JP2001118057A - 透視像構成表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特定部位を強調表示可能な透視像を構成する際
に必要とするメモリの容量を少なくすることができるよ
うにする。 【解決手段】ＣＴ値ごとの画素の有無情報（又は画素の
出現回数）を記録するための分類メモリ２を、ＣＴ値の
大きさに応じて分類されるＣＴ値の分類数に対応した長
さの１次元メモリとして準備する。そして、ある投影線
上におけるＣＴ値ごとの画素の有無情報（又は画素の出
現回数）を分類メモリ２に記録し、この有無情報（又は
画素の出現回数）とＣＴ値ごとの重み係数とを積和演算
し、その演算結果に基づいて１つの画素の濃度値を算出
する。この分類メモリ２を透視像を構成する１つの画素
の濃度値を算出するごとにクリアして、次の画素の濃度
値の算出に繰り返し使用する。これにより、従来のＣＴ
値の大きさに応じて分類されるＣＴ値の分類数×画面サ
イズの３次元的メモリ（分類メモリ）を用意する必要が
なく、装備すべきメモリの容量を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透視画像構成表示装
置に係り、特に医用画像装置、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、
ＭＲＩ装置、あるいは超音波装置からの複数の断層像に
より形成した透視像を構成、表示する透視像構成表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の断層像により透視像を構
成，表示する方法としては、最大値投影法及び積分値投
影表示方法が考えられており、特に最近では特願平１０
−５１７３６８号の透視像構成表示方法及び装置があ
る。

【０００３】特願平１０−５１７３６８号の方法では、
図１、図５及び図６のように画面サイズと同一サイズの
分類メモリを、観察したいＣＴ値の範囲の枚数だけ用意
し（即ち、（ＣＴ値１用メモリ〜ＣＴ値Ｎ用メモリの枚
数）×画面サイズの３次元的メモリを（メモリにつけら
れた物理的座標は１次元だが、プログラム上では３次元
配列）用意し、図１及び図５では投影線上で分類メモリ
のＣＴ値をとる画素の有無をその分類メモリに記録し、
図６では投影線上で分類メモリのＣＴ値をとる画素の出
現回数をその分類メモリに記録している。

【０００４】そして、上記分類メモリに記録された画素
の有無情報又は画素の出現回数と、分類されたＣＴ値ご
との重み係数とを積和演算し、その演算値に応じた濃度
値を表示メモリに記録することにより、重み係数の大き
いＣＴ値を有する特定部位が強調された透視像を表示す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして重み付けされた透視像を構成する場合には、
観察したいＣＴ値の範囲の枚数（ＣＴ値１用メモリ〜Ｃ
Ｔ値Ｎ用メモリの枚数）×画面サイズの３次元的メモリ
を用意しなければならず、装備すべきメモリの大容量化
は避けられなかった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、特定部位を強調表示する透視像を構成すること
ができるとともに、該透視像を構成する際に必要とする
メモリの容量を少なくすることができる透視像構成装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に係る発明は、複数枚の断層像が積み
上げられてなる三次元原画像を所定の投影面に投影する
際に、該投影面への投影線上に存在する三次元原画像の
画素値ごとの画素の有無情報を取得し、該画素値ごとの
画素の有無情報と、画素値ごとの重み係数とから特定部
位を強調する透視像を構成し、表示する透視像構成表示
装置において、画素値の大きさに応じて分類される画素
値の分類数に対応した長さを有し、前記画素値ごとの画
素の有無情報を記録するための１次元の分類メモリと、
前記分類された画素値ごとの重み係数を設定する重み係
数設定手段と、１画面分の透視像を構成する各画素の濃
度値を格納するための画面サイズの表示メモリと、透視
像を構成する或る画素の濃度値を求める際に、該画素に
対応する投影線上に存在する三次元原画像の画素値ごと
の画素の有無情報を前記分類メモリに格納し、前記画素
値ごとの画素の有無情報に従って前記重み係数を加算演
算し、その演算結果に対応する濃度値を前記表示メモリ
に記録し、これを透視像を構成する各画素ごとに繰り返
し実行する処理手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【０００８】また、本願請求項２に係る発明は、複数枚
の断層像が積み上げられてなる三次元原画像を所定の投
影面に投影する際に、該投影面への投影線上に存在する
三次元原画像の画素値ごとの画素の画素数を取得し、該
画素値ごとの画素の画素数と、画素値ごとの重み係数と
から特定部位を強調する透視像を構成し、表示する透視
像構成表示装置において、画素値の大きさに応じて分類
される画素値の分類数に対応した長さを有し、前記画素
値ごとの画素の出現回数を記録するための１次元の分類
メモリと、前記分類された画素値ごとの重み係数を設定
する重み係数設定手段と、１画面分の透視像を構成する
各画素の濃度値を格納するための画面サイズの表示メモ
リと、透視像を構成する或る画素の濃度値を求める際
に、該画素に対応する投影線上に存在する三次元原画像
の画素値ごとの画素の出現回数を前記分類メモリに格納
し、前記画素値ごとの画素の出現回数又は該出現回数を
所定の関数で変換した値と、前記重み係数設定手段によ
って設定された画素値ごとの重み係数とを積和演算し、
その演算結果に対応する濃度値を前記表示メモリに記録
し、これを透視像を構成する各画素ごとに繰り返し実行
する処理手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００９】即ち、本願請求項１、２に係る発明によれ
ば、画素値ごとの画素の有無情報又は画素の出現回数を
記録するための分類メモリを、画素値の大きさに応じて
分類される画素値の分類数に対応した長さの１次元メモ
リとし、この分類メモリを透視像を構成する１つの画素
の濃度値を算出するごとにクリアして、次の画素の濃度
値の算出に繰り返し使用するようにしたため、従来の画
素値の大きさに応じて分類される画素値の分類数×画面
サイズの３次元的メモリ（分類メモリ）を用意する必要
がなく、装備すべきメモリの容量を少なくすることがで
きる。

【００１０】尚、請求項１に記載の分類メモリを設けず
に、投影線上で画素値ごとの画素が一度出現すると、該
画素値に対応する重み係数を加算し、また、請求項２に
記載の分類メモリを設けずに、投影線上で画素値ごとの
画素が出現するごとに、該画素値に対応する重み係数を
加算し、これにより上記積和演算と同じ演算結果を求め
るようにしてもよい。

【００１１】また、従来の画面サイズと同一サイズの分
類メモリと、請求項１又は２に記載の１次元の分類メモ
リとを切り換えて使用してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る透視像構成装置の好ましい実施の形態について説明す
る。

【００１３】図１に示すように、従来の画面サイズの分
類メモリ（ＣＴ値１用メモリ、ＣＴ値Ａ用メモリ、ＣＴ
値Ｂ用メモリ、ＣＴ値Ｃ用メモリ、…ＣＴ値Ｎ用メモ
リ）の代わりに１次元の分類メモリ２を用意する。

【００１４】そして、視点から投影面に向かう特定の投
影線が、複数枚の断層像が積み上げられてなる三次元原
画像を通過する際に、予め画素値の大きさに応じて分類
された画素値（この実施の形態ではＣＴ値）を通過した
か否かを示す情報（即ち、ＣＴ値ごとの画素の有無情
報）を分類メモリ２に記録する。

【００１５】図１に示す実施の形態では、投影線Ｌは、
ＣＴ値Ａを有する部位１Ａ、ＣＴ値Ｂを有する部位１
Ｂ、及びＣＴ値Ｃを有する部位１Ｃを通過するため、こ
れらのＣＴ値Ａ、Ｂ及びＣに対応する分類メモリ２上の
ビットを“１”にする。

【００１６】一方、ＣＴ値の大きさに応じて分類されて
いるＣＴ値ごとに予め重み係数６が設定されており、前
記分類メモリ２に記録された有無情報（“１”又は
“０”）と重み係数とを積和演算し（即ち、分類メモリ
２上で“１”となる各ＣＴ値に対応する重み係数を順次
加算し）、これを投影線Ｌ上の画素の濃度値として、画
面サイズの積和メモリ（表示メモリ）４の対応する位置
に記録する。

【００１７】上記処理を各投影線ごとに繰り返し実行す
ることにより、１画面分の透視像を構成する各画素ごと
の濃度値を表示メモリ４に記録する。この表示メモリ４
に記録された濃度値を読み出し、ＣＲＴモニタに出力す
ることにより、重み係数の大きいＣＴ値を有する特定部
位が強調された透視像を表示することができる。

【００１８】図２（Ａ）はＣＴ値（−１０００〜２００
０）に応じて予め設定された重み係数６の一例を示し、
図２（Ｂ）はＣＴ値の数に対応したビット長さを有する
前記１次元の分類メモリ２を示す。尚、この分類メモリ
２のメモリ配列番号０はＣＴ値（−１０００）に対応
し、メモリ配列番号３０００はＣＴ値（２０００）に対
応する。

【００１９】図２（Ａ）に示す重み係数６の曲線は、図
３に示すようにＣＲＴモニタ上のマウスポインタをマウ
スで移動させることにより自由に入力することができ
る。

【００２０】次に、図４のフローチャートを参照しなが
ら本発明に係る透視像の構成方法について詳説する。 〔ステップ３〕図１及び図２（Ｂ）に示した１次元の分
類メモリ２（フラグメモリ）をゼロクリアする。さらに
合計値ｓｕｍ＝０とする。 〔ステップ４〕投影線上で視点に最も近い断層像上の点
Ｐを指定する。これは開始点であって、投影線上で視点
に最も遠い断層像上の点Ｐを指定してもよい。 〔ステップ５〕点ＰのＣＴ値がしきい値（−１０００〜
２０００）の条件を満たすかどうかを判定する。満たさ
なければステップ７に跳ぶ。 〔ステップ６〕点ＰのＣＴ値がしきい値の条件を満たす
と、図２に示すようにそのＣＴ値に１０００を加算した
値をアドレス（＝ｋ）とし、このアドレスｋのフラグメ
モリ上の値がゼロかどうかを判定する。ゼロでなければ
ステップ８に跳ぶ。

【００２１】ここで点ＰのＣＴ値に１０００を加えてア
ドレスｋとしているが、ＣＴ値の−１０００を桁上げし
ているためであって、ＭＲＩの画像に対してはゼロでよ
く、一般には任意の値でも実現可能である。 〔ステップ７〕アドレスｋのフラグメモリ上の値がゼロ
の場合には、図２に示すようにそのアドレスｋに対応す
る重み係数Ｗ（ｋ）を合計値ｓｕｍに加える。また、ア
ドレスｋのフラグメモリ上に１を記録する。これは特願
平１０−５１７３６８号で記載したビットメモリに１を
記録して２度数えない方法と対応する。 〔ステップ８〕投影線上で点Ｐを視点から遠い方向に微
小距離ｄｒだけ移動させる。点Ｐが断層像上にない場合
は、隣接する断層像を用いて補間演算により点ＰのＣＴ
値を求める。尚、微小距離ｄｒは通常は１／５〜１／１
０画素サイズであるが、一般には任意の値でよい。ま
た、投影線上で視点に最も遠い断層像上の点Ｐを指定し
た場合は微小距離ｄｒだけ移動させる方向は逆になる。 〔ステップ９〕微小距離ｄｒ移動した点Ｐが終点に達し
たかどうか、すなわち点Ｐが投影線上で開始点と反対側
の断層像上に達したかどうかを判定する。達していなけ
ればステップ５に跳ぶ。 〔ステップ１０〕点Ｐが終点に達すると、ステップ５〜
９の繰り返し処理によって累算された合計値ｓｕｍを、
その投影線上の画素の濃度値として表示メモリ４の対応
する位置に記録する。

【００２２】上記図４のステップ３〜１０は１本の投影
線についての処理を示しているが、実際の処理では投影
面の画面サイズ（例えば、５１２×５１２）だけ、これ
を繰り返す。そして、フラグメモリは、１つの画素の濃
度値の算出が終了すると、ゼロクリアされ、次の画素の
濃度値の算出に再び使用される。

【００２３】図１は視点から投影面に投影線を投影し、
上記のようにして透視像を構成する中心投影法を示して
いるが、この投影像の構成方法は、図５に示すように各
投影線が平行な平行投影法にも適用できる。

【００２４】図１に示す実施の形態では、ＣＴ値ごとの
画素の有無情報を分類メモリ２に記録するようにした
が、図６に示す実施の形態では、ＣＴ値ごとの画素の出
現回数を１次元の分類メモリ２’に記録するようにして
いる。

【００２５】即ち、図６に示すように投影線Ｌ上で点Ｐ
を視点から遠い方向に微小距離ずつ移動させ、点Ｐの移
動位置ごとのＣＴ値の出現回数を求める。図６では、投
影線Ｌ上のＣＴ値Ａの出現回数は、ＣＴ値Ａを有する部
位１Ａの通過時に４回検出され、同様にＣＴ値Ｂの出現
回数は、ＣＴ値Ｂを有する部位１Ｂの通過時に２回検出
され、ＣＴ値Ｃの出現回数は、ＣＴ値Ｃを有する部位１
Ｃの通過時に２４回検出される。これらの各ＣＴ値ごと
の出現回数は、ＣＴ値に対応するアドレスの分類メモリ
２’上に記録される。

【００２６】そして、ＣＴ値ごとの出現回数と重み係数
との積和演算によって投影線上の画素の濃度値を求め
る。

【００２７】次に、ＣＴ値ごとの出現回数を記録せず
に、投影線上でＣＴ値ごとの画素が出現するたびに、そ
のＣＴ値に対応する重み係数を加算して透視像を作成す
る方法について、図７のフローチャートを参照しながら
説明する。尚、図７のステップ２０〜２６は１本の投影
線についての処理を示しているが、実際の処理では投影
面の画面サイズ（例えば、５１２×５１２）だけ、これ
を繰り返す。 〔ステップ２０〕合計値ｓｕｍ＝０とする。 〔ステップ２１〕投影線上で視点に最も近い断層像上の
点Ｐを指定する。これは開始点であって、投影線上で視
点に最も遠い断層像上の点Ｐを指定してもよい。 〔ステップ２２〕点ＰのＣＴ値がしきい値（−１０００
〜２０００）の条件を満たすかどうかを判定する。満た
さなければステップ２４に跳ぶ。 〔ステップ２３〕点ＰのＣＴ値がしきい値の条件を満た
すと、そのＣＴ値＝ｋに対応して設定された重み係数Ｗ
（ｋ）を読み出し、この重み係数Ｗ（ｋ）を合計値ｓｕ
ｍに加算する。 〔ステップ２４〕投影線上で点Ｐを視点から遠い方向に
微小距離ｄｒだけ移動させる。点Ｐが断層像上にない場
合は、隣接する断層像を用いて補間演算により点ＰのＣ
Ｔ値を求める。尚、微小距離ｄｒは通常は１／５〜１／
１０画素サイズであるが、一般には任意の値でよい。ま
た、投影線上で視点に最も遠い断層像上の点Ｐを指定し
た場合は微小距離ｄｒだけ移動させる方向は逆になる。 〔ステップ２５〕微小距離ｄｒ移動した点Ｐが終点に達
したかどうか、すなわち点Ｐが投影線上で開始点と反対
側の断層像上に達したかどうかを判定する。達していな
ければステップ２２に跳ぶ。 〔ステップ２６〕点Ｐが終点に達すると、ステップ２２
〜２５９の繰り返し処理によって累算された合計値ｓｕ
ｍを、その投影線上の画素の濃度値として表示メモリ４
の対応する位置に記録する。

【００２８】尚、上記濃度値をそのまま表示メモリに記
録しているが、通常は濃度値を常数倍し、ガンマ変換を
して表示メモリに記録するデータとする。

【００２９】また、ＣＴ値の出現回数をそのまま使用す
る場合に限らず、例えば図８に示すような所定の関数に
よって出現回数を変換し、変換後の出現回数と重み係数
との積和演算によって濃度値を求めるようにしてもよ
い。同様に、ＣＴ値の出現回数と重み係数との積和値
を、例えば図９に示す所定の関数で変換し、その変換し
た値を濃度値として表示メモリに記録してもよい。

【００３０】更に、投影線上で、点Ｐ付近の数画素を用
いて標準偏差値や分散値などの統計量を求めて投影面上
の値としてもよい。また、重み係数は０．０〜１．０に
限定されない。更にまた、画面サイズと同一サイズの分
類メモリと、１次元の分類メモリとを切り換えて使用し
てもよい。

【００３１】図１０は、本発明に係る透視像構成装置の
ハードウェア構成を示すブロック図である。この透視像
構成装置は、例えばコーンビームＣＴ装置で被検体の対
象部位について収集した複数の断層像により透視像を構
成して表示するもので、各構成要素の動作を制御する中
央処理装置（ＣＰＵ）１０と、装置の制御プログラムが
格納された主メモリ１２と、複数の断層像データ及びプ
ログラム等が格納された磁気ディスク１４と、表示用の
画像データ（濃度値）を一時記憶する表示メモリ１６
と、この表示メモリ１６からの画像データに基づいて画
像を表示する表示装置としてのＣＲＴモニタ１８と、位
置入力装置としてのマウス２０と、マウス２０の状態を
検出してＣＲＴモニタ１８上のマウスポインタの位置や
マウス２０の状態等の信号をＣＰＵ１０に出力するマウ
スコントローラ２２と、各種の操作指令等を入力するキ
ーボード２４と、上記各構成要素を接続する共通バス２
６とから構成される。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定部位を強調表示する透視像を構成することができると
ともに、該透視像を構成する際に必要とするメモリの容
量を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る透視像構成方法及び分類メモリの
使い方を説明するために用いた図。

【図２】本発明に係る透視像の構成に使用する重み係数
及び１次元の分類メモリを説明するために用いた図。

【図３】重み係数の設定方法の一例を説明するために用
いた図。

【図４】本発明に係る透視像構成方法の手順を示すフロ
ーチャート。

【図５】本発明に係る透視像構成方法及び分類メモリの
使い方を説明するために用いた図。

【図６】本発明に係る透視像構成方法及び分類メモリの
使い方を説明するために用いた図。

【図７】本発明に係る透視像構成方法の他の手順を示す
フローチャート。

【図８】ＣＴ値の出現回数を変換するための関数の一例
を示すグラフ。

【図９】ＣＴ値の出現回数と重み係数との積和値を変換
するための関数の一例を示すグラフ。

【図１０】本発明に係る透視像構成装置のハードウェア
構成を示すブロック図。

【符号の説明】

２、２’…分類メモリ、４…積和メモリ（表示メモ
リ）、６…重み係数、１０…ＣＰＵ、１２…主メモリ、
１４…磁気ディスク、１６…表示メモリ、１８…ＣＲＴ
モニタ、２０…マウス、２２…コントローラ、２４…キ
ーボード、２６…共通バス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の断層像が積み上げられてなる三
   次元原画像を所定の投影面に投影する際に、該投影面へ
   の投影線上に存在する三次元原画像の画素値ごとの画素
   の有無情報を取得し、該画素値ごとの画素の有無情報
   と、画素値ごとの重み係数とから特定部位を強調する透
   視像を構成し、表示する透視像構成表示装置において、 画素値の大きさに応じて分類される画素値の分類数に対
   応した長さを有し、前記画素値ごとの画素の有無情報を
   記録するための１次元の分類メモリと、 前記分類された画素値ごとの重み係数を設定する重み係
   数設定手段と、 １画面分の透視像を構成する各画素の濃度値を格納する
   ための画面サイズの表示メモリと、 透視像を構成する或る画素の濃度値を求める際に、該画
   素に対応する投影線上に存在する三次元原画像の画素値
   ごとの画素の有無情報を前記分類メモリに格納し、前記
   画素値ごとの画素の有無情報に従って前記重み係数を加
   算演算し、その演算結果に対応する濃度値を前記表示メ
   モリに記録し、これを透視像を構成する各画素ごとに繰
   り返し実行する処理手段と、 を備えたことを特徴とする透視像構成表示装置。
2. 【請求項２】 複数枚の断層像が積み上げられてなる三
   次元原画像を所定の投影面に投影する際に、該投影面へ
   の投影線上に存在する三次元原画像の画素値ごとの画素
   の画素数を取得し、該画素値ごとの画素の画素数と、画
   素値ごとの重み係数とから特定部位を強調する透視像を
   構成し、表示する透視像構成表示装置において、 画素値の大きさに応じて分類される画素値の分類数に対
   応した長さを有し、前記画素値ごとの画素の出現回数を
   記録するための１次元の分類メモリと、 前記分類された画素値ごとの重み係数を設定する重み係
   数設定手段と、 １画面分の透視像を構成する各画素の濃度値を格納する
   ための画面サイズの表示メモリと、 透視像を構成する或る画素の濃度値を求める際に、該画
   素に対応する投影線上に存在する三次元原画像の画素値
   ごとの画素の出現回数を前記分類メモリに格納し、前記
   画素値ごとの画素の出現回数又は該出現回数を所定の関
   数で変換した値と、前記重み係数設定手段によって設定
   された画素値ごとの重み係数とを積和演算し、その演算
   結果に対応する濃度値を前記表示メモリに記録し、これ
   を透視像を構成する各画素ごとに繰り返し実行する処理
   手段と、 を備えたことを特徴とする透視像構成表示装置。