JP3977237B2 - ボリュームレンダリング画像処理プログラム、画像処理端末および画像処理サーバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボリュームレンダリングにおける画像処理に係り、特に、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元することを可能にするボリュームレンダリング画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを用いた画像処理技術の進展により人体の内部構造を直接観測することを可能にしたＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）の出現は医療分野に革新をもたらした技術であり、生体の断層画像を用いた医療診断が広く行われている。さらに近年は、断層画像だけではわかり難い物体内部の３次元構造を可視化する技術として、ＣＴ等により得られる物体の３次元デジタルデータから３次元構造のイメージを直接描画するボリュームレンダリングが多方面に活用されている。
【０００３】
ボリュームレンダリングの優れた手法としてレイキャスティングが知られている。レイキャスティングは、仮想始点から物体に対して仮想光線（レイ）を照射し、物体内部からの仮想反射光の画像を仮想投影面に形成することにより、物体内部の３次元構造を透視するイメージ画像を形成する手法である。レイキャスティングについては、例えば、非特許文献１に基本的な理論が述べられている。
【０００４】
【非特許文献１】
「新世代３次元ＣＴ診断」株式会社南江堂、１９９５年１１月１日
【０００５】
レイキャスティングの要点を説明する。物体の３次元領域の構成単位となる微小単位領域をボクセルと称し、ボクセルの濃度値等の特性を表す固有のデータをボクセル値と称する。物体全体はボクセル値の３次元配列であるボクセルデータで表現される。通常、ＣＴ等により得られる２次元の断層画像データを断層面に垂直な方向に沿って積層し、必要な補間を行うことにより３次元配列のボクセルデータが得られる。
【０００６】
仮想始点から物体に対して照射された仮想光線に対する仮想反射光は、ボクセル値に対して人為的に設定される不透明度（オパシティ値）に応じて生ずるものとする。通常、オパシティ値は０から１までの値を取り、値が０の場合は透明、１の場合は不透明、その間の値は半透明に対応する。さらに、仮想的な表面を捕捉するためにボクセルデータのグラディエントすなわち法線ベクトルを求め、仮想光線と法線ベクトルのなす角の余弦から陰影付けのシェーディング係数を計算する。仮想反射光は、ボクセルに照射される仮想光線の強度にボクセルの不透明度とシェーディング係数を乗じて算出される。この仮想反射光を仮想光線に沿って積算することにより、仮想投影面上に物体内部の３次元構造を透視するイメージ画像が得られる。
【０００７】
このようにして得られるボリュームレンダリング画像は、対象ボクセルデータに対して次のような多数のパラメータ（ボリュームレンダリング・パラメータ）により記述される３次元カラー画像である。
【０００８】
・表示情報（拡大率、角度、位置）
・色（カラーリング）
・オパシティカーブ（ボクセル値とオパシティ値の対応表）
・マスク情報（カット情報）
・シェーディング情報（シェーディングの種類）
・光源（種類、方向、強度など）
・ラベル情報（テキスト、マーク、測定データ）
その他
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
実際の医療診断においては、対象とするボクセルデータに対して、ボリュームレンダリング・パラメータの設定を次々と更新しながら、様々な視点からボリュームレンダリング画像を観測していく。ボリュームレンダリング・パラメータの設定は、観測された診断状況に応じてユーザーの判断で変更される。診断対象により適切なオパシティ値が異なるため、ユーザーは各ボクセルデータごとに設定を行う。また、注目領域（患部など）を観察しやすいように、邪魔となる周辺組織を除去したり、適切な色を設定する。その他、ユーザーは様々な煩雑な作業を行い、多数のパラメータを設定する必要がある。全てのパラメータに対して適切な設定を行い、診断目的を満たすボリュームレンダリング画像が得られれば、画像を保存し編集作業を終了する。
【００１０】
このように、医療診断におけるボリュームレンダリングパラメータに対して適切な設定を行う作業は煩雑で手間がかかり、途中で作業を中断した場合、作業状態を復元するために再度多数のパラメータを設定し直すのは大変である。また、往々にして以前に作成して保存したボリュームレンダリング画像を見て、その画像作成時の処理状態を復元し、そこから編集作業を続けたい場合がある。しかしながら、画像作成時の処理状態を復元するには多数のボリュームレンダリング・パラメータを最初から正確に設定し直さなければならず、手間がかかり、パラメータ設定値が記録されていない場合は処理状態の復元は困難である。
【００１１】
ボリュームレンダリング作業中に、３次元画像処理システムが表示している画像をいずれかの標準形式（ＢＭＰ、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＤＩＣＯＭ（医療画像の標準フォーマット）等）により２次元画像データとして保存することは通常可能である。このような標準形式の画像データは、一般のアプリケーションで閲覧することができるが、閲覧した画像について３次元画像作成時の処理状態を復元するには、正しいボクセルデータを選択し、ボリュームレンダリング・パラメータを正確に設定し直さなければならない。このとき、ボクセルデータ名やパラメータ設定値が不明であると、正確な復元は極めて困難である。
【００１２】
ボリュームレンダリング作業中に、メモリデータをそのままダンプするなど、作業状態のデータをファイルに保存する方法も考えられる。このファイルを３次元画像処理システムに読み込むことで作業状態が復元できる。しかしながら、作業状態のデータにはボクセルデータも含まれるため、データ容量が巨大になるという欠点がある。
【００１３】
また、作業状態のデータは独自形式のデータであるため、専用のシステム以外では容易に扱うことができず、他のシステムで画像の表示、検索、編集などを行うことは困難である。さらに、３次元画像処理システム自身のバージョンアップに伴って互換性が保たれなくなる場合があり、以前に保存しておいた作業状態のデータが無効になってしまう恐れがある。
【００１４】
他の方法として、ボリュームレンダリング作業中にボリュームレンダリング・パラメータを作業のテンプレートとしてファイルに保存する方法がある。３次元画像処理システムは指定されたボクセルデータを読み込んだ後に指定されたテンプレートを読み込むことで作業状態を復元することができる。
【００１５】
この方法は、３次元画像処理システム自身のバージョンアップに伴う互換性問題の影響を受ける可能性が小さいという長所がある。また、パラメータ設定値からなるテンプレートはデータ容量が少ない。しかしながら、テンプレートにはボクセルデータの情報が無いため、正しいボクセルデータが指定されない場合は無意味な作業状態が生成されることになる。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、過去に行った医療診断において作成したボリュームレンダリング画像を閲覧し、画像作成時の処理状態を正確に復元し、その状態から編集作業を続けることを可能にするボリュームレンダリング画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は以下の手段により解決することができる。なお、本発明においてアクティベーションとは、作業状態を復帰させる一連の処理を起動することを意味する。
【００１８】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法は、対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理方法であって、ボリュームレンダリング画像から得られる標準形式の２次元画像データに対象となるボクセルデータを識別する識別子および前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを付加して構成されるアクティベーション対応画像データを生成する工程と、生成したアクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する工程と、表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データによりボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程とを含むものである。
【００１９】
本発明に係る画像処理端末は、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行する画像処理端末であって、前記アクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示し、表示された２次元画像データに基づいて選択されたアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得し、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行うものである。
【００２０】
本発明に係る画像処理サーバは、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するための画像処理サーバであって、画像処理端末に閲覧可能に表示された前記２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得し、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２１】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数のアクティベーション対応画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００２２】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法は、前記アクティベーション対応画像データを、前記ボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと、前記２次元画像データおよび前記第１の画像データを識別する識別子を含む第２の画像データとに分割するとともに、前記ボクセルデータを識別する識別子を前記第１および第２の画像データのいずれか一方に付与して生成する工程を含むものである。
【００２３】
本発明に係る画像処理端末は、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行する画像処理端末であって、前記第２の画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示し、表示された２次元画像データに基づいて選択された第２の画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得し、取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２４】
本発明に係る画像処理サーバは、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するための画像処理サーバであって、画像処理端末に閲覧可能に表示された前記第２の画像データの２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択した第２の画像データから対応するボクセルデータを取得し、取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２５】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像をボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと２次元画像データを含む第２の画像データとに分割して生成することにより、アクティベーション対応画像データを第１の画像データと第２の画像データとに分けて扱うことが可能となり、例えば、第２の画像データのみを画像サーバに登録保存するようにすれば、ネットワーク上でボリュームレンダリングパラメータが共有されることがなくなるため、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。
【００２６】
本発明に係る画像処理端末は、新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成するものである。
【００２７】
本発明に係る画像処理サーバは、新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成するものである。
【００２８】
上記構成によれば、新たに入力されるボクセルデータに対して自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成されるので、直ちに端末から閲覧可能になり、また、ユーザーは迅速に目的に適合するものを選択し、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元して観測を進めることができるため、効率的な医療診断を進めることができる。
【００２９】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理プログラムは、対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理プログラムであって、コンピュータを、ボリュームレンダリング画像から得られる標準形式の２次元画像データに対象となるボクセルデータを識別する識別子および前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを付加して構成されるアクティベーション対応画像データを生成する手段、前記アクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する手段、表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得する手段、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行う手段として機能させるものである。
【００３０】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができる画像データを提供することができる。また、プログラムの実行により生成されたアクティベーション対応画像データの提供を受けることで、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るボリュームレンダリング画像処理方法を示す工程図である。
【００３２】
図１において、１１０は３次元画像処理システムにおけるボリュームレンダリング作業工程、１２０は本発明に係るアクティベーション対応画像データ、１３０はアクティベーション対応画像データを閲覧し、目的の画像を検索する工程、１４０は選択されたアクティベーション対応画像データにより３次元画像処理システムにおいてボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程をそれぞれ示す。
【００３３】
さらに、図１において、１２１はアクティベーション対応画像データ１２０に埋め込まれたボクセルデータの識別子、１２２はアクティベーション対応画像データ１２０に埋め込まれたボリュームレンダリング・パラメータである。ボリュームレンダリング・パラメータ１２２には、ボリュームレンダリング作業中の処理状態を復元するために、次のようなパラメータが含まれる。
【００３４】
・表示情報（拡大率、角度、位置）
・色（カラーリング）
・オパシティカーブ（ボクセル値とオパシティ値の対応表）
・マスク情報（カット情報）
・シェーディング情報（シェーディングの種類）
・光源（種類、方向、強度など）
・ラベル情報（テキスト、マーク、測定データ）
その他
【００３５】
次に、図１に示した処理工程による３次元画像処理方法を説明する。ボリュームレンダリング作業工程１１０では、３次元画像処理システムを使用するユーザーがボリュームレンダリング・パラメータを更新する度に、新しいボリュームレンダリング画像が描画される。アクティベーション対応画像１２０は目的のボリュームレンダリング画像が得られたときにユーザーが明示的に生成して保存しても良いし、一定時間毎に自動生成するようにしても良い。
【００３６】
アクティベーション対応画像データ１２０は、３次元画像処理システムにより描画されたボリュームレンダリング画像を２次元画像データとしていずれかの標準形式により保存するものであり、かつ、上述したようにボクセルデータの識別子１２１およびボリュームレンダリング・パラメータ１２２を画像データに付加するものである。
【００３７】
ここで、ボクセルデータの識別子およびボリュームレンダリング・パラメータを画像データに付加する場合、付加データを標準形式の2次元画像データのヘッダ情報部分に埋め込んでもよいし、画像部分の中に埋め込んでもよい。前者の場合、例えばＪＰＥＧやＤＩＣＯＭフォーマットではユーザー定義の領域をヘッダ部分に作成することができるため、その領域に付加データを埋め込むことができる。後者は画像データの冗長性を利用してその中に他のデータを埋め込む電子透かしなどの技術を利用するもので、少量のデータを埋め込んでも描画される画像品質に目に見える影響を与えない技術として知られている。
【００３８】
アクティベーション対応画像データの画像を検索する工程１３０では、過去のボリュームレンダリング作業において描画された画像を検索するために、保存されたアクティベーション対応画像データ１２０を用いて描画する。保存された２次元画像データは標準形式の画像データであるので、他のアプリケーションから容易かつ瞬時に描画することができ、例えば画像を縮小して一覧表示する方法などにより検索を容易にすることができる。
【００３９】
ボリュームレンダリング作業中の処理状態を復元する工程１４０では、画像を検索する工程１３０で選択されたアクティベーション対応画像データに従い、ボクセルデータの識別子で示されたボクセルデータを読み込み、ボリュームレンダリング・パラメータに基づきボリュームレンダリングを行うことにより、選択された画像生成時の処理状態が復元される。このようにして、選択された画像生成時の処理状態から編集作業を続けることが可能になる。
【００４０】
このように、本実施の形態のボリュームレンダリング画像処理方法によれば、アクティベーション対応画像データ１２０はボクセルデータを含まないので容量が少なく、画像は標準形式の２次元画像データとして保存されるため一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することが可能であり、３次元画像処理システムにおいて画像生成時の処理状態を復元するのに必要な情報が埋め込まれているために目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーはパラメータ設定値や目的のボクセルデータなどの肝心な情報を記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００４１】
図２は本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。図２において、２１０は医療診断のためのボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを保存する医療画像サーバ、２２１、２２２は医療画像サーバ２１０に接続される３次元画像処理システム、２３０は医療画像サーバ２１０にボクセルデータを提供する医療画像入力装置である。医療画像サーバ２１０と３次元画像処理システム２２１、２２２は、互いにネットワークを介して接続される構成や、３次元画像処理システム自体が医療サーバの機能を併せ持つ構成を採る。
【００４２】
図２のように構成されたシステムにおいて、３次元画像処理システム２２２は医療画像サーバ２１０からボクセルデータを選択して読み込み、ボリュームレンダリング作業を行い、得られるアクティベーション対応画像データを医療画像サーバ２１０に登録して保存する。
【００４３】
任意の３次元画像処理システム２２１は、医療画像サーバ２１０に登録保存されたアクティベーション対応画像データを読み込み、画像を描画しつつ検索し、選択したアクティベーション対応画像データに含まれるボクセルデータ識別子が示すボクセルデータを医療画像サーバ２１０から取得し、その画像生成時の処理状態を自らのシステムに復元し、それに対して編集作業を進めることができる。
【００４４】
このように、本実施形態のボリュームレンダリング画像処理システムによれば、医療画像サーバ２１０に単にボクセルデータを保存する場合に比べて、アクティベーション対応画像データを併せて登録保存することにより、それらの画像作成時の作業状態を３次元画像処理システム間で共有することができる。
【００４５】
また、３次元画像処理システム２２１においてボクセルデータを検索する際にも、ボクセルデータからボリュームレンダリングを行う必要が無く、素早く画像を閲覧することができるため、ボクセルデータの検索を効率的に行うことができ、併せてネットワーク上のデータ転送量を削減できるという効果も得られる。
【００４６】
なお、アクティベーション対応画像データを複数の３次元画像処理システム間で共有する必要がない個人的な作業状態であればアクティベーション対応画像データを医療画像サーバに保存せずに３次元画像処理システムに保存するようにしてもよい。
【００４７】
図３は本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を応用した他のボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。図３において、３１０は医療診断のためのボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを保存する医療画像サーバ、３２１、３２２、３２３は医療画像サーバ３１０に接続される３次元画像処理システム、３３０は医療画像サーバ３１０にボクセルデータを提供する医療画像入力装置である。３次元画像処理システム３２１、３２２、３２３と医療画像サーバ３１０との関係は図２と同様である。
【００４８】
図３のように構成されたシステムにおいても、図２に示したボリュームレンダリング画像処理システムと同様に、３次元画像処理システム３２１は医療画像サーバ３１０からボクセルデータを選択して読み込み、ボリュームレンダリング作業を行い、得られたアクティベーション対応画像データを医療画像サーバ３１０に登録して保存する。
【００４９】
さらに、本実施形態のボリュームレンダリング画像処理システムにおいては、３次元画像処理システム３２１は、上記のようにアクティベーション対応画像データを作成する過程で得られたボリュームレンダリング・パラメータ、あるいはあらかじめ計画的に設定されたボリュームレンダリング・パラメータを医療画像サーバ３１０に登録して保存することができる。
【００５０】
ここで、医療画像入力装置３３０から新たなボクセルデータが医療画像サーバ３１０に登録されると、あらかじめ登録されているボリュームレンダリング・パラメータに従って、自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成される。これらは新たなボクセルデータに対応するアクティベーション対応画像データとして保存され、直ちに３次元画像処理システム３２２等から閲覧可能になる。
【００５１】
複数のボリュームレンダリング・パラメータが登録されている場合は、同一のボクセルデータに対してそれぞれのボリュームレンダリング・パラメータに応じたアクティベーション対応画像データが複数作成される。この場合ユーザーは同一のボクセルデータに対応した複数のアクティベーション対応画像データの中から、目的に最も適したパラメータ設定値を持つものを選択することができる。例えば、胸部のボクセルデータに対して、心臓を強調するもの、肺を強調するもの、肋骨を強調するものなどの中から目的に即したものを選択することができる。ユーザーは複数のアクティベーション対応画像データを閲覧することにより、迅速に目的に適合するものを選択することができ、これを取得してボリュームレンダリング作業の処理状態を復元することにより、得られた処理状態を起点にして作業を進めることができ、効率的な医療診断を進めることができる。
【００５２】
以上説明した実施形態では、標準形式の２次元画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを併せ持つアクティベーション対応画像データについて説明したが、２次元画像データを含む画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを含む画像データでアクティベーション対応画像データを構成するようにしてもよい。
【００５３】
図４はアクティベーション対応画像データの構成を示しており、図４（Ａ）は２次元画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを含むアクティベーション対応画像データ１２０、図４（Ｂ）はボリュームレンダリング・パラメータを含む第１の画像データ４２０ａおよび２次元画像データを含む第２の画像データ４２０ｂからなるアクティベーション対応画像データ４２０を示している。第１の画像データ４２０ａはボクセルデータを識別する識別子を含み、第２の画像データ４２０ｂは第１の画像データ４２０ａを識別する識別子を含む。なお、ボクセルデータを識別する識別子を第２の画像データ４２０ｂに含ませるようにしてもよい。
【００５４】
図４（Ａ）に示したアクティベーション対応画像データ１２０によれば、医療画像サーバに公開する場合、アクティベーション対応画像データ１２０に含まれるボリュームレンダリング・パラメータも公開されてしまうが、図４（Ｂ）に示したアクティベーション対応画像データ４２０によれば、医療画像サーバに第２の画像データ４２０ｂのみ公開することで、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。また、２次元画像データを含む第２の画像データ４２０ｂを転送するだけでよいためネットワーク上のデータ転送量が少なくなる。従って、医療画像サーバと３次元画像処理システムとの間のデータ転送時間が短くなり、医療画像サーバへの登録や３次元画像処理システムでの表示を素早く行うことができる。
【００５５】
以上説明した実施形態において、本発明のボリュームレンダリング画像処理方法を医療画像サーバ（画像処理サーバ）および３次元画像処理システム（画像処理端末）を用いて実行する場合、ボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを医療画像サーバおよび３次元画像処理システムのいずれか一方に保存し、またボリュームレンダリングを３次元画像処理システムで行う場合について説明したが、データの保存およびボリュームレンダリングは、医療画像サーバおよび３次元画像処理システムの処理能力等を考慮していずれで実行してもよい。例えば、医療画像サーバが全ての処理を実行した場合における３次元画像処理システムは、医療画像サーバが実行した処理を表示するだけでよく、３次元画像処理システムの負荷を著しく軽減することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、３、６に係る発明によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数のアクティベーション対応画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００５７】
請求項２、４、７に係る発明によれば、アクティベーション対応画像をボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと２次元画像データを含む第２の画像データとに分割して生成することにより、アクティベーション対応画像データを第１の画像データと第２の画像データとに分けて扱うことが可能となり、例えば、第２の画像データのみを画像サーバに登録保存するようにすれば、ネットワーク上でボリュームレンダリングパラメータが共有されることがなくなるため、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。
【００５８】
請求項５、８に係る発明によれば、新たに入力されるボクセルデータに対して自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成されるので、直ちに端末から閲覧可能になり、また、ユーザーは迅速に目的に適合するものを選択し、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元して観測を進めることができるため、効率的な医療診断を進めることができる。
【００５９】
請求項９に係る発明によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができる画像データを提供することができる。また、プログラムの実行により生成されたアクティベーション対応画像データの提供を受けることで、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るボリュームレンダリング画像処理方法を示す工程図である。
【図２】本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を応用したボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係るアクティベーション対応画像データの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１０ ボリュームレンダリング作業工程
１２０、４２０ アクティベーション対応画像データ
１２１ ボクセルデータ識別子
１２２ ボリュームレンダリング・パラメータ
１３０ アクティベーション対応画像データの画像を検索する工程
１４０ ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程
２１０、３１０ 医療画像サーバ
２２１、２２２、３２１、３２２、３２３ ３次元画像処理システム
２３０、３３０ 医療画像入力装置
【発明の属する技術分野】
本発明はボリュームレンダリングにおける画像処理に係り、特に、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元することを可能にするボリュームレンダリング画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを用いた画像処理技術の進展により人体の内部構造を直接観測することを可能にしたＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）の出現は医療分野に革新をもたらした技術であり、生体の断層画像を用いた医療診断が広く行われている。さらに近年は、断層画像だけではわかり難い物体内部の３次元構造を可視化する技術として、ＣＴ等により得られる物体の３次元デジタルデータから３次元構造のイメージを直接描画するボリュームレンダリングが多方面に活用されている。
【０００３】
ボリュームレンダリングの優れた手法としてレイキャスティングが知られている。レイキャスティングは、仮想始点から物体に対して仮想光線（レイ）を照射し、物体内部からの仮想反射光の画像を仮想投影面に形成することにより、物体内部の３次元構造を透視するイメージ画像を形成する手法である。レイキャスティングについては、例えば、非特許文献１に基本的な理論が述べられている。
【０００４】
【非特許文献１】
「新世代３次元ＣＴ診断」株式会社南江堂、１９９５年１１月１日
【０００５】
レイキャスティングの要点を説明する。物体の３次元領域の構成単位となる微小単位領域をボクセルと称し、ボクセルの濃度値等の特性を表す固有のデータをボクセル値と称する。物体全体はボクセル値の３次元配列であるボクセルデータで表現される。通常、ＣＴ等により得られる２次元の断層画像データを断層面に垂直な方向に沿って積層し、必要な補間を行うことにより３次元配列のボクセルデータが得られる。
【０００６】
仮想始点から物体に対して照射された仮想光線に対する仮想反射光は、ボクセル値に対して人為的に設定される不透明度（オパシティ値）に応じて生ずるものとする。通常、オパシティ値は０から１までの値を取り、値が０の場合は透明、１の場合は不透明、その間の値は半透明に対応する。さらに、仮想的な表面を捕捉するためにボクセルデータのグラディエントすなわち法線ベクトルを求め、仮想光線と法線ベクトルのなす角の余弦から陰影付けのシェーディング係数を計算する。仮想反射光は、ボクセルに照射される仮想光線の強度にボクセルの不透明度とシェーディング係数を乗じて算出される。この仮想反射光を仮想光線に沿って積算することにより、仮想投影面上に物体内部の３次元構造を透視するイメージ画像が得られる。
【０００７】
このようにして得られるボリュームレンダリング画像は、対象ボクセルデータに対して次のような多数のパラメータ（ボリュームレンダリング・パラメータ）により記述される３次元カラー画像である。
【０００８】
・表示情報（拡大率、角度、位置）
・色（カラーリング）
・オパシティカーブ（ボクセル値とオパシティ値の対応表）
・マスク情報（カット情報）
・シェーディング情報（シェーディングの種類）
・光源（種類、方向、強度など）
・ラベル情報（テキスト、マーク、測定データ）
その他
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
実際の医療診断においては、対象とするボクセルデータに対して、ボリュームレンダリング・パラメータの設定を次々と更新しながら、様々な視点からボリュームレンダリング画像を観測していく。ボリュームレンダリング・パラメータの設定は、観測された診断状況に応じてユーザーの判断で変更される。診断対象により適切なオパシティ値が異なるため、ユーザーは各ボクセルデータごとに設定を行う。また、注目領域（患部など）を観察しやすいように、邪魔となる周辺組織を除去したり、適切な色を設定する。その他、ユーザーは様々な煩雑な作業を行い、多数のパラメータを設定する必要がある。全てのパラメータに対して適切な設定を行い、診断目的を満たすボリュームレンダリング画像が得られれば、画像を保存し編集作業を終了する。
【００１０】
このように、医療診断におけるボリュームレンダリングパラメータに対して適切な設定を行う作業は煩雑で手間がかかり、途中で作業を中断した場合、作業状態を復元するために再度多数のパラメータを設定し直すのは大変である。また、往々にして以前に作成して保存したボリュームレンダリング画像を見て、その画像作成時の処理状態を復元し、そこから編集作業を続けたい場合がある。しかしながら、画像作成時の処理状態を復元するには多数のボリュームレンダリング・パラメータを最初から正確に設定し直さなければならず、手間がかかり、パラメータ設定値が記録されていない場合は処理状態の復元は困難である。
【００１１】
ボリュームレンダリング作業中に、３次元画像処理システムが表示している画像をいずれかの標準形式（ＢＭＰ、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＤＩＣＯＭ（医療画像の標準フォーマット）等）により２次元画像データとして保存することは通常可能である。このような標準形式の画像データは、一般のアプリケーションで閲覧することができるが、閲覧した画像について３次元画像作成時の処理状態を復元するには、正しいボクセルデータを選択し、ボリュームレンダリング・パラメータを正確に設定し直さなければならない。このとき、ボクセルデータ名やパラメータ設定値が不明であると、正確な復元は極めて困難である。
【００１２】
ボリュームレンダリング作業中に、メモリデータをそのままダンプするなど、作業状態のデータをファイルに保存する方法も考えられる。このファイルを３次元画像処理システムに読み込むことで作業状態が復元できる。しかしながら、作業状態のデータにはボクセルデータも含まれるため、データ容量が巨大になるという欠点がある。
【００１３】
また、作業状態のデータは独自形式のデータであるため、専用のシステム以外では容易に扱うことができず、他のシステムで画像の表示、検索、編集などを行うことは困難である。さらに、３次元画像処理システム自身のバージョンアップに伴って互換性が保たれなくなる場合があり、以前に保存しておいた作業状態のデータが無効になってしまう恐れがある。
【００１４】
他の方法として、ボリュームレンダリング作業中にボリュームレンダリング・パラメータを作業のテンプレートとしてファイルに保存する方法がある。３次元画像処理システムは指定されたボクセルデータを読み込んだ後に指定されたテンプレートを読み込むことで作業状態を復元することができる。
【００１５】
この方法は、３次元画像処理システム自身のバージョンアップに伴う互換性問題の影響を受ける可能性が小さいという長所がある。また、パラメータ設定値からなるテンプレートはデータ容量が少ない。しかしながら、テンプレートにはボクセルデータの情報が無いため、正しいボクセルデータが指定されない場合は無意味な作業状態が生成されることになる。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、過去に行った医療診断において作成したボリュームレンダリング画像を閲覧し、画像作成時の処理状態を正確に復元し、その状態から編集作業を続けることを可能にするボリュームレンダリング画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は以下の手段により解決することができる。なお、本発明においてアクティベーションとは、作業状態を復帰させる一連の処理を起動することを意味する。
【００１８】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法は、対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理方法であって、ボリュームレンダリング画像から得られる標準形式の２次元画像データに対象となるボクセルデータを識別する識別子および前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを付加して構成されるアクティベーション対応画像データを生成する工程と、生成したアクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する工程と、表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データによりボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程とを含むものである。
【００１９】
本発明に係る画像処理端末は、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行する画像処理端末であって、前記アクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示し、表示された２次元画像データに基づいて選択されたアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得し、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行うものである。
【００２０】
本発明に係る画像処理サーバは、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するための画像処理サーバであって、画像処理端末に閲覧可能に表示された前記２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得し、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２１】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数のアクティベーション対応画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００２２】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法は、前記アクティベーション対応画像データを、前記ボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと、前記２次元画像データおよび前記第１の画像データを識別する識別子を含む第２の画像データとに分割するとともに、前記ボクセルデータを識別する識別子を前記第１および第２の画像データのいずれか一方に付与して生成する工程を含むものである。
【００２３】
本発明に係る画像処理端末は、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行する画像処理端末であって、前記第２の画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示し、表示された２次元画像データに基づいて選択された第２の画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得し、取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２４】
本発明に係る画像処理サーバは、本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するための画像処理サーバであって、画像処理端末に閲覧可能に表示された前記第２の画像データの２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択した第２の画像データから対応するボクセルデータを取得し、取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行うものである。
【００２５】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像をボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと２次元画像データを含む第２の画像データとに分割して生成することにより、アクティベーション対応画像データを第１の画像データと第２の画像データとに分けて扱うことが可能となり、例えば、第２の画像データのみを画像サーバに登録保存するようにすれば、ネットワーク上でボリュームレンダリングパラメータが共有されることがなくなるため、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。
【００２６】
本発明に係る画像処理端末は、新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成するものである。
【００２７】
本発明に係る画像処理サーバは、新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成するものである。
【００２８】
上記構成によれば、新たに入力されるボクセルデータに対して自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成されるので、直ちに端末から閲覧可能になり、また、ユーザーは迅速に目的に適合するものを選択し、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元して観測を進めることができるため、効率的な医療診断を進めることができる。
【００２９】
本発明に係るボリュームレンダリング画像処理プログラムは、対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理プログラムであって、コンピュータを、ボリュームレンダリング画像から得られる標準形式の２次元画像データに対象となるボクセルデータを識別する識別子および前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを付加して構成されるアクティベーション対応画像データを生成する手段、前記アクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する手段、表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得する手段、取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行う手段として機能させるものである。
【００３０】
上記構成によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができる画像データを提供することができる。また、プログラムの実行により生成されたアクティベーション対応画像データの提供を受けることで、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るボリュームレンダリング画像処理方法を示す工程図である。
【００３２】
図１において、１１０は３次元画像処理システムにおけるボリュームレンダリング作業工程、１２０は本発明に係るアクティベーション対応画像データ、１３０はアクティベーション対応画像データを閲覧し、目的の画像を検索する工程、１４０は選択されたアクティベーション対応画像データにより３次元画像処理システムにおいてボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程をそれぞれ示す。
【００３３】
さらに、図１において、１２１はアクティベーション対応画像データ１２０に埋め込まれたボクセルデータの識別子、１２２はアクティベーション対応画像データ１２０に埋め込まれたボリュームレンダリング・パラメータである。ボリュームレンダリング・パラメータ１２２には、ボリュームレンダリング作業中の処理状態を復元するために、次のようなパラメータが含まれる。
【００３４】
・表示情報（拡大率、角度、位置）
・色（カラーリング）
・オパシティカーブ（ボクセル値とオパシティ値の対応表）
・マスク情報（カット情報）
・シェーディング情報（シェーディングの種類）
・光源（種類、方向、強度など）
・ラベル情報（テキスト、マーク、測定データ）
その他
【００３５】
次に、図１に示した処理工程による３次元画像処理方法を説明する。ボリュームレンダリング作業工程１１０では、３次元画像処理システムを使用するユーザーがボリュームレンダリング・パラメータを更新する度に、新しいボリュームレンダリング画像が描画される。アクティベーション対応画像１２０は目的のボリュームレンダリング画像が得られたときにユーザーが明示的に生成して保存しても良いし、一定時間毎に自動生成するようにしても良い。
【００３６】
アクティベーション対応画像データ１２０は、３次元画像処理システムにより描画されたボリュームレンダリング画像を２次元画像データとしていずれかの標準形式により保存するものであり、かつ、上述したようにボクセルデータの識別子１２１およびボリュームレンダリング・パラメータ１２２を画像データに付加するものである。
【００３７】
ここで、ボクセルデータの識別子およびボリュームレンダリング・パラメータを画像データに付加する場合、付加データを標準形式の2次元画像データのヘッダ情報部分に埋め込んでもよいし、画像部分の中に埋め込んでもよい。前者の場合、例えばＪＰＥＧやＤＩＣＯＭフォーマットではユーザー定義の領域をヘッダ部分に作成することができるため、その領域に付加データを埋め込むことができる。後者は画像データの冗長性を利用してその中に他のデータを埋め込む電子透かしなどの技術を利用するもので、少量のデータを埋め込んでも描画される画像品質に目に見える影響を与えない技術として知られている。
【００３８】
アクティベーション対応画像データの画像を検索する工程１３０では、過去のボリュームレンダリング作業において描画された画像を検索するために、保存されたアクティベーション対応画像データ１２０を用いて描画する。保存された２次元画像データは標準形式の画像データであるので、他のアプリケーションから容易かつ瞬時に描画することができ、例えば画像を縮小して一覧表示する方法などにより検索を容易にすることができる。
【００３９】
ボリュームレンダリング作業中の処理状態を復元する工程１４０では、画像を検索する工程１３０で選択されたアクティベーション対応画像データに従い、ボクセルデータの識別子で示されたボクセルデータを読み込み、ボリュームレンダリング・パラメータに基づきボリュームレンダリングを行うことにより、選択された画像生成時の処理状態が復元される。このようにして、選択された画像生成時の処理状態から編集作業を続けることが可能になる。
【００４０】
このように、本実施の形態のボリュームレンダリング画像処理方法によれば、アクティベーション対応画像データ１２０はボクセルデータを含まないので容量が少なく、画像は標準形式の２次元画像データとして保存されるため一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することが可能であり、３次元画像処理システムにおいて画像生成時の処理状態を復元するのに必要な情報が埋め込まれているために目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーはパラメータ設定値や目的のボクセルデータなどの肝心な情報を記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００４１】
図２は本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。図２において、２１０は医療診断のためのボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを保存する医療画像サーバ、２２１、２２２は医療画像サーバ２１０に接続される３次元画像処理システム、２３０は医療画像サーバ２１０にボクセルデータを提供する医療画像入力装置である。医療画像サーバ２１０と３次元画像処理システム２２１、２２２は、互いにネットワークを介して接続される構成や、３次元画像処理システム自体が医療サーバの機能を併せ持つ構成を採る。
【００４２】
図２のように構成されたシステムにおいて、３次元画像処理システム２２２は医療画像サーバ２１０からボクセルデータを選択して読み込み、ボリュームレンダリング作業を行い、得られるアクティベーション対応画像データを医療画像サーバ２１０に登録して保存する。
【００４３】
任意の３次元画像処理システム２２１は、医療画像サーバ２１０に登録保存されたアクティベーション対応画像データを読み込み、画像を描画しつつ検索し、選択したアクティベーション対応画像データに含まれるボクセルデータ識別子が示すボクセルデータを医療画像サーバ２１０から取得し、その画像生成時の処理状態を自らのシステムに復元し、それに対して編集作業を進めることができる。
【００４４】
このように、本実施形態のボリュームレンダリング画像処理システムによれば、医療画像サーバ２１０に単にボクセルデータを保存する場合に比べて、アクティベーション対応画像データを併せて登録保存することにより、それらの画像作成時の作業状態を３次元画像処理システム間で共有することができる。
【００４５】
また、３次元画像処理システム２２１においてボクセルデータを検索する際にも、ボクセルデータからボリュームレンダリングを行う必要が無く、素早く画像を閲覧することができるため、ボクセルデータの検索を効率的に行うことができ、併せてネットワーク上のデータ転送量を削減できるという効果も得られる。
【００４６】
なお、アクティベーション対応画像データを複数の３次元画像処理システム間で共有する必要がない個人的な作業状態であればアクティベーション対応画像データを医療画像サーバに保存せずに３次元画像処理システムに保存するようにしてもよい。
【００４７】
図３は本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を応用した他のボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。図３において、３１０は医療診断のためのボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを保存する医療画像サーバ、３２１、３２２、３２３は医療画像サーバ３１０に接続される３次元画像処理システム、３３０は医療画像サーバ３１０にボクセルデータを提供する医療画像入力装置である。３次元画像処理システム３２１、３２２、３２３と医療画像サーバ３１０との関係は図２と同様である。
【００４８】
図３のように構成されたシステムにおいても、図２に示したボリュームレンダリング画像処理システムと同様に、３次元画像処理システム３２１は医療画像サーバ３１０からボクセルデータを選択して読み込み、ボリュームレンダリング作業を行い、得られたアクティベーション対応画像データを医療画像サーバ３１０に登録して保存する。
【００４９】
さらに、本実施形態のボリュームレンダリング画像処理システムにおいては、３次元画像処理システム３２１は、上記のようにアクティベーション対応画像データを作成する過程で得られたボリュームレンダリング・パラメータ、あるいはあらかじめ計画的に設定されたボリュームレンダリング・パラメータを医療画像サーバ３１０に登録して保存することができる。
【００５０】
ここで、医療画像入力装置３３０から新たなボクセルデータが医療画像サーバ３１０に登録されると、あらかじめ登録されているボリュームレンダリング・パラメータに従って、自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成される。これらは新たなボクセルデータに対応するアクティベーション対応画像データとして保存され、直ちに３次元画像処理システム３２２等から閲覧可能になる。
【００５１】
複数のボリュームレンダリング・パラメータが登録されている場合は、同一のボクセルデータに対してそれぞれのボリュームレンダリング・パラメータに応じたアクティベーション対応画像データが複数作成される。この場合ユーザーは同一のボクセルデータに対応した複数のアクティベーション対応画像データの中から、目的に最も適したパラメータ設定値を持つものを選択することができる。例えば、胸部のボクセルデータに対して、心臓を強調するもの、肺を強調するもの、肋骨を強調するものなどの中から目的に即したものを選択することができる。ユーザーは複数のアクティベーション対応画像データを閲覧することにより、迅速に目的に適合するものを選択することができ、これを取得してボリュームレンダリング作業の処理状態を復元することにより、得られた処理状態を起点にして作業を進めることができ、効率的な医療診断を進めることができる。
【００５２】
以上説明した実施形態では、標準形式の２次元画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを併せ持つアクティベーション対応画像データについて説明したが、２次元画像データを含む画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを含む画像データでアクティベーション対応画像データを構成するようにしてもよい。
【００５３】
図４はアクティベーション対応画像データの構成を示しており、図４（Ａ）は２次元画像データおよびボリュームレンダリング・パラメータを含むアクティベーション対応画像データ１２０、図４（Ｂ）はボリュームレンダリング・パラメータを含む第１の画像データ４２０ａおよび２次元画像データを含む第２の画像データ４２０ｂからなるアクティベーション対応画像データ４２０を示している。第１の画像データ４２０ａはボクセルデータを識別する識別子を含み、第２の画像データ４２０ｂは第１の画像データ４２０ａを識別する識別子を含む。なお、ボクセルデータを識別する識別子を第２の画像データ４２０ｂに含ませるようにしてもよい。
【００５４】
図４（Ａ）に示したアクティベーション対応画像データ１２０によれば、医療画像サーバに公開する場合、アクティベーション対応画像データ１２０に含まれるボリュームレンダリング・パラメータも公開されてしまうが、図４（Ｂ）に示したアクティベーション対応画像データ４２０によれば、医療画像サーバに第２の画像データ４２０ｂのみ公開することで、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。また、２次元画像データを含む第２の画像データ４２０ｂを転送するだけでよいためネットワーク上のデータ転送量が少なくなる。従って、医療画像サーバと３次元画像処理システムとの間のデータ転送時間が短くなり、医療画像サーバへの登録や３次元画像処理システムでの表示を素早く行うことができる。
【００５５】
以上説明した実施形態において、本発明のボリュームレンダリング画像処理方法を医療画像サーバ（画像処理サーバ）および３次元画像処理システム（画像処理端末）を用いて実行する場合、ボクセルデータおよびアクティベーション対応画像データを医療画像サーバおよび３次元画像処理システムのいずれか一方に保存し、またボリュームレンダリングを３次元画像処理システムで行う場合について説明したが、データの保存およびボリュームレンダリングは、医療画像サーバおよび３次元画像処理システムの処理能力等を考慮していずれで実行してもよい。例えば、医療画像サーバが全ての処理を実行した場合における３次元画像処理システムは、医療画像サーバが実行した処理を表示するだけでよく、３次元画像処理システムの負荷を著しく軽減することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、３、６に係る発明によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができ、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数のアクティベーション対応画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【００５７】
請求項２、４、７に係る発明によれば、アクティベーション対応画像をボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと２次元画像データを含む第２の画像データとに分割して生成することにより、アクティベーション対応画像データを第１の画像データと第２の画像データとに分けて扱うことが可能となり、例えば、第２の画像データのみを画像サーバに登録保存するようにすれば、ネットワーク上でボリュームレンダリングパラメータが共有されることがなくなるため、第三者がボリュームレンダリング・パラメータから３次元画像を解析することを防ぐことができる。
【００５８】
請求項５、８に係る発明によれば、新たに入力されるボクセルデータに対して自動的にボリュームレンダリングが行われ、一連のアクティベーション対応画像データが作成されるので、直ちに端末から閲覧可能になり、また、ユーザーは迅速に目的に適合するものを選択し、ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元して観測を進めることができるため、効率的な医療診断を進めることができる。
【００５９】
請求項９に係る発明によれば、アクティベーション対応画像データに標準形式の２次元画像データとボクセルデータの識別子とボリュームレンダリング・パラメータを含めることにより、２次元画像データは一般のアプリケーションでも通常の画像として閲覧することができ、３次元画像処理システムにおいて目的の作業状態を容易に素早く復元することができる画像データを提供することができる。また、プログラムの実行により生成されたアクティベーション対応画像データの提供を受けることで、ユーザーは、パラメータ設定値や目的のボクセルデータを記憶していなくても、保存された多数の画像を閲覧して目的の画像を選択した上で作業を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るボリュームレンダリング画像処理方法を示す工程図である。
【図２】本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を実行するボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係るボリュームレンダリング画像処理方法を応用したボリュームレンダリング画像処理システムの実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係るアクティベーション対応画像データの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１０ ボリュームレンダリング作業工程
１２０、４２０ アクティベーション対応画像データ
１２１ ボクセルデータ識別子
１２２ ボリュームレンダリング・パラメータ
１３０ アクティベーション対応画像データの画像を検索する工程
１４０ ボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する工程
２１０、３１０ 医療画像サーバ
２２１、２２２、３２１、３２２、３２３ ３次元画像処理システム
２３０、３３０ 医療画像入力装置
Claims (9)
- 対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理プログラムであって、コンピュータを、
ボリュームレンダリング画像から得られる２次元画像データ及び前記ボクセルデータを識別する識別子、前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを含む標準形式の画像データであるアクティベーション対応画像データを生成する手段、
生成したアクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する手段、
表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データに含まれる前記識別子及び前記ボリュームレンダリング・パラメータによりボリュームレンダリング作業の処理状態を復元する手段、
として機能させることを特徴とするボリュームレンダリング画像処理プログラム。 - コンピュータを、さらに、
前記アクティベーション対応画像データを、前記ボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと、前記２次元画像データおよび前記第１の画像データを識別する識別子を含む第２の画像データとに分割するとともに、前記ボクセルデータを識別する識別子を前記第１および第２の画像データのいずれか一方に付与して生成する手段として機能させることを特徴とする請求項１記載のボリュームレンダリング画像処理プログラム。 - コンピュータを、さらに、
表示された２次元画像データに基づいて選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得する手段、
取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行う手段、
として機能させることを特徴とする請求項１記載のボリュームレンダリング画像処理プログラム。 - 対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理方法を実行する画像処理端末であって、
ボリュームレンダリング画像から得られる２次元画像データ及び前記ボクセルデータを識別する識別子、前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを含む標準形式の画像データであるアクティベーション対応画像データを生成する手段と、
生成したアクティベーション対応画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する手段と、
表示された２次元画像データに基づいて選択されたアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得する手段と、
取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用しボリュームレンダリングを行う手段と、
を備えることを特徴とする画像処理端末。 - 請求項４に記載の画像処理端末であって、
前記アクティベーション対応画像データを生成する手段は、前記ボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと、前記２次元画像データおよび前記第１の画像データを識別する識別子を含む第２の画像データとに分割するとともに、前記ボクセルデー タを識別する識別子を前記第１および第２の画像データのいずれか一方に付与して生成し、
前記第２の画像データの２次元画像データを閲覧可能に表示する手段と、
表示された２次元画像データに基づいて選択された第２の画像データの識別子に対応するボクセルデータを画像処理サーバから取得する手段と、
取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行う手段と、
を備えることを特徴とする画像処理端末。 - 新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成する手段を備えることを特徴とする請求項４または５記載の画像処理端末。
- 対象となるボクセルデータに対してボリュームレンダリング・パラメータを更新しながら所望のボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像処理方法を実行するための画像処理サーバであって、
画像処理端末に閲覧可能に表示された、前記画像処理端末において生成された、ボリュームレンダリング画像から得られる２次元画像データ及び前記ボクセルデータを識別する識別子、前記ボリュームレンダリング画像を得るためのボリュームレンダリング・パラメータを含む標準形式の画像データであるアクティベーション対応画像データ、に含まれる前記２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択したアクティベーション対応画像データの識別子に対応するボクセルデータを取得する手段と、
取得したボクセルデータに対して前記アクティベーション対応画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行う手段と、
を備えることを特徴とする画像処理サーバ。 - 請求項７に記載の画像処理サーバであって、
前記アクティベーション対応画像データは、前記ボリュームレンダリングパラメータを含む第１の画像データと、前記２次元画像データおよび前記第１の画像データを識別する識別子を含む第２の画像データとに分割されるとともに、前記ボクセルデータを識別する識別子を前記第１および第２の画像データのいずれか一方に付与して生成されるものであり、
前記画像処理端末に閲覧可能に表示された前記第２の画像データの２次元画像データに基づいて前記画像処理端末が選択した第２の画像データから対応するボクセルデータを取得する手段と、
取得したボクセルデータに対して前記第１の画像データのボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリングを行う手段と、
を備えることを特徴とする画像処理サーバ。 - 新たに入力されたボクセルデータに対して予め登録されているボリュームレンダリング・パラメータを適用してボリュームレンダリング作業を行い、アクティベーション対応画像データを生成する手段を備えることを特徴とする請求項７または８記載の画像処理サーバ。
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