JP5371949B2 - 医用画像表示装置、医用画像撮影装置、及び、医用画像表示方法 - Google Patents
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Description
最初に、図1を参照しながら、医用画像表示装置1の構成について説明する。
図1は、医用画像表示装置1のハードウェア構成図である。
医用画像表示装置1は、CPU2、主メモリ3、記憶装置4、表示メモリ5、表示装置6、コントローラ7に接続されたマウス8やキーボード9、ネットワークアダプタ10がシステムバス11によって接続されて構成される。医用画像表示装置1は、ネットワーク12を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14に接続される。
(2.医用画像表示装置1の動作)
次に、図2〜図9を参照しながら、第1実施形態について説明する。
図2は、医用画像表示装置1の全体動作を示すフローチャートである。
図4は、視点25及び投影面26の設定及び移動を示す図である。
(S1001)医用画像表示装置1のCPU2は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像情報を記憶装置4あるいは医用画像データベース14から取得して、主メモリ3に記憶させる。(S1002)医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報において診断対象の管腔臓器内部に視点25及び投影面26を設定する。図4では、管腔臓器の中心線である芯線22上に視点25が設定される。投影面26は、視点25の前方の所定距離の位置に芯線22に対して垂直に設定される。視点25から投影方向27に仮想光線が投影され、投影面26において三次元画像が作成される。管腔臓器内壁21の表面下には浸潤組織23が存在し、管腔臓器内壁21の表面にはポリープ24が存在する。尚、浸潤組織23及びポリープ24の画像化については後述する。
図5は、ボリュームレンダリング法を示す図である。
図6は、オパシティカーブを示す図である。
医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報に対してボリュームレンダリング法等の画像処理を行って三次元画像を作成して表示装置6に表示する。
図3は、三次元合成画像作成処理(図2のS1004)の詳細を示すフローチャートである。
図7は、陰影情報抽出処理(図3のS2003)の説明図である。
図8は、色情報抽出処理(図3のS2004)の説明図である。
図9は、画像合成処理(図3のS2005)の説明図である。
抽出された色情報にはノイズが含まれる可能性がある。生体組織表面下の組織を明瞭に描出するために抽出された色情報に対してノイズ除去処理を行ってもよい。ノイズ除去の一般的な画像処理手法としては、隣接画素の平均値を算出するスムージングフィルタや、周辺画素の中間値を出力する中間値フィルタ(メディアンフィルタ)等がある。これらのフィルタリング処理を行った陰影情報と色情報とを画像合成することでノイズが低減された三次元合成画像を作成することができる。
以上述べたように、第1実施形態では、医用画像表示装置1は、医用画像情報を用いて2つの異なる条件で複数の三次元画像を作成し、これらの2つの三次元画像からそれぞれ陰影情報または色情報を抽出し、これらの陰影情報と色情報とを組み合わせて三次元合成画像を作成して表示する。この三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。また、生体組織表面下の病変部位の見落としを防止できる。効率的な診断が可能となるために検査や診断に要する時間を短縮することができる。
(3.深度範囲設定)
次に、図10及び図11を参照しながら、第2実施形態について説明する。
図10は、深度範囲を示す図である。
図11は、深度範囲設定を示す画面図である。
第2実施形態では、医用画像表示装置1は、陰影情報や色情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる医用画像情報の深度範囲を設定可能とする設定部を備える。
図11の設定画面90では、設定画面80と比較して、色情報深度範囲94が拡大されて設定される。設定画面90の三次元合成画像95では、設定画面80の三次元合成画像85と比較して、血管97の分布が拡大されて表示される。
以上述べたように、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。
また、第2実施形態では、三次元画像の作成に用いる医用画像情報の深度範囲を設定することにより、三次元合成画像に表示させる生体組織や浸潤組織の範囲を制限して診断部位を強調表示することができる。
(4.三次元合成画像作成処理の設定)
次に、図12を参照しながら、第3実施形態について説明する。
図12は、三次元合成画像作成処理の設定画面100を示す図である。
上述の実施形態では、1つの医用画像情報に対して2つの画像処理条件で2つの三次元画像を作成するものとして説明したが、これに限定されない。第3実施形態では、複数の医用画像情報に対して複数の画像処理条件で複数の三次元画像を作成し、陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像とを選択した上で陰影情報抽出処理及び色情報抽出処理が行われ、画像合成処理を経て三次元合成画像が作成される。
以上述べたように、第3実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。
また、第3実施形態では、三次元合成画像を作成するための投影処理方法や画像処理方法等の条件を指定し、陰影情報抽出用及び色情報抽出用の医用画像情報を選択することができるので、所望の三次元合成画像を容易に作成したり切り替えたりすることができる。
また、グレースケールである陰影情報とカラーである色情報とは個別に管理されるので、カラー表示とグレースケール表示とを容易に切り替え可能である。操作者は、カラーテーブルを操作することなく、図12の設定画面100において、陰影情報のみを使用して三次元画像を作成することによりグレースケール表示の三次元画像を取得することができる。
(5.異なる投影方向条件)
次に、図13〜図17を参照しながら、第4実施形態について説明する。
上述の実施形態では、陰影情報抽出用の三次元画像を作成するための投影方向と、色情報抽出用の三次元画像を作成するための投影方向とは、同一の投影方向であるものとして説明したが、これに限定されない。第4実施形態では、異なる投影方向条件で陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像とが作成される。
図13は、仮想内視鏡表示法における投影方向を示す図である。
図13では、管腔臓器内壁501の表面下に存在する浸潤組織502の表示を目的として色情報を抽出する場合、視点503からの投影方向がC51及びC52となる。そして、管腔臓器内壁501の表面から浸潤組織502までに仮想光線が通過する生体組織の距離は、L51及びL52となって差異が生じる。このため、同一の画像処理条件で陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像を作成すると、色情報抽出用の三次元画像からは投影方向毎に異なる色情報が抽出されて不自然な色合いとなる。
図14では、陰影情報視点113と色情報視点114とは異なる。医用画像表示装置1は、陰影情報抽出用の三次元画像作成時に、陰影情報視点113からの投影方向であるS11及びS12と管腔臓器内壁111との交点を通り、管腔臓器内壁111に対して垂直方向に、色情報視点114からの投影方向であるC11及びC12を設定する。
図15は、展開表示法における投影方向を示す図である。
図16は、展開表示法において陰影情報視点と色情報視点とが異なる場合の投影方向を示す図である。
展開表示法は、管腔臓器の芯線605の直交方向に投影方向(S61・C61)を設定し、芯線605を中心として投影方向を回転することで、あたかも管腔臓器内壁601を切り開いたような三次元画像を作成する手法である。この手法では管腔臓器内壁601の全体を表示可能であるため、管腔臓器内壁601上に存在するポリープ等の病変の診断に有効である。
図17は、展開表示法において色情報視点を管腔臓器の芯線上で移動させる場合の投影方向を示す図である。
図17のひだ131、浸潤組織132、陰影情報視点133は、図16のひだ121、浸潤組織122、陰影情報視点123と同様のものである。
以上述べたように、第4実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。
また、第4実施形態では、陰影情報抽出用の三次元画像作成時と色情報抽出用の三次元画像作成時とで異なる投影方向条件を設定することにより、浸潤組織をより適正に表示させたり強調表示させることができる。
以上、第1実施形態〜第4実施形態について説明したが、これらを適宜組み合わせて医用画像表示装置1を構成してもよい。
また、上述の実施形態では大腸等の管腔臓器内壁の表面下の浸潤組織の描画について説明したが、これに限定されない。本発明の医用画像表示装置は、生体組織表面下の組織の描出に適用することができる。例えば、心臓の三次元画像における心筋内の梗塞部位の色付け強調や、乳房の三次元画像における乳がん発症部位の色付け強調等の応用が可能である。
また、X線CT装置やMRI装置や超音波撮影装置等の医用画像撮影装置が本発明の医用画像表示装置または医用画像表示方法を内部に含んだ形態でもよい。
Claims (14)
- 被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶部と、
前記医用画像情報記憶部に記憶された前記医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成部と、
前記三次元画像作成部によって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出部と、
前記画像情報抽出部によって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成部と、
前記画像合成部によって作成された前記三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示部と、を具備し、
前記三次元画像作成部は、複数の異なる投影方向で投影処理を行って前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする医用画像表示装置。 - 被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶部と、
前記医用画像情報記憶部に記憶された前記医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成部と、
前記三次元画像作成部によって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出部と、
前記画像情報抽出部によって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成部と、
前記画像合成部によって作成された前記三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示部と、を具備し、
前記三次元画像作成部は、診断対象部位の表面に対して垂直方向に投影方向を設定して投影処理を行って前記色情報を抽出するための三次元画像を作成することを特徴とする医用画像表示装置。 - 前記三次元画像作成部は、複数の異なる画像処理方法または投影処理方法で前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。
- 前記三次元画像作成部は、複数の異なる不透明度条件でボリュームレンダリング法による画像処理を行うことにより、前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。
- 前記三次元画像作成部は、管腔臓器の中心線に沿って視点を移動させることにより前記投影方向を変更することを特徴とする請求項1に記載の医用画像表示装置。
- 前記画像情報抽出部は、前記三次元画像作成部によって作成された前記複数の三次元画像について、RGB色空間の画素値をHLS色空間の画素値に変換し、輝度に関する画素値を前記陰影情報として抽出し、色相及び彩度に関する画素値を前記色情報として抽出し、
前記画像合成部は、前記抽出された陰影情報と色情報とを組み合わせ、RGB色空間の画素値に変換して前記三次元合成画像を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。 - 前記画像情報抽出部によって抽出された色情報の調整を行う色情報調整部を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。
- 前記陰影情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる前記医用画像情報の深度範囲を設定する陰影情報深度範囲設定部と、
前記色情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる前記医用画像情報の深度範囲を設定する色情報深度範囲設定部と、を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。 - 前記三次元画像作成部は、複数の異なる条件で複数の三次元画像を予め作成して前記医用画像情報記憶部に記憶させておき、
前記画像情報抽出部は、前記予め作成された複数の三次元画像の中から選択された三次元画像について、前記陰影情報または前記色情報を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。 - 前記医用画像情報記憶部は、複数の医用画像情報を取得して記憶し、
前記三次元画像作成部は、前記複数の医用画像情報を用いて、前記複数の異なる条件で前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。 - 前記記憶された医用画像情報において1つまたは複数の三次元領域を選択する三次元領域選択部を具備し、
前記三次元画像作成部は、前記三次元領域選択部によって選択された三次元領域の医用画像情報を用いて、前記複数の異なる条件で前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像表示装置。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の医用画像表示装置と、
前記被検体の医用画像情報を取得する医用画像情報取得部と、を備え、
前記医用画像情報記憶部は、前記医用画像情報取得部で取得された医用画像情報を記憶することを特徴とする医用画像撮影装置。 - 被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶ステップと、
前記記憶された医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成ステップと、
前記三次元画像作成ステップによって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出ステップと、
前記画像情報抽出ステップによって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップによって作成された三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示ステップと、を具備し、
前記三次元画像作成ステップは、複数の異なる投影方向で投影処理を行って前記複数の三次元画像を作成することを特徴とする医用画像表示方法。 - 被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶ステップと、
前記記憶された医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成ステップと、
前記三次元画像作成ステップによって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出ステップと、
前記画像情報抽出ステップによって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップによって作成された三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示ステップと、を具備し、
前記三次元画像作成ステップは、診断対象部位の表面に対して垂直方向に投影方向を設定して投影処理を行って前記色情報を抽出するための三次元画像を作成することを特徴とする医用画像表示方法。
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JP2004215846A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | Ziosoft Inc | ボリュームレンダリング画像処理方法、ボリュームレンダリング画像処理装置及びプログラム |
JP2005087602A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Ziosoft Inc | 医用画像生成装置および方法、ならびに、プログラム |
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Non-Patent Citations (1)
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JPN6012057957; Helwig Hauser, Gian Italo Bischi, M. Eduard Groller: 'Two-Level Volume Rendering' IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics Vol. 7, No. 3, 200109, 242-252 * |
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