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

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。