JP2006346177A - 画像診断装置、画像処理装置及び３次元画像データ表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 管腔臓器に対して得られた３次元画像データと壁情報分布データを対応づけて表示する。
【解決手段】 壁情報生成部１２２は、画像データ生成部１１０が生成した被検体のボリュームデータの画素の中から壁組織に対応した画素を抽出して壁情報ボリュームデータを生成し、視線設定部１２４は、壁情報ボリュームデータの所定断面におけるＭＰＲ画像データに設定された視点、視線中心方向等に基づいて複数の視線を設定する。そして、レンダリング処理部１２５は、前記視線に基づいて壁情報ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成し、壁厚計測部１２６は、壁情報ボリュームデータにおける管腔臓器の内表面及び外表面と前記視線との交差位置情報に基づいて壁厚を計測し壁厚分布データを生成する。そして、表示部１３０は、壁厚分布データを３次元画像データに重畳して表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像診断装置、画像処理装置及び３次元画像データ表示方法に係り、特に仮想内視鏡的画像データの表示が可能な画像診断装置、画像処理装置及び３次元画像データ表示方法に関する。

医用画像診断技術は、近年のコンピュータ技術の発展に伴って実用化されたＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などによって急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では、生体情報の検出装置や演算処理装置の高速化、高性能化に伴なって画像データのリアルタイム表示が可能となり、更に、３次元的な画像データの生成及び表示が容易に行なわれるようになった。

例えば、Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線を照射するＸ線管と照射されたＸ線を検出するＸ線検出器を被検体の周囲で回転させ、更に、この被検体を前記Ｘ線管及びＸ線検出器に対して体軸方向（スライス方向）に相対移動することにより被検体の複数スライス断面におけるＸ線投影データを収集する。そして、これらのＸ線投影データに基づいて３次元的な画像データ（以下、ボリュームデータと呼ぶ。）の生成を行なっている。又、被検体を体軸方向に連続移動しながらＸ線投影データの収集を行なう、所謂ヘリカル走査方式を用いることによってボリュームデータの生成に要する時間は更に短縮されつつある。

一方、上述の方法によって得られたボリュームデータにおける管腔臓器内に観察者の視点を仮想的に設定し、この視点から観察される臓器表面を３次元画像データとして表示する仮想内視鏡モード（フライスルーモード）が既に実用化されている。このフライスルーモードの開発により、内視鏡的な画像を体外から収集されたボリュームデータに基づいて生成することが可能となるため、被検体に対する侵襲度が大幅に低減され、更に、仮想的な視点を任意の位置に容易に設定することができるため、正確な検査を安全且つ効率的に行なうことが可能となった。しかも、フライスルーモードによって得られた画像データ（以下では、フライスルー画像データと呼ぶ。）は、管腔臓器における表面形状の観察において優れた描出能を有しているため、食道や胃、更には大腸のような管腔臓器の内視鏡検査におけるナビゲーションとして期待されている。

しかしながら、管腔臓器の病巣部に対する存在診断や鑑別診断等は、管腔壁の表面形状のみならず管腔壁の厚み（壁厚）や壁組織の性状等の情報に基づいて総合的に行なうことが望ましいが、従来のフライスルーモードによれば管腔壁内の情報を捉えることができなかったため、病巣部に対し正確な診断を行なうことが不可能であった。

このような問題点を解決するために、ボリュームデータあるいはフライスルー画像データにおける管腔臓器内に視点と管方向ベクトルを設定し、この管方向ベクトルに垂直な複数の連続した断面（即ち、管腔臓器の横断面）の各々において生成した画像データから壁厚を計測しその３次元分布データを収集する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−５１２０７号公報

上述の特許文献１に記載された方法によれば、管腔壁に沿って壁厚を連続的に計測することが可能となり、収集された壁厚分布データによって腫瘍等の病変部を検出することが可能となる。しかしながら、この方法によって得られた壁厚分布データは、同時に得られるフライスルー画像データに対して独立に表示されているため、フライスルー画像データにおける管腔臓器の表面形状と同一部位における壁厚分布を正確に対応づけることが困難である。このため、診断精度及び診断効率が低下するのみならず医師や検査技師ら（以下では、操作者と呼ぶ。）の負担が増大する問題点を有している。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされるものであり、その目的は、フライスルー画像データ等の３次元画像データを用いて生体臓器の検査あるいは診断を行なう際に、臓器内部の情報を臓器表面の情報に重畳表示することにより、診断能及び診断効率の向上を可能にした画像診断装置、画像処理装置及び３次元画像データ表示方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の画像診断装置は、被検体に関するボリュームデータを生成する画像データ生成手段と、前記ボリュームデータにおける管腔臓器の壁組織に対応した画素データが壁情報データを生成する壁情報生成手段と、前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定する視線設定手段と、前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するレンダリング処理手段と、前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成する壁状態情報計測手段と、生成された前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示する表示手段を備えたことを特徴としている。

又、請求項９に係る本発明の画像処理装置は、被検体に対して得られたボリュームデータを保管する画像データ記憶手段と、前記ボリュームデータに対し管腔臓器の壁組織に対応した画素を抽出して壁情報データを生成する壁情報生成手段と、前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定する視線設定手段と、前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するレンダリング処理手段と、前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成する壁状態情報計測手段と、生成された前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示する表示手段を備えたことを特徴としている。

一方、請求項１０に係る本発明の３次元画像データ表示方法は、画像データ生成手段が被検体に対してボリュームデータを生成するステップと、壁情報生成手段が前記ボリュームデータに対し管腔臓器の壁組織に対応した画素を抽出して壁情報データを生成するステップと、視線設定手段が前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定するステップと、レンダリング処理手段が前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するステップと、壁状態情報計測手段が前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成するステップと、表示手段が前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示するステップを有することを特徴としている。

本発明によれば、フライスルー画像データ等の３次元画像データを用いて生体臓器の検査あるいは診断を行なう際に、臓器内部の情報を臓器表面の情報に重畳表示することにより、診断能及び診断効率を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下に述べる本発明の第１の実施例では、Ｘ線ＣＴ装置を用いて被検体に対しボリュームデータを生成し、このボリュームデータにおける管腔臓器内に設定した複数の視線に基づいてフライスルー画像データを生成する。一方、ボリュームデータの中から所定ＣＴ値の画素を抽出して生成した壁情報ボリュームデータにおける管腔臓器の内表面及び外表面と前記視線との交差位置情報に基づいて壁厚を計測する。そして、得られた壁厚分布データをフライスルー画像データに重畳して表示する。

尚、本実施例では、ボリュームデータを生成する画像データ生成部としてＸ線ＣＴ装置を例に説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＲＩ装置や超音波診断装置等の他の画像診断装置であってもよい。又、壁状態情報として壁厚を計測する場合について述べるが他の壁状態情報であっても構わない。

（画像診断装置の構成）
以下、本発明の第１の実施例における画像診断装置の構成につき図１を用いて説明する。

図１は、本実施例における画像診断装置の全体構成を示すブロック図であり、この画像診断装置１００は、マルチスライス方式によって被検体の複数のスライス面に対し略同時に得られるＸ線投影データ（以下、投影データと呼ぶ。）に基づいてボリュームデータを生成する画像データ生成部１１０と、このボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データと壁厚分布データを生成する画像データ処理部１２０を備えている。

更に、画像診断装置１００は、画像データ処理部１２０において生成されたフライスルー画像データと壁厚分布データを重畳して表示する表示部１３０と、ＣＴ装置における撮影条件やフライスルー画像データにおける視点、視線中心方向及び視野角等の設定や各種コマンド信号等の入力を行なう入力部１４０と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１５０を備えている。

図２は、本実施例における画像データ生成部１１０の一例としての構成を示すブロック図であり、Ｘ線ＣＴ画像データの生成機能を有した画像データ生成部１１０は、被検体３０の周囲で回転動作する架台回転部２と、被検体３０を載置して前記架台回転部２における開口部に移動する寝台１と、寝台１及び架台回転部２を移動あるいは回転させる寝台・架台機構部３を備え、更に、寝台・架台機構部３を制御する機構制御部４と、被検体３０に対してＸ線を照射するＸ線発生部５と、被検体３０を透過したＸ線（投影データ）を収集する投影データ収集部６と、この投影データを再構成処理してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部７を備えている。

そして、寝台１は、寝台・架台機構部３の駆動により、その長手方向にスライド可能な天板を有し、通常、被検体３０は、その体軸方向がこの天板の長手方向にほぼ一致するように載置される。又、機構制御部４は、システム制御部１５０からの制御信号により、寝台１の天板の長手方向への移動や架台回転部２の回転速度などを制御する。

一方、Ｘ線発生部５は、被検体３０に対しＸ線を照射するＸ線管５２と、このＸ線管５２の陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生する高電圧発生器５１と、Ｘ線管５２から照射されるＸ線をコリメートするＸ線絞り器５３と、架台回転部２に据付けられたＸ線管５２に対して電力を供給するスリップリング５４を備えている。

Ｘ線管５２は、Ｘ線を発生する真空管であり、高電圧発生器５１から供給される高電圧により電子を加速させ、タングステンターゲットに衝突させてＸ線を発生させる。又、Ｘ線絞り器５３は、Ｘ線管５２と被検体３０の間に位置し、Ｘ線管５２から放射されるＸ線ビームを所定の受像サイズに絞り込む機能を有している。例えば、Ｘ線管５２から放射されるＸ線ビームを有効視野領域（ＦＯＶ）に基づいてコーンビーム（四角錐）状Ｘ線ビーム、又はファンビーム状Ｘ線ビームを形成する。

一方、投影データ収集部６は、被検体３０を透過したＸ線を検出するＸ線検出器６１と、このＸ線検出器６１からの信号を所定のチャンネル数に束ねるスイッチ群６２と、スイッチ群６２からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＤＡＳ(Data Acquisition System)６３と、ＤＡＳ６３の出力を非接触でボリュームデータ生成部７に供給するデータ伝送部６４を備えている。

そして、Ｘ線管５２、Ｘ線絞り器５３、スリップリング５４及び投影データ収集部６は、架台固定部に対して回転可能な架台回転部２に設けられ、機構制御部４の駆動制御信号により、被検体３０の体軸にほぼ平行な回転中心軸（Ｚ軸）の周囲で１回転／秒乃至２回転／秒の高速回転が行なわれる。

次に、投影データ収集部６におけるＸ線検出器６１では、シンチレータとフォトダイオードを有したＸ線検出素子が２次元配列されている。マルチスライス方式のＸ線検出器６１は、被検体３０の体軸方向に設定されたスライス方向（Ｚ方向）に対して、例えば８０素子、又、前記スライス方向に直交するチャンネル方向（Ｘ方向）に対して約９００素子のＸ線検出素子が配置されている。但し、チャンネル方向に配列されたＸ線検出素子は、実際には、Ｘ線管５２の焦点を中心とした円弧に沿って架台回転部２に装着されている。

投影データ収集部６のスイッチ群６２は、Ｘ線検出器６１における検出信号をＤＡＳ６３へ転送する際、スライス方向におけるＸ線検出素子からの検出信号を所定チャンネル数に「データ束ね」してＤＡＳ６３に供給する。即ち、後述するスライス方向のスライス間隔は、この「データ束ね」によって決定される。

ＤＡＳ６３は、複数チャンネルの受信部を有し、この受信部は、Ｘ線検出器６１からの電流信号を電圧に変換し、更に、図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換して投影データを生成する。

データ伝送部６４は、ＤＡＳ６３から出力された投影データを、例えば、光通信手段により後述するボリュームデータ生成部７の投影データ記憶部７１に保存する。尚、このデータ伝送方法は、回転体と固定体の間の信号伝送が可能であれば他の方法に替えることが可能であり、例えば、既に述べたスリップリングを使用してもよい。但し、Ｘ線検出器６１では、１回転（約１秒）の間に２次元投影データの検出が行われており、このような膨大な投影データの伝送を実現するために、ＤＡＳ６３及びデータ伝送部６４には高速処理機能が要求される。

次に、ボリュームデータ生成部７は、投影データ記憶部７１と、再構成演算部７２を備えている。投影データ記憶部７１は、Ｘ線検出器６１にて検出されデータ伝送部６４を介して供給される投影データを保存する記憶回路であり、被検体３０の複数のスライス面に対して収集された投影データが保存される。又、再構成演算部７２は、投影データ記憶部７１に保存されている投影データを読み出し、スライス方向においてデータ補間処理を行なった後再構成処理してボリュームデータを生成する。

図１に戻って、画像データ処理部１２０は、画像データ生成部１１０のボリュームデータ生成部７において生成されたボリュームデータを保存するボリュームデータ記憶部１２１と、このボリュームデータにおいて管腔臓器の壁組織に対応した画素（ボクセル）を抽出し、これらの画素によって構成されるボリュームデータ（以下では、壁情報ボリュームデータと呼ぶ。）を生成する壁情報生成部１２２と、壁情報ボリュームデータの所定断面においてＭＰＲ（Multi-Planar-Reconstruction）画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部１２３を備え、更に、ＭＰＲ画像データに基づいてフライスルーモードにおける複数の視線を設定する視線設定部１２４と、設定された視線情報に基づき壁情報ボリュームデータをレンダリング処理してフライスルー画像データを生成するレンダリング処理部１２５と、壁情報ボリュームデータと視線情報に基づいて管腔臓器における壁状態情報としての壁厚を計測し壁厚分布データを生成する壁厚計測部１２６と、フライスルー画像データに壁厚分布データを付加するデータ合成部１２７を備えている。

壁情報生成部１２２は、ボリュームデータ記憶部１２１に保存されているボリュームデータを読み出し、入力部１４０において予め設定された管腔臓器の標準ＣＴ値と前記ボリュームデータの各画素における画素値（ＣＴ値）を比較する。そして、標準ＣＴ値に対し所定範囲の画素値を有するボリュームデータの画素を抽出し、抽出した画素が強調された壁情報ボリュームデータを生成する。

例えば、壁情報生成部１２２は、ボリュームデータ記憶部１２１から読み出したボリュームデータの中から抽出した画素に対し再構成処理時の画素値をそのまま設定し、他の画素に対し前記抽出した画素の画素値より著しく小さな画素値を設定する。即ち、壁情報ボリュームデータでは、管腔臓器における壁組織の３次元情報が優先的に形成される。

又、ＭＰＲ画像データ生成部１２３は、上述の壁情報ボリュームデータの中から予め設定された断面の位置に対応した画素を読み出し、これらの画素に基づいてＭＰＲ画像データを生成する。例えば、ＭＰＲ画像データの断面は、管腔臓器が食道、胃、大腸の上行結腸あるいは下行結腸の場合には体軸方向に設定され、大腸の横行結腸の場合には体軸に垂直な方向に設定される。

次に、視線設定部１２４は、表示部１３０が表示したＭＰＲ画像データに対して入力部１４０が設定した視点、視線中心方向及び視野角の情報に基づき、前記視点を始点とした放射状の視線を前記視野角範囲内で複数本設定する。

図３は、壁情報ボリュームデータに対する視線の設定方法を示したものであり、図３（ａ）は、表示部１３０に表示された管腔臓器のＭＰＲ画像データにおける管腔部分に設定した視点とこの視点を基準とした視線中心方向及び視野角を示している。一方、図３（ｂ）は、上述の視点、視線中心方向及び視野角の情報に基づき、視線設定部１２４が壁情報ボリュームデータに対して設定した複数の視線を示したものであり、これらの視線は、視線中心方向を中心軸とし前記視野角を有する円錐範囲内において所定角度間隔で設定される。

そして、図１のレンダリング処理部１２５は、視線設定部１２４が設定した複数の視線に基づいて前記壁情報ボリュームデータに対しレンダリング処理を行なってフライスルー画像データを生成する。

一方、壁厚計測部１２６は、上述の壁情報ボリュームデータにおける管腔臓器の内表面と、この壁情報ボリュームデータに対して設定された複数の視線の各々との交差位置における壁厚を計測し壁厚分布データを生成する。

図４は、壁厚計測の具体例を示したものであり、ここでは、説明を簡単にするために２本の視線Ｇ１及びＧ２に基づいて管腔臓器の壁厚を計測する場合について述べる。即ち、壁厚計測部１２６は、例えば、視線Ｇ１と壁情報ボリュームデータにおける管腔臓器の内表面Ｓｉとの交差位置Ｃ１を検出し、次いで、この交差位置Ｃ１における内表面Ｓｉに対して設定した垂線と前記管腔臓器の外表面Ｓｅとの交差位置Ｄ１を検出する。そして、交差位置Ｃ１と交差位置Ｄ１の距離を計測することにより交差位置Ｃ１における壁厚を得る。隣接して設定された視線Ｇ２に対しても同様の手順による計測を行ない交差位置Ｃ２における壁厚を得る。このような計測を微小角度間隔で設定された複数の視線に対して行なうことにより、管腔臓器の壁組織における壁厚分布データが生成される。

そして、図１のデータ合成部１２７は、レンダリング処理部１２５が生成した管腔臓器のフライスルー画像データに対して壁厚計測部１２６が生成した前記管腔臓器の壁厚分布データを付加して表示部１３０に供給する。

次に、表示部１３０は、図示しない表示データ生成回路と、変換回路と、モニタを備えている。前記表示データ生成回路は、画像データ処理部１２０のデータ合成部１２７から供給されたフライスルー画像データとこの画像データに付加された壁厚分布データを受信し、フライスルー画像データに壁厚分布データを重畳させて表示データを生成する。例えば、フライスルー画像データにおける明度あるいは色相等を壁厚の大きさに基づいて変調する。

そして、表示データ生成回路にて生成された表示用データは、前記変換回路にてＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換がなされて前記モニタに表示される。尚、画像データ処理部１２０のＭＰＲ画像データ生成部１２３によって生成された管腔臓器のＭＰＲ画像データも上述の表示部１３０に供給されてモニタに表示される。この場合、表示部１３０のモニタと入力部１４０の入力デバイスにより操作者は装置との対話が可能となる。

一方、入力部１４０は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースであり、投影データ収集条件、再構成条件、画像表示条件などの種々の設定が行なわれる。

尚、投影データ収集条件には、撮影部位、スキャン方式、スライス間隔、スライス数、管電圧／管電流、撮影領域サイズ、スキャン間隔、ビュー間隔、撮影時間などがあり、一方、再構成条件には、再構成方式、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、スライス方向における画像データ間隔や画像データ枚数などがある。又、画像表示条件として、ＭＰＲ画像データやフライスルー画像データの表示方法、更には、これらの画像データの表示に必要な画像処理法がある。

更に、フライスルーモードの選択、管腔臓器の壁組織における標準ＣＴ値範囲の設定、フライスルーモードにおける視点、視線中心方向及び視野角の設定、ＭＰＲ画像データの断面位置の設定、壁厚分布データに対する不透明度の設定、各種のコマンド信号の入力等が上述の入力部１４０において行なわれる。

システム制御部１５０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備えており、入力部１４０から送られてくる各種の選択情報や設定情報を内部の記憶回路に保存する。そして、入力部１４０からの指示に従って、画像データ生成部１１０、画像データ処理部１２０、表示部１３０及び入力部１４０の各ユニットを統括的に制御する。

（ボリュームデータの生成手順）
次に、本発明の第１の実施例におけるボリュームデータの生成手順につき図５のフローチャートに沿って説明する。尚、図５は、本実施例におけるボリュームデータの生成とフライスルー画像データの生成及び表示の手順を示すフローチャートである。

ボリュームデータの生成に先立って画像診断装置１００の操作者は、上述の投影データ収集条件、再構成条件、画像表示条件等を入力部１４０において設定し、設定されたこれらの情報はシステム制御部１５０の記憶回路に保存される。

図６に、本実施例における投影データの収集方法を示す。この実施例では、例えば、スライス方向（体軸方向）におけるＸ線検出素子数が８０のＸ線検出器６１を用い、寝台１をスライス方向に固定した状態で８０スライス面における投影データを収集する。例えば、スライス方向の配列間隔が１ｍｍのＸ線検出素子を有したＸ線検出器６１を被検体３０の周囲で回転させながら、Ｘ線管５２が照射するＸ線を検出することによって、スライス間隔ΔＺが１ｍｍのスライス位置Ｚ１乃至Ｚ８０における投影データを収集する。

上記諸条件の設定が終了したならば、寝台１の天板上に被検体３０を載せ、この被検体３０の検査部位（管腔臓器）が上述のスライス位置Ｚ＝Ｚ１乃至Ｚ８０に対応するように、被検体３０をスライス方向の好適な位置に移動する（図５のステップＳ１）。

次いで、操作者は、入力部１４０において投影データの収集を行なうためのコマンド信号を入力する。このコマンド信号を入力部１４０から受信したシステム制御部１５０は、機構制御部４を介して寝台・架台機構部３に制御信号を供給し、Ｘ線管５２とＸ線検出器６１が対向して取りつけられた架台回転部２を被検体３０の周囲で１回転／秒乃至２回転／秒の速度で回転させた状態で、Ｘ線の照射と検出を繰り返して投影データの収集を行なう。

被検体３０へのＸ線照射に際して、高電圧発生器５１は、システム制御部１５０の図示しない記憶回路に保存されている管電圧及び管電流の設定条件に従がい、Ｘ線照射に必要な電力（管電圧と管電流）をＸ線管５２に供給する。そして、Ｘ線管５２は、この電力の供給を受け、被検体３０に向けてファンビームＸ線を照射する。

Ｘ線管５２から放射され被検体３０を透過したＸ線は、投影データ収集部６のＸ線検出器６１によって検出される。即ち、被検体３０を透過したＸ線は、スライス方向の素子数が８０、チャンネル方向の素子数が２４のＸ線検出器６１において透過線量に比例した電荷（電流）に変換される。更に、この電流は、ＤＡＳ６３に供給されて電圧に変換された後Ａ／Ｄ変換され、例えば８０スライス分の投影データが生成される。

この投影データは、架台回転部２に装着されたデータ伝送部６４の送信部に送られて光信号に変換され、空中を介して架台固定部に取りつけられたデータ伝送部６４の受信部にて受信される。そして、受信して得られた投影データは、ボリュームデータ生成部７の投影データ記憶部７１に保存される。

被検体３０に対するＸ線の照射とＸ線透過データの検出は、Ｘ線管５２及びＸ線検出器６１を被検体３０の周囲で回転させながら行なわれ、例えば１０００回／回転の頻度で被検体３０にＸ線が照射される場合には、８０のスライスに対して８００００／秒乃至１６００００／秒の投影データが収集される。そして、各スライス位置（Ｚ＝Ｚ１乃至Ｚ８０）において収集された投影データは投影データ記憶部７１に保存され、検査領域における投影データの収集と保存を終了する（図５のステップＳ２）。

次に、ボリュームデータ生成部７の再構成演算部７２は、投影データ記憶部７１に保存されている投影データを、例えば１８０度＋ファンビーム角度の範囲で読み出し、必要に応じてスライス方向の補間処理を行なった後、再構成処理を行なってボリュームデータを生成する。そして、再構成処理によって得られたボリュームデータを画像データ処理部１２０におけるボリュームデータ記憶部１２１に保存する（図５のステップＳ３）。

（フライスルー画像データと壁厚分布データの生成及び表示の手順）
次に、本実施例におけるフライスルー画像データと壁厚分布データの生成手順及び表示手順につき、既に示した図５のフローチャートに沿って説明する。

操作者は、入力部１４０においてフライスルーモードを選択した後、管腔臓器の壁組織における標準ＣＴ値範囲の設定、ＭＰＲ画像データの断面位置の設定、壁厚分布データに対する不透明度の設定等を行なう。

そして、システム制御部１５０は、入力部１４０にて選択あるいは設定された情報を自己の記憶回路に保存すると共に標準ＣＴ値範囲に関する情報は壁情報生成部１２２に、ＭＰＲ画像データの断面位置情報はＭＰＲ画像データ生成部１２３に、更に、壁厚分布データに対する不透明度の情報は表示部１３０の表示データ生成部に供給し、各々のユニットにおける図示しない記憶回路に保存する。

次に、操作者は、フライスルー画像データの生成と表示を行なうためのコマンドを入力部１４０において入力する。このコマンド信号を受信したシステム制御部１５０は、壁情報生成部１２２に対しボリュームデータにおける壁情報を抽出するための指示信号を供給する。

この指示信号を受けた壁情報生成部１２２は、ボリュームデータ記憶部１２１に保存されているボリュームデータを読み出し、前記記憶回路に保存されている壁組織の標準ＣＴ値範囲と前記ボリュームデータの各画素における画素値を比較する。そして、標準ＣＴ値範囲内にある画素値を有するボリュームデータの画素を抽出し、抽出した画素を強調した壁情報ボリュームデータを生成する（図５のステップＳ４）。

上述の壁情報ボリュームデータの生成が終了したならば、ＭＰＲ画像データ生成部１２３は、システム制御部１５０からの指示信号に従がい、自己の記憶回路に保存されているＭＰＲ画像の断面位置情報を読み出す。そして、壁情報生成部１２２から供給される壁情報ボリュームデータの中から上述の断面位置（例えば、被検体３０の体軸方向に設定された断面）に対応した画素を抽出し、これらの画素に基づいてＭＰＲ画像データを生成する。次いで、ＭＰＲ画像データ生成部１２３は、生成したＭＰＲ画像データを表示部１３０に供給してモニタに表示する（図５のステップＳ５）。

表示部１３０に表示された管腔臓器のＭＰＲ画像データを観察した操作者は、前記ＭＰＲ画像データにおいてフライスルー画像データに対する視点、視線中心方向及び視野角を設定する（図３（ａ）参照）。そして、入力部１４０からシステム制御部１５０を介して上述の視点、視線中心方向及び視野角の情報を受けた視線設定部１２４は、これらの情報と予め設定された視線角度間隔の情報に基づいて複数の視線を設定し、これらの視線情報をレンダリング処理部１２５に供給する（図５のステップＳ６）。

そして、レンダリング処理部１２５は、壁情報生成部１２２から供給された壁情報ボリュームデータに対し視線設定部１２４によって設定された視線情報に基づいてレンダリング処理（フライスルーレンダリング処理）を行なってフライスルー画像データを生成し、得られたフライスルー画像データをデータ合成部１２７に供給する（図５のステップＳ７）。

一方、壁厚計測部１２６は、壁情報生成部１２２によって生成された壁情報ボリュームデータと視線設定部１２４によって設定された視線の情報に基づいて管腔臓器の壁厚計測を行なう。即ち、上述の壁情報ボリュームデータにおける管腔臓器の内表面と、視線設定部１２４から供給された視線情報に基づいて壁情報ボリュームデータに設定された複数の視線の各々との交差位置を検出し、次いで、これらの交差位置における内表面に対して設定した垂線と前記管腔臓器の外表面との交差位置を検出する。そして、上述の２つの交差位置の間隔を壁厚として計測し、得られた壁厚分布データをデータ合成部１２７に供給する（図５のステップＳ８）。

次いで、データ合成部１２７は、レンダリング処理部１２５から供給された管腔臓器のフライスルー画像データに壁厚計測部１２６から供給された壁厚分布データを付加して表示部１３０に供給する。

そして、画像データ処理部１２０のデータ合成部１２７より壁厚分布データが付加されたフライスルー画像データを受信した表示部１３０は、フライスルー画像データに対して壁厚分布データを重畳してモニタに表示する（図５のステップＳ９）。

図７は、表示部１３０のモニタに表示された管腔臓器のフライスルー画像データを示したものであり、図３（ａ）の視点から離れた壁面は中央部Ｃｔに、又、視点近傍の壁面は周辺部に表示される。そして、例えば、壁厚の厚い部分Ｂ１は明度の高い色彩で、壁厚の薄い部分Ｂ２は明度の低い色彩でカラー表示される。この場合、壁厚の大きさに基づいてカラー表示された壁厚分布データと上述のフライスルー画像データを生成し、壁厚分布データの不透明度（Opacity）を好適な値に設定して前記フライスルー画像データに重畳することにより、壁表面の形状と壁厚情報を識別して表示することが可能となる。

（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図８を用いて説明する。上述の第１の実施例における壁厚の計測は、図４に示したように管腔臓器の内表面に垂直な方向において行なったが、この方法に限定されない。例えば、壁厚計測部１２６は、図８に示すように視線Ｇ１と壁情報ボリュームデータの管腔臓器における内表面との交差位置Ｃ１及び外表面との交差位置Ｅ１を検出し、交差位置Ｃ１と交差位置Ｅ１の距離を交差位置Ｃ１における壁厚として計測してもよい。このような計測を微小な視線間隔で設定された複数の視線に対して行なうことにより、管腔臓器の壁組織における壁厚分布データを生成することができる。

以上述べた第１の実施例及びその変形例によれば、フライスルー画像データを用いて管腔臓器の検査あるいは診断を行なう際に、壁厚の情報を前記フライスルー画像データに重畳表示することにより、腫瘍等の病巣部に対する診断能を向上させることができる。

特に、色彩（カラー）の不透明度を好適な値に設定した壁厚分布データをフライスルー画像データに重畳することにより同一部位における壁表面形状と壁厚を対応させて観察することが容易となる。このため、管腔臓器における腫瘍の存在診断や良性／悪性の鑑別診断、更には、進行度診断を精度よく行なうことが可能となる。

又、ＭＰＲ画像データにおいて初期設定された視点及び視線中心方向は、フライスルー画像データの観察下にて入力部の入力デバイスを用いて容易に更新することができるため、最適な視点及び視線中心方向におけるフライスルー画像データとこのフライスルー画像データに重畳された壁厚分布データを同時に観察することができる。

更に、上述の実施例に拠れば、壁厚分布データが重畳されたフライスルー画像データの観察と上述の視点及び視線中心方向の更新はリアルタイムで行なうことができるため、診断効率が向上するのみならず操作者の負担を軽減することができる。

一方、本実施例の変形例によれば、視線方向の壁厚が計測できるため、視点から観測した壁厚を仮想的に表示することができる。

尚、上述の実施例では、ボリュームデータの生成に後続してフライスルー画像データ及び壁厚分布データの生成を行なう場合について述べたが、ボリュームデータ記憶部１２１に保管されたボリュームデータをオフライン的に読み出してフライスルー画像データ及び壁厚分布データの生成と表示を行なってもよい。

次に、本発明の第２の実施例につき図９及び図１０を用いて説明する。この実施例の第１の実施例との差異は、フライスルー画像データ及び壁厚分布データを生成する画像処理装置がボリュームデータを生成する画像診断機器に対して独立に設けられていることにある。

（画像処理装置の構成）
本実施例における画像処理装置の構成につき図９を用いて説明する。尚、図９に示した画像処理装置のブロック図において、第１の実施例と同様の機能を有するユニットは、同一符号で示し詳細な説明を省略する。

図９の画像処理装置２００は、別途設置された画像診断機器から供給される当該被検体のボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データ及び壁厚分布データを生成する画像データ処理部１２０と、画像データ処理部１２０において生成されたフライスルー画像データと壁厚分布データを重畳して表示する表示部１３０と、フライスルー画像データにおける視点、視線中心方向及び視野角の設定や各種コマンド信号等の入力を行なう入力部２４０と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部２５０を備えている。

図９の画像処理装置２００における表示部１３０は、画像データ処理部１２０のデータ合成部１２７から供給されたフライスルー画像データとこの画像データに付加された壁厚分布データを重畳して図示しないモニタに表示する。

一方、入力部２４０は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースであり、フライスルーモードの選択、管腔臓器の壁組織における標準ＣＴ値範囲の設定、フライスルーモードにおける視点、視線中心方向及び視野角の設定、ＭＰＲ画像データの断面位置の設定、壁厚分布データに対する不透明度の設定、各種のコマンド信号の入力等を行なう。

そして、システム制御部２５０は、入力部２４０からの指示に従って、画像データ処理部１２０、表示部１３０及び入力部２４０の各ユニットを統括的に制御する。

（フライスルー画像データと壁厚分布データの生成及び表示の手順）
次に、本発明の第２の実施例におけるフライスルー画像データと壁厚分布データの生成手順及び表示手順につき、既に示した図１０のフローチャートに沿って説明する。

尚、図１０は、本実施例におけるフライスルー画像データの生成手順を示すフローチャートであり、図５に示した第１の実施例と同一のステップは同一符号で示す。

操作者は、入力部２４０においてフライスルーモードを選択した後、管腔臓器の壁組織における標準ＣＴ値範囲の設定、ＭＰＲ画像データの断面位置の設定、壁厚分布データに対する不透明度の設定等を行なう。

そして、標準ＣＴ値範囲に関する情報は壁情報生成部１２２に、ＭＰＲ画像データの断面位置情報はＭＰＲ画像データ生成部１２３に、更に、壁厚分布データに対する不透明度の情報は表示部１３０に供給され、各々のユニットにおける図示しない記憶回路に保存される。

次に、操作者は、フライスルー画像データ及び壁厚分布データの生成と表示を行なうためのコマンドを入力部２４０において入力し、画像データ処理部１２０の壁情報生成部１２２は、このコマンド信号に基づいてボリュームデータ記憶部１２１に予め保管されているボリュームデータの各画素における画素値と自己の記憶回路に保存されている壁組織の標準ＣＴ値範囲を比較する。そして、標準ＣＴ値範囲内にある画素値を有するボリュームデータの画素を抽出して壁情報ボリュームデータを生成する（図１０のステップＳ４）。

上述の壁情報ボリュームデータの生成が終了したならば、ＭＰＲ画像データ生成部１２３は、壁情報生成部１２２から供給される壁情報ボリュームデータの中から自己の記憶回路に保存されているＭＰＲ画像の断面位置情報に対応した画素を抽出してＭＰＲ画像データを生成し、表示部１３０のモニタに表示する（図１０のステップＳ５）。

次に、操作者は、表示部１３０に表示された管腔臓器のＭＰＲ画像データに基づいてフライスルー画像データに対する視点、視線中心方向及び視野角を入力部２４０にて設定する（図３（ａ）参照）。そして、入力部２４０からシステム制御部２５０を介して上述の視点、視線中心方向及び視野角の情報を受けた視線設定部１２４は、上述の情報に基づいて複数の視線を設定し、これらの視線情報をレンダリング処理部１２５に供給する（図１０のステップＳ６）。

レンダリング処理部１２５は、視線設定部１２４によって設定された視線情報に基づいて壁情報生成部１２２から供給された壁情報ボリュームデータに対しレンダリング処理を行なってフライスルー画像データを生成しデータ合成部１２７に供給する（図１０のステップＳ７）。

一方、壁厚計測部１２６は、壁情報生成部１２２によって生成された壁情報ボリュームデータと視線設定部１２４によって設定された視線の情報に基づいて管腔臓器の壁厚計測を行なう（図１０のステップＳ８）。そして、データ合成部１２７は、レンダリング処理部１２５から供給された管腔臓器のフライスルー画像データに壁厚計測部１２６から供給された壁厚分布データを付加して表示部１３０に供給する。

次いで、表示部１３０は、フライスルー画像データに対して壁厚分布データを重畳してモニタに表示する（図１０のステップＳ９）。

以上述べた第２の実施例によれば、第１の実施例と同様にしてフライスルー画像データを用いて管腔臓器の検査あるいは診断を行なう際に、壁厚の情報を前記フライスルー画像データに重畳表示することにより、腫瘍等の病巣部に対する診断能が向上する。

又、ＭＰＲ画像データにおいて設定された視点及び視線中心方向はフライスルー画像データの観察下にて入力部の入力デバイスを用いて容易に更新することができるため、最適な視点及び視線中心方向におけるフライスルー画像データとこのフライスルー画像データに重畳された壁厚分布データを同時に観察することができる。

更に、本実施例における画像処理装置は、種類の異なる画像診断機器との接続が可能なため、所望の画像診断機器によって得られたボリュームデータに基づいたフライスルー画像データ及び壁厚分布データの生成と表示を容易に行なうことができる。

又、本実施例における画像処理装置を用いて内視鏡検査に対するナビゲーションを行なう場合、予め保管された他の画像診断機器によるボリュームデータに基づいて生成された壁厚分布データ及びフライスルー画像データとリアルタイムで得られる内視鏡画像データを並列表示することにより、精査すべき病巣部や貫通の危険性を有した壁厚が著しく薄い部位等をフライスルー画像データ及び壁厚分布データで把握しながら内視鏡検査を実施することが可能となるため検査精度や安全性が大幅に向上する。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施してもよい。例えば、上述の実施例では、壁状態情報としての壁厚の分布データをフライスルー画像データに対して重畳して表示する場合について述べたが、壁弾性率や壁応力等の他の壁状態情報に関する分布データを重畳表示してもよい。これらの分布データを重畳表示することにより、壁組織の質的診断が可能となるため腫瘍の早期発見が容易となる。

又、壁情報が重畳される３次元画像データは、上述のフライスルー画像データの代りにボリュームレンダリング画像データやサーフェイスレンダリング画像データ等の他の３次元画像データであってもよい。

更に、上述の実施例におけるレンダリング画像データの生成は、壁情報ボリュームデータを用いて行なったが、ボリュームデータ記憶部１２１に保存されているボリュームデータを用いて生成してもよい。

又、標準ＣＴ値範囲や視野角は入力部１４０あるいは入力部２４０にて設定する場合について述べたが、これらの値は、例えば、システム制御部１５０あるいはシステム制御部２５０の記憶回路に予め保管されていてもよい。

一方、上述の実施例では、フライする画像データに重畳される壁厚分布データをカラー表示する場合について述べたが、壁厚によって明度が変調された単色の画像データであってもよい。

本発明の第１の実施例における画像診断装置の全体構成を示すブロック図。 同実施例における画像データ生成部の構成を示すブロック図。 同実施例の壁情報ボリュームデータに対する視線設定方法を示す図。 同実施例における壁厚計測方法の具体例を示す図。 同実施例におけるフライスルー画像データと壁厚分布データの生成及び表示の手順を示すフローチャート。 同実施例における投影データの収集方法を示す図。 同実施例の表示部において表示される管腔臓器のフライスルー画像データを示す図。 同実施例の変形例における壁厚計測方法を示す図。 本発明の第２の実施例における画像処理装置の全体構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例におけるフライスルー画像データと壁厚分布データの生成及び表示の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…寝台
２…架台回転部
３…寝台・架台機構部
４…機構制御部
５…Ｘ線発生部
６…投影データ収集部
７…ボリュームデータ生成部
５１…高電圧発生器
５２…X線管
５３…X線絞り器
５４…スリップリング
６１…X線検出器
６２…スイッチ群
６３…DAS
６４…データ伝送部
７１…投影データ記憶部
７２…再構成演算部
１００…画像診断装置
１１０…画像データ生成部
１２０…画像データ処理部
１２１…ボリュームデータ記憶部
１２２…壁情報生成部
１２３…MPR画像データ生成部
１２４…視線設定部
１２５…レンダリング処理部
１２６…壁厚計測部
１２７…データ合成部
１３０…表示部
１４０、２４０…入力部
１５０、２５０…システム制御部
２００…画像処理装置

Claims (10)

1. 被検体に関するボリュームデータを生成する画像データ生成手段と、
   前記ボリュームデータにおける管腔臓器の壁組織に対応した画素データが壁情報データを生成する壁情報生成手段と、
   前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定する視線設定手段と、
   前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するレンダリング処理手段と、
   前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成する壁状態情報計測手段と、
   生成された前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示する表示手段を
   備えたことを特徴とする画像診断装置。
2. 前記壁情報生成手段は、予め設定された範囲内の画素値を有した前記ボリュームデータの画素を抽出して前記壁情報データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
3. 前記壁情報データの所定断面におけるＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに対して少なくとも視点及び視線中心方向を設定する入力手段を備え、前記視線設定手段は、前記ＭＰＲ画像データに設定された前記視点及び視線中心方向に基づいて前記視線方向を設定することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
4. 前記ＭＰＲ画像データ生成手段は、前記管腔臓器の縦断面に対応した前記壁情報データの画素に基づいて前記ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項３記載の画像診断装置。
5. 前記レンダリング処理手段は、前記壁情報データに基づいてフライスルー画像データ、サーフェイスレンダリング画像データ及びボリュームレンダリング画像データの何れかを生成することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
6. 前記壁状態情報計測手段は、前記視線方向と前記壁情報データの管腔臓器における内表面との交差位置と、この交差位置における前記内表面に対して設定した垂線と前記管腔臓器の外表面との交差位置に基づいて壁厚を計測することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
7. 前記壁状態情報計測手段は、前記視線方向と前記壁情報データの管腔臓器における内表面との交差位置及び外表面との交差位置に基づいて壁厚を計測することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
8. 前記表示手段は、計測された前記壁状態情報の大きさに基づいて前記壁状態情報分布データの明度及び色相の少なくとも何れかを制御して前記３次元画像データに重畳表示することを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
9. 被検体に対して得られたボリュームデータを保管する画像データ記憶手段と、
   前記ボリュームデータに対し管腔臓器の壁組織に対応した画素を抽出して壁情報データを生成する壁情報生成手段と、
   前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定する視線設定手段と、
   前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するレンダリング処理手段と、
   前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成する壁状態情報計測手段と、
   生成された前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示する表示手段を
   備えたことを特徴とする画像処理装置。
10. 画像データ生成手段が被検体に対してボリュームデータを生成するステップと、
    壁情報生成手段が前記ボリュームデータに対し管腔臓器の壁組織に対応した画素を抽出して壁情報データを生成するステップと、
    視線設定手段が前記壁情報データに対して複数の視線方向を設定するステップと、
    レンダリング処理手段が前記視線方向に基づき前記壁情報データをレンダリング処理して３次元画像データを生成するステップと、
    壁状態情報計測手段が前記視線方向と前記壁情報データに基づき前記管腔臓器の壁状態情報を計測して壁状態情報分布データを生成するステップと、
    表示手段が前記３次元画像データと前記壁状態情報分布データを重畳表示するステップを
    有することを特徴とする３次元画像データ表示方法。

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