JP2018033687A - 医用画像立体表示処理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 通常の医用画像の読影画面を利用して低コストで立体視を可能とする【解決手段】 医用画像撮像装置で撮像された３次元情報を有する医用画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記医用画像において設定された対象領域を連続的に移動させる対象領域移動部と、前記対象領域から、読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成する視差画像作成部と、前記左目用視差画像及び前記右目用視差画像を表示させる表示部と、を備え、前記表示部の視差画像表示領域には、前記左目用視差画像が前記表示領域における右側に、前記右目用視差画像が前記表示領域における左側にそれぞれ配置されることにより、前記医用画像の立体視が可能となる。【選択図】 図２

Description

本発明は、広く立体画像の表示処理装置等に関し、より具体的には、医用画像における注目領域に対する立体表示等を行う医用画像立体表示処理装置等に関する。

医用画像を読影し、対象組織（以下、「対象物」ともいう）等が正常組織か病変であるかを判断するには、対象物が３次元的にどのような形状をし、また、対象物の周辺組織とどのような３次元的位置関係にあるかなどの情報を含めた全体像の把握が重要である。しかしながら、一般的に、読影作業は２次元画像に対して行われるために、読影する画像の数が多い場合には、画像をページングに長時間を要するという問題があった。また、２次元画像から対象物の形状や周辺組織との３次元的位置関係を迅速かつ正確に把握できるようになるためには、読影作業に対する熟練を要するものであった。

近年、ＣＴ装置などの技術が進展し、相対的により薄い断層像を撮像できるようになったため、一人の患者のＣＴ画像の枚数は増加傾向にある。例えば、ＣＴ断層像の厚さ（間隔）が０．５ｍｍの場合に肺の領域３００ｍｍｍに対してＣＴ撮影をすると、その撮像枚数は６００枚にもなる。そして、対象物が画像の奥行き方向に伸びている場合には、多数枚をページングして対象物の全体像を観察する必要がある。また、肺癌検診などでは多数の受検者のＣＴ画像を読影しなければならず、読影する画像枚数は膨大になる。

上述の状況を踏まえ、ＭＩＰ画像におけるオブジェクトの前後関係を容易に把握することができる画像処理装置及び立体画像表示装置が提案されている（特許文献１）。

すわなち、特許文献１には、３次元の医用画像データであるボリュームデータを用いて、ＭＩＰ画像において指定された指定位置に対応する奥行き位置を設定する探索部と、前記指定位置と前記奥行き位置とを含む３次元位置情報に基づいて、当該３次元位置情報によって示される３次元位置を含む所定の大きさの表示領域を設定する設定部と、前記ボリュームデータを複数の視点からレンダリングし、かつ前記表示領域に対して所定の表示方法を適用して複数の視差ＭＩＰ画像を生成する生成部とを備える画像処理装置が開示されている。

また、ユーザによる、画像間の違いの有無の判定効率を向上する医用画像表示装置が提案されている（特許文献２）。

すわなち、特許文献２には、検査時期の異なる同一被検体の、略同一の撮影角度から撮影した２枚の画像のデータを記憶する記憶部と、前記２枚のうち、一方の画像を右目用画像、他方を左目用画像として表示する表示部と、を具備することを特徴とする医用画像表示装置が開示されている。

特開２０１６−０１６０７２号公報 特開２０１５−０６２５０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像処理装置は、３次元の医用画像データからＭＩＰ画像を形成し、ＭＩＰ画像におけるオブジェクトの前後関係を容易に把握し、ユーザが意図した位置にポインティングすることができるものの、ここでは既存の立体視システムを利用することが前提となっており、視差画像の作り方については更なる改善の余地があった。

また、特許文献２に記載された医用画像表示装置は、検査時期の異なる同一被検体の略同一の撮影角度から撮影した２枚の医用画像をそれぞれ左目用画像と右目用画像とに割り当てるものであり、医用画像データそれ自体を３次元化するためには一層の改善が必要である。

そこで、本発明の一実施形態にかかる医用画像立体表示処理装置は、医用画像撮像装置で撮像された３次元情報を有する医用画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記医用画像において設定された対象領域を連続的に移動させる対象領域移動部と、前記対象領域から、読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成する視差画像作成部と、前記左目用視差画像及び前記右目用視差画像を表示させる表示部と、を備え、前記表示部の視差画像表示領域には、前記左目用視差画像が前記表示領域における右側に、前記右目用視差画像が前記表示領域における左側にそれぞれ配置されることにより、前記医用画像の立体視が可能となることを特徴とする。

本発明の一実施形態にかかる医用画像立体表示処理装置によれば、例えば、従来の医用画像表示装置の画面上に、読影者の左右の眼に対応する視差画像をそれぞれ生成等して表示させることで、安価な構成でより精度の高い対象物の立体視を可能にするといった効果を奏する。

本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の機能ブロック構成を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画面表示の様子を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画面表示の概念を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の補助ツールを説明する説明図である。 本発明の他の実施形態における医用画像立体表示処理装置の補助ツールを説明する説明図である。

本発明にかかる医用画像立体表示処理装置を実施するための形態について、図面を参照しながら詳述する。

まず、図１に、本発明の一実施形態にかかる医用画像立体表示処理装置の機能ブロック構成を示す。
図１において、医用画像立体表示処理装置１００は、典型的にはＰＣ（パーソナルコンピュータ）やタブレット型端末装置等が採用され、コンピュータ処理の中心ユニットであるＣＰＵ等の中央処理装置１０１と、各種のハードウェア制御等を実行する制御部１０２と、画像を表示するためのディスプレイ等の画像表示部（ディスプレイ）１０３と、画像データやプログラム等を格納するＳＳＤ、ハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶部１０４と、データを一時保管するためのＲＡＭ等の主記憶部１０５と、マウスやペン等の指示部１０６と、画像処理をコマンド（後述）として指示するためのキーボード等の入力部１０７と、外部機器との通信を行うための通信Ｉ／Ｆ１０８とを備えている。
また、本装置１００は、通信Ｉ／Ｆ１０８及びネットワーク１９９を介して医用画像サーバ１９０から３次元医用画像データを取得することができる。図１において、ネットワーク１９９は、有線接続されるものとして説明されているが、無線ＬＡＮ等による無線接続も可能である。

なお、本発明の実施に必要なプログラムないしソフトウェアは、典型的には、ＰＣやタブレット端末等の記憶部１０４におけるＳＳＤないしＨＤＤ等にインストールないし記憶され、プログラムないしソフトウェアの実行時には、必要に応じて主記憶部１０５にその全部又は一部のソフトウェアモジュールとして読み出され、ＣＰＵ１０１において演算実行される。
また、演算実行は必ずＣＰＵ等の中央処理部で行われる必要はなく、図示しないディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等の補助演算装置を用いることもできる。

画像表示部（ディスプレイ）１０３として、タッチパネル付きＬＣＤが採用される場合には、タッチ入力パネル上でのタッチ入力位置座標が入力デバイスインタフェース（不図示）を介してタブレット端末１５の処理系（ＣＰＵ）へ送信され処理される。マルチタッチ入力パネルが採用される場合には、パネルに対する複数の接触点を同時に感知することができるよう構成することもできる。

また、ここでは、本発明の理解の容易のために、３次元医用画像データとしてＣＴのスライス画像データを用いた場合について説明するが、もちろん本発明は特定のデータ形式に拘束されるものではなく、ＭＲＩ等のスライス画像データを用いることもできる。

（画像処理技術）
本発明の実施に必要な画像処理技術は、基本的に従前の要素技術（自動領域抽出、２値化、多値化、エッジ検出、領域判定、領域の重心判定、重なり判定等）が採用され、上述のソフトウェアプログラムとして医用画像立体表示処理装置１００に実装される。本発明の一実施形態にかかる医用画像立体表示処理装置の処理動作は、以上で説明したハードウェアの個々の動作、及び画像処理技術を実施するソフトウェアの連携動作によって実現されている。

［第１の実施例］
（本発明の一実施形態にかかる装置その他の条件例）
本発明の一実施形態にかかる装置１００の構成例は図１に示したとおりであるが、３次元医用画像は、図示しない医用画像撮像装置で撮影され医用画像サーバ１９０に格納される。次に、この３次元医用画像は記憶部に取り込まれ、適宜主記憶部に読み込まれて処理される。装置１００では、この３次元医用画像を後述する手順によって処理し、左右の眼に対応する視差画像をそれぞれ生成させて、これらの視差画像を画像表示部に表示させるものである。

ここで、左右それぞれの眼に対応する視差画像（左目用視差画像及び右目用視差画像）の生成にあたっては、読影者の瞳孔間距離やディスプレイの物理的サイズ及び画素数（解像度）等の諸条件と密接な関係があるが、本発明の一実施形態におけるこれら諸条件のデフォルト設定として、下表のとおりの条件を想定するものとする。

本発明の一実施形態においては、上記パラメータがあらかじめ入力されていない場合は、上表のデフォルト値を使って視差画像が作成される。この場合、物理的に縦横２００ｍｍサイズの視差画像が横に並べて配置され、立体視が可能となる。

また、上記パラメータがあらかじめ入力されていない場合であっても、後述するＧＵＩ（例示的に、スライドバー等のスライダーインタフェースを挙げている）を介して、感覚的に諸条件を可変調整することができ、読影者にとって具合のよいパラメータ値をユーザ設定値として図示しない手段により保存することもできる。

図２に、本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の立体視の概念を示す。同図に示されるように、読影者の左目と右目の網膜に映る左右の視差画像が略半分程度重なりあい、右目が捉えた右目用視差画像と左目が捉えた左目用視差画像が重なりあい、立体視が可能となる。

ここで、注目すべき点は、読影者は、右目で画面左側に配置された右目用視差画像を見るように、かつ、左目で画面右側に配置された左目用視差画像を見るように、視線を調整する点である（左右の視差画像をいわゆる寄り目で見るように視線が調整される）。上表における「視線交差位置」は、図２における視線交差点（位置）に対応する。

図３に、本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画面表示例を示す。同図において、画面３００には、右目用視差画像表示領域３０１及び左目用視差画像表示領域３０２が示され、右目視差用画像表示領域３０１内には右目視差用画像が、左目視差用画像表示領域３０２内には左目視差用画像が、それぞれ表示されている。また、右目用視差画像表示領域３０１には、対象物（対象領域）移動バー３０３ａが、左目用視差画像表示領域３０２には、対象物（対象領域）移動バー３０３ｂが、それぞれ配置されており、個別にあるいは連動して対象物（対象領域）の注目領域を移動させることができるように構成されている。
本発明の一実施形態においては、これらのスライドバー３０３ａ、３０３ｂを操作することで、左右の視差画像は同期してページング（スライスの移動）することができる。つまり、立体視をしながら、同期ページングをすることで、画像の奥行き方向の領域を進んでいくこともでき、対象物の全体像を的確に立体視することが可能となる。

また、画面右上部には、画面上の対象物を３次元的に回転させるための指示インタフェースである３次元画像回転パッド３０４が設けられており、直接操作による対象物の回転操作指示が可能となっている。なお、３次元医用画像の回転に関しては後述する。
パッド３０４内には、対象物座標系（互いに直交するｘｙｚ座標軸）３０４ｂが設定されており、図中において、ｘ軸は人の横幅方向（肩幅方向）、ｙ軸は人の前後方向（胸と背中とを通る方向）、ｚ軸は人の身長方向（頭部と足裏とを通る方向）に割り当てられている。この時、ｘｙ平面をＡｘｉａｌ面、ｘｚ平面をＣｏｒｏｎａｌ面、ｙｚ平面をＳａｇｉｔａｌ面と呼ぶ。

さらに、図３に示された画面においては、読影者によって立体視を行いやすい諸条件は異なることを勘案し、各パラメータの調節機能として同図右下部に示されたようなスライドバーインタフェースが例示的に実装されている。調整パラメータとしては、読影者の瞳孔間隔、読影者からディスプレイ面までの距離、視差画像のサイズ、画面内での画像位置（高さ方向）を取り、それをスライドバーで調節可能とした。スライドバーは操作が簡単で使い易いという効果がある。

図３において、スライドバー３０５ａは、瞳孔間隔（瞳孔間距離）調整バーであり、スライドバー３０５ｂは、読影者からディスプレイ面までの距離を調整するための調整バーであり、スライドバー３０５ｃは、画面サイズ調整バーであり、スライドバー３０５ｄは、画像高さ位置調整バー３０５ｄである。

読影者は立体視をしながら、これらのパラメータを調節して最も快適な条件を探すことができる。また、ディスプレイに表示される画像サイズはディスプレイのサイズと解像度に依存する（図４参照）。この場合、解像度が大きいディスプレイでは表示される画像のサイズは小さくなり、解像度が小さいディスプレイでは表示される画像のサイズは大きくなる。画像のサイズは立体視をする上で重要な要素であるので、本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置では、ディスプレイのサイズと解像度を自動で取得する機能を設けた。これにより立体視に最適な画像を自動で表示できるようになった。

また、一般に、立体視に適した画像サイズを初めて見出すのに時間がかかる。それゆえに自動で適切なサイズの立体視画像を表示する機能は、ユーザの利便性を上げた。一方で、読影者の好みに応じた立体視用の画像を提示することができるように、ディスプレイのサイズと解像度を手動で入力する機能も設けた。これにより各人の好みに応じたサイズの立体視が可能となった。

図５に、本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を示す。図５は、左右の眼に対応する視差画像を作るうえで、３次元医用画像と視線との関係を示した図である。同図の医用画像横方向ｘ方向は人体の横幅（肩幅）方向を、縦方向ｚ方向は人体の身長方向を示してしている。従って、この図では対象領域の深さは３次元医用画像のスライス枚数が増える方向を示している。

まず、３次元医用画像の観察領域（読影領域）を限定するために、３次元医用画像に対象領域を設定する（この設定作業は、図示しない設定手段により適宜設定可能である）。図５において、対象領域の一番上の層が開始層Ｌ１であり、対象領域が終了する層が終了層Ｌ６である。説明の便宜上、図ではＬ１〜Ｌ６まで６層となっているが、本発明はこれに限定されるものではく、任意の層を指定することができる。
なお、各層の厚み（ｚ方向の厚み）は、スライス断層の厚さ（間隔）に対応付けることができる。

また、読影者の視線は右目からの視線及び左目からの視線の２種類があり、それぞれの目における視線は視差画像平面に対して複数存在するが、図５においては、一方の目による視線の１つが３次元医用画像に対してある角度から入射している状況を考える。

そして、視差画像の作成においては、典型的には、視線は開始層における画素の中心部を通過する場合を考え（この結果、視線は開始層Ｌ１においては、開始点Ｐ１を通過することとなる）、視線が対象領域から出射する点（出射点ないし終了点Ｐ６）との間の各層と視線とが交差する交差点Ｐ２〜Ｐ５を想定し、各点における画素値を計算する（図６Ａを参照して後述）。
図５に示されるとおり、視線と各層（Ｌ２〜Ｌ６）との交差点Ｐ２〜Ｐ６の各々は、各層において各層の画素と必ずしも一致するとは限らない（つまり、各層の画素の中心を通るとは限らない）が、これらの交差点Ｐ２〜Ｐ６を仮想的な画素と見た場合、各画素は、各層の画素とほぼ同じ画素領域を有するものと仮定される画素となる。

図６Ａに、本発明の一実施形態における医用画像立体表示処理装置の画像立体表示処理概念を示す。同図（Ａ）〜（Ｃ）は、図５において仮定した視線によって各層との交差点が決まったときに、そのいずれかの層をｚ方向からみたｘｙ平面図である。
同図（Ａ）に示されるように、対象領域のある層と視線との交点をｓとすると、同図（Ｂ）に示されるように、その層内においては、ｓの近傍に、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４という４つの画素を特定することができる。つまり、この４つの画素は、ｓを含む画素（ｐ２）と、ｐ２に隣接する画素であってｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいてｓに近い方の２つの画素（ｐ１及びｐ４）と、ｐ２とｐ１及びｐ４とに隣接する画素（ｐ３）とで構成されるものである。

そして、図６Ａ（Ｃ）に示されるように、各画素の中心位置をｐ１ｃ、ｐ２ｃ、ｐ３ｃ、ｐ４ｃとし、その画素値をｐ１ｖ、ｐ２ｖ、ｐ３ｖ、ｐ４ｖとし、ｓの位置座標をｓ＝（ｓｘ、ｓｙ）、ｓの画素値をｓｖとし、さらに、ｓｘがｐ１ｃとｐ２ｃのｘ座標をａ：１−ａに内分し、ｓｙがｐ１ｃ、ｐ３ｃをｂ：１−ｂに内分する場合、ｓｖは次式で表される。

ｐ１２ｖ＝ｐ１ｖ×（１−ａ）＋ｐ２ｖ×ａ
ｐ３４ｖ＝ｐ３ｖ×（１−ａ）＋ｐ４ｖ×ａ
として、
ｓｖ＝ｐ１２ｖ×（１−ｂ）＋ｐ３４ｖ×ｂ

このｓｖが対象領域のある層と視線との交点の画素値となる。そして、この交点は対象領域の全ての層に存在するので、これらの交点の代表値を視差画像平面上に定めるために、本発明の一実施形態においては、１本の視線上にある画素値のうちの最大値を視差画像平面上の画素値とした。つまり、ＭＩＰ（maximum intensity projection）画像を視差画像とした。

上記の手順において、視線と対象領域との各交点では４近傍を用いて画素値を算出しているが、画像ノイズは、各画素にランダムに乗っているので、４近傍を利用して画素値を計算することで、ノイズが相殺され、ノイズ低減の効果が得られる。また、ＭＩＰ画像は深さ方向の最大画素値を利用することから、信号レベルが高くＳＮ比（シグナル／ノイズ比）が小さい特徴があり、かかる観点からもノイズ除去効果がある。これらの諸効果により、ノイズレベルの低い良好な視差画像が得られた。

こうしたノイズの少ない画像は、正確な診断を可能にして異常の拾い上げに貢献するものである。また、読影者の読影作業の疲れを防ぐとともに、立体視をしやすくし、作業の効率を上げるという効果もある。

なお、上記の例では、ＭＩＰ処理を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各画素の最小値（ＭＩＮＩＰ：minimum intensity projection）を採用してもよい。最小値を採用する場合は信号レベルが低いために低ノイズ化の効果は軽減されるが、その処理の前に行っている４近傍画素を用いた処理によりノイズが低減されているので、全体としての低ノイズ化は十分に達成されている。また、低ノイズ化の効果がある平均化処理やガウシアンフィルタリング処理を用いてもよい。それによりさらなる低ノイズ化を実現し、見やすい視差画像を作成することができる。

（画像立体表示処理の応用例）
図６Ａを参照して説明した本発明の一実施形態における画像立体表示処理の応用例について、図６Ｂを参照しながら説明する。この応用例は、本発明の一実施形態において、平均化処理が採用される。ここでは、一例として３×３画素の平均値を利用する場合について説明する。まず、視点位置を中心として、３×３画素の枠組みを考える。その枠組みの中に一部分が入る画素については、枠内に入る面積比率を画素値に掛けた値を算出し、これを積算する。例えば、図６Ｂ（Ａ）の枠の右下に位置する画素Ａにおいて、枠内に入る画素Ａの割合が１／１０であるならば、画素Ａの画素値×（１／１０）を積算する。枠内に全て入る画素については、その画素値を積算する。枠内に入る全ての画素の値を積算した後、その値を９で割ると、視点位置の平均画素値を算出することができる。

また、ガウシアンフィルタリング処理を採用することもでき、その場合は、次のとおり処理される。すなわち、枠内に部分的に入っている画素については、枠内に入っている面積比率を算出し、次に、画素が入っている枠内の位置に応じて、図６Ｂ（Ｂ）に示したガウシアン分布の比率を面積比率に乗じる。枠内に全て入っている画素については、その枠内の位置に応じて図６Ｂ（Ｂ）に示したガウシアン分布の比率を乗じる。この計算を枠内に入っている画素全てに対して行い、その値を積算すると、ガウシアンフィルタリング処理した値が算出される。

以上、説明した低ノイズ化された視差画像により、読影者の読影作業の疲れを防ぐとともに、立体視をしやすくし、作業効率をあげることができた。

本発明による立体視（左右の視線をディスプレイ手間で交差させる交差法）では、裸眼で立体視ができるので低コストで済むうえに、通常の２次元画像の読影に直ぐに戻ることができる（つまり、通常の読影との切り替えが直ぐにできる）という効果を奏する。

また、本実施例では、使い易いユーザーインタフェースを利用することにより、読影者にあった立体視像を形成することができるので、読影者にとって見易く、違和感のない立体視をスムーズに実行することができる。

なお、上記の例では、視差画像面の設定については説明していないが、対象領域の開始層に視差画像平面に設定して視差画像を作成した場合とまったく同じ結果となることは言うまでもない。

さらに、視差画像面を対象領域の中心部分を通過するように設定してもよい。この場合も対象領域の中心部分の層は視差画像面上に乗っていることになる。

［第２の実施例］
（メガネを着用して実施する例）
本発明の他の実施形態では、読影者は本発明の一実施形態における特殊なメガネを掛けて立体視を行うこともできる。図７に示されるように、この特殊メガネの内部には、２枚のミラーが設置されており、対象物からの光を２回反射させて、読影者の目に入る構造が採用されている。ミラーにより光を２回反射させることでミラーによる反転像の形成を無くしており、上述の実施例で利用した視差画像をそのまま利用することができる。

また、メガネのミラーの角度が図示しない調整機構によって調節されることにより、読影者の右目には右目用視差画像が入り、左目には左目用の視差画像が入るようにできるので、図１の場合のように、左右の視差画像を近接して並べる必要は無くなる。したがって、図７に示されるように、左右の視差画像の間に空間（隙間）を設けても何ら問題は生じないこととなる。また、図７では左目用の視差画像を右目用の視差画像の左に表示しているが、メガネのミラーの角度を調節することにより、図２と同様に左目用の視差画像を右目用の視差画像の右に表示させることとしてもよい。
こうした本発明に特有なメガネ着用による立体視によれば、例えば図２のような状況での立体視が出来ない読影者でも、容易に立体視が可能となるという効果を奏する。これにより病変や臓器の構造、形状、位置関係などを立体的に捉えることができ、診断精度及び作業効率が向上する。

［第３の実施例］
（３次元表示された対象領域の回転機能）
本実施例では、３次元医用画像を回転させた後で（あるいは、回転させながら逐次）、視差画像を作成して立体視させる実施例について説明する。

まず、３次元医用画像を直観的に回転指示させるためのユーザーインタフェースとして、３次元医用画像回転パッドを設けた（図３を参照）。このパッドには３次元医用画像の回転方向が分かるように、回転操作と共に、３次元医用画像（直方体）との座標系が回転して表示される。こうした３次元医用画像を回転させる状況を図８に概念的に示す。読影者の前方に医用画像群があり、それを直接回転させるように回転パッドを操作すると、立体視している対象が回転する仕組みである。本発明に特有の処理を除くこうした仕組みは、既存の３Ｄグラフィック技術によって実現される。

３次元医用画像を回転させる場合においても、ディスプレイ画面上に表示させる視差画像平面を設定する必要がある（特に、回転処理される３次元医用画像とこの視差画像平面との位置関係がどのように維持されるのかが重要である）。図９に、視差画像平面と３次元医用画像との位置関係を示す。図９（Ａ）は、３次元医用画像を回転させる前の状態であり、図９（Ｂ）は対象物を含む対象領域を若干回転させた後の状態である。

この場合、３次元医用画像の回転と共に対象領域も回転するが、視線の位置及び方向は変わらないものとし、視差画像平面も変わらないものと仮定する。そうしたうえで、視差画像平面の位置設定については、３次元医用画像回転前の対象領域の各層と平行となり、かつ、対象領域の中心位置を通るようにその位置と角度を設定した。この場合、対象領域の画素位置と視差画像の画素位置は１対１対応している。しかし、図９（Ｂ）に示されるように３次元医用画像を回転させると、視差画像平面は対象領域の各層とは平行でなくなるが、その位置は常に対象領域の中心位置を通過するように設定した。視差画像平面の角度は、３次元医用画像を回転する前の各層と並行になるように設定した。言い換えると、３次元医用画像を対象領域の中心位置を回転中心として回転させるように制御した。

このように対象物を回転させた後の視差画像の作成処理について、図１０を参照して説明する。
図１０に示されているように、読影者の右目と左目からの視線は視差画像平面に設けられた各画素の中央を通過させるように設定される。その視線と３次元医用画像の対象領域の開始層との交点を開始点とし、対象領域の終了層との交点を終了点とする。開始点から終了点までの各層と視線との交点における画素値を、実施例１と同様にして、視線近傍４画素を用いて算出する。そして、各層の画素値の平均値を算出し、その値を視差画像の画素値とした。このようにして、左右の眼に対応する視差画像の全ての画素値を算出し、視差画像を作成する。

本実施例で示したように、視差画像平面を３次元医用画像の中心付近に設定すると、３次元医用画像を回転した時に、読影者に近づき大きく表示される対象領域と、遠ざかり小さく表示される対象領域が存在するので、対象領域をよりリアルに立体的に観察（読影）できることが分かった。

以上の例では、視差画像平面は対象領域の中心点を通るように設置したが、視差画像平面は対象領域の一部を通過するように設定することで、上記と同様に、対象領域をリアルに立体的に観察できることに変わりは無かった。

また、上記の例では、視差画像平面は回転前の３次元医用画像の各層と並行な位置関係に設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な角度を設定して視差画像を作成させることができる。

このように、３次元医用画像の向きを回転させることにより、さらに多方面からの観察（読影）が可能となる。他の臓器などとの重なり具合から、良く観察出来なかった領域を別の角度から見ることで、はっきりと観察することが可能となる。特に、血管や病変の複雑な絡み合いに対する観察においては、細部を詳細に観察でき血管や病変等の前後関係が明確になるという効果が得られた。

また、本実施例によれば、回転機能を同期ページングと併用することにより様々な角度から対象物を立体視しながら奥行き方向に進んで観察することができるので、病変の全体的な形状などをさらに詳細に把握することができる。このように、本実施例によれば、臓器や血管、病変などの前後の位置関係、構造、形状、絡み合いなどをも詳しく観察することができ、診断を有効に支援できることが分かった。

本発明の他の実施形態においては、対象領域を複雑な形状に設定することもできる。これまでの説明では、本発明の理解の容易のために対象領域は直方体状である場合を例にとって説明してきたが、図１１に示されるように、対象領域は複数の平面で構成された３次元領域としてもよい。この場合の対象領域は、同図中のＡ面とＢ面とＣ面を視線の入射側に有し、それらの面をｚ方向にある距離だけ平行移動させた面を視線の出射側に有する。この場合、視差画像平面は、この対象領域の重心位置を通るように設定すると好適である。そして、視線が通過する対象領域の画素値は、対象領域の層内の４近傍画素を用いて作成し、視線上にある画素の最大画素値を、視差画像平面の画素値とした（ＭＩＰ画像）。

このように対象領域を複数の平面を持つ３次元領域とすることにより、複雑な形状の臓器に沿った断面で観察することが可能となり、より精度の高い観察が可能となった。さらに、対象領域を回転させることにより、異なった角度から対象領域を見ることができ、対象物の形状やサイズや位置関係などをより詳細に観察できるようになった。

［第４の実施例］
（補助ツール）
本実施例は、左目用の視差画像を右目用の視差画像の右側に表示した場合に利用する立体視補助ツールを用いる場合の実施例である。典型的には、本発明の一実施形態における視差画像をディスプレイに表示させると、図２に示されるように、左目と右目の視線は画面手前で交差する（いわゆる寄り目にする必要がある）。立体視が慣れた読影者は、この視線交差の眼の動きを比較的簡単に実行できるが、慣れていない読影者にとってはこうした視線調整が困難な場合がある。そこで、図１２に示されるように、左右の眼の視線を適切な位置で交差させるために、その位置に細い棒を立てて、読影者がそれを見ることで、立体視をしやすく補助するツールを採用すると好適である。読影者は棒を見ることで、その奥に表示されている左右の視差画像をうまく網膜に映し込ませることが可能となり、本発明の一実施形態が想定する立体視が実現されやすくなる。また、この立体視補助ツールの棒部分は、図１３に示されるように、公知の回転機構によって読影者の視界から見えない位置に格納することができるように構成しても良い。つまり、一旦立体視ができれば不要となる棒を視界から無くせるので、棒に邪魔されることなく読影作業に集中することが可能となる。

立体視補助ツールは、立体視がうまく出来ない読影者がはやく立体視をできるようになるための訓練ツールとしても役立つ。立体視ができるようになれば、単に平面的に画像を捉えるよりも奥行きを持った情報として医用画像を観察（読影）できるので、対象物の構造、形状、周囲の組織との関係などを適切に把握できるようになり、読影を正確かつ効率的に行うことができる。

以上、説明したように、本発明の一実施形態にかかる医用画像立体表示処理装置は、立体視に特化した表示システムを利用せず、通常の医用画像の読影画面を利用できるので低コストである。また、通常の２次元画像の読影も同時に行うことができる。

また、立体視により奥行き情報を把握できるので、病変などの全体像が把握しやすく、診断が正確になる。また、臓器、血管の位置などを正確に捉えることができる。
さらに、対象物をリアルに回転でき、かつ回転した対象物の奥行きを観察できるので、対象物の全体像を精度よく把握でき、他のモノとの前後関係や構造についても良好に把握することができるようになる。

本明細書（特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）に記載された構成要件の全て及び／又は開示された全ての方法又は処理の全てのステップについては、これらの特徴が相互に排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。

また、本明細書（特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）に記載された特徴の各々は、明示的に否定されない限り、同一の目的、同等の目的、または類似する目的のために働く代替の特徴に置換することができる。したがって、明示的に否定されない限り、開示された特徴の各々は、包括的な一連の同一又は均等となる特徴の一例にすぎない。

さらに、本発明は、上述した実施形態のいずれの具体的構成にも制限されるものではない。本発明は、本明細書（特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）に記載された全ての新規な特徴又はそれらの組合せ、あるいは記載された全ての新規な方法又は処理のステップ、又はそれらの組合せに拡張することができる。

１０１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１０２ 制御部
１０３ 画像表示部（ディスプレイ等）
１０４ 記憶部（ＳＳＤ、ハードディスク、ＲＯＭ等）
１０５ 主記憶部（ＲＡＭ等）
１０６ 指示部（マウス、ペン等）
１０７ 入力部（キーボード等）
１０８ 通信Ｉ／Ｆ
１０９ 接続バスないし接続線
１９０ 医用画像サーバ
１９９ ネットワーク回線

Claims (15)

1. 医用画像撮像装置で撮像された３次元情報を有する医用画像を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記医用画像において設定された対象領域を連続的に移動させる対象領域移動部と、
   前記対象領域から、読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成する視差画像作成部と、
   前記左目用視差画像及び前記右目用視差画像を表示させる表示部と、
   を備え、
   前記表示部の視差画像表示領域には、前記左目用視差画像が前記表示領域における右側に、前記右目用視差画像が前記表示領域における左側にそれぞれ配置されることにより、前記医用画像の立体視が可能となることを特徴とする医用画像立体表示処理装置。
2. 請求項１に記載の医用画像立体視システムにおいて、
   前記視差画像作成部は、前記医用画像によって構成される３次元空間における視差画像平面の位置及び角度を決定し、
   前記視差画像平面に対する射影画像として、読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成することを特徴とする医用画像立体表示処理装置。
3. 前記請求項２に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記医用画像を回転させる３次元医用画像回転部をさらに備えることを特徴とする装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記視差画像平面は、前記対象領域の内部を通過するように設定されることを特徴とする装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記視差画像のサイズ、前記読影者の左右の眼の瞳孔間隔、前記表示部の画面までの距離、立体視が実施されている際の左右の視線の交差位置、視差画像の画面内位置、およびこれらと同等の意味を持つパラメータのうちの少なくとも一つを変更するパラメータ変更部を有し、
   前記パラメータ変更部によるパラメータ変更は、前記表示部の画面内に設けられたユーザーインタフェースの操作により実現されることを特徴とする装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記読影者の左目は左目に対応する左目用視差画像を捉え、前記読影者の右目は前記右目に対応する右目用視差画像を捉えるように構成されたメガネが含まれることを特徴とする装置。
7. 前記請求項６に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記表示部の視差画像表示領域には、前記左目用視差画像が前記表示領域における左側に、前記右目用視差画像が前記表示領域における右側にそれぞれ配置されることを特徴とする装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記画面のサイズと前記画面の縦方向及び横方向の画素数とを自動で取得し、それに基づいて視差画像のサイズを決定し、立体視が可能となる立体視パラメータが設定されることを特徴とする装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
   前記視差画像の画素値は、前記対象領域の中に存在する、視線の近傍に位置するｎ個（ｎ≧２）の画素の値から算出され、かつその算出プロセスがノイズを低減する処理を含むことを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の医用画像立体表示処理装置において、
    前記ｎ個の画素を用いて前記視差画像の画素値を算出する方法は、前記医用画像の深さ方向に垂直な各平面内でｎ＝４として視線位置の画素値を内挿し、その後、前記各平面で視線位置の画素値の最大値（ＭＩＰ：maximum intensity projection）または最小値（ＭＩＮＩＰ：minimum intensity projection）を視線位置の画素値とすることを特徴とする装置。
11. 請求項９に記載の医用画像立体表示処理装置において、
    前記ｎ個の画素を用いて前記視差画像の画素値を算出する方法は、前記医用画像の深さ方向に垂直な各平面内でｎ個の平均の値かガウシアンフィルタリング処理をした値を算出し、その後、前記各平面での前記値を平均値かガウシアンフィルタリング処理をした値を算出し、前記算出された値を視線位置の画素値とすることを特徴とする装置。
12. 請求項１〜５、８〜１１のいずれか１項に記載の医用画像立体表示処理装置において、
    前記左目用視差画像及び前記右目用視差画像が表示される表示部の画面と読影者との間に前記画面高さ方向に設置される棒体を有する、前記立体視を補助するための立体視補助材がさらに含まれることを特徴とする装置。
13. 医用画像撮像装置で撮像された３次元情報を有する医用画像に対する修正処理を行うコンピュータで実行されるプログラムであって、前記コンピュータで実行されたとき、
    記憶部に、前記医用画像撮像装置で撮像された３次元情報を有する医用画像を記憶させるステップと、
    対象領域移動部に、前記記憶部に記憶された前記医用画像において設定された対象領域を連続的に移動させるステップと、
    視差画像作成部に、前記対象領域に基づいて読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成させるステップと、
    表示部に、前記左目用視差画像及び前記右目用視差画像を表示させ、前記表示部の視差画像表示領域には、前記左目用視差画像を前記表示領域における右側に、前記右目用視差画像を前記表示領域における左側にそれぞれ配置させることにより、前記医用画像の立体視が可能とするステップと
    を実行することを特徴とするプログラム。
14. 前記視差画像作成部に、
    前記医用画像によって構成される３次元空間における視差画像平面の位置及び角度を決定させるステップと、
    前記視差画像平面に対する射影画像として、読影者の左の眼に対応する左目用視差画像と右の眼に対応する右目用視差画像とを作成させるステップと
    をさらに実行することを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
15. ３次元医用画像回転部に、前記医用画像を回転させるステップをさらに実行することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。