JP7247577B2 - 3次元再構成像表示装置、3次元再構成像表示方法、プログラム、及び画像生成方法 - Google Patents
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Description
Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance
Imaging)から得られる断層画像群(3次元のボリュームデータ)から、被検体についての3次元情報が反映されたボリュームレンダリング画像、MIP(Maximum Intensity Projection)画像、MPR(Multi-Planar
Reconstruction)画像などの3次元再構成像を生成・描画する技術が普及している。
図1は、3次元再構成像表示装置1が実行する再構成像生成処理の概要を示す図である。図に示すように、3次元再構成像表示装置1は、複数の断層画像(図の例では、512×512ピクセルの370枚の胸部CT画像)に基づいてレンダリング処理等の再構成像生成処理を実行し、所定の視点から被検体を観察したボリュームレンダリング画像、MIP(Maximum Intensity Projection)画像、MPR(Multi-Planar
Reconstruction)画像などの3次元再構成像を生成する。
図2は、本実施の形態における3次元再構成像表示装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示すように、3次元再構成像表示装置1は、制御部11、記憶部12、メディア入出力部13、通信制御部14、入力部15、表示部16、周辺機器I/F部17等が、バス18を介して接続される汎用のコンピュータで実現される。但し、これに限ることなく、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
表示部16は、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等(ビデオアダプタ等)を有する。なお、入力部15及び表示部16は、タッチパネルディスプレイのように、一体となっていてもよい。
<断層画像群Do>
断層画像群Doは、被検体(人体)を所定の間隔で連続的に撮影した複数の断層画像(例えばCT画像やMRI画像)である。各断層画像はDICOM形式の2次元の画像データである。DICOM形式は、1ファイルにヘッダ部と画像データ部を含む医療画像で一般的に用いられる画像フォーマットであり、画像撮影時のパラメータや診断情報を保存しておくことができる。
-32768≦Do(x、y、z)≦32767
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
解像度:Rxy、解像度Rz
(式1-2)
-32768≦Do(x、y、z)≦32767
0≦x≦Sx‘-1、0≦y≦Sy’-1、0≦z≦Sz‘-1
X軸方向変倍率:Scx、Y軸方向変倍率:Scy、Z軸方向変倍率:Scz
0≦Do(x、y、z)≦255
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
X軸方向変倍率:Scx、Y軸方向変倍率:Scy、Z軸方向変倍率:Scz
カラーマップCmapは、信号値vと色値(具体的にはRGB値)及び不透明度(α値)との対応関係を定義するものであり、信号値vを24ビットの色(RGB値)及び8ビットの不透明度(α値)に変換する関数(実体的には2次元のデータテーブル)として表現可能である。例えば、16ビットの断層画像群Do((式1)参照)に適用されるカラーマップCmapは次のように定義される。
0≦Cmap(v、n)≦255
-32768≦v≦32767
n=0(R)、1(G)、2(B)、3(α)
0≦Cmap(v、n)≦255
0≦v≦255
n=0(R)、1(G)、2(B)、3(α)
補正テーブルSαは、断層画像群Doの各画素(x、y、z)に対応する不透明度の補正倍率を格納するデータテーブルであり、以下のように定義される。補正テーブルSαによって、カラーマップCmap(v、3)(オパシティカーブ)で規定される信号値に応じた不透明度を各画素毎に調整することができる。
0≦Sα(x、y、z)≦1
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
クリッピング領域ROI(Region of Interest)は、断層画像群Doにおける関心領域であり、図4に示すように、クリッピング領域ROIは直方体で設定される。クリッピング領域ROIは、以下のように、X軸方向ROI、Y軸方向ROI、Z軸方向ROIによって定義される。
X軸方向ROI:Xs-Xe
Y軸方向ROI:Ys-Ye
Z軸方向ROI:Zs-Ze
尚、クリッピング領域を設定しない場合は、Xs=0、Xe=Sx-1、Ys=0、Ye=Sy-1、Zs=0、Ze=Sz-1となる。
マスクデータMaskは、断層画像群Doの各画素(x、y、z)の可視/不可視の情報を保持する3次元データであり、以下のように定義される。
Mask(x、y、z)= 0(不可視)または1(可視)
0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1、0≦z≦Sz-1
X軸方向変倍率:Scx、Y軸方向変倍率:Scy、Z軸方向変倍率:Scz
有効ボクセル領域Vrは、ボクセル値が描画対象のボクセルを規定するように予め定められた条件を満たすボクセル(以下、「有効ボクセル」と表記する場合がある)を全て含み、かつ有効ボクセルに外接する直方体領域であり、以下のように、X軸方向ROI、Y軸方向ROI、Z軸方向ROIによって定義される。ここで「ボクセル値」とは、各ボクセルに対応づけられる数値情報であり、モダリティで測定された信号値(例えばCT撮影の場合はCT値)や、信号値をカラーマップCmapに通して得られる不透明度や色値、などを含む。
X軸方向ROI:Xis-Xie
Y軸方向ROI:Yis-Yie
Z軸方向ROI:Zis-Zie
ボリュームレンダリング画像ImageVRは、レイキャスティング法に基づいてボリュームレンダリング画像を生成する処理(図17参照)によって得られるフルカラー(24ビット)の3次元再構成像(Size×Sizeの画像)であり、以下のように定義される。
0≦ImageVR(x、y、n)≦255
0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1
n=0(R)、1(G)、2(B)
MIP画像ImageMIPは、レイキャスティング法に基づいてMIP画像を生成する処理(図22参照)によって得られるモノクロ(16ビットまたは8ビット)の3次元再構成像(Size×Sizeの画像)であり、以下のように定義される。MIP画像ImageMIPを生成する段階では、階調は元のDICOM画像の信号値のままモノクロ(16ビット)で計算する方法が一般的であり、ImageMIP(x、y)は-32768≦ImageMIP(x、y)≦32767の値をもつ場合があるが、表示される段階では以下のようにモノクロ(8ビット)に変換される。
0≦ImageMIP(x、y)≦255
0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1
本開示では、被写体の向きを容易に認識できるよう、以下のように、レンダリング画像Image(ボリュームレンダリング画像ImageVR、MIP画像ImageMIP)に対して方向表示を行う。
まず、3次元再構成像表示装置1は、断層画像群Do(3次元ボクセル)が配置されるボクセル空間Rに、当該ボクセル空間Rの少なくとも上下左右前後を規定する3次元のオブジェクト(以下、「方向規定オブジェクトDobj」と表記)を配置し設定する。
次に、3次元再構成像表示装置1は、上記した方向規定オブジェクトDobjを2次元の投影面にレンダリングしたSizec×Sizecの画像(以下、「方向規定画像Imagec」と表記)を生成する。方向規定画像Imagecは、以下のように定義される。
0≦Imagec(x、y、n)≦255
0≦x≦Sizec-1、0≦y≦Sizec-1
n=0(R)、1(G)、2(B)
そして、3次元再構成像表示装置1は、被写体の方向を容易に把握できるよう、上記した方向規定画像Imagecをレンダリング画像Image(ボリュームレンダリング画像ImageVR、MIP画像ImageMIP)に合成して表示する。
図14のフローチャートを参照しながら、3次元再構成像表示装置1の全体の動作について説明する。
(7-1.方向規定画像Imagecの生成処理)
図14のステップS6またはステップS11において実行される、方向規定オブジェクトDobjに基づいて方向規定画像Imagecを生成する処理について説明する。方向規定オブジェクトDobjは、図8に示す立方体オブジェクトとする。
制御部11は、視点座標系における視点座標(x、y、Zo)および下限座標(x、y、0)に対して各々座標変換を行い、ボクセル座標系における実数値の視点座標(x1、y1、z1)および下限座標(x2、y2、z2)を求め、視線ベクトル(vx、vy、vz)の各要素を次のように算出する。
vy=y2-y1
vz=z2-z1
yy=y-Sizec/2
zz=z-Sizec/2
yy’=R21・yy+R22・yy+R23・zz
zz’=R31・xx+R32・yy+R33・zz
yr=yy’+Edge/2
zr=zz’+Edge/2
制御部11は、tx=ty=tz=10と初期化し、
1)|vx|≧1の場合、tx1=-x1/vx、tx2=(Edge-1-x1)/vxを算出し、いずれか小さい方をtxに設定する。
2)|vy|≧1の場合、ty1=-y1/vy、ty2=(Edge-1-y1)/vyを算出し、いずれか小さい方をtyに設定する。
3)|vz|≧1の場合、tz1=-z1/vz、tz2=(Edge-1-z1)/vzを算出し、いずれか小さい方をtzに設定する。
制御部11は、視点座標系における交点座標をZc=-1、視点に最も近い面をFace=-1、面上での交点を(cu、cv)=(-1、-1)と初期化し、
1)0≦tx≦1の場合
Y=vy・tx+y1、Z=vz・tx+z1を算出する。
0≦Y≦Edge-1かつ0≦Z≦Edge-1ならば、z=Zo・(1-tx)を算出し、z>ZcならばZc=zに置換するとともに、tx=tx2ならばFace=1、tx=tx1ならばFace=0、面上での交点座標を(cu、cv)=(Y、Z)とする。
2)0≦ty≦1の場合
X=vx・ty+x1、Z=vz・ty+z1を算出する。
0≦X≦Edge-1かつ0≦Z≦Edge-1ならばz=Zo・(1-ty)を算出し、z>ZcならばZc=zに置換するとともに、ty=ty2ならばFace=3、ty=ty1ならばFace=2、面上での交点座標を(cu、cv)=(X、Z)とする。
3)0≦tz≦1の場合
X=vx・tz+x1、Y=vy・tz+y1を算出する。
0≦X≦Edge-1かつ0≦Y≦Edge-1ならばz=Zo・(1-tz)を算出し、z>ZcならばZc=zに置換するとともに、tz=tz2ならばFace=5、tz=tz1ならばFace=4、面上での交点座標を(cu、cv)=(X、Y)とする。
そして、制御部11は、以下のように、算出した面Faceと面上での交点(cu、cv)に基づいて方向規定画像Imagec(x、y、n)(0≦n≦2)の各画素(x、y)に割り当てる画素値を算出し、方向規定画像Imagecを生成する。
制御部11は、以下のように、方向規定画像Imagecに表示情報(テクスチャTex)をマッピングする。
なお書き込んだ画素値は、1≦Imagec(x、y、n)≦255(0≦n≦2)に制限する。
制御部11は、以下のように、所定の背景色を割り当てる。
図14のステップS9またはステップS15において実行される、レンダリング画像Image(ボリュームレンダリング画像ImageVR、MIP画像ImageMIP)に、方向規定画像Imagecを合成する処理について説明する。
図14のステップS2において実行される断層画像群Doの階調圧縮処理について説明する。
制御部11は、以下のようにして、16ビットの断層画像群Do((式1)参照)を8ビットの断層画像群Do((式2)参照)に階調圧縮する。
(2)下限値Lmin=(Dmax-Dmin)・γ+Dmin、上限値Lmax=(Dmax-Dmin)・(1-γ)+Dminを設定する。ここで、γは階調圧縮画像のコントラスト調整幅で、0に近いほどコントラストが増大する(但し、輝度が小さくなる)。通常はγ=0.1に設定する。
Do(x、y、z)
=(Do(x、y、z)-Lmin)・255/(Lmax-Lmin)
但し、Do(x、y、z)>255の場合はDo(x、y、z)=255、Do(x、y、z)<0の場合はDo(x、y、z)=0に飽和させる。
図14のステップS8において実行される、ボリュームレンダリング画像を生成する処理について説明する。
図17は、ボリュームレンダリング画像を生成する処理の流れを示すフローチャートである。
回転パラメータ行列R:
R=[R11 R12 R13;
R21 R22 R23;
R31 R32 R33]
(ボクセル座標系から視点座標系への座標変換を行うための3×3の行列の逆行列、GUI側はボクセル座標系から視点座標系への座標変換を指示するが、レンダリング側は視点座標系からボクセル座標系に座標変換を行う。)
XYZ軸方向のオフセット:
Xoff、Yoff、Zoff(2次元画面上で指定するため、通常Zoff=0)
クリッピング領域:
X軸方向ROI:Xs-Xe
Y軸方向ROI:Ys-Ye
Z軸方向ROI:Zs-Ze
有効ボクセル領域(外接直方体領域):
X軸方向ROI:Xis-Xie
Y軸方向ROI:Yis-Yie
Z軸方向ROI:Zis―Zie
拡大縮小倍率Scale(XYZ軸方向で同一)
X軸方向変倍率:Scx、Y軸方向変倍率:Scy、Z軸方向変倍率Scz
座標変換サブサンプル・オフセット:X軸方向dx、Y軸方向dy、Z軸方向dz
生成するボリュームレンダリング画像のサイズ:Size(XY軸方向で同一)
仮想光線のサブサンプリング倍率:Sray(通常は1で、値が1より大きいと粗くなり、1未満だと高精細になる。ボリュームレンダリング画像を生成する場合はSray=1、MIP画像を生成する場合はSray=2などに設定する。)
そして、GUIの指示に従い、X軸中心回転Rx、Y軸中心回転Ry、Z軸中心回転Rz(角度単位:ラジアン)のいずれかを逐次指定し、以下のように、各々回転行列Aを生成して回転パラメータ行列Rに右から乗算して、回転パラメータ行列Rを更新する。これにより、GUIの指示により生成されるボクセル座標系から視点座標系への回転行列の逆行列が算出される。
A=[A11 A12 A13;
A21 A22 A23;
A31 A32 A33]
とすると、
X軸中心回転Rxの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=1、A12=0、A13=0
A21=0、A22=cosRx、A23=sinRx
A31=0、A32=sinRx、A33=cosRx
Y軸中心回転Ryの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=cosRy、A12=0、A13=sinRy
A21=0、A22=1、A23=0
A31=-sinRy、A32=0、A33=cosRy
Z軸中心回転Rzの場合の回転行列Aの各要素は、
A11=cosRz、A12=sinRz、A13=0
A21=-sinRz、A22=cosRz、A23=0
A31=0、A32=0、A33=1
となる。
回転パラメータ行列Rは、R←R×Aと更新される。
そして、制御部11は、レイキャスティング処理(各座標(x、y)毎に色値を算出する処理)を実行する(図17のステップS33)。
制御部11は、まず、生成する24ビット(RGB)のボリュームレンダリング画像ImageVR(x、y、n)の初期値を全て0に設定する(ImageVR(x、y、n)=0、n=0(R)、1(G)、2(B))。そして、サブサンプル回数Lとして、各2次元座標(x、y)(0≦x≦Size-1、0≦y≦Size-1)に対して、以下の処理を実行する。
Alpha’=1-(1-Alpha)1/Sray
と補正し、
累積輝度を、
Energy(n)=Energy(n)+Trans/Alpha・Vc(n)/255
透過光強度を、
Trans=Trans・(1.0-Alpha)
と更新する(図18のステップS59)。
ここで、kは強度倍率であり、初期値はk=1.0に設定されている。
すなわち、全画素のRGB値が算出されるまで(ステップS62;x≧Size、かつ、ステップS63;y>Size)、ステップS52~S61の処理を繰り返す。
制御部11は、処理回数をl←l+1に更新し、サブサンプル・オフセット値をdx←dx+1/L、dy←dy+1/L、dz←dz+1/Lに更新する(図17のステップS34)。制御部11は、処理回数lがl>L-1を満たすまで(ステップS34;l>L-1)、ステップS33のレイキャスティング処理を繰り返す。レイキャスティング処理が終了すると、制御部11は、ボリュームレンダリング画像ImageVRを出力する(図17のステップS35)。
図18のステップS53において実行される有効ボクセル領域Vrと仮想光線との交点のZ座標(Zc)を算出する処理について説明する。
制御部11は、図19に示すように、視点座標系における視点座標(x、y、Zo)および下限座標(x、y、0)に対して各々座標変換を行い、ボクセル座標系における視点座標(x1、y1、z1)および下限座標(x2、y2、z2)を求め、視線ベクトル(vx、vy、vz)の各要素を次のように算出する。
vy=y2-y1
vz=z2-z1
制御部11は、tx=ty=tz=10と初期化し、
1)|vx|≧1の場合、tx1=(Xis-x1)/vx、tx2=(Xie-x1)/vxを算出し、いずれか小さい方をtxに設定する。
2)|vy|≧1の場合、ty1=(Yis-y1)/vy、ty2=(Yie-y1)/vyを算出し、いずれか小さい方をtyに設定する。
3)|vz|≧1の場合、tz1=(Zis-z1)/vz、tz2=(Zie-z1)/vzを算出し、いずれか小さい方をtzに設定する。
制御部11は、視点座標系における交点座標ZcをZc=-1と初期化し、
1)tx≦1の場合
Y=vy・tx+y1、Z=vz・tx+z1を算出する。
Yis≦Y≦YieかつZis≦Z≦Zieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-tx)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
2)ty≦1の場合
X=vx・ty+x1、Z=vz・ty+z1を算出する。
Xis≦X≦XieかつZis≦Z≦Zieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-ty)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
3)tz≦1の場合
X=vx・tz+x1、Y=vy・tz+y1を算出する。
Xis≦X≦XieかつYis≦Y≦Yieの場合(ボクセル座標系における交点が有効ボクセル領域Vr内に存在する場合)、対応する視点座標系における交点Z2=Zo・(1-tz)を算出し、Z2>ZcならばZc=Z2に置換する。
tx、ty、tzは負値をとる場合があり、その場合は交点が視点より手前になる。制御部11は、Zc>Zoの場合、Zc=Zoに補正する。すなわち、図20のように、視点座標系における交点座標が視点より手前(不可視領域)に算出された場合、当該交点座標を視点位置に補正する。
図21のフローチャートを参照して、図18のステップS55において実行される、起点座標zを探索する処理について説明する。
起点座標探索処理(図21)のステップS82およびステップS87において実行される、座標変換を行いボクセルのα値を取得する処理について説明する。
まず座標変換について説明する。
座標変換は、視点座標系をボクセル座標系に変換する処理であり、GUI側の変換処理とは逆になる。GUI側では関心領域ROIによるクリッピング、スケーリング、Z軸方向変倍処理、オフセット(XYZ軸方向同時)、回転、透視変換の順に行うものと仮定し、制御部11は、与えられた視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセルの実数の座標値(xr、yr、zr)を以下のように算出する。
yy=y-Size/2+dy+Yoff
zz=z・Sray-Size/2+dz+Zoff
yy’=R21・xx+R22・yy+R23・zz
zz’=R31・xx+R32・yy+R33・zz
回転処理後の(xx’、yy’、zz’)を(xx、yy、zz)とする。
yr=yy/Scale/Scy+Sy/2
zr=zz/Scale/Scz+Sz/2
続いて、制御部11は、算出したボクセルの座標値(xr、yr、zr)(実数値)に対して、各値に0.5を加算して、以下のように、小数点以下を切り捨て整数化した座標値を(xi、yi、zi)(四捨五入した整数値)を求める。
yi=INT[yr+0.5]
zi=INT[zr+0.5]
そして、制御部11は、有効ボクセル領域Vr、マスクデータMask、または補正テーブルSαが定義されている場合、これらを考慮して、以下のようにボクセルα値を取得する。
α=-1
2)上記1)を満たさない場合
α=Cmap(Do(xi、yi、zi)、3)・Mask(xi、yi、zi)・Sα(xi、yi、zi)
図18のステップS56、S58において実行される、3次元座標値(x、y、z)に対して座標変換を行い、ボクセルα値(Vα)、ボクセルRGB値を取得する処理について説明する。
まず、前記した(9-3-1.座標変換(実数の座標値を取得))と同様の方法で、3次元座標値(x、y、z)に対応するボクセルの実数の座標値(xr、yr、zr)を算出する。
そして、制御部11は、有効ボクセル領域Vrを考慮して、視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセルの信号値を断層画像群Doに基づいて以下のように抽出する。
D000=-32769(無効の値)
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(補間しない)
D000=Do(xi、yi、zi)
D000=Do(xi、yi、zi)
D100=Do(xi+1、yi、zi)
D010=Do(xi、yi+1、zi)
D110=Do(xi+1、yi+1、zi)
D001=Do(xi、yi、zi+1)
D101=Do(xi+1、yi、zi+1)
D011=Do(xi、yi+1、zi+1)
D111=Do(xi+1、yi+1、zi+1)
S000=0
2)上記1)の条件を満たさない場合において、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(補間しない)
S000=Mask(xi、yi、zi)・Sα(xi、yi、zi)
S000=Mask(xi、yi、zi)・Sα(xi、yi、zi)
S100=Mask(xi+1、yi、zi)・Sα(xi+1、yi、zi)
S010=Mask(xi、yi+1、zi)・Sα(xi、yi+1、zi)
S110=Mask(xi+1、yi+1、zi)・Sα(xi+1、yi+1、zi)
S001=Mask(xi、yi、zi+1)・Sα(xi、yi、zi+1)
S101=Mask(xi+1、yi、zi+1)・Sα(xi+1、yi、zi+1)
S011=Mask(xi、yi+1、zi+1)・Sα(xi、yi+1、zi+1)
S111=Mask(xi+1、yi+1、zi+1)・Sα(xi+1、yi+1、zi+1)
そして、制御部11は、抽出した補間対象ボクセルの信号値に基づいて、視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセルのα値Vαを以下のように決定する。
Vα=-1
2)上記1)の条件を満たさず、xi=Xis、xi=Xie、yi=Yis、yi=Yie、zi=Zis、又はzi=Zieのいずれかを満たす場合(有効ボクセル領域Vrの境界面)
Vα=0
Vα=Cmap(D000、3)・S000
Vα=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・Cmap(D000、3)・S000+(1-wz)(1-wy)・wx・Cmap(D100、3)・S100+(1-wz)・wy・(1-wx)・Cmap(D010、3)・S010+(1-wz)・wy・wx・Cmap(D110、3)・S110+wz・(1-wy)(1-wx)・Cmap(D001、3)・S001+wz・(1-wy)・wx・Cmap(D101、3)・S101+wz・wy・(1-wx)・Cmap(D011、3)・S011+wz・wy・wx・Cmap(D111、3)・S111
また、制御部11は、抽出した補間対象ボクセルの信号値に基づいて、視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセルのRGB値(Vc(n))(0≦n≦2)を以下のように決定する。なお、RGB値を取得する場合には、S000、S100、・・・、S111を乗算するマスク処理を行わない。これにより、マスク境界面でのモアレの発生を抑制する。
Vc(n)=0 (0≦n≦2)
2)上記1)の条件を満たさず、xi+1>Xie、yi+1>Yie、又はzi+1>Zieのいずれかを満たす場合(補間しない)
Vc(n)=Cmap(D000、n) (0≦n≦2)
Vc(n)=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・Cmap(D000、n)+(1-wz)(1-wy)・wx・Cmap(D100、n)+(1-wz)・wy・(1-wx)・Cmap(D010、n)+(1-wz)・wy・wx・Cmap(D110、n)+wz・(1-wy)(1-wx)・Cmap(D001、n)+wz・(1-wy)・wx・Cmap(D101、n)+wz・wy・(1-wx)・Cmap(D011、n)+wz・wy・wx・Cmap(D111、n) (0≦n≦2)
制御部11は、必要に応じて、次のように陰影計算を行ってもよい。
まず、光源ベクトル(Lx、Ly、Lz)(単位ベクトル)を設定する。例えば、(Lx、Ly、Lz)=(0.57735、0.57735、0.57735)と設定する。また、環境光成分Ab(0≦Ab≦1、例えばAb=0.2)を設定する。
V200=Cmap(Do(xi-1、yi、zi)、3)・Mask(xi-1、yi、zi)・Sα(xi-1、yi、zi)
V010=Cmap(Do(xi、yi+1、zi)、3)・Mask(xi、yi+1、zi)・Sα(xi、yi+1、zi)
V020=Cmap(Do(xi、yi-1、zi)、3)・Mask(xi、yi-1、zi)・Sα(xi、yi-1、zi)
V001=Cmap(Do(xi、yi、zi+1)、3)・Mask(xi、yi、zi+1)・Sα(xi、yi、zi+1)
V002=Cmap(Do(xi、yi、zi-1)、3)・Mask(xi、yi、zi-1)・Sα(xi、yi、zi-1)
Gy=(V010-V020)・Scy
Gz=(V001-V002)・Scz
G={Gx2+Gy2+Gz2}1/2
S=(1-Ab)|Gx・Lx+Gy・Ly+Gz・Lz|/G+Ab
を与える。G<1の場合(αが変化しない場合)、制御部11は、輝度値(陰影値)Sとして、S=0を与える。
Vc’(n)=S・Vc(n)
とし、算出されたRGB値Vc(n)(0≦n≦2)の成分を改変する。
図14のステップS14において実行される、MIP画像を生成する処理を説明する。
図22は、MIP画像を生成する処理の流れを示すフローチャートである。
mode=1(MinIP):Vm=32767(最大値を設定)
mode=2(RaySum):Vm=0、cnt=0
Vs>VmならばVm=Vs
mode=1(MinIP mode):
Vs<VmならばVm=Vs
mode=2(RaySum mode):
Vm←Vm+Vs、cnt←cnt+1
すなわち、画素領域の全画素の代表信号値Vmが得られるまで(ステップS132;x≧Size、かつ、ステップS133;y>Size)、ステップS122~S131の処理を繰り返す。
制御部11は、ステップS102において生成したMIP画像ImageMIPを出力する(図22のステップS103)。
図24のフローチャートを参照して、図23のステップS124において実行される、起点座標を探索する処理について説明する。
起点座標探索処理(図24)のステップS152において実行される、座標変換を行いボクセル信号値Vsを取得する処理について説明する。
まず、前記した(9-3-1.座標変換(実数の座標値を取得))および(9-3-2.座標変換(整数の座標値に変換))と同様の方法で、3次元座標値(x、y、z)に対応するボクセルの整数の座標値(xi、yi、zi)を算出する。
そして、制御部11は、有効ボクセル領域Vr、マスクデータMaskが定義されている場合、これらを考慮して、以下のようにボクセル信号値Vsを取得する。
Vs=-32769
2)上記1)を満たさず、Mask(x、y、z)=0の場合(無効値)
Vs=-99999
3)上記1)2)を満たさない場合(有効値)
Vs=Do(xi、yi、zi)
(10-3-1.座標変換)
まず、前記した(9-3-1.座標変換(実数の座標値を取得))と同様の方法で、3次元座標値(x、y、z)に対応するボクセルの実数の座標値(xr、yr、zr)を算出する。
続いて、前記した(9-4-2.ボクセル信号値の抽出)と同様の方法で(不透明度の値を扱わないため、補正テーブルSαは使用しない)、補間対象のボクセル信号値D000、D100、D010、D001、D101、D011、D111を抽出し、各ボクセルに対応するマスクデータMaskの値(0または1)としてS000、S100、S010、S110、S001、S101、S011、S111を設定する。
そして、制御部11は、抽出した補間対象ボクセルの信号値に基づいて、視点座標系の3次元座標値(x、y、z)(整数値)に対応するボクセル信号値Vsを以下のように決定する。
Vs=-32769
2)上記1)の条件を満たさず、S000=0の場合(無効値)
Vs=-99999
3)上記1)2)を満たさない場合において、
xi+1>Xie、yi+1>Yie、またはzi+1>Zieのいずれかを満たすか、或いはS000、S100、S010、S110、S001、S101、S011、S111のいずれかが0の場合(補間しない)
Vs=D000
Vs=(1-wz)(1-wy)(1-wx)・D000+(1-wz)(1-wy)・wx・D100+(1-wz)・wy・(1-wx)・D010+(1-wz)・wy・wx・D110+wz・(1-wy)(1-wx)・D001+wz・(1-wy)・wx・D100+wz・wy・(1-wx)・D011+wz・wy・wx・D111
ImageMIP‘(x、y)<0の場合、ImageMIP‘(x、y)=0とする。
ImageMIP‘(x、y)>255の場合、ImageMIP‘(x、y)とする。
図14のステップS16において実行される、MPR画像を生成し表示する処理について説明する。
Do(x、y、z)<0の場合、Do(x、y、z)=0とする。
Do(x、y、z)>255の場合、Do(x、y、z)=255とする。
(式1)で示されるDICOM形式で収納されている断層画像群に対して、(式1-2)に示す被写体のXYZ座標系になるように、必要に応じて断層画像群Do(3次元ボクセル)のデータの並び方向を補正する方法について以下述べる。
まず、制御部11は、撮影データ等が格納されたフォルダ内から、断層画像群Do(DICOMファイル)の総数(スライス数Sz)を取得する(図28のステップS201)。具体的には、制御部11は、フォルダ内のDICOMファイルを判別することで取得する(フォルダ内にはDICOMファイル以外にも種々のデータが通常格納されている)。例えば、制御部11は、ファイル名や拡張子に基づいてフィルタをかけ、DICOMファイルを判別する。ただし、DICOMファイルの拡張子“.dcm”がない場合があるため、制御部11は、フォルダ内の各ファイルの先頭8バイトを読み込み、5~8バイト目が“D”、“I”、“C”、“M”という4文字であるファイルをDICOMファイルとして判別することが望ましい。
(1)Rows(行)、Columns(縦):画像の縦横方向のサイズSx、Sy
(2)PixelSpacing(画素間隔、単位mm):画像の縦横方向の解像度Rxy=1.0/(画素間隔)
(3)RescaleIntercept、RescaleSlope:信号値の算出係数
(4)ImageOrientation:横方向ベクトルH(Xh、Yh、Zh)、縦方向ベクトルV(Xv、Yv、Zv)
横方向ベクトルとは、画像の横方向が3次元空間のどの方向に対応するかを示すベクトルであり、縦方向ベクトルとは、画像の縦方向が3次元空間のどの方向に対応するかを示すベクトルである。
(5)PixelData:Sx×Syサイズの16ビットの画像データ
・JPEGロスレスなど圧縮形式の場合は、非圧縮形式に復号化
・RescaleIntercept、RescaleSlopeの指定がある場合は、以下のように、各画素値をRescale変換
(16ビット信号値)=RescaleSlope・(ソースの16ビット画素値)+RescaleIntercept
(6)信号値の最大値Dmaxと最小値Dmin(8ビット階調圧縮処理を行う場合)
図29は、ファイル番号順に並べた断層画像群Do(頭部CT画像)の例を示す。図に示すように、断層画像の並び順が順不同であり、スライス順位どおりに並んでいないことが分かる。このため、断層画像群Doをファイル番号順にデータ格納(積層)すると、正しい再構成結果が得られない。
(1)InstanceNumber(スライス順位)を取得し、Szサイズの1次元配列Ins(z)(値は1~Szの整数値、zはファイル番号)に順次格納
(2)ImagePosition(スライス位置の3次元座標(単位mm))を取得し、Szサイズの1次元配列Pos(d、z)(d=0(X)、1(Y)、2(Z)、値は3次元の実数座標値、zはファイル番号)に順次格納
(3)PixelData(Sx×Syサイズの16ビットの画像データ)を取得し、DICOMファイル番号zの順にSx×Sy×Szサイズの3次元配列Do(x、y、z)に順次格納
・JPEGロスレスなど圧縮形式の場合は、非圧縮形式に復号化したうえで格納
・RescaleIntercept、RescaleSlopeの指定がある場合は、以下のように、各画素値をRescale変換したうえで格納
(16ビット信号値)=RescaleSlope・(ソースの16ビット画素値)+RescaleIntercept
・8ビット階調圧縮処理を行う場合は、信号値を16→8ビットに変換したうえで格納
0≦z≦Sz-1に対して、
Pos’(d、Ins(z)-1)=Pos(d、z)(0≦d≦2)
0≦z≦Sz-1に対して、
Do’(x、y、Ins(z)-1)=Do(x、y、z)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)
図31は、図29の断層画像群Doをスライス順位Ins(z)に基づいて並び替えた断層画像群Doを示す。図に示すように、断層画像群Doが正しいスライス順位に従って並んでいることが分かる。
まず、制御部11は、以下のように、スキャン方向ベクトルおよびZ方向解像度を算出する(図28のステップS205)。
また、X軸方向変倍率Scx、Y軸方向変倍率Scyも定義し、Scx=Scy=1.0とする。
Do: 断層画像群
R: ボクセル空間
Cmap: カラーマップ
Sα: 補正テーブル
ROI: クリッピング領域
Mask: マスクデータ
Vr: 有効ボクセル領域
Image: レンダリング画像
ImageVR: ボリュームレンダリング画像
ImageMIP:MIP画像
Dobj: 方向規定オブジェクト
Imagec: 方向規定画像
H: 横方向ベクトル
V: 縦方向ベクトル
Zdir: スキャン方向ベクトル
Ins: スライス順位
Claims (30)
- 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、各面に対応した色情報を含む、
3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、上下左右前後が前記各面に対応するように設定されている頭部のイラストである、
3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の3次元方向のサイズの比率は、前記3次元ボクセルの3次元方向のサイズの比率に応じて設定される、
3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記方向規定オブジェクトは、少なくとも上下左右前後が視認可能な生物、キャラクター、または車両のオブジェクトである、
3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記合成表示手段は、前記3次元再構成像に、前記方向規定画像のうち前記方向規定オブジェクトが投影された画像領域のみを合成する、
3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置であって、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段と、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段と、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段と、
を備え、
前記断層画像に、当該断層画像の横方向と縦方向が3次元空間のどの方向に対応するかを示す横方向ベクトルと縦方向ベクトル、および当該断層画像の撮影位置の情報が付与されている場合、
前記断層画像の横方向の各画素を前記横方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向1の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の縦方向の各画素を前記縦方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向2の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の撮影方向の各画素を前記撮影位置から算出される撮影方向を示すスキャン方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZのいずれかの座標軸方向3の方向に所定の間隔Wzで配置するように、前記3次元ボクセルを作成するボクセル作成手段、を更に備える、
3次元再構成像表示装置。 - 前記断層画像に、当該断層画像のファイル名に示される順位と異なるスライス順位が付与されている場合、
前記ボクセル作成手段は、前記断層画像を前記ボクセル空間の前記座標軸方向3の方向に配置する際、前記スライス順位の順番に基づいて配置する、
請求項6に記載の3次元再構成像表示装置。 - 前記ボクセル作成手段は、2つの前記断層画像を抽出し、スライス順位が後方の前記断層画像の撮影位置から、スライス順位が前方の前記断層画像の撮影位置を減算することで、前記スキャン方向ベクトルを算出する、請求項6または請求項7に記載の3次元再構成像表示装置。
- 前記ボクセル作成手段は、前記スキャン方向ベクトルのノルムを前記2つの前記断層画像のスライス順位の差分の絶対値で除算した値を前記間隔Wzとする、請求項8に記載の3次元再構成像表示装置。
- 前記ボクセル作成手段は、前記横方向ベクトルのXYZ3成分の中で絶対値が最大の値をもつ座標成分1の方向を前記座標軸方向1に設定し、前記縦方向ベクトルのXYZ3成分の中で絶対値が最大の値をもつ座標成分2の方向を前記座標軸方向2に設定し、前記スキャン方向ベクトルのXYZ3成分の中で絶対値が最大の値をもつ座標成分3の方向を前記座標軸方向3に設定する、
請求項6から請求項9のいずれかに記載の3次元再構成像表示装置。 - 前記ボクセル作成手段は、前記座標成分1と前記座標成分2と前記座標成分3の積が正値になる場合、警告表示を行う、
請求項10に記載の3次元再構成像表示装置。 - 前記3次元再構成像生成手段は、前記3次元再構成像の各画素に対してレイキャスティング処理を実行し、前記3次元再構成像としてボリュームレンダリング画像またはMIP画像を生成する、
請求項1から請求項11のいずれかに記載の3次元再構成像表示装置。 - 前記3次元再構成像の表示中に、当該3次元再構成像に対する表示変更イベントが発生すると、
前記3次元再構成像手段は、当該3次元再構成像の一部の画素に対して前記レイキャスティング処理を実行する、
請求項12に記載の3次元再構成像表示装置。 - 前記3次元再構成像生成手段は、前記3次元再構成像として、MPR画像を生成する、
請求項1から請求項11のいずれかに記載の3次元再構成像表示装置。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、各面に対応した色情報を含む、
3次元再構成像表示方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、上下左右前後が前記各面に対応するように設定されている頭部のイラストである、
3次元再構成像表示方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の3次元方向のサイズの比率は、前記3次元ボクセルの3次元方向のサイズの比率に応じて設定される、
3次元再構成像表示方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは、少なくとも上下左右前後が視認可能な生物、キャラクター、または車両のオブジェクトである、
3次元再構成像表示方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記合成表示ステップは、前記3次元再構成像に、前記方向規定画像のうち前記方向規定オブジェクトが投影された画像領域のみを合成する、
3次元再構成像表示方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示方法であって、
コンピュータが、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成ステップと、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示ステップと、
を実行し、
前記断層画像に、当該断層画像の横方向と縦方向が3次元空間のどの方向に対応するかを示す横方向ベクトルと縦方向ベクトル、および当該断層画像の撮影位置の情報が付与されている場合、
前記断層画像の横方向の各画素を前記横方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向1の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の縦方向の各画素を前記縦方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向2の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の撮影方向の各画素を前記撮影位置から算出される撮影方向を示すスキャン方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZのいずれかの座標軸方向3の方向に所定の間隔Wzで配置するように、前記3次元ボクセルを作成するボクセル作成ステップ、を更に実行する、
3次元再構成像表示方法。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、各面に対応した色情報を含む、
プログラム。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、上下左右前後が前記各面に対応するように設定されている頭部のイラストである、
プログラム。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の3次元方向のサイズの比率は、前記3次元ボクセルの3次元方向のサイズの比率に応じて設定される、
プログラム。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記方向規定オブジェクトは、少なくとも上下左右前後が視認可能な生物、キャラクター、または車両のオブジェクトである、
プログラム。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記合成表示手段は、前記3次元再構成像に、前記方向規定画像のうち前記方向規定オブジェクトが投影された画像領域のみを合成する、
プログラム。 - コンピュータを、複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルに基づいて3次元再構成像を生成し表示する3次元再構成像表示装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定手段、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成手段、
前記3次元再構成像に前記方向規定画像を合成し表示する合成表示手段、
として機能させるプログラムであって、
前記断層画像に、当該断層画像の横方向と縦方向が3次元空間のどの方向に対応するかを示す横方向ベクトルと縦方向ベクトル、および当該断層画像の撮影位置の情報が付与されている場合、
前記断層画像の横方向の各画素を前記横方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向1の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の縦方向の各画素を前記縦方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZ軸方向いずれかの座標軸方向2の方向に所定の間隔Wxyで配置し、
前記断層画像の撮影方向の各画素を前記撮影位置から算出される撮影方向を示すスキャン方向ベクトルに基づいて前記ボクセル空間のXYZのいずれかの座標軸方向3の方向に所定の間隔Wzで配置するように、前記3次元ボクセルを作成するボクセル作成手段、として更に機能させる、
プログラム。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像に合成される、当該3次元再構成像の表示方向を示すための画像を生成する画像生成方法であって、
コンピュータが、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、各面に対応した色情報を含む、
画像生成方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像に合成される、当該3次元再構成像の表示方向を示すための画像を生成する画像生成方法であって、
コンピュータが、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の各面には、互いに異なる表示情報が設定され、
前記表示情報は、上下左右前後が前記各面に対応するように設定されている頭部のイラストである、
画像生成方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像に合成される、当該3次元再構成像の表示方向を示すための画像を生成する画像生成方法であって、
コンピュータが、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは直方体であり、
前記直方体の3次元方向のサイズの比率は、前記3次元ボクセルの3次元方向のサイズの比率に応じて設定される、
画像生成方法。 - 複数の断層画像をXYZの座標軸が既定されたボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルを所定の方向から見た画像である3次元再構成像に合成される、当該3次元再構成像の表示方向を示すための画像を生成する画像生成方法であって、
コンピュータが、
前記XYZの座標軸が既定されたボクセル空間に、当該ボクセル空間における少なくとも上下左右前後を規定する3次元オブジェクトである方向規定オブジェクトを配置し設定するオブジェクト設定ステップと、
前記方向規定オブジェクトを前記所定の方向と同一の方向から見た画像である方向規定画像を生成する方向規定画像生成ステップと、
を実行し、
前記方向規定オブジェクトは、少なくとも上下左右前後が視認可能な生物、キャラクター、または車両のオブジェクトである、
画像生成方法。
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