JP2012016575A - 画像処理装置及び医用画像診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フライ・スルー画像上にプラーク部位や石灰化部位の空間的な分布に関する情報を表示することを課題とする。
【解決手段】画像処理装置１００は、医用画像診断装置１によって収集された３次元画像データからフライ・スルー画像を生成する。また、画像処理装置１００は、３次元画像データを解析し、プラーク部位及び石灰化部位を特定する。次に、画像処理装置１００は、特定したプラーク部位及び石灰化部位の厚みを計測する。そして、画像処理装置１００は、生成したフライ・スルー画像とともに、計測した厚みに関する情報を表示するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置及び医用画像診断装置に関する。
従来、医用画像診断装置によって収集された３次元画像データから仮想内視鏡画像を生成する手法（以下、ＶＥ（Virtual Endoscopy）法）が知られている。医用画像診断装置とは、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置）、超音波診断装置などである。ＶＥ法において、画像処理装置は、視点位置、視線方向、及び視線方向を中心とする視野角度の設定を受け付ける。また、画像処理装置は、視線方向及び視野角度で定まる範囲に対して視点位置から放射状に３次元画像データを透視投影することで、投影画像を生成する。
ＶＥ法によって生成された投影画像は、器官内部の表面（内壁）を内視鏡を用いて観察した内視鏡画像と類似する画像となるので、仮想内視鏡画像（以下、フライ・スルー（Fly Through）画像）と称される。例えば、被検体の血管を撮影した３次元画像データから生成されたフライ・スルー画像は、血管内部の表面（血管壁）を観察した内視鏡画像と類似する画像となるので、虚血性心疾患の診断などに用いられる。なお、例えば、特許文献１には、３次元画像データから生成した断面画像をフライ・スルー画像に合成する技術が開示されている。
特開平１１−７６２２８号公報
しかしながら、上述したように、従来の投影画像は表面情報を表示しているにすぎず、例えば、血管壁に形成されたプラーク部位や石灰化部位がどのような厚みをもつかなど、空間的な分布に関する情報を表示することはできなかった。例えば、虚血性心疾患の診断などにおいては、プラーク部位や石灰化部位の空間的な分布情報が重要であるが、従来の画像処理装置は、このような情報を提供することができなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フライ・スルー画像上にプラーク部位や石灰化部位の空間的な分布に関する情報を表示することが可能な画像処理装置及び医用画像診断装置を提供することを目的とする。
実施形態に係る画像処理装置は、医用画像診断装置によって収集された３次元画像データから、設定された視点位置および視線方向にて観察される仮想内視鏡画像を生成する生成手段と、前記３次元画像データを解析し、プラーク部位および／または石灰化部位を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定されたプラーク部位および／または石灰化部位の空間的な分布に関する情報を計測する計測手段と、前記生成手段によって生成された仮想内視鏡画像とともに前記計測手段によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する表示制御手段とを備える。
また、実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体の血管を撮影した３次元画像データを収集する収集手段と、前記収集手段によって収集された３次元画像データから、設定された視点位置および視線方向にて観察される仮想内視鏡画像を生成する生成手段と、前記３次元画像データを解析し、プラーク部位および／または石灰化部位を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定されたプラーク部位および／または石灰化部位の空間的な分布に関する情報を計測する計測手段と、前記生成手段によって生成された仮想内視鏡画像とともに前記計測手段によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する表示制御手段とを備える。
実施形態に係る画像処理装置及び医用画像診断装置によれば、フライ・スルー画像上にプラーク部位や石灰化部位の空間的な分布に関する情報を表示することが可能になるという効果を奏する。
図１は、実施例１に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、実施例１に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。 図２Ｂは、実施例１に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。 図３は、ボクセル数と着色設定との対応表を例示する図である。 図４は、プラーク部位の着色を説明するための図である。 図５は、プラーク部位の着色を説明するための図である。 図６は、プラーク部位の着色を説明するための図である。 図７は、実施例１に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。 図８は、実施例２に係る画像処理装置１００の概要を説明するための図である。 図９は、実施例２に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。 図１０は、実施例２に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施例３に係る画像処理装置１００の概要を説明するための図である。 図１２は、実施例３に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。 図１３は、実施例３に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。 図１４Ａは、他の実施例に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。 図１４Ｂは、他の実施例に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。 図１５Ａは、他の実施例に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。 図１５Ｂは、他の実施例に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。
以下、本発明に係る画像処理装置及び医用画像診断装置の実施例を説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
まず、実施例１に係る画像処理装置１００の構成を説明する。図１は、実施例１に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。図１に例示するように、実施例１に係る画像処理装置１００は、ネットワークを介して医用画像データベース２と接続される。また、医用画像データベース２は、医用画像診断装置１と接続される。
なお、実施例１においては、画像処理装置１００が、ネットワークを介して医用画像診断装置１及び医用画像データベース２と接続され、また、医用画像データベース２が、医用画像診断装置１とは別の筐体として備えられる構成例を説明するが、あくまで一例にすぎず、これに限られるものではない。例えば、画像処理装置１００は、医用画像診断装置１の内部に組み込まれていてもよい。また、例えば、医用画像データベース２も、医用画像診断装置１の内部に組み込まれていてもよい。また、図１において、医用画像データベース２は、１つの医用画像診断装置１と接続されるが、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置など、複数の医用画像診断装置１と接続されてもよい。
実施例１における医用画像診断装置１は、３次元画像データを収集する。例えば、医用画像診断装置１は、３次元Ｘ線ＣＴ画像を収集するＸ線ＣＴ装置、３次元ＭＲＩ画像を収集するＭＲＩ装置、３次元超音波画像を収集する超音波診断装置などである。実施例１における医用画像データベース２は、医用画像診断装置１によって収集された３次元画像データを記憶する。例えば、医用画像データベース２は、医用画像を管理するＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のデータベース、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベースなどである。
ここで、実施例１に係る画像処理装置１００は、医師などの操作者から指定された３次元画像データを医用画像データベース２から取得し、取得した３次元画像データを画像処理した上で操作者に提示する。具体的には、実施例１に係る画像処理装置１００は、画像処理として、３次元画像データからフライ・スルー画像を生成する他に、３次元画像データを解析してプラーク部位や石灰化部位を特定する。また、画像処理装置１００は、プラーク部位や石灰化部位の厚みを計測し、フライ・スルー画像とともに厚みに関する情報を表示する。以下、実施例１に係る画像処理装置１００が実行する画像処理について、図１とともに図２〜６を用いて説明する。
図１に例示するように、実施例１に係る画像処理装置１００は、通信部１１０と、入力部１１１と、表示部１１２と、３次元画像データ記憶部１２０と、プラーク石灰分離抽出部１３０と、フライ・スルー画像処理部１４０とを備える。
通信部１１０は、医用画像データベース２との間で通信を行い、医用画像データベース２から３次元画像データを取得する。入力部１１１は、画像処理装置１００を操作するための指示などを操作者から受け付ける。例えば、入力部１１１は、マウス、キーボード、マイクなどである。表示部１１２は、画像処理装置１００を操作するための指示などを操作者から受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）、フライ・スルー画像などを表示する。例えば、表示部１１２は、モニタなどである。
３次元画像データ記憶部１２０は、通信部１１０によって医用画像データベース２から取得された３次元画像データを記憶する。以下では、操作者が指定することにより、被検体Ｐの血管が撮影された３次元Ｘ線ＣＴ画像が医用画像データベース２から取得された場合を説明する。なお、被検体Ｐの血管が撮影された３次元ＭＲＩ画像又は３次元超音波画像が取得された場合などにも、本発明を同様に適用することができる。また、血管以外の箇所が撮影部位である場合にも、本発明を同様に適用することができる。
プラーク石灰分離抽出部１３０は、３次元画像データを解析し、血管壁、プラーク部位、及び石灰化部位を特定する。具体的には、プラーク石灰分離抽出部１３０は、３次元画像データ記憶部１２０から読み出した３次元画像データを解析し、例えばＣＴ値の閾値処理などにより、血管壁、プラーク部位、及び石灰化部位を分離抽出する。
すなわち、プラーク石灰分離抽出部１３０は、３次元画像データに含まれる画素それぞれのＣＴ値を解析し、血管壁であることを示す閾値の範囲内の画素を、血管壁として分離抽出する。また、プラーク石灰分離抽出部１３０は、３次元画像データに含まれる画素それぞれのＣＴ値を解析し、プラーク部位であることを示す閾値の範囲内の画素を、プラーク部位として分離抽出する。また、プラーク石灰分離抽出部１３０は、３次元画像データに含まれる画素それぞれのＣＴ値を解析し、石灰化部位であることを示す閾値の範囲内の画素を、石灰化部位として分離抽出する。そして、プラーク石灰分離抽出部１３０は、少なくともプラーク部位及び石灰部位として分離抽出した画素の情報を、プラーク石灰厚み計測部１４２に送る。なお、分離抽出は、公知の閾値技術を適用することにより実現できる。
図１に例示するように、フライ・スルー画像処理部１４０は、フライ・スルー画像生成部１４１と、プラーク石灰厚み計測部１４２と、着色設定部１４３と、表示制御部１４４とを有する。
フライ・スルー画像生成部１４１は、３次元画像データからフライ・スルー画像を生成する。具体的には、まず、フライ・スルー画像生成部１４１は、視点位置、視線方向、及び視野角度を含むパラメータの設定を、操作者から入力部１１１を介して受け付ける。次に、フライ・スルー画像生成部１４１は、３次元画像データ記憶部１２０から読み出した３次元画像データを、視線方向及び視野角度で定まる範囲に対して視点位置から放射状に透視投影することで、フライ・スルー画像を生成する。そして、フライ・スルー画像生成部１４１は、視点位置、視線方向、及び視野角度を含むパラメータをプラーク石灰厚み計測部１４２に通知するとともに、生成したフライ・スルー画像を表示制御部１４４に送る。
プラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位及び石灰化部位の空間的な分布に関する情報を、設定された視点位置に基づいて計測する。具体的には、まず、プラーク石灰厚み計測部１４２は、視点位置、視線方向、及び視野角度を含むパラメータの通知を、フライ・スルー画像生成部１４１から受け付ける。次に、プラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク石灰分離抽出部１３０から送られたプラーク部位及び石灰部位の分離抽出情報と、フライ・スルー画像生成部１４１から通知された視点位置、視線方向、及び視野角度を含むパラメータとを用いて、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを計測する。そして、プラーク石灰厚み計測部１４２は、計測した厚みに関する情報を着色設定部１４３に通知する。
図２Ａ及び図２Ｂは、プラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。図２Ａは、視点位置、視線方向、及び視野角度と、血管壁に形成されたプラーク部位との関係を示す。図２Ａに例示するように、例えば、プラーク部位が、血管の内部に隆起するように付着したとする。
図２Ｂは、設定された視点位置及び視線方向におけるプラーク部位の厚み計測を示す。図２Ｂに例示するように、例えば、プラーク部位の形状が、球形の一部を切り取ったような形状であるとする。なお、図２Ｂに例示するプラーク部位の形状は、説明の便宜上、形状の一例を示すものに過ぎず、プラーク部位の形状がどのような形状である場合にも、本発明を同様に適用することができる。
このような場合、例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、視点位置を始点（原点）として、プラーク部位全体に向けて放射状に探索を行う。そして、プラーク石灰厚み計測部１４２は、視点位置からプラーク部位に向けて引かれた各直線上において、「プラーク」であることを示すＣＴ値を有する画素の数（ボクセル数）を計上する。例えば、図２Ｂに例示するａ1、ａ2、及びａ3は、いずれも、プラーク部位の厚みを示す。すなわち、図２Ｂにおいて、×印は、プラーク部位の表面を構成する画素を示し、黒丸印は、直線上において２つ目のプラーク部位の表面を構成する画素を示す。プラーク石灰厚み計測部１４２は、×印と黒丸印との間に存在する画素の数を計上することで、設定された視点位置におけるプラーク部位の厚みを計測する。また、図示を省略するが、例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、石灰化部位についても同様に、厚みを計測する。なお、視点位置からプラーク部位に向けて引かれた各直線をどこまで延長して探索を行うかについては、予め初期値（例えば、視点からの半径など）を設定するなどする。
なお、実施例１において、プラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位及び石灰化部位の双方を分離抽出対象とする例を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位のみを分離抽出対象とする場合、又は石灰化部位のみを分離抽出対象とする場合にも、本発明を同様に適用することができる。
着色設定部１４３は、計測された空間的な分布に関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を行う。具体的には、まず、着色設定部１４３は、計測された厚みに関する情報として、ボクセル数を、プラーク石灰厚み計測部１４２から受け付ける。次に、着色設定部１４３は、ボクセル数と着色設定との対応表を参照し、プラーク石灰厚み計測部１４２から受け付けたボクセル数に対応する着色設定を取得する。そして、着色設定部１４３は、取得した着色設定を、表示制御部１４４に送る。
図３は、ボクセル数と着色設定との対応表を例示する図である。図３に例示するように、実施例１において、着色設定部１４３は、プラーク部位及び石灰化部位に対して青色を着色し、ボクセル数が多ければ多いほどその濃度を高くする。また、着色設定部１４３は、視点位置を始点としてプラーク部位全体に向けて放射状に探索された直線の数分、プラーク石灰厚み計測部１４２からボクセル数を受け付ける。このため、着色設定部１４３は、受け付けた全てのボクセル数それぞれについて、対応する着色設定を取得する。なお、ボクセル数が「０」の場合、その直線はプラーク部位を通過しない直線であるので、着色設定部１４３は、着色設定を行わなくてよい。
表示制御部１４４は、フライ・スルー画像とともに空間的な分布に関する情報を表示するように制御する。具体的には、まず、表示制御部１４４は、視点位置を始点としてプラーク部位全体に向けて放射状に探索された直線（プラーク部位を通過しない直線を除く）それぞれに関する着色設定を、着色設定部１４３から受け取る。次に、表示制御部１４４は、フライ・スルー画像生成部１４１から送られたフライ・スルー画像を表示部１１２に表示するが、ここで、表示制御部１４４は、着色設定部１４３から受け取った着色設定に従って、プラーク部位を表示する。
図４〜６は、プラーク部位の着色を説明するための図である。図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、いずれも、血管壁に形成されたプラーク部位を示す。図４の（Ａ）に例示するプラーク部位の方が、図４の（Ｂ）に例示するプラーク部位よりも、血管の走行方向への広がり（奥行き）が厚いことを示す。
図４の（Ｃ）及び（Ｄ）は、いずれも、着色設定前のフライ・スルー画像を示す。なお、最も外側の円は、フライ・スルー画像の外縁を示す。また、最も内側の円（点線の円）は、当該フライ・スルー画像が奥行きを有するものであること（血管内部を覗くように観察した場合のフライ・スルー画像であること）を示すものである。
すなわち、図４の（Ｃ）は、図４の（Ａ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応し、図４の（Ｄ）は、図４の（Ｂ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応する。このように、着色設定前のフライ・スルー画像は、表面的な情報を表示するにすぎないので、プラーク部位がどのような厚みをもつかなど、空間的な分布に関する情報を表示することはできない。
図４の（Ｅ）及び（Ｆ）は、いずれも、着色設定後のフライ・スルー画像であり、実施例１における表示制御部１４４によって表示部１１２に表示されるフライ・スルー画像である。図４の（Ｅ）は、図４の（Ａ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応し、図４の（Ｆ）は、図４の（Ｂ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応する。なお、図４においては、説明の便宜上、青色は、灰色又は黒色で表現し、濃度の高い青色を黒色、濃度の低い青色を灰色に割り当てて表現する。
すなわち、表示制御部１４４は、放射状に探索された直線上に存在するプラーク部位の表面をフライ・スルー画像として表示する際に、着色設定部１４３から受け取った着色設定に従った濃度で表示する。すると、視点位置からプラーク部位を観察した場合における奥行き方向の厚みが、その濃度によって表現されることになる。例えば、図４の（Ｅ）と（Ｆ）とを対比すると、プラーク部位の表面的な形状は同じであるが、図４の（Ｅ）の方が（Ｆ）よりも濃度の高い青で表現されている。このため、操作者は、図４の（Ｅ）に例示されるプラーク部位の方が、血管の走行方向への広がり（奥行き）が厚いことがわかる。
同様に、図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、いずれも、血管壁に形成されたプラーク部位を示す。もっとも、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に例示したプラーク部位は、血管の内部に隆起するように付着していたが、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に例示するプラーク部位は、血管の内部に付着しながらも、その表面は比較的平坦に形成されている。また、図５の（Ａ）に例示するプラーク部位の方が、図５の（Ｂ）に例示するプラーク部位よりも、血管壁からの厚みが厚いことを示す。
図５の（Ｃ）及び（Ｄ）は、いずれも、着色設定前のフライ・スルー画像を示す。図５の（Ｃ）は、図５の（Ａ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応し、図５の（Ｄ）は、図５の（Ｂ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応する。もっとも、図５において、プラーク部位は、血管の内部に付着しながらも、その表面は比較的平坦に形成されているので、着色設定前のフライ・スルー画像には、プラーク部位の空間的な分布に関する情報どころか、プラーク部位自体すら表示されない。
図５の（Ｅ）及び（Ｆ）は、いずれも、着色設定後のフライ・スルー画像であり、実施例１における表示制御部１４４によって表示部１１２に表示されるフライ・スルー画像である。図５の（Ｅ）は、図５の（Ａ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応し、図５の（Ｆ）は、図５の（Ｂ）に例示した血管を視点位置から観察したフライ・スルー画像に対応する。
例えば、図５の（Ｅ）と（Ｆ）とを対比すると、プラーク部位の表面的な形状は同じであるが、図５の（Ｅ）の方が（Ｆ）よりも濃度の高い青で表現されている。このため、操作者は、図５の（Ｅ）に例示されるプラーク部位の方が、血管壁からの厚みが厚いことがわかる。
また、図６の（Ａ）及び（Ｂ）のフライ・スルー画像は、血管の分岐点を観察するものであり、プラークによって左側の血管が完全に閉塞している場合を示す。図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、いずれも、着色設定後のフライ・スルー画像であり、実施例１における表示制御部１４４によって表示部１１２に表示されるフライ・スルー画像である。
例えば、図６の（Ａ）と（Ｂ）とを対比すると、いずれも、左側の血管が青色に塗り潰されているが、図６の（Ａ）の方が（Ｂ）よりも濃度の高い青で表現されている。このため、操作者は、図６の（Ａ）に例示される閉塞の方が、奥行き方向の厚みが厚いこと、また、血管の下部の方がより厚みが厚いことがわかる。
次に、実施例１に係る画像処理装置１００による処理手順を説明する。図７は、実施例１に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。
まず、プラーク石灰分離抽出部１３０が、３次元画像データ記憶部１２０から３次元画像データを取得し（ステップＳ１０１）、取得した３次元画像データを解析し、血管壁、プラーク部位、及び石灰化部位を分離抽出する（ステップＳ１０２）。
また、フライ・スルー画像生成部１４１が、視点位置及び視線方向の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。受け付けたと判定すると（ステップＳ１０３肯定）、フライ・スルー画像生成部１４１は、フライ・スルー画像を生成する（ステップＳ１０４）。
次に、プラーク石灰厚み計測部１４２が、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを、設定された視点位置に基づいて計測し（ステップＳ１０５）、着色設定部１４３が、計測された厚みに関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を行う（ステップＳ１０６）。
続いて、表示制御部１４４が、着色設定されたフライ・スルー画像を表示部１１２に表示するように制御する（ステップＳ１０７）。その後、画像処理装置１００は、フライ・スルー画像の表示制御の終了が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ１０８）、受け付けられた場合には（ステップＳ１０８肯定）、処理を終了する。
一方、受け付けられていない場合には（ステップＳ１０８否定）、画像処理装置１００は、再び、フライ・スルー画像生成部１４１が、視点位置、視線方向、及び視野角度を含むパラメータの設定を受け付けたか否かを判定する処理に戻る。
なお、図７は、実施例１に係る画像処理装置１００による処理手順の一例に過ぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ステップＳ１０２の処理は、ステップＳ１０５の処理までに行われていればよく、例えばステップＳ１０４の処理と併行して行われてもよい。
［実施例１の効果］
上述したように、実施例１においては、フライ・スルー画像生成部１４１が、医用画像診断装置１によって収集された３次元画像データから、設定された視点位置および視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成する。また、プラーク石灰分離抽出部１３０が、３次元画像データを解析し、プラーク部位及び石灰化部位を特定する。次に、プラーク石灰厚み計測部１４２が、プラーク石灰分離抽出部１３０によって特定されたプラーク部位及び石灰化部位の空間的な分布に関する情報を計測する。そして、着色設定部１４３及び表示制御部１４４が、フライ・スルー画像生成部１４１によって生成されたフライ・スルー画像とともにプラーク石灰厚み計測部１４２によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する。
このように、実施例１によれば、フライ・スルー画像上にプラーク部位や石灰化部位の空間的な分布に関する情報を表示することが可能になる。そして、フライ・スルー画像上に、本来観察されない空間的な分布に関する情報が表示される結果、操作者は、プラーク部位や石灰化部位の空間的な分布情報を把握することが可能になる。ひいては、実施例１によれば、虚血性心疾患の診断や治療計画の検討を支援することが可能になる。
次に、実施例２に係る画像処理装置１００を説明する。実施例２に係る画像処理装置１００は、フライ・スルー画像の他に、３次元画像データから血管の走行方向を示す血管画像を生成し、生成した血管画像を表示する。また、実施例２に係る画像処理装置１００は、表示された血管画像上で視点位置及び視線方向の設定を受け付け、受け付けた視点位置及び視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成する。すなわち、実施例２に係る画像処理装置１００は、血管画像上で、フライ・スルー画像の視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。
図８は、実施例２に係る画像処理装置１００の概要を説明するための図である。図８に例示するように、例えば、実施例２に係る画像処理装置１００は、表示部１１２の左半分に血管画像を表示し、右半分にフライ・スルー画像を表示する。例えば、図８に例示する血管画像は、血管の走行情報と、視点位置及び視線方向とを表示する。また、図８においては、閉塞した血管は、点線で表示される。
また、実施例２に係る画像処理装置１００は、表示された血管画像上で視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。例えば、操作者が、マウスによって図８に例示する黒矢印をクリックし、ドラッグすることにより、黒矢印の位置を変更したり、矢印の向きを変更したりすると、画像処理装置１００は、視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。
そして、実施例２に係る画像処理装置１００は、受け付けた視点位置及び視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成し、例えば、図８に例示するように、フライ・スルー画像を表示する。すなわち、操作者が、マウスによって図８に例示する黒矢印をクリックし、ドラッグすると、右半分のフライ・スルー画像も連動して変更することになる。なお、本発明は、画面を分割して表示する手法に限られず、画面を切り替えて血管画像とフライ・スルー画像とを表示する手法にも、同様に適用することができる。
図９は、実施例２に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。図９に例示するように、実施例２に係る画像処理装置１００は、投影画像処理部１５０をさらに備える。投影画像処理部１５０は、投影画像生成部１５１と、視点位置視線方向設定部１５２とを有する。
投影画像生成部１５１は、３次元画像データから血管の走行方向を示す血管画像を生成し、生成した血管画像を表示する。具体的には、まず、投影画像生成部１５１は、３次元画像データ記憶部１２０から読み出した３次元画像データから、血管の走行方向を示す血管画像を生成する。次に、投影画像生成部１５１は、生成した血管画像を表示部１１２に表示する。なお、投影画像生成部１５１は、視点位置及び視線方向の設定を操作者から受け付けるための黒矢印を、例えば初期設定の位置に表示するなどする。
視点位置視線方向設定部１５２は、血管画像上で視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。具体的には、視点位置視線方向設定部１５２は、投影画像生成部１５１によって表示部１１２に表示された血管画像上で、操作者から入力部１１１を介して操作を受け付けることで、視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。そして、視点位置視線方向設定部１５２は、受け付けた視点位置及び視線方向の設定を、フライ・スルー画像処理部１４０のフライ・スルー画像生成部１４１に送る。
すると、実施例２におけるフライ・スルー画像生成部１４１は、視点位置視線方向設定部１５２によって受け付けられた視点位置及び視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成し、視点位置及び視線方向をプラーク石灰厚み計測部１４２に通知するとともに、生成したフライ・スルー画像を表示制御部１４４に送る。
続いて、実施例２におけるプラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを、新たに設定された視点位置に基づいて再び計測し、着色設定部１４３は、計測された厚みに関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を再び行う。すると、表示制御部１４４は、フライ・スルー画像とともに厚みを表示するように再び制御する。
次に、実施例２に係る画像処理装置１００による処理手順を説明する。図１０は、実施例２に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。
まず、実施例２においては、プラーク石灰分離抽出部１３０及び投影画像生成部１５１が、３次元画像データ記憶部１２０から３次元画像データをそれぞれ取得する（ステップＳ２０１）。そして、プラーク石灰分離抽出部１３０は、実施例１と同様、取得した３次元画像データを解析し、血管壁、プラーク部位、及び石灰化部位を分離抽出する（ステップＳ２０２）。一方、投影画像生成部１５１は、取得した３次元画像データから血管画像を生成し、生成した血管画像を表示部１１２に表示する（ステップＳ２０３）。
続いて、実施例２においては、フライ・スルー画像生成部１４１が、フライ・スルー画像上で視点位置及び視線方向の設定を受け付けたか否かを判定するとともに、視点位置視線方向設定部１５２も、血管画像上で視点位置及び視線方向の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
そして、フライ・スルー画像生成部１４１は、フライ・スルー画像生成部１４１自身又は視点位置視線方向設定部１５２によって、視点位置及び視線方向の設定を受け付けたと判定すると（ステップＳ２０４肯定）、フライ・スルー画像を生成する（ステップＳ２０５）。
すると、次に、プラーク石灰厚み計測部１４２が、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを、設定された視点位置に基づいて計測し（ステップＳ２０６）、着色設定部１４３が、計測された厚みに関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を行う（ステップＳ２０７）。
続いて、表示制御部１４４が、着色設定されたフライ・スルー画像を表示部１１２に表示するように制御する（ステップＳ２０８）。その後、画像処理装置１００は、フライ・スルー画像の表示制御の終了が受け付けられたか否かを判定し（ステップＳ２０９）、受け付けられた場合には（ステップＳ２０９肯定）、処理を終了する。
一方、受け付けられていない場合には（ステップＳ２０９否定）、画像処理装置１００は、再び、フライ・スルー画像生成部１４１及び視点位置視線方向設定部１５２が、視点位置及び視線方向の設定を受け付けたか否かを判定する処理に戻る。
なお、図１０は、実施例２に係る画像処理装置１００による処理手順の一例に過ぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ステップＳ２０３の処理は、ステップＳ２０４の処理までに行われていればよく、例えばステップＳ２０２の処理と併行して行われてもよい。
［実施例２の効果］
上述したように、実施例２においては、投影画像生成部１５１が、３次元画像データから血管の走行方向を示す血管画像を生成し、生成した血管画像を表示する。また、視点位置視線方向設定部１５２が、投影画像生成部１５１によって表示された血管画像上で、視点位置及び視線方向の設定を受け付ける。そして、フライ・スルー画像生成部１４１は、視点位置視線方向設定部１５２によって受け付けられた視点位置及び視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成する。このように、実施例２によれば、操作者は、血管内部を、どの位置からどの方向に向けて観察しているかについて、容易に把握することが可能になる。
続いて、実施例３に係る画像処理装置１００を説明する。実施例３に係る画像処理装置１００は、フライ・スルー画像上で、プラーク部位及び石灰化部位を削除する範囲の指定を受け付ける。また、実施例３に係る画像処理装置１００は、受け付けた削除範囲のプラーク部位及び石灰化部位を削除したフライ・スルー画像を３次元画像データから生成する。
図１１は、実施例３に係る画像処理装置１００の概要を説明するための図である。図１１の（Ａ）は、削除範囲の指定を受け付ける前のフライ・スルー画像を例示する。図１１の（Ａ）に例示するように、実施例３に係る画像処理装置１００は、表示されたフライ・スルー画像上で、削除範囲の指定を受け付ける。例えば、操作者が、マウスによって図１１の（Ａ）に例示する画面上でクリックし、ドラッグして円を描くことにより、点線で示される範囲を指定すると、画像処理装置１００は、削除範囲の指定を受け付ける。なお、削除範囲の奥行き方向については、例えば初期値が設定されたり、別途、操作者によって値が設定されたりする。
図１１の（Ｂ）は、受け付けた範囲のプラーク部位及び石灰化部位を削除したフライ・スルー画像を例示する。図１１の（Ｂ）に例示するように、実施例３に係る画像処理装置１００は、受け付けた削除範囲のプラーク部位及び石灰化部位を削除したフライ・スルー画像を３次元画像データから生成し、表示する。
図１２は、実施例３に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。図１２に例示するように、実施例３に係る画像処理装置１００は、フライ・スルー画像処理部１４０が、プラーク石灰削除受付部１４５をさらに備える。
プラーク石灰削除受付部１４５は、フライ・スルー画像上で、プラーク部位及び石灰化部位を削除する範囲の指定を受け付ける。具体的には、プラーク石灰削除受付部１４５は、表示制御部１４４によって表示部１１２に表示されたフライ・スルー画像上で、操作者から入力部１１１を介して操作を受け付けることで、削除範囲の指定を受け付ける。そして、プラーク石灰削除受付部１４５は、受け付けた削除範囲の指定を、フライ・スルー画像生成部１４１に送る。なお、プラーク石灰削除受付部１４５は、削除範囲の指定として、例えば「全範囲」を受け付けてもよい。
すると、実施例３におけるフライ・スルー画像生成部１４１は、プラーク石灰削除受付部１４５によって受け付けられた削除範囲を削除した場合において観察されるフライ・スルー画像を生成する。例えば、フライ・スルー画像生成部１４１は、３次元画像データから削除範囲に対応する画素を削除し、削除後の３次元画像データからフライ・スルー画像を生成する。また、フライ・スルー画像生成部１４１は、削除範囲に関する情報をプラーク石灰厚み計測部１４２に通知するとともに、生成したフライ・スルー画像を表示制御部１４４に送る。
続いて、実施例３におけるプラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを、フライ・スルー画像生成部１４１から通知された削除範囲に関する情報に基づき再び計測し、着色設定部１４３は、計測された厚みに関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を再び行う。すると、表示制御部１４４は、フライ・スルー画像とともに厚みを表示するように再び制御する。
なお、実施例３においては、実施例３に係る画像処理装置１００が、実施例２と同様、投影画像処理部１５０を備え、実施例２と同様、血管画像上で受け付けた視点位置及び視線方向にて観察されるフライ・スルー画像を生成するように構成する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、実施例３に係る画像処理装置１００は、実施例１と同様、投影画像処理部１５０を備えない構成であってもよい。
次に、実施例３における画像処理装置１００による処理手順を説明する。図１３は、実施例３に係る画像処理装置１００による処理手順を示すフローチャートである。すなわち、実施例３における画像処理装置１００は、実施例１と同様、図７に例示した処理手順を実行するとともに、プラーク石灰削除受付部１４５が削除範囲の指定の受け付けを別途行い、削除範囲の指定を受け付けた場合に、図１３に例示する処理手順を実行する。以下、図１３に例示する処理手順を説明する。
実施例３においては、プラーク石灰削除受付部１４５が、プラーク部位及び石灰化部位の削除範囲の指定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。受け付けていない場合には（ステップＳ３０１否定）、プラーク石灰削除受付部１４５は、プラーク部位及び石灰化部位の削除範囲の指定を受け付けたか否かを判定する処理に戻る。
一方、受け付けた場合には（ステップＳ３０１肯定）、フライ・スルー画像生成部１４１が、受け付けられた削除範囲を削除した場合において観察されるフライ・スルー画像を生成する（ステップＳ３０２）。
すると、次に、プラーク石灰厚み計測部１４２が、プラーク部位及び石灰化部位の厚みを、削除範囲を削除した場合において計測し（ステップＳ３０３）、着色設定部１４３が、計測された厚みに関する情報に基づいて、プラーク部位及び石灰化部位の着色設定を行う（ステップＳ３０４）。続いて、表示制御部１４４が、着色設定されたフライ・スルー画像を表示部１１２に表示するように制御する（ステップＳ３０５）。
［実施例３の効果］
上述したように、実施例３においては、プラーク石灰削除受付部１４５が、表示制御部１４４によって表示されたフライ・スルー画像上で、プラーク部位及び石灰化部位を削除する範囲の指定を受け付ける。また、フライ・スルー画像生成部１４１が、プラーク石灰削除受付部１４５によって受け付けられた範囲のプラーク部位及び石灰化部位を削除したフライ・スルー画像を３次元画像データから生成する。また、プラーク石灰厚み計測部１４２が、プラーク部位及び石灰化部位の空間的な分布に関する情報を、プラーク石灰削除受付部１４５によって受け付けられた範囲を削除した場合において計測する。また、着色設定部１４３及び表示制御部１４４が、フライ・スルー画像生成部１４１によって生成されたフライ・スルー画像とともにプラーク石灰厚み計測部１４２によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する。このようなことから、操作者は、例えば治療前などに、フライ・スルー画像上でプラーク部位や石灰化部位の削除処理を擬似的に体験することが可能になる。
その他、本発明は、上記実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
まず、上記実施例においては、プラーク部位や石灰化部位の厚みを計測する手法として、視点位置からプラーク部位などに向けて引かれた直線上における画素の数を計上する手法を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。
例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、プラーク部位や石灰化部位の厚みを芯線との関係に基づいて計測してもよい。図１４Ａ及び１４Ｂ、１５Ａ及び１５Ｂは、他の実施例に係るプラーク部位及び石灰化部位の厚み計測を説明するための図である。
まず、図１４Ａ及び１４Ｂに例示するように、例えば、プラーク部位が、血管の内部に隆起するように付着したとする。なお、図１４Ｂは、図１４Ａに示す血管を左方向から観察した図である。このような場合、プラーク石灰厚み計測部１４２は、血管の芯線ｘから血管壁に向けて垂線を引く。この垂線は、図１４Ａに示すように、芯線ｘと直交する面上を探索するように複数本引かれる。そして、プラーク石灰厚み計測部１４２は、各垂線上において、「プラーク」であることを示すＣＴ値を有する画素の数（ボクセル数）を計上する。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに例示する符号ｙは、いずれも、プラーク部位の厚みを示す。また、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、×印は、プラーク部位の表面（内側の表面）を構成する画素を示す。プラーク石灰厚み計測部１４２は、各垂線上において、「プラーク」であることを示すＣＴ値を有する画素の数を計上することで、プラーク部位の厚みを計測する。また、図示を省略するが、例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、石灰化部位についても同様に、厚みを計測する。
同様に、図１５Ａ及び１５Ｂは、いずれも、血管壁に形成されたプラーク部位を示すが、例えば、プラーク部位は、血管の内部に付着しながらも、その表面は比較的平坦に形成されている。なお、図１５Ｂは、図１５Ａに示す血管を左方向から観察した図である。このような場合、プラーク石灰厚み計測部１４２は、血管の芯線ｘから血管壁に向けて垂線を引く。この垂線は、図１５Ａに示すように、芯線ｘと直交する面上を探索するように複数本引かれる。そして、プラーク石灰厚み計測部１４２は、各垂線上において、「プラーク」であることを示すＣＴ値を有する画素の数（ボクセル数）を計上する。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに例示する符号ｚは、いずれも、プラーク部位の厚みを示す。すなわち、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、×印は、プラーク部位の表面（外側の表面）を構成する画素を示す。プラーク石灰厚み計測部１４２は、各垂線上において、「プラーク」であることを示すＣＴ値を有する画素の数を計上することで、プラーク部位の厚みを計測する。また、図示を省略するが、例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、石灰化部位についても同様に、厚みを計測する。
なお、このような手法でプラーク部位や石灰化部位の厚みを計測した場合、プラーク部位や石灰化部位の厚みは視点位置の影響を受けず、一定の値となる。すなわち、表示制御部１４４は、視点位置に基づいてフライ・スルー画像を表示するとともに、着色設定部１４３から受け取った一定の着色設定に従ってプラーク部位を表示する。
次に、上記実施例においては、プラーク石灰厚み計測部１４２が、ボクセル数を計上することでプラーク部位の厚みを計測し、着色設定部１４３が、計上されたボクセル数に対応する着色設定を行う手法を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、ボクセル数を計上するのではなく、ＣＴ値の積分値を算出し、着色設定部１４３が、算出された積分値に対応する着色設定を行う手法でもよい。
あるいは、例えば、プラーク石灰厚み計測部１４２は、ボクセル数を計上するのではなくＣＴ値の最大値（又は最小値、平均値など）を求め、着色設定部１４３が、求められた最大値（又は最小値、平均値など）に対応する着色設定を行う手法でもよい。すなわち、例えば石灰化部位の場合、一般に、石灰化の進行状況に応じて部位の固さが異なり、ＣＴ値が異なってくると考えられる。そうであるとすると、画像処理装置１００は、例えば、ＣＴ値の最大値又は最小値など、医学的に意味のある値を求め、これに応じた着色設定を行うことにより、石灰化部位の進行状況をより強調して表示することが可能になる。
また、上記実施例においては、空間的な分布に関する情報を、プラーク部位及び石灰化部位に設定する色の濃度で表現する手法を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、輝度の変化で表現する手法を用いてもよい。また、例えば、血管壁、プラーク部位、あるいは石灰化部位それぞれに異なる色を着色する手法を併用してもよい。
また、上記実施例においては、画像処理装置１００が、医用画像診断装置１とは別の筐体として備えられる例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、画像処理装置１００は、医用画像診断装置１内に備えられてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ 医用画像診断装置
２ 医用画像データベース
１００ 画像処理装置
１１０ 通信部
１１１ 入力部
１１２ 表示部
１２０ ３次元画像データ記憶部
１３０ プラーク石灰分離抽出部
１４０ フライ・スルー画像処理部
１４１ フライ・スルー画像生成部
１４２ プラーク石灰厚み計測部
１４３ 着色設定部
１４４ 表示制御部

Claims (5)

  1. 医用画像診断装置によって収集された３次元画像データから、設定された視点位置および視線方向にて観察される仮想内視鏡画像を生成する生成手段と、
    前記３次元画像データを解析し、プラーク部位および／または石灰化部位を特定する特定手段と、
    前記特定手段によって特定されたプラーク部位および／または石灰化部位の空間的な分布に関する情報を計測する計測手段と、
    前記生成手段によって生成された仮想内視鏡画像とともに前記計測手段によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する表示制御手段と
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記表示制御手段は、前記空間的な分布に関する情報を、前記プラーク部位および／または石灰化部位に設定する色の濃度または輝度で表現することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記３次元画像データから血管の走行方向を示す血管画像を生成し、生成した血管画像を表示する血管画像表示手段と、
    前記血管画像表示手段によって表示された血管画像上で、視点位置および視線方向の設定を受け付ける受付手段とをさらに備え、
    前記生成手段は、前記受付手段によって受け付けられた視点位置および視線方向にて観察される仮想内視鏡画像を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
  4. 前記表示制御手段によって表示された仮想内視鏡画像上で、プラーク部位および／または石灰化部位を削除する範囲の指定を受け付ける削除受付手段と、
    前記削除受付手段によって受け付けられた範囲のプラーク部位および／または石灰化部位を削除した仮想内視鏡画像を前記３次元画像データから生成する削除後生成手段と、
    前記特定手段によって特定されたプラーク部位および／または石灰化部位の空間的な分布に関する情報を、前記削除受付手段によって受け付けられた範囲を削除した場合において計測する削除後計測手段と、
    前記削除後生成手段によって生成された仮想内視鏡画像とともに前記削除後計測手段によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する削除後表示制御手段と
    をさらに備えたことを特徴とする画像処理装置。
  5. 被検体の血管を撮影した３次元画像データを収集する収集手段と、
    前記収集手段によって収集された３次元画像データから、設定された視点位置および視線方向にて観察される仮想内視鏡画像を生成する生成手段と、
    前記３次元画像データを解析し、プラーク部位および／または石灰化部位を特定する特定手段と、
    前記特定手段によって特定されたプラーク部位および／または石灰化部位の空間的な分布に関する情報を計測する計測手段と、
    前記生成手段によって生成された仮想内視鏡画像とともに前記計測手段によって計測された空間的な分布に関する情報を表示するように制御する表示制御手段と
    を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
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