JP4342784B2 - 分岐体のｃｐｒ画像表示処理方法、分岐体のｃｐｒ画像表示処理装置及びプログラム - Google Patents
分岐体のｃｐｒ画像表示処理方法、分岐体のｃｐｒ画像表示処理装置及びプログラム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法、分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＴ画像を用いた医療診断では、血管の太さと長さを血管に沿って見ていって血管が太くなった異常箇所を発見することが行われる。このための表示処理方法として、ＣＴ画像（３次元データ）から血管のうねりに沿って切った切断曲面を表示する画像処理方法として「ＣＰＲ」(curved-planar reformation)と呼ばれる手法がとられている。ＣＰＲには、切断曲面を２次元平面画像に表示する手法として、投影ＣＰＲ(Projected CPR)、伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)、直線化ＣＰＲ(Straightened CPR)の３つがある。それぞれ診断の用途に応じて使い分けられる。ＣＰＲで表示された画像では、うねる血管の太さの様子を１つの画像で見ることができる。
【０００３】
但し、従来のＣＰＲでは１度に１本の血管しか表示できず、分岐する２本の血管（枝）を１枚の画像に表示することができなかった。すなわち、血管が分岐する場合、切断曲面は分岐した２本の血管に沿って別々に切る必要があるため、分岐した２本の血管は別々の画像としてしか表示できなかった。この場合、血管に沿って画像を見ていって分岐がある度に、どちらか一方の血管しか追うことができず、血管を一通り見終えるまでに時間がかかるという問題があった。また、１枚の画像で分岐の全体の様子を把握することができなかった。
【０００４】
例えば、論文（例えば非特許文献１）には、２つの切断曲面を合成して分岐する２本の血管を１つの画像で表示する表示処理方法が報告されている。すなわち、分岐する血管別に複数のＣＰＲ画像を生成し、各ＣＰＲ画像を適切に１枚の画像に合成する。この画像処理方法を図１７〜１９に示す。
【０００５】
図１７，図１８に示すように、ＣＴ画像データは多数枚のスライス画像SDから構成され、この３次元画像空間内にある２本の血管（枝）１０ａ，１０ｂに分岐する血管１０の各スライス画像SD上における中心点座標はＣＴ画像データから計算により求まる。この中心点座標が分かれば、各血管１０ａ，１０ｂの中心線を通る面で画像空間を切断できる。１本の血管１０ａに沿った切断曲面CP1を取得したら、分岐した残りもう１本の血管１０ｂに沿った切断曲面CP2も取得する（図１９（ａ），（ｂ））。こうして分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂに沿った２枚の切断曲面CP1,CP2を得ると、次に切断曲面CP1,CP2を平面に表示するために投影処理や伸張処理などの平面化処理を行う。すると、図１９（ｃ），（ｄ）に示す２枚の切断平面（1本ずつのＣＰＲ画像）FP1,FP2が得られる。
【０００６】
次に２枚の切断平面FP1,FP2のそれぞれを、画像の共通領域（上段領域）と、非共通領域（下段領域）とに分け、さらに非共通領域については図１９（ｅ）に示すように血管１０ａ，１０ｂのうち切断の対象とされた一方を含む領域（ハッチング領域）とそれを含まない領域とに分ける。こうして得られた２枚のマスクｍ１，ｍ２はそれら各領域が双方で排他的になるように分割される。非共通領域を２つに分ける分割線（同図における破線）には、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を２等分する二等分線が採用されていた。そして、２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像に合成する（同図（ｆ））。この画像処理方法で得られたＣＰＲ画像を見れば、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂも１枚の画像上でみることができるので、診断に時間を要しなくなる。
【０００７】
【非特許文献１】
He S,Dai R,Lu B,Cao C,Bai H,and Jing B,”Medial Axis Reformation:A New Visualization Method for CT Angiography”,Academic Radiology,vol.8,pp.726-733,2001.
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂが、図２０に示すように交差したり、図２１に示すように重なったりした場合（同図における左側からの視点）、前記論文に報告された画像処理方法を用いても、その交差や重なりの部分については、血管１０ａ，１０ｂの太さが正確に表現されないという問題がある。
【０００９】
血管１０ａ，１０ｂが交差する場合は、図２２に示すように、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を取得し（同図（ａ），（ｂ））、次に２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に表示するための処理を施して２枚の切断平面FP1,FP2を取得する（同図（ｃ），（ｄ））。そして、２枚の切断平面FP1,FP2を、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線の間を２等分する二等分線を分割線として、血管１０ａ，１０ｂのうち一方のみをそれぞれ含む二領域（ハッチングを施した画像領域）に排他的に分割する（同図（ｅ））。この排他的に分割した画像領域のそれぞれを有する２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像２０に合成する（同図（ｆ））。
【００１０】
また、血管１０ａ，１０ｂが重なる場合は、図２３に示すように、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を取得し（同図（ａ），（ｂ））、次に２枚の切断曲線CP1,CP2を平面に表示するための処理を施して２枚の切断平面FP1,FP2を取得する（同図（ｃ），（ｄ））。そして、２枚の切断平面FP1,FP2を、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線の間を等分する二等分線を分割線として、血管１０ａ，１０ｂのうち一方のみをそれぞれ含む二領域（ハッチングを施した画像領域）に排他的に分割する（同図（ｅ））。この排他的に分割した画像領域のそれぞれを有する２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像２０に合成する（同図（ｆ））。
【００１１】
しかし、この画像処理方法で得られたＣＰＲ画像においては、図２４に示すように、血管１０ａ，１０ｂの交差部分では、２本の血管１０ａ，１０ｂが一部ずつ混じり合った画像となり、実際の血管１０ａ，１０ｂと太さが異なるように表現されていた。また交差の周辺で血管１０ａの画像が一部欠けて表現されていた。このため、交差部分やその周辺においては実際の血管１０ａの太さを調べることができないという問題があった。
【００１２】
また、図２５に示すように、血管１０ａ，１０ｂの重なり部分（ハッチング領域内）では、一方の血管１０ａのみが表示された画像となり、重なり部分の他方の血管１０ｂを見ることができなかった。また重なり部分近傍では２本の血管１０ａ，１０ｂが一部ずつ混じり合って実際より太く表現されていた。このため、重なり部分やその近傍においても実際の血管１０ａ，１０ｂの太さを調べることができないという問題があった。このため、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが交差または重なるときは、交差や重なりを生じない向きに血管の画像を回転させる操作が必要であった。交差や重なりを生じないような画像の向きを探し、調節する操作は煩雑で、向きを変更する度にＣＰＲ画像が生成され直すため時間がかかるという問題があった。また、交差や重なりが解消されるような画像の向きが存在しない場合は問題を解決することが不可能であった。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、分岐体の複数の枝を一つの画像に表現できるとともに、各枝の交差または重なりの部分も正確に表現できる分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法、ＣＰＲ画像表示処理装置及びプログラムを提供することにある。
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、各保護領域を１つの画像に合成したときに枝同士の交差又は重なりが生じないように、各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる当該枝の分岐点を中心に当該切断平面上で回転させる段階と、前記所定領域のうち少なくとも一つを回転させた後の前記各切断平面から、前記各保護領域を含むとともに１つの画像に合成するための所定領域を各切断平面間で排他的に取り出し、該取り出した所定領域を一つの画像に合成して表示する段階とを備えたことを要旨とする。
【００１７】
この発明によれば、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、各切断平面上に交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定する。各保護領域を１つの画像に合成したときに枝同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つをその所定領域に含まれる当該枝の分岐点を中心に少なくとも枝間の交差又は重なりが生じないように当該切断平面上で回転させる。所定領域のうち少なくとも一つを回転させた後の各切断平面から、各保護領域を含むとともに１つの画像に合成するための所定領域が各切断平面間で排他的に取り出される。そして、これら取り出された所定領域が一つの画像に合成されて表示される。従って、分岐体の複数の枝に交差又は重なりがある場合でも、交差又は重なりをなくした枝の配置で画像が表示されるため、各枝を表示しても枝の全てを正確に見ることができる。また、複数分岐全体を表示することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を１つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定し、当該各保護領域のうちいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、前記手前にくる保護領域の奥に隠れた枝が選択された旨の信号が入力されると、当該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替える段階とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該切断平面上に交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する。各保護領域のうちいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する。手前にくる保護領域の奥に隠れた枝が選択された旨の信号が入力されると、当該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替えられる。従って、分岐した各枝に交差や重なりがある場合、見たい枝を選択すれば画像上でその枝を正確に見ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に、前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる展開手段と、前記展開手段による前記回転後の前記各所定領域を１つの画像に合成して表示する画像表示手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、画像データの画像空間を、複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に、交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定する。展開手段は、保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる。画像表示手段は、展開手段による回転後の各所定領域を１つの画像に合成して表示する。従って、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める切断手段と、前記各切断曲面を切断平面に変換する平面化手段と、前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する設定手段と、前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する画像表示手段と、見る対象とされる枝の選択に応じて前記画像表示手段に指令して該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える切替手段とを備えたことを要旨とする。
【００２３】
この発明によれば、切断手段は、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める。平面化手段は、各切断曲面を切断平面に変換する。設定手段は、前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する。画像表示手段は、前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する。切替手段は、見る対象とされる枝の選択に応じて画像表示手段に指令して該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替える。従って、請求項２に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、前記一つの画像は、前記切断平面を枝別に分割線で区画する各分割画像に、前記保護領域を上書きして合成されることを要旨とする。
【００２５】
この発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の作用効果に加え、一つの画像は、切断平面を枝別に分割線で区画する各分割画像に、前記保護領域を上書きして合成される。従って、分岐する各枝だけでなくその背景画像もさほど違和感のない自然な状態で表示できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、交差又は重なりをもつ複数本の枝は第１枝と第２枝を含み、前記第１枝についての前記保護領域と前記第１枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第１対象画像と、前記第２枝を含む前記分割画像から前記第１枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第１背景画像とを合成して第１枝が選択されたときに表示する第１画像を形成する第１画像形成手段と、前記第２枝についての前記保護領域と前記第２枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第２対象画像と、前記第１枝についての分割画像から前記第２枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第２背景画像とを合成して第２枝が選択されたときに表示する第２画像を形成する第２画像形成手段と、前記切替手段は前記第１画像と第２画像とを外部から入力される枝選択信号に応じて切り替えることを要旨とする。
【００２７】
この発明によれば、請求項４又は５に記載の発明の作用効果に加え、第１画像形成手段は、第１枝についての保護領域と第１枝を含む分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第１対象画像と、第２枝を含む分割画像から第１枝についての保護領域を差し引く差分演算して得られる第１背景画像とを合成して第１枝が選択されたときに表示する第１画像を形成する。一方、第２画像形成手段は、第２枝についての保護領域と第２枝を含む分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第２対象画像と、第１枝についての分割画像から第２枝についての保護領域を差し引く差分演算して得られる第２背景画像とを合成して第２枝が選択されたときに表示する第２画像を形成する。切替手段は第１画像と第２画像とを外部から入力される枝選択信号に応じて切り替える。従って、第１枝と第２枝だけでなくその背景画像もさほど違和感のない自然な状態で表示できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、前記各枝の保護領域は、前記各枝の分岐に至るまで枝に沿って延びる領域に設定されるとともに、分岐付近では分岐点を通るように両枝間を分割する分割線を境界とすることを要旨とする。
【００２９】
この発明によれば、請求項３〜６のいずれか一項に記載の発明おいて、各枝の保護領域は、各枝の分岐に至るまで枝に沿って延びる領域に設定される。分岐付近では分岐点を通るように両枝間を分割する分割線を境界としている。従って、各保護領域を合成して得られた画像において、分岐付近で各枝が正確に表現される。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる段階と、コンピュータが前記回転後の前記各所定領域を一つの画像に合成して表示する段階とをコンピュータに実行させることを要旨とする。
【００３１】
この発明によれば、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
請求項９に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める段階と、コンピュータが前記各切断曲面を切断平面に変換する段階と、コンピュータが前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する段階と、コンピュータが前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、コンピュータが見る対象とされる枝の選択に応じて該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える段階とをコンピュータに実行させることを要旨とする。
【００３２】
この発明によれば、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項２に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１に示すように、画像表示装置１は、データベース２からＣＴ画像撮影装置により撮影されたＣＴ画像データを読み取って、ＣＰＲ画像をはじめとする医療診断用の各種画像を生成し画面に表示する。本実施形態では、ＣＰＲ画像の画像表示処理に特徴がある。使用される画像データは、ＣＴ画像に限らず、ＭＲ画像でも勿論よいが、本実施形態ではＣＴ画像を例に説明する。
【００３４】
画像表示装置１は、計算機３（ワークステーションやパーソナルコンピュータ）と、表示装置４と、キーボード５及びマウス６などの入力装置とを備えている。計算機３はデータベース２と接続されている。
【００３５】
図２は、画像表示装置の概略構成を示す。計算機（コンピュータ）３にはＣＰＵ（中央処理装置）７、ハードディスク等からなるメモリ８が備えられており、メモリ８には、ＣＰＲ画像処理を実行するためのプログラム（アプリケーションソフト）９が記憶されている。メモリ８はデータベース２又はハードディスクから読み取ったＣＴ画像の画像データ（ボリュームデータ）を一時記憶するメモリ部８ａと、ＣＰＵ７がプログラム９を実行し、画像データ（３Ｄ座標データ含む）を用いて行われる画像処理によって生成された画像処理データを一時記憶するメモリ部８ｂとを備えている。ＣＰＵ７は、このプログラムを実行することにより、データベース２から取得したＣＴ画像データを用いて所定のＣＰＲ画像を生成する画像処理を実行する。画像データは、患者等の人体を断層撮影したもので、血管をＣＰＲ画像で表示し、血管が異常に太くなった異常箇所（動脈瘤など）を発見する画像診断に使用する。この画像診断では、血管の長さと太さを正確に知る必要があり、血管の分岐からの距離（長さ）をみることで診断している位置を特定し、血管の太さをみることで異常箇所を発見する。但し、診断している位置が特定できれば長さは必ずしも正確である必要はないため、血管の中心線の長さが保存される伸張ＣＰＲ、直線化ＣＰＲだけでなく、血管の中心線の長さが保存されない投影ＣＰＲも採用できる。
【００３６】
本実施形態におけるＣＰＲ画像処理は、従来技術で述べた処理と同じ処理（図２２（ａ）〜（ｅ），図２３（ａ）〜（ｅ））を途中まで使い、２枚の切断平面を合成する処理が異なっている。つまり、(1)血管１０ａ，１０ｂに沿って切断曲面CP1,CP2を生成する処理、(2)切断曲面CP1,CP2から切断平面FP1,FP2へ変換する処理（平面化処理）、(3)２本の血管１０ａ,１０ｂを同時に表示する画像の合成に使うマスクｍ１，ｍ２の作成処理については同様である。そして、交差や重なりのある２本の血管１０ａ,１０ｂを同時に表示する本実施形態の画像の合成に使う新規マスクは、マスクｍ１，ｍ２とその他後述する２枚のマスクを用いて作成する。従って、上記(1)〜(3)の処理については、従来技術の説明に使った図面（図２２，図２３）を用いて簡単に説明し、主にマスク作成処理、画像合成処理、画像切替処理について詳しく説明する。なお、この実施形態では、分岐体（樹状体）として管状体である血管１０ａ，１０ｂを例とするが、血管１０ａ，１０ｂ以外の気管支や骨などの枝状組織の画像表示にも勿論利用可能である。
【００３７】
まずユーザは表示装置４の画面上でキーボード５やマウス６を操作して患者の所定の画像ファイルを選択しＣＴ画像を表示するとともに、画面上でＣＰＲ画像表示モードを選択し、さらに診断する血管１０ａ，１０ｂをマウス６等で選択する。このとき、血管１０ａ，１０ｂを見る向きは、マウス６等で操作でき、血管１０ａ，１０ｂを見る向きを変えたければマウス６を操作して所望する向きに画像を回転させるなどする。血管１０ａ，１０ｂを見る向きが決まれば、それをもとに切断曲面CP1,CP2を切断する。なお、ＣＴ画像データには、ＣＴ撮影装置によりＣＴスキャンされた人体の断層画像（スライス画像）の座標データもすべてあり、血管の中心線を導出する複雑なアルゴリズムで血管１０ａ，１０ｂの中心線を計算している。また、血管の断面は円とは限らないので、通常長軸と短軸を計算して直径の代わりにしている。
【００３８】
本実施形態の画像表示処理では、分岐する血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりがある場合、画面上に表示された画像において２本の血管１０ａ，１０ｂのうち観察したい方を選択する。これにより、選択した方の血管が画面の手前側に表示された画像に切り替わり、交差や重なりの部分においても選択した血管については正確な画像が提供される。
【００３９】
ＣＰＵ７が図１２にフローチャートで示すプログラムを実行することにより、この画像表示処理が行われる。以下、この画像表示処理の処理内容について詳しく説明する。
【００４０】
図３に示すように、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂが交差する場合を例にして説明する。まず見る向きをもとに、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線に沿って（つまり各スライス画像における血管１０ａ，１０ｂの中心点座標を通るように）切断して２枚の切断曲面CP1,CP2を取得する。図２２（ａ），（ｂ）に示すような２枚の切断曲面CP1,CP2が求まる。２枚の切断曲面CP1，CP2は、血管１０ａ，１０ｂが分岐する前の１本となった部分１０ｃで共通で、２本に分岐している部分が異なる。
【００４１】
次に、所定の前処理をした後、切断曲面CP1,CP2を切断平面へ変換する処理を実行する。例えば投影ＣＰＲ(Projected CPR)または伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)の処理が実行される。その結果、図２２（ｃ），（ｄ）に示す２枚の切断平面FP1,FP2が求まる。この次からの処理が従来技術のものと異なる。
【００４２】
まず図４に示すように、２枚の切断平面FP1，FP2において、血管１０ａ，１０ｂに沿って所定の幅Ｗの保護領域Ｓ１，Ｓ２を設定する。所定の幅Ｗは、血管１０ａ，１０ｂの太さ（幅）以上の値に設定されており、この保護領域Ｓ１，Ｓ２内に血管１０ａ，１０ｂの径方向におけるすべてが含まれる。この例では、ストリップの幅Ｗは、血管１０ａ，１０ｂの太さよりも広い一定幅に設定され、ストリップＳ１，Ｓ２の中心線は血管１０ａ，１０ｂの中心線と一致する。この血管１０a，１０bに沿って長く延びる短冊形状の保護領域Ｓ１，Ｓ２のことを、この明細書では「ストリップ(Strip)」と呼ぶことにする。ストリップＳ１，Ｓ２は、血管１０の分岐する血管１０ａ，１０ｂの部分だけに設定している。ストリップＳ１，Ｓ２は、画像として保護する領域となる。
【００４３】
次に２つのストリップＳ１，Ｓ２が設定された２枚の切断平面FP1,FP2と、従来技術で述べた手法で作成された２枚のマスクｍ１，ｍ２とを用いて、枝に交差または重なりがある血管１０の画像表示に使用するマスクＭ１〜Ｍ４を作成する（図７，図８参照）。そして、図９（ａ）に示すようにマスクＭ１，Ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、血管１０ａを含むストリップＳ１が手前に表示された１枚の画像２０ａに合成する。また、図９（b）に示すようにマスクＭ３，Ｍ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、血管１０ｂを含むストリップＳ２が手前に表示された１枚の画像２０ｂに合成する。例えばデフォルトでは実際の血管１０ａ，１０ｂの前後関係に合わせて視点により近い方の血管１０ｂが手前にくる画像２０ｂが表示されるようになっており、血管１０ａを見たいときにはマウス６で画像２０ｂ上の血管１０ａを選択すると、血管１０ａが手前にくる画像２０ａに切り替わる。手前にくる血管が選択される度に、その選択された血管が手前にくる画像を作成するためのマスクがその都度作成される。すなわち、血管１０ａが選択されると、その血管１０ａが手前にくる画像を作成するためのマスクＭ１，Ｍ２が作成され、一方、血管１０ｂが選択されると、その血管１０ｂが手前にくる画像を作成するためのマスクＭ３，Ｍ４が作成される。
【００４４】
ここで、図５（ａ）に示すように、血管１０の分岐点Ｐに至るまで所定幅Ｗのストリップを設定すると、作成された画像が同図（ｂ）に示すように、分岐点Ｐ付近で他方の血管１０ｂの一部がストリップＳ１に隠れて表示されなくなる。これを回避するため、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、分岐点Ｐ付近におけるストリップＳ１，Ｓ２の境界線を、血管１０ａ，１０ｂの中心線間を所定比（本例では１：１）に分割（二等分）する分割線（二等分線）SLとするように設定している。こうすることで図６（ｂ）に示すように画像２０ａでは、分岐点Ｐ付近でも他方の血管１０ｂが分岐点Ｐに至るまで途切れなく表示されるようにしている。ストリップＳ１，Ｓ２の設定時にはこのような前処理も行われる。
【００４５】
次にマスクＭ１〜Ｍ４の作成処理について図７，図８に基づいて説明する。
ここで、図７がマスクＭ１，Ｍ２の作成処理を示し、図８がマスクＭ３，Ｍ４の作成処理を示す。いずれもマスクｍ１，ｍ２とストリップマスクMS1,MS2を用いる。なお、マスクｍ１，ｍ２，MS1,MS2，Ｍ１〜Ｍ４は、「０」か「１」の２値情報で切断平面のFP1,FP2の各ピクセルに対応している。
【００４６】
まず図７（ａ）に示すように、マスクｍ１とストリップマスクMS1とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ１を作成する。また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２からストリップマスクMS1を差し引く演算をすることによりマスクＭ２を作成する。そして、マスクＭ１とマスクＭ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ａ）に示すように血管１０ａが手前に表示される1枚の画像２０ａに合成する。
【００４７】
一方、図８（ａ）に示すように、マスクｍ１からストリップマスクMS2を差し引く演算をすることによりマスクＭ３を作成する。また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２とストリップマスクMS2とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ４を作成する。そして、マスクＭ３とマスクＭ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ｂ）示すように血管１０ｂが手前に表示される1枚の画像２０ｂを合成する。よって、血管１０ａ，１０ｂが交差する部分についても正確な血管１０ａ，１０ｂの太さを調べることができる。なお、２本の血管１０ａ，１０ｂに重なりがある場合も、その画像処理内容は交差があるときと同様の処理がなされる。この場合、例えばデフォルトでは実際に手前にある血管１０ｂ(ストリップＳ２)が手前になるように画像が表示され、その後、その画像において他方の血管１０ａをマウス６で選択すると、その選択された血管１０ａが手前となる画像に切り替わる。よって、血管１０ａ，１０ｂの重なり部分についても血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に調べることができる。
【００４８】
ところで、図９に示す２枚の画像２０ａ，２０ｂにおいて、血管１０ａ，１０ｂの交差付近では、手前に表示される血管１０ａ（１０ｂ）と交差する奥側の血管１０ｂ（１０ａ）がストリップＳ１（Ｓ２）に隠れて途切れている。これはストリップの幅をやや誇張して広めに描いているからで、実際には血管１０ａ，１０ｂの太さ（直径）に所定値（血管径の５〜３０％程度）を加えた値程度に設定するため、奥側の血管１０ａ，１０ｂの途切れはほとんど目立たない。もちろん、手前に表示されている血管１０ａ（１０ｂ）が一目で分かるように、故意に他方の血管１０ｂ（１０ａ）の途切れを強調させてもよい。
【００４９】
図１０は、ストリップの領域を設定する方法を示す。同図（ａ）は、血管１０ａの中心線に沿って一定の幅ＷとなるようにストリップＳを設定する。同図（ｂ）は、血管１０ａの径(直径)に等しい幅となるようにストリップＳを設定する。血管１０ａの太さ（径）は中心線計算時に取得したものを使用し、血管１０ａの太さの変化に応じてストリップＳの幅も変化する。これらは枝毎に幅を設定する。また、同図（ｃ）は、血管１０ａ，１０ｂの最大径Ｗａmax，Ｗｂmaxに等しい幅となるようにストリップＳを設定する。
【００５０】
図１１は分割線の設定方法を示す。分割線SLは、同図（ａ）に破線で示す分割線SLのように、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を１：１に分割する二等分線に限定されず、同図に一点鎖線で示すように２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を任意の比(この例では３：７)で分割する分割線SLを設定することもできる。また血管１０ａ，１０ｂの中心線間を所定の比率に分割する方法に限らず、同図（ｂ）に示すように、ストリップＳ１，Ｓ２の境界を基準線とし、その間を所定の比率（この例では１：１）に分割する分割線SLを設定することもできる。もちろん所定の比率は１：１に限定されず、任意の比率を設定してよい。
【００５１】
次にプログラムについて説明する。図１２にフローチャートで示したものが本実施形態の画像表示処理プログラム（分岐表示用画像処理ルーチン）である。ＣＰＵ７がこのプログラムを実行することで図２〜図９等に示す処理が実行される。なお、血管１０に分岐があるかどうかは事前に演算により調べられ、分岐がある場合に以下の処理を実行する。
【００５２】
まずステップ（以下単に「Ｓ」と記す）１０では、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を作成する。
次のＳ２０では、この２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に引き伸ばす平面化処理をして２枚の切断平面FP1,FP2を作成する。
【００５３】
Ｓ３０では、分岐表示用のマスクｍ１，ｍ２を作成する。すなわち、２枚の切断平面FP1,FP2のそれぞれにおいて、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を二等分する二等分線を分割線SLとする分割をする。分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂの属する領域で、分割線SLにより排他的に２つに分割（区画）された分割領域（ハッチング領域）が設定される。こうして図７に示す２つのマスクｍ１，ｍ２が作成される。
【００５４】
Ｓ４０では、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂに「交差」または「重なり」があるか否かを判断する。交差または重なりがあるかどうかは、２本の血管１０ａ，１０ｂの切断平面FP1,FP2上の中心線の座標から判定する。交差および重なりがない場合は、Ｓ５０に進んで、交差および重なりがない場合の通常処理を実行する。一方、交差または重なりがある場合は、Ｓ６０に進む。
【００５５】
Ｓ５０では、分岐表示用のマスクｍ１，ｍ２を用いて画像合成する通常処理を実行する。この通常処理は図１９（ｅ），（ｆ）に示す処理であり、この通常処理が実行されることにより、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが１枚の画像上に表示される。
【００５６】
Ｓ６０では、ストリップマスクMS1,MS2を作成する。すなわち、まず２枚の切断平面FP1,FP2において、血管１０ａ，１０ｂに沿ってストリップＳ１，Ｓ２を設定する。このとき分岐点Ｐ付近における２本の中心線間を二等分する分割線（二等分線）を計算してその分割線を２つのストリップＳ１，Ｓ１の境界とする。そして、これらをストリップマスクMS1,MS2とする。
【００５７】
Ｓ７０では、分岐表示用マスクとストリップマスクを用いて交差表示用マスクＭ１，Ｍ２またはマスクＭ３，Ｍ４を作成する。すなわち、血管１０ａが手前にくる画像を合成するときはマスクＭ１，Ｍ２を作成し、血管１０ｂが手前にくる画像を合成するときはマスクＭ３，Ｍ４を作成する。マスクＭ１，Ｍ２を作成するときは、図７（ａ）に示すように、マスクｍ１とストリップマスクMS1とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ１を作成し、また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２からストリップマスクMS1を差し引く演算をすることによりマスクＭ２を作成する。一方、マスクＭ３，Ｍ４を作成するときは、図８（ａ）に示すように、マスクｍ１からストリップマスクMS2を差し引く演算をすることによりマスクＭ３を作成し、また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２とストリップマスクMS2とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ４を作成する。
【００５８】
Ｓ８０では、交差表示用マスクを用いて画像合成処理を行う。すなわち、前のＳ７０でマスクＭ１，Ｍ２が合成された場合は、マスクＭ１とマスクＭ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ａ）示すように血管１０ａが手前に表示される１枚の画像２０ａに合成する。一方、前のＳ７０でマスクＭ３，Ｍ４が合成された場合は、マスクＭ３とマスクＭ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、同図（ｂ）示すように血管１０ｂが手前に表示される１枚の画像２０ｂに合成する。
【００５９】
そしてＳ９０では、画像を表示する。例えばデフォルトでは実際の血管１０ａ，１０ｂの前後関係に合わせて血管１０ｂが手前に表示される画像２０ｂが初期画像として表示される（図９（ｂ））。
【００６０】
Ｓ１００では、奥側に表示された血管１０ａ（１０ｂ）が選択されたか否かを判断する。奥側の血管１０ａ（１０ｂ）がマウス６により選択された選択信号を入力するとＳ７０に移行し、特に選択されず選択信号の入力がなければＳ１１０に進み、現在の画像表示処理を終了させる旨の信号を入力するまで現在の画像を表示したまま待機する。
【００６１】
Ｓ１００において、奥側の血管１０ａ（１０ｂ）がマウス６により選択された選択信号を入力したと判断すると、選択された血管１０ａ（１０ｂ）を手前に表示する画像に切り替える旨の設定がなされるとともに、Ｓ７０に移行する。
【００６２】
そしてＳ７０では、マウス６で選択された奥側の血管１０ａ（１０ｂ）が手前にくる画像を合成するために使用される交差表示用マスクＭ１，Ｍ２（又はＭ３，Ｍ４）を分岐表示用マスクとストリップマスクを用いて作成する。
【００６３】
次いでＳ８０では、交差表示用マスクＭ１，Ｍ２（又はＭ３，Ｍ４）を用いて画像合成処理がなされ、Ｓ９０においてその合成された画像の画像表示がさなれる。
【００６４】
例えばデフォルトの画面２０ｂにおいてマウス６で血管１０ａを選択すると、その選択された血管１０ａ（つまりストリップＳ１）が手前にくる画像２０ａに切り替わる。こうして、交差または重なりがある場合でも、血管１０ａ，１０ｂのうち手前にくる一方を選択することで、２本の血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に見ることができる。
【００６５】
以上説明したように本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）分岐する血管１０ａ，１０ｂにおいても、１枚の画像に分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが同時に表示されるＣＰＲ画像が得られる。しかも血管１０ａ，１０ｂの太さを検査するとき、たとえ２本の血管１０ａ，１０ｂに交差または重なりがあっても、その部分では検査の対象としている血管１０ｂ（１０ａ）が手前に表示される。一方、他方の血管１０ａ（１０ｂ）を検査したい場合には他方の血管１０ａ（１０ｂ）が手前に表示される画像に切り替えればよい。よって、血管１０ａ，１０ｂの交差または重なりの部分についても血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に調べることができる。
【００６６】
（２）分岐点Ｐ付近では血管１０ａ，１０ｂの中心線間の二等分線をストリップの境界として２つのストリップＳ１，Ｓ２を設定した。よって、分岐点Ｐ付近においても血管１０ａ，１０ｂの途切れのない画像を提供できる。
【００６７】
（３）マスクｍ１，ｍ２とストリップＳ１，Ｓ２を用いてマスクＭ１〜Ｍ４を作成したので、画像２０ａ，２０ｂにおいて血管１０ａ，１０ｂの背景が不自然ではない。
【００６８】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。
図１４は、第２の実施形態で採用する２種類の表示モードで表示された画像を示す。分岐する血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりがある場合、ユーザは、血管の各枝を閉じたままでＣＰＲ画像を生成する同図（ａ）に示す「閉じモード」と、血管の各枝を開く同図（ｂ）に示す「開きモード」の２種類の表示モードから１つを、キーボード５やマウス６を操作することにより選択することができる。
【００６９】
図１４（ａ）に示す「閉じモード」は、前記第1の実施形態の表示方式のことで血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりのあるまま画像を表示する。一方、同図（ｂ）に示す「開きモード」は、血管１０ａ，１０ｂの分岐角度を交差又は重なりのなくなるまで開く処理を行ってから画像を表示する。「閉じモード」では前記第１の実施形態と同様に、ユーザは図１４（ａ）の画像上における血管１０ａ，１０ｂのうち交差で下側になっている方をマウス６で選択すると、その選択された側の血管１０ａ（１０ｂ）が上側(画面手前側)に表示される画像に切り替わる。
【００７０】
「開きモード」では、まず血管１０ａ，１０ｂ毎の切断平面作成後、各切断平面上において血管１０ａ，１０ｂのストリップＳ１，Ｓ２を設定する。そして分岐する血管１０ａ，１０ｂのうち少なくとも一方（この例では血管１０ａ）を、ストリップＳ１，Ｓ２同士の交差又は重なりが生じなくなるまで、分岐点Ｐを中心に、血管１０ａ，１０ｂの分岐角を広げる調節をする。これにより図１４に示すように、血管１０ａ，１０ｂ毎に設定したストリップＳ１，Ｓ２同士の交差および重なりがなくなるように事前にレイアウト調整される。この血管の各枝（つまりストリップ）を開く（広げる）展開処理により、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂをその交差および重なりがなくなってそのすべてを同時に見られるとともに、診断の対象とする血管１０ａ，１０ｂの長さおよび太さの必要情報については維持される。よって、展開処理によってストリップＳ１，Ｓ２を除く部分の画像に多少のゆがみが生じたり、他の臓器との血管の相対位置が不正確なものとはなるが、血管の必要情報が維持されることから正確な診断を行うことができる。
【００７１】
画像表示装置１の構成は、前記第１の実施形態と同じであり、画像処理を行うプログラムの内容のみが異なる。メモリ８に記憶されるプログラム９には、図１２に示すプログラムの他、図１６にフローチャートで示すプログラムも含まれる。以下、ＣＰＵ７がこのプログラムを実行したときの処理内容を、図１２，図１６に基づいて説明する。
【００７２】
Ｓ２１０では、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂに交差または重なりがあるか否かを判断する。交差または重なりがあるかどうかは、２本の血管１０ａ，１０ｂの切断平面FP1,FP2上の中心線の座標から判定する。交差および重なりがない場合は、Ｓ２８０に進んで、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２のＳ３０以降の処理）へ移行し、交差および重なりがない場合の通常処理（Ｓ３０〜Ｓ５０，Ｓ９０）を実行する。一方、交差または重なりがある場合は、Ｓ２２０に進む。
【００７３】
Ｓ２２０では、交差および重なりを無くすように画像が回転可能かどうかを判断する。そのような回転が可能であればＳ２３０に進み、そのような回転が不可能であればＳ２４０に進む。
【００７４】
Ｓ２３０では、回転処理を実行する。つまり交差または重なりが無くなるように血管１０を見る方向を変える。この回転処理の後は、Ｓ２８０へ移行し、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２におけるＳ１０以降の処理）を実行する。この場合、前記第1の実施形態と同様の処理が行われる。
【００７５】
Ｓ２４０では、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を作成する。
次のＳ２５０では、この２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に引き伸ばす平面化処理をして２枚の切断平面FP1,FP2を作成する。
【００７６】
Ｓ２６０では、表示モードを判断する。すなわち、ユーザによりキーボード５やマウス６を操作して選択された表示モードが「閉じモード」か「開きモード」かを判断する。「閉じモード」であればＳ２８０に進み、一方「開きモード」であればＳ２７０に進む。
【００７７】
Ｓ２７０では、交差または重なりが無くなるように分岐角を広げる展開処理を実行する。この展開処理を説明すると次のようになる。まず図１３（ａ）と同図（ｂ）の左側図に示すように、各切断平面FP1,FP2上にストリップＳ１，Ｓ２を設定する(図４参照)。次に、各切断平面FP1,FP2を１枚の画像に合成したときにストリップＳ１，Ｓ２に交差または重なりが生じなくなるまで、各切断平面FP1,FP2のうち少なくとも一方についてストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域を、分岐点Ｐを中心に血管１０ａ，１０ｂの分岐角を広げる方向へ回転させる。この例では、図１３（ｂ）に示す切断平面FP2におけるストリップＳ２を含む所定領域（ハッチング領域）を、分岐点Ｐを中心に他方の切断平面FP1における血管１０ａから離れる方向へ所定角度だけ回転させる。すなわち、図１３（ｂ）における左側図の状態から同図右側図の状態へ所定領域を回転させる展開処理を行う。この展開処理後の各切断平面FP1,FP2からストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域（図１３における各切断平面上のハッチング領域）を切り取って合成することで、両ストリップＳ１，Ｓ２に交差または重なりの無い図１４（ｂ）に示すような合成画像を以降の処理で得る。このための前処理として展開処理は行われる。つまり、各切断平面FP1,FP2から保護領域を含むように所定領域を切り取って、その切り取った所定領域を適宜回転させてから１枚の画像に合成するために、所定領域について分岐点を中心に回転させて分岐角を広げる展開処理を行う。
【００７８】
もちろん展開処理は、一方の切断平面FP2におけるストリップＳ２を含む所定領域のみ回転させる展開処理に限定されず、各切断平面FP1,FP2においてストリップＳ１，Ｓ２をそれぞれ含む２つの所定領域を共に各血管１０ａ，１０ｂの分岐を開く（分岐角を広げる）方向へほぼ均等に開く展開処理としてもよい。この展開処理に伴って血管１０ａ，１０ｂの分岐角の他、背景画像も若干不自然となるが診断上必要な情報は得られるので特に問題はない。
【００７９】
所定領域は、展開処理後に各所定領域をマスクとして合成した際、各所定領域を区画する各境界線SL1,SL2,SL3が、血管１０ａ，１０ｂと血管１０ｂ，１０ｃと血管１０ｃ，１０ａのそれぞれの中心線をそれぞれ二等分するように設定される。また、図１３（ｂ）では、所定領域を回転させた際、画像枠内の収まるように所定領域を設定しており、図１３（ｂ）右側図では所定領域はストリップＳ２の全てを含んでいない。もちろん、血管の全体像を表示するためストリップＳ２を含むように画像枠を拡張してもよい。
【００８０】
この展開処理の後、Ｓ２８０へ移行し、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２におけるＳ３０以降の処理）を実行する。この場合、展開処理後の画像データ（画像空間）に対する分岐表示用マスク作成処理（Ｓ３０）は、次のように行われる。図１３（ｂ）に示す血管１０ａ，１０ｂ間、および血管１０ｂ，１０ｃ間をそれぞれ等分割する分割線SL1,SL2と、分岐点Ｐを通る水平線とにより３本の血管１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそれぞれ属する３つの分割領域に区画する。そして、これら各分割領域を排他的にもつ、図１３（ａ），同図（ｂ）における右側図，同図（ｃ）に示す３つのマスクME1,ME2,ME3を作成する。この場合、展開処理後で交差または重なりがないと判断され（Ｓ４０）、これら３つのマスクME1,ME2,ME3を１枚の画像に合成する（Ｓ５０：画像合成処理）。この結果、血管１０が1枚の画像上で２本の血管１０ａ，１０ｂに交差も重なりもない状態で表示される（Ｓ９０：画像表示）。
【００８１】
図１５は、血管１０が複数に分岐している例である。このように複雑に分岐する血管１０であっても、血管１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅ毎に設定したストリップＳ１〜Ｓ４の交差または重なりが無くなるように展開処理をする。つまり、分岐した各血管１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅ毎の切断平面についてストリップＳ１〜Ｓ４を含む所定領域を、各分岐点Ｐ１，Ｐ２を中心にその分岐角を広げる方向へ開く展開処理を行う。そして、展開処理後の所定領域を１枚の画像に合成することにより、同図（ｂ）に示すように交差も重なりもない画像を表示できる。同図は投影ＣＰＲ(Projected CPR)または伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)を適用した例となるが、直線化ＣＰＲ(Straightened CPR)を適用した場合は、同図（ｃ）に示すような画像が得られる。
【００８２】
従って、この第２の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（４）各切断平面についてストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域のうち少なくとも一つを分岐点Ｐを中心に分岐角を広げる方向へ回転させる展開処理を採用し、展開処理後の所定領域をマスクとして一枚の画像に合成する。よって、交差または重なりがある血管１０ａ，１０ｂを有する血管１０を、交差も重なりもない状態で画像表示することができる。従って、元々交差または重なりのある血管１０を、交差も重なりもない状態に画像表示できることから、交差または重なりのある血管１０ａ，１０ｂの一方の全体を見るために前記第１の実施形態で必要であったマウス６等による選択操作を不要とすることができる。
【００８３】
なお、実施の形態は上記に限定されず、以下の変形例も採用できる。
・ 前記第１の実施形態では、分岐体の枝の全エリアに保護領域（ストリップ）を設定したが、各枝が交差又は重なるエリアのみに保護領域（ストリップ）を設定してもよい。その他、保護領域の設定の仕方は、枝の表示したい部分が保護される領域であれば適宜設定してよい。
【００８４】
・交差または重なりの部分だけは、ストリップの幅をそれ以外の部分の幅より相対的に狭く設定するストリップ設定方法を採用することができる。交差または重なりの部分では、ストリップの幅を血管１０ａ，１０ｂの直径に等しくとったり、その直径よりは広いが他の部分の幅より相対的に狭くとったりする。このようにストリップを設定すれば、血管１０ａ，１０ｂの交差または重なりの部分で奥側に表示される血管１０ａ（又は１０ｂ）の途切れを目立たなくすることができる。
【００８５】
・分岐体は、血管や気管支、骨等に限定されない。ＣＴ撮影等が可能であればリンパ管や神経などの枝状組織であっても構わない。また特に人体や動物、植物等の生物の管状組織に限らず、機械、装置類に使用される枝状に延びたパイプなどの配管やケーブルなどの配線、電気回路で使用される信号線などの配線を、分岐体とする画像処理に適用することもできる。
【００８６】
以下、前記各実施形態及び変形例から把握される技術的思想を記載する。
（１） 前記保護領域は、前記枝と中心線を共通としつつかつ当該枝の太さに応じた幅で当該枝に沿うように設定されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
【００８７】
（２） 請求項５又は請求項６に記載の発明おいて、前記分割画像は、前記切断平面において、分岐する両枝の分岐点を通るとともに両枝間を所定の比率に分割する分割線で分割されることを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、分岐体の複数の枝を一つの画像に表現できるとともに、各枝の交差または重なりの部分も正確に表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１、第２の実施形態における画像表示装置の概略構成図。
【図２】 画像表示装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】 分岐した血管が交差する状態を示す模式図。
【図４】 マスクを示す模式図。
【図５】 血管が途切れる例を示す画像図。
【図６】 血管が途切れない処理を説明する画像図。
【図７】 マスクを作成する演算処理を説明する画像図。
【図８】 同じく画像図。
【図９】 マスクを合成した画像を表示する説明図。
【図１０】 ストリップの設定方法を説明するマスク図。
【図１１】 分割線の設定方法を説明するマスク図。
【図１２】 分岐表示用画像処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１３】 第２の実施形態におけるマスク図。
【図１４】 分岐した血管の画像を示し、（ａ）は閉じモードの画像図、（ｂ）は開きモードの画像図。
【図１５】 複数分岐した血管を開く展開処理の説明図。
【図１６】 展開処理を含む画像表示処理を示すフローチャート。
【図１７】 従来技術における画像データを示す模式図。
【図１８】 切断曲面を示す模式図。
【図１９】 画像生成手順を示す説明図。
【図２０】 分岐した血管が交差する状態を示す模式図。
【図２１】 分岐した血管が重なる状態を示す模式図。
【図２２】 交差する血管の画像生成手順を示す説明図。
【図２３】 重なる血管の画像生成手順を示す説明図。
【図２４】 血管の交差部分を示す画像図。
【図２５】 血管の重なり部分を示す画像図。
【符号の説明】
１…画像表示装置、２…データベース、３…ＣＰＲ画像表示処理装置、コンピュータ、展開手段、画像表示手段、切断手段、平面化手段、設定手段、切替手段、第１画像形成手段及び第２画像形成手段としての計算機、４…表示装置、５…キーボード、６…マウス、７…ＣＰＵ、８…メモリ、９…プログラム、１０…分岐体としての血管、１０ａ，１０ｂ…枝としての血管、２０ａ，２０ｂ…画像、Ｓ１，Ｓ２…保護領域としてのストリップ、ＳＬ，ＳＬ１，ＳＬ２…分割線、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…分岐点、ＣＰ１，ＣＰ２…切断曲面、ＦＰ１，ＦＰ２…切断平面、ｍ１，ｍ２…マスク、ＭＳ，ＭＳ１，ＭＳ２…ストリップマスク、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…マスク、ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３…マスク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法、分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＴ画像を用いた医療診断では、血管の太さと長さを血管に沿って見ていって血管が太くなった異常箇所を発見することが行われる。このための表示処理方法として、ＣＴ画像（３次元データ）から血管のうねりに沿って切った切断曲面を表示する画像処理方法として「ＣＰＲ」(curved-planar reformation)と呼ばれる手法がとられている。ＣＰＲには、切断曲面を２次元平面画像に表示する手法として、投影ＣＰＲ(Projected CPR)、伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)、直線化ＣＰＲ(Straightened CPR)の３つがある。それぞれ診断の用途に応じて使い分けられる。ＣＰＲで表示された画像では、うねる血管の太さの様子を１つの画像で見ることができる。
【０００３】
但し、従来のＣＰＲでは１度に１本の血管しか表示できず、分岐する２本の血管（枝）を１枚の画像に表示することができなかった。すなわち、血管が分岐する場合、切断曲面は分岐した２本の血管に沿って別々に切る必要があるため、分岐した２本の血管は別々の画像としてしか表示できなかった。この場合、血管に沿って画像を見ていって分岐がある度に、どちらか一方の血管しか追うことができず、血管を一通り見終えるまでに時間がかかるという問題があった。また、１枚の画像で分岐の全体の様子を把握することができなかった。
【０００４】
例えば、論文（例えば非特許文献１）には、２つの切断曲面を合成して分岐する２本の血管を１つの画像で表示する表示処理方法が報告されている。すなわち、分岐する血管別に複数のＣＰＲ画像を生成し、各ＣＰＲ画像を適切に１枚の画像に合成する。この画像処理方法を図１７〜１９に示す。
【０００５】
図１７，図１８に示すように、ＣＴ画像データは多数枚のスライス画像SDから構成され、この３次元画像空間内にある２本の血管（枝）１０ａ，１０ｂに分岐する血管１０の各スライス画像SD上における中心点座標はＣＴ画像データから計算により求まる。この中心点座標が分かれば、各血管１０ａ，１０ｂの中心線を通る面で画像空間を切断できる。１本の血管１０ａに沿った切断曲面CP1を取得したら、分岐した残りもう１本の血管１０ｂに沿った切断曲面CP2も取得する（図１９（ａ），（ｂ））。こうして分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂに沿った２枚の切断曲面CP1,CP2を得ると、次に切断曲面CP1,CP2を平面に表示するために投影処理や伸張処理などの平面化処理を行う。すると、図１９（ｃ），（ｄ）に示す２枚の切断平面（1本ずつのＣＰＲ画像）FP1,FP2が得られる。
【０００６】
次に２枚の切断平面FP1,FP2のそれぞれを、画像の共通領域（上段領域）と、非共通領域（下段領域）とに分け、さらに非共通領域については図１９（ｅ）に示すように血管１０ａ，１０ｂのうち切断の対象とされた一方を含む領域（ハッチング領域）とそれを含まない領域とに分ける。こうして得られた２枚のマスクｍ１，ｍ２はそれら各領域が双方で排他的になるように分割される。非共通領域を２つに分ける分割線（同図における破線）には、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を２等分する二等分線が採用されていた。そして、２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像に合成する（同図（ｆ））。この画像処理方法で得られたＣＰＲ画像を見れば、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂも１枚の画像上でみることができるので、診断に時間を要しなくなる。
【０００７】
【非特許文献１】
He S,Dai R,Lu B,Cao C,Bai H,and Jing B,”Medial Axis Reformation:A New Visualization Method for CT Angiography”,Academic Radiology,vol.8,pp.726-733,2001.
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂが、図２０に示すように交差したり、図２１に示すように重なったりした場合（同図における左側からの視点）、前記論文に報告された画像処理方法を用いても、その交差や重なりの部分については、血管１０ａ，１０ｂの太さが正確に表現されないという問題がある。
【０００９】
血管１０ａ，１０ｂが交差する場合は、図２２に示すように、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を取得し（同図（ａ），（ｂ））、次に２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に表示するための処理を施して２枚の切断平面FP1,FP2を取得する（同図（ｃ），（ｄ））。そして、２枚の切断平面FP1,FP2を、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線の間を２等分する二等分線を分割線として、血管１０ａ，１０ｂのうち一方のみをそれぞれ含む二領域（ハッチングを施した画像領域）に排他的に分割する（同図（ｅ））。この排他的に分割した画像領域のそれぞれを有する２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像２０に合成する（同図（ｆ））。
【００１０】
また、血管１０ａ，１０ｂが重なる場合は、図２３に示すように、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を取得し（同図（ａ），（ｂ））、次に２枚の切断曲線CP1,CP2を平面に表示するための処理を施して２枚の切断平面FP1,FP2を取得する（同図（ｃ），（ｄ））。そして、２枚の切断平面FP1,FP2を、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線の間を等分する二等分線を分割線として、血管１０ａ，１０ｂのうち一方のみをそれぞれ含む二領域（ハッチングを施した画像領域）に排他的に分割する（同図（ｅ））。この排他的に分割した画像領域のそれぞれを有する２枚のマスクｍ１，ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、１枚の画像２０に合成する（同図（ｆ））。
【００１１】
しかし、この画像処理方法で得られたＣＰＲ画像においては、図２４に示すように、血管１０ａ，１０ｂの交差部分では、２本の血管１０ａ，１０ｂが一部ずつ混じり合った画像となり、実際の血管１０ａ，１０ｂと太さが異なるように表現されていた。また交差の周辺で血管１０ａの画像が一部欠けて表現されていた。このため、交差部分やその周辺においては実際の血管１０ａの太さを調べることができないという問題があった。
【００１２】
また、図２５に示すように、血管１０ａ，１０ｂの重なり部分（ハッチング領域内）では、一方の血管１０ａのみが表示された画像となり、重なり部分の他方の血管１０ｂを見ることができなかった。また重なり部分近傍では２本の血管１０ａ，１０ｂが一部ずつ混じり合って実際より太く表現されていた。このため、重なり部分やその近傍においても実際の血管１０ａ，１０ｂの太さを調べることができないという問題があった。このため、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが交差または重なるときは、交差や重なりを生じない向きに血管の画像を回転させる操作が必要であった。交差や重なりを生じないような画像の向きを探し、調節する操作は煩雑で、向きを変更する度にＣＰＲ画像が生成され直すため時間がかかるという問題があった。また、交差や重なりが解消されるような画像の向きが存在しない場合は問題を解決することが不可能であった。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、分岐体の複数の枝を一つの画像に表現できるとともに、各枝の交差または重なりの部分も正確に表現できる分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法、ＣＰＲ画像表示処理装置及びプログラムを提供することにある。
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、各保護領域を１つの画像に合成したときに枝同士の交差又は重なりが生じないように、各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる当該枝の分岐点を中心に当該切断平面上で回転させる段階と、前記所定領域のうち少なくとも一つを回転させた後の前記各切断平面から、前記各保護領域を含むとともに１つの画像に合成するための所定領域を各切断平面間で排他的に取り出し、該取り出した所定領域を一つの画像に合成して表示する段階とを備えたことを要旨とする。
【００１７】
この発明によれば、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、各切断平面上に交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定する。各保護領域を１つの画像に合成したときに枝同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つをその所定領域に含まれる当該枝の分岐点を中心に少なくとも枝間の交差又は重なりが生じないように当該切断平面上で回転させる。所定領域のうち少なくとも一つを回転させた後の各切断平面から、各保護領域を含むとともに１つの画像に合成するための所定領域が各切断平面間で排他的に取り出される。そして、これら取り出された所定領域が一つの画像に合成されて表示される。従って、分岐体の複数の枝に交差又は重なりがある場合でも、交差又は重なりをなくした枝の配置で画像が表示されるため、各枝を表示しても枝の全てを正確に見ることができる。また、複数分岐全体を表示することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を１つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定し、当該各保護領域のうちいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、前記手前にくる保護領域の奥に隠れた枝が選択された旨の信号が入力されると、当該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替える段階とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該切断平面上に交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する。各保護領域のうちいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する。手前にくる保護領域の奥に隠れた枝が選択された旨の信号が入力されると、当該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替えられる。従って、分岐した各枝に交差や重なりがある場合、見たい枝を選択すれば画像上でその枝を正確に見ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に、前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる展開手段と、前記展開手段による前記回転後の前記各所定領域を１つの画像に合成して表示する画像表示手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、画像データの画像空間を、複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に、交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定する。展開手段は、保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる。画像表示手段は、展開手段による回転後の各所定領域を１つの画像に合成して表示する。従って、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める切断手段と、前記各切断曲面を切断平面に変換する平面化手段と、前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する設定手段と、前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する画像表示手段と、見る対象とされる枝の選択に応じて前記画像表示手段に指令して該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える切替手段とを備えたことを要旨とする。
【００２３】
この発明によれば、切断手段は、画像データの画像空間を、枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める。平面化手段は、各切断曲面を切断平面に変換する。設定手段は、前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する。画像表示手段は、前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する。切替手段は、見る対象とされる枝の選択に応じて画像表示手段に指令して該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替える。従って、請求項２に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、前記一つの画像は、前記切断平面を枝別に分割線で区画する各分割画像に、前記保護領域を上書きして合成されることを要旨とする。
【００２５】
この発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の作用効果に加え、一つの画像は、切断平面を枝別に分割線で区画する各分割画像に、前記保護領域を上書きして合成される。従って、分岐する各枝だけでなくその背景画像もさほど違和感のない自然な状態で表示できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、交差又は重なりをもつ複数本の枝は第１枝と第２枝を含み、前記第１枝についての前記保護領域と前記第１枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第１対象画像と、前記第２枝を含む前記分割画像から前記第１枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第１背景画像とを合成して第１枝が選択されたときに表示する第１画像を形成する第１画像形成手段と、前記第２枝についての前記保護領域と前記第２枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第２対象画像と、前記第１枝についての分割画像から前記第２枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第２背景画像とを合成して第２枝が選択されたときに表示する第２画像を形成する第２画像形成手段と、前記切替手段は前記第１画像と第２画像とを外部から入力される枝選択信号に応じて切り替えることを要旨とする。
【００２７】
この発明によれば、請求項４又は５に記載の発明の作用効果に加え、第１画像形成手段は、第１枝についての保護領域と第１枝を含む分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第１対象画像と、第２枝を含む分割画像から第１枝についての保護領域を差し引く差分演算して得られる第１背景画像とを合成して第１枝が選択されたときに表示する第１画像を形成する。一方、第２画像形成手段は、第２枝についての保護領域と第２枝を含む分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第２対象画像と、第１枝についての分割画像から第２枝についての保護領域を差し引く差分演算して得られる第２背景画像とを合成して第２枝が選択されたときに表示する第２画像を形成する。切替手段は第１画像と第２画像とを外部から入力される枝選択信号に応じて切り替える。従って、第１枝と第２枝だけでなくその背景画像もさほど違和感のない自然な状態で表示できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置において、前記各枝の保護領域は、前記各枝の分岐に至るまで枝に沿って延びる領域に設定されるとともに、分岐付近では分岐点を通るように両枝間を分割する分割線を境界とすることを要旨とする。
【００２９】
この発明によれば、請求項３〜６のいずれか一項に記載の発明おいて、各枝の保護領域は、各枝の分岐に至るまで枝に沿って延びる領域に設定される。分岐付近では分岐点を通るように両枝間を分割する分割線を境界としている。従って、各保護領域を合成して得られた画像において、分岐付近で各枝が正確に表現される。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる段階と、コンピュータが前記回転後の前記各所定領域を一つの画像に合成して表示する段階とをコンピュータに実行させることを要旨とする。
【００３１】
この発明によれば、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
請求項９に記載の発明は、ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める段階と、コンピュータが前記各切断曲面を切断平面に変換する段階と、コンピュータが前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する段階と、コンピュータが前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、コンピュータが見る対象とされる枝の選択に応じて該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える段階とをコンピュータに実行させることを要旨とする。
【００３２】
この発明によれば、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項２に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１に示すように、画像表示装置１は、データベース２からＣＴ画像撮影装置により撮影されたＣＴ画像データを読み取って、ＣＰＲ画像をはじめとする医療診断用の各種画像を生成し画面に表示する。本実施形態では、ＣＰＲ画像の画像表示処理に特徴がある。使用される画像データは、ＣＴ画像に限らず、ＭＲ画像でも勿論よいが、本実施形態ではＣＴ画像を例に説明する。
【００３４】
画像表示装置１は、計算機３（ワークステーションやパーソナルコンピュータ）と、表示装置４と、キーボード５及びマウス６などの入力装置とを備えている。計算機３はデータベース２と接続されている。
【００３５】
図２は、画像表示装置の概略構成を示す。計算機（コンピュータ）３にはＣＰＵ（中央処理装置）７、ハードディスク等からなるメモリ８が備えられており、メモリ８には、ＣＰＲ画像処理を実行するためのプログラム（アプリケーションソフト）９が記憶されている。メモリ８はデータベース２又はハードディスクから読み取ったＣＴ画像の画像データ（ボリュームデータ）を一時記憶するメモリ部８ａと、ＣＰＵ７がプログラム９を実行し、画像データ（３Ｄ座標データ含む）を用いて行われる画像処理によって生成された画像処理データを一時記憶するメモリ部８ｂとを備えている。ＣＰＵ７は、このプログラムを実行することにより、データベース２から取得したＣＴ画像データを用いて所定のＣＰＲ画像を生成する画像処理を実行する。画像データは、患者等の人体を断層撮影したもので、血管をＣＰＲ画像で表示し、血管が異常に太くなった異常箇所（動脈瘤など）を発見する画像診断に使用する。この画像診断では、血管の長さと太さを正確に知る必要があり、血管の分岐からの距離（長さ）をみることで診断している位置を特定し、血管の太さをみることで異常箇所を発見する。但し、診断している位置が特定できれば長さは必ずしも正確である必要はないため、血管の中心線の長さが保存される伸張ＣＰＲ、直線化ＣＰＲだけでなく、血管の中心線の長さが保存されない投影ＣＰＲも採用できる。
【００３６】
本実施形態におけるＣＰＲ画像処理は、従来技術で述べた処理と同じ処理（図２２（ａ）〜（ｅ），図２３（ａ）〜（ｅ））を途中まで使い、２枚の切断平面を合成する処理が異なっている。つまり、(1)血管１０ａ，１０ｂに沿って切断曲面CP1,CP2を生成する処理、(2)切断曲面CP1,CP2から切断平面FP1,FP2へ変換する処理（平面化処理）、(3)２本の血管１０ａ,１０ｂを同時に表示する画像の合成に使うマスクｍ１，ｍ２の作成処理については同様である。そして、交差や重なりのある２本の血管１０ａ,１０ｂを同時に表示する本実施形態の画像の合成に使う新規マスクは、マスクｍ１，ｍ２とその他後述する２枚のマスクを用いて作成する。従って、上記(1)〜(3)の処理については、従来技術の説明に使った図面（図２２，図２３）を用いて簡単に説明し、主にマスク作成処理、画像合成処理、画像切替処理について詳しく説明する。なお、この実施形態では、分岐体（樹状体）として管状体である血管１０ａ，１０ｂを例とするが、血管１０ａ，１０ｂ以外の気管支や骨などの枝状組織の画像表示にも勿論利用可能である。
【００３７】
まずユーザは表示装置４の画面上でキーボード５やマウス６を操作して患者の所定の画像ファイルを選択しＣＴ画像を表示するとともに、画面上でＣＰＲ画像表示モードを選択し、さらに診断する血管１０ａ，１０ｂをマウス６等で選択する。このとき、血管１０ａ，１０ｂを見る向きは、マウス６等で操作でき、血管１０ａ，１０ｂを見る向きを変えたければマウス６を操作して所望する向きに画像を回転させるなどする。血管１０ａ，１０ｂを見る向きが決まれば、それをもとに切断曲面CP1,CP2を切断する。なお、ＣＴ画像データには、ＣＴ撮影装置によりＣＴスキャンされた人体の断層画像（スライス画像）の座標データもすべてあり、血管の中心線を導出する複雑なアルゴリズムで血管１０ａ，１０ｂの中心線を計算している。また、血管の断面は円とは限らないので、通常長軸と短軸を計算して直径の代わりにしている。
【００３８】
本実施形態の画像表示処理では、分岐する血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりがある場合、画面上に表示された画像において２本の血管１０ａ，１０ｂのうち観察したい方を選択する。これにより、選択した方の血管が画面の手前側に表示された画像に切り替わり、交差や重なりの部分においても選択した血管については正確な画像が提供される。
【００３９】
ＣＰＵ７が図１２にフローチャートで示すプログラムを実行することにより、この画像表示処理が行われる。以下、この画像表示処理の処理内容について詳しく説明する。
【００４０】
図３に示すように、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂが交差する場合を例にして説明する。まず見る向きをもとに、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線に沿って（つまり各スライス画像における血管１０ａ，１０ｂの中心点座標を通るように）切断して２枚の切断曲面CP1,CP2を取得する。図２２（ａ），（ｂ）に示すような２枚の切断曲面CP1,CP2が求まる。２枚の切断曲面CP1，CP2は、血管１０ａ，１０ｂが分岐する前の１本となった部分１０ｃで共通で、２本に分岐している部分が異なる。
【００４１】
次に、所定の前処理をした後、切断曲面CP1,CP2を切断平面へ変換する処理を実行する。例えば投影ＣＰＲ(Projected CPR)または伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)の処理が実行される。その結果、図２２（ｃ），（ｄ）に示す２枚の切断平面FP1,FP2が求まる。この次からの処理が従来技術のものと異なる。
【００４２】
まず図４に示すように、２枚の切断平面FP1，FP2において、血管１０ａ，１０ｂに沿って所定の幅Ｗの保護領域Ｓ１，Ｓ２を設定する。所定の幅Ｗは、血管１０ａ，１０ｂの太さ（幅）以上の値に設定されており、この保護領域Ｓ１，Ｓ２内に血管１０ａ，１０ｂの径方向におけるすべてが含まれる。この例では、ストリップの幅Ｗは、血管１０ａ，１０ｂの太さよりも広い一定幅に設定され、ストリップＳ１，Ｓ２の中心線は血管１０ａ，１０ｂの中心線と一致する。この血管１０a，１０bに沿って長く延びる短冊形状の保護領域Ｓ１，Ｓ２のことを、この明細書では「ストリップ(Strip)」と呼ぶことにする。ストリップＳ１，Ｓ２は、血管１０の分岐する血管１０ａ，１０ｂの部分だけに設定している。ストリップＳ１，Ｓ２は、画像として保護する領域となる。
【００４３】
次に２つのストリップＳ１，Ｓ２が設定された２枚の切断平面FP1,FP2と、従来技術で述べた手法で作成された２枚のマスクｍ１，ｍ２とを用いて、枝に交差または重なりがある血管１０の画像表示に使用するマスクＭ１〜Ｍ４を作成する（図７，図８参照）。そして、図９（ａ）に示すようにマスクＭ１，Ｍ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、血管１０ａを含むストリップＳ１が手前に表示された１枚の画像２０ａに合成する。また、図９（b）に示すようにマスクＭ３，Ｍ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、血管１０ｂを含むストリップＳ２が手前に表示された１枚の画像２０ｂに合成する。例えばデフォルトでは実際の血管１０ａ，１０ｂの前後関係に合わせて視点により近い方の血管１０ｂが手前にくる画像２０ｂが表示されるようになっており、血管１０ａを見たいときにはマウス６で画像２０ｂ上の血管１０ａを選択すると、血管１０ａが手前にくる画像２０ａに切り替わる。手前にくる血管が選択される度に、その選択された血管が手前にくる画像を作成するためのマスクがその都度作成される。すなわち、血管１０ａが選択されると、その血管１０ａが手前にくる画像を作成するためのマスクＭ１，Ｍ２が作成され、一方、血管１０ｂが選択されると、その血管１０ｂが手前にくる画像を作成するためのマスクＭ３，Ｍ４が作成される。
【００４４】
ここで、図５（ａ）に示すように、血管１０の分岐点Ｐに至るまで所定幅Ｗのストリップを設定すると、作成された画像が同図（ｂ）に示すように、分岐点Ｐ付近で他方の血管１０ｂの一部がストリップＳ１に隠れて表示されなくなる。これを回避するため、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、分岐点Ｐ付近におけるストリップＳ１，Ｓ２の境界線を、血管１０ａ，１０ｂの中心線間を所定比（本例では１：１）に分割（二等分）する分割線（二等分線）SLとするように設定している。こうすることで図６（ｂ）に示すように画像２０ａでは、分岐点Ｐ付近でも他方の血管１０ｂが分岐点Ｐに至るまで途切れなく表示されるようにしている。ストリップＳ１，Ｓ２の設定時にはこのような前処理も行われる。
【００４５】
次にマスクＭ１〜Ｍ４の作成処理について図７，図８に基づいて説明する。
ここで、図７がマスクＭ１，Ｍ２の作成処理を示し、図８がマスクＭ３，Ｍ４の作成処理を示す。いずれもマスクｍ１，ｍ２とストリップマスクMS1,MS2を用いる。なお、マスクｍ１，ｍ２，MS1,MS2，Ｍ１〜Ｍ４は、「０」か「１」の２値情報で切断平面のFP1,FP2の各ピクセルに対応している。
【００４６】
まず図７（ａ）に示すように、マスクｍ１とストリップマスクMS1とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ１を作成する。また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２からストリップマスクMS1を差し引く演算をすることによりマスクＭ２を作成する。そして、マスクＭ１とマスクＭ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ａ）に示すように血管１０ａが手前に表示される1枚の画像２０ａに合成する。
【００４７】
一方、図８（ａ）に示すように、マスクｍ１からストリップマスクMS2を差し引く演算をすることによりマスクＭ３を作成する。また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２とストリップマスクMS2とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ４を作成する。そして、マスクＭ３とマスクＭ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ｂ）示すように血管１０ｂが手前に表示される1枚の画像２０ｂを合成する。よって、血管１０ａ，１０ｂが交差する部分についても正確な血管１０ａ，１０ｂの太さを調べることができる。なお、２本の血管１０ａ，１０ｂに重なりがある場合も、その画像処理内容は交差があるときと同様の処理がなされる。この場合、例えばデフォルトでは実際に手前にある血管１０ｂ(ストリップＳ２)が手前になるように画像が表示され、その後、その画像において他方の血管１０ａをマウス６で選択すると、その選択された血管１０ａが手前となる画像に切り替わる。よって、血管１０ａ，１０ｂの重なり部分についても血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に調べることができる。
【００４８】
ところで、図９に示す２枚の画像２０ａ，２０ｂにおいて、血管１０ａ，１０ｂの交差付近では、手前に表示される血管１０ａ（１０ｂ）と交差する奥側の血管１０ｂ（１０ａ）がストリップＳ１（Ｓ２）に隠れて途切れている。これはストリップの幅をやや誇張して広めに描いているからで、実際には血管１０ａ，１０ｂの太さ（直径）に所定値（血管径の５〜３０％程度）を加えた値程度に設定するため、奥側の血管１０ａ，１０ｂの途切れはほとんど目立たない。もちろん、手前に表示されている血管１０ａ（１０ｂ）が一目で分かるように、故意に他方の血管１０ｂ（１０ａ）の途切れを強調させてもよい。
【００４９】
図１０は、ストリップの領域を設定する方法を示す。同図（ａ）は、血管１０ａの中心線に沿って一定の幅ＷとなるようにストリップＳを設定する。同図（ｂ）は、血管１０ａの径(直径)に等しい幅となるようにストリップＳを設定する。血管１０ａの太さ（径）は中心線計算時に取得したものを使用し、血管１０ａの太さの変化に応じてストリップＳの幅も変化する。これらは枝毎に幅を設定する。また、同図（ｃ）は、血管１０ａ，１０ｂの最大径Ｗａmax，Ｗｂmaxに等しい幅となるようにストリップＳを設定する。
【００５０】
図１１は分割線の設定方法を示す。分割線SLは、同図（ａ）に破線で示す分割線SLのように、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を１：１に分割する二等分線に限定されず、同図に一点鎖線で示すように２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を任意の比(この例では３：７)で分割する分割線SLを設定することもできる。また血管１０ａ，１０ｂの中心線間を所定の比率に分割する方法に限らず、同図（ｂ）に示すように、ストリップＳ１，Ｓ２の境界を基準線とし、その間を所定の比率（この例では１：１）に分割する分割線SLを設定することもできる。もちろん所定の比率は１：１に限定されず、任意の比率を設定してよい。
【００５１】
次にプログラムについて説明する。図１２にフローチャートで示したものが本実施形態の画像表示処理プログラム（分岐表示用画像処理ルーチン）である。ＣＰＵ７がこのプログラムを実行することで図２〜図９等に示す処理が実行される。なお、血管１０に分岐があるかどうかは事前に演算により調べられ、分岐がある場合に以下の処理を実行する。
【００５２】
まずステップ（以下単に「Ｓ」と記す）１０では、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を作成する。
次のＳ２０では、この２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に引き伸ばす平面化処理をして２枚の切断平面FP1,FP2を作成する。
【００５３】
Ｓ３０では、分岐表示用のマスクｍ１，ｍ２を作成する。すなわち、２枚の切断平面FP1,FP2のそれぞれにおいて、２本の血管１０ａ，１０ｂの中心線間を二等分する二等分線を分割線SLとする分割をする。分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂの属する領域で、分割線SLにより排他的に２つに分割（区画）された分割領域（ハッチング領域）が設定される。こうして図７に示す２つのマスクｍ１，ｍ２が作成される。
【００５４】
Ｓ４０では、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂに「交差」または「重なり」があるか否かを判断する。交差または重なりがあるかどうかは、２本の血管１０ａ，１０ｂの切断平面FP1,FP2上の中心線の座標から判定する。交差および重なりがない場合は、Ｓ５０に進んで、交差および重なりがない場合の通常処理を実行する。一方、交差または重なりがある場合は、Ｓ６０に進む。
【００５５】
Ｓ５０では、分岐表示用のマスクｍ１，ｍ２を用いて画像合成する通常処理を実行する。この通常処理は図１９（ｅ），（ｆ）に示す処理であり、この通常処理が実行されることにより、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが１枚の画像上に表示される。
【００５６】
Ｓ６０では、ストリップマスクMS1,MS2を作成する。すなわち、まず２枚の切断平面FP1,FP2において、血管１０ａ，１０ｂに沿ってストリップＳ１，Ｓ２を設定する。このとき分岐点Ｐ付近における２本の中心線間を二等分する分割線（二等分線）を計算してその分割線を２つのストリップＳ１，Ｓ１の境界とする。そして、これらをストリップマスクMS1,MS2とする。
【００５７】
Ｓ７０では、分岐表示用マスクとストリップマスクを用いて交差表示用マスクＭ１，Ｍ２またはマスクＭ３，Ｍ４を作成する。すなわち、血管１０ａが手前にくる画像を合成するときはマスクＭ１，Ｍ２を作成し、血管１０ｂが手前にくる画像を合成するときはマスクＭ３，Ｍ４を作成する。マスクＭ１，Ｍ２を作成するときは、図７（ａ）に示すように、マスクｍ１とストリップマスクMS1とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ１を作成し、また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２からストリップマスクMS1を差し引く演算をすることによりマスクＭ２を作成する。一方、マスクＭ３，Ｍ４を作成するときは、図８（ａ）に示すように、マスクｍ１からストリップマスクMS2を差し引く演算をすることによりマスクＭ３を作成し、また同図（ｂ）に示すように、マスクｍ２とストリップマスクMS2とのＯＲ演算をすることによりマスクＭ４を作成する。
【００５８】
Ｓ８０では、交差表示用マスクを用いて画像合成処理を行う。すなわち、前のＳ７０でマスクＭ１，Ｍ２が合成された場合は、マスクＭ１とマスクＭ２をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、図９（ａ）示すように血管１０ａが手前に表示される１枚の画像２０ａに合成する。一方、前のＳ７０でマスクＭ３，Ｍ４が合成された場合は、マスクＭ３とマスクＭ４をもとに対応する切断平面FP1,FP2から所定領域を取り出し、同図（ｂ）示すように血管１０ｂが手前に表示される１枚の画像２０ｂに合成する。
【００５９】
そしてＳ９０では、画像を表示する。例えばデフォルトでは実際の血管１０ａ，１０ｂの前後関係に合わせて血管１０ｂが手前に表示される画像２０ｂが初期画像として表示される（図９（ｂ））。
【００６０】
Ｓ１００では、奥側に表示された血管１０ａ（１０ｂ）が選択されたか否かを判断する。奥側の血管１０ａ（１０ｂ）がマウス６により選択された選択信号を入力するとＳ７０に移行し、特に選択されず選択信号の入力がなければＳ１１０に進み、現在の画像表示処理を終了させる旨の信号を入力するまで現在の画像を表示したまま待機する。
【００６１】
Ｓ１００において、奥側の血管１０ａ（１０ｂ）がマウス６により選択された選択信号を入力したと判断すると、選択された血管１０ａ（１０ｂ）を手前に表示する画像に切り替える旨の設定がなされるとともに、Ｓ７０に移行する。
【００６２】
そしてＳ７０では、マウス６で選択された奥側の血管１０ａ（１０ｂ）が手前にくる画像を合成するために使用される交差表示用マスクＭ１，Ｍ２（又はＭ３，Ｍ４）を分岐表示用マスクとストリップマスクを用いて作成する。
【００６３】
次いでＳ８０では、交差表示用マスクＭ１，Ｍ２（又はＭ３，Ｍ４）を用いて画像合成処理がなされ、Ｓ９０においてその合成された画像の画像表示がさなれる。
【００６４】
例えばデフォルトの画面２０ｂにおいてマウス６で血管１０ａを選択すると、その選択された血管１０ａ（つまりストリップＳ１）が手前にくる画像２０ａに切り替わる。こうして、交差または重なりがある場合でも、血管１０ａ，１０ｂのうち手前にくる一方を選択することで、２本の血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に見ることができる。
【００６５】
以上説明したように本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）分岐する血管１０ａ，１０ｂにおいても、１枚の画像に分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂが同時に表示されるＣＰＲ画像が得られる。しかも血管１０ａ，１０ｂの太さを検査するとき、たとえ２本の血管１０ａ，１０ｂに交差または重なりがあっても、その部分では検査の対象としている血管１０ｂ（１０ａ）が手前に表示される。一方、他方の血管１０ａ（１０ｂ）を検査したい場合には他方の血管１０ａ（１０ｂ）が手前に表示される画像に切り替えればよい。よって、血管１０ａ，１０ｂの交差または重なりの部分についても血管１０ａ，１０ｂの太さを正確に調べることができる。
【００６６】
（２）分岐点Ｐ付近では血管１０ａ，１０ｂの中心線間の二等分線をストリップの境界として２つのストリップＳ１，Ｓ２を設定した。よって、分岐点Ｐ付近においても血管１０ａ，１０ｂの途切れのない画像を提供できる。
【００６７】
（３）マスクｍ１，ｍ２とストリップＳ１，Ｓ２を用いてマスクＭ１〜Ｍ４を作成したので、画像２０ａ，２０ｂにおいて血管１０ａ，１０ｂの背景が不自然ではない。
【００６８】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。
図１４は、第２の実施形態で採用する２種類の表示モードで表示された画像を示す。分岐する血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりがある場合、ユーザは、血管の各枝を閉じたままでＣＰＲ画像を生成する同図（ａ）に示す「閉じモード」と、血管の各枝を開く同図（ｂ）に示す「開きモード」の２種類の表示モードから１つを、キーボード５やマウス６を操作することにより選択することができる。
【００６９】
図１４（ａ）に示す「閉じモード」は、前記第1の実施形態の表示方式のことで血管１０ａ，１０ｂに交差又は重なりのあるまま画像を表示する。一方、同図（ｂ）に示す「開きモード」は、血管１０ａ，１０ｂの分岐角度を交差又は重なりのなくなるまで開く処理を行ってから画像を表示する。「閉じモード」では前記第１の実施形態と同様に、ユーザは図１４（ａ）の画像上における血管１０ａ，１０ｂのうち交差で下側になっている方をマウス６で選択すると、その選択された側の血管１０ａ（１０ｂ）が上側(画面手前側)に表示される画像に切り替わる。
【００７０】
「開きモード」では、まず血管１０ａ，１０ｂ毎の切断平面作成後、各切断平面上において血管１０ａ，１０ｂのストリップＳ１，Ｓ２を設定する。そして分岐する血管１０ａ，１０ｂのうち少なくとも一方（この例では血管１０ａ）を、ストリップＳ１，Ｓ２同士の交差又は重なりが生じなくなるまで、分岐点Ｐを中心に、血管１０ａ，１０ｂの分岐角を広げる調節をする。これにより図１４に示すように、血管１０ａ，１０ｂ毎に設定したストリップＳ１，Ｓ２同士の交差および重なりがなくなるように事前にレイアウト調整される。この血管の各枝（つまりストリップ）を開く（広げる）展開処理により、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂをその交差および重なりがなくなってそのすべてを同時に見られるとともに、診断の対象とする血管１０ａ，１０ｂの長さおよび太さの必要情報については維持される。よって、展開処理によってストリップＳ１，Ｓ２を除く部分の画像に多少のゆがみが生じたり、他の臓器との血管の相対位置が不正確なものとはなるが、血管の必要情報が維持されることから正確な診断を行うことができる。
【００７１】
画像表示装置１の構成は、前記第１の実施形態と同じであり、画像処理を行うプログラムの内容のみが異なる。メモリ８に記憶されるプログラム９には、図１２に示すプログラムの他、図１６にフローチャートで示すプログラムも含まれる。以下、ＣＰＵ７がこのプログラムを実行したときの処理内容を、図１２，図１６に基づいて説明する。
【００７２】
Ｓ２１０では、分岐した２本の血管１０ａ，１０ｂに交差または重なりがあるか否かを判断する。交差または重なりがあるかどうかは、２本の血管１０ａ，１０ｂの切断平面FP1,FP2上の中心線の座標から判定する。交差および重なりがない場合は、Ｓ２８０に進んで、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２のＳ３０以降の処理）へ移行し、交差および重なりがない場合の通常処理（Ｓ３０〜Ｓ５０，Ｓ９０）を実行する。一方、交差または重なりがある場合は、Ｓ２２０に進む。
【００７３】
Ｓ２２０では、交差および重なりを無くすように画像が回転可能かどうかを判断する。そのような回転が可能であればＳ２３０に進み、そのような回転が不可能であればＳ２４０に進む。
【００７４】
Ｓ２３０では、回転処理を実行する。つまり交差または重なりが無くなるように血管１０を見る方向を変える。この回転処理の後は、Ｓ２８０へ移行し、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２におけるＳ１０以降の処理）を実行する。この場合、前記第1の実施形態と同様の処理が行われる。
【００７５】
Ｓ２４０では、分岐する２本の血管１０ａ，１０ｂについて２枚の切断曲面CP1,CP2を作成する。
次のＳ２５０では、この２枚の切断曲面CP1,CP2を平面に引き伸ばす平面化処理をして２枚の切断平面FP1,FP2を作成する。
【００７６】
Ｓ２６０では、表示モードを判断する。すなわち、ユーザによりキーボード５やマウス６を操作して選択された表示モードが「閉じモード」か「開きモード」かを判断する。「閉じモード」であればＳ２８０に進み、一方「開きモード」であればＳ２７０に進む。
【００７７】
Ｓ２７０では、交差または重なりが無くなるように分岐角を広げる展開処理を実行する。この展開処理を説明すると次のようになる。まず図１３（ａ）と同図（ｂ）の左側図に示すように、各切断平面FP1,FP2上にストリップＳ１，Ｓ２を設定する(図４参照)。次に、各切断平面FP1,FP2を１枚の画像に合成したときにストリップＳ１，Ｓ２に交差または重なりが生じなくなるまで、各切断平面FP1,FP2のうち少なくとも一方についてストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域を、分岐点Ｐを中心に血管１０ａ，１０ｂの分岐角を広げる方向へ回転させる。この例では、図１３（ｂ）に示す切断平面FP2におけるストリップＳ２を含む所定領域（ハッチング領域）を、分岐点Ｐを中心に他方の切断平面FP1における血管１０ａから離れる方向へ所定角度だけ回転させる。すなわち、図１３（ｂ）における左側図の状態から同図右側図の状態へ所定領域を回転させる展開処理を行う。この展開処理後の各切断平面FP1,FP2からストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域（図１３における各切断平面上のハッチング領域）を切り取って合成することで、両ストリップＳ１，Ｓ２に交差または重なりの無い図１４（ｂ）に示すような合成画像を以降の処理で得る。このための前処理として展開処理は行われる。つまり、各切断平面FP1,FP2から保護領域を含むように所定領域を切り取って、その切り取った所定領域を適宜回転させてから１枚の画像に合成するために、所定領域について分岐点を中心に回転させて分岐角を広げる展開処理を行う。
【００７８】
もちろん展開処理は、一方の切断平面FP2におけるストリップＳ２を含む所定領域のみ回転させる展開処理に限定されず、各切断平面FP1,FP2においてストリップＳ１，Ｓ２をそれぞれ含む２つの所定領域を共に各血管１０ａ，１０ｂの分岐を開く（分岐角を広げる）方向へほぼ均等に開く展開処理としてもよい。この展開処理に伴って血管１０ａ，１０ｂの分岐角の他、背景画像も若干不自然となるが診断上必要な情報は得られるので特に問題はない。
【００７９】
所定領域は、展開処理後に各所定領域をマスクとして合成した際、各所定領域を区画する各境界線SL1,SL2,SL3が、血管１０ａ，１０ｂと血管１０ｂ，１０ｃと血管１０ｃ，１０ａのそれぞれの中心線をそれぞれ二等分するように設定される。また、図１３（ｂ）では、所定領域を回転させた際、画像枠内の収まるように所定領域を設定しており、図１３（ｂ）右側図では所定領域はストリップＳ２の全てを含んでいない。もちろん、血管の全体像を表示するためストリップＳ２を含むように画像枠を拡張してもよい。
【００８０】
この展開処理の後、Ｓ２８０へ移行し、分岐表示用画像処理ルーチン（図１２におけるＳ３０以降の処理）を実行する。この場合、展開処理後の画像データ（画像空間）に対する分岐表示用マスク作成処理（Ｓ３０）は、次のように行われる。図１３（ｂ）に示す血管１０ａ，１０ｂ間、および血管１０ｂ，１０ｃ間をそれぞれ等分割する分割線SL1,SL2と、分岐点Ｐを通る水平線とにより３本の血管１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそれぞれ属する３つの分割領域に区画する。そして、これら各分割領域を排他的にもつ、図１３（ａ），同図（ｂ）における右側図，同図（ｃ）に示す３つのマスクME1,ME2,ME3を作成する。この場合、展開処理後で交差または重なりがないと判断され（Ｓ４０）、これら３つのマスクME1,ME2,ME3を１枚の画像に合成する（Ｓ５０：画像合成処理）。この結果、血管１０が1枚の画像上で２本の血管１０ａ，１０ｂに交差も重なりもない状態で表示される（Ｓ９０：画像表示）。
【００８１】
図１５は、血管１０が複数に分岐している例である。このように複雑に分岐する血管１０であっても、血管１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅ毎に設定したストリップＳ１〜Ｓ４の交差または重なりが無くなるように展開処理をする。つまり、分岐した各血管１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅ毎の切断平面についてストリップＳ１〜Ｓ４を含む所定領域を、各分岐点Ｐ１，Ｐ２を中心にその分岐角を広げる方向へ開く展開処理を行う。そして、展開処理後の所定領域を１枚の画像に合成することにより、同図（ｂ）に示すように交差も重なりもない画像を表示できる。同図は投影ＣＰＲ(Projected CPR)または伸張ＣＰＲ(Stretched CPR)を適用した例となるが、直線化ＣＰＲ(Straightened CPR)を適用した場合は、同図（ｃ）に示すような画像が得られる。
【００８２】
従って、この第２の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（４）各切断平面についてストリップＳ１，Ｓ２を含む所定領域のうち少なくとも一つを分岐点Ｐを中心に分岐角を広げる方向へ回転させる展開処理を採用し、展開処理後の所定領域をマスクとして一枚の画像に合成する。よって、交差または重なりがある血管１０ａ，１０ｂを有する血管１０を、交差も重なりもない状態で画像表示することができる。従って、元々交差または重なりのある血管１０を、交差も重なりもない状態に画像表示できることから、交差または重なりのある血管１０ａ，１０ｂの一方の全体を見るために前記第１の実施形態で必要であったマウス６等による選択操作を不要とすることができる。
【００８３】
なお、実施の形態は上記に限定されず、以下の変形例も採用できる。
・ 前記第１の実施形態では、分岐体の枝の全エリアに保護領域（ストリップ）を設定したが、各枝が交差又は重なるエリアのみに保護領域（ストリップ）を設定してもよい。その他、保護領域の設定の仕方は、枝の表示したい部分が保護される領域であれば適宜設定してよい。
【００８４】
・交差または重なりの部分だけは、ストリップの幅をそれ以外の部分の幅より相対的に狭く設定するストリップ設定方法を採用することができる。交差または重なりの部分では、ストリップの幅を血管１０ａ，１０ｂの直径に等しくとったり、その直径よりは広いが他の部分の幅より相対的に狭くとったりする。このようにストリップを設定すれば、血管１０ａ，１０ｂの交差または重なりの部分で奥側に表示される血管１０ａ（又は１０ｂ）の途切れを目立たなくすることができる。
【００８５】
・分岐体は、血管や気管支、骨等に限定されない。ＣＴ撮影等が可能であればリンパ管や神経などの枝状組織であっても構わない。また特に人体や動物、植物等の生物の管状組織に限らず、機械、装置類に使用される枝状に延びたパイプなどの配管やケーブルなどの配線、電気回路で使用される信号線などの配線を、分岐体とする画像処理に適用することもできる。
【００８６】
以下、前記各実施形態及び変形例から把握される技術的思想を記載する。
（１） 前記保護領域は、前記枝と中心線を共通としつつかつ当該枝の太さに応じた幅で当該枝に沿うように設定されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
【００８７】
（２） 請求項５又は請求項６に記載の発明おいて、前記分割画像は、前記切断平面において、分岐する両枝の分岐点を通るとともに両枝間を所定の比率に分割する分割線で分割されることを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、分岐体の複数の枝を一つの画像に表現できるとともに、各枝の交差または重なりの部分も正確に表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１、第２の実施形態における画像表示装置の概略構成図。
【図２】 画像表示装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】 分岐した血管が交差する状態を示す模式図。
【図４】 マスクを示す模式図。
【図５】 血管が途切れる例を示す画像図。
【図６】 血管が途切れない処理を説明する画像図。
【図７】 マスクを作成する演算処理を説明する画像図。
【図８】 同じく画像図。
【図９】 マスクを合成した画像を表示する説明図。
【図１０】 ストリップの設定方法を説明するマスク図。
【図１１】 分割線の設定方法を説明するマスク図。
【図１２】 分岐表示用画像処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１３】 第２の実施形態におけるマスク図。
【図１４】 分岐した血管の画像を示し、（ａ）は閉じモードの画像図、（ｂ）は開きモードの画像図。
【図１５】 複数分岐した血管を開く展開処理の説明図。
【図１６】 展開処理を含む画像表示処理を示すフローチャート。
【図１７】 従来技術における画像データを示す模式図。
【図１８】 切断曲面を示す模式図。
【図１９】 画像生成手順を示す説明図。
【図２０】 分岐した血管が交差する状態を示す模式図。
【図２１】 分岐した血管が重なる状態を示す模式図。
【図２２】 交差する血管の画像生成手順を示す説明図。
【図２３】 重なる血管の画像生成手順を示す説明図。
【図２４】 血管の交差部分を示す画像図。
【図２５】 血管の重なり部分を示す画像図。
【符号の説明】
１…画像表示装置、２…データベース、３…ＣＰＲ画像表示処理装置、コンピュータ、展開手段、画像表示手段、切断手段、平面化手段、設定手段、切替手段、第１画像形成手段及び第２画像形成手段としての計算機、４…表示装置、５…キーボード、６…マウス、７…ＣＰＵ、８…メモリ、９…プログラム、１０…分岐体としての血管、１０ａ，１０ｂ…枝としての血管、２０ａ，２０ｂ…画像、Ｓ１，Ｓ２…保護領域としてのストリップ、ＳＬ，ＳＬ１，ＳＬ２…分割線、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…分岐点、ＣＰ１，ＣＰ２…切断曲面、ＦＰ１，ＦＰ２…切断平面、ｍ１，ｍ２…マスク、ＭＳ，ＭＳ１，ＭＳ２…ストリップマスク、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…マスク、ＭＥ１，ＭＥ２，ＭＥ３…マスク。
Claims (9)
- ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、
前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、各保護領域を１つの画像に合成したときに枝同士の交差又は重なりが生じないように、各切断平面における保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる当該枝の分岐点を中心に当該切断平面上で回転させる段階と、
前記所定領域のうち少なくとも一つを回転させた後の前記各切断平面から、前記各保護領域を含むとともに１つの画像に合成するための所定領域を各切断平面間で排他的に取り出し、該取り出した所定領域を一つの画像に合成して表示する段階と
を備えたことを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法。 - ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を１つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法であって、
前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定し、当該各保護領域のうちいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、
前記手前にくる保護領域の奥に隠れた枝が選択された旨の信号が入力されると、当該選択された枝を含む保護領域が手前にくる画像に切り替える段階と
を備えたことを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理方法。 - ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、
前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に、前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる展開手段と、
前記展開手段による前記回転後の前記各所定領域を１つの画像に合成して表示する画像表示手段と
を備えたことを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。 - ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置であって、
前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める切断手段と、
前記各切断曲面を切断平面に変換する平面化手段と、
前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する設定手段と、
前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する画像表示手段と、
見る対象とされる枝の選択に応じて前記画像表示手段に指令して該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える切替手段と
を備えたことを特徴とする分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。 - 前記一つの画像は、前記切断平面を枝別に分割線で区画する各分割画像に、前記保護領域を上書きして合成されることを特徴とする請求項４又は５のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
- 交差又は重なりをもつ複数本の枝は第１枝と第２枝を含み、前記第１枝についての前記保護領域と前記第１枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第１対象画像と、前記第２枝を含む前記分割画像から前記第１枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第１背景画像とを合成して第１枝が選択されたときに表示する第１画像を形成する第１画像形成手段と、
前記第２枝についての前記保護領域と前記第２枝を含む前記分割画像との両データをＯＲ演算して得られる第２対象画像と、前記第１枝についての分割画像から前記第２枝についての前記保護領域を差し引く差分演算して得られる第２背景画像とを合成して第２枝が選択されたときに表示する第２画像を形成する第２画像形成手段と、
前記切替手段は前記第１画像と第２画像とを外部から入力される枝選択信号に応じて切り替えることを特徴とする請求項５又は６に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。 - 前記各枝の保護領域は、前記各枝の分岐に至るまで枝に沿って延びる領域に設定されるとともに、分岐付近では分岐点を通るように両枝間を分割する分割線を境界とすることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の分岐体のＣＰＲ画像表示処理装置。
- ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりがある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記複数の枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求めるとともに、これら切断曲面を平面化処理して切断平面に変換後、当該各切断平面上に前記交差又は重なりを含む枝の保護領域を枝毎に設定し、前記保護領域同士の交差又は重なりが生じないように各切断平面における前記保護領域を含む所定領域のうち少なくとも一つを、その所定領域に含まれる枝の分岐点を中心に回転させる段階と、
コンピュータが前記回転後の前記各所定領域を一つの画像に合成して表示する段階と
をコンピュータに実行させるプログラム。 - ＣＴやＭＲ等の画像撮影装置により撮影された画像データを用いて、分岐体の交差又は重なりのある複数の枝を一つの画像に表示する分岐体のＣＰＲ画像表示処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータが前記画像データの画像空間を、前記枝の経路に沿って切断した切断曲面を枝毎に求める段階と、
コンピュータが前記各切断曲面を切断平面に変換する段階と、
コンピュータが前記各切断平面上に前記交差又は重なり部分を含む枝の保護領域を枝毎に設定する段階と、
コンピュータが前記各切断平面から前記保護領域を含む所定領域を排他的に取り出して一枚の画像に合成するとともに、前記各保護領域のうち指定されたいずれか一つが手前にくる画像を作成して表示する段階と、
コンピュータが見る対象とされる枝の選択に応じて該選択された枝を含む前記保護領域が手前にくる画像に切り替える段階と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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