JP4305991B2

JP4305991B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP4305991B2
Application number: JP03596499A
Authority: JP
Inventors: 良洋後藤; 拡樹谷口; 朋洋永尾
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP2000235641A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は被検体の診断画像を表示する画像表示装置に係り、特に血管、腸、胃、骨等の観察対象の断面の画像を表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置は、特願平１０−１７５９７５号に記載されているように、複数の２次元画像が積み上げられた原画像に含まれる観察対象の内部に、前記観察対象に沿って複数の視点を設定する。これらの視点は公知の中心投影法において手動又は自動で設定される。続いて、上記視点を通る曲面を設定する。そして、この曲面によって上記原画像を切断することによって前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を作成し、この作成した断面像を表示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、前記曲面を視点によって設定していたため、前記曲面上に有る視点が複雑に走行する血管や腸のような観察対象の中心位置と必ずしも一致しない場合があり、前記観察対象の走行方向の的確な断面情報が得られないことがあるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、切断面と観察対象の中心位置との位置ずれを表示可能な画像表示装置を提供することにある。
【０００５】
また、その他の目的は、前記位置ずれを簡便に補正できる画像表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定し、これらの視点を通る曲面を切断面として設定し、該切断面によって前記原画像を切断した切断像を構成し、該切断像を表示器に表示する画像表示装置において、前記観察対象の濃度値に基づいて前記観察対象の中心位置情報を演算する手段と、前記切断像と前記中心位置情報とを合成して合成画像を形成する手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置によって達成される。
【０００７】
これにより、前記演算手段によって前記観察対象の濃度値に基づいて前記観察対象の中心位置情報を演算され、前記合成画像形成手段によって前記切断像と前記中心位置情報とを合成して合成画像を形成されるので、前記切断像と前記中心位置情報を同一の画像上で参照できるから、切断面と観察対象の中心位置との位置ずれを表示できる。
【０００８】
また、三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定し、これらの視点を通る曲面を切断面として設定し、該切断面によって前記原画像を切断した切断像を構成し、該切断像を表示器に表示する画像表示装置において、前記表示器に表示された前記切断像上で前記視点の位置を変更設定する手段と、この変更設定手段によって変更設定された視点の位置で断面像を再構成する手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置によって達成される。
【０００９】
これにより、前記変更設定手段によって前記表示器に表示された前記切断像上で前記視点の位置を変更設定され、前記再構成手段によって前記変更設定手段によって変更設定された視点の位置で断面像を再構成されるので、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更設定ができるから、観察対象の走行方向の的確な断面情報を得ることができる。
【００１０】
また、三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定し、これらの視点を通る曲面を切断面として設定し、該切断面によって前記原画像を切断した切断像を構成し、該切断像を表示器に表示する画像表示装置において、前記観察対象の濃度値に基づいて前記観察対象の中心位置情報を演算する手段と、前記視点の位置と前記中心位置情報とを比較し、両者が一致しないときは前記視点を前記中心位置情報に変更する手段と、この比較変更手段によって変更された視点の位置で断面像を再構成する手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置によって達成される。
【００１１】
これにより、前記演算手段によって前記観察対象の濃度値に基づいて前記観察対象の中心位置情報を演算され、前記比較変更手段によって前記視点の位置と前記中心位置情報とを比較し、両者が一致しないときは前記視点を前記中心位置情報に変更され、前記再構成手段によって前記比較変更手段により変更された視点の位置で断面像を再構成されるので、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更が自動的にできるから、より簡便に観察対象の走行方向の的確な断面情報を得ることができる。
【００１２】
また、三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定し、これらの視点を通る曲面を切断面として設定し、該切断面によって前記原画像を切断した切断像を構成し、該切断像を表示器に表示する画像表示装置において、前記表示器に表示された前記切断像上で前記視点を変更設定する変更設定手段と、前記観察対象の濃度値に基づいて前記観察対象の中心位置情報を演算し、前記視点と前記中心位置情報とを比較し、両者が一致しないときは前記視点を前記中心位置情報に変更する比較変更手段と、前記変更設定手段と前記比較変更手段を選択する手段を備えることを特徴とする画像表示装置によって達成される。
【００１３】
これにより、上記変更設定手段による手動設定と、上記比較変更手段による自動設定とを選択できるから、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更設定について任意に選択できるという操作上の自由度を増やせる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の画像表示装置の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１５】
まず、各実施形態で共通に用いる画像表示構成のハードウエア構成を、図９を用いて説明する。
【００１６】
図９は本発明に係る画像表示装置のハードウエア構成例を示すブロック図である。
【００１７】
この画像表示装置は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９１と、主メモリ９２と、外部記憶装置の１例として磁気ディスク９３と、表示メモリ９４と、マウスコントローラ９６と、キーボード９７とが、それぞれデータ転送バス９９を介して電気的に接続され、相互に各種データを送受している。
【００１８】
画像メモリ９４とＴＶモニタ（ＣＲＴ）９５とはビデオ信号ケーブル等で電気的に接続され、ＣＲＴ９５は前記送受したデータを画像、文字等の操作者が見て理解できる情報として表示される。
【００１９】
マウスコントローラ９６とマウス９７とはケーブル等で電気的に接続され、操作者がマウスを移動する際に生じるエンコーダ情報と、付属したボタンをクリックする際に生じるスイッチ情報とが、操作者の操作によってマウス９７からマウスコントローラ９６に伝達される。
【００２０】
磁気ディスク９３には、複数のＣＴのスライス画像をスライス面の垂直方向に積み上げて三次元画像（原画像）を形成し、この原画像や画像再構成プログラム等が格納され、主メモリ９２には画像表示装置のハードウエア全体を制御するプログラムの他、磁気ディスク９３から読み出したプログラム等を実行する演算領域が設けられている。
【００２１】
ＣＰＵ９１は、前記原画像や各種プログラムを読み出し、主メモリ９２を用いて本発明に係る断面像や合成画像の構成、視点位置補正に係る制御等を行い、その構成した画像を示す画像データを表示メモリ９４にデータ転送バス９９を介して転送し、ＣＲＴ９５に表示させる。
【００２２】
次に、各実施の形態のそれぞれについて説明する。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
上記ハードウエアのように構成された画像表示装置は、特願平１０−１７５９７５号に記載されている方法によって、前記原画像を曲面で切断した切断面を画像情報に展開し、この画像情報をＣＲＴに表示する。この操作について、図１を用いて概説する。
図１は原画像を曲面で切断した切断面を画像化する態様を示す図である。
【００２４】
図１に示されるように、複数のＣＴ画像について、そのスライス方向に垂直に積み上げた三次元の原画像を構成する。このとき、スライス方向の一方をＸ方向、Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、スライスの積み上げ方向をＺ方向とする。
【００２５】
このように定義すると、図１（ａ）では、ＣＴ画像毎に設定した視点（この場合、血管３の内部領域に視点を設定している）に基づきＸ方向の切断面１に沿った画像が、図１（ｂ）では同様にＹ方向の切断面２に沿った画像がそれぞれ得られ、図１（ｃ）のように、Ｘ方向の切断像、Ｙ方向の切断像がそれぞれ別個に表示されることとなる。
【００２６】
本発明の第１の実施形態ではＸ方向の断面像だけに着目し、その骨子たる切断面と観察対象の中心位置との位置ずれを表示することについて、図３に基づいて図１、図３を参照しながら説明する。
図２は本発明の第１の実施の形態の視点に基づく切断面と観察対象の中心位置との位置ずれを表示する合成画像の表示例と、前記観察対象の中心位置の計算原理を説明するために示した図、図３は本発明の第１の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【００２７】
図１（ａ）に示した複数のＣＴ画像のそれぞれの画像上の血管３の内部領域に視点（×）を設定する（ステップ３１）。
【００２８】
図１（ｃ）の左側に示すようなＸ方向の断層像をステップ３１で設定した視点に基づいて作成する（ステップ３２）。
【００２９】
前記設定した視点のＹ座標での血管の中心位置を示すＸ座標を計算する。
具体的には、図２のように視点座標（切断位置）を通るＹ座標上での濃度値からプロファイルを作り、濃度変化が予め設定したある一定値Δより大きい箇所を検出して血管の両端を求めれば、それら中心位置のＹ座標（○）は平均値、重心、メジアンなどの公知の計算方法によって計算される（ステップ３３）。
【００３０】
ステップ３２で作成したＸ方向の断層像に視点座標（×）を付けたものと、ステップ３３で計算した中心位置のＹ座標（○）とを合成する。
この合成に際しては表示メモリ上に両者を加算してもよいし、表示メモリが画像データとグラフィックデータを別個に取り扱って画像データとグラフィックデータを重畳して合成できるものでは、画像データとしてＸ方向の断層像に視点座標（×）を付けたものをそれぞれ記憶し、これらを重畳して合成させてもよい（ステップ３４）。
【００３１】
ステップ３４で合成した合成画像を表示メモリに記憶させ、この合成画像をＣＲＴに表示する（ステップ３５）。
【００３２】
この実施の形態ではＸ方向の断層像についてのみを説明したが、Ｙ方向の断層像についても適用できることはいうまでもない。
【００３３】
以上説明した実施の形態によれば、ＣＰＵによって血管の濃度値に基づいて前記血管の中心位置座標を演算され、ＣＰＵによって前記血管の切断像と前記中心位置座標とを合成して合成画像を形成されるので、前記血管の切断像と前記中心位置座標を同一の画像上で参照できるから、切断面と血管の中心位置との位置ずれをＣＲＴに表示できる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施形態の骨子は、(1)観察対象の走行方向の的確な断面情報を得るために操作者がうまく手動操作による視点位置の補正ができるようにする、(2)観察対象の走行方向の的確な断面情報を得るために操作者の操作を不要にして自動的に視点位置の補正ができるようにする、(3)前記手動操作による視点位置の補正と前記自動的に行う視点位置の補正とを選択できることにある。これらについて、図５、図６、図８に基づいて図１、図４、図６を参照しながら説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態の視点に基づく切断面について、前記視点の補正について自動とするか手動とするかの選択メニューの例を示し、そのうち手動を選択した結果の例を示す図、図５は本発明の第２の実施の形態のメインルーチンの動作を説明するフローチャート、図６は図５の手動補正処理のサブルーチンの動作を説明するフローチャート、図７は図４で自動を選択した結果の例を示す図、図８は図５の自動補正処理のサブルーチンの動作を説明するフローチャートである。
【００３５】
図４（ａ）のように、視点の補正を自動的に補正するか、手動で補正するかを選択し、選択するアイコンにマウスのカーソルを移動してクリックする（ステップ５１）。
【００３６】
ここで、自動と手動を切り替える理由を説明する。例えば、頚部の大動脈や胃など周りに同じ濃度値を有する他の臓器が無いときは自動であれば簡便であることはいうまでもないが、頭蓋内の血管や腸など周りに同じ濃度値を有する他の臓器が有るときは自動では目的とする血管や臓器の識別が困難で、かえって手動で操作者が操作した方が早く好結果となる場合が多いからである。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように、手動を選択したときは、手動補正処理のサブルーチンを実行する（ステップ５２）。
【００３８】
図７（ａ）に示すように、自動を選択したときは、自動補正処理のサブルーチンを実行する（ステップ５３）。
【００３９】
手動補正処理又は自動補正処理が終わったらメイン処理の終了判定を行い、終了するのであればｙｅｓを選択して処理を終了し、終了しないのであればｎｏを選択してステップ５１を再度実行する（ステップ５４）。
【００４０】
手動補正処理は次の手順で行う。
図４（ｃ）に示すように、マウスのカーソルを表示し、ドラッグして補正したい視点（×）まで移動する（ステップ６１）。
【００４１】
補正したい視点（×）を血管の中心位置（○）まで移動する。血管の中心位置の計算は上記第１の実施の形態で説明したものを援用する（ステップ６２）。
【００４２】
なお、血管の中心位置は視点位置を移動するときのガイドとして表示しているが、血管等が複雑な形状をしているときなどはこのガイド表示がないこともある。
【００４３】
補正したい視点は全て終了したを判定行い、終了するのであればｙｅｓを選択して処理を終了し、終了しないのであればｎｏを選択してステップ６１を再度実行する（ステップ６３）。
【００４４】
自動補正処理は次の手順で行う。
図７（ｂ）に示すように、視点（×）のＹ座標の血管の中心位置のＸ座標を計算する。血管の中心位置の計算は上記第１の実施の形態で説明したものを援用する。なお、この図では理解しやすいように、血管の周辺のプロファイルを表示しているが、通常このプロファイルは表示しなくてもよい（ステップ８１）。
【００４５】
視点（×）を血管の中心位置（○）に置き換える（ステップ８２）。
【００４６】
視点補正の終了判定行い、終了しているのであればｙｅｓを選択して処理を終了し、終了していないのであればｎｏを選択してステップ８１を再度実行する（ステップ８３）。
【００４７】
この実施の形態ではＸ方向の断層像についてのみを説明したが、Ｙ方向の断層像についても適用できることはいうまでもない。
【００４８】
以上説明した実施の形態によれば、マウスによってＣＲＴに表示された切断像上で視点の位置を変更設定され、ＣＰＵによってマウスによって変更設定された視点の位置で断面像を再構成されるので、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更設定がマウスによってできるから、観察対象の走行方向の的確な断面情報を得ることができる。
【００４９】
また、ＣＰＵによって観察対象の濃度値に基づいて観察対象の中心位置情報を演算され、ＣＰＵによって視点の位置と前記中心位置情報とを比較し、両者が一致しないときは前記視点を前記中心位置情報に変更され、ＣＰＵによって変更された視点の位置で断面像を再構成されるので、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更が自動的にできるから、より簡便に観察対象の走行方向の的確な断面情報を得ることができる。
【００５０】
また、マウスによる手動設定と、ＣＰＵによる自動設定とを選択できるから、前記切断像と前記観察対象の中心位置との位置ずれを補正するための変更設定について任意に選択できるという操作上の自由度を増やせる。
【００５１】
また、本発明によって補正された視点に基づいて断層像を更新してもよい。具体的には、補正された視点に基づいて従来技術を用い断層像を作成できる。
【００５２】
また、複数の補正視点による断層像を磁気ディスクに格納しておいて、これらの複数の断層像を同一のモニタに切替表示すれば動画的な解析ができる。
【００５３】
また、これらの複数の断層像を同一モニタ又は複数モニタに同時表示すればマルチ表示ができる。
【００５４】
また、各実施の形態では操作者が操作する入力器をマウスで説明したが、この入力器についてキーボードやトラックボール、タッチパネル等の公知の入力器単体または任意の組み合わせによって表示または補正に係る操作を行ってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、切断面と観察対象の中心位置との位置ずれを表示可能な画像表示装置を提供するという効果を奏する。
【００５６】
また、前記位置ずれを簡便に補正できる画像表示装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】原画像を曲面で切断した切断面を画像化する態様を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の視点に基づく切断面と観察対象の中心位置との合成画像の表示例と、前記観察対象の中心位置の計算原理を説明するために示した図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態の自動、手動の選択と、自動を選択した結果の例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態のメインルーチンの動作を説明するフローチャート。
【図６】図５の手動補正処理のサブルーチンの動作を説明するフローチャート。
【図７】図４で自動を選択した結果の例を示す図。
【図８】図５の自動補正処理のサブルーチンの動作を説明するフローチャート。
【図９】本発明に係る画像表示装置のハードウエア構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
1 Ｘ方向の切断面
2 Ｙ方向の切断面
3 血管
91 中央演算装置（CPU）
92 主メモリ
93 磁気ディスク
94 表示メモリ
95 ＣＲＴ
96 マウスコントローラ
97 マウス
98 キーボード
99 データ転送バス

Claims

三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定し、前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定し、
前記設定された切断面によって前記原画像を切断したような切断像を構成し、前記構成された切断像を表示器に表示する画像表示装置において、
前記観察対象の濃度値が予め設定された値よりも大きい領域を抽出し、抽出された領域の座標に基づき前記観察対象の中心位置の情報を演算する中心位置演算手段と、
前記演算された中心位置情報と前記切断像を前記表示器に表示する手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
前記中心位置演算手段は、抽出された領域中の予め定められた方向における２つの境界座標の平均値を中心位置の座標とすることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記中心位置演算手段は、抽出された領域中の予め定められた方向における重心を中心位置の座標とすることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記表示された切断像上で前記設定された視点の位置を変更設定する手段と、
前記変更設定された視点の位置での切断像を再構成する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
前記変更設定手段は、前記演算された観察対象の中心位置の情報によって、前記視点の位置を変更設定することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。