JP4503118B2 - 三次元画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は三次元画像処理装置に係り、時間と共に変化する三次元原画像から疑似三次元画像を構成し、連続的にディスプレイに表示する三次元画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の断層像が積み上げられてなる三次元原画像を二次元平面に投影して得る疑似三次元画像を構成しモニタ画面に表示する際には、三次元原画像を中心投影法や平行投影法等の投影法によって予め設定された投影面に投影し、該投影像に陰影付けすることによって疑似的な三次元画像を構成しモニタ画面に表示する。
【０００３】
従来、Ｘ線ＣＴ装置で得られた三次元画像を連続的に表示する際には、時間的に変化する三次元原画像を表示の度に投影面の全領域分投影し、全領域分の投影値を計算（全領域再構成）し直す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、表示の度に投影面の全領域分の投影値を計算し直すため、表示に時間がかかりリアルタイム性に欠けるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、時間的に変化する疑似三次元画像をよりリアルタイムで表示することができる三次元画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記目的を達成するために、経時的に変化する疑似三次元画像を表示する三次元画像処理装置において、複数の断層像から三次元原画像を生成する手段と、前記生成された三次元原画像中に関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記設定された関心領域を含む断層像を所定の周期で再構成する手段と、前記再構成された断層像を前記三次元原画像中の対応する断層像と順次置換えして新たな三次元原画像を得る手段と、前記得られた新たな三次元画像を順次投影して疑似三次元画像として表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。このように関心領域に対応する複数の断層像を所定の周期で連続的に撮影再構成し三次元原画像中の対応する断層像に順次置換して連続的に三次元原画像を得ることにより、関心領域に対応しない断層像を再構成するための演算量が削減でき、リアルタイムで連続的に疑似三次元画像を表示することができる。
【０００７】
また、前記関心領域は画素選択モードによって設定され、画素選択モードは、しきい値より大きな濃度変化があった領域を含む矩形内を選択するモードと、しきい値より大きな濃度変化があった領域のみ選択するモードと、しきい値より大きな濃度変化があった画素を含む投影線上の全ての画素を選択するモードと、から選択される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る三次元画像処理装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係る三次元画像処理装置が適用されたＸ線ＣＴ装置の構成図である。同図に示すように、Ｘ線ＣＴ装置はスキャナーと処理コンピュータ１０とから構成される。前記スキャナーには、Ｘ線発生器８と平面センサ等のＸ線検出器９とが対向して配置され、被検体７を中心に回転される。Ｘ線発生器８からＸ線が照射され、被検体７を通過したＸ線はＸ線検出器９に入射する。入射したＸ線量は電気信号に変換され、計測データとして前記処理コンピュータ１０に取り込まれる。このとき被検体７は回転の軸方向に移動され、螺旋状に走査される。
【００１０】
図２は本発明の原理を示す説明図であり、図２（Ａ）は投影方法として平行投影法を用いた場合、図２（Ｂ）は中心投影法を用いた場合である。符号１は螺旋状スキャンＣＴにより得られた断層像が積み上げられた三次元原画像、２は三次元原画像１において予め設定したしきい値以上に濃度が変化した画素を含む領域（関心領域）、３は前記領域２を含むＣＴ画像である。また、４は前記領域２を通過する投影線であり、５は予め設定された投影面である。領域２を含むＣＴ画像３のみが所定の周期で再構成され、三次元原画像１中の対応する断層像に順次置換され連続的に三次元原画像１が得られる。このようにして得られた三次元原画像１が投影面５に投影され、該投影像に陰影付けを行ない三次元再構成画像（疑似三次元画像）が再構成され表示される。
【００１１】
また、三次元原画像１全体を投影しなくとも、前記領域２を含む投影線４のみに沿って三次元原画像１を投影し、投影面５のうち投影線４に沿って投影された領域の投影値を計算し、その投影値を投影像中の対応する投影値に順次置換してもよい。
【００１２】
上記処理を、図３の三次元画像の高速表示方法による処理手順を示したフローチャートを用いて詳説する。まず、ＣＴ計測系を用いて計測された計測データ（ＲＡＷデータ）を基に複数の二次元画像を作成する（ステップＳ１）。
【００１３】
次に、作成された二次元画像データを基に疑似三次元画像を構成してモニタ画面に表示する（ステップＳ２）。
【００１４】
次に、画素選択モードを設定し、関心領域を決定する（ステップＳ３）。時間的に進んだＲＡＷデータを基に、関心領域を含む断層像を作成する（ステップＳ４）。ステップＳ４で作成した二次元画像デ−タを基にステップ３で決定した関心領域を新たに三次元再構成し、ステップＳ２の疑似三次元画像の対応する領域と置換する（ステップＳ５）。ステップＳ５により得られた疑似三次元画像をモニタ画面に表示する（ステップＳ６）。
【００１５】
終了するか否かを判定し（ステップＳ７）、終了するまでステップＳ４からステップＳ７の処理を繰り返す。
【００１６】
図４は、図３のステップＳ３における関心領域を設定する手順の詳細を示すフローチャートである。記憶媒体６から画像データを読み出した画像を基に画素選択モードを設定し（ステップＳ８）、条件にあった領域を関心領域２として設定する。モード１ではしきい値より大きな濃度変化があった領域を含む矩形内を選択し、モード２ではしきい値より大きな濃度変化があった領域のみ選択し、モード３ではしきい値より大きな濃度変化があった画素を含む投影線上の全ての画素を選択する。
【００１７】
尚、関心領域をしきい値より大きな濃度変化があった領域を基に設定せずに、マウス等のポインティングデバイスで設定してもよい。
【００１８】
図５は本発明に係る三次元画像の高速表示方法を用いる三次元画像高速表示装置のハードウエア構成を示すブロック図である。この画像表示装置は、Ｘ線ＣＴで被検体７の対象部位について収集した医用画像デ−タを記録し表示するもので、各構成要素の動作を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納された主メモリ１２と、Ｘ線ＣＴのスキャナを制御するスキャナコントローラ１３と、スキャナにより検出されたデータを取り込むデータ取り込み回路１４と、複数の断層像及び画像再構成プログラムが格納された記憶媒体６と、再構成された画像データを表示するために記憶する表示メモリ１５と、この表示メモリ１５から画像データを表示する表示装置としてのＣＲＴモニタ１６と、位置入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してＣＲＴ１６に出力するマウスコントローラ１８と各種の操作指令等を入力するキーボード１９と、上記各構成要素を接続する共通バス２０とから構成される。
【００１９】
尚、本実施の形態では、螺旋状スキャンＣＴによりＲＡＷデータを得、二次元再構成することにより二次元画像データを作成し、これを積み上げることで三次元原画像を得ているが、これに限定されず、コーンビームＣＴのように、スキャンによって二次元画像データを得、これを三次元再構成することで三次元画像を取得してもよい。
【００２０】
更に、螺旋状走査に限定されるものではなく、螺旋状走査によって得た時間的に前の三次元画像のうちの一部を螺旋走査によらない一般のＣＴ走査によって得た二次元／三次元画像で更新してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係る三次元画像処理装置によれば、関心領域に対応する複数の断層像を所定の周期で連続的に撮影再構成し三次元原画像中の対応する断層像に順次置換して連続的に三次元原画像を得ることにより、関心領域に対応しない断層像を再構成するための演算量が削減でき、リアルタイムで連続的に疑似三次元画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三次元画像処理装置が適用されるＸ線ＣＴ装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】本発明の原理を説明する説明図。
【図３】本発明の処理手順を示したフローチャート。
【図４】関心領域を設定する手順を示したフローチャート。
【図５】Ｘ線ＣＴ装置の処理コンピュータのハードウェア構成を示す説明図。
【符号の説明】
１…三次元原画像、２…関心領域、４…投影線、５…投影面、６…記憶媒体、７…被検体、８…Ｘ線発生器、９…Ｘ線検出器、１０…処理コンピュータ、１１…中央演算処理装置、１２…主メモリ、１３…スキャナコントローラ、１４…データ取り込み回路、１５…表示メモリ、１６…ＣＲＴモニタ、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…キーボード、２０…共通バス
【発明の属する技術分野】
本発明は三次元画像処理装置に係り、時間と共に変化する三次元原画像から疑似三次元画像を構成し、連続的にディスプレイに表示する三次元画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の断層像が積み上げられてなる三次元原画像を二次元平面に投影して得る疑似三次元画像を構成しモニタ画面に表示する際には、三次元原画像を中心投影法や平行投影法等の投影法によって予め設定された投影面に投影し、該投影像に陰影付けすることによって疑似的な三次元画像を構成しモニタ画面に表示する。
【０００３】
従来、Ｘ線ＣＴ装置で得られた三次元画像を連続的に表示する際には、時間的に変化する三次元原画像を表示の度に投影面の全領域分投影し、全領域分の投影値を計算（全領域再構成）し直す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、表示の度に投影面の全領域分の投影値を計算し直すため、表示に時間がかかりリアルタイム性に欠けるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、時間的に変化する疑似三次元画像をよりリアルタイムで表示することができる三次元画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記目的を達成するために、経時的に変化する疑似三次元画像を表示する三次元画像処理装置において、複数の断層像から三次元原画像を生成する手段と、前記生成された三次元原画像中に関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記設定された関心領域を含む断層像を所定の周期で再構成する手段と、前記再構成された断層像を前記三次元原画像中の対応する断層像と順次置換えして新たな三次元原画像を得る手段と、前記得られた新たな三次元画像を順次投影して疑似三次元画像として表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。このように関心領域に対応する複数の断層像を所定の周期で連続的に撮影再構成し三次元原画像中の対応する断層像に順次置換して連続的に三次元原画像を得ることにより、関心領域に対応しない断層像を再構成するための演算量が削減でき、リアルタイムで連続的に疑似三次元画像を表示することができる。
【０００７】
また、前記関心領域は画素選択モードによって設定され、画素選択モードは、しきい値より大きな濃度変化があった領域を含む矩形内を選択するモードと、しきい値より大きな濃度変化があった領域のみ選択するモードと、しきい値より大きな濃度変化があった画素を含む投影線上の全ての画素を選択するモードと、から選択される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る三次元画像処理装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係る三次元画像処理装置が適用されたＸ線ＣＴ装置の構成図である。同図に示すように、Ｘ線ＣＴ装置はスキャナーと処理コンピュータ１０とから構成される。前記スキャナーには、Ｘ線発生器８と平面センサ等のＸ線検出器９とが対向して配置され、被検体７を中心に回転される。Ｘ線発生器８からＸ線が照射され、被検体７を通過したＸ線はＸ線検出器９に入射する。入射したＸ線量は電気信号に変換され、計測データとして前記処理コンピュータ１０に取り込まれる。このとき被検体７は回転の軸方向に移動され、螺旋状に走査される。
【００１０】
図２は本発明の原理を示す説明図であり、図２（Ａ）は投影方法として平行投影法を用いた場合、図２（Ｂ）は中心投影法を用いた場合である。符号１は螺旋状スキャンＣＴにより得られた断層像が積み上げられた三次元原画像、２は三次元原画像１において予め設定したしきい値以上に濃度が変化した画素を含む領域（関心領域）、３は前記領域２を含むＣＴ画像である。また、４は前記領域２を通過する投影線であり、５は予め設定された投影面である。領域２を含むＣＴ画像３のみが所定の周期で再構成され、三次元原画像１中の対応する断層像に順次置換され連続的に三次元原画像１が得られる。このようにして得られた三次元原画像１が投影面５に投影され、該投影像に陰影付けを行ない三次元再構成画像（疑似三次元画像）が再構成され表示される。
【００１１】
また、三次元原画像１全体を投影しなくとも、前記領域２を含む投影線４のみに沿って三次元原画像１を投影し、投影面５のうち投影線４に沿って投影された領域の投影値を計算し、その投影値を投影像中の対応する投影値に順次置換してもよい。
【００１２】
上記処理を、図３の三次元画像の高速表示方法による処理手順を示したフローチャートを用いて詳説する。まず、ＣＴ計測系を用いて計測された計測データ（ＲＡＷデータ）を基に複数の二次元画像を作成する（ステップＳ１）。
【００１３】
次に、作成された二次元画像データを基に疑似三次元画像を構成してモニタ画面に表示する（ステップＳ２）。
【００１４】
次に、画素選択モードを設定し、関心領域を決定する（ステップＳ３）。時間的に進んだＲＡＷデータを基に、関心領域を含む断層像を作成する（ステップＳ４）。ステップＳ４で作成した二次元画像デ−タを基にステップ３で決定した関心領域を新たに三次元再構成し、ステップＳ２の疑似三次元画像の対応する領域と置換する（ステップＳ５）。ステップＳ５により得られた疑似三次元画像をモニタ画面に表示する（ステップＳ６）。
【００１５】
終了するか否かを判定し（ステップＳ７）、終了するまでステップＳ４からステップＳ７の処理を繰り返す。
【００１６】
図４は、図３のステップＳ３における関心領域を設定する手順の詳細を示すフローチャートである。記憶媒体６から画像データを読み出した画像を基に画素選択モードを設定し（ステップＳ８）、条件にあった領域を関心領域２として設定する。モード１ではしきい値より大きな濃度変化があった領域を含む矩形内を選択し、モード２ではしきい値より大きな濃度変化があった領域のみ選択し、モード３ではしきい値より大きな濃度変化があった画素を含む投影線上の全ての画素を選択する。
【００１７】
尚、関心領域をしきい値より大きな濃度変化があった領域を基に設定せずに、マウス等のポインティングデバイスで設定してもよい。
【００１８】
図５は本発明に係る三次元画像の高速表示方法を用いる三次元画像高速表示装置のハードウエア構成を示すブロック図である。この画像表示装置は、Ｘ線ＣＴで被検体７の対象部位について収集した医用画像デ−タを記録し表示するもので、各構成要素の動作を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納された主メモリ１２と、Ｘ線ＣＴのスキャナを制御するスキャナコントローラ１３と、スキャナにより検出されたデータを取り込むデータ取り込み回路１４と、複数の断層像及び画像再構成プログラムが格納された記憶媒体６と、再構成された画像データを表示するために記憶する表示メモリ１５と、この表示メモリ１５から画像データを表示する表示装置としてのＣＲＴモニタ１６と、位置入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してＣＲＴ１６に出力するマウスコントローラ１８と各種の操作指令等を入力するキーボード１９と、上記各構成要素を接続する共通バス２０とから構成される。
【００１９】
尚、本実施の形態では、螺旋状スキャンＣＴによりＲＡＷデータを得、二次元再構成することにより二次元画像データを作成し、これを積み上げることで三次元原画像を得ているが、これに限定されず、コーンビームＣＴのように、スキャンによって二次元画像データを得、これを三次元再構成することで三次元画像を取得してもよい。
【００２０】
更に、螺旋状走査に限定されるものではなく、螺旋状走査によって得た時間的に前の三次元画像のうちの一部を螺旋走査によらない一般のＣＴ走査によって得た二次元／三次元画像で更新してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係る三次元画像処理装置によれば、関心領域に対応する複数の断層像を所定の周期で連続的に撮影再構成し三次元原画像中の対応する断層像に順次置換して連続的に三次元原画像を得ることにより、関心領域に対応しない断層像を再構成するための演算量が削減でき、リアルタイムで連続的に疑似三次元画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三次元画像処理装置が適用されるＸ線ＣＴ装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】本発明の原理を説明する説明図。
【図３】本発明の処理手順を示したフローチャート。
【図４】関心領域を設定する手順を示したフローチャート。
【図５】Ｘ線ＣＴ装置の処理コンピュータのハードウェア構成を示す説明図。
【符号の説明】
１…三次元原画像、２…関心領域、４…投影線、５…投影面、６…記憶媒体、７…被検体、８…Ｘ線発生器、９…Ｘ線検出器、１０…処理コンピュータ、１１…中央演算処理装置、１２…主メモリ、１３…スキャナコントローラ、１４…データ取り込み回路、１５…表示メモリ、１６…ＣＲＴモニタ、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…キーボード、２０…共通バス
Claims (2)
- 経時的に変化する疑似三次元画像を表示する三次元画像処理装置において、
複数の断層像から三次元原画像を生成する手段と、
前記生成された三次元原画像中に関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記設定された関心領域を含む断層像を所定の周期で再構成する再構成手段と、
前記再構成された断層像を前記三次元原画像中の対応する断層像と順次置換えして新たな三次元原画像を得る手段と、
前記得られた新たな三次元原画像を順次投影して疑似三次元画像として表示する表示手段と、
を備え、
前記関心領域設定手段は、所定のしきい値より大きな濃度変化があった画素を含む投影線上の全ての画素を含む領域を前記関心領域として設定することを特徴とする三次元画像処理装置。 - 請求項１に記載の三次元画像処理装置において、
前記再構成手段は、前記関心領域設定手段によって設定された関心領域を含む断層像のみを前記所定の周期で再構成することを特徴とする三次元画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22063699A JP4503118B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 三次元画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22063699A JP4503118B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 三次元画像処理装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001046366A JP2001046366A (ja) | 2001-02-20 |
| JP2001046366A5 JP2001046366A5 (ja) | 2006-09-21 |
| JP4503118B2 true JP4503118B2 (ja) | 2010-07-14 |
Family
ID=16754087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22063699A Expired - Fee Related JP4503118B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 三次元画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4503118B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4642331B2 (ja) * | 2003-08-21 | 2011-03-02 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｘ線ｃｔ装置、及びその制御方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0898834A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JPH1014908A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-01-20 | Toshiba Corp | Ｘ線ｃｔ装置並びに画像表示方法及びその装置 |
| JPH10234714A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-08 | Toshiba Iyou Syst Eng Kk | Ｘ線撮像装置 |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP22063699A patent/JP4503118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0898834A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JPH1014908A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-01-20 | Toshiba Corp | Ｘ線ｃｔ装置並びに画像表示方法及びその装置 |
| JPH10234714A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-08 | Toshiba Iyou Syst Eng Kk | Ｘ線撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001046366A (ja) | 2001-02-20 |
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