JP2002336241A - ネットワーク環境における三次元画像表示装置 - Google Patents

ネットワーク環境における三次元画像表示装置

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JP2002336241A JP2001171766A JP2001171766A JP2002336241A JP 2002336241 A JP2002336241 A JP 2002336241A JP 2001171766 A JP2001171766 A JP 2001171766A JP 2001171766 A JP2001171766 A JP 2001171766A JP 2002336241 A JP2002336241 A JP 2002336241A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】汎用パーソナルコンピュータを使用する複数の
遠隔利用者が同時に三次元画像を作成・観察することが
可能な三次元画像処理システムを提供する。 【解決手段】操作用コンピュータの指示に基づいて，画
像データを取得して三次元ボクセルに格納する手段と対
象物の空間領域と不透明度と色パラメータを三次元ボク
セルに作用させて三次元データを作成する手段と三次元
データに投影処理パラメータを作用させて三次元画像を
作成する手段とを具備する三次元画像処理装置と，画像
データを指定する手段と対象物の空間領域と不透明度と
色を指定する手段と三次元データから三次元画像を作成
する投影処理パラメータを設定する手段と三次元画像を
表示する手段とを具備する複数の操作用コンピュータ
と，三次元画像処理装置と複数の操作用コンピュータを
ネットワーク経由で接続する手段とを具備することによ
って，ネットワーク環境における三次元画像表示装置を
提供した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】本発明は，被検体の物理的性質の
空間的分布を三次元画像として表示する三次元画像表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置によって人体の物理的性質
をあらわす正確な断面画像データが得られるようになっ
て以来，異なる断面位置で撮影した複数の断面画像デー
タを使用して三次元画像を再構成することが行われてき
た。特に最近，ヘリカルスキャンＸ線ＣＴ装置や複数ビ
ームＸ線ＣＴ装置が実用化されるようになったので，よ
り精密な三次元画像を再構成することが可能になった。
【０００３】精密な三次元画像を作成するためには，三
次元画像を作成するために使用する断面画像において，
断面画像と断面画像の間隔をできるだけ狭くすることが
望ましい。最近実用化された複数ビームＸ線ＣＴ装置で
は断面と垂直な被検体の体軸方向にＸ線検出器を分割す
ることによって，従来のＸ線ＣＴよりも格段に薄い断面
画像（スライス厚さ）と狭い断面画像間間隔（スライス
間隔）を実現している。
【０００４】この複数ビームＸ線ＣＴ装置で収集した断
面画像と断面画像の間隔が狭い画像データを使用する
と，従来のＸ線ＣＴ装置で収集した画像データを使用す
る場合と比較して格段に精密な三次元画像を作成するこ
とができる。このため，Ｘ線ＣＴ画像データを使用して
作成した三次元画像の臨床応用の範囲が著しく増大し，
いろいろの目的で使用され始めている。
【０００５】この複数ビームＸ線ＣＴ装置では，断面画
像と断面画像の間隔が狭い画像データを従来のＸ線ＣＴ
装置で収集する場合よりも短時間で収集することが可能
になったが，一方臨床的に必要とする体軸方向の長さは
従来から変わっていないので，画像データの枚数，した
がって画像データのデータ量は大幅に増加した。
【０００６】従来のＸ線ＣＴ装置では，一検査で収集す
る画像データの画像枚数は数十枚程度であるので，その
画像をマルチフォーマットカメラでフィルムに撮影して
これを並べて観察・読影することが一般的であった。と
ころが複数ビームＸ線ＣＴ装置の場合には一検査で数百
枚にもおよぶ断面画像が再構成されるようになったの
で，これをマルチフォーマットカメラでフィルムに撮影
してこれを並べて観察・読影することが難しくなってい
る。この面からも，三次元画像を作成して，これを観察
・読影したいという要求が増加している。
【０００７】このように，複数ビームＸ線ＣＴ装置は断
面画像と断面画像の間隔が狭い画像データを従来のＸ線
ＣＴ装置よりも短時間で収集することが可能になった画
期的なＸ線ＣＴ装置であるが，得られる再構成画像の枚
数が大幅に増加したので，このデータを転送するネット
ワークの負荷が大幅に増大し，高速ネットワークが必要
となった。また，このデータを保管する画像保管転送シ
ステム（ＰＡＣＳ）もデータ量の増大にともなって大容
量，高速のシステムが必要になった。関連する三次元画
像表示装置も大量のデータを短時間で受信し，大量のデ
ータを短時間で画像処理する高性能の装置が要求される
ようになった。
【０００８】医用画像の三次元表示法には被検体を構成
する対象物の境界面を抽出した後，その境界面の形状を
表示する表面表示法（サーフェスレンダリング法）と，
被検体を物理的性質に対応した値を持つボクセルの三次
元配列として取り扱うボリュームレンダリング法があ
る。
【０００９】サーフェスレンダリング法は，複数枚のＸ
線ＣＴ画像のそれぞれに対して，（１）対象物のもつＣ
Ｔ値の上限と下限を指定するしきい値処理によって対象
物を含む領域を抽出する，（２）その領域から表示対象
物でない領域を削除することによって表示対象物の領域
を抽出する，（３）その領域の輪郭を抽出する。（４）
複数枚のＸ線ＣＴ画像のそれぞれから得た輪郭を使用し
て立体を構築する。（５）最後にこの立体に対して影付
け処理と投影処理を行うことによって，表示対象物を三
次元画像として表示する。
【００１０】ボリュームレンダリング法は，被検体を物
理的性質に対応した不透明度と色情報を持つボクセルの
三次元配列として取り扱い，これに対して影付け処理と
レイキャスティングと呼ばれる投影処理を行うことによ
って被検体の物理的性質を三次元画像として表示する。
各ボクセルにそのＣＴ値に対応した色と不透明度とを持
たせることによって，異なるＣＴ値を持つ領域を異なる
色と濃さで表示することができる。
【００１１】ボリュームレンダリング法では，（１）複
数枚のＸ線ＣＴ画像データを使用してボクセルの三次元
配列を構築する，（２）関心対象物固有のＣＴ値の範囲
に色と不透明度とを設定する，（３）これに対して影付
け処理とレイキャスティングと呼ばれる投影処理を行う
ことによって，関心対象物を三次元画像として表示す
る。異なるＣＴ値の範囲に異なる色と不透明度を設定す
ることによって，異なるＣＴ値を持つ領域を異なる色と
濃さで表示することができる。
【００１２】サーフェスレンダリング法では複数枚のＸ
線ＣＴ画像のそれぞれに対して領域抽出を行う必要があ
るが，ボリュームレンダリング法では領域抽出の作業が
不要である。人体では二つの解剖学的構造の境界領域で
はＣＴ値が連続的に変化している場合が多いので，領域
抽出の手数が省略できる効果は大きい。また境界が急激
に変化するエッジにおいてもサーフェスレンダリング法
と比較して，自然で滑らかな濃淡が得られる。
【００１３】ボリュームレンダリング法では，Ｘ線ＣＴ
画像データを使用して構築したボクセルの三次元配列を
対象に，被検体の解剖学的構成要素をＣＴ値に基づいて
分類する。従って，異なるＣＴ値をもつ空間的領域は異
なる対象物として取り扱うことができるが，同じＣＴ値
をもつ空間的領域は，たとえ物理的に離れた場所にある
対象物でも一つの対象物として取り扱うことになる。こ
れは，同じＣＴ値をもつ空間的領域を，二つ以上の対象
物として取り扱いたい場合などに不便である。
【００１４】このようにボリュームレンダリング法で
は，異なるＣＴ値をもつ空間的領域は異なる対象物とし
て取り扱うことができるが，同じＣＴ値をもつ空間的領
域はたとえ物理的に離れた場所にある対象物でも一つの
対象物として取り扱うことになる。従って，手術のシミ
ュレーションなどのように同一の物理的性質を持つ空間
的領域を二つ以上の対象物として分離して取り扱う応用
の場合には，空間領域を分割するための画像処理または
操作が必要になる。
【００１５】図１は従来の三次元画像表示装置とそのネ
ットワーク環境を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置
１０１は被検体の複数断面のＸ線ＣＴデータを収集し，
再構成して複数断面の画像データを作成する。ＰＡＣＳ
サーバー１０２はＸ線ＣＴ装置１０１をはじめとする複
数のモダリティで収集・再構成した画像データを保管
し，必要に応じて利用者に転送する画像保管転送システ
ムのサーバーである。三次元画像表示ワークステーショ
ン１２１，１２２，１２３，・・・はＸ線ＣＴ装置１０
１またはＰＡＣＳサーバー１０２で収集・保管した画像
データをネットワーク１１１経由で取得し，この画像デ
ータを使用して三次元画像を作成する三次元画像表示ワ
ークステーションである。ネットワーク１１１はＸ線Ｃ
Ｔ装置１０１またはＰＡＣＳサーバー１０２から大量の
画像データを三次元画像表示装置に転送する大容量・高
速のネットワークである。三次元画像を作成する利用者
は三次元画像表示ワークステーション１２１，１２２，
１２３を使用し，Ｘ線ＣＴ装置１０１またはＰＡＣＳサ
ーバー１０２からネットワーク１１１を経由して画像デ
ータを取得し，このデータを使用して三次元画像を作成
する。
【００１６】図２はワークステーションの構成の一例を
示すブロック図である。ワークステーションを構成する
中央演算処理装置３０１，メモリー３０２，表示処理回
路３０３，表示装置３０４，計算機バス３０５，データ
蓄積装置３０６，ネットワークインターフェース３０７
は通常のパーソナルコンピュータと同様の機能を持つ
が，それらの構成要素の性能は格段に上位のものが使用
されている場合が多い。高速演算装置３０９，大容量メ
モリー３１０，高速計算機バス３１１は大量のデータを
高速に処理するためにワークステーションで使用されて
いる場合が多い。ワークステーションは通常のパーソナ
ルコンピュータと比べて画像処理の性能は高性能である
が，価格も一般に高価である。
【００１７】図３は従来の三次元画像表示装置の機能を
示すブロック図である。三次元画像表示ワークステーシ
ョン１２１はＸ線ＣＴ装置１０１またはＰＡＣＳサーバ
ー１０２からネットワーク１１１を経由して画像データ
を取得する。データ蓄積装置２０１は取得したデータを
保管する磁気ディスク装置などである。操作器２１１の
操作によってデータ指定パネル２２８で選択した画像デ
ータはデータ指定信号２２９で指示され，データ蓄積装
置２０１から読み出され，前処理部２０２へ送られる。
前処理部２０２で架台傾斜角度の補正や，スライス間距
離の補正を行った後，三次元ボクセル２０３にボクセル
データとして蓄積される。
【００１８】対象物設定部２２１は，三次元画像を作成
する対象物を空間領域とＣＴ値範囲の両方から設定する
設定部であり，複数の対象物を設定するために２２１−
１，２２１−２，２２１−３，・・・と複数の設定部が
設けられている。対象物空間領域設定部２２１−１，・
・・は対象物の空間領域を設定する。対象物パラメータ
設定部２２３−１，・・・は対象物のＣＴ値に対して不
透明度と色を設定する。対象物パラメータ２２４−１，
・・・はこれらの設定値を記憶する。
【００１９】三次元ボクセル２０３のボクセルデータに
対して対象物設定部２２１で設定した対象物パラメータ
２２５を使用して画像処理を行い，処理した結果は三次
元ボクセル２０４に蓄積される。この三次元ボクセル２
０４には三次元ボクセル２０３のボクセルデータに対応
した空間位置に濃度，勾配，色の値が保存される。
【００２０】レイキャスティング演算部２０５は，濃
度，勾配，色の値をもつ三次元ボクセル２０４に保存さ
ているボクセルデータデータに対して，投影処理パラメ
ータ設定部２２６で設定された投影パラメータ２２７を
使用してレイキャスティング処理を行い，ボリュームレ
ンダリングされた画像データを作成する。
【００２１】レイキャスティング演算部２０５でレイキ
ャスティング処理を行って作成したボリュームレンダリ
ングされた画像データは，後処理部２０６でアフィン変
換などの後処理を行った後，画像表示部２０７のＣＲＴ
ディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置で表示され
る。
【００２２】操作器２１１はたとえばキーボードおよび
マウスで，データの指定，対象物のパラメータの設定，
投影処理のパラメータの設定などを行う。
【００２３】図３においてＸ線ＣＴ１０１またはＰＡＣ
Ｓサーバー１０２から三次元画像表示ワークステーショ
ン１２１へ大量のデータを転送する必要があるのでネッ
トワーク１１１のトラフィックは高い。利用者がストレ
スなく使用するためには転送時間が短い必要があるので
ネットワーク１１１には一般に高速大容量のネットワー
クが使用されている。また三次元画像表示ワークステー
ション１２１の中の「データ蓄積装置２０１」，「前処
理２０２」，「三次元ボクセル２０３」，「三次元ボク
セル２０４」，「レイキャスティング演算２０５」，
「後処理２０６」の部分は大量のデータを使用した画像
処理を行う部分であり，利用者がストレスなく使用する
ためには速い応答が必要であり，高速な画像処理が必要
である。このため三次元画像表示装置には高速なワーク
ステーションを使用することが多い。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】三次元画像による被検
体の立体構造の把握は二次元画像による把握よりも容易
であるので三次元画像表示装置は広く用いられている
が，サーフェスレンダリング法の場合でもボリュームレ
ンダリング法の場合でも，診療に役立つ三次元画像を得
るためには操作に熟練が必要である。また三次元画像の
作成には大量のデータを使用するので，大量のデータを
短時間に転送するための高速ネットワークが必要であ
り，大量のデータを短時間で処理できる大容量・高速の
データ処理装置が必要である。従って，一般には専門医
が三次元画像を作成してこれをフィルムなどに印刷した
画像や診断や治療計画を行った結果のみが依頼科に送ら
れることが多く，依頼科で三次元画像表示装置を使用し
て三次元画像を作成して診療に使用している例は少ない
のが現状である。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために，Ｘ線ＣＴ装置やＰＡＣＳサーバーのネッ
トワーク的近傍に三次元画像処理サーバーを設置してこ
の三次元画像処理サーバーでＸ線ＣＴ画像データから三
次元画像を作成する画像処理を行い，ネットワークに接
続した複数のパーソナルコンピュータのそれぞれにおい
て三次元画像処理サーバーで三次元画像を作成するため
に必要なパラメータの指定と三次元画像処理サーバーで
作成した三次元画像の表示を行うネットワーク環境にお
ける三次元画像表示装置を考案した。センターに設置し
た三次元画像処理サーバーが三次元画像を作成するため
に大量のＸ線ＣＴ画像データの処理を行い，ネットワー
クに接続した複数のパーソナルコンピュータのそれぞれ
では三次元画像処理サーバーで三次元画像を作成するた
めに必要なパラメータの指定と三次元画像処理サーバー
で作成した三次元画像の表示を行う。
【００２６】Ｘ線ＣＴ画像データの三次元画像処理を行
う利用者は，このパーソナルコンピュータから三次元画
像を作成するために使用するＸ線ＣＴデータの指定と，
対象物の空間領域やＣＴ値範囲などのパラメータの指定
と，三次元画像表示のための投影処理パラメータの指定
を行うと，三次元画像処理サーバーが三次元画像を作成
してその結果をパーソナルコンピュータに転送し，パー
ソナルコンピュータがその結果画像を表示する。
【００２７】一人の利用者が，一台のパーソナルコンピ
ュータから三次元画像を作成するために使用するＸ線Ｃ
Ｔデータの指定と，対象物の空間領域やＣＴ値範囲など
のパラメータの指定と，三次元画像表示のための投影処
理パラメータの指定を行い，三次元画像処理サーバーは
三次元画像を作成し，その結果を複数のパーソナルコン
ピュータに転送し，それぞれのパーソナルコンピュータ
がその結果画像を表示することによって，複数の利用者
が一つの三次元画像処理を共有することができる。たと
えば放射線科専門医が作成中の三次元画像を依頼科の照
会医師が同時に観察することが可能であるので，放射線
科専門医が作成した三次元画像を依頼科の照会医師にフ
ィルムなどで送付する場合に比べて格段に放射線科専門
医と依頼科照会医師の意思疎通を改善し，照会医師の理
解を改善することができる。
【００２８】従来は，Ｘ線ＣＴ画像データの三次元画像
処理を行う利用者は，Ｘ線ＣＴ装置やＰＡＣＳサーバー
と接続された三次元画像処理用のワークステーションを
使用し，三次元画像を作成するために使用するＸ線ＣＴ
データをＸ線ＣＴ装置やＰＡＣＳサーバーから三次元画
像処理用ワークステーションに転送し，このワークステ
ーションで対象物の空間領域やＣＴ値範囲などのパラメ
ータの指定と三次元画像表示のための投影処理パラメー
タの指定を行って三次元画像を作成し，結果画像を表示
している。このため，三次元画像処理を行う利用者のそ
れぞれの場所に高価な三次元画像処理用ワークステーシ
ョンを設置する必要がある。また，三次元画像を作成す
るために使用する大量のＸ線ＣＴデータをＸ線ＣＴ装置
やＰＡＣＳサーバーから三次元画像処理用ワークステー
ションに転送するために三次元画像処理を行うそれぞれ
の利用者の場所まで高速大容量のネットワークを敷設す
る必要があり，また，ネットワークトラフィックを増大
させる。
【００２９】ここで，「対象物」は解剖学的関心領域な
どで，指定空間領域内に存在する指定ＣＴ値範囲のＣＴ
値を持つ画素の集合である。「対象物パラメータ」は，
対象物を規定するパラメータで，対象物を構成する画素
の存在する空間領域と，対象物を構成する画素が持つＣ
Ｔ値の範囲とを指定する。そして対象物を構成する画素
に設定するＣＴ値に対応する不透明度と色を指定する。
三次元ボクセルの画素値に対象物パラメータを作用させ
ることによって三次元データを作成する。「投影処理パ
ラメータ」は，三次元データに投影処理を行って対象物
の三次元画像を作成する場合に使用する投影処理のパラ
メータである。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下，本発明によるネットワーク
環境における三次元画像表示装置について説明する。図
４は本発明のネットワーク環境における三次元画像表示
装置とそのネットワーク環境を示すブロック図である。
Ｘ線ＣＴ装置１０１は被検体の複数断面のＸ線ＣＴデー
タを収集し，画像データを再構成する。ＰＡＣＳサーバ
ー１０２はＸ線ＣＴ装置１０１をはじめとする複数のモ
ダリティで収集し，再構成した画像データを保管し，必
要に応じて利用者のもとに転送する画像保管転送システ
ムのサーバーである。三次元画像処理サーバー１０３は
Ｘ線ＣＴ装置１０１およびＰＡＣＳサーバー１０２から
画像データを取得・保管するサーバー機能と，このデー
タを使用して三次元画像を作成する三次元画像処理機能
を有し，パーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３
３，・・・からの指示によって指定された画像データの
三次元画像処理を行い，作成した三次元画像をパーソナ
ルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・に転送
する機能を有している。
【００３１】パーソナルコンピュータ１３１，１３２，
１３３，・・・は，三次元画像処理サーバー１０３で処
理を行う画像データの指定と三次元画像処理のパラメー
タの指定を行い，作成・転送された三次元画像を表示す
る機能を有している。ネットワーク１１１はＸ線ＣＴ装
置１０１またはＰＡＣＳサーバー１０２から大量の画像
データを三次元画像処理サーバー１０３に転送する大容
量・高速ネットワークである。ネットワーク１１２はパ
ーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・
から三次元画像処理サーバー１０３への指示と，三次元
画像処理サーバー１０３からパーソナルコンピュータ１
３１，１３２，１３３，・・・に転送される三次元画像
の転送に使用するネットワークである。
【００３２】図５は三次元画像処理サーバーの構成の一
例を示すブロック図である。中央演算処理装置３０１，
メモリー３０２，表示処理回路３０３，表示装置３０
４，計算機バス３０５，データ蓄積装置３０６，ネット
ワークインターフェース３０７は通常のパーソナルコン
ピュータと同様の機能を持つが，それらの構成要素の性
能は格段に上位のものを使用している。高速演算装置３
０９，大容量メモリー３１０，高速計算機バス３１１は
大量のデータを高速に処理するために使用している。ネ
ットワークインターフェース３１２はネットワーク１１
２経由で，パーソナルコンピュータ１３１，１３２，１
３３，・・・から三次元画像処理サーバー１０３への指
示と，三次元画像処理サーバー１０３からパーソナルコ
ンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・に三次元画
像を転送するために使用するネットワークインターフェ
ースである。
【００３３】図６は三次元画像処理サーバーの機能を示
すブロック図である。三次元画像処理サーバー１０３は
Ｘ線ＣＴ装置１０１またはＰＡＣＳサーバー１０２から
ネットワーク１１１を経由して画像データを取得する。
三次元画像処理サーバー１０３はネットワーク１１２を
経由してパーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３
３，・・と接続されている。
【００３４】データ蓄積装置２０１は磁気ディスク装置
などでネットワーク１１１を経由して取得したデータを
保管する。パーソナルコンピュータ１３１，１３２，１
３３，・・が選択したデータはデータ指定信号２２９に
よってデータ蓄積装置２０１から読み出され，前処理部
２０２へ送られる。前処理部２０２で架台傾斜角度の補
正や，スライス間距離の補正を行った後，三次元ボクセ
ルデータ２０３にボクセルデータとして蓄積される。画
像処理ブロック２０８−１，・・・は三次元画像処理サ
ーバーの中で画像処理が平行して行われることを模式的
に示している。図６では画像処理ブロックは３本である
がこれは３本とは限定されない。
【００３５】三次元ボクセルデータ２０３のボクセルデ
ータに対して，パーソナルコンピュータ１３１，１３
２，１３３，・・・で設定した対象物パラメータ２２５
を使用して画像処理を行い，処理した結果は三次元ボク
セル２０４に蓄積される。この三次元ボクセル２０４に
は三次元ボクセル２０３のボクセルデータに対応した空
間位置に濃度，勾配，色の値が保存される。
【００３６】濃度，勾配，色の値をもつ三次元ボクセル
２０４に保存されたボクセルデータデータに対して，パ
ーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・
で設定された投影パラメータ２２７を使用してレイキャ
スティング演算部２０５でレイキャスティング処理を行
い，ボリュームレンダリングされた画像データを作成す
る。
【００３７】レイキャスティング演算部２０５でレイキ
ャスティング処理を行って作成したボリュームレンダリ
ングされた画像データは，後処理部２０６でアフィン変
換などの後処理を行った後，ネットワーク１１２経由で
パーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・
・に転送される。
【００３８】三次元画像処理サーバー１０３は強力な高
速演算装置，大容量メモリー，高速計算機バスを持って
いるので，複数の三次元画像処理を平行してほぼリアル
タイムで実行することができる。
【００３９】図７はパーソナルコンピュータ１３１，１
３２，１３３，・・・の構成の一例を示すブロック図で
ある。中央演算処理装置３０１，メモリー３０２，表示
処理回路３０３，表示装置３０４，計算機バス３０５，
データ蓄積装置３０６，ネットワークインターフェース
３０７で構成されている。ネットワークインターフェー
ス３０７はネットワーク１１２経由で，パーソナルコン
ピュータ１３１，１３２，１３３，・・・から三次元画
像処理サーバー１０３への指示と，三次元画像処理サー
バー１０３からパーソナルコンピュータ１３１，１３
２，１３３，・・・に三次元画像を転送するために使用
するネットワークインターフェースである。
【００４０】図８はパーソナルコンピュータの機能を示
すブロック図である。パーソナルコンピュータ１３１，
１３２，１３３，・・・はネットワーク１１２を経由し
て三次元画像処理サーバー１０３と接続されている。
【００４１】データ指定部２２８は三次元画像処理サー
バー１０３で三次元画像を作成するデータを操作器２１
１の操作によって指定する。選択したデータに関する情
報はデータ指定制御信号２２９としてネットワーク１１
２経由で三次元画像処理サーバー１０３へ転送される。
【００４２】対象物設定部２２１は，三次元画像を作成
する対象物を空間領域とＣＴ値範囲の両方から設定する
設定部であり，複数の対象物を設定するために２２１−
１，２２１−２，２２１−３，・・・と複数の設定部が
設けられている。対象物空間領域設定部２２１−１，・
・・は対象物の空間領域を設定する。対象物パラメータ
設定部２２３−１，・・・は対象物のＣＴ値に対して不
透明度と色を設定する。対象物パラメータ２２４−１，
・・・はこれらの設定値を記憶する。設定されたパラメ
ータは対象物パラメータ２２７としてネットワーク１１
２経由で三次元画像処理サーバー１０３へ転送される。
【００４３】投影処理パラメータ設定部２２６はレイキ
ャスティング処理を行う投影処理パラメータを設定す
る。設定された投影処理パラメータ２２７はネットワー
ク１１２経由で三次元画像処理サーバー１０３へ転送さ
れる。
【００４４】三次元画像処理サーバー１０３のレイキャ
スティング演算部２０５でレイキャスティング処理を行
って作成されたボリュームレンダリングされた画像デー
タは，後処理部２０６でアフィン変換などの後処理を行
った後，ネットワーク１１２経由でパーソナルコンピュ
ータ１３１，１３２，１３３，・・・に転送される。こ
の画像データ２３１はデータ復元処理２３２を行った
後，画像表示部２３３のＣＲＴディスプレイ装置や液晶
ディスプレイ装置で表示される。
【００４５】操作器２１１はたとえばキーボードおよび
マウスで，データの指定，対象物のパラメータの設定，
投影処理のパラメータの設定などを行う。
【００４６】従来は三次元画像処理を一台の三次元画像
処理ワークステーションで行っていたが，本発明では三
次元画像処理を中央の三次元画像処理サーバーとネット
ワークで接続されたパーソナルコンピュータで分担して
実行する。従来は複数の利用者が三次元画像処理を行う
場合，利用者ごとに一台の三次元画像処理ワークステー
ションを使用していたが，本発明では利用者ごとに一台
のパーソナルコンピュータと中央の一台の三次元画像処
理サーバータで分担して実行する。
【００４７】また，複数の利用者が共有する三次元画像
処理を，利用者ごとに一台のパーソナルコンピュータと
中央の一台の三次元画像処理サーバータで分担して実行
することができる。このように従来は複数の利用者が三
次元画像処理を行う場合，利用者ごとに一台の三次元画
像処理ワークステーションを使用していたが，本発明で
は利用者ごとに一台のパーソナルコンピュータと中央の
一台の三次元画像処理サーバーで分担して実行すること
にしたので，下記のようなメリットが得られた。
【００４８】病院などで高速ネットワークを敷設する範
囲を減らすことができる。すなわち，複数の利用者に対
して利用者ごとに一台の三次元画像処理ワークステーシ
ョンを設置する場合には，Ｘ線ＣＴ装置またはＰＡＣＳ
サーバーと複数の三次元画像処理ワークステーションの
間に高速ネットワークを敷設する必要があるが，中央の
一台の三次元画像処理サーバーと利用者ごとに一台のパ
ーソナルコンピュータを使用する本発明の場合には，高
速ネットワークはＸ線ＣＴ装置またはＰＡＣＳサーバー
と三次元画像処理サーバーの間だけに敷設すればよく，
三次元画像処理サーバーと複数のパーソナルコンピュー
タの間のネットワークは低速のものでよい。
【００４９】高速ネットワークのトラフィックを減らす
ことができる。すなわち，複数の利用者が同一の画像デ
ータを使用する場合で，複数の利用者に対して利用者ご
とに一台の三次元画像処理ワークステーションを使用す
る従来の場合には，それぞれの三次元画像処理ワークス
テーションにその画像データをそれぞれ転送する必要が
あるが，本発明の場合には，三次元画像処理サーバーに
画像データを転送するだけでよい。したがって，ネット
ワークトラフィックを大幅に減らすことができる。
【００５０】低速のネットワークを使用できる。また，
画像専用のネットワークでなく他の病院情報システムな
どのネットワークと兼用できる。Ｘ線ＣＴ装置またはＰ
ＡＣＳサーバーと複数の三次元画像処理サーバーの間に
は高速ネットワークを敷設する必要があるが，三次元画
像処理サーバーと複数のパーソナルコンピュータとの間
のネットワークは低速のものでよい。
【００５１】複数の利用者が一つの三次元画像処理を共
有することができる。一人の利用者が，あるパーソナル
コンピュータから三次元画像を作成するために使用する
Ｘ線ＣＴデータの指定と，対象物の空間領域やＣＴ値範
囲などのパラメータの指定と，三次元画像表示のための
投影処理パラメータの指定を行い，三次元画像処理サー
バーが三次元画像を作成した結果を複数のパーソナルコ
ンピュータに転送し，それぞれのパーソナルコンピュー
タがその結果画像を表示し，複数の利用者が一つの三次
元画像処理を共有することができる。たとえば放射線科
専門医が作成中の三次元画像を依頼科の照会医師が同時
に観察することが可能である。
【００５２】設備費用や設置面積を減らすことができ
る。複数台の三次元画像処理ワークステーションより
も，一台の三次元画像処理サーバーと複数台のパーソナ
ルコンピュータの方が設備費用を少なくできる。またワ
ークステーションよりもパーソナルコンピュータの方が
占有面積を小さくできる。
【００５３】
【実施例】図９は本発明のネットワーク環境における三
次元画像表示装置とそのネットワーク環境の他の実施例
を示すブロック図である。この実施例では図４における
ＰＡＣＳサーバー１０２と三次元画像処理サーバー１０
３が一体化されてＰＡＣＳサーバー＋三次元画像処理サ
ーバー１０４になっている。Ｘ線ＣＴ装置１０１は被検
体の複数断面のＸ線ＣＴデータを収集し，画像データを
再構成する。ＰＡＣＳ＋三次元画像処理サーバー１０４
はＸ線ＣＴ装置１０１をはじめとする複数のモダリティ
で収集した画像データを保管し，必要に応じて利用者の
もとに転送する画像保管転送システムのサーバーと，こ
のデータを使用して三次元画像を作成する三次元画像処
理機能を有し，パーソナルコンピュータ１３１，１３
２，１３３，・・・からの指示によって指定された画像
データの三次元画像処理を行い，作成した三次元画像を
パーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・
・に転送する機能を有している。パーソナルコンピュー
タ１３１，１３２，１３３，・・・は，ＰＡＣＳ＋三次
元画像処理サーバー１０４で処理を行う画像データの指
定と三次元画像処理のパラメータの指定を行い，作成・
転送された三次元画像を表示する機能を有している。ネ
ットワーク１１１はＸ線ＣＴ装置１０１またはＰＡＣＳ
サーバー１０２から大量の画像データを三次元画像処理
サーバー１０３に転送する大容量・高速ネットワークで
ある。ネットワーク１１２はパーソナルコンピュータ１
３１，１３２，１３３，・・・から三次元画像処理サー
バー１０３への指示と，三次元画像処理サーバー１０３
からパーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，
・・・に転送される三次元画像の転送に使用するネット
ワークである。
【００５４】図１０はＰＡＣＳ＋三次元画像処理サーバ
ーの構成の一例を示すブロック図である。中央演算処理
装置３０１，メモリー３０２，表示処理回路３０３，表
示装置３０４，計算機バス３０５，データ蓄積装置３０
６，ネットワークインターフェース３０７は通常のパー
ソナルコンピュータと同様の機能を持つが，それらの構
成要素の性能は格段に上位のものを使用している。高速
演算装置３０９，大容量メモリー３１０，高速計算機バ
ス３１１は大量のデータを高速に処理するために使用し
ている。ネットワークインターフェース３１２はネット
ワーク１１２経由で，パーソナルコンピュータ１３１，
１３２，１３３，・・・から三次元画像処理サーバー１
０３への指示と，三次元画像処理サーバー１０３からパ
ーソナルコンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・
に三次元画像を転送するために使用するネットワークイ
ンターフェースである。図１０の構成は図５の構成とほ
ぼ同一であるが，ＰＡＣＳサーバーの機能を内蔵してい
るので大容量外部記憶装置３１３を接続している。
【００５５】図１１はＰＡＣＳ＋三次元画像処理サーバ
ーの機能を示すブロック図である。ＰＡＣＳ＋三次元画
像処理サーバー１０４はＸ線ＣＴ装置１０１またはＰＡ
ＣＳサーバー１０２からネットワーク１１１を経由して
画像データを取得する。ＰＡＣＳ＋三次元画像処理サー
バー１０４はネットワーク１１２を経由してパーソナル
コンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・と接続さ
れている。
【００５６】ＰＡＣＳサーバー２０９は磁気ディスク装
置と大容量外部記憶装置などで構成されており，ネット
ワーク１１１を経由してＸ線ＣＴ装置１０１などのモダ
リティに接続されており，Ｘ線ＣＴ装置１０１などのモ
ダリティが収集したデータを保管する。データベースは
ＰＡＣＳサーバー保管する画像データを管理するデータ
ベースである。
【００５７】ＰＡＣＳサーバー２０９とデータ蓄積装置
２０１は高速計算機バスなどで接続する。パーソナルコ
ンピュータ１３１，１３２，１３３，・・・が選択した
データはＰＡＣＳサーバー２０９からデータ蓄積装置２
０１に転送され，データ指定信号２２９によってデータ
蓄積装置２０１から読み出され，前処理部２０２へ送ら
れる。これ以降の処理の流れは図６の場合と同一であ
る。
【００５８】ＰＡＣＳサーバー２０９とデータ蓄積装置
２０１は高速計算機バスで接続することが可能であるの
で，三次元画像を作成するために使用する画像データを
短時間で取得できる。
【００５９】上記の実施例ではＸ線ＣＴ装置とそれから
得られたＸ線ＣＴ画像データを例として説明したが，Ｍ
Ｒ装置，核医学装置，超音波装置などの医用画像装置と
それらから得られた画像データの場合も全く同様であ
る。また，それらの医用画像装置とそれらから得られた
画像データを同時に使用する場合も同様に機能する。
【００６０】
【発明の効果】本発明は，操作用コンピュータ装置から
の指示に基づいて，三次元画像作成に使用する画像デー
タを取得する手段と，画像データに前処理を行ってこれ
を三次元ボクセルに格納する手段と，被検体を構成する
複数の対象物の空間領域と不透明度と色を指定する対象
物パラメータを三次元ボクセルの画素値に作用させて一
つの三次元データを作成する手段と，三次元データに投
影処理パラメータを作用させて三次元画像を作成する手
段とを具備する三次元画像処理装置と，三次元画像作成
に使用する画像データを指定する手段と，被検体を構成
する複数の対象物の空間領域と不透明度と色を指定する
対象物パラメータを設定する手段と，三次元データから
三次元画像を作成する投影処理パラメータを設定する手
段と，これらを三次元画像処理装置に指示する手段と，
三次元画像処理装置が作成した三次元画像を表示する手
段とを具備する複数の操作用コンピュータ装置と，この
三次元画像処理システムと複数の操作用コンピュータ装
置とをネットワーク経由して接続する手段とを具備した
ネットワーク環境における三次元画像表示装置を提供し
た。
【００６１】三次元画像処理装置に医用画像保管通信シ
ステム（ＰＡＣＳ）の画像サーバーの機能を持つ画像保
管の手段を付加してこれを一体の構成にすることによっ
て，病院における画像データ保管の機能と三次元画像作
成の機能とを密接に関連付け，これによって三次元画像
を作成するための画像データ取得の高速化とネットワー
ク負荷の減少を実現した。
【００６２】従来は利用者ごとに一台の三次元画像処理
ワークステーションで三次元画像処理を行っているの
で，三次元画像処理に使用する画像データをＸ線ＣＴ装
置やＰＡＣＳサーバーからネットワーク経由でそれぞれ
のワークステーションに転送する必要があり，転送にか
なりの時間を必要としている。本発明では三次元画像処
理は中央の三次元画像処理サーバーで実行し，画像処理
した結果のみをネットワーク経由で操作用パーソナルコ
ンピュータに転送するので，画像データを転送するため
のネットワーク転送時間を事実上零にすることが可能で
ある。特に複数の利用者が同一の画像データを使用する
場合にはメリットが大きい。
【００６３】三次元画像を作成するための画像データの
取得と，三次元ボクセルの作成，三次元データの作成，
三次元画像の作成を短時間で処理できるように三次元画
像処理装置を構築し，制御用信号の作成と送信の他は，
三次元画像処理装置が作成した三次元画像の受信と表示
のみを操作用コンピュータ装置で実行することによっ
て，操作用コンピュータ装置における操作と三次元画像
の表示とを事実上対話的に行うことを可能にした。
【００６４】三次元画像を作成するための画像データの
取得と，三次元ボクセルの作成，三次元データの作成，
三次元画像の作成は全て三次元画像処理装置で実行し，
操作用コンピュータ装置は，制御用信号の作成と送信の
他は，三次元画像処理装置が作成した三次元画像の受信
と表示のみを実行することによって，三次元画像処理装
置と複数の操作用コンピュータ装置とを接続するネット
ワークとして中・低速のネットワークを使用しても，操
作用コンピュータ装置における三次元画像の操作と表示
を事実上対話的に行うことを可能にした。
【００６５】三次元画像を作成するための画像データの
取得と，三次元ボクセルの作成，三次元データの作成，
三次元画像の作成は全て三次元画像処理装置で実行し，
操作用コンピュータ装置は，制御用信号の作成と送信の
他は，三次元画像処理装置が作成した三次元画像の受信
と表示のみを実行することによって，操作用コンピュー
タ装置として中・低速のコンピュータ装置を使用して
も，操作用コンピュータ装置における三次元画像の操作
と表示を事実上対話的に行うことを可能にした。
【００６６】三次元画像を作成するための画像データの
取得と，三次元ボクセルの作成，三次元データの作成，
三次元画像の作成は全て三次元画像処理装置で実行し，
制御用信号の作成と送信の他は，三次元画像処理装置が
作成した三次元画像の受信と表示のみを操作用コンピュ
ータ装置で実行することによって，一台の操作用コンピ
ュータ装置において操作を行い，複数台の操作用コンピ
ュータ装置で同時に三次元画像の表示を行うことを可能
にしたネットワーク環境における三次元画像表示装置。
【００６７】三次元画像処理装置は作成した三次元画像
を送信するときに画像データの圧縮を行い，操作用コン
ピュータ装置は三次元画像を受信するときに画像データ
の復元を実行することによって，三次元画像処理装置と
複数の操作用コンピュータ装置とを接続するネットワー
クとして中・低速のネットワークを使用しても，操作用
コンピュータ装置における三次元画像の操作と表示応答
を事実上対話的に行うことを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の三次元画像表示装置とそのネットワーク
環境を示すブロック図
【図２】ワークステーションの構成ブロック図
【図３】従来の三次元画像表示装置の機能ブロック図
【図４】本発明の実施例のネットワーク環境における三
次元画像表示システムのブロック図
【図５】本発明の実施例の三次元画像処理サーバーの構
成ブロック図
【図６】本発明の実施例の三次元画像処理サーバーの機
能ブロック図
【図７】パーソナルコンピュータの構成ブロック図
【図８】本発明の実施例の操作用パーソナルコンピュー
タの機能ブロック図
【図９】他の実施例のネットワーク環境における三次元
画像表示システムのブロック図
【図１０】他の実施例の三次元画像処理サーバーの構成
ブロック図
【図１１】他の実施例の三次元画像処理サーバーの機能
ブロック図
【符号の説明】
１０１ Ｘ線ＣＴ装置 １０２ ＰＡＣＳサーバー １０３ 三次元画像処理サーバー １０４ ＰＡＣＳ＋三次元画像処理サーバー １１１ 高速ネットワーク １１２ 中・低速ネットワーク １２１ ワークステーション １２２ ワークステーション １２３ ワークステーション １３１ パーソナルコンピュータ １３２ パーソナルコンピュータ １３３ パーソナルコンピュータ ２０１ データ蓄積装置 ２０２ 前処理 ２０３ 三次元ボクセル（ボクセルデータ） ２０４ 三次元ボクセル（濃度，勾配，色） ２０５ レイキャスティング演算 ２０６ 後処理 ２０７ 画像表示部 ２０８−１ 画像処理ブロック ２０８−２ 画像処理ブロック ２０８−３ 画像処理ブロック ２０９ ＰＡＣＳサーバー ２１０ データーベース ２１１ 操作器 ２２１ 対象物設定部 ２２１−１ 対象物設定部 ２２１−２ 対象物設定部 ２２１−３ 対象物設定部 ２２２−１ 対象物空間領域設定部 ２２２−２ 対象物空間領域設定部 ２２３−１ 対象物パラメータ設定部 ２２３−２ 対象物パラメータ設定部 ２２４−１ 対象物パラメータテーブル ２２４−２ 対象物パラメータテーブル ２２５ 対象物パラメータ ２２５−１ 対象物パラメータ ２２５−２ 対象物パラメータ ２２５−３ 対象物パラメータ ２２６ 投影処理パラメータ設定部 ２２７ 投影処理パラメータ ２２７−１ 投影処理パラメータ ２２７−２ 投影処理パラメータ ２２７−３ 投影処理パラメータ ２２８ データ指定部 ２２９ データ指定信号 ２２９−１ データ指定信号 ２２９−２ データ指定信号 ２２９−３ データ指定信号 ２３１ 三次元画像データ ２３１−１ 三次元画像データ ２３１−２ 三次元画像データ ２３１−３ 三次元画像データ ２３２ 画像データ復元処理部 ２３３ 画像表示部 ３０１ 中央演算処理装置 ３０２ メモリー ３０３ 表示処理回路 ３０４ 表示装置 ３０５ 計算機バス ３０６ データ蓄積装置 ３０７ ネットワークインターフェース ３０８ 操作器 ３０９ 高速演算装置 ３１０ 大容量メモリー ３１１ 高速計算機バス ３１２ ネットワークインターフェース ３１３ 大容量外部記憶装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA29 FF42 FH06 5B050 AA02 BA03 BA09 CA07 CA08 EA09 EA30 FA02 FA19 5B080 AA17 FA02 FA17 GA00 GA06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 操作用コンピュータ装置からの指示に基
    づいて，三次元画像作成に使用する画像データを取得す
    る手段と，画像データに前処理を行ってこれを三次元ボ
    クセルに格納する手段と，被検体を構成する複数の対象
    物の空間領域と不透明度と色を指定する対象物パラメー
    タを三次元ボクセルの画素値に作用させて一つの三次元
    データを作成する手段と，三次元データに投影処理パラ
    メータを作用させて三次元画像を作成する手段とを具備
    する三次元画像処理装置と，三次元画像作成に使用する
    画像データを指定する手段と，被検体を構成する複数の
    対象物の空間領域と不透明度と色を指定する対象物パラ
    メータを設定する手段と，三次元データから三次元画像
    を作成する投影処理パラメータを設定する手段と，これ
    らを三次元画像処理装置に指示する手段と，三次元画像
    処理装置が作成した三次元画像を表示する手段とを具備
    する複数の操作用コンピュータ装置と，この三次元画像
    処理システムと複数の操作用コンピュータ装置とをネッ
    トワーク経由して接続する手段とを具備したネットワー
    ク環境における三次元画像表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において，三次元画像処理装置
    に医用画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）の画像サーバ
    ーの機能を持つ画像保管の手段を付加してこれを一体の
    構成にすることによって，病院における画像データ保管
    の機能と三次元画像作成の機能とを密接に関連付け，こ
    れによって三次元画像を作成するための画像データ取得
    の高速化とネットワーク負荷の減少を実現したネットワ
    ーク環境における三次元画像表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１および請求項２において，三次
    元画像を作成するための画像データの取得と，三次元ボ
    クセルの作成，三次元データの作成，三次元画像の作成
    はこれらを短時間で処理できるように構成した三次元画
    像処理装置で実行し，制御用信号の作成と送信の他は，
    三次元画像処理装置が作成した三次元画像の受信と表示
    のみを操作用コンピュータ装置で実行することによっ
    て，操作用コンピュータ装置における操作と三次元画像
    の表示とを事実上対話的に行うことを可能にしたネット
    ワーク環境における三次元画像表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項３において，三次元画像処理装置
    と複数の操作用コンピュータ装置とを接続するネットワ
    ークとして中・低速のネットワークを使用しても，操作
    用コンピュータ装置における三次元画像の操作と表示を
    事実上対話的に行うことを可能にしたネットワーク環境
    における三次元画像表示装置。
  5. 【請求項５】 請求項３において，操作用コンピュータ
    装置として中・低速のコンピュータ装置を使用しても，
    操作用コンピュータ装置における三次元画像の操作と表
    示を事実上対話的に行うことを可能にしたネットワーク
    環境における三次元画像表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項１および請求項２において，三次
    元画像を作成するための画像データの取得と，三次元ボ
    クセルの作成，三次元データの作成，三次元画像の作成
    は全て三次元画像処理装置で実行し，制御用信号の作成
    と送信の他は，三次元画像処理装置が作成した三次元画
    像の受信と表示のみを操作用コンピュータ装置で実行す
    ることによって，一台の操作用コンピュータ装置におい
    て操作を行い，複数台の操作用コンピュータ装置で同時
    に三次元画像の表示を行うことを可能にしたネットワー
    ク環境における三次元画像表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１および請求項２において，三次
    元画像処理装置は作成した三次元画像を送信するときに
    画像データの圧縮を行い，操作用コンピュータ装置は三
    次元画像を受信するときに画像データの復元を実行する
    ことによって，三次元画像処理装置と複数の操作用コン
    ピュータ装置とを接続するネットワークとして中・低速
    のネットワークを使用しても，操作用コンピュータ装置
    における三次元画像の操作と表示応答を事実上対話的に
    行うことを可能にしたネットワーク環境における三次元
    画像表示装置。
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