画像生成装置、画像生成方法およびプログラム
【課題】３次元データから診断に適した断層面画像を生成する技術を提供する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部とを備える。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元データから断層面の画像を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線ＣＴ撮影では、Ｘ線の投影データを収集して得られる３次元データ（ボリュームデータ）を元に、被写体の断面を画像化した断層面画像が生成される。このような被写体の３次元データには、３次元に配列されたボクセルごとにボクセル値が記録されている。
【０００３】
３次元データから、断層面画像を生成する技術としては、たとえば特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１では、超音波プローブによって収集されたボリュームデータから、所定の視線方向に沿って複数のスライスを生成し、該複数のスライスから画像（断層面画像）が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６１９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記技術では、ボリュームデータから、隙間なくスライスを切り出している。常にスライスの厚さがスライス間の間隔と一致している。そのため、スライス間隔を小さくすれば、目的部位の画像を捕らえやすくなるものの、スライスの厚さが小さいために、画像中のノイズが大きくなってしまう。また、スライス間隔を大きくすれば、画像のノイズは低減されるものの、スライスの厚さが大きくなるため、目的部位の画像がぼやけるおそれがある。このように従来の技術では、画像生成の自由度が低いため、診断に適した画像を得ることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、３次元データから診断に適した断層面画像を生成する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部とを備える。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する。
【０００９】
また、第３の態様は、第１または第２の態様に係る画像生成装置において、前記スライス条件設定部は、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値に設定する。
【００１０】
また、第４の態様は、第１から第３までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する関心位置設定部と、前記画像生成部が生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示部に表示する表示制御部とをさらに備える。
【００１１】
また、第５の態様は、第１から第４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する。
【００１２】
また、第６の態様は、第２の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する。
【００１３】
また、第７の態様は、第２の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する。
【００１４】
また、第８の態様は、第４の態様に係る画像生成装置において、前記表示制御部が、前記関心位置について、前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記画像生成部が生成した前記スライス画像を、第１断層面画像として表示部に表示するとともに、前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記画像生成部が生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示部に表示する。
【００１５】
また、第９の態様は、第８の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、前記画像生成部は、前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する。
【００１６】
また、第１０の態様は、第９の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のそれぞれに直交し、かつ互いに直交する断層面を前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像とし、それぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像が共通の原点で交差する。
【００１７】
また、第１１の態様は、第８から第１０までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記関心位置設定部は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に前記表示部に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する。
【００１８】
また、第１２の態様は、第１１の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記表示部に表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する。
【００１９】
また、第１３の態様は、第８から第１２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記表示制御部は、前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を前記表示部に表示させるとともに、前記視線方向設定部が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する。
【００２０】
また、第１４の態様は、第１３の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに前記表示部に表示するとともに、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する。
【００２１】
また、第１５の態様は、第１から第１４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する。
【００２２】
また、第１６の態様は、第１から第１４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記被写体が歯列弓を含み、前記視線方向設定部が、前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する。
【００２３】
また、第１７の態様は、第１６の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記歯列弓の形状を認識するとともに、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向に設定する。
【００２４】
また、第１８の態様は、第１３または第１４の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに前記表示部に表示させる。
【００２５】
また、第１９の態様は、Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成方法であって、(a)前記被写体に対する視線方向を設定する工程と、(b)前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定する工程と、(c)前記(b)工程で設定された条件に基づいて、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データをそれぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する工程とを含む。
【００２６】
また、第２０の態様は、第１９の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する工程である。
【００２７】
また、第２１の態様は、第１９または第２０の態様に係る画像生成方法において、前記(b)工程が、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値とする工程である。
【００２８】
また、第２２の態様は、第１９から第２１までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、(d)前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する工程と、(e)前記(c)工程で生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示する工程とをさらに含む。
【００２９】
また、第２３の態様は、第１９から第２２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する工程である。
【００３０】
また、第２４の態様は、第２０の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する工程である。
【００３１】
また、第２５の態様は、第１９の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する工程である。
【００３２】
また、第２６の態様は、第２２の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記関心位置について、前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記(c)工程において生成された前記スライス画像を、第１断層面画像として表示するとともに、前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記(c)工程で生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示する工程である。
【００３３】
また、第２７の態様は、第２６の態様に係る画像生成方法において、前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、前記(c)工程は、前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する工程である。
【００３４】
また、第２８の態様は、第２７の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像を共通の原点で交差させる工程である。
【００３５】
また、第２９の態様は、第２６から第２８までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(d)工程は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する工程である。
【００３６】
また、第３０の態様は、第２９の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である。
【００３７】
また、第３１の態様は、第２６から第３０までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(e)工程は、前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を表示させる工程であるとともに、前記(a)工程が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である。
【００３８】
また、第３２の態様は、第３１の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに表示する工程と、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する工程とを含む。
【００３９】
また、第３３の態様は、第１９から第３２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する工程である。
【００４０】
また、第３４の態様は、第１９から第３２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記被写体が歯列弓を含み、前記(a)工程が、前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する工程である。
【００４１】
また、第３５の態様は、第３４の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記歯列弓の形状を認識する工程を含み、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向として設定する工程である。
【００４２】
また、第３６の態様は、第３１または第３２の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに表示させる工程である。
【００４３】
また、第３７の態様は、コンピューターが読取可能なプログラムであって、前記コンピューターのＣＰＵがメモリ上で前記プログラムを実行することによって、前記コンピューターを、第１から第１８までのいずれか１の態様に係る画像生成装置として機能させる。
【発明の効果】
【００４４】
第１の態様に係る画像生成装置によれば、断層面画像を生成するために取得する画像生成用スライスの厚さと、画像生成用スライスの間隔とを、それぞれ個別に設定することができるため、場合に応じて適宜設定を調整することができ、自由度を持って診断に適した断層面画像を生成することが可能になる。
【００４５】
特に第２の態様に係る画像生成装置によれば、前記視線方向に直交ないし略直交する複数の単位的スライスを生成する。この単位的スライスは、例えば微細な間隔で複数生成されるので、前記スライスの厚さと間隔が、単位的スライスの選択によって簡易に設定できる。
【００４６】
特に第３の態様に係る画像生成装置によれば、３次元領域の断層面の断層面画像が、その断層面周辺の領域を互いに共有する複数の単位的スライスから生成される。すなわち、目的部位に比較的近接した複数のスライス画像から生成されることになるため、断層面の構造的な特徴がより反映された高精度な断層面画像を生成することができる。さらに具体的に述べると、目的部位に比較的近接した複数の単位的スライスの３次元データから生成されることになるため、細かいピッチで目的部位の画像を脱落させることなく並んだ高精度な断層面画像を生成することができる。また、複数の単位的スライスから一つの画像を生成することで、ノイズが低減された鮮明な高画質の断層面画像を取得できる。
【００４７】
特に第４の態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関する断層面画像を表示部に表示することにより、オペレータが関心位置の断層面画像を視覚的に把握することができる。
【００４８】
特に第５の態様に係る画像生成装置によれば、断層面画像中のノイズを低減することができる。
【００４９】
特に第６の態様に係る画像生成装置によれば、中央の単位的スライスの３次元データの重み付けを大きくして断層面画像を生成することにより、各位置の特徴をより反映させた断層面画像を生成することができる。
【００５０】
特に第７の態様に係る画像生成装置によれば、エッジが強調された断層面画像を取得することができる。
【００５１】
特に第８態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関して、オペレータが相互に直交する３方向から見た断層面画像を視覚的に把握できる。
【００５２】
特に第９の態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関して、オペレータが相互に直交するｘ方向、ｙ方向、z方向の３方向から見た断層面画像を視覚的に把握できる。
【００５３】
特に第１１の態様に係る画像生成装置によれば、オペレータが特定の断層面画像を見ながら、その他の方向についての断層面の位置を変更しつつ、断層面画像を表示できるため、目的の位置を探しやすくなり、また、関心部分の周辺の様子を把握しやすくなる。
【００５４】
特に第１２の態様に係る画像生成装置によれば、オペレータが特定の断層面画像に対して第１指標を相対的に回転させることで、新たな視線方向が設定され、そして新たな断層面画像が生成される。したがって、オペレータが特定の位置周辺の様子を把握しやすくなる。
【００５５】
特に第１３の態様に係る画像生成装置によれば、立体的な３次元画像に対して視線方向を設定できるため、視線方向を直感的に設定しやすくなる。
【００５６】
特に第１５の態様に係る画像生成装置によれば、接線の延びる方向を視線方向に設定するため、視線方向についての断層面画像を生成する際に、接線に沿って画像生成用スライスを取得することとなる。接線に沿って画像生成用スライスを取得するため、各スライスから生成されるスライス画像において、特に接線が設定される部分で、３次元領域の断面形状の位置関係が一致しやすくなる。そのため、断層面画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態に係る画像表示システムの全体構成を例示する図である。
【図２】画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図３】ＣＰＵがプログラムに従って動作することにより画像生成装置で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。
【図４】Ｘ線ＣＴ撮影装置の構成を概念的に示す図である。
【図５】３次元データが表現する被写体の３次元領域の一例を示す図である。
【図６】画像表示システムの画像表示の動作の流れ図である。
【図７】３次元領域に対して視線方向が設定される様子を示す図である。
【図８】図６に示すステップＳ２における、画像生成装置の断層面画像の生成動作の詳細な流れ図である。
【図９】３次元領域から取得される単位的スライスを概念的に示す図である。
【図１０】単位的スライスからスライス画像を生成する様子を示す図である。
【図１１】図１０（ａ）に示す単位的スライスが設定されていた３次元データの領域の一部から、スライス画像を生成する様子を示す模式図である。
【図１２】単位的スライスが、ボクセルデータの存在する所以外を通るように設定された場合の、ボクセルデータの取得方法を説明するための図である。
【図１３】画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。
【図１４】画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。
【図１５】図８に示すステップＳ２６における、画像生成装置のスライス画像の合成動作の詳細な流れ図である。
【図１６】図６に示すステップＳ４において、表示装置３に表示される画面の一例を示す図である。
【図１７】関心位置を変更する操作を説明するための図である。
【図１８】視線方向の変更を説明するための図である。
【図１９】視線方向の変更を説明するための図である。
【図２０】視線方向の変更を説明するための図である。
【図２１】視線方向が変更された後の３次元領域を示す図である。
【図２２】視線方向の変更後において、新たに取得される複数の画像生成用スライスのそれぞれからスライス画像を生成する過程を概念的に示す図である。
【図２３】新たな断層面画像およびボリュームレンダリング画像が表示された表示装置３の画面を示す図である。
【図２４】視線方向変更後に、関心位置を変更する処理を行う様子を示す図である。
【図２５】ｘｙｚ直交座標系をＸＹＺ直交座標系に対して設定する様子を示す図である。
【図２６】ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて図１６で示したような断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対応するスライス画像を切り出した様子を示す。
【図２７】第２実施形態に係る画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図２８】円筒状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。
【図２９】球面状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。
【図３０】第３実施形態における画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図３１】歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。
【図３２】第４実施形態における画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図３３】歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。
【図３４】第５実施形態におけるボリュームレンダリング画像を示す図である。
【図３５】変形例に係るボリュームレンダリング画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、実施形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００５９】
＜１．第１実施形態＞
＜１．１．画像表示システム１の構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像表示システム１の全体構成を例示する図である。また図２は、画像表示システム１の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図１に示すように、画像表示システム１は、画像生成装置２、表示装置３、入力装置４、Ｘ線ＣＴ撮影装置５を備えている。画像表示システム１では、Ｘ線ＣＴ撮影装置５で被写体をＸ線で撮影して、再構成することにより取得される３次元データ（ボリュームデータ）を、画像生成装置２で処理し、表示装置３(表示部)において断層面の画像などを表示するように構成されている。
【００６１】
図２に示すように、画像生成装置２は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、各種データを保存する固定ディスク２４、ＣＤなどの可搬性メディア９からデータを読み込む読取部２５をバスライン１００に接続した一般的なコンピューターの構成を有する。またバスライン１００には、画像などを表示する表示装置３、オペレータからの入力を受け付けるキーボードやマウスなどを含む入力装置４が、不図示のインターフェースを介する等して接続されている。
【００６２】
さらにバスライン１００には、伝送ケーブルのインターフェースを介してＸ線ＣＴ撮影装置５が接続されている。なおＸ線ＣＴ撮影装置５から送られてきた各種データは、ＣＰＵ２１の制御の下、固定ディスク２４に記憶することが可能である。
【００６３】
図２に示すプログラムＰＧは、固定ディスク２４に記憶されている。画像生成装置２の各種機能は、ＣＰＵ２１がプログラムＰＧに従って動作することにより実現される。
【００６４】
図３は、ＣＰＵ２１がプログラムＰＧに従って動作することにより画像生成装置２で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。図３で示す構成のうち、撮影制御部２１１、３次元データ取得部２１２、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５、画像生成部２１６、表示制御部２１７が、ＣＰＵ２１等により実現される機能を示している。
【００６５】
｛撮影制御部２１１｝
撮影制御部２１１は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５に対して制御信号を送信することによって、撮影の開始や停止などを制御する。ここで、Ｘ線ＣＴ撮影装置５の構成について図４を参照しつつ説明する。
【００６６】
図４は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５の構成を概念的に示す図である。Ｘ線ＣＴ撮影装置５は、Ｘ線の束で構成される、例えば四角錐状のコーンビームＢ１を被写体Ｑ１に向けて照射するＸ線発生部５１と、被写体Ｑ１を透過して到達するＸ線を検出するＸ線検出部５２と、被写体Ｑ１を挟んでＸ線発生部５１とＸ線検出部５２とを対向するように吊下げ保持するアーム５３を備えている。
【００６７】
アーム５３の中央部には、旋回軸５４の一端が取り付けられている。この旋回軸５４の一端部分には、アーム５３に設けられた旋回駆動機構５５が接続されている。旋回駆動機構５５は、旋回軸５４とモータ（不図示）に巻回されたベルト（不図示）を備えており、旋回駆動機構５５のモータの駆動により、旋回軸５４を中心にしてアーム５３が旋回する。旋回軸５４は、図示しない軸受けを介して、アーム５３に接続されており、アーム５３が旋回する際には、旋回軸５４は回転せずにアーム５３のみが回転する。
【００６８】
また、旋回軸５４の他端は、旋回軸５４を水平移動可能に保持する移動機構５６に接続されている。移動機構５６は、例えばボルトやモータ、ガイド機構などで構成される。移動機構５６を駆動することによって、旋回軸５４が水平面内で移動し、アーム５３を所定範囲内の任意の位置へ移動させることができる。
【００６９】
図示しないが、旋回駆動機構５５を移動機構５６に設けて、旋回駆動機構５５が旋回軸５４を旋回駆動し、旋回軸５４に固定された旋回アーム５３が旋回するように構成してもよい。この場合、移動機構５６が旋回駆動機構５５を旋回軸５４と一緒に水平面内で２次元に移動する構成にすることができる。
【００７０】
このような構成を備えるＸ線ＣＴ撮影装置５は、コーンビームＢ１を被写体Ｑ１の撮影領域Ｍ１に照射しながら、旋回軸５４まわりにアーム５３を旋回させて、撮影領域Ｍ１に対するＸ線の投影データを収集する。そして収集されたデータは、画像生成装置２へ送信される。
【００７１】
｛３次元データ取得部２１２｝
図３に戻って、３次元データ取得部２１２は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５から送信される投影データを収集し、この投影データに対して逆投影などの演算処理を行って、撮影領域Ｍ１の３次元領域を表現する３次元データ（ボリュームデータ）を取得する。この演算処理は、公知の手法を適用することが可能である。３次元データ取得部２１２で取得される３次元データは、固定ディスク２４に記憶され、後述の画像生成処理に用いられる。
【００７２】
図５は、３次元データが表現する撮影領域Ｍ１である３次元領域Ｓ１の一例を示す図である。３次元データでは、撮影領域Ｍ１の３次元領域について、その３次元領域を構成する各点（ボクセル）のデータが記録されている。３次元領域Ｓ１に対して、図５に示すように相互に直交するＸＹＺ直交座標系を定義し、３次元領域Ｓ１のある点Ｐ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）についてのボクセル値Ｖ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）が決定されるようにする。画像生成装置２は、このように３次元領域Ｓ１を表現する３次元データに基づいて、被写体の断面の画像（断層面画像）や、ボリュームレンダリング画像を生成する。
【００７３】
なお、３次元領域Ｓ１には、被写体Ｑ１の部位が存在しない空間が含まれることもある。例えば、関心領域Ｏが被写体Ｑ１の表面近くにある場合、Ｘ線ＣＴ撮影は関心領域Ｏを中心になされるために、被写体Ｑ１の表面より外部にある、被写体Ｑ１の部位が存在しない空間も撮影対象範囲に含まれ、３次元領域Ｓ１に、この被写体Ｑ１の部位が存在しない空間が含まれる場合が生じる。
【００７４】
｛視線方向設定部２１３｝
図３に戻って、視線方向設定部２１３は、表示装置３に各種画像を表示する際に、被写体Ｑ１の３次元領域に対する視線方向を設定する。この視線方向は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づいて設定される。
【００７５】
｛スライス条件設定部２１４｝
スライス条件設定部２１４は、断層面画像を生成するために３次元データが表現する３次元領域からスライスを切り出す際の条件を設定する。スライス条件設定部２１４は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づいて、切り出すスライスの厚さと、切り出すスライスの間隔と個別に設定することが可能となっている。画像生成装置２では、各スライスに対応する３次元データのボクセル値を演算処理して２次元平面状の画像にしたスライス画像を生成する。このスライス画像が、断層面画像として表示装置３に表示される。
【００７６】
｛関心位置設定部２１５｝
関心位置設定部２１５は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づき、３次元領域において、オペレータが断層面を観察したい位置（関心位置）を設定する。画像生成装置２は、３次元領域Ｓ１について、関心位置を通るｘ軸に垂直な断面（ｘ軸断層面Ｄｘ）の画像、関心位置を通るｙ軸に垂直な断面（ｙ軸断層面Ｄｙ）の画像、および関心位置を通るｚ軸に垂直な断面（ｚ軸断層面Ｄｚ）の画像を表示装置３に表示する。
【００７７】
｛画像生成部２１６｝
画像生成部２１６は、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５が設定した条件下において、固定ディスク２４に保存されている３次元データから、３次元領域の断層面画像、およびボリュームレンダリング画像を生成する。各画像の生成方法については、後述する。
【００７８】
｛表示制御部２１７｝
表示制御部２１７は、画像生成部２１６が生成した断層面画像やボリュームレンダリング画像を表示装置３の画面に表示する。また、表示制御部２１７は、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５が設定する値を、オペレータが入力装置４を介して画像生成装置２に入力するために、表示装置３に指標としてカーソル（例えば、後述するｘカーソルＣｘ）などのパーツを画面に表示させる機能も有している。
【００７９】
＜１．２．画像表示システム１の動作＞
図６は、画像表示システム１の画像表示の動作の流れ図である。なお、以下に説明する画像表示システム１の各動作は、特に断らない限り、プログラムＰＧを実行する画像生成装置２のＣＰＵ２１によって制御されるものとする。また、画像表示システム１は、オペレータからの終了指示の有無を常時監視し、終了指示があった場合には、画像表示の動作を適宜終了するものとする。
【００８０】
画像表示システム１が画像表示動作を開始すると、視線方向設定部２１３は、視線方向を初期設定の方向に設定するとともに、関心位置設定部２１５は、３次元領域内の所定の初期設定の位置に設定する（ステップＳ１）。
【００８１】
図７は、３次元領域Ｓ１に対して視線方向が設定される様子を示す図である。図７に示す例では、視線方向設定部２１３は、初期値として、３次元領域Ｓ１に対して定義されたＸＹＺ直交座標系（図５参照）のうちのＸ軸上の任意の点を視点Ｐ０とし、かつ、Ｘ軸方向を視線方向に設定する。また、関心位置設定部２１５は、初期値として、３次元領域Ｓ１の中心を関心位置Ｐ１に設定する。もちろん、視線方向や関心位置の初期値は、このような物に限られるものではなく、任意に設定し得る。
【００８２】
視線方向が設定されると、画像生成装置２は、図７に示すように、関心位置Ｐ１を通る視線方向に平行な直線をｘ軸とするとともに、Ｙ軸およびＺ軸をｙ軸およびｚ軸として、新たなｘｙｚ直交座標系を３次元領域Ｓ１に対して設定する。このｘｙｚ直交座標系は、表示用の座標系として用いられる。
【００８３】
図６に戻って、視線方向および関心位置が設定され、ｘｙｚ直交座標系が設定されると、画像生成部２１６は、断層面画像の生成を実行する（ステップＳ２）。詳細は後述するが、画像生成装置２では、断層面画像を生成するために、３次元領域Ｓ１から、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれに垂直な平面によって、所定の厚さを持つスライスが所定間隔ごとに切り出される。そしてこの３方向に対して垂直に切り出されたスライスから、関心位置Ｐ１における３次元領域の断層面の画像（断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）が生成される。
【００８４】
断層面画像の生成が終了すると、画像生成部２１６は、３次元データを立体的に可視化し、３次元領域Ｓ１を立体的に表現した３次元画像であるボリュームレンダリング画像を生成する（ステップＳ３）。ボリュームレンダリング画像の取得方法としては、従来より提案されているため、詳細は省略するが、例えば３次元領域Ｓ１について、視点Ｐ０から見て各視線上のボクセル値を加算することによって（レイキャスティング）、ボリュームレンダリング画像ＩＶが生成される。なお、ステップＳ２とステップＳ３の動作順序は、適宜入れ替えることが可能である。
【００８５】
ボリュームレンダリング画像の生成が完了すると、画像生成装置２は、表示制御部２１７によって、表示装置３に断層面画像およびボリュームレンダリング画像を表示する（ステップＳ４）。
【００８６】
ステップＳ４が終了した時点において、画像生成装置２は、表示処理の終了指示があったかどうかを判断する（ステップＳ５）。表示装置３に表示している画像を変更することがなく、表示を終了する操作入力があった場合には（ステップＳ５においてＹＥＳ）、表示処理を終了する。表示処理の終了指示がない場合には（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ６に進む。
【００８７】
断層面画像およびボリュームレンダリング画像を表示すると、画像生成装置２は、関心位置の変更もしくは視線方向の変更があったかどうかを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、具体的には、視線方向設定部２１３、関心位置設定部２１５が、オペレータからの入力装置４を介した変更操作入力を受け付けたかどうかで判断される。変更操作入力がない場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、表示終了の指示が無い限り表示制御部２１７はステップＳ４の画面の表示を継続して行う。
【００８８】
変更の操作入力があった場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、視線方向設定部２１３または関心位置設定部２１５は、変更操作入力に基づいて、新たな視線方向もしくは新たな関心位置の設定を行う（ステップＳ７）。例えば視線方向について変更があった場合、視線方向設定部２１３は、新たな視線方向にｘｙｚ直交座標系のｘ軸を一致させるように、ｘｙｚ直交座標系を移動させる。また、関心位置の変更があった場合は、変更後の関心位置にｘｙｚ直交座標系の原点を一致させるように、ｘｙｚ直交座標系を移動させる。
【００８９】
新たな視線方向もしくは新たな関心位置の設定が完了すると、画像生成装置２は、画像生成部２１６により、新たな断層面画像の生成（ステップＳ８）および新たなボリュームレンダリング画像の生成（ステップＳ９）を実行する。このステップＳ８とステップＳ９を実行する順序は、適宜入れ替えることが可能である。
【００９０】
新たな断層面画像およびボリュームレンダリング画像の生成が完了すると、画像生成装置２は、表示制御部２１７により、表示装置３の画面にこれらの画像を表示させる（ステップＳ１０）。そして画像生成装置２は、再び視線方向もしくは関心位置の変更があったかどうかを判定する（ステップＳ１１）。変更の操作入力がなかった場合、画像生成装置２は、オペレータより表示の終了指示があったかどうかを判定する（ステップＳ１２）。画像生成装置２は、終了指示があった場合には画像表示の動作を終了し、終了指示がなかった場合にはステップＳ１０の画像表示を継続して行う。
【００９１】
ステップＳ１１において、変更の操作入力があった場合には、画像生成装置２は、ステップＳ７に戻って、以降の動作を繰り返し実行する。これにより、視線方向または関心位置の変更の操作入力があるごとに、断層面画像およびボリュームレンダリング画像が更新されて表示装置３に表示されることとなる。
【００９２】
以上が、画像表示システム１による画像の表示動作の流れについての説明である。次に、上述した画像表示システム１の動作のうち、画像生成装置２の動作の詳細について説明する。
【００９３】
＜１．２．１．断層面画像の生成動作＞
図８は、図６に示すステップＳ２における、画像生成装置２の断層面画像の生成動作の詳細な流れ図である。画像生成装置２は、ステップＳ２の断層面画像の生成を開始すると、まず、単位的スライスを準備する（ステップＳ２０）。ここで、単位的スライスとは、３次元領域Ｓ１から抽出される、極めて薄い領域であり、その領域の厚さは、例えば３次元データに含まれるボクセル１つ分の厚さに相当するように設定される。なお、単位的スライスが、ボクセル２つ以上の厚さで構成されていてもよい。詳細は後述するが、本実施形態では、複数の単位的スライスを所定の画素演算により合成することで、１枚の断層面画像が生成される。
【００９４】
単位的スライスの準備が完了すると、画像生成装置２は、スライス条件設定部２１４によって、画像生成用スライスの厚さαを設定する（ステップＳ２１）。この画像生成用スライスは、上述の１枚の断層面画像を生成するために用いる単位的スライスの集合である。すなわち、ここで設定された厚さαの範囲内に含まれる単位的スライスに基づいて、断層面画像の生成が行われる。
【００９５】
また、スライス条件設定部２１４は、３次元領域Ｓ１から１つの画像生成用スライスを生成する間隔βを設定する（ステップＳ２２）。このステップＳ２１とステップＳ２２は、具体的には、オペレータが入力装置４を介して数値入力などの所定の操作入力を実行し、スライス条件設定部２１４がこの操作入力を受け付けることによって厚さαと間隔βとがそれぞれ設定される。なお、厚さαと間隔βのうち、どちらか一方が、あらかじめ定められた値として固定されていてもよい。
【００９６】
さらにスライス条件設定部２１４は、上記スライスの厚さαと間隔βとに基づいて画像生成用スライスを切り出し、画像生成用に取得する画像生成用スライスの取得範囲Ｈを設定する（ステップＳ２３）。なお、枚数に余裕を持たせて多めに切り出して準備した画像生成用スライスの中から必要枚数を取得してもよいし、一定の範囲で取得できる枚数のみの画像生成用スライスを取得してもよい。また、３次元領域Ｓ１の全域のうちの限定的な領域を取得範囲Ｈとして設定してもよいが、３次元領域Ｓ１の全域が自動的に取得範囲Ｈとなるように設定しておいてもよい。
【００９７】
そして、画像生成部２１６によって、視線方向に連続する複数の画像生成用スライス毎にスライス画像が生成される（ステップＳ２４）。このようにして生成されたスライス画像は、記憶部（固定ディスク２４やＲＡＭ２２等）に保存され、断層面画像として表示装置３に表示されることとなる。
【００９８】
図９は、３次元領域Ｓ１から取得される単位的スライスＯＳｘを概念的に示す図である。図９に示すように、３次元領域Ｓ１から、ステップＳ１にて設定された視線方向（ｘ軸）に沿って、微小な間隔ごとに並ぶ複数の単位的スライスＯＳｘ（ＯＳｘ１〜ＯＳｘ９）が取得される。
【００９９】
なお、このような単位的スライスＯＳｘの準備（ステップＳ２０）は、ステップＳ２１（画像生成用スライスの厚さαの設定）よりも後に実行されてもよく、少なくともステップＳ２４（スライス画像の生成）よりも前の段階で行われればよい。
【０１００】
本実施形態では、このように厚さα、間隔βを設定する場合に最小単位となるよう、撮影領域Ｍを軸方向に細分し、視線方向（軸方向）に規則的に並ぶスライスを単位的スライスとしている。なお、隣り合う単位的スライス同士の間隔は等間隔であることが座標計算をする上で好適である。
【０１０１】
ここで、単位的スライスＯＳｘを準備するとは、内部的には、単位的スライスＯＳｘ１〜ＯＳｘ９のそれぞれに含まれる３次元データとを、単位的スライス毎に位置情報と関連付け、画像データとして管理することを云う。このようにして準備された単位的スライスＯＳｘは、後述の設定された厚さα、間隔βに基づいて、画像生成用スライスを取得する際の対象となり、演算が容易となる。図９に示す例では、単位的スライスデータＯＳｘが画像データとして符号（ＯＳｘ）に付した番号の順に並んでいる。
【０１０２】
Ｘ線ＣＴ撮影で得た３次元データは、Ｘ線検出器の画素の粒子の細かさに対応する、可能な限りの細かさの、前述のボクセルからなるボクセルデータとして３次元に配列することができる。したがって、単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２…ＯＳｘ９間の微小な間隔を、このボクセルデータの１つ１つの間隔に応じた可能な限りの微小な間隔に設定することによって、スライスの厚さα、間隔β設定の精度が増すこととなる。単位的スライスＯＳｘ同士間の微小な間隔は、３次元データの１ボクセル当たりのｘ軸またはｙ軸方向の大きさに一致させてもよい。
【０１０３】
図１０は、単位的スライスＯＳｘからスライス画像ＩＳｘを生成する様子を示す図である。なお、図１０（ａ）は、図９に示す単位的スライスＯＳｘを側方（ｙ軸方向）から見た図である。また図１０（ｂ）は、スライス画像ＩＳｘを示す図である。
【０１０４】
図１０（ａ）に示すように、多数の単位的スライスＯＳｘうちから、ステップＳ２１，Ｓ２２において設定された厚さαおよび間隔βに基づき、視線方向に沿って、間隔β毎に所望の範囲（厚さα）内に含まれる単位的スライスＯＳｘが取得される。なお、図１０（ａ）において、二点鎖線で囲まれた複数（ここでは３つ）の単位的スライスＯＳｘの集合体のそれぞれが、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２を構成する。図１０（ａ）では、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２の厚さαは単位的スライスとこれに隣接する単位的スライスとの中間地点間の距離で示されている。また、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２の間隔βはスライスの厚さの中央地点間の距離で示されている。
【０１０５】
次に、ステップＳ２４において、所望の範囲（厚さα）内の単位的スライスＯＳｘに対応する３次元データが視線方向（ここではｘ軸）の方向に合成されて、スライス画像ＩＳｘが生成される。図１０（ａ）に図示の例では、例えば画像生成用スライスＳＬｘ０に含まれる単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２、ＯＳｘ３に対応するボクセルデータを、視線方向に沿って合成することにより、スライス画像ＩＳｘ１が生成される（図１０（ｂ）参照）。同様に、単位的スライスＯＳｘ４、ＯＳｘ５、ＯＳｘ６に対応するボクセルデータを、合成することでスライス画像ＩＳｘ０が生成され、単位的スライスＯＳｘ７、ＯＳｘ８、ＯＳｘ９に対応するボクセルデータからスライス画像ＩＳｘ２が生成される。
【０１０６】
なお、単位的スライスＯＳｘを取得することなく、上記の視線方向に沿う厚さαの範囲内のボクセル値を、視線方向に沿って直接合成するように構成されていてもよい。この場合は、単位的スライスＯＳｘを準備せずに、３次元領域Ｓ１から、間隔β毎に、厚さα分の平板状の領域が画像生成用スライスとして取得される。具体的に、図１１を参照しつつ説明する。
【０１０７】
図１１は、図１０（ａ）に示す単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２、ＯＳｘ３が設定されていた３次元データの領域の一部から、スライス画像ＩＳｘ１を生成する様子を示す模式図である。図１１に示す格子状に並んだ複数の点のそれぞれが、３次元データのボクセル１つ分に相当する。これらのボクセル毎に、ボクセル値（ボクセルデータＤｘａ１等）が存在する。
【０１０８】
図１１に示すように、視線方向（ｘ軸）に平行な直線（線Ｌｘａ，Ｌｘｂ，Ｌｘｃ，Ｌｘｄ）が想定され、視線方向に平行な直線と直交する直線（線Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３）が想定される。単位的スライスを設定する場合は、例えばこの直線（線Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３）上に単位的スライスが設定されるのであるが、ここで説明する合成処理では、単位的スライスを設定せず、直接３次元データを合成する。その場合、その直線（線Ｌｘａ，Ｌｘｂ，Ｌｘｃ，Ｌｘｄ）の上またはその直線に最も近い３次元データ（ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３等）をそれぞれ合成することによって、画像データ（画像データＤｘａ，Ｄｘｂ，Ｄｘｃ等）が取得される。
【０１０９】
このように、単位的スライスを準備せずに、直接３次元データを合成することによって、画像データＤｘａ，Ｄｘｂ，Ｄｘｃ，Ｄｘｄ…が取得される。この画像データＤｘａ、Ｄｘｂ、Ｄｘｃ、Ｄｘｄ…から、１つのスライス画像ＩＳｘ１が構成されることとなる。
【０１１０】
画像データＤｘａを得るには、ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３の加算値を取るように構成してもよいが、ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３の間で加算平均値や相乗平均値をとるなど、後述する単位的スライスに対応するボクセルデータの合成の場合と同様の処理が様々に考え得る。以上が、単位的スライスを取得せずに、スライス画像を生成する場合についての説明である。
【０１１１】
図１２は、単位的スライスＯＳｘが、ボクセルデータの存在する位置以外を通るように設定された場合の、ボクセルデータの取得方法を説明するための図である。図１２に示すように、単位的スライスＯＳｘが、ボクセルデータの並ぶ方向に対して斜めに設定された場合、単位的スライスＯＳｘの位置毎に、最も近くのボクセルデータを取得する手法が適用される。
【０１１２】
例えば、図１２に示す単位的スライスＯＳｘに対応するボクセルデータＤｘａａ、Ｄｘｂｂ、Ｄｘｃｃ、Ｄｘｄｄは、それぞれの位置に最も近いボクセルのボクセルデータＤｘａ２，Ｄｘｂ２，Ｄｘｃ１，Ｄｘｄ１に相当するものである。このように、単位的スライスＯＳｘの各位置のボクセルデータを、各位置に最も近いボクセルのボクセルデータとすることによって、３次元領域Ｓ１の断面状態を良好に示すスライス画像（断層面画像）を取得することができる。
【０１１３】
また、図１０に示す例では、厚さαと間隔βとを、共に単位的スライス３つ分に一致させていた。しかし、画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βの設定の仕方は、このようなものに限られるものではない。
【０１１４】
図１３，図１４は、画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。図１３に示す例では、厚さαの値が、間隔βよりも小さく設定されている。具体的には、厚さαが単位的スライス２つ分に設定されているのに対し、間隔βが単位的スライス３つ分に設定されている。このような場合、単位的スライスＯＳｘ１，ＯＳｘ２、単位的スライスＯＳｘ４，ＯＳｘ５及び単位的スライスＯＳｘ７，ＯＳｘ８のそれぞれに対応するボクセルデータを合成することによって、図１３（ｂ）に示すスライス画像ＩＳｘ１，ＩＳｘ０，ＩＳｘ２が生成される。
【０１１５】
また、図１４に示す例では、厚さαが、間隔βよりも大きく設定されている。具体的には、厚さαが単位的スライス５つ分に設定されているのに対し、間隔βが単位的スライス２つ分に設定されている。このような場合、視線方向に連続する単位的スライスＯＳｘ１〜ＯＳｘ５、単位的スライスＯＳｘ３〜ＯＳｘ７及び単位的スライスＯＳｘ５〜ＯＳｘ９のそれぞれに対応するボクセルデータから、図１４（ｂ）に示すスライス画像ＩＳｘ１，ＩＳｘ０，ＩＳｘ２が生成される。
【０１１６】
このように、画像生成用スライスの厚さαがスライス間の間隔βよりも大きい場合、ノイズの少ない、より鮮明なスライス画像（断層面画像）を生成し得る点で、利点が特に大きい。
【０１１７】
なお、図１０，図１３，図１４に図示した例では、理解を容易にするため、比較的少数の単位的スライスＯＳｘを例に挙げて説明しているが、実際の演算処理では多数の単位的スライスＯＳｘを用いた演算が行われてもよいことはいうまでもない。
【０１１８】
スライスの取得とは、３次元空間においてスライスの占める位置座標の設定である。スライスを枠と考えると、スライスの取得は３次元空間における枠、いわばスライスの枠の位置の設定である。なお、スライスの形状は四角形、直方体に限定されず、円、円柱の形状など、様々に考え得る。
【０１１９】
また、「スライスを切り出す」や「スライスを取得する」などの表現は、厳密には３次元データが表現する、ないし３次元データに対応する３次元領域Ｓ１に対する空間的なスライスの位置的設定が３次元データに反映される処理を行うことを云う。
【０１２０】
図１５は、図８に示すステップＳ２４における、画像生成装置２のスライス画像の合成動作の詳細な流れ図である。まず、単位的スライスに対応するボクセルデータを合成するに当たって、画像生成部２１６は、図１０（ａ）に示す単位的スライスＯＳｘ１…ＯＳｘ９のような複数の単位的スライスＯＳｘのうち、スライス画像に用いる単位的スライスＯＳｘに対応するボクセルデータに対して、エッジを強調する処理を行う（ステップＳ２４１）。単位的スライスＯＳｘのそれぞれは、３次元領域Ｓ１の断面の画像と捉えることもできるため、このようにあらかじめエッジ処理を施しておくことにより、各部位の輪郭が強調された断層面画像を取得することが可能となる。なお、エッジ強調処理については、フィルタ処理などや、公知の技術を適用することが可能である。
【０１２１】
このエッジ強調処理が完了すると、画像生成部２１６は、単位的スライスの互いに対応する画素同士の画素値（詳細には、ボクセルデータ）を加算平均または相乗平均することによって、合成された複数のスライス画像（例えばスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２）を生成する（ステップＳ２４２）。複数の単位的スライスから１つの断層面画像を生成することにより、ノイズが低減された画像を取得することができる。
【０１２２】
なお、ステップＳ２４１のエッジ強調処理は、必ずしも必須の処理ではなく、単位的スライスデータの互いに対応する画素同士の画素値の加算平均または相乗平均の処理のみを行ってもよい。
【０１２３】
また、例えば図１０（ａ）の単位的スライスデータＯＳｘ４、ＯＳｘ５、ＯＳｘ６からスライス画像ＩＳｘ０を生成する場合に、中央の単位的スライスＯＳｘ５（関心位置Ｐ１に最も近い位置の単位的スライス）について、最も大きく重み付けをし、その他の画像を比較的小さく重み付けして、加算処理する重み付け加算処理が行われてもよい。このような場合、関心位置Ｐ１に近いスライス画像を最も強く反映した断層面画像を生成することができる。
【０１２４】
なお、重み付けは、正の数による重み付けのみには限らない。例えば、中央の単位的スライスＯＳｘ５（関心位置Ｐ１に最も近い位置の単位的スライス）には正の数による重み付けをするが、隣接する両隣りの単位的スライスには負の数による重み付けをするような場合である。
【０１２５】
生成された複数のスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２は、表示装置３に断層面画像として表示される。画像表示システム１では、オペレータが設定した関心位置Ｐ１の断層面画像を表示装置３に表示するわけであるが、オペレータの指定した位置に対応したスライス画像が、断層面画像として表示されることとなる。
【０１２６】
無論、一つの断層面画像を生成するために取得される単位的スライスの数は、上述したような３つとする態様に限られるものではない。
【０１２７】
なお、詳細は省略するが、画像生成部２１６は、ステップＳ２１〜ステップＳ２４までの動作と同様にして、ｙ軸方向を視線方向として、ｙ軸に対して垂直に切り出される複数の単位的スライスのボクセルデータから断層面画像を生成する。また画像生成部２１６は、ｚ軸方向を視線方向として、ｚ軸に対して垂直に切り出される複数の単位的スライスのボクセルデータから断層面画像を生成する。これにより、画像生成部２１６は、関心位置Ｐ１における３方向から見た断層面画像をそれぞれ生成する。
【０１２８】
以上のように、本実施形態では、スライスの厚さとスライスの間隔とをそれぞれ独立して設定することが可能である。例えば、厚さを小さくすると、スライス画像の精細度は改善されるがノイズが増大し、厚さを大きくすると、スライス画像のノイズは低減されるが、精細度が低下する。一方、スライスの間隔を大きくすると、全スライスの数を減らせるため、扱うデータ量を小さくなるが、目的部位の画像を入手できる可能性が低下する。また、スライス間隔を小さくすると、目的部位の画像を入手しやすくなるが、扱うデータ量が増大する。したがって、このような特性を踏まえて、スライスの厚さおよびスライスの間隔の少なくとも一方を決定することによって、診断に適した断層面画像の生成を実現することができる。
【０１２９】
特に、スライスの厚さをスライスの間隔よりも大きく設定した場合には（図１３）、目的部位の断層面画像が、その断層面周辺の領域を互いに共有する複数の単位的スライスから生成される。すなわち、目的部位に比較的近接した複数の単位的スライスから断層面画像が生成されることになり、細かいピッチで目的部位の画像を脱落させることなく並べられた高精度な断層面画像を生成し得る。また、複数の単位的スライスから一つの断層面画像を生成することで、ノイズが低減された鮮明な高画質の断層面画像を取得できる。
【０１３０】
＜１．２．２．断層面画像およびボリュームレンダリング画像の表示＞
図１６は、図６に示すステップＳ４において、表示装置３に表示される画面の一例を示す図である。表示制御部２１７は、図１６に示すように、ステップＳ２，Ｓ３で生成されたｘ軸上から見た断層面画像Ｉｘ、ｙ軸上から見た断層面画像Ｉｙ、ｚ軸上から見た断層面画像Ｉｚ、およびボリュームレンダリング画像ＩＶの計４つの画像を表示装置３に同時表示する。
【０１３１】
ここで、断層面画像Ｉｘ、断層面画像Ｉｙ、断層面画像Ｉｚとして表示される断層面画像は、それぞれ第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像の一例と考えられる。無論、断層面画像Ｉｙまたは断層面画像Ｉｚを第１断層面画像と考えて、他の断層面画像を第２断層面画像、第３断層面画像と考えてもよく、要はそれぞれ異なる軸に関する断層面画像と認識すればよい。
【０１３２】
また、断層面画像Ｉｘとして表示される断層面画像をＸ断層面画像と称してもよく、断層面画像Ｉｙとして表示される断層面画像をＹ断層面画像と称してもよく、断層面画像Ｉｚとして表示される断層面画像をＺ断層面画像と称してもよい。
【０１３３】
このように関心位置Ｐ１について、３面の断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを対比して表示することにより、オペレータが、これらの断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの相対的な関係を直感的に把握しやすくなる。またボリュームレンダリング画像ＩＶを断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚとともに表示することによって、被写体Ｑ１のどの位置の断層面画像を観察しているかを、オペレータが３次元的に把握することができる。
【０１３４】
また図１６に示すように、表示制御部２１７は、画面において、断層面画像ＩｘにはｙカーソルＣｙおよびｚカーソルＣｚを、断層面画像ＩｙにはｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを、断層面画像ＩｚにはｘカーソルＣｘおよびｙカーソルＣｙを、それぞれ表示させている。
【０１３５】
断層面画像Ｉｘに表示されているｙカーソルＣｙは、関心位置Ｐ１を通るｙ軸断層面Ｄｙの位置を示しており、ｚカーソルＣｚは、関心位置Ｐ１を通るｚ軸断層面Ｄｚの位置を示している。また、断層面画像Ｉｙに表示されているｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚは、それぞれ関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘの位置、ｚ軸断層面Ｄｚの位置をそれぞれ示している。さらに断層面画像Ｉｚに表示されているｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚは、それぞれ関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘの位置、ｙ軸断層面Ｄｙの位置をそれぞれ示している。
【０１３６】
このように断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに、その他の断層面の位置を表示することによって、オペレータが断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ同士の相対的な位置関係を容易に把握しやすくなる。
【０１３７】
また、表示制御部２１７は、ボリュームレンダリング画像ＩＶには、関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙおよびｚ軸断層面Ｄｚを半透明の状態で表示している。このように断層面を表示することによって、断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの３次元的な位置関係を、オペレータが容易に把握することができる。
【０１３８】
＜１．２．３．関心位置および視線方向の変更＞
次に、図６に示すステップＳ６における、関心位置および視線方向の変更について説明する。なお、はじめに関心位置の変更について説明し、その次に視線方向の変更について説明する。
【０１３９】
｛関心位置の変更｝
図１７は、関心位置Ｐ１を変更する操作を説明するための図である。図１７に示すように、断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに表示されているｘカーソルＣｘ、ｙカーソルＣｙ、およびｚカーソルＣｚの位置は、オペレータの所定操作によって、変更することが可能となっている。
【０１４０】
例えば図１７に示すように、オペレータが、断層面画像ＩｙのｘカーソルＣｘを選択し、これを同図中の左方向（−ｘ方向）へ移動させる入力を行うと、その他の断層面画像ＩｚのｘカーソルＣｘも連動して、−ｘ方向へ移動する。すると、関心位置設定部２１５は、ｘカーソルＣｘが移動させられた位置に新たな関心位置Ｐ１を設定する。同図の場合では、Ｘ軸とｘ軸とが一致しているため、元の関心位置Ｐ１よりも−Ｘ側の位置に、新たな関心位置が設定されることとなる。
【０１４１】
これと同様に、ｙカーソルＣｙやｚカーソルＣｚが移動させられた場合においても、ｙカーソルＣｙまたはｚカーソルＣｚの移動方向および移動量に応じて、関心位置設定部２１５により、新たな関心位置Ｐ１が設定される。
【０１４２】
また、新たな関心位置Ｐ１が設定されると、その関心位置Ｐ１を原点となるように、ｘｙｚ直交座標系が平行移動される。これにより、ｘｙｚ直交座標系が再定義される。
【０１４３】
画像生成装置２は、新たに設定された関心位置Ｐ１に基づいて、対応する位置の断層面画像を表示する。例えば、図１０に示したスライス画像ＩＳｘ０が断層面画像Ｉｘとして表示されているとして、ｘカーソルＣｘのｘ軸に沿った方向への移動により、スライス画像ＩＳｘ１を断層面画像Ｉｘとして表示させたり、スライス画像ＩＳｘ２を断層面画像Ｉｘとして表示させたりすることができる。
【０１４４】
なお、スライス条件設定部２１４による条件設定さえ行われていれば、予め複数の断層面画像、例えば図１０に示したスライス画像ＩＳｘ０、ＩＳｘ１、ＩＳｘ２を生成しておいて、ｘカーソルＣｘの移動操作にしたがって対応するスライス画像を順次表示するようにしてもよいし、ｘカーソルＣｘの移動操作があってから、対応する位置のスライス画像をその都度リアルタイムで生成するようにしてもよい。
【０１４５】
また、新たに取得範囲Ｈを設定して、図８で説明した、およびスライス画像の生成（ステップＳ２４）と同様の動作を画像生成部２１６が実行することにより、新たな断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを生成してもよい。
【０１４６】
なお、視線方向については、ここでは変更がないため、新たなボリュームレンダリング画像を生成する必要は無い。そのため、関心位置を変更する操作入力があった場合は、ステップＳ９をスキップしてもよい。ただし、ｘカーソルＣｘが移動されることによって、図１７に示すように、ｘ軸断層面Ｄｘの位置は、新たな関心位置Ｐ１を通るように−Ｘ方向に平行移動される。
【０１４７】
このようにして生成された新たな断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚおよびボリュームレンダリング画像ＩＶが、図１７に示すように、表示装置３に表示されることとなる。
【０１４８】
｛視線方向の変更｝
次に、視線方向の変更について説明する。本実施形態では、オペレータは、以下に説明するように、３次元領域Ｓ１に対する視線方向を変更することによって、特定の関心位置について、あらゆる方向から、３次元領域Ｓ１の断面層を観察することができる。
【０１４９】
図１８〜図２０は、視線方向の変更を説明するための図である。なお、図１８は、指標（ｘカーソルＣｘ、ｙカーソルＣｙ、ｚカーソルＣｚ）を断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対して回転させることで、視線方向を変更している。また、図１９は、その指標に対して断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを回転させることで、視線方向を変更している。また、図２０は、ボリュームレンダリング画像ＩＶをｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙ、ｚ軸断層面Ｄｚに対して回転させることで、視線方向を変更している。
【０１５０】
まず、図１８に示すように、オペレータが断層面画像Ｉｙに対してｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを時計回りに回転させると、断層面画像ＩｘのｚカーソルＣｚおよび断層面画像ＩｚのｘカーソルＣｘも、断層面画像Ｉｙにおける回転に連動して回転する。
【０１５１】
また、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを時計回りに回転させることは、ｘ軸断層面Ｄｘ、ｚ軸断層面Ｄｚに対して、ｙ軸断層面Ｄｙを回転させることになる。そのため、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを図１８に示すように回転させると、ボリュームレンダリング画像ＩＶで描画される３次元領域Ｓ１の像が、視線方向に対してｘｚ平面内で回転することとなる。したがって、ｘ軸線上に設定された視点が、ｙ軸周りに所定角度回転させた位置に移動することとなり、この新たな位置の視点から、関心位置Ｐ１を向く方向が、新たな視線方向となる。
【０１５２】
また、図１９に示すように、オペレータがｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚに対して、断層面画像Ｉｙを反時計回りに回転させることによっても、上記図１８の例と同様の方向に視点を移動させて、視線方向を変更することができる。
【０１５３】
さらに、図２０に示すように、オペレータがボリュームレンダリング画像ＩＶをｙ軸周りに旋回させることで、図１８，図１９の例と同様の方向に、視点を移動させて、視線方向を変更することができる。なお、ボリュームレンダリング画像ＩＶを回転させる操作については、例えば、入力装置４のマウスの左右方向へのドラッグをｚ軸周りの回転に、上下方向へのドラッグをｙ軸周りの回転に関連づけ、さらに、入力装置４のキーボードなどの特定ボタンを押下した状態でのマウスの上下方向（もしくは左右方向）へのドラッグをｘ軸周りの回転に関連づける。これにより、マウス操作によって、ボリュームレンダリング画像ＩＶを３次元空間内で回転させることができる。
【０１５４】
なお、表示されるＸ線画像に対してカーソルなどの指標が回転、移動するように操作できるよう構成してもよいし、また、指標に対して表示されるＸ線画像が回転、移動するように操作できるよう構成してもよい。すなわち、指標の回転操作、移動操作は相対的である。
【０１５５】
｛視線方向変更後の画像生成｝
図２１は、視線方向が変更された後の３次元領域Ｓ１を示す図である。また、図２２は、視線方向の変更後において、新たに取得される複数の画像生成用スライスＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａ，ＳＬｘ３ａのそれぞれからスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａを生成する過程を概念的に示す図である。
【０１５６】
図１８〜図２０で説明したオペレータの操作によって、視点Ｐ０をｙ軸周りにある角度（θ１°）分回転させると、図２１に示すように、元の視点Ｐ０がθ１°分ｙ軸周りに回転して、新たな位置に移動する。視線方向設定部２１３は、この新たな位置の視点Ｐ０から関心位置Ｐ１へ延びる方向を、新たな視線方向に設定する。そして画像生成装置２は、この視線方向をｘ軸に設定し、これに直交するｙ軸およびｚ軸を設定することで、ｘｙｚ直交座標系を新たに設定する。
【０１５７】
なお、新たなｘｙｚ直交座標系は、元のｘｙｚ直交座標系を、元のｙ軸周りに角度θ１°分回転させたものとなっている。画像生成部２１６は、この新たなｘｙｚ直交座標系を基準にして、関心位置Ｐ１における断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａを生成するとともに、新たな視点Ｐ０から見たボリュームレンダリング画像ＩＶを生成する。
【０１５８】
例えば３次元領域Ｓ１について、新たなｘ軸方向に垂直なｘ軸断層面Ｄｘの画像（断層面画像Ｉｘａ）を生成する場合、図２２に示すように、視線方向に沿って、間隔β毎に、厚さαの画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａを取得し、この複数の画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａのそれぞれからスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａを生成する。
【０１５９】
なお、この一連の画像生成動作は、図８に示すステップＳ２１からステップＳ２４までの動作と同様である。すなわち、３次元領域Ｓ１から切り出された画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａのそれぞれに対応するボクセルデータに基づいて、複数のスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａが生成される。なお、このスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａは、図１５に示すステップＳ２４１と同様のエッジ強調処理がスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａに対して実行され、さらにステップＳ２４２と同様の合成処理が実行されることによって、断層面画像Ｉｘａが生成されてもよい。また、新たなｙ軸方向およびｚ軸方向を視線方向として、これと同様の画像生成が実行され、断層面画像Ｉｙａ，Ｉｚａが生成される。
【０１６０】
また、ステップＳ７と同様に、３次元領域Ｓ１について、新たな視点Ｐ０から見て各視線上のボクセル値を加算することによって（レイキャスティング）、ボリュームレンダリング画像ＩＶａが生成される。
【０１６１】
図２３は、新たな断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａおよびボリュームレンダリング画像ＩＶａが表示された表示装置３の画面を示す図である。視線方向変更後の新たな画面においても、変更前の画面（図１６）と同様に、新たな断層面画像Ｉｘａには、ｙカーソルＣｙおよびｚカーソルＣｚが表示され、新たな断層面画像Ｉｙａには、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚが表示され、新たな断層面画像Ｉｚａには、ｘカーソルＣｘおよびｙカーソルＣｙが表示される。また、ボリュームレンダリング画像ＩＶａにおいても、ｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙおよびｚ軸断層面Ｄｚが半透明の状態で表示される。
【０１６２】
図２４は、視線方向変更後に、関心位置Ｐ１を変更する処理を行う様子を示す図である。図２４に示すように、断層面画像ＩｙａのｘカーソルＣｘを破線で示す位置から実線で示す位置にスライド移動させると、これに連動して、断層面画像ＩｚａのｘカーソルＣｘも移動する。そしてｘカーソルＣｘの移動方向、および移動量に応じて、ボリュームレンダリング画像ＩＶａに表示されたｘ軸断層面Ｄｘの位置が変位する。
【０１６３】
そして、関心位置設定部２１５は、ｘカーソルＣｘの移動した位置を、新たな関心位置Ｐ１に設定し、画像生成部２１６が新たな関心位置Ｐ１の断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａを生成し、表示装置３の画面に表示することとなる。なお、ボリュームレンダリング画像ＩＶａについては、視線方向の変更がないために、関心位置Ｐ１の変更前と同様の画像が表示される。ただし、ｘ軸断層面Ｄｘについては、ｘカーソルＣｘの移動に応じて移動する。
【０１６４】
図２５は、ｘｙｚ直交座標系をＸＹＺ直交座標系に対して設定する様子を示す図である。画像生成装置２は、画像表示システム１が画像表示を開始した際は、ＸＹＺ直交座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれを一致させる。そして関心位置の変更や視線方向の変更の操作入力があった場合に、新たな視線方向にｘ軸が合わせられるとともに、ｙ軸、ｚ軸も移動される。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向を３次元の軸としたもので、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は相互に直交する。
【０１６５】
例えば図２５（ａ）に示すように、視点Ｐ０がＹ軸周りにθ１°およびＺ軸周りにθ２°回転された位置に移動させるような視線方向の変更があった場合、ｘｙｚ直交座標系を初期の位置からＹ軸周りにθ１°、Ｚ軸周りにθ２°回転させる演算処理が行われる。これによりｘｙｚ直交座標系が新たな位置に移動され、断層面画像の生成のために、新たなｘｙｚ直交座標系の各軸に沿ってスライスが取得される。
【０１６６】
また、図２５（ａ）において設定されていた関心位置Ｐ１の位置（ここでは、ＸＹＺ直交座標系の原点）が、図２５（ｂ）に示すように、異なる位置に移動させられた場合、その変位は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各方向への移動量で表現することができる。したがって、関心位置Ｐ１の移動前のｘｙｚ直交座標系に対し、その変位を加算することによって、変更後の関心位置Ｐ１を原点とする、新たなｘｙｚ直交座標系を設定することができる。
【０１６７】
なお、本実施形態では、図６に示すステップＳ１〜ステップＳ４の画像表示の段階においても、複数のスライスから一つの断層面画像を生成するようにしているが、この初期段階での画像表示については、単一のスライスから一つの断層面画像を生成するようにしてもよい。すなわち、視線方向や関心位置の変更があった場合にのみ、複数のスライスから単一の断層面画像を生成するようにしてもよい。
【０１６８】
また、関心位置Ｐ１および視線方向が設定された時点で、あらかじめ３次元領域Ｓ１から所定の間隔βで取得されるスライスから生成された全スライス画像を固定ディスク２４に記憶しておき、要求に応じて全スライス画像から必要なスライス画像を取得して、断層面画像を生成するようにしてもよい。
【０１６９】
ここで、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて、厚さαを適切に設定する一例を説明する。
【０１７０】
図２６は、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて図１６で示したような断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対応するスライス画像を切り出した様子を示す。なお、図１６の断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚは、それぞれ、ｘ軸に垂直なスライス画像ＩＳｘ０、ｙ軸に垂直なスライス画像ＩＳｙ０、ｚ軸に垂直なスライス画像ＩＳｚ０に対応する画像である。
【０１７１】
図２６に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の交点を原点ＯＰ１とすると、表示装置３に表示されるスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｙ０，ＩＳｚ０は、共通の原点ＯＰ１で互いに交差するように位置設定されている。
【０１７２】
さらに詳細には、スライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｙ０，ＩＳｚ０のそれぞれについて、軸方向の中央の面が考えられる。例えば、図１０（ａ）の例のスライス画像ＩＳｘ１であれば単位的スライスＯＳｘ２に相当するような面である。このような中央の面がいずれのスライス画像についても共通の原点ＯＰ１で交差するように設定すると、画像のズレの発生を抑制できるため、好適である。
【０１７３】
＜２．第２実施形態＞
第１実施形態では、オペレータからの操作入力に基づいて、視線方向を設定するようにしているが、視線方向の設定は、このようなものに限られない。なお、以降の説明において、第１実施形態と同様の機能を有する要素については適宜同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１７４】
図２７は、第２実施形態に係る画像生成装置２の動作を示す流れ図である。図６に示すステップＳ６において、オペレータから関心位置の変更操作があった場合、本実施形態では、視線方向設定部２１３が被写体に関する形状データを抽出する（ステップＳ７１）。そして視線方向設定部２１３は、抽出した形状データから、３次元領域Ｓ１ａの外側部分の接線を算出する（ステップＳ７２）。接線を算出すると、視線方向設定部２１３は、該接線を視線方向に設定する（ステップＳ７３）。したがって本実施形態では、視線方向が、関心位置の変更入力操作に応じて自動的に決定される。
【０１７５】
図２８は、円筒状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。なお図２８（ａ）は、内部に空洞を有する円筒状の被写体（骨組織など）の投影データを再構成して得られる３次元領域Ｓ１ａを示しており、図２８（ｂ）は、３次元領域Ｓ１ａのｚ軸断層面Ｄｚの画像（断層面画像Ｉｚ）をｙカーソルＣｙとともに示しており、図２８（ｃ）は、設定された視線方向から、新たな断層面画像Ｉｘを生成するために取得される単位的スライスを概念的に示している。
【０１７６】
本実施形態では、視線方向設定部２１３によって、図２８（ｂ）に示す画像から、３次元領域Ｓ１ａの外側部分の形状データ（外縁の輪郭線Ｌ１）が抽出される。この抽出方法については、従来より提案されている画像認識の手法を適用することができる。この断層面画像Ｉｚに表示されたｙカーソルＣｙが、図２８（ｂ）に示す位置に移動させられると、視線方向設定部２１３は、ｙカーソルＣｙと外縁の輪郭線Ｌ１との交点Ｐ２における接線Ｌ２が算出される。なお、輪郭線Ｌ１とｙカーソルＣｙとの交点が、複数生じる場合があるが、各交点の位置に基づいて、一点だけを交点Ｐ２として採用するように構成される。
【０１７７】
視線方向設定部２１３は、この接線Ｌ２の延びる方向を、新たな視線方向に設定する。また、画像生成部２１６は、新たな視線方向をｘ軸方向とするとともに、ｘ軸に直交するとともに相互に直交するｙ軸およびｚ軸を設定する。なお、図２８に示す例では、断層面画像Ｉｚにおける３次元領域Ｓ１ａの外縁部分の接線Ｌ２を算出しており、ｚ軸に関しては、変更されない。したがって、ｘ軸方向とｚ軸方向があらかじめ定められ、これに直交する方向にｙ軸方向が設定される。
【０１７８】
このようにｘｙｚ直交座標系を設定すると、画像生成部２１６は、ｘｙｚ直交座標系の各軸方向に直交する断層面の画像を生成する。例えば図２８（ｃ）に示すように、ｘ軸方向に垂直なｘ軸断層面Ｄｘの画像を生成する場合には、ｘ軸方向に沿う複数のスライスＳＬ０，ＳＬ１，ＳＬ２のそれぞれからスライス画像を生成し、これらのスライス画像が断層面画像Ｉｘとして表示装置３に表示される。また、視線方向が設定されると、３次元領域Ｓ１ａをこの視線方向で見た場合のボリュームレンダリング画像が新たに生成されて、表示装置３の画面に表示される。
【０１７９】
図２９は、球面状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。なお、図２９（ａ）は、内部が空洞の球面体の被写体に関する３次元領域Ｓ１ｂを示しており、図２９（ｂ）は、３次元領域Ｓ１ｂに対して、視線方向を設定する様子を示している。
【０１８０】
このような球面体の３次元領域Ｓ１ｂに対しても、図２８に示した態様と同様に、３次元領域Ｓ１ｂの外縁部分の輪郭線Ｌ１が抽出され、移動したｙカーソルＣｙと、輪郭線Ｌ１との交点Ｐ２における、輪郭線Ｌ１の接線Ｌ２が算出される。そして接線Ｌ２の延びる方向が視線方向に設定される。
【０１８１】
以上のように、接線の延びる方向を視線方向に設定するため、視線方向についての断層面画像を生成する際に、接線に沿って複数の画像生成用スライスを取得することとなる。したがって、接線に沿って複数の画像生成用スライスを取得するため、各画像生成用スライスにおいて、特に接線が設定される部分で、３次元領域の断面形状の位置が一致しやすくなる。そのため、得られる断層面画像の画質が向上する。
【０１８２】
＜３．第３実施形態＞
第２実施形態では、被写体の形状データとして、外縁の輪郭線を認識して、接線を算出するようにしているが、接線の決定方法はこのようなものに限られない。なお、本実施形態では、被写体に歯列弓が含まれ、この歯列弓の断層面画像を生成する場合を例にして説明する。
【０１８３】
図３０は、第３実施形態における画像生成装置２の動作を示す流れ図である。本実施形態では、オペレータによって、断層面の位置を移動させて関心位置を変更する操作が実行されると、視線方向設定部２１３は、歯列弓の形状を自動認識することによって、歯列弓の曲線Ｌ３を抽出する（ステップＳ７１ａ）。そして視線方向設定部２１３は、抽出された歯列弓の曲線と移動した断層面との交点における、歯列弓の曲線の接線を算出する（ステップＳ７２ａ）。そして視線方向設定部２１３は、算出された接線の延びる方向を視線方向に設定する（ステップＳ７３ａ）。
【０１８４】
図３１は、歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。図３１に示すように、歯列弓を示す３次元領域の断層面画像Ｉｚが表示装置３に表示されている場合において、ともに表示されているｙカーソルＣｙの位置を破線で示す位置から実線で示す位置に移動されると、歯列弓の形状が自動認識され、歯列に沿った曲線Ｌ３が抽出される。そして、この曲線Ｌ３と移動後のｙカーソルＣｙとの交点Ｐ３における曲線Ｌ３の接線Ｌ４が算出され、この接線Ｌ４の延びる方向が視線方向に設定される。
【０１８５】
視線方向が設定されると、第２実施形態と同様に、断層面画像の生成が実行される。また、ボリュームレンダリング画像についても、設定された視線方向で見た３次元領域の画像が生成される。
【０１８６】
このように、特定の部位を撮影された３次元領域については、その部位の構造的特徴を表す形状線を抽出し、この形状線の接線を視線方向に設定することで、特定部位に関する断層面画像の画質を向上させることができる。
【０１８７】
＜４．第４実施形態＞
図３２は、第４実施形態における画像生成装置２の動作を示す流れ図である。本実施形態では、オペレータによって、断層面の位置を移動させて関心位置を変更する操作が実行されると、視線方向設定部２１３は、固定ディスク２４に格納された歯列弓モデル曲線を、表示されている断層面画像に当てはめる（ステップＳ７１ｂ）。
【０１８８】
歯列弓モデルの当てはめが完了すると、視線方向設定部２１３は、断層面の位置と歯列弓モデルの交点を抽出するとともに、この交点における歯列弓モデル曲線の接線に直交する方向を、正視方向とする（ステップＳ７２ｂ）。そして視線方向設定部２１３は、この正視方向を視線方向に設定する（ステップＳ７３ｂ）。
【０１８９】
図３３は、歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。図３３に示すように、歯列弓に関する断層面画像Ｉｚが表示されており、ｙ軸断層面Ｄｙの位置を示すｙカーソルＣｙが移動されると、歯列弓モデル曲線Ｌ３ａが歯列弓の画像に当てはめられる。この当てはめの際には、断層面画像Ｉｚ上の歯列弓に対し、所定の条件下で最もマッチングするように、歯列弓モデル曲線Ｌ３ａを移動させたり、拡大または縮小させたりする。
【０１９０】
この歯列弓モデル曲線Ｌ３ａは、一般的な歯の配列をなぞったものであり、その形状データがあらかじめ固定ディスク２４等に格納されている。また、この歯列弓モデル曲線Ｌ３ａのデータには、この曲線の各位置における法線ベクトルの情報が各位置毎に記録されている。
【０１９１】
歯列弓モデル曲線Ｌ３ａの当てはめが完了すると、視線方向設定部２１３は、ｙカーソルＣｙと当てはめられた歯列弓モデル曲線Ｌ３ａとの交点Ｐ３ａを抽出する。そしてこの交点Ｐ３ａにおける法線ベクトルが取得され、このベクトルの向きが正視方向とされる。さらに視線方向設定部２１３によって、この正視方向が視線方向に設定され、ｘｙｚ直交座標系の各方向についての断層面画像、および、この視線方向で見た３次元領域のボリュームレンダリング画像が生成される。
【０１９２】
この歯列弓モデル曲線などのように、正視方向を決定するための情報は歯列弓正視情報である。正視方向は、上記の法線ベクトルの例に示されるように、歯列弓を頬側から舌側に向けて、または舌側から頬側に向けて正視する正視方向である。
【０１９３】
＜５．第５実施形態＞
上記第１実施形態では、視線方向を変更させる所定の操作入力を行うことによって、ボリュームレンダリング画像ＩＶ中の３次元領域Ｓ１を適宜回転させて表示させると説明した（図１８〜２０参照）。しかしながら、視線方向の変更の操作方法は、このようなものに限られない。
【０１９４】
図３４は、第５実施形態におけるボリュームレンダリング画像ＩＶｂを示す図である。本実施形態では、視線方向を示す指標６１が、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂとともに表示装置３に表示される。指標６１は、矢印を３次元で表現したものであり、その先は、３次元領域Ｓ１の中央部分を指している。オペレータは、例えば入力装置４のマウスを用いて、この指標６１を３次元領域Ｓ１の中央部を中心にして、上下左右に移動させることができる。
【０１９５】
具体的には、オペレータが指標６１を上下に移動させることにより、ＹＺ平面内で視線方向を変更することができる。また、オペレータが指標６１を左右に移動させることによって、ＸＹ平面内で視線方向を変更することができる。なお、指標６１を用いて視線方向が変更される場合、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂ中の３次元領域Ｓ１の像は変更前と変更後とで変化しない。
【０１９６】
このような指標６１を用いて視線方向を設定できるように構成することで、オペレータは、直感的な操作で視線方向を変更することができる。したがって、効率的に診断に適した断層面画像を取得することができる。また、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂを新たに生成しなくてすむため、画像表示を効率的に行うことができる。
【０１９７】
なお、指標６１の方を固定表示して、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂの方を回転操作することができるように構成されていてもよい。このような場合においても、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂに対する指標６１の相対的な位置関係に基づいて、視線方向を設定することが可能である。
【０１９８】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１９９】
第１実施形態では、図１６などに示すように、視点を斜め上方に設定して、ボリュームレンダリング画像ＩＶを表示するようにしているが、ボリュームレンダリング画像の表示方法は、このようなものに限られない。例えば図３５に示すように、視線方向が、常に正面視となる（すなわち、オペレータの３次元領域Ｓ１の像を見る方向が常に視線方向となる）ように、ボリュームレンダリング画像ＩＶｃを表示してもよい。
【０２００】
また、第２〜第４実施形態では、断層面の位置が移動された場合において、視線方向設定部２１３が新たに視線方向を設定する際に、接線や法線を視線方向とするようにしているが、例えば図６に示すステップＳ１の初期に視線方向を設定する際にも、同手法を適用することが可能である。具体的には、例えば第２実施形態のように、初期設定の断層面と輪郭線との交点における、輪郭線の接線の延びる方向（接線方向）を視線方向とすればよい。また、第３および第４実施形態についても、ステップＳ１の初期に視線方向を設定する際に適用することができる。
【０２０１】
また、表示されるＸ線画像に対して指標が回転、移動するように操作可能にしてもよいし、指標に対して表示されるＸ線画像が回転、移動するように操作可能にしてもよく、指標の回転操作、移動操作は相対的である。
【符号の説明】
【０２０２】
１ 画像表示システム
２ 画像生成装置
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２１１ 撮影制御部
２１２ ３次元データ取得部
２１３ 視線方向設定部
２１４ スライス条件設定部
２１５ 関心位置設定部
２１６ 画像生成部
２１７ 表示制御部
２４ 固定ディスク
２５ 読取部
３ 表示装置
４ 入力装置
５ 撮影装置
５１ Ｘ線発生部
５２ Ｘ線検出部
５３ アーム
５４ 旋回軸
５５ 旋回駆動機構
５５ 移動機構
６１ 指標
９ 可搬性メディア
Ｃｘ ｘカーソル
Ｃｙ ｙカーソル
Ｃｚ ｚカーソル
Ｄｘ ｘ軸断層面
Ｄｙ ｙ軸断層面
Ｄｚ ｚ軸断層面
Ｈ 取得範囲
ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２ スライス画像
ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａ スライス画像
ＩＶ，ＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃ ボリュームレンダリング画像
Ｉｘ、Ｉｙ，Ｉｚ 断層面画像
Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａ 断層面画像
Ｌ１ 輪郭線
Ｌ２、Ｌ４ 接線
Ｌ３ 曲線
Ｌ３ａ 歯列弓モデル曲線
Ｐ０ 視点
Ｐ１ 関心位置
ＰＧ プログラム
ＰＳＬ０ 中央位置
Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ ３次元領域
ＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２ 画像生成用スライス
ＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａ 画像生成用スライス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元データから断層面の画像を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線ＣＴ撮影では、Ｘ線の投影データを収集して得られる３次元データ（ボリュームデータ）を元に、被写体の断面を画像化した断層面画像が生成される。このような被写体の３次元データには、３次元に配列されたボクセルごとにボクセル値が記録されている。
【０００３】
３次元データから、断層面画像を生成する技術としては、たとえば特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１では、超音波プローブによって収集されたボリュームデータから、所定の視線方向に沿って複数のスライスを生成し、該複数のスライスから画像（断層面画像）が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６１９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記技術では、ボリュームデータから、隙間なくスライスを切り出している。常にスライスの厚さがスライス間の間隔と一致している。そのため、スライス間隔を小さくすれば、目的部位の画像を捕らえやすくなるものの、スライスの厚さが小さいために、画像中のノイズが大きくなってしまう。また、スライス間隔を大きくすれば、画像のノイズは低減されるものの、スライスの厚さが大きくなるため、目的部位の画像がぼやけるおそれがある。このように従来の技術では、画像生成の自由度が低いため、診断に適した画像を得ることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、３次元データから診断に適した断層面画像を生成する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部とを備える。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する。
【０００９】
また、第３の態様は、第１または第２の態様に係る画像生成装置において、前記スライス条件設定部は、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値に設定する。
【００１０】
また、第４の態様は、第１から第３までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する関心位置設定部と、前記画像生成部が生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示部に表示する表示制御部とをさらに備える。
【００１１】
また、第５の態様は、第１から第４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する。
【００１２】
また、第６の態様は、第２の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する。
【００１３】
また、第７の態様は、第２の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する。
【００１４】
また、第８の態様は、第４の態様に係る画像生成装置において、前記表示制御部が、前記関心位置について、前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記画像生成部が生成した前記スライス画像を、第１断層面画像として表示部に表示するとともに、前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記画像生成部が生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示部に表示する。
【００１５】
また、第９の態様は、第８の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、前記画像生成部は、前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する。
【００１６】
また、第１０の態様は、第９の態様に係る画像生成装置において、前記画像生成部が、前記ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のそれぞれに直交し、かつ互いに直交する断層面を前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像とし、それぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像が共通の原点で交差する。
【００１７】
また、第１１の態様は、第８から第１０までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記関心位置設定部は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に前記表示部に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する。
【００１８】
また、第１２の態様は、第１１の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記表示部に表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する。
【００１９】
また、第１３の態様は、第８から第１２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記表示制御部は、前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を前記表示部に表示させるとともに、前記視線方向設定部が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する。
【００２０】
また、第１４の態様は、第１３の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに前記表示部に表示するとともに、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する。
【００２１】
また、第１５の態様は、第１から第１４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する。
【００２２】
また、第１６の態様は、第１から第１４までの態様のいずれか１態様に係る画像生成装置において、前記被写体が歯列弓を含み、前記視線方向設定部が、前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する。
【００２３】
また、第１７の態様は、第１６の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記歯列弓の形状を認識するとともに、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向に設定する。
【００２４】
また、第１８の態様は、第１３または第１４の態様に係る画像生成装置において、前記視線方向設定部が、前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに前記表示部に表示させる。
【００２５】
また、第１９の態様は、Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成方法であって、(a)前記被写体に対する視線方向を設定する工程と、(b)前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定する工程と、(c)前記(b)工程で設定された条件に基づいて、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データをそれぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する工程とを含む。
【００２６】
また、第２０の態様は、第１９の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する工程である。
【００２７】
また、第２１の態様は、第１９または第２０の態様に係る画像生成方法において、前記(b)工程が、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値とする工程である。
【００２８】
また、第２２の態様は、第１９から第２１までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、(d)前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する工程と、(e)前記(c)工程で生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示する工程とをさらに含む。
【００２９】
また、第２３の態様は、第１９から第２２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する工程である。
【００３０】
また、第２４の態様は、第２０の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する工程である。
【００３１】
また、第２５の態様は、第１９の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する工程である。
【００３２】
また、第２６の態様は、第２２の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記関心位置について、前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記(c)工程において生成された前記スライス画像を、第１断層面画像として表示するとともに、前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記(c)工程で生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示する工程である。
【００３３】
また、第２７の態様は、第２６の態様に係る画像生成方法において、前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、前記(c)工程は、前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する工程である。
【００３４】
また、第２８の態様は、第２７の態様に係る画像生成方法において、前記(c)工程が、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像を共通の原点で交差させる工程である。
【００３５】
また、第２９の態様は、第２６から第２８までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(d)工程は、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する工程である。
【００３６】
また、第３０の態様は、第２９の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である。
【００３７】
また、第３１の態様は、第２６から第３０までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(e)工程は、前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を表示させる工程であるとともに、前記(a)工程が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である。
【００３８】
また、第３２の態様は、第３１の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに表示する工程と、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する工程とを含む。
【００３９】
また、第３３の態様は、第１９から第３２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する工程である。
【００４０】
また、第３４の態様は、第１９から第３２までの態様のいずれか１態様に係る画像生成方法において、前記被写体が歯列弓を含み、前記(a)工程が、前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する工程である。
【００４１】
また、第３５の態様は、第３４の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記歯列弓の形状を認識する工程を含み、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向として設定する工程である。
【００４２】
また、第３６の態様は、第３１または第３２の態様に係る画像生成方法において、前記(a)工程が、前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに表示させる工程である。
【００４３】
また、第３７の態様は、コンピューターが読取可能なプログラムであって、前記コンピューターのＣＰＵがメモリ上で前記プログラムを実行することによって、前記コンピューターを、第１から第１８までのいずれか１の態様に係る画像生成装置として機能させる。
【発明の効果】
【００４４】
第１の態様に係る画像生成装置によれば、断層面画像を生成するために取得する画像生成用スライスの厚さと、画像生成用スライスの間隔とを、それぞれ個別に設定することができるため、場合に応じて適宜設定を調整することができ、自由度を持って診断に適した断層面画像を生成することが可能になる。
【００４５】
特に第２の態様に係る画像生成装置によれば、前記視線方向に直交ないし略直交する複数の単位的スライスを生成する。この単位的スライスは、例えば微細な間隔で複数生成されるので、前記スライスの厚さと間隔が、単位的スライスの選択によって簡易に設定できる。
【００４６】
特に第３の態様に係る画像生成装置によれば、３次元領域の断層面の断層面画像が、その断層面周辺の領域を互いに共有する複数の単位的スライスから生成される。すなわち、目的部位に比較的近接した複数のスライス画像から生成されることになるため、断層面の構造的な特徴がより反映された高精度な断層面画像を生成することができる。さらに具体的に述べると、目的部位に比較的近接した複数の単位的スライスの３次元データから生成されることになるため、細かいピッチで目的部位の画像を脱落させることなく並んだ高精度な断層面画像を生成することができる。また、複数の単位的スライスから一つの画像を生成することで、ノイズが低減された鮮明な高画質の断層面画像を取得できる。
【００４７】
特に第４の態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関する断層面画像を表示部に表示することにより、オペレータが関心位置の断層面画像を視覚的に把握することができる。
【００４８】
特に第５の態様に係る画像生成装置によれば、断層面画像中のノイズを低減することができる。
【００４９】
特に第６の態様に係る画像生成装置によれば、中央の単位的スライスの３次元データの重み付けを大きくして断層面画像を生成することにより、各位置の特徴をより反映させた断層面画像を生成することができる。
【００５０】
特に第７の態様に係る画像生成装置によれば、エッジが強調された断層面画像を取得することができる。
【００５１】
特に第８態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関して、オペレータが相互に直交する３方向から見た断層面画像を視覚的に把握できる。
【００５２】
特に第９の態様に係る画像生成装置によれば、関心位置に関して、オペレータが相互に直交するｘ方向、ｙ方向、z方向の３方向から見た断層面画像を視覚的に把握できる。
【００５３】
特に第１１の態様に係る画像生成装置によれば、オペレータが特定の断層面画像を見ながら、その他の方向についての断層面の位置を変更しつつ、断層面画像を表示できるため、目的の位置を探しやすくなり、また、関心部分の周辺の様子を把握しやすくなる。
【００５４】
特に第１２の態様に係る画像生成装置によれば、オペレータが特定の断層面画像に対して第１指標を相対的に回転させることで、新たな視線方向が設定され、そして新たな断層面画像が生成される。したがって、オペレータが特定の位置周辺の様子を把握しやすくなる。
【００５５】
特に第１３の態様に係る画像生成装置によれば、立体的な３次元画像に対して視線方向を設定できるため、視線方向を直感的に設定しやすくなる。
【００５６】
特に第１５の態様に係る画像生成装置によれば、接線の延びる方向を視線方向に設定するため、視線方向についての断層面画像を生成する際に、接線に沿って画像生成用スライスを取得することとなる。接線に沿って画像生成用スライスを取得するため、各スライスから生成されるスライス画像において、特に接線が設定される部分で、３次元領域の断面形状の位置関係が一致しやすくなる。そのため、断層面画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態に係る画像表示システムの全体構成を例示する図である。
【図２】画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図３】ＣＰＵがプログラムに従って動作することにより画像生成装置で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。
【図４】Ｘ線ＣＴ撮影装置の構成を概念的に示す図である。
【図５】３次元データが表現する被写体の３次元領域の一例を示す図である。
【図６】画像表示システムの画像表示の動作の流れ図である。
【図７】３次元領域に対して視線方向が設定される様子を示す図である。
【図８】図６に示すステップＳ２における、画像生成装置の断層面画像の生成動作の詳細な流れ図である。
【図９】３次元領域から取得される単位的スライスを概念的に示す図である。
【図１０】単位的スライスからスライス画像を生成する様子を示す図である。
【図１１】図１０（ａ）に示す単位的スライスが設定されていた３次元データの領域の一部から、スライス画像を生成する様子を示す模式図である。
【図１２】単位的スライスが、ボクセルデータの存在する所以外を通るように設定された場合の、ボクセルデータの取得方法を説明するための図である。
【図１３】画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。
【図１４】画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。
【図１５】図８に示すステップＳ２６における、画像生成装置のスライス画像の合成動作の詳細な流れ図である。
【図１６】図６に示すステップＳ４において、表示装置３に表示される画面の一例を示す図である。
【図１７】関心位置を変更する操作を説明するための図である。
【図１８】視線方向の変更を説明するための図である。
【図１９】視線方向の変更を説明するための図である。
【図２０】視線方向の変更を説明するための図である。
【図２１】視線方向が変更された後の３次元領域を示す図である。
【図２２】視線方向の変更後において、新たに取得される複数の画像生成用スライスのそれぞれからスライス画像を生成する過程を概念的に示す図である。
【図２３】新たな断層面画像およびボリュームレンダリング画像が表示された表示装置３の画面を示す図である。
【図２４】視線方向変更後に、関心位置を変更する処理を行う様子を示す図である。
【図２５】ｘｙｚ直交座標系をＸＹＺ直交座標系に対して設定する様子を示す図である。
【図２６】ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて図１６で示したような断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対応するスライス画像を切り出した様子を示す。
【図２７】第２実施形態に係る画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図２８】円筒状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。
【図２９】球面状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。
【図３０】第３実施形態における画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図３１】歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。
【図３２】第４実施形態における画像生成装置の動作を示す流れ図である。
【図３３】歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。
【図３４】第５実施形態におけるボリュームレンダリング画像を示す図である。
【図３５】変形例に係るボリュームレンダリング画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、実施形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００５９】
＜１．第１実施形態＞
＜１．１．画像表示システム１の構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像表示システム１の全体構成を例示する図である。また図２は、画像表示システム１の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図１に示すように、画像表示システム１は、画像生成装置２、表示装置３、入力装置４、Ｘ線ＣＴ撮影装置５を備えている。画像表示システム１では、Ｘ線ＣＴ撮影装置５で被写体をＸ線で撮影して、再構成することにより取得される３次元データ（ボリュームデータ）を、画像生成装置２で処理し、表示装置３(表示部)において断層面の画像などを表示するように構成されている。
【００６１】
図２に示すように、画像生成装置２は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、各種データを保存する固定ディスク２４、ＣＤなどの可搬性メディア９からデータを読み込む読取部２５をバスライン１００に接続した一般的なコンピューターの構成を有する。またバスライン１００には、画像などを表示する表示装置３、オペレータからの入力を受け付けるキーボードやマウスなどを含む入力装置４が、不図示のインターフェースを介する等して接続されている。
【００６２】
さらにバスライン１００には、伝送ケーブルのインターフェースを介してＸ線ＣＴ撮影装置５が接続されている。なおＸ線ＣＴ撮影装置５から送られてきた各種データは、ＣＰＵ２１の制御の下、固定ディスク２４に記憶することが可能である。
【００６３】
図２に示すプログラムＰＧは、固定ディスク２４に記憶されている。画像生成装置２の各種機能は、ＣＰＵ２１がプログラムＰＧに従って動作することにより実現される。
【００６４】
図３は、ＣＰＵ２１がプログラムＰＧに従って動作することにより画像生成装置２で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。図３で示す構成のうち、撮影制御部２１１、３次元データ取得部２１２、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５、画像生成部２１６、表示制御部２１７が、ＣＰＵ２１等により実現される機能を示している。
【００６５】
｛撮影制御部２１１｝
撮影制御部２１１は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５に対して制御信号を送信することによって、撮影の開始や停止などを制御する。ここで、Ｘ線ＣＴ撮影装置５の構成について図４を参照しつつ説明する。
【００６６】
図４は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５の構成を概念的に示す図である。Ｘ線ＣＴ撮影装置５は、Ｘ線の束で構成される、例えば四角錐状のコーンビームＢ１を被写体Ｑ１に向けて照射するＸ線発生部５１と、被写体Ｑ１を透過して到達するＸ線を検出するＸ線検出部５２と、被写体Ｑ１を挟んでＸ線発生部５１とＸ線検出部５２とを対向するように吊下げ保持するアーム５３を備えている。
【００６７】
アーム５３の中央部には、旋回軸５４の一端が取り付けられている。この旋回軸５４の一端部分には、アーム５３に設けられた旋回駆動機構５５が接続されている。旋回駆動機構５５は、旋回軸５４とモータ（不図示）に巻回されたベルト（不図示）を備えており、旋回駆動機構５５のモータの駆動により、旋回軸５４を中心にしてアーム５３が旋回する。旋回軸５４は、図示しない軸受けを介して、アーム５３に接続されており、アーム５３が旋回する際には、旋回軸５４は回転せずにアーム５３のみが回転する。
【００６８】
また、旋回軸５４の他端は、旋回軸５４を水平移動可能に保持する移動機構５６に接続されている。移動機構５６は、例えばボルトやモータ、ガイド機構などで構成される。移動機構５６を駆動することによって、旋回軸５４が水平面内で移動し、アーム５３を所定範囲内の任意の位置へ移動させることができる。
【００６９】
図示しないが、旋回駆動機構５５を移動機構５６に設けて、旋回駆動機構５５が旋回軸５４を旋回駆動し、旋回軸５４に固定された旋回アーム５３が旋回するように構成してもよい。この場合、移動機構５６が旋回駆動機構５５を旋回軸５４と一緒に水平面内で２次元に移動する構成にすることができる。
【００７０】
このような構成を備えるＸ線ＣＴ撮影装置５は、コーンビームＢ１を被写体Ｑ１の撮影領域Ｍ１に照射しながら、旋回軸５４まわりにアーム５３を旋回させて、撮影領域Ｍ１に対するＸ線の投影データを収集する。そして収集されたデータは、画像生成装置２へ送信される。
【００７１】
｛３次元データ取得部２１２｝
図３に戻って、３次元データ取得部２１２は、Ｘ線ＣＴ撮影装置５から送信される投影データを収集し、この投影データに対して逆投影などの演算処理を行って、撮影領域Ｍ１の３次元領域を表現する３次元データ（ボリュームデータ）を取得する。この演算処理は、公知の手法を適用することが可能である。３次元データ取得部２１２で取得される３次元データは、固定ディスク２４に記憶され、後述の画像生成処理に用いられる。
【００７２】
図５は、３次元データが表現する撮影領域Ｍ１である３次元領域Ｓ１の一例を示す図である。３次元データでは、撮影領域Ｍ１の３次元領域について、その３次元領域を構成する各点（ボクセル）のデータが記録されている。３次元領域Ｓ１に対して、図５に示すように相互に直交するＸＹＺ直交座標系を定義し、３次元領域Ｓ１のある点Ｐ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）についてのボクセル値Ｖ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）が決定されるようにする。画像生成装置２は、このように３次元領域Ｓ１を表現する３次元データに基づいて、被写体の断面の画像（断層面画像）や、ボリュームレンダリング画像を生成する。
【００７３】
なお、３次元領域Ｓ１には、被写体Ｑ１の部位が存在しない空間が含まれることもある。例えば、関心領域Ｏが被写体Ｑ１の表面近くにある場合、Ｘ線ＣＴ撮影は関心領域Ｏを中心になされるために、被写体Ｑ１の表面より外部にある、被写体Ｑ１の部位が存在しない空間も撮影対象範囲に含まれ、３次元領域Ｓ１に、この被写体Ｑ１の部位が存在しない空間が含まれる場合が生じる。
【００７４】
｛視線方向設定部２１３｝
図３に戻って、視線方向設定部２１３は、表示装置３に各種画像を表示する際に、被写体Ｑ１の３次元領域に対する視線方向を設定する。この視線方向は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づいて設定される。
【００７５】
｛スライス条件設定部２１４｝
スライス条件設定部２１４は、断層面画像を生成するために３次元データが表現する３次元領域からスライスを切り出す際の条件を設定する。スライス条件設定部２１４は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づいて、切り出すスライスの厚さと、切り出すスライスの間隔と個別に設定することが可能となっている。画像生成装置２では、各スライスに対応する３次元データのボクセル値を演算処理して２次元平面状の画像にしたスライス画像を生成する。このスライス画像が、断層面画像として表示装置３に表示される。
【００７６】
｛関心位置設定部２１５｝
関心位置設定部２１５は、オペレータからの入力装置４を介した操作入力に基づき、３次元領域において、オペレータが断層面を観察したい位置（関心位置）を設定する。画像生成装置２は、３次元領域Ｓ１について、関心位置を通るｘ軸に垂直な断面（ｘ軸断層面Ｄｘ）の画像、関心位置を通るｙ軸に垂直な断面（ｙ軸断層面Ｄｙ）の画像、および関心位置を通るｚ軸に垂直な断面（ｚ軸断層面Ｄｚ）の画像を表示装置３に表示する。
【００７７】
｛画像生成部２１６｝
画像生成部２１６は、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５が設定した条件下において、固定ディスク２４に保存されている３次元データから、３次元領域の断層面画像、およびボリュームレンダリング画像を生成する。各画像の生成方法については、後述する。
【００７８】
｛表示制御部２１７｝
表示制御部２１７は、画像生成部２１６が生成した断層面画像やボリュームレンダリング画像を表示装置３の画面に表示する。また、表示制御部２１７は、視線方向設定部２１３、スライス条件設定部２１４、関心位置設定部２１５が設定する値を、オペレータが入力装置４を介して画像生成装置２に入力するために、表示装置３に指標としてカーソル（例えば、後述するｘカーソルＣｘ）などのパーツを画面に表示させる機能も有している。
【００７９】
＜１．２．画像表示システム１の動作＞
図６は、画像表示システム１の画像表示の動作の流れ図である。なお、以下に説明する画像表示システム１の各動作は、特に断らない限り、プログラムＰＧを実行する画像生成装置２のＣＰＵ２１によって制御されるものとする。また、画像表示システム１は、オペレータからの終了指示の有無を常時監視し、終了指示があった場合には、画像表示の動作を適宜終了するものとする。
【００８０】
画像表示システム１が画像表示動作を開始すると、視線方向設定部２１３は、視線方向を初期設定の方向に設定するとともに、関心位置設定部２１５は、３次元領域内の所定の初期設定の位置に設定する（ステップＳ１）。
【００８１】
図７は、３次元領域Ｓ１に対して視線方向が設定される様子を示す図である。図７に示す例では、視線方向設定部２１３は、初期値として、３次元領域Ｓ１に対して定義されたＸＹＺ直交座標系（図５参照）のうちのＸ軸上の任意の点を視点Ｐ０とし、かつ、Ｘ軸方向を視線方向に設定する。また、関心位置設定部２１５は、初期値として、３次元領域Ｓ１の中心を関心位置Ｐ１に設定する。もちろん、視線方向や関心位置の初期値は、このような物に限られるものではなく、任意に設定し得る。
【００８２】
視線方向が設定されると、画像生成装置２は、図７に示すように、関心位置Ｐ１を通る視線方向に平行な直線をｘ軸とするとともに、Ｙ軸およびＺ軸をｙ軸およびｚ軸として、新たなｘｙｚ直交座標系を３次元領域Ｓ１に対して設定する。このｘｙｚ直交座標系は、表示用の座標系として用いられる。
【００８３】
図６に戻って、視線方向および関心位置が設定され、ｘｙｚ直交座標系が設定されると、画像生成部２１６は、断層面画像の生成を実行する（ステップＳ２）。詳細は後述するが、画像生成装置２では、断層面画像を生成するために、３次元領域Ｓ１から、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれに垂直な平面によって、所定の厚さを持つスライスが所定間隔ごとに切り出される。そしてこの３方向に対して垂直に切り出されたスライスから、関心位置Ｐ１における３次元領域の断層面の画像（断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）が生成される。
【００８４】
断層面画像の生成が終了すると、画像生成部２１６は、３次元データを立体的に可視化し、３次元領域Ｓ１を立体的に表現した３次元画像であるボリュームレンダリング画像を生成する（ステップＳ３）。ボリュームレンダリング画像の取得方法としては、従来より提案されているため、詳細は省略するが、例えば３次元領域Ｓ１について、視点Ｐ０から見て各視線上のボクセル値を加算することによって（レイキャスティング）、ボリュームレンダリング画像ＩＶが生成される。なお、ステップＳ２とステップＳ３の動作順序は、適宜入れ替えることが可能である。
【００８５】
ボリュームレンダリング画像の生成が完了すると、画像生成装置２は、表示制御部２１７によって、表示装置３に断層面画像およびボリュームレンダリング画像を表示する（ステップＳ４）。
【００８６】
ステップＳ４が終了した時点において、画像生成装置２は、表示処理の終了指示があったかどうかを判断する（ステップＳ５）。表示装置３に表示している画像を変更することがなく、表示を終了する操作入力があった場合には（ステップＳ５においてＹＥＳ）、表示処理を終了する。表示処理の終了指示がない場合には（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ６に進む。
【００８７】
断層面画像およびボリュームレンダリング画像を表示すると、画像生成装置２は、関心位置の変更もしくは視線方向の変更があったかどうかを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、具体的には、視線方向設定部２１３、関心位置設定部２１５が、オペレータからの入力装置４を介した変更操作入力を受け付けたかどうかで判断される。変更操作入力がない場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、表示終了の指示が無い限り表示制御部２１７はステップＳ４の画面の表示を継続して行う。
【００８８】
変更の操作入力があった場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、視線方向設定部２１３または関心位置設定部２１５は、変更操作入力に基づいて、新たな視線方向もしくは新たな関心位置の設定を行う（ステップＳ７）。例えば視線方向について変更があった場合、視線方向設定部２１３は、新たな視線方向にｘｙｚ直交座標系のｘ軸を一致させるように、ｘｙｚ直交座標系を移動させる。また、関心位置の変更があった場合は、変更後の関心位置にｘｙｚ直交座標系の原点を一致させるように、ｘｙｚ直交座標系を移動させる。
【００８９】
新たな視線方向もしくは新たな関心位置の設定が完了すると、画像生成装置２は、画像生成部２１６により、新たな断層面画像の生成（ステップＳ８）および新たなボリュームレンダリング画像の生成（ステップＳ９）を実行する。このステップＳ８とステップＳ９を実行する順序は、適宜入れ替えることが可能である。
【００９０】
新たな断層面画像およびボリュームレンダリング画像の生成が完了すると、画像生成装置２は、表示制御部２１７により、表示装置３の画面にこれらの画像を表示させる（ステップＳ１０）。そして画像生成装置２は、再び視線方向もしくは関心位置の変更があったかどうかを判定する（ステップＳ１１）。変更の操作入力がなかった場合、画像生成装置２は、オペレータより表示の終了指示があったかどうかを判定する（ステップＳ１２）。画像生成装置２は、終了指示があった場合には画像表示の動作を終了し、終了指示がなかった場合にはステップＳ１０の画像表示を継続して行う。
【００９１】
ステップＳ１１において、変更の操作入力があった場合には、画像生成装置２は、ステップＳ７に戻って、以降の動作を繰り返し実行する。これにより、視線方向または関心位置の変更の操作入力があるごとに、断層面画像およびボリュームレンダリング画像が更新されて表示装置３に表示されることとなる。
【００９２】
以上が、画像表示システム１による画像の表示動作の流れについての説明である。次に、上述した画像表示システム１の動作のうち、画像生成装置２の動作の詳細について説明する。
【００９３】
＜１．２．１．断層面画像の生成動作＞
図８は、図６に示すステップＳ２における、画像生成装置２の断層面画像の生成動作の詳細な流れ図である。画像生成装置２は、ステップＳ２の断層面画像の生成を開始すると、まず、単位的スライスを準備する（ステップＳ２０）。ここで、単位的スライスとは、３次元領域Ｓ１から抽出される、極めて薄い領域であり、その領域の厚さは、例えば３次元データに含まれるボクセル１つ分の厚さに相当するように設定される。なお、単位的スライスが、ボクセル２つ以上の厚さで構成されていてもよい。詳細は後述するが、本実施形態では、複数の単位的スライスを所定の画素演算により合成することで、１枚の断層面画像が生成される。
【００９４】
単位的スライスの準備が完了すると、画像生成装置２は、スライス条件設定部２１４によって、画像生成用スライスの厚さαを設定する（ステップＳ２１）。この画像生成用スライスは、上述の１枚の断層面画像を生成するために用いる単位的スライスの集合である。すなわち、ここで設定された厚さαの範囲内に含まれる単位的スライスに基づいて、断層面画像の生成が行われる。
【００９５】
また、スライス条件設定部２１４は、３次元領域Ｓ１から１つの画像生成用スライスを生成する間隔βを設定する（ステップＳ２２）。このステップＳ２１とステップＳ２２は、具体的には、オペレータが入力装置４を介して数値入力などの所定の操作入力を実行し、スライス条件設定部２１４がこの操作入力を受け付けることによって厚さαと間隔βとがそれぞれ設定される。なお、厚さαと間隔βのうち、どちらか一方が、あらかじめ定められた値として固定されていてもよい。
【００９６】
さらにスライス条件設定部２１４は、上記スライスの厚さαと間隔βとに基づいて画像生成用スライスを切り出し、画像生成用に取得する画像生成用スライスの取得範囲Ｈを設定する（ステップＳ２３）。なお、枚数に余裕を持たせて多めに切り出して準備した画像生成用スライスの中から必要枚数を取得してもよいし、一定の範囲で取得できる枚数のみの画像生成用スライスを取得してもよい。また、３次元領域Ｓ１の全域のうちの限定的な領域を取得範囲Ｈとして設定してもよいが、３次元領域Ｓ１の全域が自動的に取得範囲Ｈとなるように設定しておいてもよい。
【００９７】
そして、画像生成部２１６によって、視線方向に連続する複数の画像生成用スライス毎にスライス画像が生成される（ステップＳ２４）。このようにして生成されたスライス画像は、記憶部（固定ディスク２４やＲＡＭ２２等）に保存され、断層面画像として表示装置３に表示されることとなる。
【００９８】
図９は、３次元領域Ｓ１から取得される単位的スライスＯＳｘを概念的に示す図である。図９に示すように、３次元領域Ｓ１から、ステップＳ１にて設定された視線方向（ｘ軸）に沿って、微小な間隔ごとに並ぶ複数の単位的スライスＯＳｘ（ＯＳｘ１〜ＯＳｘ９）が取得される。
【００９９】
なお、このような単位的スライスＯＳｘの準備（ステップＳ２０）は、ステップＳ２１（画像生成用スライスの厚さαの設定）よりも後に実行されてもよく、少なくともステップＳ２４（スライス画像の生成）よりも前の段階で行われればよい。
【０１００】
本実施形態では、このように厚さα、間隔βを設定する場合に最小単位となるよう、撮影領域Ｍを軸方向に細分し、視線方向（軸方向）に規則的に並ぶスライスを単位的スライスとしている。なお、隣り合う単位的スライス同士の間隔は等間隔であることが座標計算をする上で好適である。
【０１０１】
ここで、単位的スライスＯＳｘを準備するとは、内部的には、単位的スライスＯＳｘ１〜ＯＳｘ９のそれぞれに含まれる３次元データとを、単位的スライス毎に位置情報と関連付け、画像データとして管理することを云う。このようにして準備された単位的スライスＯＳｘは、後述の設定された厚さα、間隔βに基づいて、画像生成用スライスを取得する際の対象となり、演算が容易となる。図９に示す例では、単位的スライスデータＯＳｘが画像データとして符号（ＯＳｘ）に付した番号の順に並んでいる。
【０１０２】
Ｘ線ＣＴ撮影で得た３次元データは、Ｘ線検出器の画素の粒子の細かさに対応する、可能な限りの細かさの、前述のボクセルからなるボクセルデータとして３次元に配列することができる。したがって、単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２…ＯＳｘ９間の微小な間隔を、このボクセルデータの１つ１つの間隔に応じた可能な限りの微小な間隔に設定することによって、スライスの厚さα、間隔β設定の精度が増すこととなる。単位的スライスＯＳｘ同士間の微小な間隔は、３次元データの１ボクセル当たりのｘ軸またはｙ軸方向の大きさに一致させてもよい。
【０１０３】
図１０は、単位的スライスＯＳｘからスライス画像ＩＳｘを生成する様子を示す図である。なお、図１０（ａ）は、図９に示す単位的スライスＯＳｘを側方（ｙ軸方向）から見た図である。また図１０（ｂ）は、スライス画像ＩＳｘを示す図である。
【０１０４】
図１０（ａ）に示すように、多数の単位的スライスＯＳｘうちから、ステップＳ２１，Ｓ２２において設定された厚さαおよび間隔βに基づき、視線方向に沿って、間隔β毎に所望の範囲（厚さα）内に含まれる単位的スライスＯＳｘが取得される。なお、図１０（ａ）において、二点鎖線で囲まれた複数（ここでは３つ）の単位的スライスＯＳｘの集合体のそれぞれが、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２を構成する。図１０（ａ）では、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２の厚さαは単位的スライスとこれに隣接する単位的スライスとの中間地点間の距離で示されている。また、画像生成用スライスＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２の間隔βはスライスの厚さの中央地点間の距離で示されている。
【０１０５】
次に、ステップＳ２４において、所望の範囲（厚さα）内の単位的スライスＯＳｘに対応する３次元データが視線方向（ここではｘ軸）の方向に合成されて、スライス画像ＩＳｘが生成される。図１０（ａ）に図示の例では、例えば画像生成用スライスＳＬｘ０に含まれる単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２、ＯＳｘ３に対応するボクセルデータを、視線方向に沿って合成することにより、スライス画像ＩＳｘ１が生成される（図１０（ｂ）参照）。同様に、単位的スライスＯＳｘ４、ＯＳｘ５、ＯＳｘ６に対応するボクセルデータを、合成することでスライス画像ＩＳｘ０が生成され、単位的スライスＯＳｘ７、ＯＳｘ８、ＯＳｘ９に対応するボクセルデータからスライス画像ＩＳｘ２が生成される。
【０１０６】
なお、単位的スライスＯＳｘを取得することなく、上記の視線方向に沿う厚さαの範囲内のボクセル値を、視線方向に沿って直接合成するように構成されていてもよい。この場合は、単位的スライスＯＳｘを準備せずに、３次元領域Ｓ１から、間隔β毎に、厚さα分の平板状の領域が画像生成用スライスとして取得される。具体的に、図１１を参照しつつ説明する。
【０１０７】
図１１は、図１０（ａ）に示す単位的スライスＯＳｘ１、ＯＳｘ２、ＯＳｘ３が設定されていた３次元データの領域の一部から、スライス画像ＩＳｘ１を生成する様子を示す模式図である。図１１に示す格子状に並んだ複数の点のそれぞれが、３次元データのボクセル１つ分に相当する。これらのボクセル毎に、ボクセル値（ボクセルデータＤｘａ１等）が存在する。
【０１０８】
図１１に示すように、視線方向（ｘ軸）に平行な直線（線Ｌｘａ，Ｌｘｂ，Ｌｘｃ，Ｌｘｄ）が想定され、視線方向に平行な直線と直交する直線（線Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３）が想定される。単位的スライスを設定する場合は、例えばこの直線（線Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３）上に単位的スライスが設定されるのであるが、ここで説明する合成処理では、単位的スライスを設定せず、直接３次元データを合成する。その場合、その直線（線Ｌｘａ，Ｌｘｂ，Ｌｘｃ，Ｌｘｄ）の上またはその直線に最も近い３次元データ（ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３等）をそれぞれ合成することによって、画像データ（画像データＤｘａ，Ｄｘｂ，Ｄｘｃ等）が取得される。
【０１０９】
このように、単位的スライスを準備せずに、直接３次元データを合成することによって、画像データＤｘａ，Ｄｘｂ，Ｄｘｃ，Ｄｘｄ…が取得される。この画像データＤｘａ、Ｄｘｂ、Ｄｘｃ、Ｄｘｄ…から、１つのスライス画像ＩＳｘ１が構成されることとなる。
【０１１０】
画像データＤｘａを得るには、ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３の加算値を取るように構成してもよいが、ボクセルデータＤｘａ１、Ｄｘａ２、Ｄｘａ３の間で加算平均値や相乗平均値をとるなど、後述する単位的スライスに対応するボクセルデータの合成の場合と同様の処理が様々に考え得る。以上が、単位的スライスを取得せずに、スライス画像を生成する場合についての説明である。
【０１１１】
図１２は、単位的スライスＯＳｘが、ボクセルデータの存在する位置以外を通るように設定された場合の、ボクセルデータの取得方法を説明するための図である。図１２に示すように、単位的スライスＯＳｘが、ボクセルデータの並ぶ方向に対して斜めに設定された場合、単位的スライスＯＳｘの位置毎に、最も近くのボクセルデータを取得する手法が適用される。
【０１１２】
例えば、図１２に示す単位的スライスＯＳｘに対応するボクセルデータＤｘａａ、Ｄｘｂｂ、Ｄｘｃｃ、Ｄｘｄｄは、それぞれの位置に最も近いボクセルのボクセルデータＤｘａ２，Ｄｘｂ２，Ｄｘｃ１，Ｄｘｄ１に相当するものである。このように、単位的スライスＯＳｘの各位置のボクセルデータを、各位置に最も近いボクセルのボクセルデータとすることによって、３次元領域Ｓ１の断面状態を良好に示すスライス画像（断層面画像）を取得することができる。
【０１１３】
また、図１０に示す例では、厚さαと間隔βとを、共に単位的スライス３つ分に一致させていた。しかし、画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βの設定の仕方は、このようなものに限られるものではない。
【０１１４】
図１３，図１４は、画像生成用スライスの厚さαおよび間隔βのその他の設定例を説明するための図である。図１３に示す例では、厚さαの値が、間隔βよりも小さく設定されている。具体的には、厚さαが単位的スライス２つ分に設定されているのに対し、間隔βが単位的スライス３つ分に設定されている。このような場合、単位的スライスＯＳｘ１，ＯＳｘ２、単位的スライスＯＳｘ４，ＯＳｘ５及び単位的スライスＯＳｘ７，ＯＳｘ８のそれぞれに対応するボクセルデータを合成することによって、図１３（ｂ）に示すスライス画像ＩＳｘ１，ＩＳｘ０，ＩＳｘ２が生成される。
【０１１５】
また、図１４に示す例では、厚さαが、間隔βよりも大きく設定されている。具体的には、厚さαが単位的スライス５つ分に設定されているのに対し、間隔βが単位的スライス２つ分に設定されている。このような場合、視線方向に連続する単位的スライスＯＳｘ１〜ＯＳｘ５、単位的スライスＯＳｘ３〜ＯＳｘ７及び単位的スライスＯＳｘ５〜ＯＳｘ９のそれぞれに対応するボクセルデータから、図１４（ｂ）に示すスライス画像ＩＳｘ１，ＩＳｘ０，ＩＳｘ２が生成される。
【０１１６】
このように、画像生成用スライスの厚さαがスライス間の間隔βよりも大きい場合、ノイズの少ない、より鮮明なスライス画像（断層面画像）を生成し得る点で、利点が特に大きい。
【０１１７】
なお、図１０，図１３，図１４に図示した例では、理解を容易にするため、比較的少数の単位的スライスＯＳｘを例に挙げて説明しているが、実際の演算処理では多数の単位的スライスＯＳｘを用いた演算が行われてもよいことはいうまでもない。
【０１１８】
スライスの取得とは、３次元空間においてスライスの占める位置座標の設定である。スライスを枠と考えると、スライスの取得は３次元空間における枠、いわばスライスの枠の位置の設定である。なお、スライスの形状は四角形、直方体に限定されず、円、円柱の形状など、様々に考え得る。
【０１１９】
また、「スライスを切り出す」や「スライスを取得する」などの表現は、厳密には３次元データが表現する、ないし３次元データに対応する３次元領域Ｓ１に対する空間的なスライスの位置的設定が３次元データに反映される処理を行うことを云う。
【０１２０】
図１５は、図８に示すステップＳ２４における、画像生成装置２のスライス画像の合成動作の詳細な流れ図である。まず、単位的スライスに対応するボクセルデータを合成するに当たって、画像生成部２１６は、図１０（ａ）に示す単位的スライスＯＳｘ１…ＯＳｘ９のような複数の単位的スライスＯＳｘのうち、スライス画像に用いる単位的スライスＯＳｘに対応するボクセルデータに対して、エッジを強調する処理を行う（ステップＳ２４１）。単位的スライスＯＳｘのそれぞれは、３次元領域Ｓ１の断面の画像と捉えることもできるため、このようにあらかじめエッジ処理を施しておくことにより、各部位の輪郭が強調された断層面画像を取得することが可能となる。なお、エッジ強調処理については、フィルタ処理などや、公知の技術を適用することが可能である。
【０１２１】
このエッジ強調処理が完了すると、画像生成部２１６は、単位的スライスの互いに対応する画素同士の画素値（詳細には、ボクセルデータ）を加算平均または相乗平均することによって、合成された複数のスライス画像（例えばスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２）を生成する（ステップＳ２４２）。複数の単位的スライスから１つの断層面画像を生成することにより、ノイズが低減された画像を取得することができる。
【０１２２】
なお、ステップＳ２４１のエッジ強調処理は、必ずしも必須の処理ではなく、単位的スライスデータの互いに対応する画素同士の画素値の加算平均または相乗平均の処理のみを行ってもよい。
【０１２３】
また、例えば図１０（ａ）の単位的スライスデータＯＳｘ４、ＯＳｘ５、ＯＳｘ６からスライス画像ＩＳｘ０を生成する場合に、中央の単位的スライスＯＳｘ５（関心位置Ｐ１に最も近い位置の単位的スライス）について、最も大きく重み付けをし、その他の画像を比較的小さく重み付けして、加算処理する重み付け加算処理が行われてもよい。このような場合、関心位置Ｐ１に近いスライス画像を最も強く反映した断層面画像を生成することができる。
【０１２４】
なお、重み付けは、正の数による重み付けのみには限らない。例えば、中央の単位的スライスＯＳｘ５（関心位置Ｐ１に最も近い位置の単位的スライス）には正の数による重み付けをするが、隣接する両隣りの単位的スライスには負の数による重み付けをするような場合である。
【０１２５】
生成された複数のスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２は、表示装置３に断層面画像として表示される。画像表示システム１では、オペレータが設定した関心位置Ｐ１の断層面画像を表示装置３に表示するわけであるが、オペレータの指定した位置に対応したスライス画像が、断層面画像として表示されることとなる。
【０１２６】
無論、一つの断層面画像を生成するために取得される単位的スライスの数は、上述したような３つとする態様に限られるものではない。
【０１２７】
なお、詳細は省略するが、画像生成部２１６は、ステップＳ２１〜ステップＳ２４までの動作と同様にして、ｙ軸方向を視線方向として、ｙ軸に対して垂直に切り出される複数の単位的スライスのボクセルデータから断層面画像を生成する。また画像生成部２１６は、ｚ軸方向を視線方向として、ｚ軸に対して垂直に切り出される複数の単位的スライスのボクセルデータから断層面画像を生成する。これにより、画像生成部２１６は、関心位置Ｐ１における３方向から見た断層面画像をそれぞれ生成する。
【０１２８】
以上のように、本実施形態では、スライスの厚さとスライスの間隔とをそれぞれ独立して設定することが可能である。例えば、厚さを小さくすると、スライス画像の精細度は改善されるがノイズが増大し、厚さを大きくすると、スライス画像のノイズは低減されるが、精細度が低下する。一方、スライスの間隔を大きくすると、全スライスの数を減らせるため、扱うデータ量を小さくなるが、目的部位の画像を入手できる可能性が低下する。また、スライス間隔を小さくすると、目的部位の画像を入手しやすくなるが、扱うデータ量が増大する。したがって、このような特性を踏まえて、スライスの厚さおよびスライスの間隔の少なくとも一方を決定することによって、診断に適した断層面画像の生成を実現することができる。
【０１２９】
特に、スライスの厚さをスライスの間隔よりも大きく設定した場合には（図１３）、目的部位の断層面画像が、その断層面周辺の領域を互いに共有する複数の単位的スライスから生成される。すなわち、目的部位に比較的近接した複数の単位的スライスから断層面画像が生成されることになり、細かいピッチで目的部位の画像を脱落させることなく並べられた高精度な断層面画像を生成し得る。また、複数の単位的スライスから一つの断層面画像を生成することで、ノイズが低減された鮮明な高画質の断層面画像を取得できる。
【０１３０】
＜１．２．２．断層面画像およびボリュームレンダリング画像の表示＞
図１６は、図６に示すステップＳ４において、表示装置３に表示される画面の一例を示す図である。表示制御部２１７は、図１６に示すように、ステップＳ２，Ｓ３で生成されたｘ軸上から見た断層面画像Ｉｘ、ｙ軸上から見た断層面画像Ｉｙ、ｚ軸上から見た断層面画像Ｉｚ、およびボリュームレンダリング画像ＩＶの計４つの画像を表示装置３に同時表示する。
【０１３１】
ここで、断層面画像Ｉｘ、断層面画像Ｉｙ、断層面画像Ｉｚとして表示される断層面画像は、それぞれ第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像の一例と考えられる。無論、断層面画像Ｉｙまたは断層面画像Ｉｚを第１断層面画像と考えて、他の断層面画像を第２断層面画像、第３断層面画像と考えてもよく、要はそれぞれ異なる軸に関する断層面画像と認識すればよい。
【０１３２】
また、断層面画像Ｉｘとして表示される断層面画像をＸ断層面画像と称してもよく、断層面画像Ｉｙとして表示される断層面画像をＹ断層面画像と称してもよく、断層面画像Ｉｚとして表示される断層面画像をＺ断層面画像と称してもよい。
【０１３３】
このように関心位置Ｐ１について、３面の断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを対比して表示することにより、オペレータが、これらの断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの相対的な関係を直感的に把握しやすくなる。またボリュームレンダリング画像ＩＶを断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚとともに表示することによって、被写体Ｑ１のどの位置の断層面画像を観察しているかを、オペレータが３次元的に把握することができる。
【０１３４】
また図１６に示すように、表示制御部２１７は、画面において、断層面画像ＩｘにはｙカーソルＣｙおよびｚカーソルＣｚを、断層面画像ＩｙにはｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを、断層面画像ＩｚにはｘカーソルＣｘおよびｙカーソルＣｙを、それぞれ表示させている。
【０１３５】
断層面画像Ｉｘに表示されているｙカーソルＣｙは、関心位置Ｐ１を通るｙ軸断層面Ｄｙの位置を示しており、ｚカーソルＣｚは、関心位置Ｐ１を通るｚ軸断層面Ｄｚの位置を示している。また、断層面画像Ｉｙに表示されているｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚは、それぞれ関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘの位置、ｚ軸断層面Ｄｚの位置をそれぞれ示している。さらに断層面画像Ｉｚに表示されているｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚは、それぞれ関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘの位置、ｙ軸断層面Ｄｙの位置をそれぞれ示している。
【０１３６】
このように断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに、その他の断層面の位置を表示することによって、オペレータが断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ同士の相対的な位置関係を容易に把握しやすくなる。
【０１３７】
また、表示制御部２１７は、ボリュームレンダリング画像ＩＶには、関心位置Ｐ１を通るｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙおよびｚ軸断層面Ｄｚを半透明の状態で表示している。このように断層面を表示することによって、断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの３次元的な位置関係を、オペレータが容易に把握することができる。
【０１３８】
＜１．２．３．関心位置および視線方向の変更＞
次に、図６に示すステップＳ６における、関心位置および視線方向の変更について説明する。なお、はじめに関心位置の変更について説明し、その次に視線方向の変更について説明する。
【０１３９】
｛関心位置の変更｝
図１７は、関心位置Ｐ１を変更する操作を説明するための図である。図１７に示すように、断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに表示されているｘカーソルＣｘ、ｙカーソルＣｙ、およびｚカーソルＣｚの位置は、オペレータの所定操作によって、変更することが可能となっている。
【０１４０】
例えば図１７に示すように、オペレータが、断層面画像ＩｙのｘカーソルＣｘを選択し、これを同図中の左方向（−ｘ方向）へ移動させる入力を行うと、その他の断層面画像ＩｚのｘカーソルＣｘも連動して、−ｘ方向へ移動する。すると、関心位置設定部２１５は、ｘカーソルＣｘが移動させられた位置に新たな関心位置Ｐ１を設定する。同図の場合では、Ｘ軸とｘ軸とが一致しているため、元の関心位置Ｐ１よりも−Ｘ側の位置に、新たな関心位置が設定されることとなる。
【０１４１】
これと同様に、ｙカーソルＣｙやｚカーソルＣｚが移動させられた場合においても、ｙカーソルＣｙまたはｚカーソルＣｚの移動方向および移動量に応じて、関心位置設定部２１５により、新たな関心位置Ｐ１が設定される。
【０１４２】
また、新たな関心位置Ｐ１が設定されると、その関心位置Ｐ１を原点となるように、ｘｙｚ直交座標系が平行移動される。これにより、ｘｙｚ直交座標系が再定義される。
【０１４３】
画像生成装置２は、新たに設定された関心位置Ｐ１に基づいて、対応する位置の断層面画像を表示する。例えば、図１０に示したスライス画像ＩＳｘ０が断層面画像Ｉｘとして表示されているとして、ｘカーソルＣｘのｘ軸に沿った方向への移動により、スライス画像ＩＳｘ１を断層面画像Ｉｘとして表示させたり、スライス画像ＩＳｘ２を断層面画像Ｉｘとして表示させたりすることができる。
【０１４４】
なお、スライス条件設定部２１４による条件設定さえ行われていれば、予め複数の断層面画像、例えば図１０に示したスライス画像ＩＳｘ０、ＩＳｘ１、ＩＳｘ２を生成しておいて、ｘカーソルＣｘの移動操作にしたがって対応するスライス画像を順次表示するようにしてもよいし、ｘカーソルＣｘの移動操作があってから、対応する位置のスライス画像をその都度リアルタイムで生成するようにしてもよい。
【０１４５】
また、新たに取得範囲Ｈを設定して、図８で説明した、およびスライス画像の生成（ステップＳ２４）と同様の動作を画像生成部２１６が実行することにより、新たな断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを生成してもよい。
【０１４６】
なお、視線方向については、ここでは変更がないため、新たなボリュームレンダリング画像を生成する必要は無い。そのため、関心位置を変更する操作入力があった場合は、ステップＳ９をスキップしてもよい。ただし、ｘカーソルＣｘが移動されることによって、図１７に示すように、ｘ軸断層面Ｄｘの位置は、新たな関心位置Ｐ１を通るように−Ｘ方向に平行移動される。
【０１４７】
このようにして生成された新たな断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚおよびボリュームレンダリング画像ＩＶが、図１７に示すように、表示装置３に表示されることとなる。
【０１４８】
｛視線方向の変更｝
次に、視線方向の変更について説明する。本実施形態では、オペレータは、以下に説明するように、３次元領域Ｓ１に対する視線方向を変更することによって、特定の関心位置について、あらゆる方向から、３次元領域Ｓ１の断面層を観察することができる。
【０１４９】
図１８〜図２０は、視線方向の変更を説明するための図である。なお、図１８は、指標（ｘカーソルＣｘ、ｙカーソルＣｙ、ｚカーソルＣｚ）を断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対して回転させることで、視線方向を変更している。また、図１９は、その指標に対して断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを回転させることで、視線方向を変更している。また、図２０は、ボリュームレンダリング画像ＩＶをｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙ、ｚ軸断層面Ｄｚに対して回転させることで、視線方向を変更している。
【０１５０】
まず、図１８に示すように、オペレータが断層面画像Ｉｙに対してｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを時計回りに回転させると、断層面画像ＩｘのｚカーソルＣｚおよび断層面画像ＩｚのｘカーソルＣｘも、断層面画像Ｉｙにおける回転に連動して回転する。
【０１５１】
また、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを時計回りに回転させることは、ｘ軸断層面Ｄｘ、ｚ軸断層面Ｄｚに対して、ｙ軸断層面Ｄｙを回転させることになる。そのため、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚを図１８に示すように回転させると、ボリュームレンダリング画像ＩＶで描画される３次元領域Ｓ１の像が、視線方向に対してｘｚ平面内で回転することとなる。したがって、ｘ軸線上に設定された視点が、ｙ軸周りに所定角度回転させた位置に移動することとなり、この新たな位置の視点から、関心位置Ｐ１を向く方向が、新たな視線方向となる。
【０１５２】
また、図１９に示すように、オペレータがｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚに対して、断層面画像Ｉｙを反時計回りに回転させることによっても、上記図１８の例と同様の方向に視点を移動させて、視線方向を変更することができる。
【０１５３】
さらに、図２０に示すように、オペレータがボリュームレンダリング画像ＩＶをｙ軸周りに旋回させることで、図１８，図１９の例と同様の方向に、視点を移動させて、視線方向を変更することができる。なお、ボリュームレンダリング画像ＩＶを回転させる操作については、例えば、入力装置４のマウスの左右方向へのドラッグをｚ軸周りの回転に、上下方向へのドラッグをｙ軸周りの回転に関連づけ、さらに、入力装置４のキーボードなどの特定ボタンを押下した状態でのマウスの上下方向（もしくは左右方向）へのドラッグをｘ軸周りの回転に関連づける。これにより、マウス操作によって、ボリュームレンダリング画像ＩＶを３次元空間内で回転させることができる。
【０１５４】
なお、表示されるＸ線画像に対してカーソルなどの指標が回転、移動するように操作できるよう構成してもよいし、また、指標に対して表示されるＸ線画像が回転、移動するように操作できるよう構成してもよい。すなわち、指標の回転操作、移動操作は相対的である。
【０１５５】
｛視線方向変更後の画像生成｝
図２１は、視線方向が変更された後の３次元領域Ｓ１を示す図である。また、図２２は、視線方向の変更後において、新たに取得される複数の画像生成用スライスＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａ，ＳＬｘ３ａのそれぞれからスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａを生成する過程を概念的に示す図である。
【０１５６】
図１８〜図２０で説明したオペレータの操作によって、視点Ｐ０をｙ軸周りにある角度（θ１°）分回転させると、図２１に示すように、元の視点Ｐ０がθ１°分ｙ軸周りに回転して、新たな位置に移動する。視線方向設定部２１３は、この新たな位置の視点Ｐ０から関心位置Ｐ１へ延びる方向を、新たな視線方向に設定する。そして画像生成装置２は、この視線方向をｘ軸に設定し、これに直交するｙ軸およびｚ軸を設定することで、ｘｙｚ直交座標系を新たに設定する。
【０１５７】
なお、新たなｘｙｚ直交座標系は、元のｘｙｚ直交座標系を、元のｙ軸周りに角度θ１°分回転させたものとなっている。画像生成部２１６は、この新たなｘｙｚ直交座標系を基準にして、関心位置Ｐ１における断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａを生成するとともに、新たな視点Ｐ０から見たボリュームレンダリング画像ＩＶを生成する。
【０１５８】
例えば３次元領域Ｓ１について、新たなｘ軸方向に垂直なｘ軸断層面Ｄｘの画像（断層面画像Ｉｘａ）を生成する場合、図２２に示すように、視線方向に沿って、間隔β毎に、厚さαの画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａを取得し、この複数の画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａのそれぞれからスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａを生成する。
【０１５９】
なお、この一連の画像生成動作は、図８に示すステップＳ２１からステップＳ２４までの動作と同様である。すなわち、３次元領域Ｓ１から切り出された画像生成用スライスＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａのそれぞれに対応するボクセルデータに基づいて、複数のスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａが生成される。なお、このスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａは、図１５に示すステップＳ２４１と同様のエッジ強調処理がスライス画像ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａに対して実行され、さらにステップＳ２４２と同様の合成処理が実行されることによって、断層面画像Ｉｘａが生成されてもよい。また、新たなｙ軸方向およびｚ軸方向を視線方向として、これと同様の画像生成が実行され、断層面画像Ｉｙａ，Ｉｚａが生成される。
【０１６０】
また、ステップＳ７と同様に、３次元領域Ｓ１について、新たな視点Ｐ０から見て各視線上のボクセル値を加算することによって（レイキャスティング）、ボリュームレンダリング画像ＩＶａが生成される。
【０１６１】
図２３は、新たな断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａおよびボリュームレンダリング画像ＩＶａが表示された表示装置３の画面を示す図である。視線方向変更後の新たな画面においても、変更前の画面（図１６）と同様に、新たな断層面画像Ｉｘａには、ｙカーソルＣｙおよびｚカーソルＣｚが表示され、新たな断層面画像Ｉｙａには、ｘカーソルＣｘおよびｚカーソルＣｚが表示され、新たな断層面画像Ｉｚａには、ｘカーソルＣｘおよびｙカーソルＣｙが表示される。また、ボリュームレンダリング画像ＩＶａにおいても、ｘ軸断層面Ｄｘ、ｙ軸断層面Ｄｙおよびｚ軸断層面Ｄｚが半透明の状態で表示される。
【０１６２】
図２４は、視線方向変更後に、関心位置Ｐ１を変更する処理を行う様子を示す図である。図２４に示すように、断層面画像ＩｙａのｘカーソルＣｘを破線で示す位置から実線で示す位置にスライド移動させると、これに連動して、断層面画像ＩｚａのｘカーソルＣｘも移動する。そしてｘカーソルＣｘの移動方向、および移動量に応じて、ボリュームレンダリング画像ＩＶａに表示されたｘ軸断層面Ｄｘの位置が変位する。
【０１６３】
そして、関心位置設定部２１５は、ｘカーソルＣｘの移動した位置を、新たな関心位置Ｐ１に設定し、画像生成部２１６が新たな関心位置Ｐ１の断層面画像Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａを生成し、表示装置３の画面に表示することとなる。なお、ボリュームレンダリング画像ＩＶａについては、視線方向の変更がないために、関心位置Ｐ１の変更前と同様の画像が表示される。ただし、ｘ軸断層面Ｄｘについては、ｘカーソルＣｘの移動に応じて移動する。
【０１６４】
図２５は、ｘｙｚ直交座標系をＸＹＺ直交座標系に対して設定する様子を示す図である。画像生成装置２は、画像表示システム１が画像表示を開始した際は、ＸＹＺ直交座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれを一致させる。そして関心位置の変更や視線方向の変更の操作入力があった場合に、新たな視線方向にｘ軸が合わせられるとともに、ｙ軸、ｚ軸も移動される。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向を３次元の軸としたもので、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は相互に直交する。
【０１６５】
例えば図２５（ａ）に示すように、視点Ｐ０がＹ軸周りにθ１°およびＺ軸周りにθ２°回転された位置に移動させるような視線方向の変更があった場合、ｘｙｚ直交座標系を初期の位置からＹ軸周りにθ１°、Ｚ軸周りにθ２°回転させる演算処理が行われる。これによりｘｙｚ直交座標系が新たな位置に移動され、断層面画像の生成のために、新たなｘｙｚ直交座標系の各軸に沿ってスライスが取得される。
【０１６６】
また、図２５（ａ）において設定されていた関心位置Ｐ１の位置（ここでは、ＸＹＺ直交座標系の原点）が、図２５（ｂ）に示すように、異なる位置に移動させられた場合、その変位は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各方向への移動量で表現することができる。したがって、関心位置Ｐ１の移動前のｘｙｚ直交座標系に対し、その変位を加算することによって、変更後の関心位置Ｐ１を原点とする、新たなｘｙｚ直交座標系を設定することができる。
【０１６７】
なお、本実施形態では、図６に示すステップＳ１〜ステップＳ４の画像表示の段階においても、複数のスライスから一つの断層面画像を生成するようにしているが、この初期段階での画像表示については、単一のスライスから一つの断層面画像を生成するようにしてもよい。すなわち、視線方向や関心位置の変更があった場合にのみ、複数のスライスから単一の断層面画像を生成するようにしてもよい。
【０１６８】
また、関心位置Ｐ１および視線方向が設定された時点で、あらかじめ３次元領域Ｓ１から所定の間隔βで取得されるスライスから生成された全スライス画像を固定ディスク２４に記憶しておき、要求に応じて全スライス画像から必要なスライス画像を取得して、断層面画像を生成するようにしてもよい。
【０１６９】
ここで、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて、厚さαを適切に設定する一例を説明する。
【０１７０】
図２６は、ｘｙｚ直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれについて図１６で示したような断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに対応するスライス画像を切り出した様子を示す。なお、図１６の断層面画像Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚは、それぞれ、ｘ軸に垂直なスライス画像ＩＳｘ０、ｙ軸に垂直なスライス画像ＩＳｙ０、ｚ軸に垂直なスライス画像ＩＳｚ０に対応する画像である。
【０１７１】
図２６に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の交点を原点ＯＰ１とすると、表示装置３に表示されるスライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｙ０，ＩＳｚ０は、共通の原点ＯＰ１で互いに交差するように位置設定されている。
【０１７２】
さらに詳細には、スライス画像ＩＳｘ０，ＩＳｙ０，ＩＳｚ０のそれぞれについて、軸方向の中央の面が考えられる。例えば、図１０（ａ）の例のスライス画像ＩＳｘ１であれば単位的スライスＯＳｘ２に相当するような面である。このような中央の面がいずれのスライス画像についても共通の原点ＯＰ１で交差するように設定すると、画像のズレの発生を抑制できるため、好適である。
【０１７３】
＜２．第２実施形態＞
第１実施形態では、オペレータからの操作入力に基づいて、視線方向を設定するようにしているが、視線方向の設定は、このようなものに限られない。なお、以降の説明において、第１実施形態と同様の機能を有する要素については適宜同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１７４】
図２７は、第２実施形態に係る画像生成装置２の動作を示す流れ図である。図６に示すステップＳ６において、オペレータから関心位置の変更操作があった場合、本実施形態では、視線方向設定部２１３が被写体に関する形状データを抽出する（ステップＳ７１）。そして視線方向設定部２１３は、抽出した形状データから、３次元領域Ｓ１ａの外側部分の接線を算出する（ステップＳ７２）。接線を算出すると、視線方向設定部２１３は、該接線を視線方向に設定する（ステップＳ７３）。したがって本実施形態では、視線方向が、関心位置の変更入力操作に応じて自動的に決定される。
【０１７５】
図２８は、円筒状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。なお図２８（ａ）は、内部に空洞を有する円筒状の被写体（骨組織など）の投影データを再構成して得られる３次元領域Ｓ１ａを示しており、図２８（ｂ）は、３次元領域Ｓ１ａのｚ軸断層面Ｄｚの画像（断層面画像Ｉｚ）をｙカーソルＣｙとともに示しており、図２８（ｃ）は、設定された視線方向から、新たな断層面画像Ｉｘを生成するために取得される単位的スライスを概念的に示している。
【０１７６】
本実施形態では、視線方向設定部２１３によって、図２８（ｂ）に示す画像から、３次元領域Ｓ１ａの外側部分の形状データ（外縁の輪郭線Ｌ１）が抽出される。この抽出方法については、従来より提案されている画像認識の手法を適用することができる。この断層面画像Ｉｚに表示されたｙカーソルＣｙが、図２８（ｂ）に示す位置に移動させられると、視線方向設定部２１３は、ｙカーソルＣｙと外縁の輪郭線Ｌ１との交点Ｐ２における接線Ｌ２が算出される。なお、輪郭線Ｌ１とｙカーソルＣｙとの交点が、複数生じる場合があるが、各交点の位置に基づいて、一点だけを交点Ｐ２として採用するように構成される。
【０１７７】
視線方向設定部２１３は、この接線Ｌ２の延びる方向を、新たな視線方向に設定する。また、画像生成部２１６は、新たな視線方向をｘ軸方向とするとともに、ｘ軸に直交するとともに相互に直交するｙ軸およびｚ軸を設定する。なお、図２８に示す例では、断層面画像Ｉｚにおける３次元領域Ｓ１ａの外縁部分の接線Ｌ２を算出しており、ｚ軸に関しては、変更されない。したがって、ｘ軸方向とｚ軸方向があらかじめ定められ、これに直交する方向にｙ軸方向が設定される。
【０１７８】
このようにｘｙｚ直交座標系を設定すると、画像生成部２１６は、ｘｙｚ直交座標系の各軸方向に直交する断層面の画像を生成する。例えば図２８（ｃ）に示すように、ｘ軸方向に垂直なｘ軸断層面Ｄｘの画像を生成する場合には、ｘ軸方向に沿う複数のスライスＳＬ０，ＳＬ１，ＳＬ２のそれぞれからスライス画像を生成し、これらのスライス画像が断層面画像Ｉｘとして表示装置３に表示される。また、視線方向が設定されると、３次元領域Ｓ１ａをこの視線方向で見た場合のボリュームレンダリング画像が新たに生成されて、表示装置３の画面に表示される。
【０１７９】
図２９は、球面状の被写体について、視線方向を決定する様子を説明するための図である。なお、図２９（ａ）は、内部が空洞の球面体の被写体に関する３次元領域Ｓ１ｂを示しており、図２９（ｂ）は、３次元領域Ｓ１ｂに対して、視線方向を設定する様子を示している。
【０１８０】
このような球面体の３次元領域Ｓ１ｂに対しても、図２８に示した態様と同様に、３次元領域Ｓ１ｂの外縁部分の輪郭線Ｌ１が抽出され、移動したｙカーソルＣｙと、輪郭線Ｌ１との交点Ｐ２における、輪郭線Ｌ１の接線Ｌ２が算出される。そして接線Ｌ２の延びる方向が視線方向に設定される。
【０１８１】
以上のように、接線の延びる方向を視線方向に設定するため、視線方向についての断層面画像を生成する際に、接線に沿って複数の画像生成用スライスを取得することとなる。したがって、接線に沿って複数の画像生成用スライスを取得するため、各画像生成用スライスにおいて、特に接線が設定される部分で、３次元領域の断面形状の位置が一致しやすくなる。そのため、得られる断層面画像の画質が向上する。
【０１８２】
＜３．第３実施形態＞
第２実施形態では、被写体の形状データとして、外縁の輪郭線を認識して、接線を算出するようにしているが、接線の決定方法はこのようなものに限られない。なお、本実施形態では、被写体に歯列弓が含まれ、この歯列弓の断層面画像を生成する場合を例にして説明する。
【０１８３】
図３０は、第３実施形態における画像生成装置２の動作を示す流れ図である。本実施形態では、オペレータによって、断層面の位置を移動させて関心位置を変更する操作が実行されると、視線方向設定部２１３は、歯列弓の形状を自動認識することによって、歯列弓の曲線Ｌ３を抽出する（ステップＳ７１ａ）。そして視線方向設定部２１３は、抽出された歯列弓の曲線と移動した断層面との交点における、歯列弓の曲線の接線を算出する（ステップＳ７２ａ）。そして視線方向設定部２１３は、算出された接線の延びる方向を視線方向に設定する（ステップＳ７３ａ）。
【０１８４】
図３１は、歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。図３１に示すように、歯列弓を示す３次元領域の断層面画像Ｉｚが表示装置３に表示されている場合において、ともに表示されているｙカーソルＣｙの位置を破線で示す位置から実線で示す位置に移動されると、歯列弓の形状が自動認識され、歯列に沿った曲線Ｌ３が抽出される。そして、この曲線Ｌ３と移動後のｙカーソルＣｙとの交点Ｐ３における曲線Ｌ３の接線Ｌ４が算出され、この接線Ｌ４の延びる方向が視線方向に設定される。
【０１８５】
視線方向が設定されると、第２実施形態と同様に、断層面画像の生成が実行される。また、ボリュームレンダリング画像についても、設定された視線方向で見た３次元領域の画像が生成される。
【０１８６】
このように、特定の部位を撮影された３次元領域については、その部位の構造的特徴を表す形状線を抽出し、この形状線の接線を視線方向に設定することで、特定部位に関する断層面画像の画質を向上させることができる。
【０１８７】
＜４．第４実施形態＞
図３２は、第４実施形態における画像生成装置２の動作を示す流れ図である。本実施形態では、オペレータによって、断層面の位置を移動させて関心位置を変更する操作が実行されると、視線方向設定部２１３は、固定ディスク２４に格納された歯列弓モデル曲線を、表示されている断層面画像に当てはめる（ステップＳ７１ｂ）。
【０１８８】
歯列弓モデルの当てはめが完了すると、視線方向設定部２１３は、断層面の位置と歯列弓モデルの交点を抽出するとともに、この交点における歯列弓モデル曲線の接線に直交する方向を、正視方向とする（ステップＳ７２ｂ）。そして視線方向設定部２１３は、この正視方向を視線方向に設定する（ステップＳ７３ｂ）。
【０１８９】
図３３は、歯列弓に対して、視線方向を設定する様子を示す図である。図３３に示すように、歯列弓に関する断層面画像Ｉｚが表示されており、ｙ軸断層面Ｄｙの位置を示すｙカーソルＣｙが移動されると、歯列弓モデル曲線Ｌ３ａが歯列弓の画像に当てはめられる。この当てはめの際には、断層面画像Ｉｚ上の歯列弓に対し、所定の条件下で最もマッチングするように、歯列弓モデル曲線Ｌ３ａを移動させたり、拡大または縮小させたりする。
【０１９０】
この歯列弓モデル曲線Ｌ３ａは、一般的な歯の配列をなぞったものであり、その形状データがあらかじめ固定ディスク２４等に格納されている。また、この歯列弓モデル曲線Ｌ３ａのデータには、この曲線の各位置における法線ベクトルの情報が各位置毎に記録されている。
【０１９１】
歯列弓モデル曲線Ｌ３ａの当てはめが完了すると、視線方向設定部２１３は、ｙカーソルＣｙと当てはめられた歯列弓モデル曲線Ｌ３ａとの交点Ｐ３ａを抽出する。そしてこの交点Ｐ３ａにおける法線ベクトルが取得され、このベクトルの向きが正視方向とされる。さらに視線方向設定部２１３によって、この正視方向が視線方向に設定され、ｘｙｚ直交座標系の各方向についての断層面画像、および、この視線方向で見た３次元領域のボリュームレンダリング画像が生成される。
【０１９２】
この歯列弓モデル曲線などのように、正視方向を決定するための情報は歯列弓正視情報である。正視方向は、上記の法線ベクトルの例に示されるように、歯列弓を頬側から舌側に向けて、または舌側から頬側に向けて正視する正視方向である。
【０１９３】
＜５．第５実施形態＞
上記第１実施形態では、視線方向を変更させる所定の操作入力を行うことによって、ボリュームレンダリング画像ＩＶ中の３次元領域Ｓ１を適宜回転させて表示させると説明した（図１８〜２０参照）。しかしながら、視線方向の変更の操作方法は、このようなものに限られない。
【０１９４】
図３４は、第５実施形態におけるボリュームレンダリング画像ＩＶｂを示す図である。本実施形態では、視線方向を示す指標６１が、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂとともに表示装置３に表示される。指標６１は、矢印を３次元で表現したものであり、その先は、３次元領域Ｓ１の中央部分を指している。オペレータは、例えば入力装置４のマウスを用いて、この指標６１を３次元領域Ｓ１の中央部を中心にして、上下左右に移動させることができる。
【０１９５】
具体的には、オペレータが指標６１を上下に移動させることにより、ＹＺ平面内で視線方向を変更することができる。また、オペレータが指標６１を左右に移動させることによって、ＸＹ平面内で視線方向を変更することができる。なお、指標６１を用いて視線方向が変更される場合、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂ中の３次元領域Ｓ１の像は変更前と変更後とで変化しない。
【０１９６】
このような指標６１を用いて視線方向を設定できるように構成することで、オペレータは、直感的な操作で視線方向を変更することができる。したがって、効率的に診断に適した断層面画像を取得することができる。また、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂを新たに生成しなくてすむため、画像表示を効率的に行うことができる。
【０１９７】
なお、指標６１の方を固定表示して、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂの方を回転操作することができるように構成されていてもよい。このような場合においても、ボリュームレンダリング画像ＩＶｂに対する指標６１の相対的な位置関係に基づいて、視線方向を設定することが可能である。
【０１９８】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１９９】
第１実施形態では、図１６などに示すように、視点を斜め上方に設定して、ボリュームレンダリング画像ＩＶを表示するようにしているが、ボリュームレンダリング画像の表示方法は、このようなものに限られない。例えば図３５に示すように、視線方向が、常に正面視となる（すなわち、オペレータの３次元領域Ｓ１の像を見る方向が常に視線方向となる）ように、ボリュームレンダリング画像ＩＶｃを表示してもよい。
【０２００】
また、第２〜第４実施形態では、断層面の位置が移動された場合において、視線方向設定部２１３が新たに視線方向を設定する際に、接線や法線を視線方向とするようにしているが、例えば図６に示すステップＳ１の初期に視線方向を設定する際にも、同手法を適用することが可能である。具体的には、例えば第２実施形態のように、初期設定の断層面と輪郭線との交点における、輪郭線の接線の延びる方向（接線方向）を視線方向とすればよい。また、第３および第４実施形態についても、ステップＳ１の初期に視線方向を設定する際に適用することができる。
【０２０１】
また、表示されるＸ線画像に対して指標が回転、移動するように操作可能にしてもよいし、指標に対して表示されるＸ線画像が回転、移動するように操作可能にしてもよく、指標の回転操作、移動操作は相対的である。
【符号の説明】
【０２０２】
１ 画像表示システム
２ 画像生成装置
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２１１ 撮影制御部
２１２ ３次元データ取得部
２１３ 視線方向設定部
２１４ スライス条件設定部
２１５ 関心位置設定部
２１６ 画像生成部
２１７ 表示制御部
２４ 固定ディスク
２５ 読取部
３ 表示装置
４ 入力装置
５ 撮影装置
５１ Ｘ線発生部
５２ Ｘ線検出部
５３ アーム
５４ 旋回軸
５５ 旋回駆動機構
５５ 移動機構
６１ 指標
９ 可搬性メディア
Ｃｘ ｘカーソル
Ｃｙ ｙカーソル
Ｃｚ ｚカーソル
Ｄｘ ｘ軸断層面
Ｄｙ ｙ軸断層面
Ｄｚ ｚ軸断層面
Ｈ 取得範囲
ＩＳｘ０，ＩＳｘ１，ＩＳｘ２ スライス画像
ＩＳｘ０ａ，ＩＳｘ１ａ，ＩＳｘ２ａ スライス画像
ＩＶ，ＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃ ボリュームレンダリング画像
Ｉｘ、Ｉｙ，Ｉｚ 断層面画像
Ｉｘａ，Ｉｙａ，Ｉｚａ 断層面画像
Ｌ１ 輪郭線
Ｌ２、Ｌ４ 接線
Ｌ３ 曲線
Ｌ３ａ 歯列弓モデル曲線
Ｐ０ 視点
Ｐ１ 関心位置
ＰＧ プログラム
ＰＳＬ０ 中央位置
Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ ３次元領域
ＳＬｘ０，ＳＬｘ１，ＳＬｘ２ 画像生成用スライス
ＳＬｘ０ａ，ＳＬｘ１ａ，ＳＬｘ２ａ 画像生成用スライス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、
前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、
前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、
前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部と、
を備える画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、
前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像生成装置において、
前記スライス条件設定部は、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値に設定する画像生成装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する関心位置設定部と、
前記画像生成部が生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示部に表示する表示制御部と、
をさらに備える画像生成装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する画像生成装置。
【請求項６】
請求項２に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、
前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項７】
請求項２に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項８】
請求項４に記載の画像生成装置において、
前記表示制御部が、前記関心位置について、
前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記画像生成部が生成した前記スライス画像を、第１断層面画像として表示部に表示するとともに、
前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記画像生成部が生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示部に表示する画像生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像生成装置において、
前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、
前記画像生成部は、
前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する画像生成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のそれぞれに直交し、かつ互いに直交する断層面を前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像とし、それぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像が共通の原点で交差する画像生成装置。
【請求項１１】
請求項８から１０までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記関心位置設定部は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に前記表示部に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する画像生成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記表示部に表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１３】
請求項８から１２までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記表示制御部は、
前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を前記表示部に表示させるとともに、
前記視線方向設定部が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに前記表示部に表示するとともに、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する画像生成装置。
【請求項１６】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記被写体が歯列弓を含み、
前記視線方向設定部が、
前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する画像生成装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記歯列弓の形状を認識するとともに、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向に設定する画像生成装置。
【請求項１８】
請求項１３または１４に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに前記表示部に表示させる画像生成装置。
【請求項１９】
Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成方法であって、
(a) 前記被写体に対する視線方向を設定する工程と、
(b) 前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定する工程と、
(c) 前記(b)工程で設定された条件に基づいて、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データをそれぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する工程と、
を含む画像生成方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の画像生成方法において、
前記(b)工程が、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値とする工程である画像生成方法。
【請求項２２】
請求項１９から２１までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
(d) 前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する工程と、
(e) 前記(c)工程で生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示する工程と、
をさらに含む画像生成方法。
【請求項２３】
請求項１９から２２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２５】
請求項１９に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２６】
請求項２２に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、前記関心位置について、
前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記(c)工程において生成された前記スライス画像を、第１断層面画像として表示するとともに、
前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記(c)工程で生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示する工程である画像生成方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の画像生成方法において、
前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、
前記(c)工程は、
前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像を共通の原点で交差させる工程である画像生成方法。
【請求項２９】
請求項２６から２８までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(d)工程は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３１】
請求項２６から３０までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(e)工程は、
前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を表示させる工程であるとともに、
前記(a)工程が、
前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに表示する工程と、
前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する工程と、
を含む画像生成方法。
【請求項３３】
請求項１９から３２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が
前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する工程である画像生成方法。
【請求項３４】
請求項１９から３２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記被写体が歯列弓を含み、
前記(a)工程が、
前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する工程である画像生成方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記歯列弓の形状を認識する工程を含み、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向として設定する工程である画像生成方法。
【請求項３６】
請求項３１または３２に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに表示させる工程である画像生成方法。
【請求項３７】
コンピューターが読取可能なプログラムであって、前記コンピューターのＣＰＵがメモリ上で前記プログラムを実行することによって、前記コンピューターを、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の画像生成装置として機能させるプログラム。
【請求項１】
Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成装置であって、
前記被写体に対する視線方向を設定する視線方向設定部と、
前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定可能とするスライス条件設定部と、
前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データを、それぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する画像生成部と、
を備える画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、
前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像生成装置において、
前記スライス条件設定部は、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値に設定する画像生成装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する関心位置設定部と、
前記画像生成部が生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示部に表示する表示制御部と、
をさらに備える画像生成装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する画像生成装置。
【請求項６】
請求項２に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、
前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項７】
請求項２に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する画像生成装置。
【請求項８】
請求項４に記載の画像生成装置において、
前記表示制御部が、前記関心位置について、
前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記画像生成部が生成した前記スライス画像を、第１断層面画像として表示部に表示するとともに、
前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記画像生成部が生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示部に表示する画像生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像生成装置において、
前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、
前記画像生成部は、
前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する画像生成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像生成装置において、
前記画像生成部が、前記ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のそれぞれに直交し、かつ互いに直交する断層面を前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像とし、それぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像が共通の原点で交差する画像生成装置。
【請求項１１】
請求項８から１０までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記関心位置設定部は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に前記表示部に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する画像生成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記表示部に表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１３】
請求項８から１２までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記表示制御部は、
前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を前記表示部に表示させるとともに、
前記視線方向設定部が、前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに前記表示部に表示するとともに、前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する画像生成装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する画像生成装置。
【請求項１６】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の画像生成装置において、
前記被写体が歯列弓を含み、
前記視線方向設定部が、
前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する画像生成装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記歯列弓の形状を認識するとともに、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向に設定する画像生成装置。
【請求項１８】
請求項１３または１４に記載の画像生成装置において、
前記視線方向設定部が、
前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに前記表示部に表示させる画像生成装置。
【請求項１９】
Ｘ線ＣＴ撮影で得られた被写体の３次元データから断層面画像を生成する画像生成方法であって、
(a) 前記被写体に対する視線方向を設定する工程と、
(b) 前記断層面画像を生成するために前記３次元データが表現する３次元領域から取得する画像生成用スライスの厚さ、および、前記画像生成用スライスを取得する間隔の少なくとも一方を個別に設定する工程と、
(c) 前記(b)工程で設定された条件に基づいて、前記スライス条件設定部により設定された条件に基づいて、前記３次元領域から取得される複数の前記画像生成用スライスに含まれる前記３次元データをそれぞれ合成することによって、前記視線方向に沿う複数のスライス画像を前記断層面画像として生成する工程と、
を含む画像生成方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記視線方向に直交して規則的に並ぶ複数の単位的スライスを取得し、前記画像生成用スライスに含まれる複数の単位的スライスに対応する３次元データを合成することによって、前記画像生成用スライス毎に前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の画像生成方法において、
前記(b)工程が、前記画像生成用スライスの厚さを、前記画像生成用スライスを取得する間隔よりも大きい値とする工程である画像生成方法。
【請求項２２】
請求項１９から２１までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
(d) 前記３次元領域における特定の位置を関心位置に設定する工程と、
(e) 前記(c)工程で生成した複数のスライス画像のうち、前記関心位置に対応するスライス画像を表示する工程と、
をさらに含む画像生成方法。
【請求項２３】
請求項１９から２２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、前記画像生成用スライスの領域内に含まれる３次元データを、前記視線方向に沿って加算平均または相乗平均することによって、前記断層面画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記画像生成用スライスに含まれる前記複数の単位的スライスのうち、中央に位置する単位的スライスに対応する３次元データを他の単位的スライスに対応する３次元データよりも大きく重み付けして合成することにより、前記画像生成用スライスから前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２５】
請求項１９に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記単位的スライスに対応する３次元データに対してエッジ強調を行った後の画像から、前記スライス画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２６】
請求項２２に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、前記関心位置について、
前記視線方向に直交する前記画像生成用スライスから前記(c)工程において生成された前記スライス画像を、第１断層面画像として表示するとともに、
前記視線方向に直交し、かつ相互に直交する２方向のそれぞれに対して直交する画像生成用スライスのそれぞれから、前記(c)工程で生成したスライス画像のそれぞれを、第２断層面画像、第３断層面画像として表示する工程である画像生成方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の画像生成方法において、
前記視線方向と前記２方向とが、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の３方向であり、
前記(c)工程は、
前記ｘ方向、前記ｙ方向、前記ｚ方向のそれぞれの方向に沿って取得される前記画像生成用スライスから、前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像を生成する工程である画像生成方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の画像生成方法において、
前記(c)工程が、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれをＸ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像として生成し、表示される前記Ｘ断層面画像、Ｙ断層面画像、Ｚ断層面画像を共通の原点で交差させる工程である画像生成方法。
【請求項２９】
請求項２６から２８までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(d)工程は、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のそれぞれを、他の断層面の位置を示す第１指標と共に表示させるとともに、前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に移動させる第１指標移動操作に基づいて、新たな前記関心位置を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
表示された前記第１断層面画像、第２断層面画像、第３断層面画像に対して前記第１指標を相対的に回転させる第１指標回転操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３１】
請求項２６から３０までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(e)工程は、
前記３次元領域を立体的に表現する３次元画像を表示させる工程であるとともに、
前記(a)工程が、
前記３次元画像に対して入力される、前記３次元領域に対する前記視線方向を変更する視線方向変更操作に基づいて、新たな前記視線方向を設定する工程である画像生成方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記第１断層面画像、前記第２断層面画像、前記第３断層面画像のうちの少なくともいずれかについての断層面の位置を示す第２指標を、前記３次元画像とともに表示する工程と、
前記３次元画像に対して前記第２指標を相対的に回転させる指標回転操作に基づいて、新たな視線方向を設定する工程と、
を含む画像生成方法。
【請求項３３】
請求項１９から３２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が
前記被写体に関する形状データから、特定の位置における前記被写体の形状に対する接線を抽出し、前記接線の延びる方向を前記視線方向に設定する工程である画像生成方法。
【請求項３４】
請求項１９から３２までのいずれか１項に記載の画像生成方法において、
前記被写体が歯列弓を含み、
前記(a)工程が、
前記歯列弓を頬側から舌側または舌側から頬側に向かって正視する正視方向を決定する歯列弓正視情報に従い、前記正視方向を前記視線方向として設定する工程である画像生成方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記歯列弓の形状を認識する工程を含み、認識された前記歯列弓の形状に対して決定される前記正視方向を、前記視線方向として設定する工程である画像生成方法。
【請求項３６】
請求項３１または３２に記載の画像生成方法において、
前記(a)工程が、
前記視線方向を示す第３指標を前記３次元画像とともに表示させる工程である画像生成方法。
【請求項３７】
コンピューターが読取可能なプログラムであって、前記コンピューターのＣＰＵがメモリ上で前記プログラムを実行することによって、前記コンピューターを、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の画像生成装置として機能させるプログラム。
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１１−１４７７２８（Ｐ２０１１−１４７７２８Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４０２（Ｐ２０１０−１３４０２）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]