JPH07146954A - 医用画像診断装置 - Google Patents

医用画像診断装置

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JPH07146954A
JPH07146954A JP5317519A JP31751993A JPH07146954A JP H07146954 A JPH07146954 A JP H07146954A JP 5317519 A JP5317519 A JP 5317519A JP 31751993 A JP31751993 A JP 31751993A JP H07146954 A JPH07146954 A JP H07146954A
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JP
Japan
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image
projection
plane
information
dimensional
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Application number
JP5317519A
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English (en)
Inventor
Akihiro Miyajima
明宏 宮嶋
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】投影像の影に隠れた部位も認識でき、かつ、そ
れらの位置関係をも明確に認識できる。 【構成】3次元の画像情報を格納したメモリと、このメ
モリの画像情報から3次元像に対する所定の投影方向に
おける投影像に相当する情報を作成して映像させる手段
と、前記メモリの画像情報から前記投影像に交差する平
面における断面像に相当する情報を作成して映像させる
手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医用画像診断装置に係
り、特に、3次元の画像情報を格納できる医用画像診断
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、X線CT装置あるいは磁気共
鳴イメージング装置のような医用画像診断装置は、その
診断対象となる被検体を一方向に沿った複数のスライス
面における断層像情報を作成し、これら各断層像情報を
その位置関係を明確にした状態でメモリに格納すること
により3次元の画像情報を得ることができる。
【0003】そして、このような3次元の画像情報が得
られると、その画像情報を基にして3次元像に対する任
意の投影方向における投影像を作成し、その投影像を映
像させることができるようになる。
【0004】ここで、投影像とは3次元物体と視点との
間に透明なスクリーン(投影面)を考え、該視点よりス
クリーンに映しだされる2次元の像をいう。
【0005】このような方法は、たとえば3次元の画像
情報として血管のみを抽出した画像を用いることによっ
て、その投影像を回転させたり視点の位置を変更させた
りして観察することにより、血管に対する正確な診断が
なされるようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された医用画像診断装置は、その投影像を観察
したのみでは、その遠近感が把握できないものとなって
いた。
【0007】このため、投影像を回転等させるのである
が、その回転においても周囲の多数の血管に囲まれた部
分を目視できないといった問題点が指摘されるに到っ
た。
【0008】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、投影像の影に隠れた部位も認識でき、かつ、それら
の位置関係をも明確に認識できる医用画像診断装置を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、3次元の画像情報を
格納したメモリと、このメモリの画像情報から3次元像
に対する所定の投影方向における投影像に相当する情報
を作成して映像させる手段と、
【0010】前記メモリの画像情報から前記投影像に交
差する平面における断面像に相当する情報を作成して映
像させる手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。
【0011】
【作用】このような構成からなる医用画像診断装置によ
れば、投影像とともにその投影像の断面図をも映像させ
ることができることから、該投影像と断面図とを比較観
察できるようになる。
【0012】このことから、投影像の影に隠れた部位も
認識でき、かつ、それらの位置関係をも明確に認識でき
るようになる。
【0013】
【実施例】図2は、本発明による医用画像診断装置の一
実施例を示す概略ブロック図である。
【0014】同図において、画像メモリ12がある。こ
の画像メモリ12には、たとえば磁気ディスク等からな
る外部記憶装置23からいわゆる3次元画像情報が格納
されるようになっている。
【0015】そして、この画像情報における3次元像の
予め設定された角度からの投影である2次元像が図示し
ない回路によってディスプレィ22に表示されるように
なっている。
【0016】一方、たとえばトラックボール等からなる
座標角度入力装置11があり、その操作によって投影方
向角度が入力されると、その情報は投影方向決定回路1
4に入力されるようになっている。
【0017】そして、投影方向決定回路14からの情報
は、投影画像作成回路15に入力されるようになってい
る。この投影画像作成回路15では、画像メモリ12か
らの3次元情報を基に該投影方向からの2次元像を作成
し、その2次元画像情報を投影画像メモリ20を介して
ディスプレィ22に表示させるようになっている。
【0018】この場合、投影画像作成の際の3次元位置
情報は3次元位置情報メモリ19に格納され、この情報
は任意断面決定の際に用いられるようになっている。
【0019】なお、このディスプレィ22に表示された
2次元像は、前記座標角度入力装置11を操作し続ける
ことによって、いわゆる回転走行した状態で映像される
ことになる。
【0020】そして、このようにディスプレィ22に表
示された2次元像を基にして、前記座標角度入力装置1
1によって任意断面を決定することができるようになっ
ており、このように決定された情報は任意断面決定回路
16に入力されるようになっている。
【0021】そして、任意断面決定回路16からの情報
は、任意断面作成回路17に入力されるようになってい
る。この任意断面作成回路17では、画像メモリ12か
らの3次元情報を基に該断面における2次元像を作成
し、その2次元画像情報を任意断面像メモリ21を介し
てディスプレィ22に表示されるようになっている。
【0022】この場合の断面像は、それまでに表示され
ていた投影像と交換されて映像されるようにしてもよい
し、また、該投影像とともに並列されて映像されるよう
にしてもよいことはいうまでもない。
【0023】さらに、この実施例では、座標角度入力装
置11において、投影像の表示面にラインを表示し、こ
のラインを一辺とする平面の角度を変更できる操作がで
きるようになっている。このように該平面の角度を変更
することによって、投影像の遠近感を把握することがで
きるからである。
【0024】このような情報はライン、平面立体表示回
路13に入力され、その出力は陰面除去回路18に入力
されるようになっている。この陰面除去回路18では、
上述のように設定された前記平面に隠れる投影画像を映
像させないための処理がなされるようになっている。こ
の場合、前記3次元位置情報メモリ19に格納された情
報を基に陰面除去処理がなされるようになっている。
【0025】このような構成において、画像メモリ12
に格納された3次元像に基づいて投影画像作成回路16
が行う演算処理を図3を用いて説明する。
【0026】同図において、xyzのデカルト3次元空
間における点(x,y,z)をある2次元平面で与えら
れる投影面に投影した投影座標P(X,Y)は、次式
(1)、(2)で与えられる投影変換を行って得られ
る。
【0027】 X=xcosB−zsinB ……………… (1)
【0028】 Y=−xsinAsinB+ycosA−zsinAcosB … (2)
【0029】ここで、角度Aは視点とxz平面とのなす
角度、角度Bは視点とyz平面とのなす角度である。さ
らに、投影方向の座標Zは、
【0030】 Z=xcosAsinB+ysinA+zcosAcosB …… (3)
【0031】で与えられ、座標系(X,Y,Z)は座標
系(x,y,z)をy軸周りにBだけ回転させ、引き続
きx軸回りにAだけ回転させたものに他ならない。
【0032】投影画像を作成する場合は投影方向に対し
て最短距離の点を投影面にマッピングすることで視点か
らみた3次元表面表示画像が作成される。
【0033】また、投影方向に対してレイ・トレーシン
グ(光線追跡)を行い画素値が最大の点を投影面にマッ
ピングする最大値投影法により、特に血管の血管投影画
像が作成される。
【0034】図4は、投影方向に対するデータの抽出点
を示した説明図である。同図(a)は血管画像からの血
管の抽出点を示しており、このデータから血管投影画像
を得るることができる。また、同図(b)は皮膚の抽出
点を示しており、このデータから3次元表面表示画像が
得られる。
【0035】血管のみを強調したスライス画像はX線C
T装置においては血管に造影剤を注入して撮像を行った
り、磁気共鳴イメージング装置においてはタイム・オブ
・フライト法や位相コントラスト法などの血流に感応す
るパルスシーケンスで撮像を行って得られる。
【0036】次に、このような投影画像作成に基づい
て、該医用画像診断装置の動作の一実施例を説明する。
【0037】たとえば血管のみを高輝度にエンハンスし
た画像は、X線CT装置においては血管に造影剤を注入
して撮像を行ったり、磁気共鳴イメージング装置におい
てはタイム・オブ・フライト法あるいは位相コントラス
ト法などの血流に感応するパルスシーケンスで撮像を行
うことにより得られる。
【0038】このような状態で多数のスライス画像を一
旦記憶装置23に格納し、その後画像メモリ12に読み
込む。この際、スライス方向に対応する画素間でなめら
かに補間を行いスライス方向に情報を増大させるのが通
常である。
【0039】次に、投影画像作成回路15によって、血
管投影画像を作成する。ここでは、上式(1)、(2)
で与えられる変換を行って投影変換後の座標が決定され
る。投影面には投影方向に探索した画素値の最大値や最
初に検出される視点と最短距離にある一定以上の画素値
をもつ点をマッピングする。また、その際に探索する画
素値は視点からの距離に応じた重み付けをしてもよい。
この場合、検出した点のxyz方向の座標の値やZ方向
の座標の値も投影画像のX、Y座標に関連付けて記憶す
る。投影画像の作成は高速演算器で高速に行い、作成さ
れた画像はディスプレィ22に表示する。
【0040】トラックボール等からなる座標角度入力装
置11によって、角度を更新し、式(1)、(2)で与
えられる変換が行なわれることによりリアルタイムに血
管投影画像が作成されディスプレィ22に表示される。
【0041】オペレータは投影角度を変化させながら画
像を観察することで血管どうしの前後関係を立体的にと
らえることができ、血管の3次元的走行を理解すること
ができる。
【0042】このようにして、所望の画像が得られたと
ころで、図示しないキーボードより確定入力を行って投
影画像を確定し投影画像を投影画像メモリ20に記憶す
る。その際、投影画像の各画素ごとのxyz方向やZ方
向の位置情報を3次元位置情報メモリ19に記憶する。
【0043】投影画像とその各画素ごとの3次元位置情
報をもとに、投影画像より任意断面処理を行う。投影画
像上で断面を規定するためにはスライス位置を示すライ
ンも投影変換して表示する必要がある。
【0044】図1は、投影画像からの任意断面処理を示
した説明図である。
【0045】投影画像61はディスプレィ60の画面の
左側に表示されている。投影画像61上にx軸に沿った
ラインが表示され、まず、ラインをトラックボールで移
動させてラインの中心座標を指定する。中心座標はたと
えば十字のマーカが記される。これにより、点63に対
応した3次元座標が3次元位置情報に基づき求められ、
点63を通るxz平面となる水平断面が決定される。
【0046】そして、ただちに高速演算器で水平断面像
62が計算され、ディスプレィ60の右側にリアルタイ
ムに表示される。また、投影画像61で十字マーカで記
された点63は断面像上では交差する波線の交点で示さ
れており、位置関係が対応づけられている。さらに前記
ラインは傾きをつけることができ、xy平面で傾きのつ
けられた(z軸回りに回転した)断面が決定される。
【0047】この場合、点63を回転中心とした任意の
軸回りに回転させた任意の断面像が作成される。
【0048】同図では瘤を中心とした断面像を表示した
ものであり、1枚の投影画像からでは瘤の広がりの様子
を把握できないが、断面像より該瘤の広がりを観察する
ことができるという効果をもたらす。
【0049】この場合の表示態様として、図5に示すよ
うに、設定された一点を通る3方向の交差断面を同時に
表示してもよい。この際、交差断面はxy、xz、yz
平面ととってもよいし、XY、XZ、YZ平面にとって
もよい。ことにXZ平面、YZ平面はZ方向(投影方
向)の断面像であり、投影方向における血管の位置を把
握することができる。同図において、右上は垂直断面像
72であり、左下は水平断面像73であり、右下は冠状
断面像74を示している。
【0050】さらに図6は図1において設定しようとす
る断面を投影像面に平面を表示することによって表した
ものである。
【0051】すなわち、前記座標角度入力装置11によ
って、投影像の表示面にラインを表示し、このラインを
一辺とする平面の角度を変更できる操作ができるように
なっている。
【0052】このようにすることによって、前記平面1
00によって切断される断面図112がディスプレィ2
2の右側に映像される。そして、投影像101とともに
表示される平面100は該ラインを中心軸として任意に
回転できるようになっており、これに応じて断面像11
2の断面具合が変化するようになっている。
【0053】これにより、該平面100を貫く投影像は
その遠近感が該平面100によって明確になる。
【0054】図7は、図6のさらなる改良を施したもの
であり、平面100にある程度の厚さ(スライス厚)を
もたせて表示したものである。このようにして該平面1
00を板状に表示することにより、投影像における規定
した断面の位置がより明確になる。
【0055】図8は、図7のさらなる改良を施したもの
であり、板上の平面100の背後にのみ存在する投影像
の表示を行わないようにしたものである。このような処
理は図1の陰面除去回路18によってなされている。
【0056】このようにした場合、x、y、z軸の複数
の軸に対して任意の傾き角度をもつ断面が表現でき、ダ
イレクトに所望の断面を規定することができる。また、
規定する平面は血管との前後関係により血管の背後とな
る部分では影面除去がなされるので、規定する平面と血
管との前後関係を容易に理解でき、投影画像上の血管自
体も生き生きと立体的にとらえることができるという効
果を奏する。
【0057】なお、前記板状の平面はその傾斜にそって
異なる輝度を有するようになっていてもよいことはいう
までもない。該平面の傾斜具合が明確になるからであ
る。
【0058】この場合、断面の背後の血管を完全に消去
せず、重なり部分を別の輝度で表示してもよいことはも
ちろんである。
【0059】また、図9に示すように、図8に示す表示
とともに、断面図をも同時に並列させて表示するように
してもよいことはいうまでもない。
【0060】すなわち、同図に示すように、断面の中心
を示す波線123a、123bは任意断面画像122で
はそれぞれ124a、124bに対応するように表示さ
れるようになっている。
【0061】このようにすることによって、123aと
123bとの交点は124aと124bとの交点に対応
し規定した断面での中心点と任意断面像122での中心
点が対応し、それぞれの位置関係が明らかとなる効果を
奏する。
【0062】また、123a、123b、124a、1
24bは座標系としてもとらえることができる。このこ
とは、123aは124aの軸に変換され、123bは
124bの軸に変換されることを意味する。
【0063】こうして規定した断面と任意断面像122
との相互の位置関係を明瞭とすることができる。
【0064】このような実施例による医用画像診断装置
によれば、投影像とともにその投影像の断面図をも映像
させることができることから、該投影像と断面図とを比
較観察できるようになる。
【0065】このことから、投影像の影に隠れた部位も
認識でき、かつ、それらの位置関係をも明確に認識でき
るようになる。
【0066】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による医用画像診断装置によれば、投影像の影に
隠れた部位も認識でき、かつ、それらの位置関係をも明
確に認識できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による医用画像診断装置の一実施例を示
す要部説明図である。
【図2】本発明による医用画像診断装置の一実施例を示
すブロック構成図である。
【図3】本発明による医用画像診断装置において投影画
像情報を作成する場合の説明図である。
【図4】本発明による医用画像診断装置において特定の
臓器を表示する信号を抽出する場合の説明図である。
【図5】本発明による医用画像診断装置の他の実施例を
示す要部説明図である。
【図6】本発明による医用画像診断装置の他の実施例を
示す要部説明図である。
【図7】本発明による医用画像診断装置の他の実施例を
示す要部説明図である。
【図8】本発明による医用画像診断装置の他の実施例を
示す要部説明図である。
【図9】本発明による医用画像診断装置の他の実施例を
示す要部説明図である。
【符号の説明】
11 座標角度入力装置 12 画像メモリ 13 ライン.平面.立体表示回路 14 投影方向決定回路 15 投影画像作成回路 16 任意断面決定回路 17 任意断面作成回路 18 陰面除去回路 19 3次元位置情報メモリ 20 投影画像メモリ 21 任意断面像メモリ 22 ディスプレィ 23 記憶装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 9287−5L G06F 15/62 390 B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3次元の画像情報を格納したメモリと、こ
    のメモリの画像情報から3次元像に対する所定の投影方
    向における投影像に相当する情報を作成して映像させる
    手段と、 前記メモリの画像情報から前記投影像に交差する平面に
    おける断面像に相当する情報を作成して映像させる手段
    と、を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
  2. 【請求項2】3次元の画像情報を格納したメモリと、こ
    のメモリの画像情報から3次元像に対する所定の投影方
    向における投影像に相当する情報を作成して映像させる
    手段と、 この手段により映像された投影像面に設定したラインを
    含む平面や立体を表示するとともに、この平面の背後に
    のみ存在する投影像を消去する手段と、を備えることを
    特徴とする医用画像診断装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の発明において、前記平面は
    任意に設定した軸の回りに回転できるように操作できる
    ことを特徴とする医用画像診断装置。
JP5317519A 1993-11-25 1993-11-25 医用画像診断装置 Pending JPH07146954A (ja)

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JP5317519A JPH07146954A (ja) 1993-11-25 1993-11-25 医用画像診断装置

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