JP5078609B2 - 画像表示装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置やＸ線装置、MRI装置、超音波診断装置などの医用画像撮影装置から得られた被検体の断層像を含む医用画像内にある被検体の血管や気管支、腸などの対象臓器を効率的に診断支援する技術に関する。

本出願は、日本国特許法に基づく特許出願特願２００５―１３２４０１号、２００５―１４７２１４号、２００５―２５９８１７号に基づくパリ優先権主張を伴う出願である。そして、本出願は、特願２００５―１３２４０１号、２００５―１４７２１４号、２００５−２５９８１７号の利益を享受するために参照による援用を受ける出願である。

近年、医用画像診断は、医用画像撮影装置により得られた三次元医用画像の血管や気管支などの対象臓器を表示し、その表示された対象臓器を読影することで対象臓器への付着物等の状況について行われている。ここでいう付着物等とは、プラークや血栓やポリープ、石灰化などを示している。例えば特許文献１には、対象臓器の内部が観察できるように対象臓器の芯線に沿った曲面の断面像を表示する技術が開示される。この表示技術は、対象臓器の内壁より内側の領域の中心を結ぶ芯線に沿った断面像の濃度情報を視覚化する。この視覚化は、対象臓器について次のような画像診断を可能とする。この画像診断とは、例えば血管径の計測やその狭窄度合いの状況、大腸カメラを用いることなく大腸のポリープを発見できるものである。
特開平１１−３１８８８４号公報

特許文献１では、対象臓器の芯線に沿った断面像を得て表示するため、一断面像の表示では対象臓器への付着物の存在確認が可能であるに過ぎない。そこで、医師が付着物による病状の把握や治療方針の計画を具体的に行うためには、複数の断面像を得て、それぞれ得られた順次表示し、その付着物の対象臓器への拡がりを観察する必要がある。それらの複数の断面像の作成は、個々の断面像の作成に対し煩雑なパラメータ設定を要する。また、医師の診断では、作成された複数の断面像を医師が読影し、医師自身の解剖学的知識に頼って付着物の対象臓器への拡がりを推定し診断している。つまり、特許文献１では、対象臓器への付着物等の状況を一目で観察可能とするための配慮がなされていなかった。

本発明の目的は、対象臓器の内部の付着物等の状況が一目で観察可能な画像表示装置及びそのプログラムを提供することにある。

本発明の画像表示装置は、医用画像撮影装置（２）によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置（１３）から読む込み手段（１１ａ）と、前記読み込まれた画像データセットに対し所望の対象臓器を入力する入力手段（１６、１７）と、前記入力された対象臓器を抽出する対象臓器抽出手段（１１ｂ）と、前記抽出された対象臓器の内径の周方向の展開画像を作成するための基準位置を設定する基準位置設定手段（１１ｈ）と、前記設定された基準位置から前記対象臓器の内径の周方向の画素情報を算出する算出手段（１１ｅ）と、
前記算出された前記対象臓器の内径の周方向の画素情報を表示する画像表示手段（１５）と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の画像表示プログラムは、医用画像撮影装置（２）によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置（１３）から読む込みステップ（Ｓ１０１）と、前記読み出された画像データセットに対し所望の対象臓器を入力する入力ステップ（Ｓ１０３）と、前記入力された対象臓器を抽出する対象臓器抽出ステップ（Ｓ１０４）と、前記抽出された対象臓器の内径の周方向の展開画像を作成するための基準位置を設定する基準位置設定ステップ（Ｓ１０６）と、前記算出された前記対象臓器の内径の周方向の画素情報を表示する画像表示ステップ（Ｓ１１１）と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、対象臓器の内部の付着物の付着状況が一目で観察できる。

本発明のハードウェア構成図 第一実施形態のプログラムブロック図 第一実施形態の処理の流れをフローチャート 医用画像撮影装置によって得られた医用画像データセットの表示例及び処理範囲を設定する際の画面例 設定した処理範囲を説明する概略図 管腔臓器に設定される処理領域Ｄと処理領域の設定方法を説明する模式図 処理領域の設定方法を説明する模式図 処理領域の設定方法を説明する模式図 処理領域の設定方法を説明する模式図 濃度情報を算出する方法を説明する模式図 濃度情報を算出する方法を説明する模式図 角度マップを作成する方法を説明する模式図 角度マップ表を作成する方法と定義を説明する概略図 角度マップ表の表示例と第二実施形態の検出結果の表示例 第二実施形態の処理例を示すフローチャート 第三実施形態の角度マップ表の表示例 第四実施形態の角度マップの表示例 第五実施形態のプログラムブロック図 第五実施形態の処理の流れを示すフローチャート 極座標マップの表示例 第六実施形態の処理の流れを示すフローチャート 図２２（ａ）は第六実施形の表示例を示す模式図であり、図２２（ｂ）はその表示例と対応する血管の構造例を示す図 第七実施形態の処理の流れを示すフローチャート 冠動脈の並列表示を説明する例図 極座標マップと他の解析情報との並列表示例 造影血管壁に存在するソフトプラークの模式図 横軸に管腔臓器領域の径方向（ｒ方向）をとり、r軸上の画素値を棒グラフで示した図 重み形状の一例を示した図 図３１の画素値に図３２の重み係数を掛けたものを図示した図 横軸に径方向をとり、r軸上の画素値を棒グラフで示した図 閾値範囲内の画素数の積算値を陰影値に変換した例を示す図 ＣＰＲ像と角度マップ表を並列表示し、角度マップ表に解析情報を合わせて表示した状態を示す模式図 角度マップ表の幅とＣＰＲ像の幅とを略同一に表示した状態を示す模式図 ３Ｄ画像と角度マップ表３９１とを略平行に表示した例を示す模式図 第十実施形態の概要を示す概念図 第十実施形態のプログラムブロック図 第十実施形態の処理の流れをフローチャート 角度方向を代表する濃度情報を算出する処理を説明する図 角度方向濃度分布を示す模式図 展開マップの表示例を示す模式図 （ａ）は管腔臓器領域とその芯線を示す模式図、（ｂ）は任意の角度の展開マップを作成する例を示す模式図 展開マップとＣＰＲ像とを並列表示した実際の画面表示例 縦方向断面の例を示す模式図 第十一実施形態に係る展開マップ作成の概念図

符号の説明

１…画像表示システム、２…医用画像撮影装置、３…画像データベース、４…ネットワーク、１０…画像表示装置、１１…ＣＰＵ、１２…主メモリ、１３…データ記憶装置、１４…表示メモリ、１５…ディスプレイ、１６…マウス、１６ａ…コントローラ、１７…キーボード、１８…ネットワークアダプタ、１９…データバス

以下、添付図面に従って本発明に係る画像表示装置及びそのプログラムの好ましい実施の形態について詳説する。

＜ハードウェア構成＞
図１は本発明の一実施形態による画像表示プログラム、装置及び方法を用いた画像表示システムの概略構成図である。画像表示システム１は、医用画像撮影装置２と、画像データベース３と、画像表示装置１０とが、院内ＬＡＮなどのネットワーク４を介して互いに接続されて構成されている。

医用画像撮影装置２はCT装置やX線装置、MRI装置、超音波診断装置などの被検体の医用画像を撮影する。画像データベース３は医用画像撮影装置２によって撮影された画像を所定の検索条件によって後で検索することが可能となるように格納する。

画像表示装置１０は、中央処理装置（CPU）１１と、主メモリ１２と、データ記録装置１３と、表示メモリ１４と、コントローラ１６ａと、キーボード１７と、ネットワークアダプタ１８とが、データバス１９によって接続されている。

CPU１１は主として各構成要素の動作を制御する。主メモリ１２は画像表示システムの制御プログラムや画像データを読み出して作業領域となる。データ記録装置１３は画像表示システムの制御プログラムや画像表示プログラムなどの各種アプリケーションソフトウェアや被検体の画像データなどが格納される。表示メモリ１４はディスプレイ１５に接続され表示用データを一時記憶する。ディスプレイ１５は表示メモリ１４からの画像データに基づいて画像を表示する。ポインティングデバイス１６は、ディスプレイ１５上のソフトスイッチを操作するためのマウス、トラックボール、タッチパネル等である。ここでポインティングデバイスにはマウスを主に用いる。コントローラ１６ａはポインティングデバイス１６に接続されポインティングデバイスのエンコード量やクリックの情報をCPU１１にデータバス１９を介して伝達する、キーボード１７は各種パラメータ設定用のキーやスイッチを備えそのキーやスイッチの入力量をCPU１１にデータバス１９を介して伝達する、ネットワークアダプタ１８は画像表示システムをローカルエリアネットワーク、電話回線、インターネット等のネットワーク４に接続するし、システム外部とのデータ通信を可能にする。データ記録装置１３は、画像表示システム１に内蔵又は外付けされたメモリ、磁気ディスク等の記憶装置や、取り出し可能な外部メディアに対してデータの書き込みや読み出しを行う装置により構成される。画像表示装置１０は、ネットワークアダプタ１８及びネットワーク４を介して外部の医用画像撮影装置２や画像データベース３と接続してそれらとの間で画像データを送受信する。

＜第一実施形態＞
次に、図２に基づいて画像表示装置１０のＣＰＵ１１が実行するプログラムについて説明する。図２は、上記プログラムの構成を機能別に示すブロック図である。

まず、プログラム構成は、入力された対象臓器を抽出する対象臓器抽出部１１ｂと、前記抽出された対象臓器の内径の周方向の展開画像を作成するための基準位置を設定する基準位置設定部１１ｈと、前記設定された基準位置から前記対象臓器の内径の周方向の濃度情報を所定の間隔毎に算出する濃度情報算出部１１ｅと、前記算出された所定間隔毎の前記対象臓器の内径の周方向の濃度情報をディスプレイ１５に表示する断面像表示制御部１１ｋと、が基本構成となる。

さらに、詳細な構成では、ＣＰＵ１１は、プログラムである画像読込み部１１ａ、対象臓器抽出部１１ｂ、断面像作成部１１ｃ、処理領域設定部１１ｄ、濃度情報算出部１１ｅ、角度マップ作成部１１ｆ、表示制御部１１ｇ、着目条件設定部１１ｈ、着目条件抽出部１１ｉ、着目領域位置表示制御部１１ｊ、及び断面像表示制御部１１ｋを実行する。

画像読込み部１１ａは、画像データベース３やデータ記録装置１３、または医用画像撮影装置２から画像データ（複数毎の画像データを含む画像データセットの場合もある）を読み込む。

対象臓器抽出部１１ｂは、読み込んだ画像データまたは画像データセットの中から処理対象領域の設定を受け付ける。そして、対象臓器抽出部１１ｂは、その処理対象領域に含まれる処理対象臓器、例えば血管、気管支、腸管等の管腔臓器領域を抽出する。

断面像作成部１１ｃは、対象臓器抽出部１１ｂによって抽出された管腔臓器領域における任意の断面像を作成する。本実施の形態では、断面像作成部１１ｃは、管腔臓器の芯線に直交する多断面再構成像ＭＰＲ画像（Multi Planner Reconstruction）を作成する。

処理領域設定部１１ｄは、断面像作成部１１ｃが作成した各ＭＰＲ画像に含まれる対象臓器領域のうち、濃度情報を算出する処理領域を設定する。具体的には、処理領域設定部１１ｄは、各ＭＰＲ画像に含まれる対象臓器領域を抽出し、次に、処理領域設定部１１ｄは、その抽出した対象臓器領域の重心座標を算出する。そして、処理領域設定部１１ｄは、重心座標を基準とする所定の範囲にある領域を、濃度情報を算出する処理領域として設定する。

濃度情報算出部１１ｅは、処理領域設定部１１ｄが設定した処理領域の濃度情報を算出する。例えば、濃度情報を算出方法は、重心から対象臓器の辺縁方向に向かう方向（径方向）の各画素の濃度情報を算出したり、径方向の各画素の濃度情報のうちその径方向を代表する濃度情報を算出したりすることがある。

角度マップ作成部１１ｆは、処理領域内の濃度情報を角度に沿ってマッピングして角度マップを作成する。

表示制御部１１ｇは、画像をディスプレイ１５上に表示するための表示制御を行うものであり、本実施形態では角度マップの表示制御を行う。

着目条件設定部１１ｈは、ソフトプラークなどの着目領域を指定するための条件、例えばＣＴ値を設定する。

着目条件抽出部１１ｉは、角度マップの中から着目条件に合致する画素を抽出する。着目領域位置表示制御部１１ｊは、着目条件に合致する画素の角度マップにおける位置を表示する制御を行う。

断面像表示制御部１１ｋは、角度マップ上の任意の座標が指定されると、その座標に対応するＭＰＲ画像を表示し、結果的に対象臓器の内径の周方向の濃度情報を表示する制御を行う。

これら「着目条件設定部１１ｈ、着目条件抽出部１１ｉ、着目領域位置表示制御部１１ｊ、及び断面像表示制御部１１ｋ」は、第一実施形態では必須構成要素ではなく、第二実施形態において必要となる構成要素である。

これらのプログラムは、データ記録装置１３に格納され、ＣＰＵ１１が適宜主メモリ１２に読み出して実行する。

次に図３に基づいて、以上のように構成された画像表示システム１によって管腔臓器内の濃度情報を示す角度マップを表示する処理について説明する。図３は、角度マップを表示する処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１１はこのフローチャートに従って画像表示システムを制御する。

（ステップＳ１０１）
Ｓ１０１では、画像読込み部１１ａが画像読込を行う（Ｓ１０１）。医用画像撮影装置２によって撮影された被検体の医用画像データセットをデータ記録装置１３又は画像データベース３から読み出し、主メモリ１２にロードする。ここで「画像データセット」とは、被検体を撮影した数枚から数百枚の断層像のことを指す。

（ステップＳ１０２）
Ｓ１０２では、ＣＰＵ１１が主メモリ１２に展開した画像データセットをディスプレイ１５に表示する（Ｓ１０２）。表示する画像はアキシャル像、サジタル像、コロナル像や、画像データセットから作成したボリュームレンダリング像やサーフェスレンダリング像などの３次元画像を表示する。図４に画像表示例を示すが、それぞれの画像のうちの少なくとも一つの画像のレイアウト及び組み合わせはこの限りではない。また、他のＭＰＲ像等の画像表示も同様である。。

（ステップＳ１０３）
Ｓ１０３では、処理を行う管腔臓器の指定及び処理範囲が設定される（Ｓ１０３）。

図４は本ステップで表示される画面表示例を示す模式図である。図４の画面には、アキシャル像、サジタル像、コロナル像などの断層像や、画像データセットから作成したボリュームレンダリング像やサーフェスレンダリング像などの３次元画像を表示する画像表示領域５０と、処理の開始点及び終了点を指定するための「開始点設定」ボタン５１、「終了点設定」ボタン５２、「処理開始」ボタン５３の各ソフトボタンが表示される。ここで開始点及び終了点は、次以降の処理を行う範囲の開始断面及び終了断面を指す。

「開始点設定」ボタン５１を操作者がマウス１６でクリックし、更に表示画像上でマウス１６をクリックすると、クリックした位置が開始点として設定される。同様に「終了点設定」ボタン５２をマウス１６でクリックし、表示画像上でマウス１６をクリックすると、クリックした位置が終了点として設定される。設定した開始点及び終了点は３次元座標として記憶する。開始点設定は、処理を行う管腔臓器の設定を兼ねる。また特に終了点を指定しない場合は、開始点を基に管腔臓器として抽出できる範囲を全て処理範囲としてもよい。

図５はこのようにして設定した場合の処理範囲を示す模式図である。図４の画像表示領域５０に表示された断面像（例えばアキシャル像）上で開始点及び終了点が設定されると、開始点を含む断面から管腔臓器に沿って終了点を含む断面までが処理範囲として設定される。

（ステップＳ１０４）
Ｓ１０４では、対象臓器抽出部１１ｂがＳ１０３で設定した画像データセットの処理範囲の中から管腔臓器領域を抽出する。断面像作成部１１ｃは管腔臓器領域の芯線を算出し、その芯線に直交するＭＰＲ画像を作成する（Ｓ１０４）。断面像作成部１１ｃは、Ｓ１０３で設定した開始点から終了点までについて図５に示すような管腔臓器領域の抽出と管腔臓器の芯線に直交するＭＰＲ画像を作成する。ＭＰＲ画像は、抽出した管腔臓器の芯線方向に沿って所定間隔をあけて複数枚作成される。血管の芯線（走行方向を表す軸）を算出するには、例えば血管を細線化しスケルトン情報を用いる方法がある。得られた軸（芯線）の座標情報には計算誤差や、断面形状のゆがみに依存した誤差、あるいは狭窄などにより内腔の円形度が保たれないために生じる誤差が含まれている可能性がある。そのため、内腔の円形近似や曲率を基にした例外除去、座標値の平滑化処理などの誤差低減処理を付加してもよい。

（ステップＳ１０５）
Ｓ１０５では、処理領域設定部１１ｄがＳ１０４で作成した各ＭＰＲ画像内の管腔臓器領域の重心を求める（Ｓ１０５）。重心を求める方法としては例えば、数１式に示すような座標平均を用いる。重心の座標をG(gx,gy)、抽出した管腔臓器領域の座標をR(rx,ry)とすると、数１式により求めることができる。

（ステップＳ１０６）
処理領域設定部１１ｄが、各断面像についてＳ１０５で算出した重心座標を基に濃度値を求める処理領域を設定する（Ｓ１０６）。

本実施の形態では、管空臓器領域の全てを含む円を処理領域として設定する。各断面像において、血管内壁近傍に径方向に厚さを持った中空状の領域を処理領域Ｄとして求める。具体的には、図６に示すように重心を中心とし管腔領域の辺縁部を全て含むような中空状の領域Ｄ(外周Ｃ１と内周Ｃ２で囲まれた領域)を定義する。図６に示した処理領域の算出方法の具体例を挙げる。
（１）図６に示すように重心を中心とする円を描き、円周上にある画素値を調べる。
（２）図７に示すように円周上に管腔領域の画素が無くなるまで円を１画素ずつ広げ、その時の半径Rmaxを求める。
（３）図８に示すように前記(２)で求めた半径Rmaxに一定値Ｅを加算した画素数を半径、重心を中心とした円を描く。その円は図６では外周Ｃ_１である。
（４）図９のように円周上に１画素でも管腔領域以外の画素が含まれる最小径Rminを求める。
（５）図９に示すように前記（４）で求めた最小径Rminに一定値Ｅを減じた画素数を半径、重心を中心とした円を描く。この円は図６では内周Ｃ_２である。一定値Ｅは予め決定した固定値（例えば+５画素や−５画素）でもよいし、RmaxやRminなどから導き出される変数値（例えば＋５％画素や−５％画素など）でもよい。このようにして求めた外周Ｃ_１から内周Ｃ_２までの中空状の領域Ｄを処理領域とする。

（ステップＳ１０７）
Ｓ１０７では、濃度情報算出部１１ｅは、管腔臓器領域の重心から径方向に向かってその径方向を代表する濃度情報を算出する。ここでいう「径方向を代表する濃度情報」とは、径方向に並んだ各画素の濃度値から得られる一つの値であって、例えば最大値投影法や最小値投影法、加算平均法などの公知の画像処理を用いて角度毎の濃度値V(θ)を求める。

図１０に角度マップ作成の概略図を示す。例えば処理領域が管腔臓器領域を全て含む領域の場合で、重心から右手方向の角度を０度とすると、V(０)は重心から０度の方向に向かって処理領域の円周まで延ばした線分L上の画素に対して最大投影値、最小投影値、加算平均値などの画像処理を行った濃度情報として求められる。これを図１１のように一定の角度毎に行う。濃度情報を求める角度間隔は例えば１度毎や１０度毎などの固定値であってもよいし、観察者が指定した値であってもよい。なお、管腔臓器内のみの濃度情報を求める場合は、角度マップを作成する前に閾値処理などによって管腔臓器領域以外の領域の画素値を０にする。これにより、管腔臓器領域だけの画素値に基づいて、径方向の濃度情報を算出することができる。また、処理する管腔臓器が造影血管である場合などは、造影領域が高い濃度情報を持っているため、最大値投影法では造影剤以外の画素値は反映されない。その際には予め閾値処理などによって造影領域の画素値を０にする。さらに、管腔臓器が冠動脈などの細い血管である場合、重心から辺縁部までの径が短いため、十分な濃度情報を得られない場合がある。その際には角度マップ作成前に抽出した管腔臓器領域を拡大再構成などの公知の方法を用いて拡大し、十分な濃度情報を得られるようにする。

（ステップＳ１０８）
Ｓ１０８では、角度マップ作成部１１ｆが、ある角度方向を０度として濃度値を３６０度まで並べた列データを作成する（Ｓ１０８）。この列データをここでは角度マップと称する。角度マップ作成部１１ｆは、図１２に示すような濃度情報を角度毎に配列して、列データを作成する。

（ステップＳ１０９）
角度マップ作成部１１ｆは、ステップＳ１０４からＳ１０７までの処理をステップＳ１０３で設定した終了点を含む断面又は管腔臓器領域として抽出できる範囲まで終了したか否かを判定する（Ｓ１０９）。終了点に達していなければステップＳ１０４へ戻り、管腔臓器領域の次の部位のＭＰＲ画像が作成され、Ｓ１０５乃至Ｓ１０７の処理が行われ、各ＭＰＲ画像での角度マップを作成する。終了点を越えた場合、又は管腔臓器領域として抽出できる領域がなくなったらＳ１１０の処理に移行する。なお、上記では角度マップ作成部１１ｆが、ステップＳ１０３で設定した範囲まで終了したか否かを判定したが、この判定は、濃度情報算出部１１ｅが行ってもよいし、上記判定を行うための判定部を別途備えてもよい。（ステップＳ１１０）
Ｓ１１０では、角度マップ作成部１１ｆは角度マップ表を作成する（Ｓ１１０）。角度マップ表は、縦軸を管腔臓器の芯線方向に沿った位置を示す位置軸であり、横軸が重心を中心とする角度を示す角度軸である座標として定義される。角度マップ作成部１１ｆは、Ｓ１０８において作成されたそれぞれのＭＰＲ画像の角度マップを管腔臓器の芯線方向（走行方向）の断面位置順に積み重ねることにより、角度マップ表を作成する。図１３に角度マップ表の例図を示す。作成したＭＰＲ画像順にP１、P２、P３、P４、P５…と積み重ねる。

（ステップＳ１１１）
Ｓ１１１では、表示制御部１１ｇが、作成された角度マップ表をディスプレイに表示する（Ｓ１１０）。図１４に角度マップ表の表示例を示す。この表示例では作成した管腔臓器のＭＰＲ画像、角度マップ表、管腔臓器の芯線に沿った曲面任意多断面再構成像（Curved Planner Reconstruction、以下「ＣＰＲ」像という）、３次元画像を表示する。角度マップ表には両端にマウス１６などで画面の上下に移動できる操作バー１７０を設けられる。断面像表示制御部１１ｋは、操作バー１７０が上下されると、操作バー１７０が示す角度マップに対応したＭＰＲ画像を表示する。また断面像表示制御部１１ｋは、ＭＰＲ画像の位置を変更すると、角度マップの両端の操作バー１７０を変更したＭＰＲ画像に対応した角度マップを示す。さらに断面像表示制御部１１ｋは、３次元画像上に対応するＭＰＲ断面を表示する。断面像表示制御部１１ｋは、ＣＰＲ画像の芯線を中心にＣＰＲ画像を回転表示する。また、断面像表示制御部１１ｋは、３次元画像上の任意の位置にマウスカーソルを合わせてクリックすると、それに部位に対応するＭＰＲ画像を表示し、合わせて操作バー１７０の位置を変更してもよい。本実施の形態により、管腔臓器の臓器壁領域を抽出し、その臓器壁領域の各角度を代表する濃度情報を示す角度マップ表を作成する。その角度マップ表を見れば、管腔臓器の走行方向位置及び角度方向に対応する濃度情報を一覧表形式で見ることができ、管腔臓器内の濃度情報の視認性を向上させることができる。

上記実施形態では、管腔臓器内の重心を算出し、この重心を基準として処理領域の径方向の濃度情報を算出したが、濃度情報を算出する基準となる点は重心に限らず、管腔臓器内の腔領域内の任意の点でよい。

また、図１４の例で操作バーを角度マップ表（又は角度マップ表の１段を構成する角度マップ）の上端及び下端に設け、操作バーを左右に移動可能に構成し、左右の動きに応じて擬似３次元像（以下「３次元像」という）、ＭＰＲ像、ＣＰＲ像を切替えたり回転させたりできるように構成してもよい。また、３次元像を構成する画素をクリックすると、そのクリックされた画素が最も手前に表示された３次元像を表示するように、３次元像が擬似３次元回転（以下「３Ｄ回転」という）させてもよい。この場合、３次元画像の３Ｄ回転と共にＭＰＲ像及びＣＰＲ像も回転させてもよい。また、角度マップ表（又は角度マップ）を構成する画素をマウスでクリックして指定すると、その画素に対応する画素が最も手前の位置、またはユーザが所望する位置となるように３次元像、ＣＰＲ像、ＭＰＲ像を３Ｄ回転させるように構成してもよい。

更にクリックした画素に対応する角度マップ表の画素の位置を示すように操作バーを移動させてもよい。これらの処理は、角度マップ表の座標とＭＰＲ像、ＣＰＲ像、３次元像の各座標を関連づけて格納しておき、マウスなどの画素の指定手段により指定された画素の位置座標を取得し、取得された位置座標に対応する他の画像中の画素が最も手前の位置となるように座標変換することにより可能となる。

また、角度マップ表の代わりに後述する極座標マップ、展開マップを用いても同様の作用効果を奏するように構成してもよい。

＜第二実施形態＞
第一実施形態で作成した角度マップの濃度情報を基に、観察者が着目したい箇所を自動的に検索・提示することで、読影の効率化、読影支援を行う。

図１５は第二実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。以下図１５の各ステップ順に従って、第二実施形態の処理を詳説する。なおここでは被検体の血管を撮影したCT画像データセットである例を説明する。

（ステップＳ１８１）
ステップＳ１８１では、着目条件設定部１１ｈが、検出したい組織の画素値（以下「着目画素値」という。）の設定を受け付ける。例えば冠動脈におけるソフトプラークを検出する場合は入力画面などを設け、操作者にソフトプラークのCT値範囲を入力させる。検出する組織とCT値を対応づけてデータベース化し、検出する組織を選択するとデータベースから対応するCT値範囲を検索して反映させてもよい。

（ステップＳ１８２）
第一実施形態と同様の処理を行ない、角度マップ表を作成する（Ｓ１８２）。

（ステップＳ１８３）
着目画素値の検出を行なう（Ｓ１８３）。着目条件抽出部１１ｉは、Ｓ１８２で作成した角度マップ表からＳ１８１で設定した条件を満たす画素及び角度マップを検出する。着目条件抽出部１１ｉは、角度マップを１画素ずつ操作し、Ｓ１８１で設定した条件を満たす画素があればその画素を含む断面位置を記憶する。

（ステップＳ１８４）
抽出結果表示を行なう（Ｓ１８４）。着目領域位置表示制御部１１ｋは、Ｓ１８３で記憶した抽出結果を表示する。図１４は検出結果表示の一例を示す図である。ここでは、第一実施形態と重複する部分が多いため、第一実施形態と共用して説明する。着目領域位置表示制御部１１ｋは、着目領域がある角度マップ表の位置を示すために、角度マップ表の両端にＳ１８３で記憶した断面位置を示すマーカー１９０を表示する。操作者がマーカー１９０上をマウスなどでクリックすると、断面像表示制御部１１ｋがその角度マップに対応したＭＰＲ画像１９１を表示する。また３次元画像上で対応するＭＰＲ断面を表示する。なお、特にマーカー１９０でなくとも検出結果の位置が観察者にわかるように識別されて表示すればよい。

＜第三実施形態＞
第三実施形態では、管腔臓器が２枝以上分岐している場合について説明する。抽出する管腔臓器が２枝又はそれ以上に分岐している場合、操作者は、３次元画像２００上で表示する枝をマウス等で選択する。ＣＰＵ１１は、上記第一実施形態と同様の処理を行い、選択された分岐枝の角度マップ表を作成し、表示する。図１６では、２枝に分岐した管腔臓器の３次元画像２００が表示される。このうち、分岐した枝の右側にマウスカーソルを合わせてクリックすると角度マップを表示させたい枝を選択することができる。３次元画像上の選択した枝（右側）は表示しない枝（メインの管及び左の枝）と区別するために色づけ表示をする。または、メインの管から角度マップを作成し、分岐した場合には折れる角度が少ない枝（即ち角度変動が少ない枝）を優先的に選択するようにしてもよい。更に、分岐した場合には、メインの管、及び分岐したそれぞれの枝の角度マップ表を作成し、それらの角度マップ表を同時に表示してもよい。

＜第四実施形態＞
上記実施形態では、管腔臓器の所定間隔毎に複数のＭＰＲ画像を作成し、各ＭＰＲ画像について一の径方向を代表する一の濃度値を算出し、角度方向に沿って角度マップを作成した。即ち、一のＭＰＲ画像について一列の角度マップを作成した。本実施の形態では、処理領域設定部１１が一枚のＭＰＲ画像について所定画素、例えばｎ画素幅の中空状の処理領域を設定し、濃度情報算出部１１ｅが、径方向に沿った画素毎に濃度値を算出する。そして、角度マップ作成部１１ｆが径方向の各濃度値を、重心を中心にした周囲３６０度に渡って算出し、表状の角度マップを作成する。図１７は、その角度マップ例を示す。この角度マップでは、横軸に処理領域の径方向、すなわち内側（重心に最も近い側）から外側（対象臓器の辺縁方向）にむけての画素を、縦軸に重心を中心に周囲３６０度の角度を定義する。そして、表示制御部１１ｇは、図１７の角度マップを表示する。これにより、一枚のＭＰＲ画像の処理領域全体の濃度情報を一目で見ることができる。本実施の形態に係る角度マップを作成する管腔臓器における部位を指定する手段としては、例えば操作者が上記した３次元画像の所望部位にマウスカーソルを合わせてクリックする手段として構成してもよい。また、ＭＰＲ画像は、管腔臓器の芯線に直交する断面像だけでなく、管腔臓器の芯線に対して任意の角度を有する断面像であってもよい。
＜第五実施形態＞
図１８乃至図２０に基づいて第五実施形態を説明する。本実施形態は、第一実施形態の角度マップに代えて極座標マップを作成するものである。

図１８は、本実施形態に係るプログラムの構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ１１は、プログラムである画像読込み部１１ａ、対象臓器抽出部１１ｂ、断面像作成部１１ｃ、処理領域設定部１１ｄ、濃度情報算出部１１ｅ、極座標マップ作成部１１ｌ、表示制御部１１ｇ、分岐構造定義部１１ｍ、着目条件設定部１１ｈ、着目条件抽出部１１ｉ、着目領域位置表示制御部１１ｊ、及び断面像表示制御部１１ｋを実行する。このうち、画像読込み部１１ａ、対象臓器抽出部１１ｂ、断面像作成部１１ｃ、処理領域設定部１１ｄ、濃度情報算出部１１ｅ、表示制御部１１ｇ、着目条件設定部１１ｈ、着目条件抽出部１１ｉ、着目領域位置表示制御部１１ｊ、及び断面像表示制御部１１ｋは、第一実施形態と同一なので説明を省略する。なお、表示制御部１１ｇは、本実施形態では角度マップに代えて極座標マップを表示制御する。

極座標マップ作成部１１ｆは、処理領域内の濃度値を、周方向と芯線方向とを示す軸を持つ極座標にマッピングし、極座標マップを作成する。

分岐構造定義部１１ｈは、主幹枝と分岐枝とを有する管腔臓器の分岐構造を階層構造として定義する。なお、本実施形態において、「主幹枝」とは、視点がある枝をいう。太い枝から分岐した細い枝に視点を移す場合は、主幹枝は太い枝を意味し、分岐枝は細い枝を意味する。また、細い枝からそれに続く太い枝に視点を移す場合は、主幹枝は細い枝を意味し、分岐枝は太い枝を意味する。

これら「分岐構造定義部１１ｍ、着目条件設定部１１ｈ、着目条件抽出部１１ｉ、着目領域位置表示制御部１１ｊ、及び断面像表示制御部１１ｋ」は、第五実施形態では必須構成要素ではなく、第六実施形態、第七実地形態、その他の実施形態において必要となる構成要素である。

これらのプログラムは、図１の画像表示装置１０にインストールされてデータ記憶装置１３に格納され、ＣＰＵ１１が適宜主メモリ１２に読み出して実行する。

次に図１９に基づいて、以上のように構成された画像表示装置１０によって管腔臓器の画像情報を示す極座標マップを表示する処理について説明する。図１９は、極座標マップを表示する処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１１はこのフローチャートに従って画像表示装置１０を制御する。ここでは管腔臓器として、分岐構造を持たない一本の血管を例にとって説明する。

Ｓ２０１からＳ２０７までの処理は、上記Ｓ１０１からＳ１０７と同様の処理なので説明を省略する。

（ステップＳ２０８）
濃度情報算出部１１ｅは、ステップＳ２０３からＳ２０７までの処理をステップＳ２０３で設定した範囲まで終了したか否かを判定する（Ｓ２０８）。抽出領域の終了点に達していなければステップＳ２０４へ戻り、領域の次の部位のＭＰＲ画像を作成し、Ｓ２０５乃至Ｓ２０７の処理を行ない、各ＭＰＲ画像での画像処理結果Ｖ(θ)を求める。管腔臓器領域として抽出した全領域の処理を終了したらステップＳ２０９に移行する。なお、上記では、濃度情報算出部１１ｅが、ステップＳ２０３で設定した範囲まで終了したか否かを判定したが、この判定は、極座標マップ作成部１１ｌが行ってもよいし、上記判定を行うための判定部を別途備えてもよい。

（ステップＳ２０９）
Ｓ２０９では、極座標マップ作成部１１ｌは、極座標マップを生成する（Ｓ２０９）。極座標マップ作成部１１ｌは、半径が管腔臓器の芯線方向に沿った位置を示し、角度が前記処理領域の周方向に沿った角度(θ)を示す二次元極座標系（θ−Ｒ座標系）を定義し、その二次元極座標系に濃度情報算出部１１ｅが算出した濃度値Ｑ（θ、Ｒ）をマッピングする。この座標系は線形でも非線形でもよい。特に芯線方向（走行方向）に広範な範囲をマッピングするには、芯線方向を対数表示とすれば可能である。また、生成する極座標マップの半径を２５６画素で表示する場合には、始点と終点との間の距離を２５６で除した実測値を１画素当りの表示距離に設定する。これにより、始点から終点までを等間隔で表示することができる。または、始点だけ決め、終点は決めない（無限遠点に設定）でもよい。この場合、始点から遠ざかるにつれて１画素あたりの実測値を大きく（長く）する。これにより、始点に近い部分は鮮明に、だんだん遠くなるにつれて大まかに表示し、始点から遠く離れた部位まで一つの極座標マップに表示することができる。

（ステップＳ２１０）
Ｓ２１０では、表示制御部１１ｇは、極座標マップをディスプレイに表示する（Ｓ２１０）。ソフトプラーク、石灰化などといった病変と相関のある画像情報値Ｑを持つ画素は読影者に分かるような画像表示、例えば色分け表示、点滅表示などをする。図２０に極座標マップの表示例を示す。処理領域の始点はＲ軸上の一番外側に設定される。Ｌは、各断面の始点から芯線方向への遷移距離を示す。また、終点（終点が設定されないときは、無限遠点）は極座標平面の中心に設定される。なお、図２０では、ソフトプラークの存在部位は斜線で、石灰化を示す部位はドットで表示した。（以下の図面も同様に描画する。）
本実施の形態により、所定の長さを有する管腔臓器の臓器内壁領域を抽出し、その臓器内壁領域の濃度値を算出し、周方向及び芯線方向に対応する極座標マップを作成する。マップは所定の長さの管腔臓器内腔の濃度値を一度に表示することができ、読影者の読影負担を軽減させることができる。

＜第六実施形態＞
第六実施形態では、分岐のある血管の場合について説明する。主幹枝のマッピングについては、第五実施形態とステップＳ２０９まで同様である。分岐のある血管は、管腔臓器の軸情報に分岐構造を含んで格納することが好ましい。この場合、分岐構造に含まれる分岐枝毎に、分岐枝の主観枝に対する位置や濃度情報を含むプロパティが構造体として定義されることが好ましい。更に、分岐構造は、階層構造として記憶されていることが望ましい。図２１は第六実施形態に係わる処理の流れを示すフローチャートである。以下図２１の各ステップ順に従って、第六実施形態の処理を詳説する。

ステップＳ３０１乃至Ｓ３０３は、上記Ｓ２０１乃至Ｓ２０３と同様なので説明を省略する。

（ステップＳ３０４）
Ｓ３０４では、対象臓器抽出部１１ｂがＳ３０３で設定した画像データセットの処理範囲の中から管腔臓器領域を抽出する。分岐構造定義部１１ｈは、抽出された管腔臓器領域から主幹枝領域及び分岐枝領域を抽出し、それらを階層構造に定義する。併せて、主幹枝に対する分岐枝の位置を示す分岐位置情報とともに格納する。断面像作成部１１ｃは、主幹枝及び分岐枝の芯線を算出し、それぞれの枝についてＳ２０４と同様、ＭＰＲ画像を作成する（Ｓ３０４）。

Ｓ３０５乃至Ｓ３０８は、上記Ｓ２０５乃至Ｓ２０８と同様なので説明を省略する。

（ステップＳ３０９）
極座標マップ作成部１１ｆは、主幹枝領域の濃度値及び位置座標に基づいて主幹枝マップを生成する（Ｓ３０９）。

（ステップＳ３１０）
極座標マップ作成部１１ｆは、Ｓ３０３で得られた分岐位置情報を基に、主幹枝マップ上における分岐位置に相当する位置を設定し、その位置を原点とする分岐極座標を定義する（Ｓ３１０）。

（ステップＳ３１１）
極座標マップ作成部１１ｆは、Ｓ３１０で設定した分岐極座標に分岐枝領域の濃度値Ｑ（θ、Ｒ）をマッピングする（Ｓ３１１）。

（ステップＳ３１２）
表示制御部１１ｈは、Ｓ３１１で生成した極座標マップを表示する（Ｓ３１２）。表示制御部１１ｈは、主幹枝マップ上に分岐枝マップを拡大縮小等の画像処理を施し重ねて表示する。表示の際、分岐枝マップの画像サイズは分岐部の接合サイズと同等、あるいはそれ以下であることが望ましい。これは主幹枝の抹消の情報表示を妨げないようにするためである。仮に接合部分が円形であっても、極座標上では円形にならないため、同一座標系に矛盾無く表示するためには本来の形状を変形させてもよい。

図２２（ａ）は主幹枝マップ上に分岐枝マップを重畳して表示した一例を示す図である。図２２（ａ）において、極座標マップＶは、主幹枝マップを示す。極座標マップＶ１、Ｖ３は、分岐枝マップを示す。極座標マップＶ１が極座標マップＶの左に記載されていることは、極座標マップＶ１が示す分岐枝は、主幹枝の視点を中心に左方向に分岐していることを示す。同様に極座標マップＶ３が極座標マップＶの右に記載されていることは、極座標マップＶ３が示す分岐枝は、主幹枝の視点を中心に右方向に分岐していることを示す。極座標マップＶ２１、Ｖ２２が極座標マップＶ１の中に記載されていることは、極座標マップＶ２１、Ｖ２２が示す分岐枝は、分岐枝Ｖ１から更に分岐した分岐枝Ｖ２１、Ｖ２２であることを示す。

また、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に対応した血管の分岐構造例を示す。Ｖは主幹枝、Ｖ１及びＶ３は第一次分岐枝、Ｖ２１及びＶ２２は第二次分岐枝を示す。

本実施の形態により、主幹枝のマッピング画像に分岐枝の情報を重ねて表示するので、主幹枝から先の分岐枝の濃度値を一度に観察することができる。

＜第七実施形態＞
第七実施形態は、階層の深い分岐枝の情報の視認性を向上させるものである。分岐枝マップは、その分岐の先の情報まで含んでいることが望ましい。しかし、主幹枝マップ上で分岐枝マップの表示サイズが小さくなると、画素数が少なくなり、小さい病変を発見できなくなる可能性がある。そこで、第七実施形態では、さらに異常候補領域を抽出する着目領域検出手段をさらに備える。着目領域の検出は単純な閾値処理や濃度勾配などから判定するものであるが、それに限定されるものではない。

図２３は着目領域抽出の処理例の流れを示すフローチャートである。以下図２３の各ステップ順に従って、処理を詳説する。なおここでは被検体の血管を撮影したCT画像データセットである例を説明する。

ステップＳ４０１乃至Ｓ４０８は、Ｓ１０１乃至Ｓ１０８と同様の処理なので説明を省略する。

（ステップＳ４０９）
ステップＳ４０９では、ユーザが、マウス１６やキーボード１７により、検出したい病変組織の画素値（以下「着目画素値」という。）を入力する。着目条件設定部１１ｉは、入力された情報に基づいて着目条件を設定する（Ｓ４０９）。例えば冠動脈におけるソフトプラークを検出する場合は入力画面などを設けてソフトプラークのCT値などの濃度値範囲を入力する。検出する組織と濃度値範囲とを対応づけてデータベース化し、検出する組織を選択するとデータベースから対応する濃度値範囲を検索して反映させてもよい。

（ステップＳ４１０）
Ｓ２０９と同様、極座標マップを作成する（Ｓ４１０）。

（ステップＳ４１１）
着目領域抽出部１１ｊは、着目画素値の検出を行なう（Ｓ４１１）。Ｓ４１０で作成した極座標マップからＳ４０９で設定した条件を満たす画素を抽出する。極座標マップを１画素ずつ走査し、Ｓ４０９で設定した条件を満たす画素があればその画素を含む位置を記憶する。

（ステップＳ４１２）
抽出結果表示を行なう（Ｓ４１２）。表示制御部１１ｇは、Ｓ４１１で記憶した位置に、着目領域の有無を示す画像を表示する。

本実施形態の最も単純なものとしては、着目領域（異常候補領域）の有無を色分けして表示する態様がある。図２２（ａ）の分岐枝Ｖ２１のように、Ｖ２１の分岐枝マップに変えて、その分岐枝マップを着目領域の有無を示す色のみで単純表示する。これは、第七実施形態のように構造体（階層構造）で定義し、分岐枝に着目画素があった場合は主幹枝マップに画素情報を伝播するようにプログラムすることで実現できる。具体的には、主幹枝マップへ分岐枝マップを縮小補間する際に、補間領域が着目画素を含む場合は、着目画素の値を補間処理結果とする。色分け表示のほか、点滅表示、矢印表示を用いても良い。

なお、上記実施形態では着目条件設定（Ｓ４０９）をＳ４０８の後に規定したが、着目条件設定はこの順序に限らない。例えば、極座標マップを作成後、ユーザが着目条件を設定してもよいし、画像データセットの読み込み（Ｓ４０１）開始前にユーザが着目条件を設定し、着目領域を表示した極座標マップを作成してもよい。

本実施の形態により、管腔臓器の濃度値と極座標マップとを基に、観察者が着目したいターゲット病変を自動的に検索・提示することで、読影の効率化、読影支援を行う。

グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）としては種々考えられる。主幹枝マップ上に補間配置された分岐枝マップをクリックなどで選択すると拡大表示して再描画する。また、一旦読影した分岐枝は色を変更して表示してもよい。また、極座標マップに表示する管腔臓器の芯線方向の処理範囲を１画素以下になる位置近傍とする。

また、極座標マップ上の点をマウス１６でクリックすることにより、視点を進めてもよい。即ち、マウス１６でクリックすることにより、クリックした位置が極座標マップの最も外側の円周に相当する極座標マップを新たに生成して表示させてもよい。

また、図２４のように、例えば、冠動脈の場合、心臓血管系の全体の把握を容易にするために、３本の主冠動脈、すなわち、左冠動脈、右冠動脈、回旋枝毎に、複数の第一次分岐血管を並べて表示してもよい。

また、図２５に示すように、表示画面には極座標マップ１８１とともに、三次元画像１８２、ＭＰＲ画像１８３、ＣＰＲ画像１８４など他の画像を並べて表示しても良い。極座標マップ上にマウス１６などで移動できるマーカー１８５と、ＭＰＲ画像上にマウス１６などで移動できるマーカー１８６とを設け、マーカー１８５とマーカー１８６とを関連付ける。例えば、極座標マップ１８１上でマーカー１８５が示す位置に対応するＭＰＲ画像上での位置をマーカー１８６で表示するようにする。これにより着目した領域の観察をＭＰＲ画像上で把握することができる。また三次元画像上にマウス１６などで移動できるマーカー１８７を設ける。マーカー１８７は、極座標マップ１８１とＭＰＲ画像１８３と関連付ける。マーカー１８７に対応する断面位置を、極座標マップ１８１は読影者に分かるような画像表示、例えば色付け表示、点滅表示などで示す。ＭＰＲ画像１８３はマーカー１８７が示す位置の断面像を表示する。なお、特にマーカー１８５、１８６，１８７でなくとも表示位置が読影者にわかる表示であればよい。なお、それぞれの画像のレイアウト及び組み合わせはこの限りではない。

更に、極座標マップ１８５とともに他の解析情報を表示してもよい。例えば、カルシウムスコアを極座標マップ１８５に重畳表示したり（図２５では「カルシウムスコア２０」と表示）スコア別に色分けしたり、極座標マップに壁運動や壁収縮などの極座標表示と共に重畳表示したりしてもよい。
＜第八実施形態＞
第八実施形態は、管腔臓器領域の壁面にできたソフトプラークや石灰化などの異常部位をより的確に抽出するための処理であって、第一実施形態のステップＳ１０７において濃度情報算出部１１ｅが実行する処理である。

図２６はX線CT装置で撮影された造影血管壁に存在するソフトプラークを図示したものである。前述した画像処理手法を用いてソフトプラークを描出する場合、ソフトプラークは造影血管に比べて低い画素値をとなるため、ソフトプラークの分布を調べるには最小値投影法を用いて濃度特徴量を求める方法が考えられる。しかし、X線CT装置で撮影された血管壁はソフトプラークと近い画素値となるため、ソフトプラークと血管壁の分離が難しい場合がある。本実施形態は、このような場合に、ソフトプラークと血管壁の分離することための処理である。

図２６のようにソフトプラークは管腔臓器の内壁に張り出す形態をとる場合がある。この場合、ソフトプラークを効率的に抽出するには管腔中心に近い画素値を優先的に投影すればよい。

図２７は横軸に管腔臓器領域の径方向（ｒ方向）をとり、r軸上の画素値を棒グラフで示したものである。仮にr軸上にある閾値で区別される低画素値領域A、Bがあると仮定する。処理領域中心（例えば重心）に近い低画素値領域Aを優先的に投影するには、重心からの距離が離れるにつれて重み係数が高くなる重みを画素値に加重加算し、最小値投影処理を行えばよい。図２８は重み形状の一例を示したものであり、処理範囲中心の重み係数１.0として、径方向に線形的に増加する形状とした。ここで重み形状は非線形形状でも、線形と非線形形状を組み合わせたものであっても構わない。図２９は図２７の画素値に図２８の重み係数を掛けたものを図示したものである。図２９では低画素値領域Bは重み付けのため、閾値範囲から外れるため、濃度特徴量の算出に考慮されず、低画素値領域Ａが優先的に抽出される。このような方法により管腔臓器中心に近い画素値を優先的に投影することが可能となる。

また、血管壁とソフトプラークとを分離するための他の手段として、図９のようにソフトプラークは血管壁に比べて、径方向に広い範囲で分布する場合があることを利用する態様がある。この場合、ソフトプラークを効率的に抽出するには任意の径方向における任意の分布幅閾値を指定し、その分布幅以上のものをソフトプラークとして識別すれば良い。

図３０は横軸に径方向をとり、r軸上の画素値を棒グラフで示したものである。仮にr軸上に、ある閾値で区別される低画素値領域A、Bがあるとする。より広い範囲に分布する低画素値領域Aをソフトプラークとすると、閾値分布幅を５画素に設定することで低画素値領域Aをソフトプラークとして抽出できる。

更に、ソフトプラークは血管壁に比べて、径方向に広い範囲で分布することを利用し、図３１のように閾値範囲内の画素数の積算値や、画素の分布幅に相当する距離を陰影値に変換し、画像化してもよい。例えば、図３１では、低画素領域Aは、閾値以下の画素値を有する画素数が７個あり、低画素領域Bは、閾値以下の画素値を有する画素数が３個あり、低画素領域A、B以外の領域は閾値以下の画素値を有する画素がない。そこで、低画素領域A、B以外の領域は最も濃度値が低く、次いで低画素領域Bの濃度値を濃く、低画素領域Aを最も濃い濃度値に変換する。そして、濃度情報算出部１１ｅは、最も濃い濃度値を濃度情報として算出するように構成してもよい。

以上の濃度分布を算出する処理を、第一実施形態のステップＳ１０７で実行し、ステップＳ１０８へ進む。なお、本実施形態の処理は、ステップＳ１０４で作成された各ＭＰＲ画像について実行される。

本実施の形態はソフトプラークに限られたものではなく、石灰化やポリープなどの管腔臓器周辺の観察対象に対して有効である。また最小値投影法だけでなく、最大値投影法、積算平均法など他の画像処理手法にも適用可能である。
＜第九実施形態＞
第九実施形態は、第一実施形態のステップＳ１１１における角度マップ表の表示態様に関するものである。

図３２は、断面像表示制御部１１ｋにより、ＣＰＲ像３６０と角度マップ表３６１とを並列表示した状態を示す。ＣＰＲ像３６０の上部左側面には石灰化Ａが表示されており、下部右側面には石灰化Ｃが表示されている。しかし、ＣＰＲ像３６０には、石灰化Ａ及び石灰化Ｃの全容及び石灰化Ｂが表示されていない。これに対し、角度マップ表３６１は、石灰化Ａ、Ｂ、Ｃの全容について管空臓器領域のどの位置にあるかを表示する。これにより、ＣＰＲ像３６０だけでは見えない部分の濃度情報も角度マップ表３６１により表示されるとともに、角度マップ表３６１だけでは管腔臓器領域の芯線方向の形状が把握しにくい場合にも、ＣＰＲ像３６０により形状の把握が容易になる。

図３２は、角度マップ表３６１に、石灰化Ａ、Ｂ、Ｃの解析情報を合わせて表示した状態を示す。これらの解析情報は、予め画像データに関連づけられて格納される。そして、表示制御部１１ｄが、角度マップ表３６１を表示する際に、石灰化Ａ、Ｂ、Ｃの解析情報も合わせて表示する。図３２では、解析情報として石灰化Ａ、Ｂ、Ｃの特徴量である長径が表示される。更に、操作者がマウス１６で例えば石灰化Ｂをクリックすると、さらに詳細な解析情報がポップアップウィンドゥ３６２の中に表示される。なお、図３２では、角度マップ表３６１において解析情報を表示する例を述べたが、極座標マップや後述する展開マップ上に解析情報を表示してもよい。

図３３は、図３２の角度マップ表３６１の角度芯線方向の幅と、ＣＰＲ像３６０の径方向の幅と、を略同一に表示した例を示す。ここでいう「略同一」とは、角度マップ表３６１とＣＰＲ像３６０とが、一見して同一幅と認識できる程度の差以内で表示されることをいい、例えば、角度マップ表３６１の角度芯線方向の幅はＣＰＲ像３６０の径方向の最大２倍未満で表示されることが望ましい。

図３４は、管腔臓器として血管領域を表示した３Ｄ画像３９０と、その３Ｄ画像３９０に含まれる血管領域の角度マップ表３９１とを、３Ｄ画像３９０の走行方向（芯線）と角度マップ表３９１の位置軸とが略平行になるように表示した例を示す。ここでいう「略平行」とは、角度マップ表３６１とＣＰＲ像３６０とが、一見して同一の曲がり具合で表示されることをいい、例えば、角度マップ表３６１の位置軸はＣＰＲ像３６０の芯線に対して最大９０度未満で表示されることが望ましい。
＜第十実施形態＞
本実施形態は、管腔臓器領域の芯線方向と平行な投影面上に、芯線を中心とする角度方向の濃度情報を径方向に並べて濃度分布とした展開マップについて説明する。

前記極座標マップは、径方向の濃度特徴量を角度方向に並べて濃度分布を示すが、極座標マップは径方向の位置情報、例えば腸壁のポリープの位置、大きさなどを把握することが困難である。

本実施形態に係る展開マップは、径方向の位置情報の把握を容易にするものである。

図３５は角度方向の展開マップ作成方法の概要を示したものである。ある管腔臓器４００について、その芯線４０１を基準に芯線から管腔臓器４００の辺縁に向かう径方向(r軸)と、芯線４０１を基準とする周方向の角度を示す角度方向(θ軸)の座標系を考える。そして、芯線４０１と平行な投影面４０２を設定し、芯線４０１上の任意の座標を基準として径方向に対して等距離にある画素値を対象に、芯線４０１の周囲の任意の角度θに渡って投影を行う。この投影を径方向の任意の径範囲について行ったものが角度方向濃度分布である。この角度方向濃度分布の算出を管腔臓器の走行方向(芯線方向)について行い、並べたものが展開マップである。

図３６は、本実施形態に係るプログラムの構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ１１は、プログラムである画像読込み部１１ａ、対象臓器抽出部１１ｂ、断面像作成部１１ｃ、処理領域設定部１１ｄ、濃度分布算出部１１ｎ、展開マップ作成部１１ｏ、表示制御部１１ｇ、及び断面像表示制御部１１ｋを実行する。このうち、画像読込み部１１ａ、対象臓器抽出部１１ｂ、断面像作成部１１ｃ、処理領域設定部１１ｄ、及び断面像表示制御部１１ｋは、第一実施形態と同一なので説明を省略する。なお、表示制御部１１ｇは、本実施形態では角度マップに代えて展開マップを表示制御する。

濃度分布算出部１１ｎは、断面像作成部１１ｃが作成した断面像上の処理領域の任意の点を中心とする任意の角度方向を代表する濃度情報を、任意の回転中心点又は領域を中心とする径方向に沿って算出して濃度分布を算出する。

展開マップ作成部１１ｏは、処理領域内の濃度値を、径方向と芯線方向とを示す軸を持つ座標にマッピングし、展開マップを作成する。

これらのプログラムは、図１の画像表示装置１０にインストールされてデータ記憶装置１３に格納され、ＣＰＵ１１が適宜主メモリ１２に読み出して実行する。

次に図３７に基づいて、以上のように構成された画像表示装置１０によって管腔臓器の画像情報を示す展開マップを表示する処理について説明する。図３７は、展開マップを表示する処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１１はこのフローチャートに従って画像表示装置１０を制御する。Ｓ５０１からＳ５０６までの処理は、上記Ｓ１０１からＳ１０６と同様の処理なので説明を省略する。

（ステップＳ５０７）
濃度分布算出部１１ｎは、断面像作成部１１ｃが作成した断面像上における芯線と交わる点を中心とする任意の角度方向を代表する濃度値を、前記任意の回転中心点又は領域を中心とする径方向に沿って算出して濃度分布を算出する。本ステップの処理を図４３に基づいて説明する。濃度分布算出部１１ｎは、任意のr座標におけるθ方向(角度方向)に連続した画素値から濃度情報を算出する。具体的には、管腔臓器４００の芯線４０１を中心とする同心円を径方向（ｒ方向）に沿って所定間隔を空けて設定し、その同心円上の所定角度θの弧（θが３６０°の場合は円周）をＡ１（θ）、Ａ２（θ）、Ａ３（θ）とする。濃度分布算出部１１ｎは、図３８に示すように例えば弧Ａ１（θ）上に位置する画素の画素値に最大値投影法や加算平均法を適用して代表となる濃度情報を算出する。濃度分布算出部１１ｎは、全ての弧Ａ２（θ）、Ａ３（θ）についても同様の処理を行う。次に、濃度分布算出部１１ｎは、Ａ１（θ）、Ａ２（θ）、Ａ３（θ）の半径、すなわち、芯線４０１からの距離に沿って上記で求めた代表値を並べる。この処理は、Ａ１（θ）、Ａ２（θ）、Ａ３（θ）の各代表値を径方向（ｒ方向）に沿って並べた処理と同処理である。図３９は、径方向（ｒ方向）に沿ってＡ１（θ）、Ａ２（θ）、Ａ３（θ）の各代表値を並べた角度方向濃度分布を示す模式図である。（ステップＳ５０８）
ステップＳ５０４からＳ５０７まで処理をステップＳ５０３で設定した範囲まで終了したか否かを判定する（Ｓ５０８）。抽出領域の終了点に達していなければステップＳ５０４へ戻り、領域の次の部位のＭＰＲ画像を作成し、Ｓ５０５乃至Ｓ５０７の処理を行ない、各ＭＰＲ画像での角度方向濃度分布４２０を求める。管腔臓器領域として抽出した全領域の処理を終了したらステップＳ５０９に移行する。なお、上記では、濃度分布算出部１１ｎが、ステップＳ５０３で設定した範囲まで終了したか否かを判定したが、この判定は、展開マップ作成部１１ｏが行ってもよいし、上記判定を行うための判定部を別途備えてもよい。

（ステップＳ５０９）
Ｓ５０９では、展開マップ作成部１１ｏは、展開マップを作成する（Ｓ５０９）。展開マップ作成部１１ｏが作成した角度方向濃度分布を管腔臓器４００の芯線４０１方向に積み上げて展開マップを作成する。展開マップ作成部１１ｏは、横軸が管腔臓器の芯線からの距離を示す径方向の位置軸であって、縦軸が管腔臓器の芯線方向に沿った位置を示す位置軸からなる二次元座標系を定義する。そして、その二次元座標系に濃度分布算出部１１ｎが算出した角度方向濃度分布をマッピングする。

（ステップＳ５１０）
Ｓ５１０では、表示制御部１１ｇは、展開マップをディスプレイに表示する（Ｓ５１０）。ソフトプラーク、石灰化などといった病変と相関のある画像情報値Ｑを持つ画素は読影者に分かるような画像表示、例えば色分け表示、点滅表示などをする。図４０に展開マップの表示例を示す。図４０では、断面像表示制御部１１ｋにより、ディスプレイ１５上において左にＣＰＲ像４３０、右に展開マップ４３１が並列表示される。展開マップ４３１は、ポリープA,Bを有する腸管を、最大値投影法を用いて展開マップ４３１を作成したものである。展開マップ４３１は、横軸の始点が芯線４０１位置を示し、径方向への遷移距離を示す。また、縦軸は、芯線４０１の走行方向の位置を示す。ＣＰＲ像４３０上では任意の腸管断面のみ表示するため、ポリープAの位置を操作者に提示することができないが、角度方向に展開マップ４３１を作成することによりポリープAの存在と、径方向の大きさ(ポリープの高さ)を操作者に提示することが可能となる。

上記展開マップ４３１は、芯線４０１の周囲３６０°に渡っての角度情報を表示したが、図４１のように展開マップ作成部１１ｏは、基準位置例えば芯線４０１の右手方向ｒ_ｏを０°とし、右手方向ｒ_ｏから任意の角度、例えば４５°、８０°、１１０°の画素の画素値に基づいて展開マップ４３２、４３３、４３４を作成してもよい。さらに、表示制御部１１ｇは、これらの展開マップ４３２、４３３、４３４をシネ表示してもよい。任意の角度の展開マップの作成及びシネ表示要求は、操作者がマウス１６で芯線４０１の周囲をクリックすることにより行ってもよいし、適宜、これらの要求を行うためのアイコンをディスプレイ１５上に表示させてもよい。

図４２は、展開マップ４３１とＣＰＲ像４３０とを並列表示した実際の画面表示例を示す。ディスプレイ１５の画面には、展開マップ４３１とＣＰＲ像４３０の表示条件を設定するためのパラメータ設定部４７０が備えられる。パラメータの例として心筋、３ｄ、冠動脈などの解析対象を指定するための「解析モード」、マウス１６のコントロール状態を設定する「マウスモード」、展開マップ４３１とＣＰＲ像４３０を表示するウィンドレベルやウィンド幅を設定する「ＷＬ／ＷＷ」、展開マップ４３１やＣＰＲ像４３０の断面角度を設定するための「視点設定」、さらに、前記解析モードで設定されたモード、例えば冠動脈モードについてさらに詳細なパラメータを設定するための詳細設定部４７１が備えられる。詳細設定部４７１では、濃度算出のための条件として、最大投影法（ＭＩＰ）、最小投影法（ＭＩＮＩＰ）、積算値（ＲａｙＳｕｍ）などを設定することができる。上記は設定できるパラメータの一例であり、これに限らない。

上記実施形態において、第七実施形態のように展開マップ４３１上のポリープＡ，Ｂの解析情報を表示させてもよい。また、表示制御部１１ｇにより展開マップ４３１だけをディスプレイ１５上に表示してもよい。

また、上記角度マップ表や極座標マップと同様、検出する組織の位置を表示してもよい。

＜第十一実施形態＞
本実施形態は、展開マップの他の実施形態を示す。本実施形態にかかる展開マップは、管腔臓器領域４００の芯線４０１と平行な縦方向断面を設定し、その縦方向断面に含まれるＣＰＲ像について径方向の各位置における芯線方向と平行な方向に連続する画素列を代表する濃度値を、径方向を示す位置軸にマッピングしたものである。この処理は、第十実施形態において、断面像作成部１１ｃがＣＰＲ像を作成し、処理領域設定部１１ｄがＣＰＲ像における管腔臓器の芯線方向と平行な方向の画素列を処理領域として設定し、濃度分布算出部１１ｎは処理領域として設定された画素列を代表する画素値を濃度情報として算出し、展開マップ作成部１１ｏが算出された濃度情報を管腔臓器の径方向軸に沿ってマッピングして展開マップを作成する。

図４３は、上記縦方向断面を示す。図４３の右方向を０°とし、０°方向に平行かつ走行方向に平行な縦方向断面をＣＰＲ１（０°）とする。縦方向断面は、芯線４０１の周囲１８０°に渡って設定する。図４３では、ＣＰＲ２（１３５°）を図示するが、更なる縦方向断面を設定してもよい。

図４４は、ＣＰＲ１（０°）とＣＰＲ２（１３５°）とのＣＰＲ像と、これらのＣＰＲ像に対応する展開マップ４９１、４９２を示す。ＣＰＲ１（０°）とＣＰＲ２（１３５°）とは、管腔臓器領域４００とこれを取り囲む組織領域４８０とを含む。展開マップ４９１、４９２は、ＣＰＲ１（０°）とＣＰＲ２（１３５°）の縦方向に並んだ画素の濃度値のうち、最も濃度値が高いものをマッピングする。例えば、ＣＰＲ１（０°）の点線矢印に沿った画素列は、組織領域４８０と管腔臓器領域４００とを含むが、このうち最も濃度値が高いもの、すなわち組織領域４８０を構成する画素の濃度値を点線矢印に沿った画素列を代表する画素値とする。この処理を管腔臓器領域４００の断面直径の一端から重心（芯線４０１）をとって他端に沿って繰り返し、各画素列の代表値を上記断面直径に沿って配列することにより展開マップ４９１、４９２を作成する。展開マップ４９１、４９２は、０°から順次積み重ねて表状に表示してもよい。

本実施形態により、ＣＰＲ像全体をみることなく展開マップをみるだけで、あるＣＰＲ像における最も管腔臓器が狭窄している部分、すなわち管腔臓器の内壁にポリープができた部分の径方向の大きさを判断することができる。

以上の各実施形態によれば、対象臓器の濃度情報を角度マップ、角度マップ表、極座標マップ、展開マップに一元化して表示する。そのため、対象臓器の濃度情報の視認性が向上し、例えば血管内にあるソフトプラークなどの異常箇所の発見を容易に行うことができる。

医用画像に限らず、産業用Ｘ線ＣＴ装置により中空部材を撮影し、その内壁状況を表示させる用途にも適用することができる。

Claims (15)

1. 医用画像撮影装置によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置から前記画像データセットを読み込む読む込み手段と、
   前記読み込まれた画像データセットに対し所望の対象臓器を入力する入力手段と、
   前記入力された対象臓器の走行方向に沿った複数の位置における断面像を作成する断面像作成手段と、
   前記各位置における前記対象臓器の断面像上に、径方向に並んだ複数画素の濃度値に基づく濃度情報を求めるための基準位置を設定する基準位置設定手段と、
   前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値を用いて最大値投影法、最小値投影法、又は加算平均法のいずれかを行い、前記基準位置の周方向に沿った位置におけるマッピングのための濃度情報を算出する濃度情報算出手段と、
   前記走行方向に沿った位置を示す軸と、前記周方向に沿った位置を示す軸と、を含む２次元座標系に、前記算出された濃度情報をマッピングしたマップ画像を作成する画像作成手段と、
   前記マップ画像を表示する画像表示手段と、
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画像作成手段は、一方の軸が前記走行方向に沿った位置を示し、他方の軸が周方向に沿った角度を示す２次元直交座標系に、前記算出された径方向に並んだ複数画素の濃度値を代表する値をマッピングした角度マップ表を作成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記角度マップ表の任意の位置を指定する操作手段と、
   前記対象臓器の三次元画像、前記対象臓器を含む多断面再構成像、及び前記対象臓器の曲面任意多断面再構成像の少なくとも一つを作成する手段と、
   を更に備え、
   前記画像表示手段は、前記操作手段により指定される位置の移動に連動して、前記作成された対象臓器の三次元画像、前記対象臓器を含む多断面再構成像、及び前記対象臓器の曲面任意多断面再構成像の少なくとも一つを回転表示する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記画像表示手段は、２以上の分岐枝を含む前記対象臓器の三次元画像を表示し、
   前記画像表示装置は、前記表示された分岐枝の一つを指定する手段を更に備え、
   前記画像作成手段は、前記指定された分岐枝の角度マップ表を作成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
5. 前記対象臓器の曲面任意多断面再構成像を作成する手段を更に備え、
   前記画像作成手段は、前記角度マップ表の幅を、前記曲面任意多断面再構成像の幅と略同一に作成し、
   前記画像表示装置は、前記角度マップ表と前曲面任意多断面再構成像とを並列表示する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
6. 前記画像作成手段は、前記角度マップ表上に、前記対象臓器に含まれる関心部位の長さ、角度、ＣＴ値の少なくとも一つを表示することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
7. 前記濃度情報算出手段は、前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値を基に、その径方向の角度を代表する値を算出し、
   前記画像作成手段は、半径が前記走行方向に沿った位置を示し、角度が前記径方向の角度を示す２次元極座標系に、前記算出された径方向の角度を代表する値をマッピングした極座標マップを作成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
8. 前記画像作成手段は、前記対象臓器の主幹枝に対する極座標マップ上に、前記対象臓器の主幹枝から分岐する分岐枝に対する分岐枝マップを重畳した極座標マップを作成する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
9. 検出を所望する組織の画素値である着目画素値を設定する着目条件設定手段と、
   前記マップ画像から前記着目画素値を有する画素を抽出する着目条件抽出手段と、
   前記マップ画像上において、抽出された画素を他の画素と識別表示を行う着目領域位置表示制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
10. 前記濃度情報算出手段は、前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値に対し、前記基準位置からの距離が離れるにつれて高くなる重み係数を、前記濃度値に対して加重加算することにより、前記濃度情報を算出する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
11. 前記濃度情報算出手段は、前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値が、予め指定された分布幅閾値以上の幅を有して並ぶ領域を抽出する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
12. 前記濃度情報算出手段は、前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値が、予め指定された閾値範囲内となる画素数の積算値及び分布幅が最大となる領域の画素を算出し、その画素の濃度値を最も濃い濃度値に変換し、その最も濃い濃度値を前記濃度情報として算出する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
13. 医用画像撮影装置によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置から前記画像データセットを読み込む読む込み手段と、
    前記読み込まれた画像データセットに対し所望の対象臓器を入力する入力手段と、
    前記入力された対象臓器の走行方向に沿った複数の位置における断面像を作成する断面像作成手段と、
    前記各位置における前記対象臓器の断面像における径方向に沿った各位置において、前記対象臓器の芯線方向と平行な方向に連続する画素列の濃度値を用いて最大値投影法、最小値投影法、又は加算平均法のいずれかを行い、前記径方向に沿った各位置におけるマッピングのための濃度情報を算出する濃度情報算出手段と、
    前記径方向に並んだ各画素の位置を示す軸と、前記芯線方向に沿った位置を示す軸と、を含む２次元直交座標系に、前記算出された濃度値をマッピングした展開マップを作成する画像作成手段と、
    前記展開マップを表示する画像表示手段と、
    を備えたことを特徴とする画像表示装置。
14. 医用画像撮影装置によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置から前記画像データセットを読み込む読む込むステップと、
    前記読み込まれた画像データセットに対し所望の対象臓器を入力するステップと、
    前記入力された対象臓器の走行方向に沿った複数の位置における断面像を作成するステップと、
    前記各位置における前記対象臓器の断面像上に、径方向に並んだ複数画素の濃度値に基づく濃度情報を求めるための基準位置を設定するステップと、
    前記各断面像上に設定された基準位置から、当該断面像に含まれる対象臓器の径方向に並んだ複数画素の濃度値を用いて最大値投影法、最小値投影法、又は加算平均法のいずれかを行い、前記基準位置の周方向に沿った位置におけるマッピングのための濃度情報を算出するステップと、
    前記走行方向に沿った位置を示す軸と、前記周方向に沿った位置を示す軸と、を含む２次元座標系に、前記算出された濃度情報をマッピングしたマップ画像を作成するステップと、
    前記マップ画像を表示するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。
15. 医用画像撮影装置によって取得された被検体の画像データセットを記憶するデータ記録装置から前記画像データセットを読み込む読む込みステップと、
    前記読み込まれた画像データセットに対し所望の対象臓器を入力するステップと、
    前記入力された対象臓器の走行方向に沿った複数の位置における断面像を作成するステップと、
    前記各位置における前記対象臓器の断面像における径方向に沿った各位置において、前記対象臓器の芯線方向と平行な方向に連続する画素列の濃度値を用いて最大値投影法、最小値投影法、又は加算平均法のいずれかを行い、前記径方向に沿った各位置におけるマッピングのための濃度情報を算出するステップと、
    前記径方向に並んだ各画素の位置を示す軸と、前記芯線方向に沿った位置を示す軸と、を含む２次元直交座標系に、前記算出された濃度値をマッピングした展開マップを作成するステップと、
    前記展開マップを表示するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする画像表示プログラム。

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