JP2012221290A

JP2012221290A - 医用画像処理装置

Info

Publication number: JP2012221290A
Application number: JP2011087328A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ishii; 秀明石井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】３次元表示における立体深度を適切に調整することができる医用画像処理装置を提供する。
【解決手段】実施形態の医用画像処理装置は、医用画像の数値データを取得するデータ取得部と、３次元医用画像を作成するための視差画像の第１の輻輳角を設定する輻輳角設定部と、前記データ取得部で取得した数値データと、前記輻輳角設定部で設定された前記第１の輻輳角とに基づき、３次元医用画像を作成する３次元画像作成部と、前記３次元画像作成部で作成した３次元医用画像を表示する３次元表示部と、あらかじめ設定された条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、を有し、前記条件判定部で条件を満たすと判定した場合、前記輻輳角設定部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた、第１の輻輳角と異なる輻輳角を設定し、前記３次元画像作成部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた当該輻輳角に基づく３次元医用画像を作成するよう構成される、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置に関する。

画像診断装置により撮影された医用画像を、再構築してボリューム画像データにし、２Ｄ画像としてモニタ上に表示するボリュームレンダリング（ＶＲ）技術が知られている。このボリューム画像に現実的な奥行き感を出すために、３Ｄ画像表示を行うことも考えられている。医用画像を３Ｄ画像表示することにより、手術前のカンファレンス、手術計画シミュレーション、術中ナビゲーション等、さまざまな場面での応用が期待される。

３Ｄ画像は一般的に立体視用メガネを用いて立体視を行うことが知られているが、近年、立体視用メガネを使用せずとも裸眼で画像の立体視が可能である裸眼３Ｄモニタが開発されている。この裸眼３Ｄモニタを医用に用いることにより、例えば術中においても、煩わしいメガネが不要であり、また複数人が同時に医用画像を立体視することが考えられる。

ところで、脳は焦点に対する角度が大きいと、近くにある物体と認識する傾向を持っている。つまり、左目用と右目用の画像の視差を生み出す角度である輻輳角の大きさを変えることによって、３Ｄの奥行きを示すパラメータである立体深度を上下させることができる。立体深度が大きければ映像が飛び出している感覚は大きく、立体深度が小さければ映像が飛び出している感覚は小さくなる。

特開２００９−１０１２０４号公報

しかしながら、３Ｄ映像は脳の錯覚を利用して飛び出しているように見せているので、立体深度が大きいほど閲覧する操作者の脳や視覚にかかる負担は大きく、疲労が大きいという問題がある。

本発明の実施形態はこのような点を考慮してなされたもので、３次元表示における立体深度を適切に調整することができる医用画像処理装置を提供することを目的とする。

実施形態の医用画像処理装置は、医用画像の数値データを取得するデータ取得部と、３次元医用画像を作成するための視差画像の第１の輻輳角を設定する輻輳角設定部と、前記データ取得部で取得した数値データと、前記輻輳角設定部で設定された前記第１の輻輳角とに基づき、３次元医用画像を作成する３次元画像作成部と、前記３次元画像作成部で作成した３次元医用画像を表示する３次元表示部と、あらかじめ設定された条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、を有し、前記条件判定部で条件を満たすと判定した場合、前記輻輳角設定部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた、第１の輻輳角と異なる輻輳角を設定し、前記３次元画像作成部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた当該輻輳角に基づく３次元医用画像を作成するよう構成される、ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置と、画像診断装置とのネットワークシステムの概略構成を示すブロック図。制御部の詳細を示すブロック図。３次元医用画像の表示時間により立体深度を調整する動作を示すフローチャート。３次元医用画像を表示するアプリケーションにより立体深度を調整する動作を示すフローチャート。操作者の身体の動作を検知して立体深度を調整する動作を示すフローチャート。９視差画像における（ａ）立体深度が大きい場合の輻輳角ａおよび医用画像、（ｂ）立体深度が小さい場合の輻輳角ｂおよび医用画像の概念図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置１と、画像診断装置２のネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。医用画像処理装置１は、画像診断装置２等他の装置と病院内のＬＡＮを介して相互に通信可能に接続される。

画像診断装置２はＸ線ＣＴ装置等のモダリティであり、被検体をＸ線撮影し医用画像の数値データを有する。

医用画像処理装置１は、制御部１０、表示部１２、操作部１３、通信部１５、記憶部１６、情報記憶媒体１７、画像処理部１８、計時部１９、画像データベース２１、アプリケーションデータベース２３を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。

操作部１３はタッチパネルや操作キー等の入力装置である。表示部１２はモニタ等であり、３次元医用画像の表示を行う。通信部１５は、病院内ＬＡＮに接続し、画像診断装置２との通信を行う。

画像データベース２１は、画像処理部１８で作成した３次元の医用画像を格納する。詳細は後述する。

アプリケーションデータベース２３は、３次元医用画像を表示するアプリケーションと対応する立体深度の大小を格納する。詳細は後述する。

画像処理部１８は、画像データの各種処理を行う。画像処理部１８は、データ取得部１８１、輻輳角設定部１８２、３次元画像作成部１８３を含む。

データ取得部１８１は、画像診断装置２が撮影した医用画像の数値データを、通信部１５を介して取得する。
輻輳角設定部１８２は、データ取得部１８１で取得した医用画像の数値データに基づき、３次元画像を作成するための視差画像の輻輳角を設定する。
３次元画像作成部１８３は、データ取得部１８１で取得した医用画像の数値データ、および輻輳角設定部１８２で設定した視差画像の輻輳角に基づき、３次元医用画像を作成する。

計時部１９は、表示部１２に表示された３次元医用画像の表示時間を計時する。

記憶部１６は、制御部１０や通信部１５などのワーク領域となるもので、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などにより実現できる。

情報記憶媒体１７（コンピュータにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、ハードディスク、或いはメモリ（ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ：ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などにより実現できる。情報記憶媒体１７には、本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム）、３次元医用画像を表示する複数のアプリケーション等が記憶される。

制御部１０は、医用画像処理装置１の総括的な制御を行うとともに、その他の様々な演算処理や制御処理などを行う演算装置である。制御部１０の機能は各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。制御部１０は、情報記憶媒体１７に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。

図２に制御部１０の詳細を示す。制御部１０は、時間判定部１０１、アプリケーション判定部１０２、動作検出部１０３、動作判定部１０４を含む。
時間判定部１０１は、計時部１９で計時した３次元医用画像の表示時間が、所定の閾値を超えたか否かを判定する。
アプリケーション判定部１０２は、表示部１２で３次元医用画像を表示するアプリケーションの種類を判定する。
動作検出部１０３は、操作者の身体の動作、例えば操作者の視線、眼球運動等を検出する。
動作判定部１０４は、動作検出部１０３が検出した操作者の身体の動作が異常か否かを判定する。

次に、上記構成の医用画像処理システムの動作について説明する。

＜第１の実施例＞
まず第１の実施例として、３次元医用画像の表示時間により立体深度を調整する動作の一例を、図３を参照して説明する。

画像処理部１８内のデータ取得部１８１は、通信部１５を介して画像診断装置２から医用画像の数値データを取得する（ステップＳ１０１）。次に、輻輳角設定部１８２は、所定の立体深度に対応した輻輳角ａを設定する（ステップＳ１０３）。
このときの輻輳角ａは、医用画像が明らかに立体視可能である角度が設定されている。輻輳角ａは操作者に依らない所定値を設定してもよいし、操作者自身であらかじめ固有の角度を設定しても良い。

次に３次元画像作成部１８３は、ステップＳ１０１で取得した医用画像の数値データと、ステップＳ１０３で設定した輻輳角ａとに基づき、左目用と右目用との視差画像を作成し、３次元医用画像Ａを作成する（ステップＳ１０５）。
次に表示部１２は、ステップＳ１０５で作成した３次元医用画像Ａを表示する（ステップＳ１０７）。

次に計時部１９は、ステップＳ１０７で表示部１２に表示した３次元医用画像Ａの表示時間を計時する（ステップＳ１０８）。３次元医用画像Ａの表示時間が所定の値を超えた場合（ステップＳ１０９で「Ｙｅｓ」）、輻輳角設定部１８２は、輻輳角ａより小さい角度の輻輳角ｂを設定する（ステップＳ１１１）。
このときの輻輳角ｂは、医用画像がある程度立体視可能であるものの、輻輳角ａの場合よりも画像の飛び出している感覚が小さい角度が設定される。輻輳角ｂは操作者に依らない所定値を設定してもよいし、操作者自身であらかじめ固有の角度を設定しても良い。また、輻輳角ｂが０度、つまり立体視を行わない角度であってもよい。

次に３次元画像作成部１８３は、ステップＳ１１１で設定した輻輳角ｂに基づき左目用と右目用との視差画像を作成し、３次元医用画像Ｂを作成する（ステップＳ１１３）。そして、ステップＳ１１３で作成した３次元医用画像Ｂを表示部１２に表示する（ステップＳ１１５）。

これにより、立体深度の大きい３次元医用画像を表示してから一定時間が経過すると、
立体深度を小さくして３次元医用画像を表示するため、例えば術中で長時間画面を見る操作者の、視覚の疲労を軽減することができる。

＜第２の実施例＞
次に第２の実施例として、３次元医用画像を表示するアプリケーションにより立体深度を調整する動作の一例を、図４を参照して説明する。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、ステップＳ１０１〜１０５と同様であるので説明を省略する。次にアプリケーション判定部１０２は、アプリケーションデータベース２３を参照して、３次元医用画像Ａを表示するアプリケーションの種類を判定する（ステップＳ２０８）。アプリケーションデータベース２３より、３次元医用画像を表示するアプリケーションが小さい立体深度の表示で良い場合（ステップＳ２０９で「Ｙｅｓ」）、輻輳角設定部１８２は、輻輳角ａより小さい角度の輻輳角ｂを設定する（ステップＳ２１１）。

以降、ステップＳ２１３，Ｓ２１５に示す３次元医用画像Ｂの作成、表示は、ステップＳ１１３、Ｓ１１５と同様であるので、説明を省略する。

これにより、例えば血管解析用のアプリケーションでは立体深度を大きく、読影用のアプリケーションでは立体深度を小さくする等で、３次元医用画像を表示することができ、アプリケーションの種類に適した３次元表示を行うことができる。

立体深度を大きくして３次元医用画像を表示する例として、ＣＴ装置とＰＥＴ(positron emission computed tomography)とで生成されたフュージョン画像、冠動脈解析や大腸解析の際に生成されるVolume画像が挙げられる。
一方、立体深度を小さくして３次元医用画像を表示する例として、機能解析を行うための、冠動脈の石灰化スコアリングの画像、腹部の体脂肪解析画像が挙げられる。

＜第３の実施例＞
次に第３の実施例として、操作者の身体の動作を検知して立体深度を調整する動作の一例を、図５を参照して説明する。

ステップＳ３０１〜Ｓ３０７は、ステップＳ１０１〜１０７と同様であるので説明を省略する。次に動作検出部１０３は、例えば操作者の視線を検出する（ステップＳ３０８）。
次に動作判定部１０４は、ステップＳ３０８で検出した操作者の視線において、左右の視線の一致度を判定する。左右の視線の一致度が減少している場合（ステップＳ３０９で「Ｙｅｓ」）、輻輳角設定部１８２は、輻輳角ａより小さい角度の輻輳角ｂを設定する（ステップＳ３１１）。
以降、ステップＳ３１３，Ｓ３１５に示す３次元医用画像Ｂの作成、表示は、ステップＳ１１３、Ｓ１１５と同様で有るので、説明を省略する。

これにより、操作者の左右の視線が一致しなくなったと検知した場合、操作者が疲れていると判断することができ、３次元医用画像の立体深度を小さくすることができる。

なお、動作検出部１０３は、上記図５の例に挙げた操作者の視線の他に、操作者の眼球運動の細かさ、瞳孔の大きさ、発汗、動悸を検出しても良い。

図６に、例として９視差画像における（ａ）立体深度が大きい場合の輻輳角ａおよび医用画像と、（ｂ）立体深度が小さい場合の輻輳角ｂおよび医用画像の概念図を示す。同じ位置の視差であっても、輻輳角を小さくすることにより、立体深度が小さくなり、閲覧する操作者にとって医用画像が飛び出している感覚が小さくなる。

また、上記実施例で示した、表示時間、アプリケーションの種類、操作者の動作以外の各種条件についても、対応する立体深度の大小をあらかじめ設定し、条件を満たした場合に立体深度を調整して、３次元医用画像を表示するようにしてもよい。
またこの場合、操作者毎にカスタマイズされた条件をデータベースに格納して、操作者毎の条件に応じて立体深度の大小を調整して、３次元医用画像を表示してもよい。

以上説明した実施例によれば、画像診断装置から取得した医用画像の数値データと、あらかじめ設定した輻輳角ａとに基づき、３次元医用画像Ａを作成し表示する。３次元医用画像Ａの表示時間が所定の時間を超えた場合、輻輳角ａより小さい輻輳角ｂを設定し、立体深度の小さい３次元医用画像Ｂを作成して表示する。なお、表示時間のみならず、例えばアプリケーションの種類、操作者の身体動作等、操作者が設定した条件によって、立体深度の大小を設定し表示する。これにより、操作者の視覚や脳の疲労を軽減することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…医用画像処理装置、２…画像診断装置、１０…制御部、１２…表示部、１３…操作部、１５…通信部、１６…記憶部、１７…情報記憶媒体、１８…画像処理部、１９…計時部、２１…画像データベース、２３…アプリケーションデータベース、１８１…データ取得部、１８２…輻輳角設定部、１８３…３次元画像作成部。

Claims

医用画像の数値データを取得するデータ取得部と、
３次元医用画像を作成するための視差画像の第１の輻輳角を設定する輻輳角設定部と、
前記データ取得部で取得した数値データと、前記輻輳角設定部で設定された前記第１の輻輳角とに基づき、３次元医用画像を作成する３次元画像作成部と、
前記３次元画像作成部で作成した３次元医用画像を表示する３次元表示部と、
あらかじめ設定された条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、
を有し、
前記条件判定部で条件を満たすと判定した場合、前記輻輳角設定部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた、第１の輻輳角と異なる輻輳角を設定し、
前記３次元画像作成部は、前記条件に対応する立体深度に基づいた当該輻輳角に基づく３次元医用画像を作成するよう構成される、
ことを特徴とする医用画像処理装置。
前記３次元表示部で３次元医用画像データを表示している時間を計時する計時部を有し、
前記条件判定部は、前記計時部で計時した時間が所定の閾値を超えたか否か判定し、
前記輻輳角設定部は、前記条件判定部で所定の閾値を超えたと判定した場合、第１の輻輳角より小さい第２の輻輳角を設定し、
前記３次元画像作成部は、前記輻輳角設定部で設定した前記第２の輻輳角に基づき、前記第１の輻輳角に基づいて作成した３次元医用画像より立体深度の小さい３次元医用画像を作成するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
前記条件判定部は、前記３次元表示部で３次元医用画像を表示するアプリケーションの種類を判定し、
前記輻輳角設定部は、前記条件判定部で立体深度の小さい３次元医用画像を表示するアプリケーションの種類と判定した場合、前記第１の輻輳角より小さい第２の輻輳角を設定し、
前記３次元画像作成部は、前記輻輳角設定部で設定した前記第２の輻輳角に基づき、前記第１の輻輳角に基づいて作成された３次元医用画像より立体深度の小さい３次元医用画像を作成するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
操作者の身体の動作を検出する動作検出部をさらに有し、
前記条件判定部は、前記動作検出部で検出した身体の動作が異常動作しているか否かを判定し、
前記輻輳角設定部は、前記条件判定部で身体が異常動作していると判定した場合、前記第１の輻輳角より小さい第２の輻輳角を設定し、
前記３次元画像作成部は、前記輻輳角設定部で設定した前記第２の輻輳角に基づき、前記第１の輻輳角に基づいて作成された３次元医用画像より立体深度の小さい３次元医用画像を作成するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
前記動作検出部が検出する身体の動作は、左右視線の一致度、瞳孔の大きさ、眼球運動、発汗、および動悸の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項４記載の医用画像処理装置。