JP2013128704A - 医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいコントラストで表示させることが可能な医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成方法を得る。
【解決手段】医用画像生成装置１は、画像撮像装置４で撮像して取得された３次元画像データに基づき注目部位の２次元可視画像を生成する装置で、３次元画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出手段２０と、データ抽出手段２０により抽出された３次元データを、３次元空間内の所定の２次元平面上に投影して血管の２次元可視画像を生成する投影手段２１と、投影手段２１により生成された血管の２次元可視画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、芯線における起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ値・ウインドウ幅設定手段２２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像診断を支援する画像生成技術に関するものであり、特にＣＴ（Computed
Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）等の医用画像撮像装置により得られた３次元画像データに基づき、診断に好適な２次元可視画像を生成し得る医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成方法に関する。

従来、ＣＴやＭＲＩ等により取得された３次元画像データに基づいて２次元可視画像を生成する方法として、ＭＰＲ（multiplanar reconstruction）表示やＣＰＲ（curved
planar reconstruction）表示等の表示方法が知られている（非特許文献１の第３７９〜３８２頁参照）。ＭＰＲ表示は、特定の位置における断面像を再構成する方法であるため、ＭＰＲ表示を用いた場合には、例えば複雑な走行をしている血管を１つの断面上に全て収まるように表示させることが難しい。これに対してＣＰＲ表示は、ＭＰＲ表示では困難とされる複雑な走行をする血管を、効果的に２次元可視画像として集約して表示できるという利点がある。

ところで、血管の２次元可視画像を得るときに、血管に造影剤を投与した上で撮像することで、血管の内外にコントラストを付けた３次元画像データを取得でき、その結果、血管の読影がしやすい２次元可視画像を得ることが可能になる。また、引用文献１には、２次元可視画像のコントラストを観察しやすいように調整する機能を備えたＸ線撮影装置が開示されている。

特開２０１０−１７２５５８号公報

編集 栗林幸夫、佐久間肇 心臓血管疾患のＭＤＣＴとＭＲＩ 医学書院

一般に血管は、起始部から末梢部に進むに従って次第に血管径が細くなるが、血管の中には、末梢部において毛細血管レベルに達するものもある。このような血管を撮像する場合、特に末梢部において単位体積中に含まれる血管以外の周辺組織の割合が高くなり（部分体積効果と称される）、造影剤の効果が低下しやすい。また、例えば正常状態と比較して血管径が拡大する病気を患っている生体の場合、正常状態よりも血圧や血流速度が低下するため、血管の末梢部にまで造影剤を到達させることが困難になることがある。よって、上記のような場合、起始部の読影に適したコントラストで血管を全長に亘って表示させると末梢部の読影が困難になり、これとは反対に、末梢部の読影に適したコントラストで血管を全長に亘って表示させると、明るい部分が飽和状態となってしまい起始部の読影が困難になる。このように、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることが難しいという課題があった。

本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいコントラストで表示させることが可能な医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成方法は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明に係る医用画像生成装置は、
医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する医用画像生成装置であって、
前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出手段と、
前記データ抽出手段により抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影手段と、
前記投影手段により生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定手段と、を備えたことを特徴とする。
なお、「起始部」とは、造影剤が投与された血管における末梢部よりも上流側の所定の部位を意味するものである。

この医用画像生成装置において、前記ウインドウ幅設定手段は、前記距離に対して反比例するよう前記ウインドウ幅を設定するように構成されたことが好ましい。

また、前記ウインドウ幅設定手段は、次式を満たすように前記ウインドウ幅を設定するように構成されたことも好ましい。
ｆ（ｘ）＝ｅｘｐ（−（ａ×ｘ））
ここで、ｘは前記距離であって正の値、ａは係数、ｆ（ｘ）は前記距離がｘの位置における前記ウインドウ幅である。

さらに、本発明に係る医用画像生成装置において、前記投影手段は、StraightenedＣＰＲ法であって、前記血管の信号値を投影方向に積算して前記所定の平面上に投影する、該投影方向における該血管の最大信号値を該所定の平面上に投影する、または該投影方向における該血管の最小信号値を該所定の平面上に投影するように構成されたことが好ましい。

本発明に係る医用画像生成プログラムは、
医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する処理をコンピュータにおいて実行せしめる医用画像生成プログラムであって、
前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出ステップと、
前記データ抽出ステップにより抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影ステップと、
前記投影ステップにより生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定ステップと、をコンピュータにおいて実行せしめることを特徴とする。

本発明に係る医用画像生成方法は、
医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する医用画像生成方法であって、
前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出処理と、
前記データ抽出処理により抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影処理と、
前記投影処理により生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定処理と、を行うことを特徴とする。

本発明に係る医用画像生成装置は、造影剤が投与された血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定手段を備えている。このため、起始部から末梢部に至るまでの血管の全長に亘る２次元観察用画像を、長さ方向各位置におけるコントラストの差を小さくして生成でき、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることが可能になる。

この医用画像生成装置において、ウインドウ幅設定手段が、起始部からの距離に対して反比例するようウインドウ幅を設定する構成の場合には、簡易にウインドウ幅を設定できる構成でありながら、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることができる。

また、ウインドウ幅設定手段が、上述の式を満たすようにウインドウ幅を設定する構成の場合には、血管径を反映させたウインドウ幅を設定できるので、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることができる。

さらに、投影手段が、StraightenedＣＰＲ法であって、血管の信号値を積算して投影する、血管の最大信号値を投影する、または血管の最小信号値を投影するように構成される場合、例えば血管の特性等に基づいて信号値を積算して投影する、最大信号値を投影する、または最小値を投影することを決定すると、血管の形状を忠実に反映させた２次元観察用画像を生成することが可能になる。

本発明に係る医用画像生成プログラムは、データ抽出ステップと、投影ステップと、ウインドウ幅設定ステップとをコンピュータにおいて実行せしめるように構成されているので、起始部から末梢部に至るまでの血管の全長に亘る２次元観察用画像を、長さ方向各位置におけるコントラストの差を小さくするように自動で生成でき、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることが可能になる。

本発明に係る医用画像生成方法は、データ抽出処理と、投影処理と、ウインドウ幅設定処理とを行うように構成されているので、起始部から末梢部に至るまでの血管の全長に亘る２次元観察用画像を、長さ方向各位置におけるコントラストの差を小さくするように自動で生成でき、造影剤が投与された血管を全長に亘って読影しやすいように表示させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る医用画像生成装置の概略構成を示すブロック図である。 上記医用画像生成装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 ２次元可視画像の生成過程を示すフローチャートである。 （ａ）は３次元空間における血管の走行状態を示す斜視図で、（ｂ）は平均信号値と起始部からの距離との関係を示すグラフである。 ２次元平面上に投影された血管を示す図である。 信号値と濃淡表示との関係の一例を示す図である。 ウインドウ幅と起始部からの距離との関係の一例を示すグラフである。 ウインドウ値およびウインドウ幅の設定例を示しており、（ａ）は図５に示す区間Ｃについての設定例で、（ｂ）は区間Ｉについての設定例である。 異なるウインドウ値およびウインドウ幅の３つの２次元可視画像から、読影に適した部分を抜き出して繋ぎ合わせる処理を行うことで、血管の全長に亘る２次元可視画像を生成した例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について上述の図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る医用画像生成装置１の装置構成について説明する。

図１に示す医用画像生成装置１は、ＣＴやＭＲＩ等の画像撮像装置４により得られた生体組織の３次元画像データに基づき、マウスやキーボード等からなる操作装置３によって指定された生体組織の２次元可視画像を生成し、この２次元可視画像を画像表示装置２に表示させるものである。この医用画像生成装置１は、特に末梢部において造影剤の効果が低下しやすい血管の２次元可視画像を、起始部から末梢部までの全長に亘って読影に適した画像として生成できる点に特徴を有する。

医用画像生成装置１は、コンピュータ等から構成されており、図１に示すように、制御部１１、画像データ記憶部１２、可視画像記憶部１３、可視画像出力インタフェース１４、操作入力インタフェース１５および画像データ入力インタフェース１６を備えて構成される。

制御部１１は、各種の演算処理を行うＣＰＵにより構成され、データ抽出手段２０、投影手段２１、ウインドウ値・ウインドウ幅設定手段２２および反映手段２３を有する（詳細は後述）。画像データ記憶部１２および可視画像記憶部１３は、ハードディスク、ＲＡＭまたはＲＯＭ等の記憶装置により構成され、制御部１１との間で各種データの送受信が可能に設けられている。画像データ記憶部１２は、画像撮像装置４により断層撮影して得られた生体組織の３次元画像データ（ＣＴ画像データまたはＭＲＩ画像データ）を記憶するものである。可視画像記憶部１３は、制御部１１で生成された２次元可視画像を記憶するものである。

可視画像出力インタフェース１４は、制御部１１から出力された２次元可視画像（２次元可視画像データ）を画像表示装置２に伝達するインタフェースである。操作入力インタフェース１５は、操作装置３からの各種操作入力を制御部１１に伝達するインタフェースである。画像データ入力インタフェース１６は、画像撮像装置４から出力された３次元画像データを制御部１１に伝達するインタフェースである。

次に、医用画像生成装置１による２次元可視画像の生成手順について、主に図２〜図８を参照しながら説明する。以下においては、被検体である生体を画像撮像装置４により断層撮影し、断層撮影して得られた複数の３次元画像データの信号値に基づいて、末梢部において造影剤の効果が低下しやすい血管５０の２次元可視画像を生成する場合を例に挙げて説明する。なお、次述する２次元可視画像の生成手順は、本発明の一実施形態に係る医用画像生成プログラムに従って実行されるものである。

〈１〉画像撮像装置４から、被検体である生体を断層撮影して得られた３次元画像データを取得する（画像データ取得ステップ；図２のステップＳ１参照）。本実施形態では、生体の３次元画像データを画像撮像装置４から取得する構成を想定しているが、この構成に代えてＣＤやＤＶＤ等の情報記憶媒体に記憶された３次元画像データを必要に応じて読み出して取得するようにしても良い。

〈２〉データ抽出手段２０により、上記ステップＳ１で取得した３次元画像データから、造影剤が投与された注目部位としての血管５０の閉曲領域を含む画像データ群を抽出する（血管部抽出ステップ；図２のステップＳ２参照）。図４（ａ）には、３次元画像データに基づき３次元空間Ｋ^３内にイメージされる血管５０を示している。この図から分かるように血管５０は３次元的に屈曲するようにして走行する。このステップＳ２において、血管５０を含む画像データ群を抽出する際には、まず血管５０の芯線５１を求め、この芯線５１における起始部ＳＰからの距離に対応付けるようにして血管５０の画像データ群を抽出する。なお、図４（ａ）および図５においては、簡略化のために血管５０以外の周辺組織の図示を省略している。

ここで、「血管５０の閉曲領域を含む画像データ群」とは、血管５０および血管５０に隣接する周辺組織の構造を３次元的に配列された信号値によって表したデータ群である。なお、注目部位の選択は、例えばユーザーが操作装置３を操作することにより行われる。

図４（ｂ）には、血管５０の平均信号値を示したグラフＡと、血管５０の周辺に位置する周辺組織の平均信号値を示したグラフＢとを図示している。この図４（ｂ）から分かるように、血管径の比較的大きな起始部ＳＰには造影剤が十分に行き渡るので、血管５０の起始部ＳＰ近傍では周辺組織よりも例えば大きな信号値が検出される。一方、起始部ＳＰから離れた抹消部ＥＰ近傍においては、血管径が細く造影剤が行き渡りにくいことや部分体積効果によって、周辺組織と同レベルの信号値が検出される場合があり得る。また、生体が正常状態と比較して血管径が拡大するような病気を患っている場合には、造影剤を血管５０の末梢部ＥＰにまで到達させることが困難になるので、末梢部ＥＰ近傍では周辺組織と同レベルの信号値が検出される場合があり得る。

〈３〉血管５０の画像データ群の信号値を基にして、血管５０の２次元可視画像を生成する（２次元可視画像生成ステップ；図２のステップＳ３、並びに図３のステップＳ３１〜ステップＳ３３参照）。なお、以下においては、ＣＰＲ表示のうちのStraightenedＣＰＲ法を適用して２次元可視画像を生成する場合を例示している。

〈３−１〉投影手段２１により、３次元的に折曲した血管５０を３次元空間Ｋ^３内で真っ直ぐに伸ばし、その真っ直ぐに伸ばされた状態での血管５０の信号値を２次元平面Ｋ^２上に投影する（血管部投影ステップ；図３のステップＳ３１参照）。

この２次元平面Ｋ^２上への投影は、具体的には、血管５０の信号値と２次元平面Ｋ^２上の位置とを対応付けることで行われる。このとき、２次元平面Ｋ^２に対して垂直な方向に位置する信号値を積算して２次元平面Ｋ^２上に投影する方法、２次元平面Ｋ^２に対して垂直な方向に位置する信号値のうちで最大のものを２次元平面Ｋ^２上に投影する方法、および、２次元平面Ｋ^２に対して垂直な方向に位置する信号値のうちで最小のものを２次元平面Ｋ^２上に投影する方法のいずれかによって、信号値の投影が行われる。信号値の投影に関して、上記３方法のうちでいずれを採用するかについては、例えば血管５０の特性等に基づき、どの方法で信号値を投影する場合が、血管５０の形状を最も忠実に２次元平面Ｋ^２上に反映させることができるか等を考慮して決定することが好ましい。

この後、本実施形態においてはStraightenedＣＰＲ法を適用して、血管５０の芯線５１が画像の中央に位置するように画像を再構築することで、図５に示すような血管５０の２次元可視画像が生成される。このように、StraightenedＣＰＲ法を適用した場合には、３次元的に屈曲して走行する血管５０が２次元平面Ｋ^２上で直線状に伸展されて表示されるので、血管５０の読影がしやすくなる。なお、図５には、血管５０を、芯線５１に沿って仮想的に複数の区間Ｃ〜Ｉに分割した状態を図示している。また、各区間の表示（Ｃ〜Ｉ）の下側に、各区間における血管５０の平均信号値を括弧書きで表記している。

ところで、信号値に基づいて画像を表示させる際の階調設定方法として、従来、画像の濃淡を表す階調レベルのフルスケールを信号値のどの範囲に対応させるかを、信号値の範囲のセンタ値であるウインドウ値ＷＬと、その幅であるウインドウ幅ＷＷをもって設定する方法が知られている。医用画像生成装置１のウインドウ値・ウインドウ幅設定手段２２は、この方法により階調設定を行うように構成されている。

この階調設定についての概念を明確なものとするため、図６の模式的濃淡チャートを参照しながら具体的に説明する。一般に表示装置における濃度スケールは８ビット、つまり２５６階調に設定されているのに対し、３次元画像データの信号値は例えば−１０００〜３０００の範囲の値として記憶されている。図６において、ウインドウレベルＷＬを５０に設定し、且つウインドウ幅ＷＷを１００に設定した場合には、信号値５０を中心として信号幅１００の範囲（信号値０から信号値１００の範囲）を濃淡表示できる。このように設定した場合、信号値０未満のものは一律に黒く表示され、一方、信号値１００を越えるものは一律に白く表示されるので、例えば信号値１２０の生体組織と信号値２００の生体組織とを区別してコントラスト表示することができない。

また、階調数は２５６で一定であるため、ウインドウ幅ＷＷを狭く設定することで濃淡表示が可能な信号値の範囲は狭くなるが、一方で、微小な信号値の差を正確に濃淡表示に反映させることができる。これに対し、ウインドウ幅ＷＷを広く設定する場合には、濃淡表示が可能な信号値の範囲は広くなるが、一方で、微小な信号値の差を濃淡表示に反映させることが難しくなる。

階調設定については上述のような特性があるため、一律のウインドウ値ＷＬおよびウインドウ幅ＷＷに基づいて血管５０を全長に亘って表示させると、例えば血管５０の起始部ＳＰと周辺組織とがコントラストによって区別されて表示されるが、末梢部ＥＰにおいては周辺組織とのコントラストが小さくなって識別できない場合や、いわゆる白とびや黒つぶれが発生して血管５０の異常個所が良好にコントラスト表示されない場合があり得る。このような血管５０の２次元可視画像に基づいて診断を行った場合には、血管５０の異常個所を見落として誤診断の原因になる虞がある。

〈３−２〉そこで、本発明を適用した医用画像生成装置１においては、ウインドウ値・ウインドウ幅設定手段２２により、上記ステップＳ２で抽出された血管５０の画像データ群を基にして、起始部ＳＰからの距離に応じたウインドウ幅ＷＷおよびウインドウ値ＷＬを設定する（ウインドウ値・ウインドウ幅設定ステップ；図３のステップＳ３２参照）。

ここで、ウインドウ幅ＷＷの設定方法について、図７を参照しながら具体的に説明する。この図７には、ウインドウ幅ＷＷの設定例を２つ示している。１つ目の設定例としてのウインドウ幅設定直線Ｊは、起始部ＳＰからの距離に対して略反比例するようにウインドウ幅ＷＷを簡易的に設定するための直線である。このウインドウ幅設定直線Ｊは、例えば起始部ＳＰにおける血管径と末梢部ＥＰにおける血管径とを算出しておき、起始部ＳＰと末梢部ＥＰとの間の中間部分の血管径が一定の割合で変化するという仮定に基づいて決定される。

２つ目の設定例としてのウインドウ幅設定曲線Ｋは、ｘを起始部ＳＰからの距離、ａを湾曲度（曲率に相当する値）を表す係数、ｆ（ｘ）を起始部ＳＰから距離ｘの位置におけるウインドウ幅ＷＷとしたとき、以下の式（１）として表される。
ｆ（ｘ）＝ｅｘｐ（−（ａ×ｘ）） （１）

生体内には様々な血管が走行しているが、起始部からの距離に対して血管径が式（１）で近似されるものが多くあり、上式によっておおよその血管径を反映させたウインドウ幅ＷＷを設定できる。また、ウインドウ幅設定直線Ｊおよびウインドウ幅設定曲線Ｋの設定に際して、血管径以外にも例えば血栓や瘤等の血液の流れに抵抗となる部位がある場合には、この部位も考慮して設定することが好ましい。一方、ウインドウ値ＷＬは、例えば図４（ｂ）に示すグラフＡや図７に示すウインドウ幅設定直線Ｊに基づいて設定することが可能である。

〈３−３〉反映手段２３により、ステップＳ３において設定されたウインドウ幅ＷＷおよびウインドウ値ＷＬを、ステップＳ３２において生成された２次元可視画像に反映させる（反映ステップ；図３のステップＳ３３参照）。このようにすることで、芯線５１に沿う方向へのコントラストの差を小さくして、起始部ＳＰから末梢部ＥＰまでの全長に亘って読影しやすくした血管５０の２次元可視画像を生成できる。

ここでは、ウインドウ値ＷＬに関しては図４（ｂ）に示すグラフＡを適用し、ウインドウ幅ＷＷに関しては図７に示すウインドウ幅設定直線Ｊを適用して設定する場合について説明する。起始部ＳＰ近傍の区間Ｃの表示については、グラフＡに基づいてウインドウ値ＷＬが、この区間Ｃにおける血管５０の平均信号値に近い値（例えば４００）に設定される（図８（ａ）参照）。また、ウインドウ幅設定直線Ｃに基づいてウインドウ幅ＷＷが、血管５０を読影可能にコントラスト表示させるために比較的大きな値（例えば８００）に設定される。このように、区間Ｃの表示に関するウインドウ幅ＷＷを比較的大きく設定することで、血管５０の起始部ＳＰと周辺組織とを区別するようにコントラスト表示できるとともに、血管５０の異常個所も良好にコントラスト表示することができる。なお、本実施形態では、ウインドウ幅設定直線Ｊを適用することでウインドウ幅ＷＷを設定する例について説明しているが、ウインドウ幅設定曲線Ｋを適用することでウインドウ幅ＷＷを設定することも可能である。

一方、末梢部ＥＰ近傍の区間Ｉの表示については、グラフＡに基づいてウインドウ値ＷＬが、この区間Ｉにおける血管５０の平均信号値に近い値（例えば１０）に設定される（図８（ｂ）参照）。また、ウインドウ幅設定直線Ｊに基づいてウインドウ幅ＷＷが、血管５０を読影可能に表示させるために比較的小さな値（例えば２０）に設定される。このように、区間Ｊの表示に関するウインドウ幅ＷＷを比較的小さく設定することで、血管５０の平均信号値と周辺組織の信号値とが同レベルであるとしても、これらの微小な信号値の差に基づいて良好なコントラストが得られるように表示させることが可能になる。そのため、血管５０の末梢部ＥＰと周辺組織とを区別して表示できるとともに、血管５０の異常個所も良好にコントラスト表示することができる。

以上においては区間Ｃおよび区間Ｉについて説明したが、その他の区間Ｄ〜Ｈについても同様に、グラフＡを適用して起始部ＳＰからの距離に応じたウインドウ値ＷＬを設定するとともに、ウインドウ幅設定直線Ｊを適用して起始部ＳＰからの距離に応じたウインドウ幅ＷＷを設定する。そうすることで、区間Ｃ〜区間Ｉにおける血管５０の各々を同程度のコントラストで表示することができる。すなわち、区間Ｃ〜Ｉにおける血管５０のコントラストの差を小さくして、血管５０を全長に亘って読影しやすくした２次元可視画像を生成できる。

〈４〉上記ステップＳ３３においてウインドウ幅ＷＷおよびウインドウ値ＷＬを反映させて生成された２次元可視画像を、制御部１１から画像表示装置２へ出力する（可視画像出力ステップ；図２のステップＳ４参照）。こうすることで、芯線５１に沿うコントラストの差を小さくして、起始部ＳＰから末梢部ＥＰまでの全長に亘って読影しやすい血管５０の２次元可視画像が、画像表示装置２に表示される。このようにして画像表示装置２に表示された２次元可視画像を読影することで、血管５０の異常個所を的確に見つけ出すことが可能になり、誤診断の可能性を大幅に低減できる。この可視画像出力ステップが実行されることで、このフローは終了する。

ここで、説明の便宜のために、実際に得られた画像データに係る血管５０を３つの区間に分けた場合の処理について、図９を参照して概念的に説明する。図９には、ウインドウ値ＷＬおよびウインドウ幅ＷＷの異なる２次元可視画像８１〜８３を各々抜き取って順次繋ぎ合わせる処理を行うことで、直線状に伸展させて平面上に投影された血管８０を、全長に亘って読影に適したコントラストで表示させる例を示している。２次元可視画像８１は、血管８０の起始部近傍が読影に適したコントラストで表示されているものの、血管８０の末梢部近傍と周辺組織との境界が不鮮明になっている。２次元可視画像８２は、血管８０の起始部近傍において白とびが発生して（飽和状態に達して）読影に適しておらず、また、血管８０の末梢部近傍と周辺組織との境界が不鮮明になっているものの、起始部と末梢部との中間部分は読影に適したコントラストで表示されている。２次元可視画像８３は、血管８０の起始部から中間部分において白とびが発生して読影に適していないものの、血管８０の末梢部近傍が読影に適したコントラストで表示されている。

このような場合に、読影に適した２次元可視画像８１における起始部近傍、２次元可視画像８２における中間部分、および２次元可視画像８３における末梢部近傍を順次繋ぎ合わせる処理を行うことで、２次元可視画像９０を生成する。こうすることで、起始部から末梢部に亘る全長が読影に適したコントラストとなった血管８０を含んだ２次元可視画像９０を生成できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。

上述の実施形態においては、StraightenedＣＰＲ法を適用して２次元可視画像を生成する場合を例示したが、StraightenedＣＰＲ法に代えて例えばProjectedＣＰＲ法やStretchedＣＰＲ法を適用して２次元可視画像を生成することも可能である。

上述の実施形態では、ウインドウ幅ＷＷおよびウインドウ値ＷＬの両方を変化させる例について説明したが、本発明はこの例に限定して解釈されるものではない。例えば、ウインドウ値ＷＬを一定にしておいてウインドウ幅ＷＷのみを変化させる構成や、ウインドウ幅ＷＷを一定にしておいてウインドウ値ＷＬのみを変化させる構成によっても、血管５０を全長に亘って読影しやすくした２次元可視画像を生成可能である。

上述の実施形態では、ウインドウ幅ＷＷの設定に関して、図７に示すウインドウ幅設定直線Ｊおよびウインドウ幅設定曲線Ｋを例示したが、この２つを次のように使い分けることも可能である。例えば人間ドックのように、血管５０の異常個所の有無を大まかに観察する場合には、ウインドウ幅設定直線Ｊに基づいてウインドウ幅ＷＷを簡易に設定することで、血管５０と周辺組織とが良好に識別できるコントラストを有する２次元可視画像を生成することが好ましい。一方、血管５０の異常個所を精密に観察する場合には、ウインドウ幅設定曲線Ｋに基づいて血管径を正確に反映させたウインドウ幅ＷＷを設定することで、血管５０と周辺組織とが識別でき且つ血管５０の異常個所が良好にコントラスト表示された２次元可視画像を生成することが好ましい。

上述の実施形態では、主としてＣＴ装置またはＭＲＩ装置により得られた画像データを用いる場合について説明しているが、本発明は、他の画像撮像装置により得られた３次元画像データを用いる場合にも適用可能である。

１ 医用画像生成装置
２ 画像表示装置
３ 操作装置
４ 画像撮像装置（医用画像撮像装置）
１１ 制御部
１２ 画像データ記憶部
１３ 可視画像記憶部
１４ 可視画像出力インタフェース
１５ 操作入力インタフェース
１６ 画像データ入力インタフェース
２０ データ抽出手段
２１ 投影手段
２２ ウインドウ値・ウインドウ幅設定手段
２３ 反映手段
５０ 血管
５１ 芯線
８０ 血管
８１ ２次元可視画像
８２ ２次元可視画像
８３ ２次元可視画像
９０ ２次元可視画像
ＥＰ 末梢部
Ｊ ウインドウ幅設定直線
Ｋ ウインドウ幅設定曲線
Ｋ^２ ２次元平面
Ｋ^３ ３次元空間
ＳＰ 起始部
ＷＬ ウインドウ値
ＷＷ ウインドウ幅

〈３−３〉反映手段２３により、ステップＳ３２において設定されたウインドウ幅ＷＷおよびウインドウ値ＷＬを、ステップＳ３１において生成された２次元可視画像に反映させる（反映ステップ；図３のステップＳ３３参照）。このようにすることで、芯線５１に沿う方向へのコントラストの差を小さくして、起始部ＳＰから末梢部ＥＰまでの全長に亘って読影しやすくした血管５０の２次元可視画像を生成できる。

Claims (6)

1. 医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する医用画像生成装置であって、
   前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出手段と、
   前記データ抽出手段により抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影手段と、
   前記投影手段により生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定手段と、を備えたことを特徴とする医用画像生成装置。
2. 前記ウインドウ幅設定手段は、前記距離に対して反比例するよう前記ウインドウ幅を設定することを特徴とする請求項１記載の医用画像生成装置。
3. 前記ウインドウ幅設定手段は、次式を満たすように前記ウインドウ幅を設定することを特徴とする請求項１記載の医用画像生成装置。
   ｆ（ｘ）＝ｅｘｐ（−（ａ×ｘ））
   ここで、ｘは前記距離であって正の値、ａは係数、ｆ（ｘ）は前記距離がｘの位置における前記ウインドウ幅である。
4. 前記投影手段は、StraightenedＣＰＲ法であって、前記血管の信号値を投影方向に積算して前記所定の平面上に投影する、該投影方向における該血管の最大信号値を該所定の平面上に投影する、または該投影方向における該血管の最小信号値を該所定の平面上に投影することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の医用画像生成装置。
5. 医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する処理をコンピュータにおいて実行せしめる医用画像生成プログラムであって、
   前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出ステップと、
   前記データ抽出ステップにより抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影ステップと、
   前記投影ステップにより生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定ステップと、をコンピュータにおいて実行せしめることを特徴とする医用画像生成プログラム。
6. 医用画像撮像装置により撮像して取得された３次元医用画像データに基づき、注目部位の２次元観察用画像を生成する医用画像生成方法であって、
   前記３次元医用画像データから、造影剤が投与された血管の３次元データを該血管の芯線における起始部からの距離に対応付けて抽出するデータ抽出処理と、
   前記データ抽出処理により抽出された前記３次元データを、画像空間内の所定の平面上に投影して前記血管の２次元観察用画像を生成する投影処理と、
   前記投影処理により生成された前記血管の２次元観察用画像のウインドウ幅を、該血管の長さ方向各位置におけるコントラストの差が小さくなるように、前記芯線における前記起始部からの距離に基づいて設定するウインドウ幅設定処理と、を行うことを特徴とする医用画像生成方法。