JP2001022921A - 三次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】物理的性質に対応した画素値と不透明度を使用
して三次元画像を表示する装置において，対象物の表示
に関するパラメタの設定を容易にする手段を提供し，対
象物の表示に要する操作と観察が容易な三次元画像表示
装置を提供する。 【解決手段】複数の対象物に設定したパラメタと投影パ
ラメタを対象物パラメタ集合として複数個格納し，それ
を選択する手段４１と，視点位置パラメタを設定する手
段４４と，複数の画像表示領域をもつ画像表示部４３と
を備え，ボクセルデータに複数の対象物パラメタ集合を
作用させることによって複数の三次元画像を複数の画像
表示領域に同時または極めて短時間に表示することを可
能にした。これによって複雑な三次元画像処理を再現す
ること，また短時間に切り換えながら観察することが可
能になった。また視点位置を変えながら複数画像を同時
に観察できるので対象物の観察が容易な三次元画像表示
装置の提供が可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は，被検体の物理的性質の
空間的分布を三次元画像として表示する三次元画像表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置によって人体の物理的性質
をあらわす正確な断面画像データが得られるようになっ
て以来，異なる断面位置で撮影した複数の断面画像デー
タを使用して三次元立体画像を再構成することが行われ
てきた。特に最近，ヘリカルスキャンＸ線ＣＴ装置やコ
ーンビームＸ線ＣＴ装置が実用化されるようになったの
で，より精密な三次元立体画像を再構成することが可能
になった。

【０００３】医用画像の三次元表示法には被検体を構成
する対象物の境界面を抽出した後，その境界面の形状を
表示する表面表示法（サーフェスレンダリング法）と，
被検体を物理的性質に対応した値を持つボクセルの三次
元配列として取り扱うボリュームレンダリング法があ
る。

【０００４】サーフェスレンダリング法は，複数枚のＸ
線ＣＴ画像のそれぞれに対して，（１）対象物のもつＣ
Ｔ値の上限と下限を指定するしきい値処理によって対象
物を含む領域を抽出する，（２）その領域から表示対象
物でない領域を削除することによって表示対象物の領域
を抽出する，（３）その領域の輪郭を抽出する。（４）
複数枚のＸ線ＣＴ画像のそれぞれから得た輪郭を使用し
て立体を構築する。（５）最後にこの立体に対して影付
け処理と投影処理を行うことによって，表示対象物を三
次元画像として表示する。

【０００５】ボリュームレンダリング法は，被検体を物
理的性質に対応した不透明度と色情報を持つボクセルの
三次元配列として取り扱い，これに対して影付け処理と
レイキャスティングと呼ばれる投影処理を行うことによ
って被検体の物理的性質を三次元画像として表示する。
各ボクセルにそのＣＴ値に対応した色と不透明度とを持
たせることによって，異なるＣＴ値を持つ領域を異なる
色と濃さで表示することができる。

【０００６】ボリュームレンダリング法では，（１）複
数枚のＸ線ＣＴ画像データを使用してボクセルの三次元
配列を構築する，（２）関心対象物固有のＣＴ値の範囲
に色と不透明度とを設定する，（３）これに対して影付
け処理とレイキャスティングと呼ばれる投影処理を行う
ことによって，関心対象物を三次元画像として表示す
る。異なるＣＴ値の範囲に異なる色と不透明度を設定す
ることによって，異なるＣＴ値を持つ領域を異なる色と
濃さで表示することができる。

【０００７】サーフェスレンダリング法では複数枚のＸ
線ＣＴ画像のそれぞれに対して領域抽出を行う必要があ
るが，ボリュームレンダリング法では領域抽出の作業が
不要である。人体では二つの解剖学的構造の境界領域で
はＣＴ値が連続的に変化している場合が多いので，領域
抽出の手数が省略できる効果は大きい。また境界が急激
に変化するエッジにおいてもサーフェスレンダリング法
と比較して，自然で滑らかな濃淡が得られる。

【０００８】ボリュームレンダリング法では，Ｘ線ＣＴ
画像データを使用して構築したボクセルの三次元配列を
対象に，被検体の解剖学的構成要素をＣＴ値に基づいて
分類する。従って，異なるＣＴ値をもつ空間的領域は異
なる対象物として取り扱うことができるが，同じＣＴ値
をもつ空間的領域は，たとえ物理的に離れた場所にある
対象物でも一つの対象物として取り扱うことになる。こ
れは，同じＣＴ値をもつ空間的領域を，二つ以上の対象
物として取り扱いたい場合などに不便である。

【０００９】例えば臓器の内部を観察する例で，臓器の
ある面から手前の部分を取り除くことによって，その面
から奥の部分を観察したい場合に，同じＣＴ値をもつ空
間的領域を二つ以上の対象物として分離して取り扱う要
求が生じる。また例えば四肢における筋肉と骨の両者を
観察する例で，筋肉について，ある面から手前の部分を
取り除きその面から奥にある筋肉と全体の骨との関係を
観察したい場合に，同じＣＴ値をもつ空間的領域を二つ
以上の対象物として分離して取り扱う要求が生じる。

【００１０】このようにボリュームレンダリング法で
は，異なるＣＴ値をもつ空間的領域は異なる対象物とし
て取り扱うことができるが，同じＣＴ値をもつ空間的領
域はたとえ物理的に離れた場所にある対象物でも一つの
対象物として取り扱うので，手術のシミュレーションな
どのように同一の物理的性質を持つ空間的領域を二つ以
上の対象物として分離して取り扱うアプリケーションに
は適していない。

【００１１】ボリュームレンダリング法では，被検体の
解剖学的構成要素をＣＴ値に基づいて分類するので，被
検体の解剖学的構成要素を正確に抽出するためには，Ｃ
Ｔ値の上限や下限などのパラメタの設定が微妙になるこ
とがある。また前回の設定を再現することが困難な場合
がある。またＣＴ値の範囲や不透明度，色などのパラメ
タの設定をさまざまに変更して三次元画像を観察したい
という要求がある。また幾つかの設定を切り換えて三次
元画像を比較したいという要求がある。しかしながら有
効な解決策は供されていない。

【００１２】ボリュームレンダリング法では，Ｘ線ＣＴ
画像データを使用して構築したボクセルの三次元配列を
対象に，被検体の解剖学的構成要素をＣＴ値に基づいて
分類する。従って，被検体を構成する全ての解剖学的構
成要素にＣＴ値を割り当てることによって，被検体を構
成する全ての解剖学的構成要素を表示することができ
る。しかしながら，被検体を構成する全ての解剖学的構
成要素を表示対象にすると，たとえそれぞれの解剖学的
構成要素に異なる不透明度と異なる色を割り当てた場合
でも被検体を構成する全ての解剖学的構成要素が重なっ
てしまうので，必ずしも関心対象物を見やすく表示でき
るとは限らない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ボリュームレンダリン
グ法では，異なる物理的性質をもつ空間的領域は異なる
対象物として取り扱うが，同一の物理的性質をもつ空間
的領域は一つの対象物として取り扱うので，同一の物理
的性質を持つ空間的領域を二つ以上の対象物として分離
して取り扱いたいという要求には対応が必要である。ま
た，ボリュームレンダリング法では，被検体の解剖学的
構成要素を正確に抽出するためには，パラメタの設定が
微妙になることがあり，また設定を再現することが困難
な場合がある。また幾つかの設定を切り換えて三次元画
像を比較したいという要求がある。ボリュームレンダリ
ング法では被検体を構成する全ての対象物を表示対象に
すると，それぞれの対象物に異なる不透明度と異なる色
を割り当てた場合でも被検体を構成する全ての対象物が
重なってしまうので，個々の対象物の観察が難しいとい
う問題がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために考案したもので，被検体の物理的性質に対
応した画素値を持つ三次元ボクセルを格納する手段と，
対象物の空間領域と不透明度と色を指定する対象物パラ
メタを複数の対象物に対して設定する手段と，対象物集
合を構成する複数の対象物に対して設定した対象物パラ
メタと投影処理パラメタを対象物パラメタ集合として複
数個格納する手段と，視点位置パラメタを設定する手段
と，複数の画像表示領域をもつ画像表示の手段と，三次
元ボクセルの画素値と対象物パラメタ集合とを作用させ
てデータを作成する手段と，このデータに対して投影処
理パラメタを使用して投影処理を行って作成した画像を
複数の画像表示領域に表示する手段とを具備し，対象物
パラメタ集合を切り換えることによって新しい対象物集
合の画像を複数の画像表示領域に同時または極めて短時
間に更新表示することを可能にした。これによって，三
次元画像処理を再現すること，また設定を短時間に切り
換えながら観察することを可能にした。

【００１５】また本発明は，被検体の物理的性質に対応
した画素値を持つ三次元ボクセルを格納する手段と，対
象物の空間領域と不透明度と色を指定する対象物パラメ
タを複数の対象物に対して設定する手段と，対象物集合
を構成する複数の対象物に対して設定した対象物パラメ
タと投影処理パラメタを対象物パラメタ集合として複数
個格納する手段と，視点位置パラメタを設定する手段
と，複数の画像表示領域をもつ画像表示の手段と，三次
元ボクセルの画素値と対象物パラメタ集合とを作用させ
て作成したデータを複数の対象物パラメタ集合を使用し
て複数個作成する手段と，これらの複数のデータに対し
て投影処理パラメタを使用して投影処理を行って作成し
た画像を複数の画像表示領域に表示する手段とを具備
し，視点位置パラメタを変更することによって新しい視
点位置パラメタで処理した画像を複数の画像表示領域に
同時または極めて短時間に更新表示することを可能にし
た。これによって，対象物をグループ化して同一視点を
持つ複数の投影画像として表示することが可能になり，
また視点位置を変えながら複数の投影画像を同時に観察
することが可能になった。被検体を構成する全ての対象
物を表示対象にした場合でも，被検体を構成する対象物
を適宜グループ化して，見やすく表示することが可能と
なった。

【００１６】「対象物」は，関心解剖学的領域などで，
指定空間領域内に存在する，指定ＣＴ値範囲のＣＴ値を
持つ画素の集合である。「対象物パラメタ」は，対象物
を規定するパラメタで，対象物を構成する画素の存在す
る空間領域を指定し，対象物を構成する画素の持つＣＴ
値の範囲を指定する。そして対象物を構成する画素に設
定するＣＴ値に対応する不透明度と色を指定する。三次
元ボクセルの画素値に対象物パラメタを作用させて作成
したデータに投影処理を行うことによって対象物の三次
元画像を作成することができる。「対象物集合」は，一
枚の三次元画像に含まれる複数の対象物の集合である。
「対象物パラメタ集合」は，一枚の三次元画像に含まれ
る対象物の対象物パラメタの集合である。三次元ボクセ
ルの画素値に対象物パラメタ集合を作用させて作成した
データに投影処理を行うことによって対象物集合で指定
した複数の対象物の三次元画像を作成することができ
る。

【００１７】物理的性質に対応した画素値を持つボクセ
ルの三次元配列を取り扱うボリュームレンダリング法に
おいて，被検体を構成する対象物を特定するために，対
象物の存在する空間領域を指定し，対象物の持つＣＴ値
の範囲を指定する対象物パラメタを設定する。ボクセル
の三次元配列に対象物パラメタを作用させて作成したデ
ータに投影処理を行うことによって対象物の三次元画像
を作成することができる。

【００１８】対象物集合として一枚の三次元画像に含め
る対象物を複数選択し，これらの対象物の対象物パラメ
タをまとめて対象物パラメタ集合として格納する。ボク
セルの三次元配列に対象物パラメタ集合を作用させて作
成したデータに投影処理を行うことによって対象物集合
の三次元画像を作成することができる。

【００１９】複数の対象物集合の三次元画像を作成する
ために，ボクセルの三次元配列に複数の対象物パラメタ
集合を作用させて作成した複数のデータに投影処理を行
うことによっ複数の三次元画像を作成する。これらを複
数の表示領域をもつ画像表示装置のそれぞれの表示領域
に表示させる。

【００２０】多様な設定が必要なボリュームレンダリン
グにおいて，様々の設定による三次元画像の比較を対象
物集合を切り換えることによって容易に行うことができ
る。同一の視点位置パラメタを使用して複数のデータの
投影処理を行うことによって，複数の対象物集合の同一
視点をもった三次元画像を作成することができる。さら
にこの視点位置パラメタを変更することによって，同一
の視点をもった複数の対象物集合の三次元画像を，視点
位置を変えて観察できる。被検体を構成する対象物をグ
ループ化して，複数の三次元画像として表示することが
できるので，被検体を構成する全ての対象物を表示対象
にした場合でも，対象物が重複することによって関心対
象物を見やすく表示できないという問題を防ぐことがで
きる。

【００２１】ボクセルの三次元配列に対象物パラメタま
たは対象物パラメタ集合を作用させることによって，対
象物または複数の対象物を含む投影画像を作成すること
ができる。対象物パラメタおよび対象物パラメタ集合
は，データ処理に使用するパラメタであってボクセルデ
ータでないので，多数の対象物パラメタまたは対象物パ
ラメタ集合を保存しても，データ量の増加は少ない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下，本発明による三次元画像表
示装置について説明する。図１は本発明の実施例の構成
を示す概略図である。データ収集部１は例えばＸ線ＣＴ
装置においては被検体の周囲からＸ線を照射し，透過す
るＸ線の線量を測定することによって投影データを収集
する部分である。この実施例ではデータ収集部１がＸ線
ＣＴ装置である場合について説明するが，ＭＲ装置など
他の装置の場合にも同様に機能する。

【００２３】この実施例では電子ビーム・スキャン方式
のＸ線ＣＴ装置を例に示している。電子銃１２から放射
した電子ビーム１３を制御して，被検体の周囲に環状に
配置されたＸ線ターゲット１１上を走査する。Ｘ線ター
ゲットで発生したＸ線は，寝台１６上に横たわる被検体
の横断面を透過した後，Ｘ線検出器１４で電流に変換さ
れる。このＸ線検出器の出力はデータ収集回路１５でデ
ジタルデータに変換される。寝台１６を移動させながら
電子ビームの走査を繰り返して行うことによって，被検
体の複数横断面のデータを収集する。再構成演算処理部
２は，このデータに前処理，再構成処理，後処理を行
い，画像データを作成する。この画像データは被検体の
Ｘ線透過係数に相当するＣＴ値の空間的な分布を表して
いる。

【００２４】再構成演算処理部２は投影データを再構成
する機能をもつ高速演算装置を含むデータ処理装置であ
る。三次元画像処理部３は三次元画像を再構成する機能
をもつデータ処理装置である。これらの機能は一体化さ
れている場合もあり，分離されている場合もある。デー
タ蓄積装置２１は再構成演算処理部２で得た画像データ
を蓄積する機能を備えている。

【００２５】三次元画像処理部３は再構成演算処理部２
によって得た画像データを使用してボリュームレンダリ
ング法によって三次元画像を再構成する。再構成演算処
理部２で得た画像データを直接使用する場合もあり，デ
ータ蓄積装置２１に蓄積した画像データを使用する場合
もあり，またオフライン媒体に保存した画像データを使
用する場合もある。

【００２６】画像表示装置４は，対象物の空間的領域の
設定に使用するガイド用画像表示部４０，対象物の集合
を選択する対象物集合選択部４１，対象物の空間的領域
とその領域におけるパラメタを設定する対象物設定部４
２，三次元画像処理部３によって得られた三次元画像を
表示する画像表示部４３，視点などの投影処理のパラメ
タを設定する視点位置パラメタ設定部４４を備えてい
る。

【００２７】図２はこの実施例を説明するブロック図で
ある。データ収集部１で収集した複数横断面の投影デー
タを再構成演算処理部２で再構成することによって複数
横断面の画像データが得られる。この複数横断面の画像
データは，三次元画像処理部３に送られ，前処理部３１
において被検体体軸方向の画像データの補間による補間
画像データの作成などを行った後，三次元テーブル３２
に蓄積される。一枚の画像データは左手から右手の方向
に増加するＸ軸とこれに直交して上部から下部に増加す
るＹ軸を持ち，複数枚の画像データがこれに直交するＺ
軸方向に被検体における横断面位置の順序で積み重なっ
ている。三次元テーブル３２の値は，Ｘ線ＣＴ装置の場
合はＣＴ値である。

【００２８】三次元テーブル３２に蓄積された画像デー
タは，横断面位置の補正処理やＸ線ＣＴ装置の架台傾斜
角度の補正処理などの空間座標に対する補正処理を行っ
た後，三次元テーブル３３に写像される。三次元テーブ
ル３３は空間的に交差する３軸，例えば被検体の横断面
において左手から右手の方向に増加するＸ軸とこれに直
交して上部から下部に増加するＹ軸，そしてこの横断面
に直交する右手系のＺ軸をもつ三次元テーブルである。
Ｘ軸の単位ベクトル，Ｙ軸の単位ベクトル，Ｚ軸の単位
ベクトルを持つ単位立方体を考えると，三次元テーブル
はこの単位立方体を積み重ねることによって構築した立
方体である。この単位立方体をボクセルと呼ぶ。

【００２９】ガイド用画像表示部４０は，三次元画像を
再構成する対象物の空間領域を設定する際に使用する画
像を表示する部分で，三次元テーブル３３に蓄積された
ボクセルデータを使用して三次元画像を再構成し，これ
を表示する。三次元画像としては，横断面，矢状面，冠
状面に断面再構成した画像，横断面画像を積み上げた画
像，またボクセルデータを使用して三次元表面表示処理
を施した画像などが使用される。

【００３０】対象物設定部４２は三次元画像を再構成す
る複数の対象物の空間領域とＣＴ値範囲，そして対象物
に与える不透明度と色を設定する部分である。複数の対
象物に対応して複数個の対象物設定ユニット４２−１，
４２−２，４２−３，４２−４，・・・を備えている。
対象物設定ユニットは対象物の三次元画像を作成する空
間領域を設定し，関心対象物のもつＣＴ値の範囲を設定
し，そして関心対象物に与える不透明度と色を設定す
る。

【００３１】対象物空間領域設定部１０１−１，１０１
−２，・・・は三次元画像を再構成する関心対象物の空
間領域を設定する部分である。ガイド用画像表示部４０
に表示される画像と操作部５の操作によって，三次元画
像を再構成する関心対象物の空間領域を設定する。設定
された空間領域はガイド用画像表示部４０に表示され
る。また，対象物設定ユニット４２−１，４２−２，・
・・で設定した対象物を三次元画像として表示するか，
表示しないかを選択する手段を持つ。

【００３２】対象物パラメタ設定部１０２−１，１０２
−２，・・・は，対象物空間領域設定部１０１−１，１
０１−２，・・・で設定した対象物がもつＣＴ値の上限
と下限を設定し，その範囲のＣＴ値がもつ不透明度を設
定し，関心対象物に与える表示色を設定する。

【００３３】対象物パラメタ１０３−１，１０３−２，
・・・は，対象物空間領域設定部１０１−１，１０１−
２，・・・で設定した対象物の空間領域を三次元テーブ
ルに蓄積する。この三次元テーブルは三次元テーブル３
３と同一の３軸をもち，三次元画像を再構成する空間領
域では１の値，三次元画像を再構成する空間領域外では
０の値をもつ。対象物パラメタ１０３−１，１０３−
２，・・・は，対象物パラメタ設定部１０２−１，１０
２−２，・・・で設定した不透明度と色を一次元テーブ
ルに蓄積する。一次元テーブルはＣＴ値をパラメタにし
たテーブルで，値１として不透明度を，値２として色情
報をもつ。対象物パラメタ設定部１０２−１，１０２−
２，・・・で設定した関心対象物のもつＣＴ値の範囲で
は，ＣＴ値に対応して不透明度とその関心対象物に与え
る色を保持しており，ＣＴ値の範囲外では不透明度は０
であり，色情報は無い。

【００３４】対象物パラメタ集合３５−１，３５−２，
…は一枚の三次元画像に含む全ての対象物の対象物パラ
メタ，即ち対象物パラメタ集合をそれぞれ含む。一枚目
の投影画像に含まれる複数の対象物の対象物パラメタ１
０３−１，１０３−２，・・・は，対象物パラメタ集合
３５−１に格納される。二枚目の投影画像に含まれる複
数の対象物の対象物パラメタ１０３−１，１０３−２，
・・・は，対象物パラメタ集合３５−２に格納される。

【００３５】三次元テーブル３４は三次元テーブル３３
と同一の空間的に交差する３軸をもつ。三次元テーブル
３４の値１はボクセルの濃度値であり，値２，値３，値
４は三次元テーブル３３のボクセル値のＸ軸方向，Ｙ軸
方向，Ｚ軸方向の勾配を，値５は色情報を持っている。

【００３６】濃度値は，一枚目の投影画像に対して，三
次元テーブル３３のボクセルが対象物パラメタ集合３５
−１で設定されている空間領域内に存在し，かつそのボ
クセルが対象物パラメタ集合３５−１で設定されている
ＣＴ値の範囲内のＣＴ値をもつ場合は，そのボクセルの
もつＣＴ値に対象物パラメタ集合３５−１で設定されて
いる不透明度を乗算することで得られる。色は，一枚目
の投影画像に対して，三次元テーブル３３のボクセルが
対象物パラメタ集合３５−１で設定されている空間領域
内に存在し，かつそのボクセルが対象物パラメタ集合３
５−１で設定されているＣＴ値の範囲内のＣＴ値をもつ
場合は，対象物パラメタ集合３５−１で設定されている
色を設定する。

【００３７】二枚目の投影画像に対して，濃度値は，三
次元テーブル３３のボクセルが対象物パラメタ集合３５
−２で設定されている空間領域内に存在し，かつそのボ
クセルが対象物パラメタ集合３５−２で設定されている
ＣＴ値の範囲内のＣＴ値をもつ場合は，そのボクセルの
もつＣＴ値に対象物パラメタ集合３５−２で設定されて
いる不透明度を乗算することで得られる。二枚目の投影
画像に対して，色は，三次元テーブル３３のボクセルが
対象物パラメタ集合３５−２で設定されている空間領域
内に存在し，かつそのボクセルが対象物パラメタ集合３
５−２で設定されているＣＴ値の範囲内のＣＴ値をもつ
場合は，対象物パラメタ集合３５−２で設定されている
色を設定する。三枚目の投影画像以降についても同様で
ある。

【００３８】レイキャスティング演算部３６は，三次元
テーブル３４に蓄積された濃度データと勾配データ，色
の値を使用して，画面上に投影される値を求める。この
とき使用する視点位置パラメタは視点位置パラメタ設定
部で設定する。

【００３９】後処理部３７は，レイキャスティング演算
部３６で得た値に対して幾何学的に正しい画像にするた
めのアフィン変換などの後処理を行い，最終的に画像表
示部４３に表示する画像を作成する。

【００４０】図３は対象物設定部４２のパネル図であ
る。

【００４１】対象物集合選択ユニット４１は，対象物集
合を選択するためのスイッチ「対象物集合」１０４−
１，１０４−２…がある。対象物集合１０４−１，１０
４−２…を選択することによって，対象物設定ユニット
４２−１，４２−２，…はその対象物集合に含まれる対
象物のパラメタを設定できる。これを選択することによ
ってその対象物集合に含まれる複数の対象物に対して設
定されていた対象物パラメタを呼び出すこと，または設
定した複数の対象物パラメタを保存することができる。

【００４２】対象物設定ユニット４２−１，４２−２，
４２−３，４２−４，・・・は対象物のパラメタを設定
するパネルであり，対象物の数だけ対象物設定ユニット
４２−１，４２−２，４２−３，４２−４，・・・が存
在する。

【００４３】対象物空間領域設定部１０１の対象物選択
パネル１０６にはこの対象物設定ユニットで設定する対
象物の番号を示す「番号」表示１１０がある。「選択」
スイッチ１１１を押すことによってこの対象物設定ユニ
ットで設定した対象物が三次元画像を構成する対象物と
して選択される。

【００４４】対象物空間領域設定部１０１の空間領域設
定パネル１０７には「編集」スイッチ１１２，「優先
度」スイッチ１１３，「変移」スイッチ１１４がある。
「編集」スイッチ１１２を選択することによって，ガイ
ド用三次元画像表示部４１に表示されている三次元画像
を使用して，この対象物の三次元画像を再構成する空間
領域を編集し，設定することができる。

【００４５】対象物パラメタ設定部パネル１０３には不
透明度設定パネル１０８と色設定パネル１０９がある。
不透明度設定パネル１０８にはその対象物の「しきい値
下限」設定つまみ１１５と「しきい値上限」設定つまみ
１１６がある。対象物空間領域設定部１０１で設定され
る空間領域の中に存在するボクセルの中で，このＣＴ値
の下限と上限の範囲のＣＴ値を持つボクセルが対象物に
なる。このＣＴ値の範囲のボクセルに与える不透明度の
下限と上限は「不透明度下限」つまみ１１７と「不透明
度上限」つまみ１１８によって設定される。例えば，不
透明度下限は０にあらかじめ設定しておき，不透明度上
限つまみ１１８のみを可変にすることもできる。「パタ
ーン」パネル１１９の横軸はＣＴ値，縦軸は不透明度を
表している。このパターンの形を変更することによっ
て，しきい値の下限と上限の間のＣＴ値を持つボクセル
の不透明度を，不透明度の下限と上限の範囲内で設定で
きる。

【００４６】色設定パネル１０９は，この対象物の表示
色を設定する。この例では，「色相」つまみ１１９と
「彩度」つまみ１２０によって，対象物空間領域設定部
１０１で設定される空間領域の中に存在するボクセルの
中で，「しきい値下限」１１５と「しきい値上限」１１
６の範囲のＣＴ値を持つボクセルの表示色を設定する。

【００４７】対象物設定ユニット４２−１，４２−２，
・・・によって，関心対象物毎に空間領域とＣＴ値，不
透明度，色を設定することが可能になったので，従来ボ
リュームレンダリング法では困難であった，異なる空間
的領域に存在する同一の物理的性質を持つ対象物を分離
して表示することが可能になった。

【００４８】レイキャスティング演算部３６は，三次元
テーブル３４に蓄積された濃度データと勾配データ，色
インデックスの値を使用して，画面上に投影される値を
求める。複数の対象物がある場合でも，その全ての情報
は三次元テーブル３４に蓄積されているので一回のレイ
キャスティング処理で三次元画像を構築することができ
る。従って，リソースを節約し，処理時間を短縮するこ
とが可能になる。

【００４９】一枚の三次元画像を構成する全ての対象物
のパラメタを対象物パラメタ集合として格納し，ボクセ
ルデータにこれを作用させることによって三次元画像を
作成するようにしたので，ボリュームレンダリング法に
よる三次元画像の作成，再現が容易になった。

【００５０】被検体の多数の対象物を含む三次元画像を
作成する場合において，これをグループ化して同一視点
を持つ幾つかの三次元画像として一つの画像表示装置に
表示すること可能になり，またその視点の位置を容易に
変更できるようになった。ｊこれによって多数の対象物
がある場合でも，複数の対象物の空間的な関係の把握を
正確にかつ容易に行うことが可能になった。

【００５１】

【実施例】請求項３の発明によって，データ集合が例え
ば同一被検体の造影剤注入前と注入後の三次元ボクセル
を含んでいる場合のように，異なる時刻における被検体
の物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを
複数個含んでいる場合には，三次元ボクセルの画素値と
対象物パラメタ集合とを作用させて作成したデータを複
数の三次元ボクセルと複数の対象物パラメタ集合を使用
して複数個作成する，そして，視点位置パラメタを使用
してこれらの複数のデータに対して投影処理した画像を
複数の画像表示領域に表示することによって，異なる時
刻における三次元画像を観察することが可能になる。

【００５２】請求項４の発明によって，複数のモダリテ
ィ，例えばＸ線ＣＴ装置とＭＲ装置によって収集したデ
ータを使用して三次元画像を作成する場合に，複数のモ
ダリティのデータを使用して作成した複数の三次元画像
の比較や再現を全く同様に行うことが可能になる。

【００５３】上記の例ではＸ線ＣＴ装置で得られた画像
データを例として説明したが，ＭＲ装置などの他の医用
画像装置で得られる画像データの場合も全く同様であ
る。

【００５４】

【発明の効果】本発明は，被検体の物理的性質に対応し
た画素値を持つ三次元ボクセルを格納する手段と，対象
物の空間領域と不透明度と色を指定する対象物パラメタ
を複数の対象物に対して設定する手段と，複数の対象物
に対して設定した対象物パラメタを対象物パラメタ集合
として複数個格納する手段と，視点位置パラメタを設定
する手段と，複数の画像表示領域をもつ画像表示の手段
と，三次元ボクセルの画素値と対象物パラメタ集合とを
作用させて作成したデータを複数の対象物パラメタ集合
を使用して複数個作成する手段と，これらの複数のデー
タに対して視点位置パラメタを使用して投影処理した画
像を複数の画像表示領域に表示する手段とを具備し，視
点位置パラメタを変更することによって変更した視点位
置パラメタで投影処理した画像を複数の画像表示領域に
更新表示することを可能にした。これによって，多様な
設定が必要なボリュームレンダリングの様々な設定を短
時間で切り換えることが可能になり，再現や比較が容易
に行えるようになった。また，これによって，対象物を
グループ化して同一視点を持つ複数の三次元画像として
表示することが可能になり，また視点位置を変えながら
複数の三次元画像を観察できるので，被検体を構成する
全ての対象物を表示対象にした場合でも，被検体を構成
する対象物を見やすく表示することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の構成を示す概略図。

【図２】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図３】対象物設定部を説明する図。

【符号の説明】

１ データ収集部 ２ 再構成演算処理部 ３ 三次元画像処理部 ４ 画像表示装置 ５ 操作部 １１ Ｘ線ターゲット １２ 電子銃 １３ 電子ビーム １４ Ｘ線検出器 １５ データ収集回路 １６ 寝台 ２１ データ蓄積装置 ３１ 前処理部 ３２ 三次元テーブル（画像データ） ３３ 三次元テーブル（ボクセルデータ） ３４ 三次元テーブル（濃度，勾配，色） ３５ 対象物パラメタ集合 ３５−１ 対象物パラメタ集合１ ３５−２ 対象物パラメタ集合２ ３５−３ 対象物パラメタ集合３ ３５−４ 対象物パラメタ集合４ ３６ レイキャスティング演算部 ３７ 後処理部 ４０ ガイド用三次元画像表示部 ４１ 対象物集合選択部 ４２ 対象物設定部 ４２−１ 対象物設定ユニット−１ ４２−２ 対象物設定ユニット−２ ４２−３ 対象物設定ユニット−３ ４２−４ 対象物設定ユニット−４ ４３ 画像表示部 ４３−１ 画像表示領域１ ４３−２ 画像表示領域２ ４３−３ 画像表示領域３ ４３−４ 画像表示領域４ ４４ 視点位置パラメタ設定部 １０１ 対象物空間領域設定部 １０１−１ 対象物空間領域設定部１ １０１−２ 対象物空間領域設定部２ １０２ 対象物パラメタ設定部 １０２−１ 対象物パラメタ設定部１ １０２−２ 対象物パラメタ設定部２ １０３ 対象物パラメタ １０３−１ 対象物パラメタ１ １０３−２ 対象物パラメタ２ １０４ 対象物集合選択スイッチ １０６ 対象物選択パネル １０７ 空間領域設定パネル １０８ 不透明度設定パネル １０９ 色設定パネル １１０ 対象物番号 １１１ 対象物選択スイッチ １１２ 空間領域編集スイッチ １１３ 優先度指定スイッチ １１４ 変移量編集・設定スイッチ １１５ しきい値下限設定つまみ １１６ しきい値上限設定つまみ １１７ 不透明度下限設定つまみ １１８ 不透明度上限設定つまみ １１９ 不透明度パターン設定パネル １２０ 色相設定つまみ １２１ 彩度設定つまみ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 啓司 東京都港区白金台５丁目11番２号 テラリ コン・インコーポレイテッド内 (72)発明者 齊藤 公章 東京都港区白金台５丁目11番２号 テラリ コン・インコーポレイテッド内 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 AA26 BA04 CA23 EA04 EE01 FD04 FD07 FF01 FF28 FF32 FF42 FF43 FF45 FG01 FG05 5B050 AA02 BA03 CA07 DA07 EA09 EA19 EA27 FA02 FA13 5B057 AA09 BA03 BA26 CA08 CA12 CA16 CB08 CB13 CC01 CE08 CE17 CH07 CH08 CH12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の物理的性質に対応した画素値を
   持つ三次元ボクセルを格納する手段と，対象物の空間領
   域と不透明度と色を指定する対象物パラメタを複数の対
   象物に対して設定する手段と，対象物集合を構成する複
   数の対象物に対して設定した対象物パラメタと投影処理
   パラメタを対象物パラメタ集合として複数個格納する手
   段と，視点位置パラメタを設定する手段と，複数の画像
   表示領域をもつ画像表示の手段と，三次元ボクセルの画
   素値と対象物パラメタ集合とを作用させてデータを作成
   する手段と，このデータに対して投影処理パラメタを使
   用して投影処理を行って作成した画像を複数の画像表示
   領域に表示する手段とを具備し，対象物パラメタ集合を
   切り換えることによって新しい対象物集合の画像を複数
   の画像表示領域に同時または極めて短時間に更新表示す
   ることを可能にすることで，複雑な三次元画像処理を再
   現すること，また短時間に切り換えながら観察すること
   を可能にした三次元画像表示装置。
2. 【請求項２】 被検体の物理的性質に対応した画素値を
   持つ三次元ボクセルを格納する手段と，対象物の空間領
   域と不透明度と色を指定する対象物パラメタを複数の対
   象物に対して設定する手段と，対象物集合を構成する複
   数の対象物に対して設定した対象物パラメタと投影処理
   パラメタを対象物パラメタ集合として複数個格納する手
   段と，視点位置パラメタを設定する手段と，複数の画像
   表示領域をもつ画像表示の手段と，三次元ボクセルの画
   素値と対象物パラメタ集合とを作用させて作成したデー
   タを複数の対象物パラメタ集合を使用して複数個作成す
   る手段と，これらの複数のデータに対して投影処理パラ
   メタを使用して投影処理を行って作成した画像を複数の
   画像表示領域に表示する手段とを具備し，視点位置パラ
   メタを変更することによって新しい視点位置パラメタで
   処理した画像を複数の画像表示領域に同時または極めて
   短時間に更新表示することを可能にすることで，同一視
   点を持つ複数の投影画像を視点位置を変えながら観察で
   きることを特徴とする三次元画像表示装置。
3. 【請求項３】 異なる時刻における被検体の物理的性質
   に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを複数個格納す
   る手段と，対象物の空間領域と不透明度と色を指定する
   対象物パラメタを複数の対象物に対して設定する手段
   と，対象物集合を構成する複数の対象物に対して設定し
   た対象物パラメタと投影処理パラメタを対象物パラメタ
   集合として複数個格納する手段と，視点位置パラメタを
   設定する手段と，複数の画像表示領域をもつ画像表示の
   手段と，三次元ボクセルの画素値と対象物パラメタ集合
   とを作用させて作成したデータを複数の三次元ボクセル
   と複数の対象物パラメタ集合を使用して複数個作成する
   手段と，これらの複数のデータに対して投影処理パラメ
   タを使用して投影処理を行って作成した画像を複数の画
   像表示領域に表示する手段とを具備し，視点位置パラメ
   タを変更することによって新しい視点位置パラメタで処
   理した画像を複数の画像表示領域に同時または極めて短
   時間に更新表示することを可能にすることで，同一視点
   を持つ複数の投影画像を視点位置を変えながら観察でき
   ることを特徴とする三次元画像表示装置。
4. 【請求項４】 複数のモダリティから収集した被検体の
   物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを複
   数個格納する手段と，対象物の空間領域と不透明度と色
   を指定する対象物パラメタを複数の対象物に対して設定
   する手段と，対象物集合を構成する複数の対象物に対し
   て設定した対象物パラメタと投影処理パラメタを対象物
   パラメタ集合として複数個格納する手段と，視点位置パ
   ラメタを設定する手段と，複数の画像表示領域をもつ画
   像表示の手段と，三次元ボクセルの画素値と対象物パラ
   メタ集合とを作用させて作成したデータを複数の三次元
   ボクセルと複数の対象物パラメタ集合を使用して複数個
   作成する手段と，これらの複数のデータに対して投影処
   理パラメタを使用して投影処理を行って作成した画像を
   複数の画像表示領域に表示する手段とを具備し，対象物
   パラメタ集合を切り換えることによって新しい対象物集
   合の画像を複数の画像表示領域に同時または極めて短時
   間に更新表示することを可能にすることで，複雑な三次
   元画像処理を再現すること，また短時間に切り換えなが
   ら観察することを可能にした三次元画像表示装置。