CN103295256B - 医用图像处理装置以及医用图像处理程序 - Google Patents

Abstract

提供一种例如可设定将用户指定的观察对象必定收容于视图内等的各种显示制约条件的医用图像处理装置及医用图像处理程序。变更包含显示的三维图像的放大缩小率、移动量、剪裁条件中至少一个的第1显示条件和包含关于显示的至少一个二维图像的放大率、平行移动量、剪裁条件中至少一个的第2显示条件中的一方，与变更单元进行的变更联动地根据规定的制约条件，调整变更后的第1显示条件及第2显示条件的另一方，使用变更后的第1显示条件及第2显示条件的一方、调整后的第1显示条件及第2显示条件的另一方和体数据，生成关于观察对象的三维图像及关于观察对象的至少一个二维图像，将生成的三维图像及至少一个二维图像相互建立关联地显示于单独窗口。

Description

医用图像处理装置以及医用图像处理程序

技术领域

在本说明书中说明的实施方式一般涉及用于显示表示体图像数据的二维图像和三维图像的医用图像处理装置以及医用图像处理程序，例如，涉及用于显示二维医用图像和三维医用图像的医用图像处理装置以及医用图像处理程序。

背景技术

在一些医用摄像医疗仪器中，取入三维数据。作为这样的断层摄像医疗仪器的例子，可以列举出CT、MR、具有三维重建的X射线血管造影检查法、PET、SPECT、以及其他的核医学摄像医疗仪器、和与基于超声波的数据收集相关的新的医疗仪器。使用这样的医疗仪器得到的图像数据通常能够作为一系列的二维图像来呈现。但是，逐渐被认为，将三维数据记录于计算机，并为了取出断面或者投影等各种信息而通过用户的控制交互地生成二维图像是有益的。

使用公知的技术，能够从体图像数据得到包含多平面重建（MPR）图像、最大密度投影（MIP）图像、体绘制（VR）图像的各种不同种类的图像。

MPR图像是从被采样的三维领域通过计算机的计算而取出的二维断面图像。该二维断面能够作为对于无限薄的面的近似值。另外，该断面能够作为由面和距离定义的有限的范围，使用最大、最小、或者平均的运算符与面垂直地蓄积（accumulate）数据。使用比特定的厚度厚的断面得到的MPR图像经常被称为MPR层块。MPR层块能够使用任意的合适的绘制技术（例如，强度投影法、体绘制、具有色表的强度投影法）来显示。

MIP图像是通过沿着向量蓄积三维领域整体、或者三维领域的大部分而制成的投影图像。一般而言，为了蓄积而使用平行的向量，使用最大、最小、或者平均的运算符来蓄积数据。

VR图像是通过蓄积三维领域整体、或者三维领域的一部分而得到的投影图像。为了蓄积而使用平行的向量或者发散状的向量的任一个。运算符选择为和有色光与固体表面的相互作用相关的粗略的近似模型。

另外，还能够得到大量的其他种类的二维图像或者三维图像，仅仅作为例子列举MPR图像、MIP图像、以及VR图像。

在公知的医用摄像系统中，已知同时呈现所生成的一组二维图像的情况，各个二维图像从相同的三维数据和/或相同的测量装置来得到。例如，一般是呈现在相互正交的面中得到的3个MPR图像、VR图像、和/或MIP图像。用户能够变更面的角度或者面的位置等图像的几何学参数、和基于用于显示像素值的高动态范围的标量数据的映射等的光度参数（photometric parameter）。接着通过新的参数生成新的图像，对显示进行更新。

存在与MPR图像组中的同步动作相关的以往的技术。例如，已知相互正交的3个MPR图像的显示以及同步操作，在公知的诊断摄像仪器中实施结构、移动或者与MPR视图中的相互的连接相关的各种方式。

公知技术之一在于以相互正交的3个MPR视图所交差的三维的点遍及2个视图横向地聚集在画面上，而且遍及其他的2个视图纵向聚集在画面上的方式，来呈现这些MPR视图。

另外，还已知在MPR视图的横向呈现VR视图或者MIP视图的情况。但是，公知的系统中的VR视图或者MIP视图不与MPR视图充分地同步。在以往的技术中已知的一般结构之一中，VR视图或者MIP视图与MPR视图分开进行调节。调节VR视图的视野的公知的方法是呈现重叠于VR视图或者MIP视图的三维线框的立方体，用户用鼠标来拖动该线框的边缘，以使得能够变更VR或者MIP的视野。

在以往技术中已知的一般的另一结构是使MPR视图示出与VR视图或者MIP视图的视野相关的超集，以使得用户能够在MPR视图上调节针对VR视图或者MIP视图的视野而表现的视野。进行这种方式的公知的方法是对于各个MPR视图，在MPR视图中呈现表示VR或者MIP的视野的垂直的投影的二维线框，用户拖动MPR上的线框的边缘，以使得能够变更VR视图或者MIP视图的视野。

在Toshiba的Voxar3D（RTM）等已知的一些产品中使用的进一步的技术是将MPR视图的交差点与VR或者MIP的视野的中心连接。在该结构中，有时制约为VR或者MIP的视野是立方体。用户能够通过拖动MPR视图上的十字准线、通过滚动、或者通过其他的手段，来使MPR视图的交差点移动。由于进行制约以使得其中心始终位于MPR的交差点，所以VR或者MIP的视野追随交差点的移动。

发明内容

在用于同时显示从相同的体数据组得到的三维图像和二维图像的公知的技术中，存在各种缺点。

例如，在是用户需要与MPR视图分开地对VR视图或者MIP视图进行操作的系统的情况下，为了在MPR视图和VR视图或者MIP视图中观察相同的组织部位、或者相同特征部分而需要用户的手动操作可能会单调、烦琐而且浪费时间。在用户希望继续观察相同的组织部位、或者相同的特征部分的情况下，用户自由地观察图像时，对于用户而言需要连续地对MPR视图和VR视图或者MIP视图进行操作，需要用户通过手动确保不同的图像的视野充分地重叠。

在通过MPR视图上的二维的线框来调整VR视图或者MIP视图的三维视野的系统中，用户在MPR视图中对被检体的组织进行评价、或者有效地利用画面空间是困难的，这是由于为了能够将针对VR以及MIP的视野显示的视野在MPR视图中自由地定位，需要MPR视图具有广阔的视野。另外，（在提供调整MPR的视野的方法的情况下）在这样的系统中调整VR视图以及MIP视图的视野的方法与调整MPR图像的视野的方法不同，由此，可能会使由用户进行的操作变得复杂，而且浪费时间。

通过将VR视图以及MIP视图的视野的中心与MPR的交差点连接的公知的系统，用户能够至少遍及狭窄的范围在MPR和VR或者MIP中连续地观察相同的组织，另外，用户能够调整MPR视图、VR视图、或者MIP视图中的任意的视图的视野。但是，这样的系统不能够有效地利用画面空间，另外，有时不能通过标准的方法呈现图像。例如，在是这样的系统的情况下，一般显示比能够利用的视图小且远离中心而定位的、MPR和VR或者MIP的视野，因此，视图的大部分为空白，是无用的。

目的在于提供一种医用图像处理装置以及医用图像处理程序，能够设定例如必定将用户指定的观察对象收容在视图内等的各种显示制约条件。

本实施方式所涉及的医用图像处理装置根据与规定的观察对象相关的体数据将三维图像和至少一个二维图像建立关联地显示，该医用图像处理装置具备：存储单元，存储上述体数据；变更单元，变更第1显示条件和第2显示条件中的一方，上述第1显示条件包含所显示的三维图像的放大缩小率、移动量、剪裁条件中的至少一个，上述第2显示条件包含与所显示的至少一个二维图像相关的放大率、平行移动量、剪裁条件中的至少一个；调整单元，以与由上述变更单元进行的变更连动的方式，根据规定的制约条件，对上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方进行调整；图像生成单元，使用上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的一方、上述调整后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方、和上述体数据，生成与上述观察对象相关的三维图像以及与上述观察对象相关的至少一个二维图像；显示单元，将上述生成的三维图像以及至少一个二维图像相互建立关联地显示在单独的窗口上。

本实施方式所涉及的医用图像处理方法根据与规定的观察对象相关的体数据将三维图像和至少一个二维图像建立关联来显示，该医用图像处理方法具有：变更步骤，变更第1显示条件和第2显示条件的一方，上述第1显示条件包含所显示的三维图像的放大缩小率、移动量、剪裁条件中的至少一个，上述第2显示条件包含与所显示的至少一个二维图像相关的放大率、平行移动量、剪裁条件中的至少一个；调整步骤，以与由上述变更步骤进行的变更连动的方式，根据规定的制约条件，调整上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方；图像生成步骤，使用上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的一方、上述调整后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方、和上述体数据，生成与上述观察对象相关的三维图像以及与上述观察对象相关的至少一个二维图像；以及显示步骤，将上述生成的三维图像以及至少一个二维图像相互建立关联地显示在单独的窗口中。

附图说明

图1是基于一个实施方式的图像处理系统的概略图。

图2是由公知的技术显示的二维图像以及三维图像的截图。

图3是表示基于一个实施方式的由图1的系统进行的方法的流程图。

图4是表示二维以及三维的视野、和对于一动作模式中的视图点以及交差点的、二维以及三维的视野的关系的概略图。

图5是表示放大二维图像时的显示限制的一个例子的图。

图6是由图3的方法显示的二维图像以及三维图像的截图。

图7是与二维的视野的位置相关的概略图，和进一步的动作模式中的二维图像以及三维图像的截图。

图8是表示使用不同的医疗仪器得到的融合后的三维图像和对应的二维图像的截图。

具体实施方式

以下，将以下的附图所示的实施方式作为非限定的例子进行说明。

在本实施方式所涉及的医用图像处理装置中，例如，在对于三维图像以及至少一个二维图像的至少一方输入了显示条件（例如，视点、视野、放大缩小率、移动量（平行移动、旋转移动）、剪裁条件等）的变更指示的情况下，按照规定的制约条件来调整三维图像以及至少一个二维图像的显示条件，以使得视图点必定收容在视野内（减少从视图点的视野超出范围）。制约条件如以下所叙述的那样，能够采用各种条件。

基于一个实施方式的医用图像处理装置在图1中被概略地示出，构成为实施在之前的段落中说明的方法。该医用图像处理装置具备：这种情况下作为与显示设备4连接的个人计算机（PC）或者工作站的处理装置2、数据存储部6、和这种情况下作为计算机的键盘以及鼠标的1个或者多个用户输入设备8。本医用图像处理装置所涉及的各功能可以由硬件来实现，也可以由专用程序来实现。另外，本医用图像处理装置也可以内置在X射线计算机断层摄像装置、磁共振成像装置、超声波诊断装置等所代表的医用图像诊断装置中。

处理装置2具备中央处理装置（CPU）10，该中央处理装置10能够进行动作以加载并执行各种软件模块或者其他的软件部件。在图1的实施方式中，软件模块包含二维描绘模块12、三维描绘模块14、用户交互模块16、图像视野调整模块18。

处理装置2包含PC的其他的标准部件，该PC的其他的标准部件包括RAM、ROM、数据总线、包含各种设备驱动器的操作系统、成为与各种周边设备的接口的硬件设备（例如，显卡）。为了易于理解，这样的标准部件在图1中没有示出。

在动作时，处理装置2例如从数据存储部6下载作为CT、MR、X射线血管造影检查法、或者超声波的图像数据的医用体图像数据，将该图像数据描绘成二维图像或者三维图像并进行显示，另外，能够进行动作，以使得用户能够对于这些图像进行各种操作。

该处理装置能够构成为进行所希望的图像操作，例如，能够构成为根据希望执行用于显示医用图像数据的公知的方法。在说明基于实施方式的方法之前，进行若干与这样的公知的方法之一相关的简洁的说明。

图2表示由公知的技术显示的体图像数据中选择出的部分。在这种情况下，在显示设备4的画面上显示出4个显示窗口20、22、24、26。

显示窗口之一的20示出了冠状断面中患者或者其他的被检体的组织中选择出的部分的二维MPR视图，另一显示窗口22示出了矢状断面中组织的选择出的部分的二维MPR视图，另外，第3显示窗口24示出了横截面或者水平断面中组织的选择出的部分的二维MPR视图。从而，显示窗口20、22、24示出了由体数据组表示的体的各处中的、相互正交的3个切片中的组织部分的视图。相互正交的3个切片相交的点被称为交差点。

在图2的公知的例子中，交差点的位置由显示窗口20、22、24所示出的十字准线30a、30b、30c、30d、30e、30f来表示。针对各个显示窗口，交差点的位置与在十字准线对之间引出的线所交差的位置一致。因此，例如，在显示窗口24中，交差点位于在30a与30b之间引出的直线与在30c与30d之间引出的直线交差的位置。

第4窗口26提供患者的组织中的、三维体绘制出的视图。在该第4窗口26中三维状地显示的体数据被选择为进入由线框方框32划定的体中的数据。

在动作时，用户能够通过使用由鼠标进行的选择操作和拖动操作，沿着显示窗口20、22、24的横向或者上部使十字准线30a、30b、30c、30d之一滑动，从而变更交差点的位置。交差点并不限定于定位于为显示窗口20、22、24的中心。

另外，用户还能够对于显示窗口20、22、24所显示的二维图像的任意1个，进行滚动操作或者摇摄（pan）操作。一般而言，摇摄操作通过将鼠标指针定位于显示窗口20、22、24的某一处，接着由鼠标来执行选择操作和拖动操作来进行。

另外，用户还能够使用鼠标来拖动线框（box）32的线框线，来变更三维图像的视野。这样的三维图像的变更与二维图像的任意的变更独立地进行。

不管是摇摄操作或者是其他的图像操作，调整二维视图和三维视图并示出相同的组织部分，接着，以某种关系维持它们以使得该二维视图和三维视图继续示出相同的组织部分，这对于用户而言会浪费时间。用于对二维视图和三维视图的视野进行操作的工具不同，为了维持视图的同步，需要具有一些技巧交替地使用二维视图和三维视图。

接着，参照图3的流程图说明基于一个实施方式的动作方法。

在过程40的第1阶段中，处理装置2从数据存储部6接收体图像数据组7。此时，体图像数据组具备表示患者的组织的三维CT图像数据，但能够使用任意的合适的体图像数据。

图像视野调整模块18设定对于体图像数据中的所希望的二维视图以及三维视图的初始视野。此时，处理装置构成为显示相互正交的3个二维MPR视图、和VR视图或者MIP视图，但在代替实施方式中，能够使用二维视图或者三维视图的任意的组合。

在实施方式中的动作模式之一中，初始视图设定为显示全部数据组的体图像数据。在实施方式的变形中，初始视图按照各种制约条件来设定。

例如，MPR断面的最初朝向能够设定为显示组织的横截视图、冠状视图、矢状视图。VR视图或者MIP视图的最初的朝向设定为向正上方，并且从正前方显示。在一变形方式中，初始MPR视图设定为横截视图正好收容在显示窗口中。

在是CT数据的情况下，交差点在开始也可以设定为最初得到的切片、或者最后得到的切片的中心。一般而言，这意味着交差点位于患者的中央的轴上。在某一扫描的情况下，交差点变为最上侧的切片的中心，在其他的扫描的情况下，交差点变为在最下侧得到的切片的中心。

视图点（例如，感兴趣的的基准位置或者基准区域）也可以设定在距离扫描的中心点最近的位置，由此，在二维MPR图像中显示交差点，另外，将交差点维持在三维的VR图像或者MIP图像的视野中。

连接三维图像的视野和二维图像的视野，由此，视野之一中的位置的变化（例如，显示器面中的移动）自动地引起图像中的至少1个其他的图像中的视野的对应的变化，相反的情况下也是如此，另外，该变化接受任意的制约条件这一点是说明的实施方式的特征。在图1的实施方式中，通过连接每个图像的视图点和以视图点为基准设定的视野（例如，视图点被定义为是视野的中心），来实施该连接，以使得伴随着视图点的移动视野也发生移动。在代替实施方式中，能够使用连接视野的任意的其他的合适的方法。

视图点的位置能够参照图4来理解，在图4中，概略地示出视图点（VP：View Point）和以二维的冠状MPR断面50、矢状MPR断面52、以及横截MPR断面54为基准的交差点（IP：Intersection Point）的位置，另外，概略地示出三维的VR视图或者MIP视图56的视野。

视图点以及交差点是在包含患者的组织58的三维空间中定义的可变的点。

交差点在相互正交的3个MPR断面50、52、54的全部中是共同的点。在一些MPR视图是有限范围（层块）的投影的情况下，在该定义中使用位于该范围的中央的面。用户能够对交差点的位置进行调节。

视图点是由用户设定得到的另一点。例如，视图点可以是由用户选择的点，另外，也可以是用户对观察被检体的组织有兴趣的地方的位置或者区域、或者其周围的位置或区域。

在说明的动作模式中，对于三维图像的视图点和对于二维图像的各个视图点相同。在代替实施方式或者代替的动作模式中，能够连接对于三维图像的视图点和对于1个或者多个二维图像的视图点，但它们不同。一般而言，通过所有的图像来自动地观察相同的组织部分，因此，对于三维图像和二维图像设定相同的视图点被认为是有用的，但视图点也可以根据用户的希望来变更。

通过二维MPR视图各个中的视野，来确定在MPR视图中观察的部分的范围。同样地，通过体视野来确定在三维的MIP视图或者VR视图中观察的体的范围。

图像视野调整模块18选择对于三维的VR图像或者MIP图像的视野56。在动作模式之一中，宽度是X高度是Y的、显示出VR视图或者MIP视图的视图窗口的大小（X，Y）扩大为变为剪切用立方体56的大小（aX，aX，aY），其中，aX是患者的左手-右手方向的长度，相同地，aX是患者的正面-背面方向的长度，另外，aY是患者的上下方向的长度。作为倍率的a与对于显示画面的像素值的、实际的空间的尺寸存在关系。

在一些实施方式中，在视图窗口边缘与二维图像或者三维图像边缘的一方或者双方之间包含余量。同样，三维的VR视图或者MIP视图例如能够在（例如，与显示画面的面平行的）第3正交方向中剪切正面的剪切面和/或背面的剪切面的位置，以使得该第3正交方向中的体视野的深度为aX-c或者aY-c，其中c是剪切距离。通过余量以及剪切面的使用，无论窗口内的图像如何旋转，都能够确保在三维视图窗口的中原样观察三维图像整体。

一旦设定初始条件，则二维描绘模块12以及三维描绘模块14按照初始条件，将二维图像以及三维图像的各个显示在各个显示窗口中。

由此，例如在将在二维图像中显示的肾脏K放大显示的情况下，直到作为关心区域的肾脏区域的边界到达规定的位置，如图5（a）至图5（b）所示，执行放大中心O1的位置没有发生变化的放大处理（通常的放大处理）。另一方面，在肾脏区域的边界到达规定的位置的情况下，为了必定将肾脏区域收容在视野内（减少从视野超出范围），如图5（c）所示的那样，执行与使放大中心O1平行移动同时的放大处理（与在肾脏区域的边界到达规定的位置的方向的相反的方向使放大中心O1平行移动同时的放大处理）。另外，针对与使该放大中心O1平行移动同时的放大处理，优选执行为必定将肾脏区域收容在视野内。另外，在缩小显示上述放大处理后的二维图像的情况下，优选沿着从图5（c）到图5（a）的流程，来在原来的显示位置进行显示。

另外，关心区域的边界能够由现有的技术自动地提取。例如，作为对每个诊断对象选择的应用的预处理，优选自动提取出关心区域的边界。另外，除了上述放大处理之外，也可以增加显示限制，以使得由用户设定的解剖学基准位置或者基准区域位于画面的中心。

图6表示基于在实施方式中说明的动作模式的正交的3个二维MPR视图的显示窗口60、62、64中的显示、和显示窗口66中的三维VR图像的显示。

交差点的位置由在显示窗口60、62、64中显示出的十字准线70a、70b、70c、70d、70e、70f的对来示出。

在过程的下一阶段48中，用户交互模块16从用户输入设备8接收用户输入，根据该用户输入来进行图像操作。用户输入能够具备对于所显示的图像执行的任意的种类的鼠标操作、键盘操作、或者任意其他的合适种类的用户输入。

引起二维图像中的视图点的变化的、对于任意的二维图像的用户操作自动地引起窗口66所显示的三维图像中的视界的变化，另外，该变化受到制约条件的点是说明的实施方式的特征。同样地，三维图像的视图点的变化、进而三维图像的视野的变化自动地引起1个或者多个二维图像的视图点的变化、进而1个或者多个二维图像的视野的变化，该变化接受任意的制约条件。

用户通过由鼠标选择摇摄工具图标，在视图的任一个上进行拖动，从而能够同时变更MPR视图和VR视图的双方的视野。在所有的窗口中相同地解释该输入，视图始终维持相同的视野。

如果更详细地考虑摇摄操作的例子，则用户选择摇摄工具图标，接着，将鼠标指针置于二维的图像显示窗口60中，按下鼠标按钮执行拖动操作，将窗口所显示的图像向下方拖动。从而，窗口60所显示的图像发生变化，以使得示出躯干的上侧的部位中的被检体的组织。图像的拖动自动地引起窗口66所显示的三维图像的视野中的对应的变化。这样，例如，如果通过用户移动鼠标，将窗口60中的二维图像向下方（或者向上方、或者横向）摇摄，则自动执行在窗口66中显示的三维图像的对应的摇摄动作，由此，二维图像和三维图像自动地示出相同的组织部位。

另外，用户通过鼠标的操作，还能够对于窗口66所显示的三维图像执行同样的摇摄操作。此时，用户将鼠标置于三维图像的显示窗口66中，按下鼠标按钮，接着，执行拖动操作，将窗口所显示出的图像向下方拖动。从而，在窗口66中显示出的图像发生变化，以使得示出躯干的上侧的部位中的被检体的组织。根据定义，图像的拖动引起在窗口66中显示的三维图像的视野的变化。并且，这次，其引起1个或者多个二维图像中的对应的摇摄动作。从而，例如，如果通过用户移动鼠标，将在窗口66中显示出的三维图像向下方（或者向上方，或者横向）拖动，则自动地执行窗口60、62、64中的1个或者多个二维图像的对应的摇摄动作。结果，将附加避免即使对图像进行摇摄，视野集中在被检体组织以外的黑色的区域的那样的显示的限制。

在另一操作中，用户例如能够由键盘通过位置坐标的输入来设定视图点的位置。并且，根据所选择的位置来自动地设定二维视图以及三维视图。

在说明的实施方式中，用户能够对于三维图像（或者二维图像）执行，存在对于二维图像（或者三维图像）不一定会引起对应的变化的一些图像操作。

例如，用户能够不引起二维图像中的对应的变化，而执行对于三维图像的旋转操作。由此，用户能够原样固定二维视图而对三维视图进行操作，能够提供二维图像不会变得不明白的、或者之后不需要重新配置二维图像的用户侧的图像的简单且直观的操作。

在图1的实施方式中，VR视图或者MIP视图的旋转是基于2自由度的旋转。由对鼠标的左右的移动分配的1自由度，能够实现患者的上下轴的周围的连续360度的旋转。由对鼠标的上下的移动分配的2自由度，能够实现从观察患者的头部经过观察水平断面到观察患者的脚部的、收集对象的中心的周围的虚拟摄像机的360度或者180度的旋转。患者的上下轴的投影制约为在画面上为纵向。

另外，为了改善观察对头部进行扫描的视图和对脚部进行扫描的视图，能够针对旋转轴进行代替的选择。针对这些扫描，1自由度是患者的左右轴的周围的到360度的旋转，其他的自由度是患者的正面-背面轴的周围的到360度的旋转。能够提供使图像旋转的任意的其他的合适的方法。

在说明的实施方式中，使用鼠标和键盘，在调整的方法中实现二维图像以及三维图像的操作。根据该实施方式，在MPR图像和VR图像或者MIP图像中能够观察相同组织的特征部分，另外，能够维持图像间的关系，以使得如果为了使一方的图像示出某一特征部分而进行调整，则另一方的图像也为了示出相同的特征部分而进行调整。

从而，当用户自由地观察组织的各处中的MPR视图、和VR视图或者MIP视图时，能够在所有的视图中继续观察相同的组织部分。由于不同的视图对用户通知组织的不同的侧面，因此是人们所希望的。

用户能够使用将任意的视图作为对象的鼠标输入、或者其他的输入，来自由地观察组合了MPR视图、VR视图、和/或MIP视图的视图。用户在某些情况下，能够将输入送至MPR视图，在其他情况下，（根据情况而不同）将输入送至VR视图或者MIP视图，任一情况下，组合中的视图都一致地工作。

由本实施方式提供的、用于移动组织的各处中的MPR视图、VR视图、或者MIP视图的视野的用户交互是自然的交互，不管想要对哪一视图进行操作，一般都相同的。例如，朝向患者的头部的视野的移动在断面图像或者投影图像具有纵方向的强的要素的任一视图中，都通过从上部向底部拖动鼠标来实现。一般而言，在说明的实施方式中的图像操作中，与任意的其他的视图中的图像操作的种类相比较，不需要视图之一中的方框的拖动等各种操作技术。从而，能够提供自然且直观的用户接口。

用户进行的图像的操作接受能够提高观察和对于用户的交互的体验的一些制约条件是说明的实施方式的特征。

这些制约条件在说明的实施方式中的优先系统（priority system）中进行定义并且进行了排序。制约条件的优先系统能够由用于计算视图点的算法、和各个视图的其他的参数来表示。在制约条件的几个中，需要确定能够使用公知的图像解析或者滤波技术由模块18自动地执行的、各个图像的空白位置或者背景部分。对于说明的实施方式的、从最低优先到最高优先的制约条件如以下那样。

·视图点与用户输入对应。

·视图点不能移动到由体数据组表示的三维体之外。

·呈现各个MPR视图，以使得在显示视图的窗口的中心进行向MPR断面的视图点的投影。

·在MPR视图被配置成在该视图的一侧存在空白空间，并且数据在直到该视图的另一侧充满地分布的情况下，空白空间限制为小的余量。

·在MPR视图具有比能够利用的窗口的宽度或者高度短的横向的长度或者纵向的长度的情况下，将MPR视图进行居中，以使得对于该窗口的左余量以及右余量、和该窗口的上部余量以及底部余量，任何空白空间都实质上相等地被分配。

·在呈现在视图的一端或者一侧具有空白空间的VR视图或者MIP视图，并且视野超过该视图的另一端或者另一侧而延伸的情况下，空白空间限制为小的余量。

·在VR视图或者MIP视图具有比能够利用的窗口的宽度或者高度短的横向的长度或者纵向的长度的情况下，将VR视图或者MIP视图进行居中，以使得对于该窗口的左余量以及右余量、和该窗口的上部余量以及底部余量，任何空白空间都实质上相等地被分配。

·呈现VR视图以及MIP视图以使得视野包含交差点。在通过基于用户指示的交差点的移动，该交差点超出VR或者MIP的视野之外的情况下，（如果赋予其他的制约条件）以交差点残留在VR或者MIP的视野中的方式，视图点自动地移动。在通过基于用户指示的视图点的移动，交差点超出VR或者MIP的视野之外的情况下，交差点以残留在VR或者MIP的视野中的方式自动地移动。交差点或者视图点的自动的移动根据系统结构，可以是满足制约条件的最小的量，也可以是规定的步长，或者，也可以是规定位置的阵列之一。还能够将相同的制约条件应用于MPR视图。

·在VR或者MIP的视野在任意的方向到达由所设定的体数据表示的体之外的情况下，如果可能，则VR或者MIP的视野朝向体的中心移动确保该VR或者MIP的视野不到达体之外的足够的量。

·呈现MPR视图，以使得始终能够观察到交差点。在通过基于用户指示的交差点的移动，交差点超出视图之一中的可视范围之外的情况下，视图点以（如果赋予其他的制约条件）能够原样观察交差点的方式进行移动。在通过基于用户指示的视图点的移动，交差点超出视图的可视范围之外的情况下，交差点以能够观察的方式进行移动。

·交差点与用户输入对应。

·交差点不能移动到由体数据组表示的体之外，和/或交差点不能移动到MPR图像变为空白的那样的点。

·在相关的所有的视图间共有交差点以及视图点。

图像视野调整模块18按照表示优先顺序的、列举出的次序来应用制约条件。当制约条件之一与其他的制约条件竞争时，模块18应用具有最高的优先的制约条件，忽视其他的制约条件，或者以与竞争的其他的高的优先的制约条件匹配的程度来应用其他的制约条件。

通过按照制约条件来呈现MPR视图、和VR视图或者MIP视图，能够确保图像遵从维持组织向正上方、如朝向患者那样地观察、且最有效地利用能够利用的画面空间等的方法。制约条件能够帮助确保在可能经常会成为系统的最有价值的部分的、作为专家的用户的所需时间内完成有效的利用。具有颠倒的头部-脚部轴的患者的图像、或者在视图中残留有大的空白空间的远离中心的图像等的具有冗余的自由度的图像使用户混乱，或者需要用于调整为更好的呈现的鼠标动作。制约条件帮助确保使要求用户的输入最小，并且对用户提供最有用的视图。

在代替实施方式或者代替的动作模式中，也可以包含或省略1个或者多个任意的制约条件，制约条件的顺序也可以根据希望而不同。也可以应用其他的不同的制约条件。

例如，在代替实施方式中，确保MIP、和VR或者MPR的视野不会超过所取得的体而扩大的制约条件置换为另一制约条件，该另一制约条件规定对于各个图像，由数据组表示的体的边界不会超过视图窗口中的规定的位置（例如，不会超过窗口的中心点）而移动。根据该制约条件，有时在视图窗口中出现空白空间，但图像不会完全地移动到视图窗口之外。限制少的该制约条件在操作者能够将表示作为感兴趣对象的特定的组织的特征部分的图像的一部分配置在该操作者的眼睛的高度这点上能够变得有用。在一些状况中，特别地，在操作者使用大的显示器的情况下，该制约条件能够比确保在窗口上没有空白空间更有益。

图6的情况下，显示窗口60、62、64、66、以及MPR视图的视野全部是相同尺寸。在代替实施方式或者代替的动作模式中，显示窗口以及视野可以是不同的尺寸。在图1的实施方式中，用户能够将显示窗口和视野的尺寸设定为根据希望而不同。

在同时显示的不同的MPR视图的视野不同的情况下，例如，在在不同的高度的窗口中呈现冠状视图和矢状视图的情况下，通过另外的实施方式或者另外的动作模式，能够针对连接视图点和交差点的移动提供另外的结构。同样地，在由于不同的窗口尺寸而VR视图或者MIP视图的视野与MPR视图不一致的情况下，能够通过另外的实施方式或者另外的动作模式，针对连接视图点和交差点的移动提供另外的结构。

接着，参照图7，说明基于一个实施方式的不同的尺寸的MPR窗口的显示例。此时，和与冠状视图50的边界、矢状视图52的边界、以及横截视图54的边界的位置以及尺寸相关的概略图一起，图示出二维视图的显示窗口60、62、64。为了易于理解，没有图示出三维视图的显示窗口66，但是应当理解三维视图的显示窗口66能够显示在显示窗口60、62、64的旁边。此时，显示冠状MPR视图和横截MPR视图的显示窗口60、64具有512像素×512像素的大小。显示矢状MPR的显示窗口（例如根据用户的命令）进行尺寸变更，具有512像素×1024像素的大小。此时，为了简洁，体数据组是表示切片的数据的512像素×512像素×1024像素的阵列，倍率是1.0，另外，假设设置在窗口60、62、64中的视图的周围的所希望的余量是零。

在该例子中视图点以及交差点位置是明确的，但针对这些点的初始值、和视图点以及交差点根据引起不同的动作的输入来移动的方法，存在一些自由的选择。在不同的实施方式或者不同的动作模式中，能够实施不同的选择。

例如，假设最初的交差点置于添加了编号为切片0的最上侧的切片的中心。视图点能够至于切片255的中心，由此，冠状视图将显示扫描的最上侧的半部分。或者，能够将最初的视图点置于切片511的中心，由此，冠状视图能够显示扫描的中央部分。

接着，在用户通过执行对于冠状视图的摇摄操作来尝试视图点的移动的情况下，视图点能够限制为仅在边界切片255与767之间移动。通过对由体数据组表示的体限制了视野的制约条件，此时，视图点不能超过这些边界而移动。通过这些移动，冠状视图能够一次显示512切片的、所有扫描的图像。该移动完全不会使矢状视图发生变化，这是由于矢状视图由居中来进行制约，以使得始终显示所有的扫描的图像。

在用户通过对于矢状视图执行摇摄操作来尝试视图点的移动的情况下，针对该动作，可能存在几种解释。

·视图点不应该移动，从而，视图不发生变化。这是由于在矢状视图中不能观察到该变化。

·或者，不管对于哪个视图进行输入，视图点应该移动相同的量。这与将视图点维持在体内不同，难以进行制约条件的构筑。即使视图点发生移动，所有的视图通过居中来进行制约，因此，这也可能招致即使用户尝试执行摇摄操作视图也不发生变化这样的不直观的操作。

·或者，在通过制约条件视图点的移动不使接收输入的视图发生变化的情况下，视图点首先发生变化以使得正好进入接收了该输入的视图的居中的制约条件之中，接着进行移动。在该例子中，这使视图点跳进切片511的中心。

在图1的实施方式中，由于对于初始条件进行第1选择，因此，视图点被配置在切片255的中心，最初使冠状视图显示扫描的最上侧的半部分。在图1的实施方式中，由于对于视图点的移动进行第3选择，因此，在用户通过对于矢状视图执行摇摄操作来尝试视图点的移动的情况下，当视图点的移动不会由于制约条件引起矢状视图的变化时，首先发生变化，以使得视图点以正好进入矢状视图的居中的制约条件中，接着进行移动。在代替实施方式或者代替的动作模式中，还能够关于这些制约条件进行不同的选择。

在进一步的动作模式中，图1的系统用于观察从2个不同的体数据组同时得到的图像。通常，得到表示相同的被检体的进一步的体数据组。该进一步的体数据组可以对于原始的体数据组在不同的时间得到，和/或也可以使用不同的摄像医疗仪器来得到。

体数据组和进一步的体数据组使用处理源10来进行注册处理。能够使用任意的合适的注册处理。通过该注册处理，体数据组和进一步的体数据组被分配给相同的调整系统。

该系统构成为能够同时显示从体数据组和进一步的体数据组的双方得到的、例如横向排列的图像。能够显示任意的所希望的组合的图像。例如，能够将来自双方的体数据组的三维图像、与来自双方的体数据组的二维图像一起同时进行显示。

视图点分别对来自双方的体数据组的图像进行定义，各个图像的视图点如已经说明的那样进行连接。从而，能够得到从不同的体数据组得到的视图的自动的同步。例如，不管其他的图像是从体数据组得到的，还是从进一步的体数据组得到的，对于图像之一进行的摇摄操作将自动地引起对于至少1个其他的图像执行的对应的摇摄操作。

在一些情况下，由体数据组表示的体、和由进一步的体数据组表示的进一步的体是不同的。例如，体和进一步的体有时能够部分重合，但有时具有不同的边界。在这种情况下，制约条件的体系也可以如用户所希望的那样进行变更。

例如，在使用时，VR（或者MIP）的视野不能扩大到由体数据组表示的体之外这样的制约条件也可以进行扩张，以使得将对于VR（或者MIP）图像的哪一个的VR（或者MIP）的视野制约为对于VR（或者MIP）图像的哪一个的VR（或者MIP）的视野能够扩大到由体数据组表示的体、和由进一步的体数据组表示的体的某一个之外，但停留在由体数据组表示的体、和由进一步的体数据组表示的体的几何学结合部分之中。或者，该制约条件也可以分别应用于VR（或者MIP）的视野各个。此时，当观察距离由体数据组表示的体的边缘近的体时，有时2个VR（或者MIP）图像的视图点不同。为了确保用于最自然地且直观地进行观察的结构，例如，也可以根据用户的喜好来设定制约条件。

在本说明书中说明的实施方式包含有连接体视野和至少1个二维图像的视野的特征，因此，一方的图像的移动自动地引起至少1个其他方的图像中的对应的移动。在代替实施方式中，能够对连接的多个视图点进行定义，另外，能够应用进一步的制约条件。例如，在一些实施方式中，能够存在多个视图点的各个必须位于各图像的视野中，和/或能够对于多个视图点划定各个的视野这样的制约条件。

在本说明书中叙述的实施方式关于观察MPR图像和VR图像或者MIP图像的情况进行了说明。但是，实施方式并不限定于观察这样的图像。当然，在代替实施方式中，能够观察任意合适的二维图像和三维图像。在说明的代替实施方式中，对上述的说明中的MPR图像的提及也可以置换成对任意的其他的合适种类的二维图像的提及，另外，对VR图像或者MIP图像的提及也可以置换成向任意的其他的合适的种类的三维图像的提及。

在实施方式中，能够使用任意的合适的数据组。例如，能够使用制作一组断面图像之前的、由来自扫描仪检测器的原始数据重新构筑的体数据，能够使用根据从扫描仪向存档或者工作站发送的断面图像组来重新构筑的体数据，或者，能够使用例如作为参数图数据（例如，3D的峰值到达时间（3D time to peak）、3D的平均转移时间（3D mean transittime））、被减去的体数据（subtracted volume data）、虚拟的非对比度体数据（virtualnon-contrast volume data）的、由进一步的处理得到的体数据。二维图像从体数据的合适的处理来得到，或者，能够从例如作为从扫描仪直接得到的二维数据组的二维数据组来得到。

本发明并不限定于单一的三维图像的显示。在一些实施方式中，显示2个以上的三维图像，另外，三维图像中的一个视野的变化自动地引起其他的三维图像（可多个）的视野（可多个）的变化，反之也同样地连接三维图像的各个视野。

从对于相同的被检体在不同的时间得到的数据组、或者使用不同的医疗仪器而得到的数据组等不同的数据组，能够得到不同的三维图像。代替地或者附加地，不同的三维图像例如使用不同种类的描绘装置、不同的描绘设定，能够具备使用追加的或者不同的剪切、或分割得到的不同地显示的图像。

例如，在医用摄像的一个实施方式中，能够将具有相同的体视野的三维体绘制（VR）的视图、和三维的MIP视图排列显示。一般而言，MIP视图将强调了对比度的血管比VR视图更准确地示出，但由于有时对于在MIP视图中进行评价深度很严格，因此，这样的实施方式特别地有用。在另一个实施方式中，具有相同的体视野和相同的显示设定，但在作为来自不同的方向的视图的不同的三维视图中，能够显示相同的体。

在另一个实施方式中，三维视图（可多个）和/或二维视图（可多个）能够显示融合（fusion）了在相同的时间或者不同的时间使用不同的医疗仪器而得到的图像数据的图像。在图8所示的实施方式中，在显示中，包含窗口70和窗口72，窗口70显示从患者得到的PET体数据和CT体数据的三维体绘制后的融合显示，窗口72和与窗口70并排显示二维的横截MPR的CT图像、以及位于横向的表示由CT数据以及PET数据构成的横截MPR的融合后的二维图像。另外，显示窗口74，窗口74显示作为CT图像的二维的矢状MPR、和位于横向的表示由CT数据以及PET数据构成的矢状MPR的融合后的二维图像。窗口74在窗口76的横向显示出，窗口76显示出作为CT图像的二维冠状MPR、和位于横向的表示由CT数据以及PET数据构成的冠状MPR的融合后的二维图像。图8中的三维图像以及二维图像的各个视野如关于其他的实施方式已经说明的那样连接。

在本说明书中说明了特定的模块，但在代替实施方式中，这些模块中的1个或者多个功能也可以由单一的模块或者其他的组件来提供，另外，由单一模块来提供的功能也可以由2个以上的模块、或者其他的组件的组合来提供。

另外，在实施方式中，特定的功能由软件来实施，但本领域的技术人员要充分地理解该功能能够只由硬件（例如，通过1个或者多个ASIC（面向特殊用途的集成电路）），或者硬件和软件的组合来实施。从而，实施方式并不只限定于由软件来实施。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定本发明的范围。实际上，在本说明书中说明的新的方法和系统能够以其他的各种方式进行实施，而且不脱离发明的要旨，能够进行在本说明书中说明的方法以及系统的方式下的各种的省略、置换、变更。添加的权利要求的范围及其等价物被认为包含落入本发明的范围的方式和变形方式。

Claims (12)

1.一种医用图像处理装置，该医用图像处理装置根据与规定的观察对象相关的体数据将三维图像和至少一个二维图像建立关联地显示，其特征在于，具备：

存储单元，存储上述体数据；

变更单元，根据对所显示的至少一个二维图像指定的基准位置或者基准区域，变更第1显示条件和第2显示条件中的一方，上述第1显示条件包含所显示的三维图像的放大缩小率、移动量、剪裁条件中的至少一个，上述第2显示条件包含与所显示的至少一个二维图像相关的放大率、平行移动量、剪裁条件中的至少一个；

调整单元，以与由上述变更单元进行的变更连动的方式，调整上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方，并且在根据上述调整后的显示条件而上述二维图像或上述三维图像的一方中的上述基准位置或上述基准区域移动到视野之外的情况下，在上述二维图像或上述三维图像的至少另一方中，以在视野中包含上述基准位置或者上述基准区域的方式再次调整用于进行上述调整的规定的制约条件；

图像生成单元，使用上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的一方、上述调整后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方、和上述体数据，生成与上述观察对象相关的三维图像以及与上述观察对象相关的至少一个二维图像；以及

显示单元，将上述生成的三维图像以及至少一个二维图像相互建立关联地显示在单独的窗口上，

其中上述调整单元自动执行再次调整，并且在存在多个上述规定的制约条件的情况下，上述调整单元根据预先设定的优先度来选择多个上述规定的制约条件，根据选择的上述规定的制约条件，对上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的至少一方进行自动调整。

2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，

再次调整上述调整后的显示条件是指设定放大缩小率、移动量、剪裁条件。

3.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：对于上述三维图像和上述至少一个二维图像的各个，在各窗口中将对上述规定的观察对象设定的基准位置或者基准区域显示在规定的位置。

4.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：以根据上述规定的观察对象设定的区域的边界不超过规定的基准位置或者基准边界的方式，将上述三维图像和上述至少一个二维图像的各个显示在各窗口中。

5.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：以不超过对上述体数据设定的规定的区域的方式，将上述至少一个二维图像的各个显示在各窗口中。

6.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：以不超过对上述体数据设定的规定的区域的方式，将上述三维图像显示在窗口中。

7.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：在存在多个上述二维图像的情况下，以与各上述二维图像相关的断面所交差的区域所相关的基准位置或者基准区域不超过规定的基准位置或者基准边界的方式，将上述至少一个二维图像的各个显示在各窗口中。

8.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：在存在多个上述二维图像的情况下，以与各上述二维图像相关的断面所交差的区域所相关的基准位置或者基准区域存在于对上述体数据设定的规定的区域内的方式，将上述至少一个二维图像的各个显示在各窗口中。

9.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：根据显示上述三维图像的窗口的大小，来调整与上述三维图像相关的视野。

10.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：以不超过使用上述至少一个二维图像来设定的规定边界的方式，对与上述三维图像相关的视野进行调整。

11.根据权利要求1或者2所述的医用图像处理装置，其特征在于，

上述规定的制约条件是这样的制约条件：使对上述第1显示条件以及第2显示条件的一方进行的变更不反映在另一方中。

12.一种医用图像处理方法，该医用图像处理方法根据与规定的观察对象相关的体数据将三维图像和至少一个二维图像建立关联地显示，其特征在于，具有：

变更步骤，根据对所显示的至少一个二维图像指定的基准位置或者基准区域，变更第1显示条件和第2显示条件的一方，上述第1显示条件包含所显示的三维图像的放大缩小率、移动量、剪裁条件中的至少一个，上述第2显示条件包含与所显示的至少一个二维图像相关的放大率、平行移动量、剪裁条件中的至少一个；

调整步骤，以与由上述变更步骤进行的变更连动的方式，调整上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方，并且在根据上述调整后的显示条件而上述二维图像或上述三维图像的一方中的上述基准位置或上述基准区域移动到视野之外的情况下，在上述二维图像或上述三维图像的至少另一方中，以在视野中包含上述基准位置或者上述基准区域的方式再次调整用于进行上述调整的规定的制约条件；

图像生成步骤，使用上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的一方、上述调整后的第1显示条件以及第2显示条件的另一方、和上述体数据，生成与上述观察对象相关的三维图像以及与上述观察对象相关的至少一个二维图像；以及

显示步骤，将上述生成的三维图像以及至少一个二维图像相互建立关联地显示在单独的窗口中，

其中在上述调整步骤中自动执行再次调整，并且在存在多个上述规定的制约条件的情况下，在上述调整步骤中，根据预先设定的优先度来选择多个上述规定的制约条件，根据选择的上述规定的制约条件，对上述变更后的第1显示条件以及第2显示条件的至少一方进行自动调整。