CN102421367A - 医用图像显示装置及医用图像显示方法 - Google Patents

医用图像显示装置及医用图像显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种医用图像显示装置及医用图像显示方法。为了提供一种生成并显示在保持摄影时取得的像素值的同时也具有纵深信息的投影图像的医用图像显示装置，本发明的医用图像显示装置，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像，并生成投影图像进行显示，其具备：像素提取部，从投影线上的像素中提取具有满足了预先规定的阈值条件的像素值的像素；和投影像素选择部，在所述像素提取部不能提取具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，将所述投影线上的任意像素选择为投影像素，在提取出具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，基于距所述投影面的距离从所述投影线上的像素中选择投影像素。

Description

医用图像显示装置及医用图像显示方法
技术领域
本发明涉及对从包括X射线CT装置、MRI装置、超声波装置在内的医用图像诊断装置获得的医用图像进行显示的医用图像显示装置及医用图像显示方法，涉及显示在保持摄影时取得的像素值的同时也具有纵深信息的投影图像的技术。
背景技术
作为对从包括X射线CT装置、MRI装置、超声波装置在内的医用图像诊断装置获得的医用图像进行显示的三维图像显示方法之一，有最大值投影(MIP：Maximum Intensity Projection)方法。最大值投影方法是指对三维图像数据进行任意方向的投影处理并将投影线上的最大像素值显示在投影面上的方法，通过该方法获得的图像被称为MIP图像。在摄影时取得的像素值例如为CT图像的情况下，虽然MIP图像保持CT值，但却不具有纵深信息，因此在MIP图像的情况下没有立体感。
作为获得具有立体感的MIP图像的方法，有专利文献1中公开的方法。在专利文献1中，为了获得具有立体感的MIP图像，用多个加权函数分别对三维图像数据进行加权，并对多个加权后的三维图像数据进行最大值投影处理，合计全部的最大值投影结果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2007-275277号公报
但是，在专利文献1中，由于在对三维图像数据加权之后，合计了对加权后的三维图像数据进行最大值投影处理而获得的多个投影图像，因此最终获得的图像没有保持在摄影时取得的像素值例如CT值，因而解读投影的医生难以基于CT值做出诊断。
在使用CT图像进行图像诊断时，摄影时取得的像素值即CT值在获知被检体内的部位处于什么状态的方面是极其重要的信息。另外，在利用MR图像或超声波图像进行图像诊断时，摄影时取得的像素值即浓度值也与CT值同样，在诊断上是重要信息。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种生成并显示在保持摄影时取得的像素值的同时也具有纵深信息的投影图像的医用图像显示装置及医用图像显示方法。
为了达成上述目的，本发明的一种医用图像显示装置，其具备：投影图像生成部，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和投影图像显示部，显示所述投影图像，所述医用图像显示装置特征在于，所述投影图像生成部具备：像素提取部，从投影线上的像素中提取具有满足了预先规定的阈值条件的像素值的像素；和投影像素选择部，在所述像素提取部无法提取具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，选择所述投影线上的任意像素作为投影像素，在能够提取出具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，基于距所述投影面的距离从所述投影线上的像素中选择投影像素，并且所述投影图像生成部将所述选择出的投影图像投影到所述投影面上。
另外，本发明的一种医用图像显示方法，其包括：投影图像生成步骤，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和投影图像显示步骤，显示所述投影图像，所述医用图像显示方法的特征在于，所述投影图像生成步骤包括：像素提取步骤，从投影线上的像素中提取具有满足了预先规定的阈值条件的像素值的像素；和投影像素选择步骤，在由所述像素提取步骤无法提取具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，选择所述投影线上的任意像素作为投影像素，在能够提取出具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，基于距所述投影面的距离从所述投影线上的像素中选择投影像素，在所述投影图像生成步骤中将所述选择出的投影图像投影到所述投影面上。
发明效果
根据本发明，能够提供一种生成并显示在保持摄影时取得的像素值的同时也具有纵深信息的投影图像的医用图像显示装置及医用图像显示方法。
附图说明
图1是表示本发明的医用图像显示装置的硬件结构的图。
图2是表示本发明的实施例1的处理流程的图。
图3是表示根据本发明用于设定阈值及距离的GUI的一例的图。
图4是用于说明投影图像的生成方法的图。
图5是说明根据本发明确定投影像素的方法的图。
图6是根据本发明生成的投影图像和现有的MIP图像的比较图。
图7是说明在根据本发明生成的投影图像上附上阴影的图。
图8是补充说明在投影图像上指定的两点间距离的求解方法的图。
图9是用于显示投影线上的像素值分布图的GUI的一例的图。
图10是表示本发明的实施例2的处理流程的图。
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明涉及的医用图像显示装置的优选实施方式进行说明。另外，在下面的说明及附图中，对具有同一功能结构的结构要素赋予同一符号，并省略重复说明。
图1是表示医用图像显示装置1的硬件结构的图。医用图像显示装置1是通过CPU(Central Processing Unit)2、主存储器3、存储装置4、显示存储器5、显示装置6、连接于鼠标8的控制器7、键盘9及网络适配器10经由系统总线11以可收发信号的方式连接而成的。医用图像显示装置1经由网络12与医用图像摄影装置13或医用图像数据库14以可收发信号的方式进行连接。这里，“可收发信号的方式”是指与电学方式、光学方式或有线方式、无线方式无关彼此能够从某一方向另一方收发信号的状态。
CPU2是控制各结构要素的动作的装置。CPU2将存储装置4中存储的程序或程序执行所需的数据加载到主存储器3中来执行。存储装置4是存储由医用图像摄影装置13拍摄到的医用图像信息的装置，具体而言是硬盘等。另外，存储装置4也可以是软盘、光(磁)盘、ZIP存储器、USB存储器等便携式记录介质和传送数据的装置。医用图像信息经由LAN(Local Area Network)等网络12，从医用图像摄影装置13或医用图像数据库14中取得。另外，存储装置4中存储了CPU2执行的程序或程序执行所需的数据。主存储器3存储CPU2执行的程序或运算处理的中间过程。
显示存储器5暂时存储用于在液晶显示器或CRT(Cathode Ray Tube)等显示装置6上进行显示的显示数据。鼠标8及键盘9是操作者对医用图像显示装置1进行操作指示的操作设备。鼠标8也可以是触控板、轨迹球等其他指示设备。控制器7检测鼠标8的状态以取得显示装置6上的鼠标指针的位置，并将取得的位置信息等输出到CPU2中。网络适配器10用于使医用图像显示装置1与LAN、电话线路、因特网等网络12连接。
医用图像摄影装置13是取得被检体的断层图像等医用图像信息的装置。医用图像摄影装置13例如是MRI装置、X射线CT装置、超声波诊断装置、闪烁相机装置、PET装置、SPECT装置等。医用图像数据库14是存储由医用图像摄影装置13拍摄到的医用图像信息的数据库系统。
通过CPU2执行后述的方法，能够生成在保持摄影时的像素值的同时还具有纵深信息的投影图像，生成的投影图像被显示于显示装置6。
实施例1
图2是表示本发明的实施例1的处理流程的图。下面，对图2的各步骤进行详细说明。此外，在本实施例中，虽然作为医用图像使用CT图像进行说明，但是也可以是MR图像或超声波图像等。
(步骤S201)
CPU2经由网络12从医用图像摄影装置13或医用图像数据库14中取得操作者操作鼠标8或键盘9而选择出的被检体的三维图像数据。这里，三维图像数据是指拍摄被检体而得到的几个至几百个的断层图像，在某一方向上例如垂直于断层面的方向上连续排列而构成。
另外，CPU2取得通过操作者操作鼠标8或键盘9而设定的投影线及投影面的数据。这里，投影线的数据是指相对于三维图像数据的投影方向等，投影面的数据是指相对于三维图像数据的相对位置等。
(步骤S202)
CPU2判断在投影线上是否存在具有比预先规定的阈值大的像素值的像素。如果在投影线上存在具有比阈值大的像素值的像素，则进入步骤S203，否则进入步骤S205。
在本步骤中使用的阈值，既可以使用预先存储在存储装置4中的阈值，也可以使用操作者利用鼠标8等的指示设备根据图3所示的画面600而设定的阈值。对于图3以后详细说明。例如，在打算观察CT值为400左右大小的部分的情况下，操作者将阈值设定为400。
此外，无论将这里所说的“比阈值大的像素值”设定为“阈值以上的像素值”还是将其设定为“满足阈值条件的像素值”，在本发明中都是相同的，不会对应用本发明的装置或系统带来影响。
(步骤S203)
CPU2将具有比阈值大的像素值的像素中的、最靠近投影面的像素的坐标保存到主存储器3中。利用图4及图5，说明确定具有比阈值大的像素值的像素中的、最靠近投影面的像素坐标的方法。此外，在下面的说明中，与像素值A2及B2大致相等的值被设为阈值。
图4是表示利用投影线411A和411B将三维图像400投影到投影面410的样态的图。三维图像400中包括脊椎骨401、肋骨、血管402。在CT图像中，脊椎骨401的像素值A1及肋骨的像素值B1比血管402的像素值A2及B2大。投影线411A和411B与投影面410正交。另外，投影面410是由H轴和V轴构成的面，与投影面410正交的方向为P轴。也就是说，投影线411A和411B与P轴平行。另外，投影线411A是通过具有像素值A1的脊椎骨401和具有像素值A2的血管402的线，投影线411B是通过具有像素值B2的血管402和具有像素值B1的肋骨的线。
图5是表示投影线411A和411B上的CT值分布图，纵轴是CT值，横轴是距投影面的距离。另外，图5(a)表示图4示出的投影线411A和411B的大致整个区域内的CT值分布图，图5(b)是放大表示图5(a)的P轴方向的一部分的图。因为投影线411A通过脊椎骨401和血管402，所以投影线411A上的CT值分布图成为图5(a)中的虚线示出的曲线。另外，因为投影线411B通过血管402和肋骨，所以投影线411B上的CT值分布图成为图5(a)中的实线示出的曲线。如果将投影线411A上的分布图和投影线411B上的分布图与阈值进行比较来搜索具有比阈值大的像素值的像素中的最靠近投影面的像素在P轴的坐标，则分别为PA和PB。此外，关于H轴和V轴的坐标，由于投影线与投影面正交，因而是按照每个投影线来确定的。由此，作为在本步骤中保存的坐标(H，V，P)，确定了(HA，VA，PA)或(HB，VB，PB)。
(步骤S204)
CPU2将在投影线上与步骤S203中保存的坐标偏离了预先规定的距离ΔP的坐标的像素的像素值投影到投影面上。
这里，距离ΔP的值既可以为正值也可以为负值，如果距离ΔP的值为正，则对在远离投影面的方向上偏离的坐标的像素值进行投影，如果距离ΔP的值为负，则是在靠近投影面的方向上偏离。
操作者也可利用鼠标8等指示设备根据图3所示的画面600设定距离ΔP。关于图3在后面详细说明。
利用图4及图5说明将在投影线上与步骤S203中保存的坐标偏离了距离ΔP的坐标的像素的像素值投影到投影面上的方法。
若设步骤S203中保存的坐标为(HA，VA，PA)及(HB，VB，PB)，则因为在投影线上偏离了距离ΔP的坐标为(HA，VA，PA+ΔP)及(HB，VB，PB+ΔP)，所以当在图5(b)所示的分布图上求出各自坐标的像素值时，分别为A2’及B1’。CPU2将求出的像素值A2’及B1’如图4所示那样投影到投影面410上。像素值A2’是与像素值A2不同的值，像素值B1’也与像素值B1不同。
由于即便利用相同阈值和相同距离ΔP，在不同部位投影线上的分布图也不同，因而被投影的像素值例如像A2’及B1’那样成为不同的值，部位的不同被反映在投影图像上。
(步骤S205)
CPU2将投影线上的任意像素的像素值投影到投影面上。在本步骤中投影的像素值可以是投影线上的最大像素值或最小像素值。另外，也可采用计算投影线上的全部像素值的平均值然后进行投影等的已知投影方法。
(步骤S206)
CPU2判断全部投影线是否都已投影到投影面上。如果全部投影线都已被投影，则进入步骤S208，如果有尚未投影的投影线，则进入步骤S207。
(步骤S207)
CPU2在将投影线移动至尚未投影到投影面上的下一投影线之后，返回步骤S202。
(步骤S208)
CPU2使显示装置6显示投影图像。
通过以上说明的步骤，生成本实施例的投影图像，例如被显示在图3所示的画面600上。这里，对图3示出的画面600进行说明。
图3是在显示装置6上显示的画面600的一例。在画面600中包括投影图像显示区601、阈值设定用条602、和距离设定用条603。投影图像显示区601是显示根据本实施例生成的投影图像的区域。
阈值设定用条602是用于设定在步骤S202中用到的阈值的操作图标。操作者通过利用鼠标8等指示设备操作阈值设定用条602，能够改变阈值。在这里示出的阈值设定用条602中，能够在-1000～2000的范围内设定阈值。
距离设定用条603是用于设定在步骤S204中用到的距离ΔP的操作图标。操作者通过利用鼠标8等指示设备操作距离设定用条603，能够改变距离。在这里示出的距离设定用条603中，能够在-2mm～2mm的范围内设定距离的值。此外，在图3的例子中，将距离单位设为mm，但也可将距离单位设为像素数。
图6(a)表示将根据本实施例生成的投影图像的一例与图6(b)示出的MIP图像进行比较的图。图6是利用将与被检体的体轴平行走向的血管模拟嵌入到胸部肋骨图像数据中的三维图像数据，生成本实施例的投影图像和MIP图像的图。相对于在图6(b)示出的MIP图像中看起来全部肋骨部较之血管位于前方，在图6(a)示出的根据本实施例生成的投影图像中，肋骨和血管在纵深方向的位置关系被正确显示出来。另外，相对于在MIP图像中全部肋骨部以几乎相同的像素值被显示出来的情形，在根据本实施例生成的投影图像中按照对肋骨部附于阴影的方式进行显示。
利用图7说明在根据本实施例生成的投影图像中按照对肋骨部附于阴影的方式进行显示的原因。图7表示通过投影线组710投影肋骨部等部位700的状况。一般因为部位700的边界部的像素值是比内部像素值小的值，所以如果在部位700内描绘等像素值线则成为701～703那样，存在等像素值线703＜等像素值线702＜等像素值线701这种的关系。如果针对这样的部位700求出MIP图像的CT值分布图，则由于在MIP图像中投影了投影线上的最大像素值，所以成为实线示出的分布图721。与之相对，在本实施例的投影图像的情况下，因为对与部位700的边界偏离了距离ΔP的坐标即虚线711上的像素值进行投影，所以成为虚线示出的分布图722。其结果，本实施例的投影图像以附于阴影的方式被显示，形成在持续保持摄影时取得的像素值的情况下还具有纵深信息的图像。
另外，由于在本实施例的投影图像中由步骤S204投影的像素保持着三维坐标数据，因此如图8所示那样若通过鼠标8等指示设备指定投影图像中的任意两点A、B，则能够根据下式计算两点之间的距离L。
公式1
L＝{(HA-HB)2+(VA-VB)2+(PA-PB)2}0.5
图9表示为了显示投影线上的像素值分布图而显示于显示装置6上的GUI的一例。在本画面600中包括光标801、投影图像显示区601、分布图按钮604、和结束按钮605。光标801被用于通过操作者操作鼠标8等指示设备来指定画面600上的任意位置。分布图按钮604被用于显示通过指定位置的投影线上的CT值分布图。结束按钮605用于结束分布图显示。
在操作者通过光标801指定了投影图像显示区上的任意一点之后，如果单击分布图按钮604，则如图9所示那样显示通过指定位置的CT值分布图。操作者通过观察被显示的CT值分布图，针对由光标801指定的点，能够连续地观察与投影面正交的方向上的CT值。其结果，能够基于CT值对观察对象部位进行更详细的诊断。
实施例2
实施例1是将距离ΔP的值规定为一个来生成投影图像的。在实施例2中，利用多个距离ΔP，生成不同的投影图像，并依次显示所生成的多个投影图像。通过这样的显示，由于操作者能够连续地观察正交于投影面的方向上的CT值，因而能够更为详细地进行基于CT值的诊断。
图10是表示本发明的实施例2的处理流程的图。下面，对图10的各步骤进行详细说明。此外，对与实施例1相同的步骤赋予相同的步骤符号，并省略说明。
(步骤S201～S207)
与实施例1相同。
(步骤S1008)
CPU2将生成的投影图像与距离ΔP对应地进行存储。
(步骤S1009)
CPU2判断是否针对预先规定的多个ΔP分别存储了投影图像。如果针对全部的ΔP存储了投影图像，则进入步骤S1011，否则进入步骤S1010。
(步骤S1010)
CPU2在改变距离ΔP的值之后，返回到步骤S202。
(步骤S1011)
CPU2使显示装置6按照ΔP的值的顺序连续显示步骤S1008中存储的多个投影图像。或者，也可以根据操作者经由能够任意变更ΔP的GUI而输入的ΔP来显示与ΔP对应的投影图像。
通过以上说明的步骤，根据本实施例生成的多个投影图像被依次显示。特别地，因为满足步骤S202的阈值条件的部位周边的像素值被变化地进行显示，所以通过恰当地设定观察对象部位的阈值，操作者针对观察对象部位能够连续观察正交于投影面的方向上的CT值。其结果，能够基于CT值对观察对象部位进行更详细的诊断。
以上叙述了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于此。例如，在步骤S203中，也可以取代具有比阈值大的像素值的像素中的最靠近投影面的像素的坐标，而保存最远离投影面的像素的坐标。这是由于保存最远离投影面的像素的坐标等价于将投影面配置在相反侧。
附图符号说明：
1  医用图像显示装置
2  CPU
3  主存储器
4  存储装置
5  显示存储器
6  显示装置
7  控制器
8  鼠标
9  键盘
10 网络适配器
11 系统总线
12 网络
13 医用图像摄影装置
14 医用图像数据库

Claims (8)

1.一种医用图像显示装置，其具备：
投影图像生成部，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和
投影图像显示部，显示所述投影图像，
所述医用图像显示装置的特征在于，所述投影图像生成部具备：
像素提取部，从投影线上的像素中提取具有满足了预先规定的阈值条件的像素值的像素；和
投影像素选择部，在所述像素提取部无法提取具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，选择所述投影线上的任意像素作为投影像素，在能够提取出具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，基于距所述投影面的距离从所述投影线上的像素中选择投影像素，
并且所述投影图像生成部将所述选择出的投影图像投影到所述投影面上。
2.根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述投影像素选择部从所述像素提取部提取出的像素中计算出最靠近所述投影面的像素的位置，
选择在所述投影线上与计算出的像素位置偏离了规定距离的像素。
3.根据权利要求2所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述医用图像显示装置还具备距离设定部，其设定所述规定距离。
4.根据权利要求2所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述医用图像显示装置还具备投影图像存储部，所述投影图像存储部按照多个所述规定距离的每个规定距离对应地存储投影图像，
所述投影图像显示部按照所述规定距离的值的顺序连续显示与每一个所述规定距离对应的投影图像。
5.一种医用图像显示方法，其包括：
投影图像生成步骤，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和
投影图像显示步骤，显示所述投影图像，
所述医用图像显示方法的特征在于，所述投影图像生成步骤包括：
像素提取步骤，从投影线上的像素中提取具有满足了预先规定的阈值条件的像素值的像素；和
投影像素选择步骤，在由所述像素提取步骤无法提取具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，选择所述投影线上的任意像素作为投影像素，在能够提取出具有满足了所述阈值条件的像素值的像素的情况下，基于距所述投影面的距离从所述投影线上的像素中选择投影像素，
在所述投影图像生成步骤中将所述选择出的投影图像投影到所述投影面上。
6.一种医用图像显示装置，其具备：
投影图像生成部，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和
投影图像显示部，显示所述投影图像，
所述医用图像显示装置的特征在于，
所述投影图像显示部显示在保持医用图像诊断装置摄影时取得的像素值的同时还具有纵深信息的投影图像。
7.根据权利要求6所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述纵深信息包括所述投影图像中的阴影信息。
8.一种医用图像显示方法，其具备：
投影图像生成步骤，向投影面投影从医用图像诊断装置获得的医用图像来生成投影图像；和
投影图像显示步骤，显示所述投影图像，
所述医用图像显示方法的特征在于，
在所述投影图像显示步骤中，显示在保持医用图像诊断装置摄影时取得的像素值的同时还具有纵深信息的投影图像。
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