳＴ１２）、この指示及びステップ４で指定されたガイド表示に従って該当領域のガイドを作成する（ＳＴ１３）。第１の実施の形態においては、選択されたガイド表示は「輪郭表示」であるとする。
【００３６】
ガイド生成手段２ｃａは、障害物Ｂの輪郭を示すガイド表示を生成し、生成したガイド表示をガイド表示手段２ｃｂに送信する（ＳＴ１４）。図９（ｂ）に示す模式図は、ガイド生成手段２ｃａによって生成された障害物Ｂの輪郭を示すガイド表示である。視界確保領域Ｖの内部に障害物Ｂの輪郭Ｂ１のみが示されている。生成されたガイド表示を受信したガイド表示手段２ｃｂはさらに画像生成手段２ｄに送信する（ＳＴ１５）。
【００３７】
画像生成手段２ｄでは、非表示とした障害物Ｂの領域にガイド表示手段２ｃｂから送られてきたガイド表示を合成する（ＳＴ１６）。図１０は、合成された状態を示す模式図である。障害物Ｂは輪郭Ｂ１のみで表示されていることから、組織Ｔ２にある観察対象Ｘが見える。また、図１１は、図８同様、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。ガイド表示が合成された状態では、障害物Ｂは非表示とされその輪郭Ｂ１のみが表示されているため（図１１では当該領域を点線で表わしている）、視線Ｌは視点Ｐから観察対象Ｘへ貫かれている。さらに図１２に示すように、視界確保領域Ｖの輪郭を消すことで観察対象Ｘを観察し易くなる。そして、該当領域の合成画像が表示手段１ｇに表示される（ＳＴ１７）。
【００３８】
合成画像の表示の方法は、合成された画像のみを表示させる他、例えば、図１３に示すように上述した「別画像強調表示」として表示させることも可能である。図１３は表示手段１ｇに表示された画面例を表わす模式図である。図１３においては、画面左側に非表示とされた障害物Ｂの輪郭が表示されており、画面右側には視点Ｐ、視界確保領域Ｖ及び観察対象Ｘの位置関係が示されている。このように位置関係とともに非表示とされた領域も同時に表示させることにより、非表示とされた障害物Ｂが強調され、ユーザの使い勝手が良くなる。また、ガイド表示は複数組み合わせて表示させることもでき、例えば、図１４に示すように、位置関係を示す表示は小さく表示するとともに、非表示とされた障害物Ｂの表示を大きくし、さらに「注意表示」を組み合わせて表示させることも可能である。
【００３９】
表示手段１ｇへの合成画像の表示がなされると、次に画像表示を終了するか否かの判断が行われる（ＳＴ１８）。終了しない場合は、再び視界確保領域Ｖにボリュームが入ったか否かを判断し、上述した画像合成の手順（ＳＴ７ないしＳＴ１７）が繰り返される。なお、視界確保機能を使用せず画像表示を行っていた場合や視界確保機能を使用していた場合であっても視界確保領域Ｖの設定条件等を変更する場合には、再度ステップ１から画像合成の手順が繰り返されることになる。
【００４０】
このようにすることで、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００４１】
なお、これまでは視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを自動的に障害物Ｂと判定してガイド表示させる場合を説明したが、視点Ｐの移動に伴って視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを手動で個別に障害物Ｂと指定し、ガイド表示させることが可能であるのはもちろんである。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４３】
第１の実施の形態においては、視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを障害物判定手段２ｂにおいて視点Ｐの移動に伴って自動的に障害物として判定し非表示の対象としていたが、第２の実施の形態においては、視点Ｐを固定させた状態で視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを手動で非表示とする点が相違する。図１５は第２の実施の形態と比較するために、第１の実施の形態における非表示の手順を示した模式図であり、管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た状態を示す模式図を使用して説明する。
【００４４】
すなわち、図１５（ａ）は、管状の組織の外部にある視点Ｐから内部にある観察対象Ｘを見る場合を示しており、視点Ｐから観察対象Ｘに向けて視線Ｌが伸びている。但し、管状の組織に阻まれて管状の内部にある観察対象Ｘは直接見ることができないため、視線Ｌは管状の組織の外皮を境として実線と点線で示されている。
【００４５】
図１５（ｂ）は、視点Ｐは固定したままで視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームＮ１を非表示にしたことを示している。図１５（ｃ）は、さらに視点Ｐが視線Ｌ方向に移動した場合を示している。ここでも視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームが非表示にされている。このように、第１の実施の形態においては、視点Ｐの移動に伴って視界確保領域Ｖ内に入ったボリュームを自動的に非表示にすることとしていた。
【００４６】
一方、第２の実施の形態においては、視点Ｐの位置を移動させずに視界確保領域Ｖに入ったボリュームを手動で障害物と指定するとともに視界確保領域Ｖの奥行きＤを延長することにより、ボリュームの連続性を考慮した指定（非表示）ができる。すなわち、図１６（ｃ）において（図１６（ａ）及び（ｂ）は、図１５（ａ）及び（ｂ）と同様である。）、視点Ｐの位置は、図１６（ａ）及び（ｂ）の視点Ｐの位置と変化していない。この状態で、視界確保領域Ｖの奥行きＤを延長する。例えば、障害物を指定する際に用いるマウス等のクリックの押し下げ時間やＲＯＩ（Region Of Interest：関心領域）の指定等を基準として、延長の範囲を決定することができる。従って、図１６（ｃ）では、（ｂ）で非表示とした部分Ｎ１だけではなく、ボリュームが連続する部分Ｎ２の領域までも非表示の対象とすることができる。
【００４７】
このようにすることで、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともにこの取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ視点Ｐと観察対象Ｘとの距離を変えることなく最適な位置及び姿勢で観察対象Ｘを観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１または第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４９】
第３の実施の形態においては、視点Ｐが観察対象Ｘに近づき、その間の距離が縮まっても視界確保領域Ｖが観察対象Ｘを含まないように視界確保領域Ｖの奥行きＤが自動的に調整されることを特徴とする。
【００５０】
すなわち、図１７に示すように、例えば、観察対象Ｘの一部を障害物Ｂが隠している場合等、予め観察対象Ｘの位置の特定が可能な場合（観察対象Ｘが視野Ｆ内に捉えられている場合）、視点Ｐから観察対象Ｘまでの視線Ｌの距離Ｙ１は互いの座標から計算にて求めることができる。また、同様に、視点Ｐからこの視線Ｌが視界確保領域Ｖの奥行きＤによって定められる面と交わる点までの距離Ｙ２も求めることができる。そこで、障害物判定手段２ｂにおいてこれらの距離の割合（Ｙ２／Ｙ１）を維持するようにすることで、視点Ｐが観察対象Ｘに近づき、その間の距離Ｙ１が縮まっても視点Ｐから視界確保領域Ｖまでの距離Ｙ２が自動的に調整される。
【００５１】
このようにすることで、視点Ｐと観察対象Ｘとの距離の如何に関わらず常に視界確保領域Ｖが観察対象Ｘを含まないようにすることができるため、視点と観察対象との間にあって視界確保領域に入った障害物を取り除くとともに、この取り除いた障害物をガイド表示させることにより、観察対象と取り除いた障害物との位置関係を明確にしつつ容易に観察対象を観察することができる画像処理装置及び該画像処理装置を搭載する医用診断装置を提供することができる。
【００５２】
なお、第３の実施の形態においては、予め観察対象Ｘの位置が特定されている場合を例に挙げて説明しているが、観察対象Ｘを視点Ｐの移動に伴って随時特定することとしても良い。この観察対象Ｘを特定する方法としては、例えば、対象となる物体表面の曲率計算結果が最大となる点をポリープの頂点としてみなしてこの点を観察対象Ｘとする方法やマウスのクリックの押し下げ時間の長さを基に、指定した点を中心に空間的に範囲を指定し、この範囲を観察対象Ｘとする方法等が挙げられる。
【００５３】
また、第３の実施の形態においては、視界確保領域Ｖを利用して視点ＰからのＹ２の距離を求めたが、この視界確保領域Ｖの替わりに、例えば、仮想的な位置指定用平面を視点Ｐ及び観察対象Ｘとの間に設けてＹ２の距離を測ることに用いても良い。
【００５４】
また、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態における医用診断装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像処理手段の内部構成を示すブロック図である。
【図３】視点、視野、観察対象及び視界確保領域の関係を示す説明図である。
【図４】視界確保領域を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図８】管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。
【図９】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１０】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１１】管状の組織を長手方向に切断してその内部を見た模式図である。
【図１２】視点から視線を観察対象へ向けて見たときに表示手段に表示される画面を示す模式図である。
【図１３】表示手段に表示された画面例を表わす模式図である。
【図１４】表示手段に表示された画面例を表わす模式図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるガイド表示の流れを示す説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるガイド表示の流れを示す説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における視点、視野、観察対象及び視界確保領域の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 医用診断装置
２ 画像処理手段
２ａ 受信手段
２ｂ 障害物判定手段
２ｃ ガイド手段
２ｃａ ガイド生成手段
２ｃｂ ガイド表示手段
２ｄ 画像生成手段
２ｅ 送信手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視点から観察対象までの視界を確保する領域を設定し、前記視界確保領域に含まれた領域を障害物と判定する障害物判定手段と、
前記障害物判定手段により障害物と判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段と、
前記障害物判定手段からの情報に基づいて前記障害物を非表示とし、前記非表示とされた障害物の領域に前記ガイド手段からのガイドの画像を合わせて合成し前記視界確保領域内の画像を生成する画像生成手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ガイド手段において生成される前記障害物の領域を表わすガイド表示は、複数種類設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ガイド表示は複数同時に表示することが可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記障害物判定手段は、障害物の厚みを考慮して前記視界確保領域の設定要素である奥行きを変更し障害物と判定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記障害物判定手段は、前記視点が同定された前記観察対象へ近づいても前記視点と同定された前記観察対象との間に設けられている前記視界確保領域内に前記観察対象を含まないように前記視点から前記視界確保領域までの距離を自動的に調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする医用診断装置。
【請求項１】
視点から観察対象までの視界を確保する領域を設定し、前記視界確保領域に含まれた領域を障害物と判定する障害物判定手段と、
前記障害物判定手段により障害物と判定された領域を表わすガイドを生成し表示するガイド手段と、
前記障害物判定手段からの情報に基づいて前記障害物を非表示とし、前記非表示とされた障害物の領域に前記ガイド手段からのガイドの画像を合わせて合成し前記視界確保領域内の画像を生成する画像生成手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ガイド手段において生成される前記障害物の領域を表わすガイド表示は、複数種類設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ガイド表示は複数同時に表示することが可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記障害物判定手段は、障害物の厚みを考慮して前記視界確保領域の設定要素である奥行きを変更し障害物と判定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記障害物判定手段は、前記視点が同定された前記観察対象へ近づいても前記視点と同定された前記観察対象との間に設けられている前記視界確保領域内に前記観察対象を含まないように前記視点から前記視界確保領域までの距離を自動的に調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする医用診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２９６９４（Ｐ２００８−２９６９４Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０８１５２（Ｐ２００６−２０８１５２）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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