JP4558904B2 - 画像処理装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び記憶媒体、特に、三次元の画像化データ空間内の三次元データを平面に投影した投影画像に対する演算処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、三次元形状を呈する物体を表示装置に表示する場合、投影法を用いて行っている。例えば、三次元形状を呈する生体臓器（被検体）の表面形状や内部構造を体表から観察できる装置として超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置において、被検体の三次元データは、被検体に超音波を送信し、その反射波を順次受信することにより、全体として三次元データ集合を形成することにより取得している。そして、取得した三次元データ集合に対して、その集合の任意の空間に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ；region of interest）を設定し、ＲＯＩ内の三次元データをボリュームレンダリング等の手法により視線に沿って平面に投影することによって、被検体の三次元画像（投影画像）を得し、その結果を表示装置上に映し出している。
【０００３】
ところで、各種診療に利用される超音波診断装置においては、観察対象の被検体の特定位置の大きさ、すなわち、特定したポイントを結ぶ線分の長さ（距離）や複数の線分で形成する角度や線分で囲んだ面積等を数値として認識したい場合が多い。例えば、従来の超音波診断装置において、三次元データ集合内の２点間の直線距離を測定する方法としては、その２点を含む三次元データ集合内に断面を設定し、その断面上で２点の指定とその間の距離計測演算を行っていた。
【０００４】
しかし、前述の方法においては、集合内の２点を含む断面を三次元データ集合内で設定することは、困難であり、その断面設定操作には、熟練と多大な操作時間を必要としていた。また、設定した断面が所望の２点を本当に含むか否かの確認にも多大な時間が必要であった。
【０００５】
そこで、投影画像上で２点（注目点）を指定し、その２点間の距離を測定することにより、対応する三次元データ集合内の２点間の直線距離を簡易的に表現することが提案されている。この方法によれば、容易な注目点の設定で簡易的な距離表現を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したように、ボリュームレンダリング等によって得られる三次元画像（投影画像）は、ＲＯＩの設定によりある演算範囲内の三次元データを平面に投影したものであるため、例えば、図９に示すように、投影画像１００上で注目点Ａ，Ｂを指定し、この注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを測定しても、この投影画像には、元の三次元の画像化データ空間（ＲＯＩ）における視線に沿った厚さ（奥行き方向）Ｄの内容が同時に重畳された状態で含まれる。つまり、図９において、実際に知りたい長さはＲＯＩの中に示した実点Ａ0と実点Ｂ0との間の長さＬ0であるが、実際に表示装置上に表示され、設定が可能な注目点Ａに投影された点は、ＲＯＩの視線上の線分ａｂのデータ全てが投影されたものになっている。同様に、設定が可能な注目点Ｂに投影された点は、ＲＯＩの視線上の線分ｃｄのデータ全てが投影されたものになっている。そのため、実点Ａ0は線分ａｂ上の何処の位置にあっても同一の注目点Ａに投影されてしまう。同様に実点Ｂ0は線分ｃｄ上の何処の位置にあっても同一の注目点Ｂに投影されてしまう。つまり、投影画像上では、実点Ａ0，Ｂ0は、不定点となってしまう。その結果、実点Ａ0，Ｂ0を結ぶ線分は、様々な距離Ｌ0を取り得るにもかかわらず、投影画像上では、全て同じ注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌとして表現されてしまい、投影画像上で測定された距離Ｌは曖昧さを含み、投影画像上の距離Ｌの表示のみを行っても十分な信頼度を得ることができないという問題がある。
【０００７】
同様に、投影画像上で複数の注目点を設定し、注目点を結ぶ線分で規定される角度や面積を測定する場合も前述したようにＲＯＩ上の実点の位置が不定になるので、投影画像上で測定された角度や面積も信頼度の低いものになってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、投影画像を扱う画像処理において、投影画像上で容易な注目点の設定作業を行って、その注目点に基づく測定を行う場合でも、所定の信頼度を得ることのできる処理を行うところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算する演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、前記演算手段は、最大値と最小値の両方を用いて直線経路の長さの取りうる範囲を算出することが好適である。
【００１１】
このように、画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、投影画像上の注目点を結ぶ直線経路の長さ測定の結果を保証する基準を示すことが可能になり投影画像上における測定の信頼度が向上する。また、注目点は、投影画像上で容易に設定可能なので、容易な操作で、信頼度の高い測定を行うことができる。
【００１２】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置の前記演算手段は、さらに、前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算することを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成において、前記演算手段は、さらに、最大値と最小値の両方により二本の直線経路が形成しうる角度の範囲を算出することが好適である。
【００１４】
この構成によれば、投影画面上で設定した注目点に基づいて測定した角度に関してもその測定値に対する最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、容易な注目点の設定操作を行っても、測定値の信頼度を向上することができる。
【００１５】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成する領域形成手段と、前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶことにより前記投影領域を形成し得る平面の面積の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算する演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記構成において、前記演算手段は、最大値と最小値の両方を用いて前記面積の範囲を算出することが好適である。
【００１７】
ここで、連結線によって囲まれる投影領域とは、直線や曲線等を用いて囲むことのできる領域である。
【００１８】
この構成によれば、投影画面上で設定した注目点に基づいて測定した面積に関してもその測定値に対する最大値や最小値やそれらによって規定される範囲を示すことで、容易な注目点の設定操作を行っても、測定値の信頼度を向上することができる。
【００１９】
また、上記構成において、前記演算手段は、さらに、最大値と最小値との平均値を算出することを特徴とする。
【００２０】
また、上記構成において、前記演算手段は、算出した平均値を中心とした上下限値を算出することが好適である。
【００２１】
平均値を算出したり、平均値を中心とした上下限を算出することにより、測定値の取りうる範囲をより具体的かつ容易に認識することが可能になり、測定値の信頼度を向上することができる。また、上下限値を示す場合、前記範囲が上下限値から外れる場合には、測定値の曖昧さが大き過ぎるとして、測定不能や設定変更の処理を行うようにしてもよい。
【００２２】
上記のような目的を達成するために、上記構成において、投影画像は、被検体に対して送受信を行った超音波に基づいて形成され、各注目点は、超音波投影画像上に設定されることが好適である。
【００２３】
この構成によれば、被検体に存在する疾患等の大きさ等を所定の信頼度を持って認識することができる。またその時の注目点の設定操作も容易に行うことができる。
【００２４】
上記のような目的を達成するために、本発明は、コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、少なくとも、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることを特徴とする。
【００２５】
また、上記構成において、前記プログラムは、さらに、前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることが好適である。
【００２６】
さらに、上記のような目的を達成するために、本発明は、コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、少なくとも、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成させ、前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶことにより前記投影領域を形成し得る平面の面積の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることを特徴とする。
【００２７】
記憶媒体には、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスクなど、電磁気的、化学的、あるいは光学的に情報を担持できる任意の媒体が含まれる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。図１には、本実施形態の画像処理装置を超音波診断装置１０に組み込んだ場合の構成ブロック図が示されている。
【００２９】
超音波診断装置１０は、被検体に対して超音波の送受波を行う振動子アレイ１２ａを含む超音波探触子１２と、前記振動子アレイ１２ａに供給する送信ビームの遅延分布を行う送信ビームフォーマ１４、前記振動子アレイ１２ａが受信した反射波の整相加算を行う受波ビームフォーマ１６、前記振動子アレイ１２ａが行う超音波の送受信により得られる断層面を当該断層面と略直交する方向に移動させて三次元データ集合を取得のために振動子アレイ１２ａを揺動させるモータ１２ｂと、前記モータ１２ｂを駆動するためのモータドライブ１８、及び前記送信ビームフォーマ１４や受波ビームフォーマ１６を制御すると共に、前記モータドライブ１８を制御する制御部２０を含んでいる。なお、前記超音波探触子１２には、振動子アレイ１２ａの揺動量を検出するアレイ位置検出センサ１２ｃが配置され、その検出結果に基づいて、制御部２０はモータ１２ｂの駆動量制御を行っている。
【００３０】
前記受波ビームフォーマ１６からの信号はアンプ２２で増幅され、メモリ２４に蓄積される。超音波診断装置１０の画像処理部（画像形成手段、演算手段）２６は、前記メモリ２４に蓄えられた三次元データ集合を用いて、所望の投影画像を形成し、表示装置２８上に表示する。前記画像処理部２６には、取得した三次元データ集合に対して、その集合内の任意の空間に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ）を設定するＲＯＩ設定部や投影画像を形成する時に用いる視点を設定する視点設定部、後述する距離測定等を行うために投影画像上に注目点を設定する注目点設定部等を含む入力部（設定手段）３０が接続されている。
【００３１】
このように構成される超音波診断装置１０は、使用者が超音波探触子１２を被検体に接触させ、超音波の送受を行うことにより、三次元データ集合を取得する。この時、ＲＯＩ設定部により三次元データ集合内に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ）を設定し、さらに、設定したＲＯＩに対して複数の視線を設定し、図９に示すように、各視線ごとにデータ演算（例えば、ボリュームレンダリング）を行って表示装置２８上に投影画像を形成する。この投影画像の形成に関しては従来の方法と同様である。
【００３２】
本実施形態の特徴的事項は、投影画像上で設定した注目点に基づく注目点間距離測定や角度測定、面積測定の測定値と共にその測定値の取り得る値の演算を同時に行い、その結果を前記測定値と関連付けることにより、測定値の信頼度を明確にし、信頼度の向上を行うところである。
【００３３】
まず、投影画像上で設定した注目点Ａ，Ｂ間の距離（長さ）Ｌについて説明する。前述したように、注目点設定部で投影画像上に設定した注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌは、実点Ａ0，Ｂ0で規定される距離Ｌ0に対して曖昧さを有している。そこで、この曖昧さを考慮して、注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを有限の値と関連付けて示す。例えば、距離Ｌの取り得る最大値と最小値を算出し、その最大値または最小値、或いは両者で規定される範囲により注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを保証する。
【００３４】
図２において、注目点Ａは、ＲＯＩを通過する視線の線分ａｂ上のいずれかに存在する実点Ａ0が示され、注目点Ｂは、ＲＯＩを通過する視線の線分ｃｄ上のいずれかに存在する実点Ｂ0が示されている。従って、ＲＯＩ内で注目点Ａ，Ｂをそれぞれ通過する視線の相互間を結ぶ直線経路の長さ、つまりＲＯＩの中で示される四角形ａｂｃｄ内で直線経路Ａ0Ｂ0の最大値と最小値を算出する。つまり、以下のような演算を行う。
【００３５】
【数１】
つまり、線分ａｃ，ａｄ，ｂｃ，ｂｄの中で最小値Ｌmin及び最大値Ｌmaxを算出する。
【００３６】
図３には、表示装置２８の表示例が示されている。表示装置２８は、投影画像を示すメインウインドウ２８ａと、測定値や最小値Ｌmin、最大値Ｌmax等を示すサブウインドウ２８ｂを有する。図３においては、メインウインドウ中の距離Ｌが最小値Ｌminと最大値Ｌmaxで規定される範囲の中、つまり、Ｌmin≦Ｌ≦Ｌmaxにあることが示されている。このように、測定値である距離Ｌが取り得る範囲を明確に表示することで、投影画像上で容易に設定した注目点に基づく測定値でも、その信頼度を容易に向上させることが可能になる。
【００３７】
また、この時、最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとに基づいて、平均値Ｌaveを示してもよい。つまり、Ｌave＝（Ｌmin＋Ｌmax）／２で算出し、サブウインドウ２８ｂに合わせて表示すれば、更に投影画像上の注目点Ａ，Ｂで示される測定値の取り得る値の認識を容易にすることができる。
【００３８】
この他の表示方法としては、距離Ｌを最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとのばらつきσを平均値Ｌaveと共に示すようにしてもよい。つまり、σ＝（Ｌmax−Ｌmin）／２で示し、Ｌ＝Ｌave±σとして表現してもよい。
【００３９】
なお、ＲＯＩの厚みＤが『ゼロ』である場合、Ｌmin＝Ｌ＝Ｌmaxとなり、投影平面上での注目点Ａ，Ｂ２点間の距離計測と等価になり、測定値に曖昧さが無いことは明らかである。この様な場合、曖昧さがない確定値であることをメッセージ等で表示してもよい。逆に厚さＤが非常に大きい場合、曖昧さが非常に大きくなり、例えば、Ｌmin＝３≦Ｌ≦Ｌmax＝１００のように算出された場合、距離Ｌの範囲を有限化したとは言い難い。そこで、曖昧さαをα≡（Ｌmin＋Ｌmax）／Ｌで定義し、曖昧さαが例えば、α≧０．２５の場合には、超音波診断装置１０の利用者の混乱を防ぐ意味で、例えば、『測定不可能』とか、『参考値』等の表示を行う。また、ＲＯＩの設定を修正することを促すメッセージをサブウインドウ２８ｂに示してもよい。
【００４０】
図４には、投影画像上で注目点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を設定した場合、線分ＡＢ，ＢＣで形成する∠ＡＢＣの角度を上述の距離Ｌと同様に、信頼度を向上した状態で表示する例を示している。前述したように、投影画像上で設定した注目点Ａ，Ｂ，Ｃの３点に基づく各線分ＡＢ，ＢＣ，ＡＣは、ＲＯＩの厚みＤによる曖昧さを含んでいるため、最小値と最大値の間で不確定となる。従って、線分ＡＢ，ＢＣで形成する∠ＡＢＣの角度も不確定になってしまう。投影画像上で∠ＡＢＣと成り得るＲＯＩ上の実角度の取り得る最小値と最大値は∠ａ1ｂ1ｃ1、∠ａ1ｂ1ｃ2、∠ａ1ｂ2ｃ1、∠ａ1ｂ2ｃ2、∠ａ2ｂ1ｃ1、∠ａ2ｂ1ｃ2、∠ａ2ｂ2ｃ1、∠ａ2ｂ2ｃ2の８通りで示される中に全て含まれる。そこで、投影画像上で注目点Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて∠ＡＢＣの角度を表示する場合に、各線分ａ1ｂ1、ａ1ｂ2、ａ2ｂ1、ａ2ｂ2、ｂ1ｃ1、ｂ1ｃ2、ｂ2ｃ1、ｂ2ｃ2の距離（長さ）を求め、上記８通りの角度のうち最小値と最大値を算出する。
【００４１】
角度θxの取り得る値は、注目点Ａ，Ｂ間の取り得る距離をｘ1、注目点Ｂ，Ｃ間の取り得る距離をｘ2、注目点Ｃ，Ａ間の取り得る距離をｘ3として場合、以下のように示すことができる。
【００４２】
【数２】
そして、角度θxのうち最小値と最大値と少なくとも一方、望ましくは両者で定まる角度範囲を上述した距離表示と同じように表示することにより、角度表示の信頼度を向上することができる。
【００４３】
さらに、図５に示したように、投影画像上の複数の注目点Ａ1〜Ａ4を設定し、その注目点で囲まれる面積Ｓの測定を行う場合も、図６に示すように、ＲＯＩの厚みＤによる曖昧さを含んだ状態で投影されてしまうため、上述した距離や角度と同様に、投影画像上で測定した面積に関しても曖昧さを含んでしまう。そこで、図６に示しように、ＲＯＩ上で定義される最小値Ｓminと最大値Ｓmaxを算出することにより投影画像上で複数の注目点に基づいて算出した面積に関しても、信頼度を向上させることができる。まず、投影画像上の面積Ｓを設定する。例えば、投影画像上に設定された複数の注目点に対し、画像処理部２６に含まれる領域形成部（領域形成手段）が、前記複数の注目点を結ぶ連結線（直線でも曲線でもよい）を生成することによりその連結線で囲まれる面積Ｓ（投影領域）を決める。
【００４４】
また、この面積Ｓを設定する他の方法として、投影画像上の複数の注目点同士をスプライン関数やベジェ曲線を用いて曲線で結び、その曲線で囲まれる面積Ｓ（投影領域）を求めることもできる。
【００４５】
面積を実際に算出する方法としては、例えば、面積Ｓを規定する連結線上の３点を結ぶ直線で規定される複数の三角形で、計測したい画像の面積を近似する方法がある。前記三角形を構成する線分は、前述したものと同様に、ＲＯＩの厚みＤに基づく曖昧さを含んでいるので、投影画像上の三角形の取り得る面積の最小値と最大値を算出し、最終的に求めたい投影画像上の面積の最小値と最大値を算出する。
【００４６】
このように、ＲＯＩの厚みＤを考慮し、投影画像上の注目点に基づく長さの最小値、最大値を算出することで、それによって定義される長さ、角度、面積等、投影画像上で測定した測定値の信頼度を向上させることができる。
【００４７】
なお、角度の算出方法や面積の算出方法は、一例であり、他の既知の方法により算出しても本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
図７、図８は、仮想点Ｏを視点として、等角写像により投影画像が形成され、投影画像上の注目点が極座標で示される場合に本実施形態を適用した場合を示している。投影画像上の注目点Ｍ，Ｎ間の距離（長さ）はＲＯＩの上面Ｐ上の実点ａ，ｃとＲＯＩの下面Ｑ上の実点ｂ，ｄで構成される四辺形ａｂｃｄで規定される長さとなる。ここで、実点ａ，ｂは投影画像上で同一の点になるため、図８に示すように、投影画像上の（φ1，θ1）を共用する。同様に、実点ｃ，ｄも投影画像上で同一の点になるため、投影画像上の（φ2，θ2）を共用する。各実点ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて異なるところは、視点Ｏからの距離である。すなわち、実点ａは、辺Ｏａの長さｒaで決まり、実点ｂは、ｒbで決まる。従って、三次元空間では、実点ａの座標は、（φ1，θ1，ｒa）、実点ｂの座標は、（φ1，θ1，ｒb）、実点ｃの座標は、（φ2，θ2，ｒc）、実点ｄの座標は、（φ2，θ2，ｒd）となる。このように各実点の座標が求められれば、例えば、実点ａと実点ｄとの距離は、以下のように定式化することができる。
【００４９】
【数３】
そして、ＲＯＩの中で示される四角形ａｂｃｄ内で直線経路Ｌの最大値と最小値を算出する。つまり、以下のような演算を行う。
【００５０】
【数１】
つまり、線分ａｃ，ａｄ，ｂｃ，ｂｄの中で最小値Ｌmin及び最大値Ｌmaxを算出する。そして、最小値Ｌminと最大値Ｌmaxで規定される範囲で投影画像中の注目点Ｍ，Ｎ間の距離Ｌを、Ｌmin≦Ｌ≦Ｌmaxのように示す。この場合も、測定値である距離Ｌが取り得る範囲を明確に表示することで、投影画像上で容易に設定した注目点に基づく測定値でも、その信頼度を容易に向上させることが可能になる。
【００５１】
また、図２等で示した例と同様に、最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとに基づいて、平均値Ｌaveを示してもよい。つまり、Ｌave＝（Ｌmin＋Ｌmax）／２で算出し表示すれば、更に投影画像上の注目点Ｍ，Ｎで示される測定値の取り得る値の認識を容易にすることができる。
【００５２】
また、距離Ｌを最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとのばらつきσを平均値Ｌaveと共に示すようにしてもよい。つまり、σ＝（Ｌmax−Ｌmin）／２で示し、Ｌ＝Ｌave±σとして表現してもよい。さらに、曖昧さαをα≡（Ｌmin＋Ｌmax）／Ｌで定義し、曖昧さαが例えば、α≧０．２５の場合には、超音波診断装置１０の利用者の混乱を防ぐ意味で、例えば、『測定不可能』とか、『参考値』等の表示を行う。また、ＲＯＩの設定を修正することを促すメッセージをサブウインドウ２８ｂに示してもよい。
【００５３】
なお、極座標を用いる場合でも、図４や図５、図６等で示した角度や面積等の演算が可能で、測定値に加えその測定値が取り得る範囲の算出が可能である。
【００５４】
このように、ＲＯＩの厚みＤを考慮した測定結果の表示を行うことにより、利用者が投影画像上で距離や角度、面積等を測定しても、その値の取り得る値の範囲を最小値や最大値、平均値等を用いて表示するので、投影画面上での曖昧さを含んだ測定値表現をより信頼度の高い形で表示することができる。
【００５５】
本実施形態においては、最小値と最大値で規定される範囲を示したが、最小値または最大値のいずれか一方で、測定値の取り得る値の下限や上限を示すようにしてもよい。また、平均値Ｌaveのみを示してもよいし、曖昧さαを含むＬave±σのみの表示等投影画像上で測定した測定値に対する比較基準を示す表示であれば、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
また、図１示した構成ブロック図も一例であり、上述したような投影画像上で測定した測定値に対する比較基準を示す表示が可能な構成であれば、適宜変更可能であり、例えば、本出願人が先に出願し、特開平１０−３３５３８号公報で公開された超音波画像処理装置のように、リアルタイムで処理を行うような場合においては、図１におけるメモリ２４は省略され、三次元データ集合が画像処理部２６に順次入力され、処理が行われるようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態においては、本発明の画像処理装置を超音波を用いた超音波診断装置に適用した例を説明したが、三次元データ集合を投影表示するもの、例えば、医療機器においては、Ｘ線を用いたＣＴや磁気共鳴診断（ＭＲＩ）等の装置に適用しても同様の効果を得ることができる。また、非破壊検査等で得た三次元データ集合に関しても同様な処置を行い同様な効果を得ることができる。
【００５８】
また、上述した実施形態で示した処理手順、すなわち、取得した三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させる処理と、前記投影画像上において複数の注目点を設定させる処理と、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させる処理等を実行するプログラムを記憶媒体に記憶させてもよい。そして、記憶媒体に記憶したプログラムを任意のコンピュータに読み込ませて、コンピュータ上で実行するようにしてもよい。この場合、超音波診断装置等で三次元データ集合を取得しておけば、その後卓上のコンピュータ等でも、上述した実施形態と同様な画像処理が可能になり、診断や検査を任意の場所で行うことが可能になり、データの有効利用を行うことができる。なお、前記記憶媒体には、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスクなど、電磁気的、化学的、あるいは光学的に情報を担持できる任意の媒体が含まれる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、投影画像上の注目点を結ぶ直線経路の長さ測定の結果を保証する基準を示すことが可能になり投影画像上における測定の信頼度が向上する。また、注目点は、投影画像上で容易に設定可能なので、信頼度を向上させつつ容易な操作で、測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る画像処理装置を超音波診断装置に適用する場合の構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における最小値、最大値を算出する場合のイメージ図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における最小値、最大値を含む表示例を説明するイメージ図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を角度表示に適用する場合の説明図である。
【図５】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を面積表示に適用する場合の説明図である。
【図６】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を面積表示に適用する場合に取り得る最小面積と最大面積を示す説明図である。
【図７】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を極座標を用いて行う場合の説明図である。
【図８】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を極座標を用いて行う場合の説明図である。
【図９】 従来の画像処理装置における投影画像上の距離測定を説明するイメージ図である。
【符号の説明】
１０ 超音波診断装置、１２ 超音波探触子、１２ａ 振動子アレイ、１４ 送信ビームフォーマ、１６ 受波ビームフォーマ、２０ 制御部、２２ アンプ、２４ メモリ、２６ 画像処理部（画像形成手段）、２８ 表示装置、３０ 入力部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び記憶媒体、特に、三次元の画像化データ空間内の三次元データを平面に投影した投影画像に対する演算処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、三次元形状を呈する物体を表示装置に表示する場合、投影法を用いて行っている。例えば、三次元形状を呈する生体臓器（被検体）の表面形状や内部構造を体表から観察できる装置として超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置において、被検体の三次元データは、被検体に超音波を送信し、その反射波を順次受信することにより、全体として三次元データ集合を形成することにより取得している。そして、取得した三次元データ集合に対して、その集合の任意の空間に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ；region of interest）を設定し、ＲＯＩ内の三次元データをボリュームレンダリング等の手法により視線に沿って平面に投影することによって、被検体の三次元画像（投影画像）を得し、その結果を表示装置上に映し出している。
【０００３】
ところで、各種診療に利用される超音波診断装置においては、観察対象の被検体の特定位置の大きさ、すなわち、特定したポイントを結ぶ線分の長さ（距離）や複数の線分で形成する角度や線分で囲んだ面積等を数値として認識したい場合が多い。例えば、従来の超音波診断装置において、三次元データ集合内の２点間の直線距離を測定する方法としては、その２点を含む三次元データ集合内に断面を設定し、その断面上で２点の指定とその間の距離計測演算を行っていた。
【０００４】
しかし、前述の方法においては、集合内の２点を含む断面を三次元データ集合内で設定することは、困難であり、その断面設定操作には、熟練と多大な操作時間を必要としていた。また、設定した断面が所望の２点を本当に含むか否かの確認にも多大な時間が必要であった。
【０００５】
そこで、投影画像上で２点（注目点）を指定し、その２点間の距離を測定することにより、対応する三次元データ集合内の２点間の直線距離を簡易的に表現することが提案されている。この方法によれば、容易な注目点の設定で簡易的な距離表現を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したように、ボリュームレンダリング等によって得られる三次元画像（投影画像）は、ＲＯＩの設定によりある演算範囲内の三次元データを平面に投影したものであるため、例えば、図９に示すように、投影画像１００上で注目点Ａ，Ｂを指定し、この注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを測定しても、この投影画像には、元の三次元の画像化データ空間（ＲＯＩ）における視線に沿った厚さ（奥行き方向）Ｄの内容が同時に重畳された状態で含まれる。つまり、図９において、実際に知りたい長さはＲＯＩの中に示した実点Ａ0と実点Ｂ0との間の長さＬ0であるが、実際に表示装置上に表示され、設定が可能な注目点Ａに投影された点は、ＲＯＩの視線上の線分ａｂのデータ全てが投影されたものになっている。同様に、設定が可能な注目点Ｂに投影された点は、ＲＯＩの視線上の線分ｃｄのデータ全てが投影されたものになっている。そのため、実点Ａ0は線分ａｂ上の何処の位置にあっても同一の注目点Ａに投影されてしまう。同様に実点Ｂ0は線分ｃｄ上の何処の位置にあっても同一の注目点Ｂに投影されてしまう。つまり、投影画像上では、実点Ａ0，Ｂ0は、不定点となってしまう。その結果、実点Ａ0，Ｂ0を結ぶ線分は、様々な距離Ｌ0を取り得るにもかかわらず、投影画像上では、全て同じ注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌとして表現されてしまい、投影画像上で測定された距離Ｌは曖昧さを含み、投影画像上の距離Ｌの表示のみを行っても十分な信頼度を得ることができないという問題がある。
【０００７】
同様に、投影画像上で複数の注目点を設定し、注目点を結ぶ線分で規定される角度や面積を測定する場合も前述したようにＲＯＩ上の実点の位置が不定になるので、投影画像上で測定された角度や面積も信頼度の低いものになってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、投影画像を扱う画像処理において、投影画像上で容易な注目点の設定作業を行って、その注目点に基づく測定を行う場合でも、所定の信頼度を得ることのできる処理を行うところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算する演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、前記演算手段は、最大値と最小値の両方を用いて直線経路の長さの取りうる範囲を算出することが好適である。
【００１１】
このように、画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、投影画像上の注目点を結ぶ直線経路の長さ測定の結果を保証する基準を示すことが可能になり投影画像上における測定の信頼度が向上する。また、注目点は、投影画像上で容易に設定可能なので、容易な操作で、信頼度の高い測定を行うことができる。
【００１２】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置の前記演算手段は、さらに、前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算することを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成において、前記演算手段は、さらに、最大値と最小値の両方により二本の直線経路が形成しうる角度の範囲を算出することが好適である。
【００１４】
この構成によれば、投影画面上で設定した注目点に基づいて測定した角度に関してもその測定値に対する最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、容易な注目点の設定操作を行っても、測定値の信頼度を向上することができる。
【００１５】
上記のような目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成する領域形成手段と、前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶことにより前記投影領域を形成し得る平面の面積の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算する演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記構成において、前記演算手段は、最大値と最小値の両方を用いて前記面積の範囲を算出することが好適である。
【００１７】
ここで、連結線によって囲まれる投影領域とは、直線や曲線等を用いて囲むことのできる領域である。
【００１８】
この構成によれば、投影画面上で設定した注目点に基づいて測定した面積に関してもその測定値に対する最大値や最小値やそれらによって規定される範囲を示すことで、容易な注目点の設定操作を行っても、測定値の信頼度を向上することができる。
【００１９】
また、上記構成において、前記演算手段は、さらに、最大値と最小値との平均値を算出することを特徴とする。
【００２０】
また、上記構成において、前記演算手段は、算出した平均値を中心とした上下限値を算出することが好適である。
【００２１】
平均値を算出したり、平均値を中心とした上下限を算出することにより、測定値の取りうる範囲をより具体的かつ容易に認識することが可能になり、測定値の信頼度を向上することができる。また、上下限値を示す場合、前記範囲が上下限値から外れる場合には、測定値の曖昧さが大き過ぎるとして、測定不能や設定変更の処理を行うようにしてもよい。
【００２２】
上記のような目的を達成するために、上記構成において、投影画像は、被検体に対して送受信を行った超音波に基づいて形成され、各注目点は、超音波投影画像上に設定されることが好適である。
【００２３】
この構成によれば、被検体に存在する疾患等の大きさ等を所定の信頼度を持って認識することができる。またその時の注目点の設定操作も容易に行うことができる。
【００２４】
上記のような目的を達成するために、本発明は、コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、少なくとも、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることを特徴とする。
【００２５】
また、上記構成において、前記プログラムは、さらに、前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることが好適である。
【００２６】
さらに、上記のような目的を達成するために、本発明は、コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、少なくとも、三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成させ、前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶことにより前記投影領域を形成し得る平面の面積の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることを特徴とする。
【００２７】
記憶媒体には、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスクなど、電磁気的、化学的、あるいは光学的に情報を担持できる任意の媒体が含まれる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。図１には、本実施形態の画像処理装置を超音波診断装置１０に組み込んだ場合の構成ブロック図が示されている。
【００２９】
超音波診断装置１０は、被検体に対して超音波の送受波を行う振動子アレイ１２ａを含む超音波探触子１２と、前記振動子アレイ１２ａに供給する送信ビームの遅延分布を行う送信ビームフォーマ１４、前記振動子アレイ１２ａが受信した反射波の整相加算を行う受波ビームフォーマ１６、前記振動子アレイ１２ａが行う超音波の送受信により得られる断層面を当該断層面と略直交する方向に移動させて三次元データ集合を取得のために振動子アレイ１２ａを揺動させるモータ１２ｂと、前記モータ１２ｂを駆動するためのモータドライブ１８、及び前記送信ビームフォーマ１４や受波ビームフォーマ１６を制御すると共に、前記モータドライブ１８を制御する制御部２０を含んでいる。なお、前記超音波探触子１２には、振動子アレイ１２ａの揺動量を検出するアレイ位置検出センサ１２ｃが配置され、その検出結果に基づいて、制御部２０はモータ１２ｂの駆動量制御を行っている。
【００３０】
前記受波ビームフォーマ１６からの信号はアンプ２２で増幅され、メモリ２４に蓄積される。超音波診断装置１０の画像処理部（画像形成手段、演算手段）２６は、前記メモリ２４に蓄えられた三次元データ集合を用いて、所望の投影画像を形成し、表示装置２８上に表示する。前記画像処理部２６には、取得した三次元データ集合に対して、その集合内の任意の空間に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ）を設定するＲＯＩ設定部や投影画像を形成する時に用いる視点を設定する視点設定部、後述する距離測定等を行うために投影画像上に注目点を設定する注目点設定部等を含む入力部（設定手段）３０が接続されている。
【００３１】
このように構成される超音波診断装置１０は、使用者が超音波探触子１２を被検体に接触させ、超音波の送受を行うことにより、三次元データ集合を取得する。この時、ＲＯＩ設定部により三次元データ集合内に画像化データ空間である関心領域（ＲＯＩ）を設定し、さらに、設定したＲＯＩに対して複数の視線を設定し、図９に示すように、各視線ごとにデータ演算（例えば、ボリュームレンダリング）を行って表示装置２８上に投影画像を形成する。この投影画像の形成に関しては従来の方法と同様である。
【００３２】
本実施形態の特徴的事項は、投影画像上で設定した注目点に基づく注目点間距離測定や角度測定、面積測定の測定値と共にその測定値の取り得る値の演算を同時に行い、その結果を前記測定値と関連付けることにより、測定値の信頼度を明確にし、信頼度の向上を行うところである。
【００３３】
まず、投影画像上で設定した注目点Ａ，Ｂ間の距離（長さ）Ｌについて説明する。前述したように、注目点設定部で投影画像上に設定した注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌは、実点Ａ0，Ｂ0で規定される距離Ｌ0に対して曖昧さを有している。そこで、この曖昧さを考慮して、注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを有限の値と関連付けて示す。例えば、距離Ｌの取り得る最大値と最小値を算出し、その最大値または最小値、或いは両者で規定される範囲により注目点Ａ，Ｂ間の距離Ｌを保証する。
【００３４】
図２において、注目点Ａは、ＲＯＩを通過する視線の線分ａｂ上のいずれかに存在する実点Ａ0が示され、注目点Ｂは、ＲＯＩを通過する視線の線分ｃｄ上のいずれかに存在する実点Ｂ0が示されている。従って、ＲＯＩ内で注目点Ａ，Ｂをそれぞれ通過する視線の相互間を結ぶ直線経路の長さ、つまりＲＯＩの中で示される四角形ａｂｃｄ内で直線経路Ａ0Ｂ0の最大値と最小値を算出する。つまり、以下のような演算を行う。
【００３５】
【数１】
【００３６】
図３には、表示装置２８の表示例が示されている。表示装置２８は、投影画像を示すメインウインドウ２８ａと、測定値や最小値Ｌmin、最大値Ｌmax等を示すサブウインドウ２８ｂを有する。図３においては、メインウインドウ中の距離Ｌが最小値Ｌminと最大値Ｌmaxで規定される範囲の中、つまり、Ｌmin≦Ｌ≦Ｌmaxにあることが示されている。このように、測定値である距離Ｌが取り得る範囲を明確に表示することで、投影画像上で容易に設定した注目点に基づく測定値でも、その信頼度を容易に向上させることが可能になる。
【００３７】
また、この時、最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとに基づいて、平均値Ｌaveを示してもよい。つまり、Ｌave＝（Ｌmin＋Ｌmax）／２で算出し、サブウインドウ２８ｂに合わせて表示すれば、更に投影画像上の注目点Ａ，Ｂで示される測定値の取り得る値の認識を容易にすることができる。
【００３８】
この他の表示方法としては、距離Ｌを最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとのばらつきσを平均値Ｌaveと共に示すようにしてもよい。つまり、σ＝（Ｌmax−Ｌmin）／２で示し、Ｌ＝Ｌave±σとして表現してもよい。
【００３９】
なお、ＲＯＩの厚みＤが『ゼロ』である場合、Ｌmin＝Ｌ＝Ｌmaxとなり、投影平面上での注目点Ａ，Ｂ２点間の距離計測と等価になり、測定値に曖昧さが無いことは明らかである。この様な場合、曖昧さがない確定値であることをメッセージ等で表示してもよい。逆に厚さＤが非常に大きい場合、曖昧さが非常に大きくなり、例えば、Ｌmin＝３≦Ｌ≦Ｌmax＝１００のように算出された場合、距離Ｌの範囲を有限化したとは言い難い。そこで、曖昧さαをα≡（Ｌmin＋Ｌmax）／Ｌで定義し、曖昧さαが例えば、α≧０．２５の場合には、超音波診断装置１０の利用者の混乱を防ぐ意味で、例えば、『測定不可能』とか、『参考値』等の表示を行う。また、ＲＯＩの設定を修正することを促すメッセージをサブウインドウ２８ｂに示してもよい。
【００４０】
図４には、投影画像上で注目点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を設定した場合、線分ＡＢ，ＢＣで形成する∠ＡＢＣの角度を上述の距離Ｌと同様に、信頼度を向上した状態で表示する例を示している。前述したように、投影画像上で設定した注目点Ａ，Ｂ，Ｃの３点に基づく各線分ＡＢ，ＢＣ，ＡＣは、ＲＯＩの厚みＤによる曖昧さを含んでいるため、最小値と最大値の間で不確定となる。従って、線分ＡＢ，ＢＣで形成する∠ＡＢＣの角度も不確定になってしまう。投影画像上で∠ＡＢＣと成り得るＲＯＩ上の実角度の取り得る最小値と最大値は∠ａ1ｂ1ｃ1、∠ａ1ｂ1ｃ2、∠ａ1ｂ2ｃ1、∠ａ1ｂ2ｃ2、∠ａ2ｂ1ｃ1、∠ａ2ｂ1ｃ2、∠ａ2ｂ2ｃ1、∠ａ2ｂ2ｃ2の８通りで示される中に全て含まれる。そこで、投影画像上で注目点Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて∠ＡＢＣの角度を表示する場合に、各線分ａ1ｂ1、ａ1ｂ2、ａ2ｂ1、ａ2ｂ2、ｂ1ｃ1、ｂ1ｃ2、ｂ2ｃ1、ｂ2ｃ2の距離（長さ）を求め、上記８通りの角度のうち最小値と最大値を算出する。
【００４１】
角度θxの取り得る値は、注目点Ａ，Ｂ間の取り得る距離をｘ1、注目点Ｂ，Ｃ間の取り得る距離をｘ2、注目点Ｃ，Ａ間の取り得る距離をｘ3として場合、以下のように示すことができる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
さらに、図５に示したように、投影画像上の複数の注目点Ａ1〜Ａ4を設定し、その注目点で囲まれる面積Ｓの測定を行う場合も、図６に示すように、ＲＯＩの厚みＤによる曖昧さを含んだ状態で投影されてしまうため、上述した距離や角度と同様に、投影画像上で測定した面積に関しても曖昧さを含んでしまう。そこで、図６に示しように、ＲＯＩ上で定義される最小値Ｓminと最大値Ｓmaxを算出することにより投影画像上で複数の注目点に基づいて算出した面積に関しても、信頼度を向上させることができる。まず、投影画像上の面積Ｓを設定する。例えば、投影画像上に設定された複数の注目点に対し、画像処理部２６に含まれる領域形成部（領域形成手段）が、前記複数の注目点を結ぶ連結線（直線でも曲線でもよい）を生成することによりその連結線で囲まれる面積Ｓ（投影領域）を決める。
【００４４】
また、この面積Ｓを設定する他の方法として、投影画像上の複数の注目点同士をスプライン関数やベジェ曲線を用いて曲線で結び、その曲線で囲まれる面積Ｓ（投影領域）を求めることもできる。
【００４５】
面積を実際に算出する方法としては、例えば、面積Ｓを規定する連結線上の３点を結ぶ直線で規定される複数の三角形で、計測したい画像の面積を近似する方法がある。前記三角形を構成する線分は、前述したものと同様に、ＲＯＩの厚みＤに基づく曖昧さを含んでいるので、投影画像上の三角形の取り得る面積の最小値と最大値を算出し、最終的に求めたい投影画像上の面積の最小値と最大値を算出する。
【００４６】
このように、ＲＯＩの厚みＤを考慮し、投影画像上の注目点に基づく長さの最小値、最大値を算出することで、それによって定義される長さ、角度、面積等、投影画像上で測定した測定値の信頼度を向上させることができる。
【００４７】
なお、角度の算出方法や面積の算出方法は、一例であり、他の既知の方法により算出しても本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
図７、図８は、仮想点Ｏを視点として、等角写像により投影画像が形成され、投影画像上の注目点が極座標で示される場合に本実施形態を適用した場合を示している。投影画像上の注目点Ｍ，Ｎ間の距離（長さ）はＲＯＩの上面Ｐ上の実点ａ，ｃとＲＯＩの下面Ｑ上の実点ｂ，ｄで構成される四辺形ａｂｃｄで規定される長さとなる。ここで、実点ａ，ｂは投影画像上で同一の点になるため、図８に示すように、投影画像上の（φ1，θ1）を共用する。同様に、実点ｃ，ｄも投影画像上で同一の点になるため、投影画像上の（φ2，θ2）を共用する。各実点ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて異なるところは、視点Ｏからの距離である。すなわち、実点ａは、辺Ｏａの長さｒaで決まり、実点ｂは、ｒbで決まる。従って、三次元空間では、実点ａの座標は、（φ1，θ1，ｒa）、実点ｂの座標は、（φ1，θ1，ｒb）、実点ｃの座標は、（φ2，θ2，ｒc）、実点ｄの座標は、（φ2，θ2，ｒd）となる。このように各実点の座標が求められれば、例えば、実点ａと実点ｄとの距離は、以下のように定式化することができる。
【００４９】
【数３】
【００５０】
【数１】
【００５１】
また、図２等で示した例と同様に、最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとに基づいて、平均値Ｌaveを示してもよい。つまり、Ｌave＝（Ｌmin＋Ｌmax）／２で算出し表示すれば、更に投影画像上の注目点Ｍ，Ｎで示される測定値の取り得る値の認識を容易にすることができる。
【００５２】
また、距離Ｌを最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとのばらつきσを平均値Ｌaveと共に示すようにしてもよい。つまり、σ＝（Ｌmax−Ｌmin）／２で示し、Ｌ＝Ｌave±σとして表現してもよい。さらに、曖昧さαをα≡（Ｌmin＋Ｌmax）／Ｌで定義し、曖昧さαが例えば、α≧０．２５の場合には、超音波診断装置１０の利用者の混乱を防ぐ意味で、例えば、『測定不可能』とか、『参考値』等の表示を行う。また、ＲＯＩの設定を修正することを促すメッセージをサブウインドウ２８ｂに示してもよい。
【００５３】
なお、極座標を用いる場合でも、図４や図５、図６等で示した角度や面積等の演算が可能で、測定値に加えその測定値が取り得る範囲の算出が可能である。
【００５４】
このように、ＲＯＩの厚みＤを考慮した測定結果の表示を行うことにより、利用者が投影画像上で距離や角度、面積等を測定しても、その値の取り得る値の範囲を最小値や最大値、平均値等を用いて表示するので、投影画面上での曖昧さを含んだ測定値表現をより信頼度の高い形で表示することができる。
【００５５】
本実施形態においては、最小値と最大値で規定される範囲を示したが、最小値または最大値のいずれか一方で、測定値の取り得る値の下限や上限を示すようにしてもよい。また、平均値Ｌaveのみを示してもよいし、曖昧さαを含むＬave±σのみの表示等投影画像上で測定した測定値に対する比較基準を示す表示であれば、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
また、図１示した構成ブロック図も一例であり、上述したような投影画像上で測定した測定値に対する比較基準を示す表示が可能な構成であれば、適宜変更可能であり、例えば、本出願人が先に出願し、特開平１０−３３５３８号公報で公開された超音波画像処理装置のように、リアルタイムで処理を行うような場合においては、図１におけるメモリ２４は省略され、三次元データ集合が画像処理部２６に順次入力され、処理が行われるようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態においては、本発明の画像処理装置を超音波を用いた超音波診断装置に適用した例を説明したが、三次元データ集合を投影表示するもの、例えば、医療機器においては、Ｘ線を用いたＣＴや磁気共鳴診断（ＭＲＩ）等の装置に適用しても同様の効果を得ることができる。また、非破壊検査等で得た三次元データ集合に関しても同様な処置を行い同様な効果を得ることができる。
【００５８】
また、上述した実施形態で示した処理手順、すなわち、取得した三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させる処理と、前記投影画像上において複数の注目点を設定させる処理と、前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させる処理等を実行するプログラムを記憶媒体に記憶させてもよい。そして、記憶媒体に記憶したプログラムを任意のコンピュータに読み込ませて、コンピュータ上で実行するようにしてもよい。この場合、超音波診断装置等で三次元データ集合を取得しておけば、その後卓上のコンピュータ等でも、上述した実施形態と同様な画像処理が可能になり、診断や検査を任意の場所で行うことが可能になり、データの有効利用を行うことができる。なお、前記記憶媒体には、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスクなど、電磁気的、化学的、あるいは光学的に情報を担持できる任意の媒体が含まれる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの中で最大値や最小値やそれらで規定される範囲を示すことで、投影画像上の注目点を結ぶ直線経路の長さ測定の結果を保証する基準を示すことが可能になり投影画像上における測定の信頼度が向上する。また、注目点は、投影画像上で容易に設定可能なので、信頼度を向上させつつ容易な操作で、測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る画像処理装置を超音波診断装置に適用する場合の構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における最小値、最大値を算出する場合のイメージ図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における最小値、最大値を含む表示例を説明するイメージ図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を角度表示に適用する場合の説明図である。
【図５】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を面積表示に適用する場合の説明図である。
【図６】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を面積表示に適用する場合に取り得る最小面積と最大面積を示す説明図である。
【図７】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を極座標を用いて行う場合の説明図である。
【図８】 本発明の実施形態に係る画像処理装置における処理を極座標を用いて行う場合の説明図である。
【図９】 従来の画像処理装置における投影画像上の距離測定を説明するイメージ図である。
【符号の説明】
１０ 超音波診断装置、１２ 超音波探触子、１２ａ 振動子アレイ、１４ 送信ビームフォーマ、１６ 受波ビームフォーマ、２０ 制御部、２２ アンプ、２４ メモリ、２６ 画像処理部（画像形成手段）、２８ 表示装置、３０ 入力部。
Claims (12)
- 三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、
前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、
前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの取りうる範囲を演算する演算手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記演算手段は、
前記画像化データ空間内における前記直線経路の長さの最大値と最小値の両方を用いて前記直線経路の長さの取りうる範囲を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、
前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、
前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算する演算手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項３記載の装置において、
前記演算手段は、
最大値と最小値の両方を用いて二本の直線経路が形成しうる角度の範囲を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成する画像形成手段と、
前記投影画像上において複数の注目点を設定する設定手段と、
前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成する領域形成手段と、
前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶことにより前記投影領域を形成し得る平面の面積の取り得る範囲を演算する演算手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項５記載の装置において、
前記演算手段は、
前記投影領域を形成し得る平面の面積の最大値と最小値の両方を用いて、前記面積の範囲を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項２または請求項４または請求項６のいずれかに記載の装置において、
前記演算手段は、さらに、
最大値と最小値との平均値を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７記載の装置において、
前記演算手段は、
算出した平均値を中心とした上下限値を算出することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１から請求項８のいずれかに記載の装置において、
投影画像は、被検体に対して送受信を行った超音波に基づいて形成され、各注目点は、超音波投影画像上に設定されることを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、少なくとも、
三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、
前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、
前記画像化データ空間内において前記複数の注目点を通過する各視線相互間を結ぶ直線経路の長さの取り得る範囲を演算させる
ことを特徴とする記憶媒体。 - コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、少なくとも、
三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、
前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、
前記画像化データ空間内において前記各注目点を通過する三本の視線相互間を結ぶ二本の直線経路が形成する角度の中で最大値及び最小値の少なくとも一方を演算させることを特徴とする記憶媒体。 - コンピュータ上で演算処理を実行するプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、少なくとも、
三次元の画像化データ空間に対して複数の視線を設定し、各視線ごとにデータ演算を行って投影画像を形成させ、
前記投影画像上において複数の注目点を設定させ、
前記投影画像上において前記複数の注目点を結ぶ連結線を生成し、その連結線によって囲まれる投影領域を形成させ、
前記画像化データ空間内において前記注目点を通過する複数の視線相互間を結ぶこと により前記投影領域を形成し得る平面の面積の取り得る範囲を演算させる
ことを特徴とする記憶媒体。
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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