JPH0728976A

JPH0728976A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH0728976A
Application number: JP5167885A
Authority: JP
Inventors: Noboru Niki; 登仁木; Hitoshi Sato; 均佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、画像診断の人的負担を減少さ
せると共に診断精度を向上し得る画像表示装置を提供す
ることである。【構成】本発明は、３次元画像を記憶する画像メモリ３
と、前記３次元画像から関心領域を抽出し、前記関心領
域を複数の分割領域に分割し、前記各分割領域について
複数の異なる視線方向で３次元画像処理に供することに
より視線方向の異なる複数の表示画像を各分割領域毎に
作成する計算機４と、前記表示画像を表示する画像表示
装置６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多人数の患者に関する
多量の画像を効率よく肺癌診断する集団検診に適した画
像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多人数の患者に関する多量の画像
を肺癌診断する集団検診では、Ｘ線胸部間接撮影で得た
透視像が用いられていた。一般に、肺野は解剖学的には
上葉、中葉、下葉の各領域に分割され、各領域ではぞれ
ぞれに主要な太い血管から毛細血管が縦横に走行してい
る。肺癌はこの血管周辺に発生するので、肺癌診断はこ
の血管の走行状態を参考にして肺癌部分を予測および確
定することが有効とされる。

【０００３】しかし、このＸ線像は原理的に一方向から
の投視像であるため、これら骨や臓器に血管や肺癌部分
が重なり、これにより肝心の血管や肺癌が見えなくな
り、診断精度が低下するという問題があった。

【０００４】この重なりの問題を解決するために、Ｘ線
コンピュータトモグラフィ装置（以下「Ｘ線ＣＴ」と略
す）等による胸部付近の多数枚のスライス画像から胸部
の３次元画像を構成し、これを表示して診断に供するこ
とがあるが、この場合、大量の３次元画像を読み取る作
業の人的負担が非常に大きくなって非効率であり、この
ため集団検診に用いることはできなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上述し
た事情に鑑みて、画像診断の人的負担を減少させると共
に診断精度を向上し得る画像表示装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、３次元画像を記憶する手段
と、前記３次元画像から関心領域を抽出する手段と、前
記関心領域を複数の分割領域に分割する手段と、前記各
分割領域について複数の異なる視線方向で３次元画像処
理に供することにより視線方向の異なる複数の表示画像
を各分割領域毎に作成する手段と、前記表示画像を表示
する手段とを具備する。

【０００７】

【作用】本発明によれば、３次元画像から関心領域を抽
出するので、関心領域が骨や他の臓器等の他の領域に隠
れて見えなくなることがない。また、各分割領域につい
て複数の異なる視線方向で３次元画像処理に供すること
により視線方向の異なる複数の表示画像を各分割領域毎
に作成し、これらを表示するので、各分割領域が互いに
交錯して診断が困難になることが防止されると共に、視
線方向を変更しながら３次元処理を繰り返すこと等の人
的負担を軽減できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本実施例のブロック図である。本図にお
いて１はデータや制御信号の伝送路である。この伝送路
１には、Ｘ線管と検出器とが被検体の周囲を螺旋軌道に
沿って周回しながら多方向の投影データを収集し、この
データを用いて胸部の３次元ＣＴ画像を再構成するいわ
ゆるヘリカルＸ線コンピュータトモグラフィ装置（ヘリ
カルＣＴ）２が接続される。この胸部３次元ＣＴ画像は
伝送路１を介して画像メモリ３に記憶される。計算機４
は、画像メモリ３に記憶されている胸部３次元ＣＴ画像
を所定の画像処理に供し、診断効率のよい表示画像を作
成する。ここで実施される画像処理には、肺野領域の抽
出処理、肺野領域の分割処理、各分割領域の３次元画像
処理処理が含まれる。この画像処理については後述す
る。入力装置５は計算機４が画像処理を行う上で必要な
各種指示および設定を入力するための例えばキーボー
ド、マウス、トラックボールである。計算機４で作成さ
れた表示画像は、高精細ＣＲＴ（陰極線管）の画像表示
装置６に表示される。

【０００９】次に本実施例の作用について説明する。図
２は計算機４による画像処理の流れを示す流れ図であ
る。まず、ステップ（Ｓ１）において、診断すべき患者
の胸部の３次元ＣＴ画像が、画像メモリ３から計算機４
に転送され、その作業メモリに記憶される。

【００１０】次いで、ステップ（Ｓ２）で、図３に示す
ように、胸部３次元ＣＴ画像から肺野領域が抽出され
る。抽出の前処理として、胸部３次元ＣＴ画像の各画素
のＣＴ値からビームハードニング成分が除去される。

【００１１】肺野領域の抽出としては、ここでは1990年
10月発行の電子情報通信学会論文誌、D-II,Vol.j173-D-
1-IIの1707〜1715頁に掲載された「医用画像のあいまい
形状の３次元表示法」、または1992年３月発行のIEEE T
RANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING.VOL.11,No.1の62〜69
頁に掲載されたTianhu LeiとWilfred Sewchand著による
「Statistical Approach to X-Ray CT imaging and Its
Applications in Image Analysis-PartII:A New Stoch
astic Model-Based Image Segmentation Techniqui for
X-Ray CT Image 」に記載されているファジークラスタ
リング法が適用される。このファジークラスタリング法
は、臓器形状の境界を一意に指定するのではなく、臓器
形状の境界の不明確さをそのまま表現する方法であり、
まず胸部３次元ＣＴ画像から関心領域、つまりここでは
肺野領域を大まかな直方体領域で指定し、この直方体領
域の中から肺野形状を示すクラスタを抽出し、肺野形状
の連結性に基づいて抽出したクラスタを連結することに
より特定の臓器（肺野）の形状を認識する。

【００１２】肺野領域抽出の後処理として、抽出した肺
野領域には血管や肺癌候補の穴や空洞が含まれているの
で、この穴や空洞の穴埋め処理が実行される。この穴埋
め処理として、ここでは図４に示す拡張・縮小処理が適
用される。なおこの拡張・縮小処理の拡張パラメータ
は、穴や空洞の大きさに応じて設定される。

【００１３】このように、ファジークラスタリング法を
適用して胸部３次元ＣＴ画像から肺野を抽出して肺野形
状の境界を不明確のまま表現するので、不明確な部分も
観察者に表示して、その判断を委ねることができる。し
たがって従来のように不明確な部分が表示されないこと
による診断精度の低下が防止される。また、胸部３次元
ＣＴ画像から肺野を抽出するので、血管や肺癌が肋骨や
他の心臓等の臓器に隠れて見えなくなるという問題が解
決され、診断精度の低下が防止される。さらに、穴埋め
処理により、診断に肝心の血管や肺癌候補が抽出されな
いという問題が解決され、診断精度の低下が防止され
る。

【００１４】次に、ステップ（Ｓ３）で抽出された肺野
領域を複数の分割領域に分割する。分割の方法として
は、例えば、肺野領域を左右の肺に分割する、各肺を上
葉、中葉、下葉に分割する、或いは各肺の前部、後部に
分割する等の方法がある。この分割方法の選択は、入力
装置５の操作により行われる。図５は肺野を上葉、中
葉、下葉に分割する場合の各境界面を示す図である。各
境界面の設定は、解剖学的知識に基づいて入力装置５の
操作により各境界面が血管に交差しないように、大まか
に設定し、この設定した境界面を平面近似処理すること
により行われる。

【００１５】このように血管に交差しないように境界面
を設定して肺野領域を複数の分割領域に分割するので、
血管が交錯することなく各分割領域を個別に診断するこ
とができる。

【００１６】ステップ（Ｓ４）では、ステップ（Ｓ３）
で分割した各分割領域について個別に３次元画像処理を
実施し、表示画像を作成する。３次元画像処理方法とし
ては、視線方向に平行な方向又は十分近い一点に集束す
る方向に各画素値（ボクセル値）を直線追跡し、これら
を積算することにより投影像を作成する再投影法（単純
積算法）、視線方向に平行な方向又は十分近い一点に集
束する方向に各画素値（ボクセル値）を直線追跡し、こ
れらの中の最大値を検出することにより投影像を作成す
る最大値投影法、胸部３次元ＣＴ画像の数値分布から各
画素の不透明度および陰影値を計算し、この不透明度お
よび陰影値を用いて視線方向に直線追跡して表示面の陰
影値を計算するボリュームレンダリング法がある。図６
に再投影法の原理を示す。

【００１７】計算機３はこれら全方法を備えていて、入
力装置５の操作により、分割領域毎に異なる又は同じ３
次元画像処理方法が適用される。この適用に際しては、
入力装置５の操作により視線方向、光源位置、光源光量
の各条件が設定される。なおこれら各条件は初期設定さ
れていて、初期段階においては入力装置５の操作を必要
とはしない。特に視線方向については、被検体の正面、
側面、および上面の３方向が初期設定されていて、これ
ら３方向の各方向の３枚の表示画像が全ての分割領域個
々について作成される。ただし、ボリュームレンダリン
グ法を適用するときは、血管や肺癌候補に固有のＣＴ値
に基づいて、血管や肺癌候補を抽出し、この血管や肺癌
候補のボリュームについて陰影処理を実行することがで
きる。

【００１８】ステップ（Ｓ５）では、ステップ（Ｓ４）
で作成された分割領域および視線方向の異なる多数の表
示画像が、画像表示装置６にマルチ表示され、観察者の
診断に供される。

【００１９】このとき、ステップ（Ｓ６）において、ス
テップ（Ｓ３）で使用される分割方法や境界面の位置が
必要に応じて適宜再設定され、ステップ（Ｓ３）以降の
処理が再度実行される。また、ステップ（Ｓ７）におい
て、ステップ（Ｓ４）で使用される３次元画像処理方
法、視線方向、光源位置、光源光量が必要に応じて適宜
再設定され、ステップ（Ｓ４）以降の処理が再度実行さ
れる。

【００２０】ステップ（Ｓ８）では、観察者が表示画像
を観察した結果、非常に疑わしき肺癌候補の存在する部
分を発見し、この部分の精密診断を希望して、当該部分
だけを３次元表示することが必要であるか否かが観察者
により判定される。この判定の結果、精密診断を要する
部分が存在するときは、ステップ（Ｓ９）で当該部分が
指定され、この指定部分の画像データだけが作業メモリ
から読み出され、この指定部分の３次元ＣＴ画像に対し
て上述したいずれかの３次元画像処理が実行され、画像
表示装置６に表示される。

【００２１】ステップ（Ｓ１０）で次画像の有無が判定
され、次画像が有る場合にはステップ（Ｓ１）に帰還
し、以降の処理を実行する。次画像が無い場合には、診
断処理が終了される。

【００２２】なお、ステップ（Ｓ６）やステップ（Ｓ
７）で再設定された各種条件は、計算機４で保管され、
次回の診断処理で初期設定に活用される。また、当該診
断で得られた計算機診断結果や観察者の診断結果は計算
機４に保管され、次回の診断処理や他の観察者による診
断処理に提供される。

【００２３】このように本実施例によると、ファジーク
ラスタリング法を適用して胸部３次元ＣＴ画像から肺野
を抽出して肺野形状の境界を不明確のまま表現するの
で、不明確な部分も観察者に表示して、その判断を委ね
ることができ、したがって従来のように不明確な部分が
表示されないことによる診断精度の低下が防止される。
また、胸部３次元ＣＴ画像から肺野を抽出するので、血
管や肺癌が肋骨や他の心臓等の臓器に隠れて見えなくな
るという問題が解決され、診断精度の低下が防止され
る。また、穴埋め処理により、診断に肝心の血管や肺癌
候補が抽出されないという問題が解決され、診断精度の
低下が防止される。また、血管に交差しないように境界
面を設定して肺野領域を複数の分割領域に分割するの
で、血管が交錯することなく各分割領域を個別に診断す
ることができ、診断精度が向上する。また、予め設定さ
れた複数の視線方向の表示画像が作成され、この表示画
像で疑わしき部分の在る場合に当該部分の精密診断が行
われるので、診断初期から視線方向や光源位置等を変更
しながら胸部全体を３次元表示する従来の方法に比べて
その診断効率が非常に向上することになる。なお、本発
明は上述した各実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるの
は勿論である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、３次元画像から関心領
域を抽出して関心領域が骨や他の臓器等の他の領域に隠
れて見えなくなることを防止し、また各分割領域につい
て複数の異なる視線方向で３次元画像処理に供すること
により視線方向の異なる複数の表示画像を各分割領域毎
に作成してこれらを表示することにより各分割領域が互
いに交錯して診断が困難になることを防止すると共に視
線方向を変更しながら３次元処理を繰り返すこと等の人
的負担を軽減できる画像表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像表示装置のブロッ
ク図。

【図２】図１の計算機による処理手順を示す流れ図。

【図３】図２のステップ（Ｓ２）で抽出される肺野領域
を示す図。

【図４】図２のステップ（Ｓ２）で実行される抽出処理
の後処理としての穴埋め処理を示す図。

【図５】図２のステップ（Ｓ３）により分割される分割
領域を示す図。

【図６】図２のステップ（Ｓ４）による３次元画像処理
の一つである再投影法の原理を示す図。

【符号の説明】

１…伝送路、２…Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置、
３…画像メモリ、４…計算機、５…入力装置、６…画像
表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元画像を記憶する手段と、前記３次元画像から関心領域を抽出する手段と、前記関心領域を複数の分割領域に分割する手段と、前記各分割領域について複数の異なる視線方向で３次元
画像処理に供することにより視線方向の異なる複数の表
示画像を各分割領域毎に作成する手段と、前記表示画像を表示する手段とを具備することを特徴と
する画像表示装置。
【請求項２】前記表示画像作成手段は前記３次元画像
処理として再投影法、最大値投影法およびボリュームレ
ンダリング法のいずれかを選択的に使用することを特徴
とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】前記表示手段は前記複数の表示画像を同
時表示することを特徴とする請求項１記載の画像表示装
置。
【請求項４】前記表示手段に表示された前記表示画像
上に指定された指定部分の３次元画像を前記記憶手段か
ら読みだし、この３次元画像を前記表示画像作成手段に
供給する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
記載の画像表示装置。
【請求項５】前記分割手段は分割条件を変更する手段
およびこの変更された条件を保管して次回の処理に適用
する手段を含み、前記表示画像作成手段は前記３次元画
像処理に用いる視線方向を変更する手段およびこの変更
された視線方向を保管して次回の処理に適用する手段を
含むことをことを特徴とする請求項１記載の画像表示装
置。