CN102781333B - 图像诊断支持设备和方法 - Google Patents

Abstract

为了通过在图像诊断支持设备的期望位置处灵活地分离显示三维医学图像来更有效地可视化三维医学图像。在三维医学图像中指定了至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面。通过参考存储了多个解剖结构的结构信息存储装置和存储了针对对象的每一个解剖结构的分离条件的分离条件存储装置，提取在指定位置的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，以基于所述指定位置确定边界表面，以及在必要时确定切割表面，用于分离地显示多个解剖结构。基于分离条件设置与待分离的结构和指定位置相对应的边界表面，以及在必要时设置切割表面。产生三维医学图像，其中通过边界表面并且在必要时通过切割表面分离待分离的结构，并且显示待分离的结构。

Description

图像诊断支持设备和方法

技术领域

本发明涉及一种图像诊断支持设备、图像诊断支持方法和图像诊断支持程序，其中显示三维医学图像以支持诊断。 

背景技术

近年来，医学图像显示技术在医学领域不断前进。在医学图像显示技术中，对通过超声诊断设备、CT设备或MRI设备以及诸如PET之类的医学成像设备进行成像获得的多组成像图像数据重构的三维医学图像进行显示，以支持在医学领域中执行的图像诊断。在这种图像诊断支持技术中，用来可视化三维医学图像中期望区域的细节的技术以满足诊断目的吸引了注意力。 

例如，日本未审专利公开No.2005-169120(专利文献1)公开了一种产生待检查的解剖结构的结果图像的方法。在专利文献1中，基于一组诊断目的来获得断层图像数据中的目标结构，选择与目标结构相对应的解剖标准模型，以及将所述解剖标准模型与断层图像数据中的目标结构自动地匹配。另外，基于标准模型对断层图像数据进行分割，并且在断层图像数据中选择标准模型的一部分模型中的所有体元，从而产生结果图像，可视化分离为各部分模型的待检查解剖结构。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：特开2005-169120号 

发明内容

发明要解决的技术问题 

然而，在专利文献1的方法中，只在预先设置的部分模型的轮廓处 分离解剖结构，并且进行显示。因此，不能基于诊断目的所要求的期望位置来灵活地分离和显示待诊断的解剖结构。因此，在一些情况下，不能显示针对诊断目的而适当分离的图像，例如异常阴影的诊断。也不能分离显示没有由部分模型等建模的区域。另外，需要通过GUI(图形用户界面)针对每一个部分模型手动地指定分离位置。因此，尤其是当在三维图像中存在多个解剖结构时，使得用于分离显示的操作变复杂。 

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种图像诊断支持设备、图像支持诊断方法和图像诊断支持程序，通过简单的操作、显示在与基于诊断目的而指定的位置相对应的位置处更加灵活地分离的三维医学图像，更加有效地可视化三维医学图像。 

解决技术问题的技术手段 

本发明的一种图像诊断支持设备的特征在于包括： 

三维医学图像数据存储装置，存储对象的三维医学图像数据； 

显示装置，基于所述存储的三维医学图像数据显示三维医学图像； 

结构信息存储装置，存储在所述三维医学图像数据中包括的多个解剖结构； 

指定装置，在由所述显示装置显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于对所述三维医学图像中所包括的多个解剖结构进行分离； 

分离条件存储装置，存储针对所述对象的每一个解剖结构的分离条件，以基于由所述指定装置指定的指定位置来确定边界表面，以及如必要的话确定切割表面，用于分离地显示所述多个解剖结构； 

设置装置，提取在已经指定的指定位置周围的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，并且基于分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，并且如果必要则设置所述切割表面；以及 

分离图像产生装置，基于所述边界表面，以及在必要时基于所述切割表面，并且基于所述三维医学图像数据，产生三维医学图像，在所述三维医学图像中待分离的结构由所述边界表面以及在必要时由所述切割 表面分离，并且使显示装置显示所述三维医学图像。 

本发明的图像诊断支持方法的特征在于包括： 

基于在存储三维医学图像数据的三维医学图像数据存储装置中存储的对象的三维医学图像数据，来显示三维医学图像； 

在由显示装置显示的所述三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于分离在所述三维医学图像中包括的多个解剖结构； 

通过参考存储了在所述三维医学图像数据中包括的多个解剖结构的结构信息存储装置和存储了针对所述对象的每一个解剖结构的分离条件的分离条件存储装置，来提取在已经指定的指定位置周围的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，以基于已经指定的指定位置来确定边界表面，并且在必要时确定分割表面，用于分离地显示所述多个解剖结构，以及基于所述分离条件来设置与带分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，以及在必要时设置所述切割表面；以及 

基于所述边界表面，以及在必要时基于所述切割表面，并且基于所述三维医学图像数据，产生三维医学图像，并且使所述显示装置显示所述三维医学图像，在所述三维医学图像中待分离的结构由所述边界表面以及在必要时由所述切割表面分离。 

一种图像诊断支持程序的特征在于使计算机用作： 

三维医学图像数据存储装置，存储对象的三维医学图像数据； 

显示装置，基于所述存储的三维医学图像数据显示三维医学图像； 

结构信息存储装置，存储在所述三维医学图像数据中包括的多个解剖结构； 

指定装置，在由所述显示装置显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于对所述三维医学图像中所包括的多个解剖结构进行分离； 

分离条件存储装置，存储针对所述对象的每一个解剖结构的分离条件，以基于由所述指定装置指定的指定位置来确定边界表面，以及在必要时确定切割表面，用于分离地显示所述多个解剖结构； 

设置装置，提取在已经指定的指定位置周围的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，并且基于分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，并且在必要时设置所述切割表面；以及 

分离图像产生装置，基于所述边界表面，以及在必要时基于所述切割表面，并且基于所述三维医学图像数据，产生三维医学图像，并且使所述显示装置显示所述三维医学图像，在所述三维医学图像中待分离的结构由所述边界表面以及在必要时由所述切割表面分离。 

在本申请的说明书中，解剖结构不局限于由结构的功能或形状分类的结构，诸如组织、骨头和血管，只要在对象中可识别所述解剖结构。例如，在解剖结构的示例中包括了诸如皮下脂肪和内脏脂肪之类的脂肪以及诸如肿瘤之类的损伤。作为另一个示例，在解剖结构的示例中还包括构成解剖结构一部分的结构。具体地，例如，在解剖结构的示例中包括构成肝脏的肝脏中的血管、肝脏右叶和左叶等以及构成心脏的右心室、右心房、左心室、左心房等。另外，在解剖结构的示例中还包括在器官中占支配地位的基于支配区域分割的区域。 

另外，可以通过点、线、面和三维物体的任一个来指定指定位置。例如，当使用线时，可以使用曲线、直线或其组合。当使用面时，可以使用曲面、平面或其组合。当使用三维物体时，三维物体可以只包括曲面、只包括平面或者包括曲面和平面的组合。 

另外，表述“设置边界表面以及在必要时设置切割表面”意味着可以基于分离条件、在一些情况下针对多有的多个解剖结构设置边界表面，可以针对多个解剖结构的一部分设置边界表面，以及在一些情况下基于分离条件针对其他解剖结构设置切割表面。 

表述“提取相距指定位置预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构”意味着可以通过使用各种类型的判断方法限定这些结构，只要可以判断相距指定位置预定范围的附近存在解剖结构。 

例如，当通过使用点来指定指定位置时，可以将一定范围内的解剖结构定义为待分离的结构，在所述范围内，点和解剖结构上或内的指定 点之间的距离在预定范围内。备选地，可以将包括作为指定位置的点在内的解剖结构定义为待分离的结构。当通过使用直线指定指定位置时，可以将位于一定范围内的解剖结构定义为待分离的结构，在所述一定范围内，在直线上的点和解剖结构上或者解剖结构内的指定点之间的最短距离在预定范围内。备选地，可以将包括指定直线的一部分或全部在内的解剖结构定义为待分离结构。当通过使用面来指定指定位置时，可以将位于一定范围内的解剖结构定义为待分离结构，在所述范围中表面和解剖结构上或内的特定点之间的最短距离位于预定的范围内。替代的，可以将包括指定表面的一部分或全部的解剖结构定义为待分离结构。当通过使用三维物体指定指定位置时，可以将位于一定范围内的解剖结构定义为待分离结构，在所述范围中三维物体中的点和解剖结构上或内的特定点之间的最短距离位于预定的范围内。替代的，可以将包括指定三维物体的一部分或全部的解剖结构定义为待分离结构。 

另外，短语“边界表面，用于分离地显示”是指当将待分离结构的多个解剖结构显示为其间具有一定距离时成为边界的表面。边界表面可以是平面、曲面或者其组合。另外，可以按照将多个解剖结构完全彼此分离的方式设置边界表面。替代的，可以只针对多个解剖结构的一部分设置边界表面。可以按照只分离解剖结构的一部分的方式设置边界表面。 

在本发明的图像诊断支持设备中，期望分离条件确定待分离结构的轮廓作为边界表面。 

在本发明的图像诊断支持设备中，期望当预定解剖结构构成另一个解剖结构的一部分时，分离条件确定多个解剖结构的预定解剖结构的轮廓作为边界表面。例如，其他解剖结构可以是肝脏，并且预定解剖结构可以是构成肝脏的血管。 

在本发明的图像诊断支持设备中，分离条件可以按照只分离地显示解剖结构的一部分的方式来确定边界表面。 

期望本发明的图像诊断支持设备还包括分离条件改变装置，接收对由显示装置显示的三维医学图像进行显示时分离条件的变化，并且改变在分离条件存储装置中存储的分离条件。 

在本发明的图像诊断支持设备中，指定装置可以通过限制预定区域来指定三维医学图像的预定区域中的指定位置。 

表达式“通过限制预定区域”意味着在受限制的区域中指定了指定位置。可以将区域限定为各种形状，例如分段、多边形、圆盘形、棱形、圆柱形、多面体和半球形。 

在本发明的图像诊断支持设备中，解剖结构可以是骨头。例如，解剖结构可以是构成每一个关节的骨头，例如股骨、髌骨、胫骨等构成膝关节的骨头。备选地，解剖结构可以是构成脊骨的椎骨。 

期望分离条件还确定用于旋转和显示解剖结构的旋转方向和旋转量。期望分离图像产生装置产生三维医学图像，基于分离条件在三维医学图像中分离和旋转解剖结构。例如，可以按照在显示屏幕上显示对解剖结构进行分离的边界表面的方式来旋转解剖结构。另外，可以将解剖结构沿各种方向旋转任意旋转量。 

指定装置可以通过指定构成三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像而不是三维医学图像中的特定位置，来指定指定位置。预定断层图像可以是通过使用CT设备等的断层照相获得的多个切片图像。备选地，预定断层图像可以表示通过使用MPR方法等由三维医学图像产生的任意截面。可以显示这些断层图像的缩减图像，或者断层图像可以代表断层图像的一部分。另外，指定装置可以显示构成三维医学图像的多个断层图像的列表，并且指定在列表中显示的多个断层图像的预定断层图像。备选地，指定装置可以通过基于三维坐标系中的位置来顺序地切换显示的图像来显示构成三维医学图像的多个断层图像，并且当显示期望的断层图像时，指定装置可以通过使用诸如鼠标之类的输入装置来指定预定断层图像。 

发明效果 

根据本发明的图像诊断支持设备、图像诊断支持方法和图像诊断支持程序，由显示装置显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于分离在三维医学图像中包括的多个解剖结构。另外，通过参考存储了分离条件的分离条件存储装置，提取相距 已经指定的指定位置预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离结构，以基于已经指定的指定位置来确定边界表面，并且在必要时确定分割表面，用于分离地显示多个解剖结构。另外，基于分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，以及在必要时设置切割表面。因此，可以基于指定位置针对多个解剖结构的每一个自动地设置合适的边界表面，以及在必要时设置切割表面。另外，可以通过只指定所需位置的简单操作，更加灵活地显示基于适用于诊断目的的所需位置而分离的三维医学图像。因此，可以更加有效地可视化三维医学图像。 

当分离条件确定待分离结构的轮廓作为边界表面时，可以满足用于可视化解剖结构的轮廓的要求。因为可以基于指定位置容易地显示在相距指定位置预定范围内的轮廓处分离的图像，可以通过简单的操作来显示所需的分离图像。 

当多个解剖结构的预定解剖结构构成另一个解剖结构的一部分时，分离条件可以确定预定解剖结构的轮廓作为边界表面。在这种情况下，即使通过边界表面或者切割表面分离地显示了其他解剖结构，也不会通过切割表面分离地显示预定结构，而是按照保持预定结构的轮廓的方式进行显示。因此，可以分离地显示其他解剖结构和构成其他解剖结构的预定结构，使得容易分别对它们进行诊断。 

当分离条件按照只分离地显示解剖结构的一部分的方式来确定边界表面时，可以通过基于诊断的目的只分离解剖结构的所需部分来分离地显示。 

当进一步提供分离条件改变装置时，分离条件改变装置接收对由显示装置显示的三维医学图像进行显示时分离条件的改变并且改变在分离条件存储装置中存储的分离条件，可以基于诊断的目的灵活地改变分离条件。因此，可以容易地执行所需的分离显示。 

当指定装置通过限制三维医学图像的区域来指定区域中的指定位置时，可以在所需区域中设置边界表面，以及在必要时设置切割表面。因此，可以按照仅在所需区域中执行分离显示的方式来进行显示。 

当分离条件还确定用于旋转和显示解剖结构的旋转方向和旋转量、 并且分离图像产生装置产生基于分离条件分离和显示解剖结构的三维医学图像时，可以按照在显示屏幕等上显示对解剖结构进行分离的边界表面的方式来旋转解剖结构。因为可以将已经旋转的解剖结构沿各个方向旋转任意的旋转量，可以容易地执行所需分离显示。 

当指定装置通过指定组成三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像而不是三维医学图像中的指定位置，来指定指定位置时，可以基于所需断层图像的位置来容易地指定所需指定位置。 

附图说明

[图1]根据第一实施例的图像诊断支持设备的功能模块图； 

[图2]示出了第一实施例的结构的方框图； 

[图3]根据第一实施例的分离条件表的示例； 

[图4A]示出了根据第一实施例指定肝脏中位置的示例的图； 

[图4B]示出了根据第一实施例的肝脏的分离图像的图像； 

[图4C]示出了根据第一实施例的肝脏的分离图像的修改示例的图像； 

[图5]示出了根据第一实施例的图像诊断支持处理的流程的流程图； 

[图6A]示出了根据第一实施例的用于指定心脏中位置的方法的图； 

[图6B]示出了根据第一实施例的心脏的分离图像的图； 

[图7]示出了根据第一实施例的指定分离皮下脂肪的位置的示例的图； 

[图8]示出了根据第一实施例的指定肠中位置的示例的图； 

[图9A]示出了根据第二实施例的指定头部中位置的示例的图； 

[图9B]示出了根据第二实施例的头部的分离图像的图(等级1)； 

[图9C]示出了根据第二实施例的头部的分离图像的图(等级2)； 

[图10]第二实施例、第三实施例和第四实施例中的分离条件表的示例； 

[图11]示出了在第二实施例中的多层显示处理流程的流程图； 

[图12A]示出了根据第三实施例的指定肝脏中位置的示例的图； 

[图12B]第三实施例的肝脏的分离图像的图； 

[图13]示出了根据第三实施例的部分分离图像处理流程的流程图； 

[图14]示出了根据第四实施例的选择和指定指定位置的示例的图； 

[图15]示出了根据第四实施例的指定恶性区域位置的示例的图(由曲线指定)； 

[图16]示出了根据第四实施例的指定恶性区域位置的示例的图(由三维物体指定)； 

[图17]示出了根据第四实施例的指定牙齿位置的示例的图(由点指定)； 

[图18]示出了根据第四实施例的指定皮下脂肪位置的示例的图(由Z指定)； 

[图19]示出了根据第五实施例的图像诊断支持设备的结构方框图； 

[图20]根据第五实施例在显示屏幕上显示的示例； 

[图21]根据第六实施例的用于解释在显示屏幕上指定位置和显示数据的方法的图； 

[图22]根据第六实施例和第七实施例的分离条件表的示例； 

[图23]第七实施例的功能方框图； 

[图24]根据第七实施例的椎骨提取装置19的功能方框图； 

[图25]用于解释根据第七实施例的用于指定指定位置的方法的图； 

[图26]用于解释根据第七实施例的提取椎骨的方法的图； 

[图27]根据第七实施例的用于提取椎骨的方法的流程图； 

[图28A]示出了根据第七实施例在每一个截面位置处的第一特征值(积分值)的二维分布的示意图(椎骨中心位置)； 

[图28B]示出了根据第七实施例的每一个截面位置处的第一特征值(被积函数)的二维分布的示意图(椎间骨(inter vertebral)位置)； 

[图29]示出了根据第七实施例的椎骨体的三维形状和三维形状的内部点处的Hessian矩阵的特征向量之间的对应关系的示意图；以及 

[图30]示出了沿Z’-轴方向的第一和第二特征值的分布、以及在向第二特征值施加LoG滤波器之后的第二特征值的分布、以及沿Z’-轴方向的第三特征值的分布。 

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的图像诊断支持设备的实施例。 

图1是示出了根据本发明实施例的图像诊断支持设备的方框图。图1所示的图像诊断支持设备包括：三维医学图像数据存储装置12，存储与对象有关的三维医学图像数据；显示装置16，基于存储的三维医学图像数据显示三维医学图像；结构信息存储装置11，存储在三维医学图像数据中包括的多个解剖结构；指定装置13，在由显示装置显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于分离三维医学图像中所包括的多个解剖结构；分离条件存储装置17存储针对对象的每一个解剖结构的分离条件，以基于由指定装置13指定的指定位置来确定边界表面，以及在必要时确定切割表面，用于分离地显示多个解剖结构；设置装置14，提取相距已经指定的指定位置预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，并且基于分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，并且在必要时设置切割表面；以及分离图像产生装置15，基于边界表面，以及在必要时基于切割表面，并且基于三维医学图像数据，产生三维医学图像，通过边界表面，以及在必要时通过切割表面在三维医学图像中分离待分离的结构，并且使显示装置显示三维医学图像。 

接下来将描述与根据第一实施例的图像诊断支持设备相关的结构。在本申请的说明书中，将相同的符号分配给相同的部分，并且将省略与相同部分有关的解释。 

图2是示出了图像处理工作站100的结构的示意方框图。如图2所述，根据本发明实施例的图像诊断支持设备由图像处理工作站100构成，图像处理工作站100包括诸如液晶监视器之类的显示单元101，显示单元执行各种显示；输入单元103，包括键盘、鼠标等，用于执行各种输入；硬盘105，存储用于控制根据本发明实施例的图像诊断支持设备的各种程序和诸如图像数据之类的各种数据；CPU 107，通过执行各种程序来控制根据本发明实施例的图像诊断支持设备；存储器109，在程序执行期间用作工作区域；以及通信接口111，通过总线113与网络相连。 

在所有实施例中，通过计算机执行从外部安装的程序来执行本发明的功能。可以通过诸如CD-ROM、闪速存储器和FD提供，或者由通过网络由外部存储介质供应包括程序在内的一组信息，并且将程序安装到计算机中。 

三维医学图像数据存储装置12主要包括硬盘105。三维医学图像数据存储装置12存储由CT设备、MRI设备、PET设备、超声诊断设备等获得的切片图像和由这些切片图像重构的三维医学图像。所存储图像的典型示例是由体绘制表示的图像。然而，本发明不局限于本发明的实施例，并且可以将各种伪三维图像产生方法应用于本发明的图像诊断支持设备。例如，可以应用边界采掘(marchingcube)方法或者表面绘制方法。用于存储图像数据的格式和当通过网络将图像数据发送至另一个设备时采用的格式是基于诸如DICOM(医学数字成像和通信)之类的协议。 

显示装置16包括用于显示三维医学图像的显示单元101。显示装置16在显示单元101上显示从三维医学图像数据存储装置12获得的三维医学图像。 

结构信息存储装置11存储在三维医学图像数据中识别的多个解剖结构。这里，解剖结构不局限于基于功能和形状进行分类的诸如器官、骨头和血管之类的结构，只要解剖结构在对象中是可识别的。例如，在解剖结构中包括诸如皮下脂肪和内脏脂肪之类的脂肪以及诸如肿瘤之类的病变。作为另一个示例，在解剖结构中还包括构成解剖结构的一部分的结构。具体地，例如在解剖结构中包括构成肝脏的肝脏中的血管、肝脏右叶和左叶等以及构成心脏的右心房、右心室、左心房和左心室等。另外，在解剖结构中还包括基于支配器官的支配区域而分割的区域。表述“支配器官”意味着通过向器官供氧和氮可以维持器官的正常功能。例如，如果器官是心脏，右冠状动脉和左冠状动脉(左前支管和左曲支管)与支配器官的血管相对应。如果器官是脑，上矢状窦、下矢状窦、大脑大静脉等与支配器官的血管相对应。如果器官是肝脏，门静脉与支配器官的血管相对应。 

另外，在解剖结构中可以包括通过使用各种已知方法计算获得的支 配区域。例如，对于心脏，通过使用由富士胶片公司递交的“Diagnosis Support Apparatus，Diagnosis Support Program，and Diagnosis Support Method”(日本申请No.2009-158534)中公开的方法估计的支配区域等可以包括在解剖结构中。具体地，在由富士胶片公司递交的“Diagnosis Support Apparatus，Diagnosis Support Program，and Diagnosis Support Method”(日本申请No.2009-158534)中，从三维图像中提取了支配心脏的多个冠状动脉区。另外，基于每一个冠状动脉获得远离构成每一个冠状动脉的中心线的多个候选点中每一个的坐标点。坐标点沿与每一个冠状动脉的主轴垂直的方向、并且沿心肌表面延伸方向的方向距离候选点距离Δd。通过这种处理获得的多个坐标点代表冠状动脉的支配区域的试探性边界线。换句话说，试探性地设置了具有宽度Δd的冠状动脉的支配区域。另外，相对于已经试探性设置的冠状动脉的多个支配区域(LAD区域、LCX区域和RCA区域)，基于针对各个冠状动脉而设置的试探性边界线之间的位置关系判断是否存在重叠区域。当在冠状动脉的支配区域之间不存在重叠区域时，在相距候选点2Δd距离的位置处再次设置新的试探性边界线。重复类似的处理，直到发生冠状动脉的支配区域之间的重叠为止。如果当发生重叠时的区域宽度是nΔd(n是正整数)，将在这一步骤之前紧邻的步骤中试探性地设置的具有(n-1)Δd宽度的区域估计为冠状动脉的支配区域。备选地，可以将在这一步骤之前的两个或多个步骤时试探性地设置的区域估计为冠状动脉的支配区域。 

例如，对于肝脏，解剖结构可以包括通过使用识别每一根血管的支配区域的方法而获得的支配区域作为肝脏段。通过提取肝脏区域中的血管、并且通过使用Voronoi图(参考R.Beichel等人的日本未审专利公开No.2003-033349“Liver Segment Approximation in CT Data for Surgical Resection Planning”，Fitzpatrick、J.Michael、M.Sonka等人在Proceedings of the SPIE，Vol.5370，第1435-1446页，2004编辑的“Medical Imaging2004：Image Processing”，等等)来识别肝脏区域中除血管之外的血管支配区域(肝主质等)来识别肝脏段。 

对于肺野，解剖结构可以包括诸如支气管小区域的支配区域之类的支配区域。具体地，通过使用区域生长方法提取支气管区域中的一组体 元，并且在所提取的支气管区域上执行细化。另外，基于获得的表示支气管的细线之间的连接关系对细化的线条上的每一个体元进行分类，细线进入端点、边缘或分支点。因此，获得了表示支气管的树状结构数据(细节请参考D.Kobayashi等人的“(Trial of Branch Base Tree Structure Model Construction for blood vessel Geometric Representation”，[在线]，RIKEN，RIKEN Symposium“Digitization and Database Construction Research of Organism Shape Information”第84-92页，2005，[2010年1月6日检索]，因特网 URL：http://www.comp-bio.riken.jp/keijyo/products/2005_1_files/kobayashiprint.pdf；S.Nakamura等人的“Automated Classification of Pulmonary Artery and Vein from Chest X-ray CT Images by Tree Structure Analysis”，Technical Research Report of the Institute of Electronics，Information and Communication Engineers，MI，Medical Image，日本电子信息和通信工程师协会，Vol.105，No.580，第105-108页，2006，[2009年11月20日检索]，因特网 URL：http://www.murase.nuie.nagoya-u.ac.jp/～ide/res/paper/J05-kenkyukai-snaka-1.pdf，等等)。将获得的支气管结构用作一组核心点，并且执行三维Voronoi分割以获得肺野中的每一个体元最靠近构成支气管结构的支气管的哪一个支气管。另外，将通过相同支气管支配的区域确定为支气管的支配区域(细节请参考Y.Hirano等人的“Quantification of shrinkage of lung lobes in chest CT images using the 3D Voronoi division and application to tumor discrimination”，[在线]，Proceedings of 20th Annual Meeting of the Japanese Society of Medical Imaging Technology，第315-316页2001，[2009年11月20日检索]，因特网URL：http://mase.itc.nagoya-u.ac.jp/～hirano/Papers/JAMIT2001.pdf等等)。 

在本申请的说明书中，解剖结构可以是通过使用各种已知技术识别的结构。例如，可以通过计算机辅助图像诊断(CAD：计算机辅助诊断)提取解剖结构。作为提取每一个解剖结构中的每一个器官的特定示例，在日本未审专利公开No.2001-137230和日本未审专利公开No.2008-253293中公开的技术可以用于肺野。另外，在日本未审专利公 开No.2001-283191和日本未审专利公开No.2002-345807中公开的技术可以用于提取肝脏。在日本已审专利公开No.2008-043564中公开的技术可以用于骨头，以及在日本已审专利公开No.2004-141612公开的技术可以用于心脏。另外，可以采用其他器官识别技术，只要病变的指定位置所属的器官是可提取的。 

可以采用以下技术作为检测病变区域的技术。具体地，可以应用日本未审专利公开No.2003-225231、日本未审专利公开No.2003-271924以及K.Kubota等人在电子信息和通信工程师协会(the Institute of Electronics，Information and Communication Engineers)的IEICE技术报告(IEICE Technical Report)第41-46页，MI2001-41，2001的“Evaluation of Computer-Aided Diagnosis system for Lung Cancer based on Helical CT images”中公开的用于检测肺癌的技术。另外，可以应用弥散肺疾病(diffuse lung disease)的检测技术，例如在S.Kido等人由特定领域的教育、文化、体育、科学和技术部提供的科研基金“用于弥散肺疾病的智能CAD(Intelligent CAD for diffuse lung disease)”中所公开的硬化、磨砂玻璃不透明(GGO)、碎石路、蜂房状阴影、肺气肿阴影和颗粒状阴影；以及Proceedings of 4th Symposium的第45-54页，2007的“Intellectual Diagnosis Aid of Multi-Dimensional Medical Image”。另外Y.Wakida等人在2007年日本医学图像计算机辅助诊断交流会(Proceedings of Japan Society of Computer-Aided Diagnosis of Medical Images)的Vol.10、No.1的“Liver Cancer Detection based on a Temporal Density Feature from Abdominal Dynamic X-ray CT Images”公开的用于检测肝癌的技术是可用的。另外，在由特定领域的教育、文化、体育、科学和技术部提供的科研基金“基于人体正常结构识别的智能计算机辅助诊断”的、第四届讨论会(Proceedings of 4th Symposium)的第55-60页，2007的“Intellectual Diagnosis Aid of Multi-Dimensional Medical Image”公开的用于检测肝细胞癌、肝囊肿、肝血管瘤、肝脏区域出血和大脑区域出血的技术可用。 

另外，可以使用如在日本未审专利公开No.2004-329929中公开的用于检测血管中异常的技术、如在日本未审专利公开No.10(1998) -097624中所公开的用于检测异常阴影候选的技术(由富士胶片递交)以及如在日本未审专利公开No.8(1996)-215183中公开的用于检测钙化区的技术。 

指定装置13包括诸如鼠标、触摸笔工具和触摸板之类的输入工具。指定装置13在由显示装置16显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且在必要时指定切割表面，用于分离在三维医学图像中所包括的多个解剖结构。 

用于指定位置的方法不局限于本发明的第一实施例。可以使用各种已知方法，只要位置是可指定的。可以通过只使用点、线、面和三维物体之一来指定位置。可以通过使用曲线或者直线或曲线和直线的组合来执行通过线指定位置的操作。可以通过使用曲面或平面或者曲面和平面的组合来执行通过面来指定位置的操作。另外，通过使用只包括曲面的三维物体或者只包括平面的三维物体、或者通过包括曲面和平面组合的三维物体来执行通过三维物体指定位置的操作。 

分离条件存储装置17主要包括硬盘105。针对对象的每一个解剖结构确定分离条件。分离条件基于由指定装置13指定的指定位置来确定边界表面或者在必要时确定用于分离地显示多个解剖结构的切割表面。另外，在第一实施例中，分离条件包括由表示对象的解剖结构的移动量和移动方向组成的信息。移动条件针对每一个解剖结构确定解剖结构移动量和移动方向。移动条件不局限于本申请的说明书中所述的实施例。可以将移动条件与分离条件分离地存储在由例如硬盘的存储装置组成的移动条件存储装置中。另外，设置装置或分离图像产生装置可以通过参考移动条件存储装置来确定与每一个解剖结构相对应的移动条件。然而，当移动条件中的移动量为零时，换句话说，当不移动解剖结构时，移动条件可以只表示移动距离。移动量应该直接或者间接地表示移动的量。例如，移动量可以由移动的距离、移动的角度等来表示。原理上，移动条件由指定位置和基于指定位置的移动方向组成。然而，当不移动解剖结构时，移动条件可以只表示移动量。 

另外，可以通过使用各种已知的方法来定义分离条件，只要每一个解剖结构与边界表面或者用于分离解剖结构的切割表面相关。另外，用 于设置表面的各种已知方法可以用作用于指定切割表面的方法。另外，可以通过使用各种已知方法来设置移动条件，只要移动量和移动方向是可间接或直接设置的。 

可以使用可设置用于解剖结构的各种类型形状作为边界表面来设置分离条件。期望确定待分离结构的轮廓作为边界表面。当确定待分离结构的轮廓作为边界表面时，可以只通过对指定位置进行指定以满足用于可视化解剖结构轮廓的需求来显示在边界处分离的解剖结构。因此，可以通过简单的操作实现有效的图像诊断。另外，当用户想要观察切割表面时或者当不适合设置轮廓作为边界表面时，在必要时可以将指定的表面作为分离条件中的切割表面。 

第一实施例中的分离条件表170只描述了通过指定装置13使用面来指定针对每一个解剖结构的位置的情况作为示例。然而，每一个解剖结构可以按照这样的方式与用于分离解剖结构的边界表面或者切割表面相关：使得边界表面或者用于分离解剖结构的切割表面的一部分或全部针对每一个指定位置(例如点和三维物体)都不同。 

设置装置14主要包括CPU 307。设置装置14参考结构信息存储装置11，并且提取在由指定装置13已经指定的指定位置的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离结构。另外，设置装置14基于分离条件设置与待分离的提取结构相对应的边界表面以及已经指定的特定位置，并在必要时设置切割表面。 

本发明不局限于第一实施例。当提取指定位置的预定范围内存在的多个解剖结构作为待切割结构时，可以通过使用各种判决方法来定义这些结构，只要可以判定解剖结构存在于指定位置的预定范围内。 

例如，当通过使用点来指定指定位置时，可以将位于其中点和解剖结构上或者内的特定点之间的距离落在预定范围内的范围中的解剖结构定义为待分离结构。备选地，可以将包括作为指定位置的点在内的解剖结构定义为待分离结构。当通过使用直线来指定指定位置时，可以将位于直线上的点和解剖结构上或内的特定点之间的最短距离落在预定范围的范围中的解剖结构定义为待分离结构。备选地，可以将包括指定直线的一部分或全部在内的解剖结构定义为待切割结构。当通过使用面来指 定指定位置时，可以将其中表面和解剖结构上或内的特定点之间的最短距离落在预定范围内的解剖结构定义为待切割结构。备选地，可以将包括指定表面的一部分或全部在内的解剖结构定义为待切割结构。当通过使用三维物体来指定指定位置时，可以将位于其中三维物体中的点和解剖结构上或内的特定点之间的最短距离落在预定范围内的解剖结构定义为待分离结构。备选地，可以将包括指定三维物体的一部分或全部在内的解剖结构定义为待分离结构。 

设置装置14基于上述分离条件确定边界表面，或者在必要时确定针对每一个待分离结构的切割表面。设置装置14可以按照这样的方式设置：使得只通过边界表面或者切割表面的一部分来分离地显示解剖结构。备选地，设置装置14可以按照这样的方式设置：使得通过所有的边界表面或切割表面来分离地显示解剖结构。 

分离图像产生装置15主要包括CPU 307。分离图像产生装置15基于边界表面，在必要时基于切割表面和三维医学图像数据产生三维医学图像，在三维医学图像中通过边界表面以及在必要时通过切割表面来分离待分离的结构，并并且使显示装置显示三维医学图像。 

在其中移动作为待分离结构的多个解剖结构的分离显示时，分离图像产生装置15计算在移动之后、作为待分离结构的多个解剖结构的每一个体元的位置。分离图像产生装置15复制体元值等，并且在分离之后重构三维医学图像。这里，可以使用已知的方法来重构新的三维医学图像，在新的三维医学图像中通过使用三维医学图像数据分离地显示三维医学图像中的结构。在本申请的说明书中，在一些情况下将重构的三维医学图像称作“分离图像”。不必在产生重构图像之后立即通过显示装置16显示重构的图像。可以在临时存储在诸如硬盘之类的存储装置中之后或者在通过网络等发送或接收之后来显示重构图像。 

只有解剖结构的边界表面或切割表面的一部分可以平行移动、或者旋转和移动，可以对其中在边界表面或切割表面的一部分处没有分离地显示解剖结构的三维医学图像进行重构。在这种情况下，可以通过使用已知方法将体元的密度值等适当地在将已经分离的部分和还没有分离的部分相连接的部分中进行插值，来产生分离图像，例如在必要时使用线 性差值方法。 

期望按照以下方式进一步地构建分离图像：可以通过已知的编辑工具等移动解剖结构的位置，在分离图像中旋转解剖结构，并且可以改变在分离图像中包括的结构的比例和颜色等。另外，期望分离图像是基于其他各种需求可编辑的。 

接下来参考图3至图5，将使用特定示例描述根据第一实施例的图像诊断支持处理的流程。图3示出了第一实施例中的分离条件表170。图4A是示出了根据第一实施例的肝脏中的指定位置的图。图4B是示出了在第一实施例中肝脏的分离图像的示例的图。图5是示出了在第一实施例中的图像诊断支持处理流程的流程图。 

首先，指定装置13指定了指定位置(S101)。如图4A所示，指定装置13包括用于指定直线的刀型工具131。刀型工具131是用于通过诸如鼠标之类的输入工具来表示在显示装置16上显示的计算机操作监视器屏幕上的当前输入位置的指示器。当选择使得能够设置由显示装置16显示的三维医学图像中的指定位置时，将刀型工具131显示为三维医学图像中的指示器。可以通过刀型工具131指定所需的直线13A，例如通过在起始点单击鼠标左键来指定三维医学图像中的起始点、然后通过在终点单击鼠标左键来指定三维医学图像中的终点。 

接下来，设置装置14提取在相距指定位置预定范围的范围内存在的解剖结构作为待分离解剖结构(S102)。 

如图4A所示，通过刀型工具131的操作在代表肝脏的三维医学图像中指定了直线13A。用户通过鼠标操作刀型工具131。包括直线131A在内并在三维医学图像上沿与显示屏幕垂直的方向延伸的表面13B是指定位置。下文中在本申请的说明书中，在一些情况下将作为指定位置的表面称作指定表面。在图4A中，在相距指定表面13B的预定范围d内存在肝脏右叶36、肝脏左叶37和肝脏中的血管38的一部分。因此，将肝脏右叶36、肝脏左叶37和肝脏中的血管38提取为待切割结构。 

另外，设置装置14参考分离条件表170，并且基于解剖结构和指定位置设置边界表面，以及在必要时设置切割表面(S103)。 

图3示出了与对象中的解剖结构有关的分离条件表170的示例。在 图3中所示的示例中，边界表面或者在必要时的切割表面以及包括移动方向和移动量在内的信息基于用于分离解剖结构的特定位置而与每一个解剖结构相关。如图3和图4A所示的，对于肝脏右叶36，设置装置14基于分离条件表170设置肝脏右叶36的轮廓作为边界表面。另外，设置装置14设置不移动肝脏右叶36。对于肝脏左叶37，设置装置14设置肝脏左叶37的轮廓371作为边界表面。另外，设置装置14设置沿垂直远离指定表面13B的方向移动距离d₃₇。对于肝脏中的血管38，设置装置14设置肝脏中的血管38的轮廓381作为边界表面。另外，设置装置14设置不移动肝脏中血管38的轮廓381。这里，可以将移动条件与分离条件分离地存储在由存储装置组成的移动条件存储装置中，例如硬盘。例如，可以针对每一个解剖结构存储移动量和移动方向。在上述步骤S103中，设置装置14可以设置边界表面并且在必要时设置切割表面，并且也通过分离地参考移动条件存储装置来设置与每一个解剖结构相对应的移动条件。 

接下来，分离图像产生装置15在边界表面或切割表面处重构作为分离图像的三维医学图像(S104)，已经基于设置的移动条件移动了分离图像。最后，显示装置16显示重构的分离图像(S105)。 

在本发明的第一实施例中，对如图4B所示的三维医学图像进行重构。在图4B中，只将肝脏左叶37的轮廓371设置为边界表面，并且沿与指定表面13b远离的方向将边界表面371垂直移动d₃₇，以重构和显示三维医学图像。在图4B中所示的示例中，只移动了肝脏左叶37。同时，图4C是修改示例，其中也移动了肝脏右叶36。在该修改示例中，分离条件表170设置肝脏右叶36的轮廓361作为边界表面，并且沿与肝脏左叶37的移动相同的方向将肝脏右叶36移动d₃₇。肝脏左叶37和肝脏右叶36沿相同的方向移动相同的距离。另外，设置装置14设置肝脏中的血管38的轮廓381作为边界表面，并且沿垂直远离选定表面13B的方向将肝脏中的血管38移动d₃₈。肝脏中的血管38沿与肝脏左叶37和肝脏右叶36的移动方向相反的方向移动。 

另外，作为另一个修改示例，可以按照以下方式设置分离条件：使得分别将肝脏左叶37的轮廓和肝脏右叶36的轮廓设置为边界表面，并 且与指定表面垂直地沿彼此相反的方向移动，并且将肝脏中血管38的轮廓设置为边界表面，并且不移动。备选地，可以按照以下方式设置分离条件：使得将横穿肝脏左叶37的指定表面13B设置为只针对肝脏左叶37的切割表面。可以按照各种组合方式设置边界表面，以及在必要时设置切割表面。 

在第一实施例中，在针对对象的每一个解剖结构的分离条件中包括确定每一个解剖结构的移动量和移动方向的移动条件。可以将移动条件与分离条件分离地存储在由存储装置组成的移动条件存储装置中，例如硬盘。另外，在上述步骤S104中，分离图像产生装置可以参考移动条件存储装置来确定与每一个解剖结构相对应的移动条件，并且产生分离图像。 

接下来，将描述已经应用了根据本实施例的图像诊断支持设备1的解剖结构的分离显示的各种特定示例。 

图6A和6B是示出了根据本发明实施例的心脏的分离显示示例的图。图6A是分离显示之前的三维医学图像的图，以及图6B是心脏的分离图像的图。在图6A中，虚线表示心脏的内部轮廓。预先识别出右心室31和右心房32之间的轮廓311、右心室31和左心室33之间的轮廓331以及左心室33和左心房34之间的轮廓332。另外，假设通过使用已经描述的已知技术来识别右心房32和左心房34之间的轮廓。 

在图6A中，通过刀型工具131指定直线13A，并且指定了作为指定位置的指定表面13B。 

接下来，设置装置14提取右心房32、右心室31、左心房34和左心室33作为待切割结构，其每一个的一部分存在于相距指定表面13B预定距离d的范围内(在预定范围d内)。 

接下来，设置装置14参考在图3中所示的分离条件表170，并且设置针对右心房32、右心室31、左心房34和左心室33的每一个的移动量和移动方向。另外，设置装置14分别设置右心房32、右心室31、左心房34和左心室33的轮廓作为边界表面。 

另外，分离图像产生装置15基于所设置的移动条件，通过移动边界表面或切割表面对作为分离图像的三维医学图像进行重构。如图6B 所示，将右心房32和左心房34与指定表面13B垂直地移动距离d₃₂(d₃₄)。另外，将右心室31和左心室33与指定表面13B垂直地移动距离d₃₁(d₃₃)。这里，距离d₃₁和距离d₃₃相同，并且距离d₃₂和距离d₃₄相同。因此，将左心房34和右心房32沿相同的方向(图6A左上部处的箭头方向)移动相同的距离。另外，将右心室31和左心室33沿相同的方向(图6A中右下部处的箭头方向)移动相同的距离。另外在本发明的实施例中，移动方向基于每一个解剖结构的重心，并且，每一个解剖结构的重心沿远离指定表面13B的方向移动。最后，显示装置16显示通过分离图像产生装置15产生的分离图像。最终，显示了如图6B所示的心脏的分离图像。 

图7是示出了根据本发明实施例的指定用于分离皮下脂肪的示例的图。在图7中，指定装置13按照与上述示例类似的方式指定了指定表面13B。设置装置14参考分离条件表170，并且将指定表面13B设置为用于皮下脂肪51的切割表面。另外，设置装置14按照以下方式设置：沿其中皮下脂肪51A垂直远离指定表面13B移动的方向(箭头71的方向)将皮下脂肪51(通过指定表面13B将皮下脂肪51分段为皮下脂肪51A和皮下脂肪51B)的皮下脂肪51A移动了移动距离d₅₁，并且使得沿其中将皮下脂肪51B垂直地远离指定表面13B移动的方向(箭头72的方向)将皮下脂肪51的皮下脂肪51B移动了移动距离d₅₁，内脏脂肪52的轮廓是边界表面，并且不移动内脏脂肪。分离图像产生装置15产生分离图像，在分离图像中沿箭头71的方向移动皮下脂肪51A，沿箭头72的方向移动皮下脂肪51B，并且不移动内脏脂肪52。另外，分离图像产生装置15使显示装置16显示分离图像。这里，其中将皮下脂肪51A、51B垂直地远离指定表面13B移动的方向是基于皮下脂肪51A或51B的重心，并且将皮下脂肪51A或51B的重心移动为远离指定表面13B。 

图8是在本发明实施例中指定肠的位置的示例图。在图8中，指定装置13指定了指定表面13B。针对大肠53，设置装置14参考分离条件表170，并且设置大肠53的轮廓作为边界表面。另外，针对小肠54，设置装置14设置小肠轮廓作为边界表面。设置装置14设置大肠53的移动方向(箭头73的方向，其中沿方向将大肠53移动远离指定表面13B)、 小肠54的移动方向(箭头74的方向，其中沿方向将小肠移54移动远离指定表面)、大肠53的移动距离d₅₃和小肠54的移动距离d₅₄。按照与皮下脂肪的上述示例类似的方式基于解剖结构的中心来判定将大肠53或小肠54移动远离指定表面13B的方向。另外，分离图像产生装置15按照与上述示例类似的方式产生分离图像，其中，已经沿箭头73的方向将大肠53移动了移动距离d₅₃，并且已经将小肠54沿箭头74的方向移动了移动距离d₅₄。另外，分离图像产生装置15使显示装置16显示分离图像。 

如上，根据本实施例的图像诊断支持设备基于指定位置来设置针对每一个结构的边界表面，并且在必要时设置切割表面。因此，可以基于针对多个解剖结构的每一个的指定位置来自动地设置适当的边界表面，并且在必要时设置适当的切割表面。另外，可以通过只指定所需位置的简单操作来更加灵活地显示三维医学图像，基于适用于诊断的所需位置分离了三维医学图像。因此，可以更加有效地支持图像诊断。 

在第一实施例中分离地显示组成肝脏中肝脏右叶36和左叶的一部分的血管的示例中，按照以下方式设置与组成多个解剖结构的其他解剖结构的一部分的预定解剖结构有关的分离条件：使得确定预定解剖结构的轮廓作为边界表面。当按照这种方式设置分离条件时，即使按照通过边界表面或者切割表面分离的方式来显示其他解剖结构，也可以按照没有通过边界表面或切割表面分离的方式来显示预定的解剖结构，并且可以按照保持预定解剖结构轮廓的方式来显示预定解剖结构。因此，可以基于多个解剖结构的相对位置分离地显示其他解剖结构的每一个和构成其他解剖结构的预定解剖结构，使得容易地执行对于每一个解剖结构的诊断。因此，可以有效地支持诊断，使得精确的图像诊断成为可能。另外，如在第一实施例中分离地显示皮下脂肪和内脏脂肪的示例那样，当按照确定解剖结构的轮廓作为边界表面的方式来设置与由其他解剖结构包围的解剖结构有关的分离条件时，类似的效果是显著的。 

在根据本发明第一实施例的图像诊断支持设备中，可以任意地确定在分离条件中，是否将横穿解剖结构的指定表面用作进行分离的切割表面，以及是否将解剖结构的轮廓用作进行分离的边界表面。另外，可以 只通过由指定装置指定位置，基于分离条件来容易地显示通过边界表面以及在必要时通过切割表面分离的解剖结构。因此，可以容易地实现用于观察切割表面的需求和用于分离地显示每一个解剖结构的需求。因此，可以有效地支持图像诊断。 

作为第一实施例的修改示例，图像诊断支持设备还可以包括数据库，数据库通过使用各种已知方法存储解剖结构的相对布置。另外，可以按照以下方式自动地设置与解剖结构以及解剖结构包围的解剖结构有关的分离条件，使得将由指定装置13指定的表面用作外侧解剖结构的切割表面，并且将内侧解剖结构的轮廓用作边界表面。另外，可以按照以下方式自动地设置分离条件，使得组成其他解剖结构的一部分的解剖结构的轮廓用作边界表面，并且使得将由指定装置13指定的表面用作其他解剖结构的切割表面。因为可以逐步地分离显示图像，在不执行分离条件的复杂设置的情况下，可以有效地支持基于图像的诊断。 

另外，作为第一实施例的修改示例，可以执行分离图像的4D显示，使得按照时间顺序显示多个解剖结构。在这种情况下，可以显示在所需边界或切割表面处解剖结构中的瞬时变化，并且支持图像诊断使得能够进行精确的诊断。例如，如图4B所示，当在肝脏的分离图像中分离地显示肝脏右叶36、肝脏左叶37和肝脏中的血管38时，可以将造影剂给予到肝脏中，并且可以执行4D显示，其中按照时间序列显示在分离图像中肝脏中造影剂的变化。另外，可以按照如图6B所示的状态执行4D显示，其中对心脏进行分离，使得可以按照时间顺序检测心脏的运动。 

在本发明的第二实施例中，根据第一实施例的分离条件还包括分级显示选项。在分级显示选项中，从低等级开始逐步显示多个解剖结构，其中设置了分级显示的相应级别。 

图9A至9C是示出了根据本发明实施例的头部分级显示示例的图。图9A是分离显示之前头部的三维医学图像的图。图9B是示出了通过分级选项按照等级1的头部分离显示示例的图。图9C是通过分级显示选择按照等级2的头部分离显示示例的图。图10是示出了包括具有分级显示选项的分离条件示例在内的分离条件表171的图。图11是表示通过第二实施例的图像诊断支持设备处理分级显示选项流程的流程图。 

将基于图11所示的流程图描述通过分级显示选项的分离显示处理。S201的处理与S101的处理类似，并且S202的处理与S102的处理类似。具体地，指定装置13指定了指定位置(S201)。接下来，设置装置14提取在相距指定位置预定范围内存在的解剖结构作为待分离解剖结构(S202)。在第二实施例中，设置装置14提取在相距指定表面13B的预定范围内存在的颅骨41、右脑半球42、左脑半球43、胼胝体44和大脑中的血管45作为待切割结构。指定表面13B包括由刀型工具131指定的直线13A，并且指定表面13B与图9A所示的显示屏幕垂直。接下来，设置装置14参考分离条件表171，并且参考边界表面以及在必要时参考基于解剖结构和特定位置的切割表面(S203)。 

然后，检查在分离条件中是否已经设置了分级显示选项(S204)。如图10的选项的列中所示，分离条件表171设置针对颅骨41、右脑半球42、左脑半球43、胼胝体44和大脑1中的血管的分级显示选项。另外，将移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或者切割表面与每一个解剖结构的每一个等级相关联。例如，针对右脑半球42分离地设置在显示等级1时使用的移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面，以及在显示等级2时使用的移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面。 

当检查列选项时，如果没有设置分级显示选项，执行如在第一实施例中描述的S103至S105中的普通分离图像显示处理(S204中的否)。当检查列选项时，如果设置了分级显示选项，设置最低等级的移动条件和用于分离解剖结构的边界表面和切割表面(S205)。换句话说，基于图10中所示的分离条件表171，针对左脑半球43、右脑半球42、胼胝体44和大脑中的血管的每一个来设置移动条件和用于分离等级1的解剖结构的边界表面或切割表面。具体地，对于左脑半球43、右脑半球42、胼胝体44和大脑中的血管45，将解剖结构的轮廓设置为边界表面，将移动量(移动距离)设置为0(零)，并且将移动方向设置为不设置移动方向。通过切割表面将颅骨41分段为切割段411、422。另外，针对每一个切割段来设置移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面。对于切割段411，将指定表面13B横穿颅骨41的表面413设置为切 割表面，并且设置沿远离指定表面13B的方向移动移动量(移动距离)d₄₁。对于切割段，将指定表面13B横穿颅骨41的表面设置为切割表面，并且设置沿远离指定表面13B的方向移动移动量(移动距离)d₄₁。 

接下来，分离图像产生装置15基于设置的移动条件，对作为分离图像在边界表面或切割表面处移动的的三维医学图像进行重构(S206)。最后，显示装置16显示由分离图像产生装置15产生的分离图像(S207)。S205的处理与S104的处理类似，并且S206的处理与S105的处理类似。如图9B所示，针对已经由设置装置14设置的每一个解剖结构，基于等级1的分离条件显示图像。通过使用表面413、414作为切割表面只将颅骨41分段为切割段411、412，并且沿远离指定表面13B的方向将每一个切割段411、412移动移动量(移动距离)d₄₁。不移动左脑半球43、右脑半球42、胼胝体44和大脑中的血管45。 

接下来，设置装置14检查分离条件表171，是否已经针对每一个解剖结构设置了比当前显示的类比1更高的任意等级(S209)。当已经设置了多个等级时(S209中的是)，设置比当前等级更高的级别中最低级别的分离条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面。换句话说，设置等级中最接近当前等级的分离条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面(S208)。这里，只要对于待切割解剖结构的一部分保持较高等级的设置，就执行S208的步骤。在这种情况下，无需任何较高的等级设置就针对待分离解剖结构维持了当前等级的分离条件。 

对于颅骨41、右脑半球42、左脑半球43和胼胝体44，已经设置了最高至等级2的条件。因此，针对每一个结构设置了分离信息和用于按照等级2分离解剖结构的边界表面或切割表面。对于大脑中的血管45，只设置了等级1。因此，设置了按照等级1的分离信息和作为分离的边界表面的轮廓。基于图10所示的分离条件表171执行设置。具体地，通过使用其中指定表面13B横穿颅骨41的表面413、414作为切割表面，将颅骨41分段为切割段411、412。另外，设置了沿远离指定表面13B的方向将每一个切割段411、422移动移动量(移动距离)d₄₁₁。对于左脑半球43，将左脑半球43的轮廓设置为边界表面，并且设置沿远离指定表面13B的方向移动移动量(移动距离)d₄₃。对于右脑半球42，将 右脑半球42的轮廓设置为边界表面，并且设置沿远离指定表面13B的方向移动移动量(移动距离)d₄₂。对于胼胝体44，将胼胝体44的轮廓设置为边界表面，并且设置沿与远离指定表面13B的方向移动移动量(移动距离)d₄₄。对于大脑中的血管45，将移动量(移动距离)设置为0(零)，并且将移动方向设置为没有设置移动方向。在第二实施例中，垂直地远离指定表面13B的方向是其中将解剖结构的重心垂直地远离指定表面13B的方向。另外，假设左脑半球43的重心和胼胝体44的重心存在于指定表面13B的相同一侧，并且将移动距离d₄₃和移动距离d₄₄设置为相同的距离。 

分离图像产生装置15基于等级2的移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面来重构作为按照等级2的分离图像的三维医学图像，基于设置的移动条件在边界表面或切割表面处移动分离图像(S205)。另外，显示装置16显示由分离图像产生装置15产生的按照等级2的分离图像(S206)。如图9C所示，按照等级2，将左脑半球43和胼胝体44朝着显示屏幕的右侧移动相同的距离d₄₃(d₄₄)，并且进行显示。另外，将右脑半球42朝着显示屏幕的左侧移动距离d₄₂，并且进行显示。将颅骨41的切割段411、412的每一个远离指定表面13B移动距离d₄₁₁并且进行显示，距离d₄₁₁大于等级1的移动距离。 

接下来，设置装置14检查分离条件表171，是否已经针对每一个解剖结构设置了比当前显示的等级2更高的任意等级(S209)。当在分离条件表171中没有针对待切割结构的解剖接收设置了比等级2更高的等级时(S209的否)，处理结束。如图10所示，在分离条件表中没有针对待切割结构的解剖结构设置了比等级2更高的等级。因此，处理结束。 

本发明不局限于本发明的第二实施例。可以通过使用各种已知方法来实现分级显示选项，只要可以针对每一个解剖结构和每一个等级设置分离条件。在第二实施例中，描述了在产生分离图像之后立即显示每一个等级的分离图像的情况。然而，也不必在产生之后立即显示分离图像。可以按照以下方式构建设备，使得将分离图像存储在诸如硬盘之类的存储介质中，并且基于通过鼠标等的选择来显示选定的等级。 

当提供分级显示选项时，可以基于诊断的目的、通过简单的操作在 每一个设置的等级下显示解剖结构的分离图像。因此，可以有效地支持使用图像的诊断。 

分级显示尤其对于与在多个解剖结构的其他解剖结构中存在的预定解剖结构有关的分离条件有效。作为在第二实施例开始时描述的头部的分离显示，可以从位于外侧的解剖结构等顺序地分离显示多个解剖结构。可以按照适用于诊断目的的方式，通过简单操作来基于多个解剖结构的相对位置来逐步地分离显示多个解剖结构。因此，可以有效地支持使用图像的诊断。 

另外，通过使用各种已知方法存储解剖结构的相对布置的存储装置(例如数据库)还可以配置用于设置分离条件的分级显示选项。数据库记录通过对包括表示多个解剖结构的三维医学图像在内的图像数据进行学习而获得的多个解剖结构的相对位置。可以按照以下方式针对用于分离解剖结构的边界表面或切割表面自动地设置分级显示选项，使得从外侧解剖结构朝着内侧解剖结构顺序地设置不同的级别。因为可以在不设置复杂分离条件下逐渐地分离地显示，可以有效地支持使用图像的诊断。 

在本发明的第三实施例中，分离条件包括部分分离选项，其中只在边界表面的一部分处执行分离显示。 

图12A、12B是示出了根据本发明第三实施例的肝脏的分离显示示例的图。图12A是用于三维医学图像中的部分分离显示的指定了指定位置的图。图12B是通过部分分离显示选项的分离显示的图。图13是表示根据第三实施例的部分分离显示处理流程的流程图。 

首先，将参考图12A描述在分离条件中的部分分离显示选项。在本发明的第三实施例中，按照与参考图4A在第一实施例中描述的方法类似的方式，通过刀型工具131指定了直线13A’。因此，指定了指定表面13B’。图12A与图4A的区别仅在于指定装置3指定了延伸穿过肝脏只到达肝脏内的一定点的直线13A’。 

参考图13，将描述根据第三实施例的部分分离显示的处理。S301的处理与S101的处理类似，并且S302的处理与S102的处理类似。具体地，指定装置13指定了指定位置(S301)。接下来，设置装置14提取在相距指定位置预定范围内存在的解剖结构作为待分离结构(S302)。 另外，设置装置14参考分离条件表171，并且基于解剖结构和指定位置来设置移动条件、边界表面以及在必要时切割表面(S303)。具体地，设置装置14提取肝脏的右叶36、肝脏的左叶37和肝脏中的血管38作为待切割结构。另外，设置装置14针对每一个解剖结构设置移动条件和用于分离解剖结构的边界表面或切割表面。 

接下来，设置装置14参考图10中所示的分离条件表171，并且检查是否设置了部分分离选项(S304)。在本发明的第三实施例中，只针对肝脏的左叶37设置部分分离显示选项。设置装置14基于分离条件表171设置肝脏左叶37的轮廓作为边界表面，并且沿远离肝脏右叶36的方向相对于预定中心轴旋转r₃₇。分离条件表171将相同的条件设置为用于肝脏右叶36和肝脏中血管38的分离条件表170。因此，对于肝脏右叶36和肝脏中的血管38设置了与第一实施例中的分离显示处理相同的移动条件和用于分离解剖结构的相同边界表面。 

接下来，当已经针对待分离结构设置了部分分离选项时(S304的是)，设置装置14检查相距指定位置的预定范围内是否只包括部分分离表面的一部分(S305)。部分分离表面是只分离和显示一部分的表面。假设已经在分离条件的列选项中预先设置了部分分离表面。另外，部分分离表面是与其他解剖结构相邻的表面。在本发明的第三实施例中，由肝脏左叶37中的区域371A和区域371B组成的曲面是部分分离表面。在区域371A和区域371B中，肝脏右叶37和肝脏左叶37彼此相邻。在本发明的第三实施例中，改变肝脏右叶的表面361A和肝脏左叶中的区域371A之间的相对距离，并且执行部分显示。 

当相距指定位置的预定范围仅包括部分分离表面的一部分时(S305的是)，设置装置在不与部分分离表面相分离的情况下基于指定位置提取待分离显示的区域和待显示的区域。另外，设置装置14设置移动条件，使得按照与部分分离表面相邻的其他解剖结构相对分离的方式来显示待分离显示的区域。另外，设置装置14设置移动条件，使得按照相对于与部分分离表面相邻的其他解剖结构的相对移动量为0的方式显示将不被分离显示的区域(S306)。 

在第三实施例中，将不位于相距指定位置的预定范围内的部分分离 表面的区域的移动量设置为零。另外，将位于相距指定位置的预定范围内的部分分离表面的区域的移动条件设置为不为零的移动量。具体地，根据分离条件表171，将组成与肝脏右叶36相邻的肝脏左叶37的轮廓371的曲面设置为部分分离表面，如图10和12A所示。轮廓371的区域371A位于相距指定表面13B的预定范围d内，并且针对区域371A设置不为零的移动量(即肝脏左叶37和肝脏右叶36之间的相对移动量)和移动方向。轮廓371的区域371B并没有位于相距指定表面的预定范围内，并且针对区域371B设置移动量(即，肝脏左叶37和肝脏右叶36之间的相对移动量)不为零的条件。对于作为部分分离表面的轮廓371的区域371A，已经设置了沿远离肝脏右叶37的方向绕预定旋转轴选择的移动方向和旋转预定角度r₃₆作为移动量。可以确定任意的预定旋转轴。然而在本实施例中，假设将通过并没有位于相距指定表面的预定范围内的区域371B和位于相距指定表面预定范围内的区域371A之间的边界线中点的直线设置为旋转轴，直线从三维医学图像的显示屏幕垂直地超声显示屏幕的深度方向延伸。图12B的视图不同于图12A的视图，使得可以容易地识别区域371A。 

在部分分离显示时，期望设置已经设置了部分分离表面的解剖结构的移动方向和移动量，使得容易地识别部分分离图像。例如，在该示例的修改示例中，可以从三维医学图像的显示屏幕到显示屏幕的深度方向延伸的方向略微倾斜旋转轴，并且可以将肝脏左叶37旋转预定角度r₃₆，使得在显示屏幕中识别出部分分离表面。 

当还没有针对待分离表面设置了部分分离选项时(S304的否)，或者当在相对指定位置的预定范围内包括了所有的部分分离表面时(S305的否)，执行如第一实施例中的普通分离显示处理。因为分离条件表172没有设置针对肝脏右叶36和肝脏中血管38的部分分离选项，执行如第一实施例中的普通分离显示处理。 

接下来，分离图像产生装置15重构作为通过基于设置的移动条件在边界表面或者切割表面处移动获得的分离图像的三维医学图像(S307)。最后，显示装置16显示由分离图像产生装置15产生的分离图像(S308)。S307中的处理与S104中的处理类似，并且S308中的处 理与S105中的处理类似。 

如上所述，当提供部分分离显示选项、并且分离条件确定边界表面使得只分离地显示解剖结构的所需部分时，可以通过基于诊断目的而只分离地显示解剖结构的一部分来分离地显示解剖结构。因此，可以按照只有在所需区域中的解剖结构的切割表面或边界表面是容易观察的方式来分离地显示解剖结构。另外，可以按照从边界表面或切割表面容易观察结构内部的方式来显示结构的内部。另外，可以防止对于解剖结构必要分离之外的操作。因此，可以防止观察分离图像变得困难。因此，可以有效地支持基于图像的诊断。 

本发明不局限于第三实施例。部分分离表面可以是边界表面或切割表面。另外，可以在解剖结构中设置部分分离表面。备选地，可以按照可以设置待分离的多个区域的方式来构建单独的部分分离表面。可以按照在更理想的位置处部分地分离显示三维医学图像的方式来显示三维医学图像。因此，可以有效地支持基于图像的诊断。 

可以预先设置待分离的区域。然而，更期望指定装置13可以指定待分离的区域。当预先设置待分离的区域时，可以无需通过指定装置13选择待分离的区域、通过简单的操作来分离地显示部分区域。当指定装置13可以选择待分离的区域时，可以按照基于目的而适当地分离解剖结构的方式来显示解剖结构。 

本发明不局限于第三实施例。可以通过使用用于指定位置的各种方法来指定在部分分离表面中待分离的区域。在分离条件中，可以通过使用各种方法来设置与待分离区域和不分离区域有关的移动条件，只要可以进行部分分离显示。 

在本发明实施例的第四实施例中，按照进一步可以执行指定各种位置的操作的方式配置指定装置13。 

如图14所示，在第四实施例中，提供了各种位置指定工具。各种位置选择工具包括用于指定直线的刀型工具131、132；用于指定曲面的勺形工具133、134；用于指定作为三维物体的圆柱体的注射器型工具135、136；用于指定点的拳头型工具137；用于指定被分段为盘状区域的表面的盘形工具138；以及用于指定由三条直线组成的Z字形线的Z 型工具139。刀型工具131与在第一实施例中描述的刀型工具相同。另外，分别与刀型工具131、勺形工具133和注射器型工具135相对应的多层分离选项是可指定的。可以通过刀型工具132、勺形工具134和注射器型工具136选择多层分离选项。当这些多层分离选项工具用于指定时，如果与待切割的多个解剖结构有关的分离条件包括其中已经设置了多层分离选项的条件时，执行多层显示。可以通过鼠标、触摸笔工具和触摸板的任一个来操作这些位置指定工具。 

将通过使用特定示例描述通过本实施例的各种位置指定工具指定的位置。 

图15和16是示出了根据本发明实施例的用于指定大肠中的异常区域56的位置的操作的图。图15是示出了由勺形工具133指定的指定位置的图。图16是示出了由注射器型公开135指定的指定位置的图。 

勺形工具133、134是用于按照以下方式显示所需解剖结构的工具：通过被由勺形工具133指定的曲面挖掘来分离解剖结构。在三维医学图像中，勺形工具133、134的操作可以指定朝着表面一侧像勺子一样弯曲的表面。如图15所示，按照以下方式将曲面133A指定为指定位置：使得曲面133A挖掘大肠53的异常区域56。设置装置14提取在指定曲面133A的凹入一侧上相距指定曲面133A预定范围内存在的异常区域56作为待分离结构。这里，假设已经预先自动地提取轮廓561中的区域作为异常区域56。另外，如图10所示的分离条件表171示出了沿图15中箭头的方向设置了异常区域的移动方向，并且设置了移动距离d₅₆。 

注射器型工具135是用于只分离地显示基于如图16所示的指定位置提取的解剖结构的工具。通过在注射器前端处垂直地移动圆圈135A将圆柱体135D指定为指定位置，并且按照吸取解剖结构的方式来从其他解剖结构提取解剖结构。设置装置14提取作为在指定圆柱体135D内部包括的解剖结构的异常区域56作为待分离结构。线条135B是在图16上部一侧上的圆柱体135D内部和大肠53表面之间的交叉线。线条135C是在图16下部一侧的圆柱体135D内部和大肠53表面之间的交叉线。 

对于异常区域56，设置装置14基于图10所示的分离条件表171设置异常区域56的轮廓561作为边界表面。另外，设置装置14设置其 中通过指定装置13移动注射器前端处的圆圈135A的方向作为移动方向。具体地，设置装置14设置相对于注射器型工具135的前端处的圆圈135A的中心、从圆柱体135D的起始指定位置到圆柱体135D的终点指定位置的方向作为移动方向。分离图像产生装置15通过沿图16所示的箭头方向将轮廓561处的异常区域56移动设置的移动距离d₅₆来产生分离图像。另外，分离图像产生装置15使显示装置16显示所产生的图像。 

当指定装置通过由曲线或者三维物体来限制预定区域来指定三维医学图像中的指定位置时，可以只提取基于预定区域的区域作为待分离的结构。因此，不会对不需要分离的解剖结构进行分离，并且只分离地显示需要分离的解剖结构。因此，可以防止产生其中将不需要分离的多个结构进行分离的分离图像，并且防止图像的观察变得困难。因此，有效地可视化分离图像。 

对于拳头状工具137，由拳头型工具137指定的点是指定位置。图17是示出了根据本发明实施例的用于指定牙齿位置的操作示例的图。设置装置14提取在相距指定点的预定范围内存在的工具55作为待分离结构。设置装置14基于图10所示的分离条件表171使用牙齿轮廓作为边界表面。另外，设置装置14沿从牙齿重心朝着指定点的方向(图17中的箭头方向)移动边界表面d55。当使用通过使用点来指定了指定位置的方法时，可以容易地指定非常小的解剖结构，并且这是期望的。 

图18是示出了根据本发明实施例的用于指定皮下脂肪位置的操作示例的图。Z字形工具139可以指定由按照Z字形彼此相连的三条直线139A、139B和139C组成的Z字形线，如图18所示。指定位置是三个平面，即表面139A’、139B’和139C’。表面139A’包括直线139A，并且沿与三维医学图像上的显示屏幕垂直的方向延伸。表面139B’包括直线139B，并且沿与三维医学图像上的显示屏幕垂直的方向延伸。表面139C’包括直线139C，并且沿与三维医学图像上的显示屏幕垂直的方向延伸。 

当Z-型工具139已经指定了指定位置时，针对由组成Z形状的表面139A’、139B’和139C’分段的四个区域的每一个，设置移动条件和边界表面或者在必要时设置切割表面。 

设置装置14提取相距指定表面139A’、139B’和139C’的每一个的 预定范围内存在的解剖结构。因此，将皮下脂肪51和内脏脂肪52提取为待分离结构。未示出的分离条件表将内脏脂肪52的轮廓设置为边界，并且没有移动。对于皮下脂肪51，分离条件表设置切割表面作为边界。另外，分离条件表针对通过Z型指定位置分段的多个区域511、512、513和514的每一个设置不同的移动方向。另外，分离条件表针对所有区域511、512、513和514的每一个设置相同的移动距离d51。这里，四个区域是相对于作为中心的线条139B的中点的分段区域，线条139B是位于Z形状中点处的直线。区域511比比平面139A’更加远离中心。区域514比平面139C’更加远离中心。区域512由平面139A’和平面139B’限制。区域513由平面139B’和平面139C’限制。 

分离条件表设置从中心垂直地朝着直线139A延伸的方向(朝着图18中显示屏幕的上部一侧的方向)作为区域511的移动方向。分离条件表设置从中心垂直地朝着直线139C延伸的方向(朝着图18中显示屏幕的下部一侧的方向)作为区域514的移动方向。分离条件表设置从与直线139B相连的直线139A的末端朝着直线139A未连接的末端的方向(朝着图18中显示屏幕的左侧的方向)作为区域512的移动方向。分离条件表设置从与直线139B相连的直线139C的末端朝着直线139C未连接的末端的方向(朝着图18中显示屏幕的右侧的方向)作为区域513的移动方向。 

分离图像产生装置15基于未示出的分离条件表产生分离图像。分离图像产生装置15分别朝着图18的上部一侧、图18的左侧、图18的右侧和图18的下部一侧将区域511、512、513和514的每一个移动d₅₁。另外，分离图像产生装置15使显示装置16显示分离图像。 

关于盘形工具138，通过指定装置13来指定三维医学图像中的移动方向，并且可以沿指定方向移动盘形工具138，如同投掷盘形工具一样。可以针对盘形工具138指定从三维医学图像的前侧到三维医学图像的深度方向的方向，并且方向是相对于三维医学图像的垂直方向和水平方向的任意方向。作为盘形工具138路径的平面是指定位置(指定表面)。基于指定表面的移动条件和用于分离显示的方法与刀型工具的情况相同。 

另外，按照以下方式配置本实施例中的指定装置13：使得可以从 GUI上的许多位置指定工具中选择用户想要使用的位置指定工具。作为用于选择位置指定工具的方法，可以适当地使用在日本专利No.4179661中公开的选择方法。具体地，通过每次单击鼠标左键来按照刀型工具131、刀型工具132、勺形工具133和勺形工具134的顺序连续地切换表示位置指定工具的光标，并且选择由显示的光标表示的位置指定工具。因为不需要按照复杂的方式在GUI上显示各种可选择的工具，并且只通过鼠标等的操作可切换工具，方法是合适的，并且操作特性较高。 

本发明不局限于本实施例。可以采用各种已知方法，只要方法可以选择位置指定工具。例如如在已知的方法中，可以在GUI上显示可选择性地显示位置指定工具的工具条或者工具选择板。另外，可以利用将鼠标的光标放置到用户想要使用的位置指定工具上，通过鼠标等的单击来选择位置指定工具。 

当将这些各种用于指定位置的方法选择性地提供给指定装置13时，可以指定在所需位置处并且具有所需形状的指定位置。因此，可以更加精确地提取待分离结构，基于指定位置提取待切割结构。另外，可以更加精确且容易地执行基于目的的分离显示。本发明不局限于第四实施例。可以采用各种位置指定工具，只要按照可以通过点、线、面和三维物体中的至少两个来指定位置的方式配置指定装置13。 

如图14所示，位置指定工具可以被配置为可以通过与编辑工具等组合地使用位置指定工具来进行选择。这里，根据本实施例的图像诊断支持设备包括编辑工具，编辑工具可以进一步在GUI上编辑分离之前三维医学图像中的解剖结构的位置、或者分离显示之后编辑分离解剖结构的位置。这些编辑工具并非总是必要的。然而，期望提供编辑工具，因为基于医学领域的诊断目的，编辑工具使得易于自由地观察三维医学图像中的解剖结构。图14示出了一个示例，并且提供了箭头工具140、旋转工具141和放大镜工具142。箭头工具140可以执行诸如选择或移动解剖结构之类的编辑。旋转工具141对由箭头工具等选择的解剖结构进行旋转。放大镜工具142改变分离之前或者分离之后的三维医学图像的显示尺寸。 

将参考图19和20描述本发明的第五实施例。图19是示出了根据 本发明第五实施例的图像诊断支持设备的结构的示意图。图20是示出了根据本发明第五实施例的显示屏幕上的显示示例的图。 

第五实施例与第一实施例的图像诊断设备的区别之处仅仅在于：在第五实施例中还提供了分离条件改变装置18。分离条件改变装置18接收由显示装置16显示的三维医学图像中的分离条件的变化，并且改变在分离条件存储装置中存储的分离条件。因此，将省略与第一实施例的相同特征的描述。 

分离条件改变装置18主要包括CPU。分离条件改变装置18接收在显示装置16上显示的图像中由用户做出的分离条件的改变。图20是示出了根据第五实施例的图像诊支持设备的显示屏幕显示示例190作为示例。第五实施例的图像诊断支持设备的显示屏幕显示示例190包括分离条件改变区域181，在分离条件改变区域181中分离条件表170中的信息是可改变的。分离条件改变区域181包括解剖结构选择框182、边界表面选择框183、移动量选择框184和移动方向选择框185。当在解剖结构选择框182中点击显示屏幕右侧上的三角形按钮时，可以通过下拉方法选择解剖结构。边界表面选择框183用于选择用于分离所选择的解剖结构的边界表面或切割表面。移动量选择框184可以设置移动量。当在移动方向选择框185中点击显示屏幕右侧上的三角形按钮时，可以通过下拉方法选择移动方向。在图20中，选择肝脏左叶作为解剖结构，并且选择轮廓作为边界。另外，选择在指定表面两侧上相距指定表面4mm的距离作为相距指定表面的距离。另外，选择垂直地远离指定表面的方向作为移动方向。本发明不局限于第五实施例。分离条件改变装置18可以采用用于接收改变的各种已知方法，只要按照可改变分离条件的方式来配置分离条件改变装置18。 

当在第五实施例的图像诊断支持设备的显示屏幕上进行显示时，可以进一步显示各种已知的编辑工具、按钮等。另外，可以进一步显示在第四实施例中描述的位置指定工具。作为示例，假设在显示屏幕显示示例190中适当地显示用于指定三维医学图像中的指定位置的工作区域191、各种编辑工具等。在图20中，显示屏幕显示示例190包括原始图像显示选择区域192、分离图像显示选择区域193和作为编辑工具等的 区域194。原始图像显示选择区域192用于在工作区域191中显示原始图像。分离图像显示选择区域193用于在工作区域191中显示分离图像。区域194可以在操作窗口中选择存储或者取消分离图像和操作内容。 

因为本发明的第五实施例示出了当进一步提供分离条件改变装置18时，其中分离条件改变装置接收在显示装置16上显示的三维医学图像中的分离条件的改变、并且改变在分离条件存储装置中存储的分离条件，可以基于诊断的目的灵活地改变分离条件。因此，可以按照所需方式容易地执行分离显示。例如，在用户通过使用诸如鼠标之类的输入装置检查所产生的分离图像之后，用户可以改变所需的分离条件，并且产生和显示新的分离图像。可以基于用户的需求灵活地产生任意次数的三维医学图像的分离图像，直到获得了所需分离图像为止。因此，可以基于医学目的有效地产生分离图像。 

将参考图21和22描述本发明的第六实施例。图21是示出了根据第六实施例的用于指定了指定位置的方法和用于显示分离图像的方法示例的图。图22是示出了第六实施例的分离条件表172的示例的图。第六实施例与第一实施例的不同之处在于：分离条件还确定了用于旋转和显示解剖结构的旋转方向和旋转量，并且分离图像产生装置15通过基于分离条件来分离解剖结构、并且通过旋转解剖结构来产生三维医学图像。接下来，将使用组成膝关节的股骨57和胫骨58作为示例，并且将主要描述第六实施例不同于第一实施例的特征。将省略与第一实施例相同特征的描述。 

指定装置13检测用户对鼠标等的操作，并且按照与第一实施例类似的方式通过刀型工具131指定显示屏幕中的指定表面13B，如图21的左侧所示。指定表面13B是与显示屏幕正交地从直线13A延伸的表面。设置装置14提取作为基于指定位置提取的解剖结构的股骨57和胫骨58作为待切割结构。 

对于股骨57，设置装置14基于图22所示的指定表面13B和分离条件表172设置股骨57的轮廓517作为股骨57的边界表面。另外，设置装置14设置其中股骨57的重心沿与指定表面13B垂直地远离指定表面13B的方向为移动方向。设置装置14设置移动量d₅₇。另外，设置装 置14设置沿预定旋转方向R旋转Ra的旋转量。在本实施例中，预定的旋转方向Rd是相对于轴方向的方向，旋转轴包括待分离结构的重心并且与指定表面平行，并且预定旋转方向Rd在显示屏幕上显示指定表面一侧的边界表面。具体地，通过检测在组成待分离结构的体元中相距指定表面最短距离的体元、并且通过计算在显示屏幕前侧显示的与指定表面的距离最短的体元的方向来计算预定方向Rd。另外，预定旋转量Ra是90°。 

这里，设置装置14设置沿预定旋转方向R的旋转量Ra的旋转。预定旋转方向Rd是相对于旋转轴的方向，预定旋转方向包括作为待分离结构的股骨57的重心，并且与指定表面13B平行，并且预定旋转方向Rd在显示屏幕上显示指定表面一侧的边界表面571。 

接下来对于胫骨58，设置装置14设置胫骨58的轮廓581作为边界表面13B。另外，设置装置14设置其中将胫骨58的重心沿与指定表面垂直远离指定表面13B的方向设置为移动方向。设置装置14设置移动量d₅₈。另外，设置装置14设置沿预定旋转方向Rd旋转量Ra的旋转。预定旋转方向Rd是相对于作为轴的旋转轴的方法，方向包括胫骨58的重心并且与指定表面13B平行，并且预定旋转方法Rd在显示屏幕上显示指定表面一侧的边界表面581。另外如图21所示，分离图像产生装置15按照以下方式产生分离图像：在显示屏幕上分别显示股骨57和胫骨58的指定表面一侧的边界表面，并且分离图像显示装置在显示装置16上显示所产生的分离图像。 

根据第六实施例，分离条件还确定用于显示旋转的解剖结构的旋转方向和旋转量。另外，分离图像产生装置15基于分离条件产生通过分离和旋转解剖结构而获得的三维医学图像。因此，可以按照在显示屏幕等上显示分离的边界表面的方式将解剖结构沿各种方向旋转任意旋转量，并且可以显示旋转的解剖结构。因此，可以按照所需的方式容易地执行分离显示。 

另外，根据本发明的第六实施例，可以基于指定位置来分离在关节部分处分离的骨头，并且按照可容易地识别骨头之间的关节部分的方式来旋转和显示分离的骨头。可以容易地分离和显示关节部分。因此，医 生等可以基于医学目的来有效地观察骨头的关节。 

第六实施例可应用于任意其他类型的关节，例如组成脊骨的多个椎骨。另外，第六实施例可以按照与本申请说明书中的每一个其实施例类似的方式应用于相同种类的多个解剖结构。备选地，第六实施例可以应用于不同种类的多个解剖结构，例如骨头和器官。另外，作为提取骨头的方法，可以按照本申请说明书中的每一个实施例类似的方式应用各种已知的提取方法。 

对于图23至图26，将通过使用人体的椎骨作为示例描述本发明的第七实施例。图23是示出了根据第七实施例的图像诊断支持设备的结构的示意图。图24是示出了在根据第七实施例的图像诊断支持设备中的椎骨提取装置19的结构的示意图。图25是用于解释根据第七实施例的用于指定位置的方法的图。图26是用于解释在第七实施例中提取椎骨的方法的图。图26是示出了每一个椎骨结构的纵分面图像的示意图。 

如图26所示，椎骨体组60由15个椎骨62组成，每一个椎骨具有实质上中空圆柱体形状的皮层。按照以相对于本体轴(Z-轴)方向形成S形状曲线的方式排列椎骨62。换句话说，将椎骨62沿S形状中线A(下文中，将沿中线A的坐标轴称作“Z”轴)排列。另外，在彼此相邻的椎骨62之间存在椎间骨盘状物64。为了解释的目的，在图26中，省略了通过线条图对椎间骨盘状物64的说明，并且将椎间骨盘状物64表示为椎骨62时间的空隙。 

另外，向每一个参考符号62、64的末尾分配数字以区分椎骨62和椎间骨盘状物64。具体地，从顶部开始顺序地，椎骨是621-62n，以及椎间骨盘状物是641-64n。另外，最低椎间骨盘状物64n的下表面一侧与骨盆66相连。 

第一实施例与根据第一实施例的图像诊断设备的不同之处在于：指定装置13通过指定组成三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像代替指定三维医学图像中的位置，来指定指定位置；以及在第七实施例中提供了椎骨提取装置19。接下来，将主要描述与第一实施例不同的特征，并且将省略关于与第一实施例相同特征的描述。 

椎骨提取装置19主要包括CPU和存储器。椎骨提取装置19从三 维医学图像数据存储装置12获取包括患者的椎骨在内的三维医学图像V，从获得的三维医学图像V中提取椎骨62，并且将用于识别所提取的椎骨62的信息存储在结构信息存储装置11中。作为本实施例中用于提取椎骨的方法，采用在富士胶片公司递交的日本专利申请No.2009-270837中公开的方法。随后将详细描述这种方法。另外，本发明不局限于本实施例。可以采用各种已知方法，只要这些方法可以提取椎骨。 

在第七实施例中，首先，椎骨提取装置19从包括椎骨的三维医学图像中提取多个椎骨62、椎骨中线A和椎间骨盘状物64。另外，椎骨提取装置19将用于识别椎骨62、椎骨中线A和椎间骨盘状物64的信息存储在结构信息存储装置11中。 

接下来如图26所示，指定装置13从结构信息存储装置11中获得用于识别椎骨62_i、椎骨中线A和椎间骨盘状物64_i的信息。指定装置13在彼此相邻的椎骨62_i和椎骨62_i+1之间的椎间骨盘状物64_i中沿所提取的中心轴设置n个指定表面13C_i。指定装置13将指定表面13C_i的设置重复n次，并且n是椎间骨64_i的个数(0＜i≤n，n是自然数)。n个截面13C₁、13C₂、...、13C_n-1、13C_n是与椎骨中线A正交、并且沿椎骨中线A定位的截面。将每一个截面存储在结构信息存储装置11中，作为针对组成及脊骨的多个椎骨的每一个的指定表面13C_i(0＜i≤n)。在本实施例中，用户可以任意地设置解剖结构中的位置(设置指定位置的位置)、指定位置的形状(面、线、点或者三维物体)以及指定位置的个数。假设用户已经预先沿椎骨中线A在n个椎间骨盘状物64_i中设置了指定表面13C_i。 

另外，设置装置14基于图22中所示的分离条件表172提取椎骨62_i和椎骨62_i+1(其与其间的指定表面13C_i彼此相邻)作为在相距指定表面13C_i的预定范围内存在的待切割结构。对于椎骨62_i，设置装置14设置椎骨62_i的轮廓作为边界表面。另外，设置装置14设置其中从指定表面13C_i与指定表面13C_i垂直地移出椎骨62_i的重心的方向作为移动方向，并且设置移动量d₆₂。另外，设置装置14设置与第六实施例相同旋转条件的旋转方向Rd和旋转量Ra。具体地，设置装置14设置相对于旋转轴的旋转，旋转轴包括与椎骨62_i的重心并且与指定表面13Ci平行。另 外，设置装置14按照在显示屏幕上显示指定表面一侧的边界表面62_iA的方式来设置沿预定方向Rd的旋转量Ra。另外对于椎骨62_i+1，设置装置14将椎骨62_i+1的轮廓设置为边界表面。另外，设置装置14设置其中从指定表面13C_i与指定表面13C_i垂直地移出椎骨62_i+1重心的方向设置为移动方向，并且设置移动量d₆₂。另外，设置装置14设置预定的旋转方向Rd和预定的旋转量Ra。具体地，设置装置14设置相对于旋转轴的旋转，旋转轴包括椎骨62_i+1的重心并且与指定表面13C_i平行。另外，设置装置14按照在显示屏幕上显示指定表面一侧的边界表面62_i+1A的方式来设置沿预定方向Rd的旋转量Ra。 

另外，分离图像产生装置15产生如图25的区域196中所示的分离图像，其中在显示屏幕中分别显示了椎骨62_i和62_i+1的边界表面62_iA和62_i+1A。另外，分离图像产生装置15将所产生的图像存储在硬盘105中。 

在本实施例中，设置装置14针对图26所示的n个指定表面13C_i的每一个提取待切割结构62_i、62_i+1。另外，设置装置14基于边界表面来设置边界表面和分离条件。分离图像产生装置15基于每一个设置的边界表面和每一个分离条件分别产生针对n个指定表面13C_i的n个分离图像。另外，分离图像产生装置15将所产生的分离图像存储在硬盘105中。 

另外，分离图像产生装置15产生索引图像Idx_i，索引图像是n个指定表面13C_i的每一个的断层图像，具有与n个指定表面13C_i的每一个相对应的分离图像。分离图像产生装置15将索引图像Idx_i存储在硬盘105中。在本实施例中，索引图像Idx_i是沿从椎骨62_i朝着椎骨62_i+1的方向表现指定表面13C_i处对象的断层图像的减小图像，使得将多个索引图像显示为显示屏幕上的列表。 

指定装置13通过指定组成三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像代替指定三维医学图像中的指定位置来指定指定位置。具体地，指定装置13通过用户在显示屏幕上的手动操作来检测本实施例的位置指定选项的选择(断层图像的位置指定选项)。指定装置13在显示装置16上显示n个索引图像Idx_i(0＜i≤n)，如图25中的区域194所示。 

在图25中所述的显示屏幕上的显示示例示意性地示出了工作区域 195、索引图像选择区域197和分离图像显示区域196，作为根据本实施例的图像显示示例。工作区域195显示表示患者的椎骨的三维医学图像。索引图像选择区域197接收用户对索引图像的选择，用于指定了指定位置。分离图像显示区域196显示与已经指定的指定表面相对应的分离图像。 

指定装置13检测已经通过用户在输入装置处的手动操作选择的索引图像Idx_i。指定装置13将与索引图像相对应的指定表面13Ci处的待分离图像从硬盘105加载到存储器。另外，指定装置13在分离图像显示区域196中显示图像，如图25所示。 

根据第七实施例，指定装置13通过指定组成三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像Idx_i待代替指定三维医学图像中的指定位置来指定了指定位置。因此，可以基于所需断层图像Idx_i的位置容易地指定所需的指定位置13C_i。 

另外，在第七实施例中，设置装置14自动地设置多个指定表面13Ci，并且分离图像产生装置15自动地产生与指定位置相对应的断层图像。因为可以指定多个断层图像的所需断层图像Idx_i，即使用户通常不会进行指定了指定位置的操作，用户可以容易地指定指定表面。因此，可以支持图像诊断的精度和效率的改进。 

这里，可以通过用户手动地执行用于产生多个断层图像的位置的设置。例如，用户可以通过鼠标等点击椎骨中线上的任意位置。另外，可以检测点击位置，并且可以将位置处的断层图像用作索引图像Idx_i(0＜i≤k，k是用户已经指定的指定位置的个数)。在第七实施例中组成三维医学图像的多个断层图像可以是通过诸如CT之类的断层照相获得的断层图像。备选地，多个断层图像可以是通过MPR方法等获得的任意截面处的断层图像。 

第七实施例中的多个断层图像是沿椎骨中线A的椎骨断层图像。因此，可以有效且容易地观察(尤其是)椎间骨盘状物的疾病，并且这是有用的。 

在第七实施例中，显示了分别表示多个指定表面的断层图像的多个索引图像Idx_i(0＜i≤n)的列表。另外，通过指定作为列表显示的索引图 像Idx_i的预定断层图像，指定了指定位置。因此，用户可以容易地指定了指定表面，识别出用户想要执行分离显示的位置。因此，可以支持图像诊断的精度和效率的改进。本发明不局限于本实施例。当显示多个断层图像的列表时，可以只显示n个索引图像的Idx_i(0＜i≤n)的一部分。 

另外，作为本发明第七实施例的指定装置13的修改示例，还可以在区域196中提供加减按钮186，如图25所示。可以通过加减按钮186接收用户对指定位置进行的改变。例如，在通过如上指定索引图像Idx_i在区域196中显示与指定表面13C_i相对应的分离图像的情况下，指定装置13检测用户对加减按钮的点击次数h。然后，指定装置13在显示装置16上显示与已经通过h次点击偏移的指定表面13C_i+h相对应的分离图像。类似地，在区域196中显示与指定表面13C_i相对应的分离图像时，指定装置13检测用户对减按钮的点击次数h。然后，指定装置13在显示装置16上显示与已经通过h次点击偏移的指定表面13C_i-h相对应的分离图像。因此，可以按照沿椎骨中心轴的位置顺序指定连续的断层图像。用户可以容易地指定用户想要执行分离显示的指定表面，同时逐渐地改变物理位置。因此，可以支持图像诊断的精度和效率的改进。另外，在已经通过显示索引图像Idx_i的列表指定了断层图像之后，容易地执行指定位置的精细调节。 

根据第七实施例的用于指定了指定位置的方法可以是任意方法，只要可以指定断层图像。除了显示多个索引图像的列表之外，如在上述修改示例中那样，指定装置可以通过顺序地切换索引图像，沿椎骨中线A显示与椎骨中线A正交的椎骨的索引图像Idx_i(0＜i≤n)。备选地，在第七实施例中，指定装置13可以在区域197中显示与椎骨中线A正交的椎骨的索引图像Idx_i，代替显示多个索引图像的列表。另外，指定装置13可以在区域197的右边缘处显示垂直滚动条，并且通过顺序地切换索引图像，基于用户在0＜i≤n的范围内的滚动操作沿椎骨中心轴A显示索引图像。在这种情况下，垂直滚动条的旋钮(把手)位置与指定表面13C_i的位置相对应。垂直滚动条的最高末端滚动条位置与指定表面13C₁的位置相对应。垂直滚动条的最低末端滚动条位置与指定表面13C_n的位置相对应。 

接下来，将详细描述本实施例中的椎骨提取处理。如图24所示，椎骨提取装置19包括图像产生单元81、椎骨中线检测单元82、第一特征值计算单元83、第二特征值计算单元84、第三特征值计算单元85和椎骨位置估计单元86。图像产生单元81从三维医学图像数据存储装置12获得三维医学图，并且沿对象的每一个椎骨中心轴产生与中心轴正交的多个断层图像。椎骨中线检测单元82基于多个断层图像检测椎骨中线。第一特征值计算单元83基于断层图像计算第一特征值，第一特征值表示针对中心轴上的每一个点与中心轴正交的方向的轮廓。第二特征值计算单元84基于断层图像计算第二特征值，第二特征值表示针对中心轴上的每一个点沿中心轴方向的轮廓。第三特征值计算单元85基于计算的第一特征值和第二特征值来计算第三特征值，第三特征值表示针对中心轴上的每一个点的每一个椎骨布置的规则性。椎骨位置估计单元86基于第三特征值来估计中心轴上的每一个椎骨的位置。 

图像产生单元81基于包括通过图像产生单元81获得的椎骨本体在内的三维医学图像，沿预定轴方向(例如本体轴的方向)产生多个第一断层图像(例如，轴向断层图像)。图像产生单元81将所产生的多个第一断层图记录在存储器109中。另外，图像产生单元81基于所获得的三维医学图像，产生沿每一个椎骨中心轴的多个第二断层图像。图像产生单元81可以适当地改变要产生图像的空间区域的范围。 

椎骨中线检测单元82检测通过图像产生单元81产生的多个第一断层图像中的每一个中所包括的每一个椎骨的中线。 

通过使用多个第一断层图像直接检测每一个椎骨62的中线A时，要求极高的图像处理技术。因此，可以采用集中在椎骨本体的结构特征上的各种检测技术。例如，可以预先获得未示出的脊髓中线，因为通过图像处理检测脊髓中线相对容易。然后，可以基于脊髓和椎骨62之间的相对位置关系来精确地检测每一个椎骨62的中线A(细节请参考日本未审专利公开No.2009-207886)。 

可以采用模板匹配方法或者定界方法作为用于检测脊髓中线的方法。备选地，可以使用基于AdaBoost的学习方法，这是一种用于产生集成学习机器的方法。 

第一特征值计算单元83计算第一特征值，第一特征值表示与相对于椎骨62的Z’-轴的方向正交的截面形状的锐度。例如，使用提取相对于作为中心的Z’-轴上的预定点P的环形图案的特征值作为第一特征值。随后将描述的Hessian矩阵的特征值分析方法用于计算该特征值。第一特征值计算单元83将计算的第一特征值存储在存储器109中。 

第二特征值计算单元84计算第二特征值，第二特征值表示相对于椎骨62的与Z’-轴的方向平行的截面形状的锐度(请参考图26)。例如，使用提取相对于作为中心的Z’-轴上的预定点P沿Z’-轴方向延伸的盘状图案的特征值作为第二特征值。随后将描述的Hessian矩阵的特征值方法用于计算该特征值。第二特征值计算单元84将计算的第二特征值存储在存储器109中。 

第三特征值计算单元85计算第三特征值，第三特征值表示每一个椎骨62的布置的规律性。例如，使用第一和第二特征值的加权和作为第三特征值。第三特征值计算单元85将计算的第三特征值记录在存储器109中。 

椎骨位置估计单元86基于第三特征值来估计每一个椎骨62在XYZ坐标中的位置。椎骨位置估计单元86将每一个椎骨62的估计位置记录到存储器109中。椎骨位置估计单元86将已经通过椎骨位置估计单元86估计的每一个椎骨62的位置向外部输出。在本实施例中，将每一个椎骨62的位置存储在结构信息存储装置11中。这里，针对椎骨预先设置多个基本位置(椎骨62或者椎间骨盘状物64的端点、中心位置等)，并且存储每一个椎骨的基本位置。 

接下来，将参考图27所示的流程图描述椎骨提取装置19的操作。 

首先，图像产生单元81基于包括由图像产生单元81获得的椎骨本体在内的三维医学图像来产生沿本体轴(Z-轴)方向的X-Y断层图像，换句话说，多个第一断层图像(S401)。 

这里，图像产生单元81可以获得作为轴向截面的多个第一断层图像。 

接下来，椎骨中线检测单元82检测在步骤S401中获得的多个第一断层图像的每一个中所包括的椎骨62的中线A(步骤S402)。椎骨中线 检测单元82通过使用上述检测方法检测图2所示的椎骨62的中线A。随后，将中线A设置为新坐标值(Z’-轴)。 

接下来，图像产生单元81基于在步骤S401中获得的三维医学图像来产生沿步骤S402中检测的中线A(Z’-轴)的X’-Y’断层图像(S403)，换句话说多个第二断层图像。图像产生单元81应该在不使用与获得的三维医学图像有关的全部图像信息的情况下产生多个第二断层图像。图像产生单元81应该通过只使用包括其中存在椎骨本体组60的整个区域在内的Z’-轴附近的部分区域中可重构的图像信息来产生多个第二断层图像。然后，可以减小存储器109的使用时间和CPU 107的操作时间。 

接下来，第一特征值计算单元83基于在S403中获得的多个第二断层图像来计算第一特征值(S404)。 

脊柱包括：颈椎骨、胸椎骨、腰椎骨、骶骨和尾骨。其中，颈椎骨、胸椎骨和腰椎骨的外部形状是圆柱形的。另外，颈椎骨、胸椎骨和腰椎骨的表面包括：密质骨(密质骨)，并且颈椎骨、胸椎骨和腰椎骨的内部包括松质骨(海绵质骨)。另外，椎骨本体的圆柱形形状的两个端面实质上是平坦的。另外，椎间骨盘状物位于椎骨本体之间。 

因此，由于椎骨表面上的密质骨在除了椎骨本体的圆柱形形状两个端面之外的椎骨本体部分中形成中空圆柱形形状，出现了具有高体元值(CT值)的中空圆柱形区域。第一特征值应该在数量上代表这种中空圆柱形图案。在本实施例中，将中空圆柱形图案看作是在与椎骨中线正交的断层图像中出现的环形图案。另外，将与连接椎骨中线的矢量正交的特征值量化为由公式(1)表示，并且将值用作第一特征值。 

第一值由以下公式(1)表示： 

[公式1] 

$f_1\left(z^{,}\right)={\∫\∫}_{(x^{,},y^{,}{z}^{,})\∈R}\frac{{\mathrm{\λ}}_1(x^{,},y^{,},z^{,})}{\left|{\mathrm{\λ}}_2(x^{,},y^{,},z^{,})\right|+\left|{\mathrm{\λ}}_3(x^{,},y^{,}{,z}^{,})\right|+\mathrm{\ϵ}}|\stackrel{\→}{E_1}(x^{,},y^{,},z^{,})\·\stackrel{\→}{p}{|\mathrm{dx}}^{,}{\mathrm{dy}}^{,}\·\·\·$

这里，(x’，y’，z’)表示X’Y’Z’坐标系统中的位置。另外，积分域R是第二断层图像上的点，并且表示椎骨62的密质骨区域。 

另外，3×3Hessian中的特征值和特征向量分别是(λ1，λ2，λ3)和(E1，E2，E3)。另外，λ1≤λ2≤λ3。矢量p是从Z’-轴上的点(0，0，z’)到(x’，y’，z’)，并且p＝(x’，y’，0)。另外，ε是非常小的正整数，提供用于防止被0除。 

图28A和28B是示出了在每一个截面位置处的第一特征值(被积函数)的二维分布的示意图。具体地，将第二断层图像中的第一特征值(被积函数)的数值可视化为图像的灰度。按照这样的方式显示图像，使得在第一特征值较大的位置密度级为高，而在第一特征值较小的位置密度级为低。 

图28A是示出了表示截面位置T1处第一特征值的计算值的可视图像67的示意图(请参考图26)。因为界面位置T1是椎骨62的中间位置，截面位置T1处的第二断层图像包括椎骨62的密质骨的截面形状。因此，环形黑色图案67A在可视图像67中突然出现。因此，作为积分预R中的被积函数之和的第一特征值变大。这里，积分域R表示椎骨的表面(皮层)区域。 

同时，图28B是示出了表示截面位置T2处第一特征值的计算值的刻蚀图像68的示意图(请参考图26)。因为截面位置T2是位于椎间骨盘状物64n-2中的位置，截面位置T2处的第二断层图像不包括椎骨62的密质骨的截面形状。代替地，第二断层图像包括椎间骨盘状物64n-2的外围区域。因此，环形低灰度图案68A在可视图像68中略微出现。因此，作为积分域R中的被积函数之和的第一特征值变小。 

作为计算第一特征值的另一个示例，例如可以使用用于检测边缘密度的拉普拉斯滤波器(二阶差分滤波器)。备选地，可以使用高斯滤波器的拉普拉斯(高斯滤波器的拉普拉斯下文中称作“LoG滤波器”)。LoG滤波器在通过在局部区域中执行体元的高斯分布的加权来平滑局部区域之后施加拉普拉斯，并且检测器零交叉作为边缘。 

接下来，第二特征值计算单元84基于在S403中获得的多个第二断层图像计算第二特征值(S405)。 

相对于第二特征值，在椎骨之间出现具有表示椎间骨盘状物的低体元值(CT值)的盘状区域，因为椎骨具有包括两个盘状端面的圆柱形 状，并且椎间骨盘状物存在于椎骨本体之间。图案作为低体元值区域出现，因为椎间骨的voxe值比椎骨的体元值更低。第二特征值应该在数量上表示这种盘状图案。 

在本实施例中，沿每一个椎骨中线将与椎骨中心正交的断层图像的椎骨中心附近出现的盘状图案量化为与在椎骨中线附近的Z-轴垂直的截面的特征值，如公式(2)表示的，并且将特征值用作第二特征值。 

第二特征值由以下公式(2)表示： 

[公式2] 

$f_2\left(z^{,}\right)={\∫\∫}_{(x^{,},y^{,}{z}^{,})\∈c}\frac{{\mathrm{\λ}}_1(x^{,},y^{,},z^{,})}{\left|{\mathrm{\λ}}_2(x^{,},y^{,},z^{,})\right|+\left|{\mathrm{\λ}}_3(x^{,},y^{,}{,z}^{,})\right|+\mathrm{\ϵ}}|\stackrel{\→}{E_1}(x^{,},y^{,},z^{,})\·\stackrel{\→}{e_z}{|\mathrm{dx}}^{,}{\mathrm{dy}}^{,}\·\·\·$

这里，(x’，y’，z’)表示X’Y’Z’坐标系统中的位置。另外，积分域C表示中线A(Z’-轴)附近的区域。 

按照与公式(1)类似的方式，3×3Hessian矩阵中的特征值和特征向量分别是(λ1，λ2，λ3)和(E1，E2，E3)。另外，λ1≤λ2≤λ3。矢量ez是Z’-轴上的单位矢量(0，0，1)。另外，ε是非常小的正整数，提供用于防止被0除。 

图29是示出了椎骨62n-2的三维形状和三维形状中的内部点P处的Hessian矩阵的特征向量E1-E3之间的对应关系的示意图。与Hessian矩阵的最小特征值λ1相对应的特征向量指向沿椎骨62n-2延伸的方向(Z’-轴的方向)。因此，如通过由公式(2)表示的被积函数的形状所理解的，将相对于点P不具有密度梯度的平坦形状提取为第二特征值，尤其是只将沿Z’-轴方向的矢量成分提取为第二特征值。换句话说，第二特征值是提取沿Z’-轴方向延伸的盘状图案的特征值。 

接下来，第三特征值计算单元85基于在S404中计算的第一特征值和在S405中计算的第二特征值来计算第三特征值(S406)。 

第一特征值清楚地表示了椎骨本体的圆柱形本体部分。第二特征值清楚地表示了椎间骨盘状物部分。因此，如果组合地使用这两个值，可以更加清楚地表示椎骨本体和椎间骨盘状物的重复频率。另外，第一特征值和第二特征值的两个特征值的符号彼此相反。因此，当组合地使用 这两个值时，可以更加显著地显示其频率特征。 

第三特征值由以下公式(3)表示： 

[公式3] 

$f_3\left(z^{,}\right)=f_1\left(z^{,}\right)+\underset{\mathrm{\σ}\∈[{\mathrm{\σ}}_0,{\mathrm{\σ}}_1)}{\mathrm{\α}\max }[\frac{d^{2}F(z^{,},\mathrm{\σ})}{{\mathrm{dz}}^{,2}}\⊗f_2\left(z^{,}\right)]\·\·\·.$

这里，α是任意加权系数，以及G(z’，σ)是使用σ作为标准偏差的高斯函数。 

图30是示出了沿Z’-轴方向的第一至第三特征值的轮廓的图。 

在图30中，在截面A中示出了沿Z’-轴方向的第一和第二特征值的轮廓。第一特征值(实线)和第二特征值(虚线)展示了在椎骨62的中心位置处的最大值(图26中所示的截面位置T1)，并且它们展示了在椎间骨盘状物64位置处的最小值(图26中所示的截面位置T2)。 

在图30中，在截面B中示出了应用LoG滤波器之后的第二特征值的轮廓。提取其中二阶微分为零的那部分第二特征值的轮廓(请参考图30的截面A)。因此，图30的截面B中所示的轮廓具有周期性函数形状。这种轮廓展示了在椎骨62的中心位置处的最大值(图26中所示的截面)，并且展示了在椎间骨盘状物64的位置处的最小值(图26中所示的截面位置T2)。 

同时，图6B所示的轮廓形状基于高斯函数(z’，σ)的σ值而改变。在本实施例中，选择σ值，使得轮廓的值在σ0到σ1的预定范围内变得最高。 

在图30中，在截面C中示出了沿Z’-轴方向的第三特征值的轮廓。第三特征值是通过将第一特征值f1(z’)与通过向第二特征值应用LoG滤波器获得的特征值相加在一起获得的值。 

因此，产生了表示每一个椎骨62结构的规律性的第三特征值f3(z’)。 

接下来，估计Z’-轴上每一个椎骨62的位置(S407)。第三特征值展示了在椎骨62中心处的最大值(图26中所示的截面位置T1)，并且展示了在椎间骨盘状物64位置处的最小值(图26中所示的截面位置 T2)。因此，可以估计每一个椎骨62在Z’-轴上的位置。 

最后，将每一个椎骨62的位置转换为Z-轴上的位置(S408)。椎骨位置估计单元86将已经在S408中估计的每一个椎骨62在Z’-轴上的位置转换为XYZ坐标中的位置。因为Z’-轴上的点P和XYZ坐标之间的位置关系是已知的，这种坐标转换是容易的。因此，椎骨提取装置19提取每一个椎骨62的位置。 

在第七实施例中，可以通过采用上述椎骨提取方法沿椎骨中线提取每一个椎骨的位置。因此，可以精确地指定沿椎骨中线的椎间骨盘状物，并且在边界表面处精确地执行分离显示。 

在不脱离本发明要旨的情况下，所有描述的实施例可以应用于其他实施例。 

Claims (11)

1.一种图像诊断支持设备，包括：

三维医学图像数据存储装置，存储对象的三维医学图像数据；

显示装置，基于存储的三维医学图像数据显示三维医学图像；

结构信息存储装置，存储在所述三维医学图像数据中包括的多个解剖结构；

指定装置，在由所述显示装置显示的三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且如果满足条件则指定切割表面，用于分离所述三维医学图像中所包括的多个解剖结构；

分离条件存储装置，针对所述对象的每一个解剖结构存储分离条件，以基于由所述指定装置指定的指定位置来确定边界表面，以及如果满足条件则确定切割表面，用于分离地显示所述多个解剖结构；

设置装置，提取在已经指定的指定位置周围的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，并且基于分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，并且如果满足条件则设置所述切割表面；以及

分离图像产生装置，基于所述边界表面，以及如果满足条件则基于所述切割表面，以及基于所述三维医学图像数据，产生三维医学图像，在所述三维医学图像中待分离的结构由所述边界表面以及如果满足条件则由所述切割表面分离，并且所述分离图像产生装置使所述显示装置显示所述三维医学图像。

2.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，其中所述分离条件确定所述边界表面为所述待分离结构的轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的图像诊断支持设备，其中当所述多个解剖结构的预定解剖结构构成另一个解剖结构的一部分时，所述分离条件确定所述预定解剖结构的轮廓作为所述边界表面。

4.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，其中所述分离条件按照仅分离地显示所述解剖结构的一部分的方式来确定所述边界表面。

5.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，还包括：

分离条件改变装置，接收在由所述显示装置显示的三维医学图像的显示时分离条件的变化，并且改变在所述分离条件存储装置中存储的分离条件。

6.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，其中所述指定装置通过限制所述三维医学图像的预定区域来指定所述预定区域中的所述指定位置。

7.根据权利要求3所述的图像诊断支持设备，其中所述另一个解剖结构是肝脏，并且

其中所述预定解剖结构是构成肝脏的血管。

8.根据权利要求2所述的图像诊断支持设备，其中所述解剖结构是骨头。

9.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，其中所述分离条件还确定用于旋转和显示所述解剖结构的旋转方向和旋转量；以及

其中所述分离图像产生装置产生三维医学图像，在所述三维医学图像中所述解剖结构是基于所述分离条件而分离和旋转的。

10.根据权利要求1所述的图像诊断支持设备，其中所述指定装置通过指定构成所述三维医学图像的多个断层图像的预定断层图像而不是指定所述三维医学图像中的位置来指定所述指定位置。

11.一种图像诊断支持方法，包括：

基于在存储三维医学图像数据的三维医学图像数据存储装置中存储的对象的三维医学图像数据，来显示三维医学图像；

在由显示装置显示的所述三维医学图像中指定至少一个指定位置，并且如果满足条件则指定切割表面，用于分离在所述三维医学图像中包括的多个解剖结构；

通过参考存储了在所述三维医学图像数据中包括的多个解剖结构的结构信息存储装置和存储了针对所述对象的每一个解剖结构的分离条件的分离条件存储装置，来提取在已经指定的指定位置周围的预定范围内存在的多个解剖结构作为待分离的结构，以基于已经指定的指定位置来确定边界表面，并且如果满足条件则确定切割表面，用于分离地显示所述多个解剖结构，以及基于所述分离条件来设置与待分离的提取结构和已经指定的指定位置相对应的边界表面，以及如果满足条件则设置所述切割表面；以及

基于所述边界表面，以及如果满足条件则基于所述切割表面，并且基于所述三维医学图像数据，产生三维医学图像，并且使所述显示装置显示所述三维医学图像，在所述三维医学图像中待分离的结构由所述边界表面以及如果满足条件则由所述切割表面分离。

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