JP2580748B2 - Image processing device for medical images - Google Patents

Image processing device for medical images

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JP2580748B2 JP63302416A JP30241688A JP2580748B2 JP 2580748 B2 JP2580748 B2 JP 2580748B2 JP 63302416 A JP63302416 A JP 63302416A JP 30241688 A JP30241688 A JP 30241688A JP 2580748 B2 JP2580748 B2 JP 2580748B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、対象の表面画像とCT像とを合成する医用
画像の画像処理装置に関する。
The present invention relates to an image processing apparatus for medical images that combines a surface image of a target and a CT image.

【従来の技術】[Prior art]

従来より、医学的な診断のために、X線CT(コンピュ
ータ・トモグラフィ)装置などを用いて患者の特定スラ
イス面での断層像(CT像)を撮影することが行なわれて
いる。この場合、多数のスライス面に関するデータを収
集すると、それらの各スライス面でのCT像が得られるだ
けでなく、3次元的な多数の小立方体についてのデータ
の収集ができることとなるため、これから任意の断面の
CT像を作ったり、あるいは軟部組織や骨などの特定の組
織を抽出してその表面を表わす3次元画像を再構成した
りできる。 そこで、従来より、ある対象の表面画像を作るととも
に、その対象を横切る任意の切断面を設定して、その切
断面でのCT像を作り、これらを合成して、あたかも任意
の断面図で切口が見えるような形態での3次元画像を表
示することが行なわれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for medical diagnosis, a tomographic image (CT image) on a specific slice plane of a patient has been taken using an X-ray CT (computer tomography) apparatus or the like. In this case, if data on a large number of slice planes is collected, not only CT images on each of the slice planes can be obtained, but also data on a large number of three-dimensional small cubes can be collected. Cross section of
A CT image can be created, or a specific tissue such as soft tissue or bone can be extracted to reconstruct a three-dimensional image representing its surface. Therefore, conventionally, while creating a surface image of a certain object, setting an arbitrary cross section that crosses the object, creating a CT image at the cross section, synthesizing these, as if cutting at an arbitrary cross-sectional view Display of a three-dimensional image in a form in which is visible.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、切断面の設定の仕方によってはその切
断面が視点からすべて見えるとは限らないので、従来で
は、3次元画像の方向(視点)に制限を加えるか、ある
いは切断面の設定に制限を加え、切断面がすべて見える
場合に限って表面画像とその切断面におけるCT像との合
成を許す構成としており、自由度が小さいという問題が
あった。このことは、実際の臨床的な医学的診断におい
て診断能率を下げるので、大きな問題となっている。 この発明は、ある視点から見た対象の表面画像と、そ
の対象を横切る任意の切断面でのCT像とを合成する際
に、その切断面がその視点から見えるか否がを自動判別
してそれに応じて画像合成を行なうことにより、どのよ
うな方向から見た表面画像であっても、あるいは切断面
がどのような設定であっても自由にかつ高速に画像合成
を行なうことができるようにし、その結果医学的な診断
能率の向上をもたらすことができる、医用画像の画像処
理装置を提供することを目的とする。
However, depending on how the cut plane is set, the cut plane is not always visible from the viewpoint. Therefore, conventionally, the direction (viewpoint) of the three-dimensional image is restricted, or the setting of the cut plane is restricted. However, since the composition of the surface image and the CT image on the cut surface is allowed only when the cut surface is all visible, the degree of freedom is small. This is a major problem because it reduces the diagnostic efficiency in actual clinical medical diagnosis. The present invention, when synthesizing a surface image of an object viewed from a certain viewpoint and a CT image at an arbitrary cut plane crossing the object, automatically determines whether or not the cut plane is visible from the viewpoint. By synthesizing the image accordingly, it is possible to freely and rapidly synthesize the image regardless of the surface image viewed from any direction or the cut surface regardless of the setting. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a medical image processing apparatus capable of improving medical diagnostic efficiency.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この発明による医用画像の
画像処理装置においては、対象の表面を表わす、視点か
らの距離情報をも含む3次元画像データが格納された第
1の記憶手段と、切断面を表わす、上記と同一視点から
の距離情報をも含む3次元画像データが格納された第2
の記憶手段と、該切断面でのCTデータが格納された第3
の記憶手段と、対象の陰影処理の施された表面画像が格
納された第4の記憶手段と、第1、第2の記憶手段から
同一点の画素の距離情報を読み出す手段と、読み出され
た距離情報を比較していずれが視点より遠いかを判定す
る手段と、切断面の方がい近いと判定されたときに切断
面でその画素に相当するCTデータを、上記の第4の記憶
手段に格納されている表面画像にオーバーライトする手
段とが備えられる。
In order to achieve the above object, in a medical image image processing apparatus according to the present invention, a first storage unit storing three-dimensional image data representing a surface of an object and also including distance information from a viewpoint, Which stores three-dimensional image data also including distance information from the same viewpoint as described above.
Storage means, and a third storage means for storing CT data at the cut plane.
A fourth storage unit in which a surface image of the object subjected to shading processing is stored, and a unit for reading distance information of a pixel at the same point from the first and second storage units. Means for determining which is farther from the viewpoint by comparing the distance information obtained, and CT data corresponding to the pixel on the cut plane when the cut plane is determined to be closer to the fourth storage means. Means for overwriting the surface image stored in the storage area.

【作用】[Action]

3次元画像データは、視点からの距離情報をも含むも
ので、depth mapとも呼ばれている。そこで、対象の表
面を表わす画像と切断面を表わす画像とを合成しようと
するとき、それらに関する、特定の視点からの距離情報
をも含む3次元画像データを用い、それらの同一点の画
素の距離情報を比較すれば、その視点から見ていずれが
遠いかが判定できる。 切断面の方が遠い場合には対象の表面画像の陰に隠れ
てしまうが切断面の方が近ければ視点から見えることに
なる。 そのため、視点から切断面の方が近いと判定されたと
きに、断面図でのその画素に相当するCTデータを、対象
を表わす表面画像にオーバーライトすれば、切断面の見
える部分のみにその断面のCT画像が作成されることにな
る。 したがって、このようにある視点からの対象の表面画
像と、その対象を横切る任意の切断面でのCT画像とを合
成する際に、その切断面がその視点から見えるか否かを
自動判別して、見える部分のみ画像合成をお行なうよう
にしているため、表面画像がどのような方向から見たも
のでも、あるいは切断面がどのような設定であっても自
由に画像合成を行なうことができる。しかも、画像合成
は、距離情報の比較と、その比較結果によるデータのオ
ーバーライトの有無により行なうことができるため、高
速な処理・表示が可能となる。そのため、実際の臨床的
な医学的診断に役立つこと大である。
The three-dimensional image data also includes distance information from the viewpoint, and is also called a depth map. Therefore, when trying to combine an image representing the surface of a target and an image representing a cut plane, three-dimensional image data relating to them and including distance information from a specific viewpoint is used. By comparing the information, it is possible to determine which is far from the viewpoint. If the cut surface is farther away, it will be hidden behind the target surface image, but if the cut surface is closer, it will be visible from the viewpoint. Therefore, when it is determined that the cut plane is closer from the viewpoint, if the CT data corresponding to the pixel in the cross-sectional view is overwritten on the surface image representing the target, the cross-section is only applied to the visible part of the cut plane. Will be created. Therefore, when synthesizing the surface image of the target from a certain viewpoint and the CT image at an arbitrary cut plane crossing the target, it is automatically determined whether or not the cut plane is visible from the viewpoint. Since the image synthesis is performed only on the visible portion, the image synthesis can be freely performed regardless of the direction of the surface image viewed from any direction or the setting of the cut surface. Moreover, image synthesis can be performed by comparing the distance information and by determining whether or not data has been overwritten based on the comparison result, thereby enabling high-speed processing and display. Therefore, it is very useful for actual clinical medical diagnosis.

【実 施 例】【Example】

つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第1図において、画像メモリ1には、第3
図に示すような、対象の表面を表わす3次元画像21のデ
ータが格納されている。この3次元画像データは、ある
視点から見た平面的な画像データとその視点からの距離
情報含む。他方、画像メモリ2には、たとえば第4図に
示すような3つの切断面をそれぞれ表わす3次元画像3
1、32、33のデータが格納されている。この3次元画像
データもある視点から3つの切断面を見た平面的な画像
データとその視点からの距離情報を含むものであるが、
その視点は上記の対象表面の3次元画像21の視点と同じ
ものとしてある。また、画像メモリ3には、第5図に示
すような、これら3つの切断面上のCT値を集めて構成し
たCT像(CT値の分布像)41、42、43が記憶されている。
画像メモリ7には、第6図のような表面画像22が格納さ
れている。この表面画像22は第3図と同じ視点からの3
次元画像であるが、光が当たっている方向と視点の方向
とを考慮した陰影処理(シューディング)などが施され
ている。第2図の画像は最終結果として得られる画像で
あり、つぎに述べるように、画像メモリ7に対する書き
込みが行なわれる結果、最初第6図のようになっていた
画像メモリ7の画像が第2図のような画像となることに
なる。 ここで、アドレス発生器4がこれら画像メモリ1、
2、3の同一画素(i,j)を指定するアドレス信号を発
生する(なおiはカラムアドレス、jはラインアドレス
である)。すると、画像メモリ1、2、3からそれぞれ
画素値Z(i,j)、Z′(i,j)、V(i,j)が読み出さ
れる。Z(i,j)、Z′(i,j)はそれぞれ視点からの距
離情報であり、V(i,j)はCT値である。また、画像メ
モリ7における画像の各画素値はZV(i,j)とする。 このZ(i,j)、Z′(i,j)は比較器5に送られてそ
の大小関係が比較される。つまりつぎの条件1が満たさ
れたかどうかが判定される。 Z(i,j)≧Z′(i,j)……条件1 この条件1が満たされた場合、比較器5から「1」の
信号が生じ、これによってANDゲート6が開き、書き込
み信号が画像メモリ7に送られて書き込み状態可能とさ
れる。 この画像メモリ7には対象表面の陰影処理などが施さ
れた画像22が格納されており、このような書き込み可能
状態にされたとき、アドレス発生器4からアドレス信号
で指定されたアドレス(i,j)へのV(i,j)のオーバー
ライト(もとのデータを消してその上に書き込む)がな
される。 代表的な4つの点、P1,P2,P3,P4につきこれを説明す
る。P1は対象表面が存在するが切断面はない領域に存在
するものとする。P2は対象表面も切断面も存在するが、
対象表面の方が視点に近い領域に存在するものとする。
また、P3,P4は対象表面も切断面も存在するが、切断面
の方が視点に近い領域に存在するものとする。P1,P2に
ついては、条件1を満たしていないため、画像メモリ7
においてV(i,j)はオーバーライトされずにZV(i,j)
のままとなる。これに対して、P3,P4については条件1
が満たされるため、画像メモリ7においてV(i,j)が
オーバーライトされることになる。つまり、ZV(i,j)
に代わってV(i,j)が置き換えられる。 したがって、アドレス発生器4から順次異なるアドレ
ス信号を発生してそれらの画素についてこのような比較
を行ない、その結果によって切断面でのCT像41、42、43
の書き込みを制御すると、対象表面画像22の中に、切断
面におけるCT像41、42、43が徐々に形成されていく(も
っともこの例ではCT像41は隠れてしまうので書き込みさ
れないが)。全画素についてこのような操作が終了する
と、結局、第2図に示すように対象表面画像22の中に、
視点から見える部分のみについて切断面におけるCT像4
2、43が表わされることになる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a third memory is stored in the image memory 1.
As shown in the figure, data of a three-dimensional image 21 representing the surface of the target is stored. The three-dimensional image data includes planar image data viewed from a certain viewpoint and distance information from the viewpoint. On the other hand, in the image memory 2, for example, a three-dimensional image 3 representing each of three cut planes as shown in FIG.
1, 32, and 33 data are stored. The three-dimensional image data also includes two-dimensional image data obtained by viewing three cut planes from a certain viewpoint and distance information from the viewpoint.
The viewpoint is the same as the viewpoint of the three-dimensional image 21 of the target surface. The image memory 3 stores CT images (CT value distribution images) 41, 42, and 43 formed by collecting CT values on these three cut planes as shown in FIG.
The image memory 7 stores a surface image 22 as shown in FIG. This surface image 22 is a 3D image from the same viewpoint as FIG.
Although it is a two-dimensional image, shadowing (shooting) and the like are performed in consideration of the direction of light and the direction of the viewpoint. The image shown in FIG. 2 is an image obtained as a final result. As described below, as a result of writing to the image memory 7, the image in the image memory 7 initially shown in FIG. Will be an image like Here, the address generator 4 controls these image memories 1,
An address signal designating a few identical pixels (i, j) is generated (i is a column address, and j is a line address). Then, the pixel values Z (i, j), Z '(i, j), and V (i, j) are read from the image memories 1, 2, and 3, respectively. Z (i, j) and Z '(i, j) are distance information from the viewpoint, and V (i, j) is a CT value. Each pixel value of the image in the image memory 7 is ZV (i, j). These Z (i, j) and Z '(i, j) are sent to the comparator 5 where their magnitude relations are compared. That is, it is determined whether the following condition 1 is satisfied. Z (i, j) ≧ Z ′ (i, j)... Condition 1 When Condition 1 is satisfied, a signal of “1” is generated from the comparator 5, whereby the AND gate 6 is opened and the write signal is The data is sent to the image memory 7 and the writing state is enabled. The image memory 7 stores an image 22 on which shading processing and the like of the target surface have been performed. When the image memory 7 is set in such a writable state, the address (i, i) specified by the address signal from the address generator 4 is stored. Overwriting of V (i, j) to j) (erasing the original data and writing over it) is performed. This will be described for four representative points, P1, P2, P3, and P4. It is assumed that P1 exists in a region where the target surface is present but there is no cut surface. P2 has both a target surface and a cut surface,
It is assumed that the target surface exists in a region closer to the viewpoint.
In addition, P3 and P4 have both a target surface and a cut surface, but the cut surface exists in a region closer to the viewpoint. Since P1 and P2 do not satisfy the condition 1, the image memory 7
, V (i, j) is not overwritten and ZV (i, j)
Will remain. On the other hand, for P3 and P4, condition 1
Is satisfied, V (i, j) is overwritten in the image memory 7. That is, ZV (i, j)
Is replaced by V (i, j). Therefore, different address signals are sequentially generated from the address generator 4 and such comparison is performed for those pixels, and as a result, the CT images 41, 42, and 43 on the cut surface are obtained.
Is controlled, CT images 41, 42, and 43 on the cut surface are gradually formed in the target surface image 22 (although the CT image 41 is not written in this example because it is hidden). When such an operation is completed for all the pixels, eventually, as shown in FIG.
CT image on the cut plane only for the part visible from the viewpoint 4
2, 43 will be represented.

【発明の効果】【The invention's effect】

この発明の医用画像の画像処理装置によれば、ある視
点からの対象表面の画像と、その対象表面を横切る任意
の切断面でのCT像とを合成する際に、その切断面がその
視点から見えるか否かを自動判別してそれに応じて画像
合成を行なうことにより、対象表面画像がどのような方
向のものでも、あるいは切断面がどのような設定であっ
ても自由に画像合成を行なうことができる。そのため画
像合成の自由度が格段に高まり、操作者は制限にとらわ
れることなく自由に画像合成できる。しかも、視点から
の距離情報によって切断面でのCT像が隠れてしまうもの
なのかどうかを判別して画像合成するので、処理が高速
であり、速やかに合成画像を表示できる。このように自
由な画像の観察が可能であること、処理が高速で直ちに
表示できることなどから、実際の臨床的な医学的診断の
能率を大幅に向上させることができる。
According to the image processing apparatus for medical images of the present invention, when combining an image of a target surface from a certain viewpoint and a CT image at an arbitrary cut surface that crosses the target surface, the cut surface is viewed from the viewpoint. Automatically determine whether the image is visible or not and perform image synthesis accordingly, so that image synthesis can be performed freely regardless of the direction of the target surface image or the settings of the cut surface. Can be. As a result, the degree of freedom in image synthesis is greatly increased, and the operator can freely synthesize images without being restricted by the restrictions. In addition, since it is determined whether or not the CT image on the cut plane is hidden by the distance information from the viewpoint, the images are synthesized, so that the processing speed is high and the synthesized image can be displayed quickly. Since the free image observation is possible and the processing can be immediately performed at high speed, the efficiency of actual clinical medical diagnosis can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は最
終的な合成画像を示す図、第3図は画像メモリ1に格納
された対象の表面画像の図、第4図は画像メモリ2に格
納された切断面を表わす画像の図、第5図は画像メモリ
3に格納された切断面でのCT像の図、第6図は初期状態
において画像メモリ7に格納された対象の陰影処理の施
された表面画像である。 1、2、3、7……画像メモリ、4……アドレス発生
器、5比較器、6……ANDゲート、21……対象表面の3
次元画像、22……対象の陰影処理の施された表面画像、
31〜33……切断面の3次元画像、41〜43……切断面での
CT像。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a final synthesized image, FIG. 3 is a diagram of a surface image of a target stored in an image memory 1, and FIG. FIG. 5 is a view of an image representing a cut plane stored in the memory 2, FIG. 5 is a view of a CT image on the cut plane stored in the image memory 3, and FIG. 6 is a view of an object stored in the image memory 7 in an initial state. It is a surface image subjected to shading processing. 1, 2, 3, 7 ... image memory, 4 ... address generator, 5 comparator, 6 ... AND gate, 21 ... 3 on the target surface
Dimensional image, 22 ... Surface image of the object subjected to shading,
31-33: 3D image of cut plane, 41-43: On cut plane
CT image.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】対象の表面を表わす、視点からの距離情報
をも含む3次元画像データが格納された第1の記憶手段
と、切断面を表わす、上記と同一視点からの距離情報を
も含む3次元画像データが格納された第2の記憶手段
と、該切断面でのCTデータが格納された第3の記憶手段
と、対象の陰影処理の施された表面画像が格納された第
4の記憶手段と、第1、第2の記憶手段から同一点の画
素の距離情報を読み出す手段と、読み出された距離情報
を比較していずれが視点より遠いかを判定する手段と、
切断面の方が近いと判定されたときに切断面でその画素
に相当するCTデータを、上記の第4の記憶手段に格納さ
れている表面画像にオーバーライトする手段とを有する
ことを特徴とする医用画像の画像処理装置。
1. A first storage means for storing three-dimensional image data including distance information from a viewpoint, representing a surface of an object, and also including distance information from the same viewpoint, representing a cut plane. A second storage unit in which the three-dimensional image data is stored, a third storage unit in which the CT data at the cut plane is stored, and a fourth storage unit in which the target surface image subjected to the shading process is stored. Storage means, means for reading distance information of a pixel at the same point from the first and second storage means, means for comparing the read distance information to determine which is farther from the viewpoint,
Means for overwriting CT data corresponding to the pixel on the cut plane when it is determined that the cut plane is closer to the surface image stored in the fourth storage means. Image processing device for medical images.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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対話形コンピュータグラフィックス▲II▼(昭59−11−30)P.438−440W.M.Newman,R.F.Sproull著 大須賀節雄監訳 マグロウヒルブック(株)発行

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