JPH11296700A - ３次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注目部位の画素値に近い部位の影響を受けず
に被検体の内部状態を明瞭な半透明画像として表示し得
る３次元画像表示装置を提供する。 【解決手段】 被検体１を走査して得た断面画像を領域
分割部２５により異なる画素値毎の領域に分割し、領域
選択部２６により選択された前記領域に対して画素値を
ＣＴ値置き換え部２８で任意の画素値に置き換える。こ
れにより、半透明表示に悪影響を与えていた部位の画素
値を半透明表示に影響を与えない画素値に置き換えるこ
とができ、明瞭な半透明画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用被検体の内
部構造等を非破壊で検査する非破壊検査装置等に利用さ
れ、被検体の複数の断面画像から被検体を任意の視点か
ら見た立体画像を表示する３次元画像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】医療分野では、画像表示装置においてコ
ンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴと略称する）で被
検体を撮影して得た連続した多数の断面像を被検体の３
次元データとして表示することにより（３次元表示）被
検体を任意方向から見て、診察を行っている。

【０００３】３次元表示に内部状態を表示できる半透明
表示という表示法がある。この表示法では、Ｘ線吸収係
数に関連した３次元データである体積素値（以下、ＣＴ
値と称する）の区域分けにより被検体を複数部位、例え
ば空気、脂肪、筋肉、骨等に分割する。表面表示を行う
場合、１つの部位に対し透明度０（不透明）を設定し、
他の部位に対し透明度１００（透明）を設定する。これ
で透明度０の部位の表面が３次元表示される。半透明表
示は各部位の透明度を０〜１００に設定することで行わ
れる。

【０００４】半透明表示は、光源→各体積素→視点間の
光線経路に沿った透明度の積分により各体積素の輝度が
計算され、視線に沿って各体積素の輝度を積分すること
で半透明表示の画像が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した３次元表示を
産業用被検体に適用した場合、次の問題が生じる。

【０００６】産業用被検体は内部構造に空洞などの空気
部を持つことが多く、この空洞の形状に着目して３次元
表示したい場合がある。この時、空洞に低い透明度を設
定したいが、そうすると被検体外部の空気部が透明でな
くなってしまい画面を被覆してしまう。

【０００７】また、被検体内部の微細な欠陥を表示した
い場合が多い。この場合、ＣＴ値の範囲を設定して欠陥
を部位分けするが、この時被検体の外表面の空気と接す
る部分に欠陥に近いＣＴ値の体積素が生じ、欠陥と同一
部位に区分けされてしまうことがある。これは、被検体
の外縁部に分解能限界から生ずるボケが必ずあるためで
ある。微細な欠陥を表示するため欠陥には０に近い透明
度を設定したいが、そうすると上記の体積素が欠陥を被
覆してしまい、欠陥が判別できなくなる。

【０００８】すなわち、産業用被検体の場合、３次元表
示において被検体の外表面あるいは内表面あるいは周囲
の空気が画像を劣化させるという問題がある。これは一
般的にいえば、注目する部位に近いＣＴ値の部位が邪魔
をして注目する部位が判別しにくくなるという問題であ
る。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、注目部位の画素値に近い部位
の影響を受けずに被検体の内部状態を明瞭な半透明画像
として表示し得る３次元画像表示装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、被検体に対して互いに平
行な複数の断面についてそれぞれ得られた断面画像を用
い、断面画像を画素値（画素の濃度情報）に応じて領域
分割し各領域毎に透明度を設定して、被検体を任意の視
点からみた透視立体画像を表示する装置において、領域
分割された領域のうち選択された選択領域については、
画素値を本来の値から他の領域の画素値とは異なる値に
変更する画素値変更手段を有することを要旨とする。

【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、選択領
域の画素値を本来の値から他の領域の画素値とは異なる
値に変更するため、この変更された選択領域の画素値に
対して例えば透明度１００を設定することにより３次元
表示において注目する部位の邪魔になる部位を透明にし
て、被検体の半透明立体画像を明瞭に表示することがで
きる。

【００１２】また、請求項２記載の本発明は、被検体に
対して互いに平行な複数の断面についてそれぞれ得られ
た断面画像を用いて、被検体を任意の視点からみた透視
立体画像を表示する装置において、いずれかの断面画像
について当該断面画像を構成する少なくとも１つの画素
の選択により、この画素に対して同一断面画像上および
他の断面画像との間で隣接し且つ所定差以内の画素値を
有する画素で構成される領域を選択領域とする選択領域
検索手段と、この選択領域について画素値を本来の値か
ら他の領域の画素値とは異なる値に変更する画素値変更
手段とを有することを要旨とする。

【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、選択し
た画素に対して所定の画素値差以内で連結する領域を選
択領域とし、この選択領域の画素値を本来の値から他の
領域の画素値とは異なる値に変更するため、この選択領
域の画素値に対して任意の透明度を設定することによ
り、所望の部分のみを明瞭に表示した半透明立体画像を
明瞭に表示することができる。

【００１４】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
または２記載の発明において、断面画像には被検体の周
囲の画像を含むことを要旨とする。

【００１５】請求項３記載の本発明にあっては、被検体
の周囲の画像も断面画像として含むため、操作者は画像
上の領域をポインタ等で選択する必要がない。

【００１６】請求項４記載の本発明は、請求項１記載の
発明において、前記画素値変更手段が、画素値の変更を
面積の大きさに基づいて選択された選択領域について行
うことを要旨とする。

【００１７】請求項４記載の本発明にあっては、面積の
大きさに基づいて選択領域を選択し、この選択領域に対
して画素値の変更を行うため、ポインタ等で選択領域を
指定する代わりに面積の大きさにより選択領域を指定で
きる。

【００１８】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
または２記載の発明において、前記画素値変更手段が、
選択領域について、当該選択領域を構成する各画素に対
する膨張および／または縮小の処理を行った上で画素値
の変更を行うことを要旨とする。

【００１９】請求項５記載の本発明にあっては、選択領
域を構成する各画素に対する膨張および／または縮小の
処理を行った上で画素値の変更を行うため、部位の境界
部の透明度の設定が可能になるとともに、入り江状の部
分の切り離しや微小部分の領域への包含等の処理が可能
になる。

【００２０】更に、請求項６記載の本発明は、請求項１
乃至５のいずれかに記載の発明において、前記画素値変
更手段が、いずれかの断面画像について選択領域が選択
されたときには、他の断面画像についても当該選択領域
と同じ領域に対し画素値の変更を行うことを要旨とす
る。

【００２１】請求項６記載の本発明にあっては、いずれ
かの断面画像について選択領域が選択されたときには、
他の断面画像についても当該選択領域と同じ領域に対し
画素値の変更を行うため、いずれかの断面画像に対して
行われた領域選択および画素値変更を他の断面画像にも
同様に行うことができる。

【００２２】請求項７記載の本発明は、請求項１，３，
４および５のいずれかに記載の発明において、前記画素
値変更手段が、いずれかの断面画像について選択領域が
選択されたときには、他の断面画像についても連結した
領域に対し画素値の変更を行うことを要旨とする。

【００２３】請求項７記載の本発明にあっては、いずれ
かの断面画像について選択領域が選択されたときには、
他の断面画像についても連結した領域に対し画素値の変
更を行うため、いずれかの断面画像に対して行われた領
域選択および画素値変更を該断面画像に連結した他の断
面画像にも同様に行うことができる。

【００２４】また、請求項８記載の本発明は、被検体に
対して放射線を照射・透過させて互いに平行な複数の断
面についてそれぞれ得られた断面画像を用いて、被検体
を任意の視点からみた透視立体画像を表示する装置にお
いて、放射線の照射・透過時に前記被検体を流体で囲繞
する囲繞手段を具備することを要旨とする。

【００２５】請求項８記載の本発明にあっては、放射線
の照射・透過時に被検体を流体で囲繞するため、該流体
の画素値に例えば透明度１００を設定することにより３
次元表示において注目する部位の邪魔になる周囲を透明
にすることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態に係わる３次元画像表示装置を適用したＣＴの構
成を示すブロック図である。本実施の形態のＣＴは、従
来のＣＴに本発明の３次元画像表示装置を組み込んだも
のである。

【００２７】被検体１にファン状のＸ線を放射するＸ線
管２、被検体１を透過したＸ線を検出するＸ線検出器
３、被検体１を上記のファンに沿って動かす機構部４、
Ｘ線管２の管電圧と管電流の制御および機構部４の制御
を行う制御部５からなる被検体１の透過データを得る部
分は、従来のＣＴにおける構成と同様である。

【００２８】画像処理装置６はＸ線検出器３と接続さ
れ、その出力を透過データとして受け取り、内部の前処
理部７と再構成部８で透過データを処理して被検体１の
断面画像を作成し、内部の画像メモリ９やディスク１０
に記憶する。前処理部７、再構成部８、画像メモリ９、
およびディスク１０は従来のＣＴにおける構成と同様で
ある。

【００２９】図１において、３次元画像表示装置として
の構成は、画像処理装置６からＩ／Ｆ１１，１２、前処
理部７、再構成部８を除いた部分とキーボード１３、マ
ウス１４および表示器１５である。ＣＰＵ１６はプログ
ラムメモリから読み出したプログラムに従って演算処
理、すなわちバス１７を介してデータの読み込み、演
算、書き込みを行う。バス１７にはメモリが接続されて
いるがメモリには画像を記憶する画像メモリ９のほか各
種プログラムの格納や、データの一時記憶を行うメモリ
がある。図ではこのメモリをソフトウェアプログラムの
機能ブロックとして記載してある。

【００３０】機能ブロックとして、３次元画像作成部１
８は、再構成部８で作成された多数の断面画像よりなる
３次元データから３次元画像を作る部分であり、従来と
同様のものである。機能ブロックのＣＴ値加工部２３は
３次元データに対しＣＴ値の加工を行う部分である。ソ
フトウェアプログラムとしてはこの他にオペレーティン
グシステム等の基本ソフトウェアを持つが図では省略さ
れている。

【００３１】キーボード１３、マウス１４は操作者が条
件設定等の入力を行う部分であり、表示器１５は条件設
定メニューや結果画像の表示を行う部分であり、これら
はそれぞれＩ／Ｆ１９，２０，２１を介してバス１７、
更にＣＰＵ１６に接続されている。ＣＴ値加工部２３は
加工制御部２４、領域分割部２５、領域選択部２６、領
域加工部２７、ＣＴ値置き換え部２８、処理内容記憶部
２９、連結判定部３０よりなる。

【００３２】次に、以上のように構成した本実施の形態
による３次元画像表示装置の動作を説明する。

【００３３】図２はＣＴ値加工処理のメニュー画面であ
る。加工制御部２４はこのメニュー画面を表示し、条件
入力を受け付ける機能を有する。図２において、操作者
は、まず設定断面選択で条件設定を行う断面を選択す
る。初期画面ではカーソルはＮｏ欄にあるのでキーボー
ド１３で断面番号を入力する（入力番号の確定にはエン
ターキーを使用）。加工制御部２４は選択された断面画
像をメモリから読み取り画面に表示する。

【００３４】次に、カーソルは領域分割に動いている
ので操作者はＣＴ値の上限と下限を入力する。ここで入
力前にプロフィール表示を行っておくと入力値の目安と
なる。この場合マウスを使って矢印ポインタ３３を断面
画像まで動かし、プロフィールを見たい位置に直線ＲＯ
Ｉ（Region of Interest）３８を引くと、この線上のＣ
Ｔ値のプロフィール４０が表示される。ＣＴ値の上限と
下限が入力されると、領域分割部２５はこの範囲に入る
領域を領域分けし、連続領域毎に番号付けを行う。この
範囲以外の領域も連続領域毎に番号付けされる。これは
画像処理としては２値化による領域分けとラベリングと
して知られている機能である。「ＥＸＥＣ」が押され、
すなわち矢印ポインタ３３がマウスで「ＥＸＥＣ」上に
動かされクリックされると、上限と下限の間の領域は着
色表示される。

【００３５】次に、領域選択で［Ａ］，［Ｂ］，
［Ｃ］，［Ｄ］のどれかが選択され、「ＥＸＥＣ」が押
されると、領域選択部２６はそれぞれに対応した領域選
択を行う。まず「［Ａ］全域選択」の場合、着色表示の
領域が選択される。「［Ｂ］ポイント選択」の場合、操
作者は矢印ポインタ３３をマウスで断面画像上に動かし
（＋ポインタ３９に変わる）、クリックすることで領域
を選択する。この場合着色表示以外の領域も選択可能で
複数領域も選択でき、選択解除も再度クリックすること
で領域毎にできる。この選択領域はさらに別の色に変化
する。

【００３６】「［Ｃ］自動周囲選択」の場合は、自動的
に周囲の領域、すなわち領域番号１の領域を選択する
（左上の画素を含む領域はラベリングで１番に割り当て
られる）。この選択領域も別の色に変化して表示され
る。「［Ｄ］面積選択」の場合、着色表示の領域の内、
入力された上限、下限の範囲内の面積の領域が選択領域
となる。これはラベリングでＣＴ値の上限と下限内の領
域を連続領域毎に番号付けし、番号を各画素に割り当て
た番号画像を作り、画像処理で使われるヒストグラム機
能を用いることで各番号の画素数、すなわち面積を求め
ることで選択される。この選択領域も別の色に変化して
表示される。

【００３７】次に、領域加工で領域加工の膨張、収縮
画素数が入力され、「ＥＸＥＣ」が押されると領域加工
部２７は領域選択で選択された領域に対し順番どおり
に領域の膨張、収縮処理を行い表示を変える。１画素膨
張の場合、領域に含まれるすべての画素の周辺８画素を
その領域に取り込む処理を行う（この他、上下左右の４
画素を取り込む処理もある）。複数画素膨張の場合、１
画素膨張を繰り返し行う。

【００３８】１画素収縮の場合、領域に含まれるすべて
の画素に対しその画素の周囲８画素に領域外の画素があ
った場合その画素を領域から外す処理を行う（膨張同様
４画素判定もある）。複数画素収縮の場合、１画素収縮
を繰り返し行う。操作者は「ＥＸＥＣ」を押した後、領
域の変化を目視確認し、やり直す場合は↑キーでカーソ
ルを戻し、再度膨張、収縮画素数を入力し「ＥＸＥＣ」
を押す。

【００３９】次に、ＣＴ値指定でＣＴ値を指定し「Ｅ
ＸＥＣ」が押されると、ＣＴ値置き換え部２８は領域選
択で選択、領域加工で加工された領域のＣＴ値を指
定された値に置き換えた新たな画像を作り、この画像が
表示される。原画像はそのまま保存され原画像に戻すこ
ともできる。操作者は「ＥＸＥＣ」を押す前にカーソル
を戻して自由に領域選択、加工のやり直しが可能であ
る。

【００４０】次に、（終了？）で操作者はこの断面画
像に対しＣＴ値加工を更に続ける場合カーソルを「次の
指定」に動かしエンターするか矢印ポインタでクリック
する。カーソルは領域分割に戻り次の設定に移る。同
様に「原画像に戻す」を指定した場合、ＣＴ値の指定は
すべてキャンセルされる。「この断面終了」を指定する
と、この断面のＣＴ値加工処理が終了する。この時点で
処理内容記憶部２９は以上の処理手順に沿った各処理パ
ラメータを記憶する。

【００４１】次に、他断面の処理を選択する。
「［Ａ］同一処理」が選択され「ＥＸＥＣ」が押される
と、加工制御部２４は他の全断面に対して、処理内容記
憶部２９が記憶した同一のＣＴ値加工処理を行い加工さ
れた３次元データを作る。ポイント選択を使った場合、
全断面とも同一ポイントで選択がなされるので操作者は
注意が必要である。

【００４２】「［Ｂ］領域連結」が選択された場合、全
断面に対して、領域選択の処理以外は、処理内容記憶部
２９に記憶した同一のＣＴ値加工処理を行い、領域選択
の処理については連結判定部３０が行う。まず全断面に
ついて同一の領域分割を行い、隣接した断面間で重なり
がある領域は互いに連結していると判定し同一の領域番
号を割り当てる。ＣＴ値加工を行った断面で、選択され
た領域と連結した領域について、すべて同一の領域加工
と同一のＣＴ値指定を行い、加工された３次元データを
作る。「［Ｃ］次の設定断面へ」の場合、断面ごとにＣ
Ｔ値加工処理を行う。

【００４３】３次元画像作成部１８が表示する３次元表
示メニュー画面を図３に示す。同図において、部位分割
で名称、ＣＴ値範囲、透明度を設定し、各部位に透明
度を割り当てる。未設定のＣＴ値の部分は透明度１００
と見なされる。で光源の位置と明るさを設定する。光
源は左上、右上、左下、右下の４つあり、それぞれ視線
方向の位置ｚが設定できる。他に被検体の設定方位が設
定できるが図では省略されている。特定部位に任意の透
明度を設定したいとき、特定部位に他の部位には無いＣ
Ｔ値を指定しておき、そのＣＴ値に任意の透明度を割り
当てればよい。

【００４４】次にＣＴ値加工処理および３次元表示の設
定をいろいろ変えた場合の作用を説明する。

【００４５】第一の作用例を図２、図３、図４を参照し
て説明する。図２は空洞３６に着目した場合の例であ
る。被検体１はアルミ鋳物で内部に空洞３６およびスで
ある欠陥３７ａがある。まずＣＴ値範囲２０００〜３５
００でアルミ３４の領域を着色領域とする。次に
「［Ｂ］ポイント選択」を選んで＋ポインタ３９で空洞
３６を選択領域とする。領域加工はすべて０を入力し、
ＣＴ値指定は他の部分に現れない数値、−２０００に設
定する。この断面を終了し、他断面の処理は「［Ｂ］領
域連結」を選ぶ。「ＥＸＥＣ」を押すと、処理内容記憶
部２９によりすべての断面に同一の領域分割が行われ、
連結判定により空洞３６に連結したすべての領域のＣＴ
値が−２０００に置き換えられた３次元データが作られ
る。

【００４６】次に、図３で３次元表示の設定を行う。ア
ルミ３４の透明度を８０、空洞３６の透明度を１０、空
気を１００に設定して「ＥＸＥＣ」を押すと、図４の３
次元表示が得られる。空洞３６の透明度を下げているの
で空洞の形がよくわかる表示となる。領域連結機能を用
いたので空洞３６の連結した部分がすべて自動的に同じ
透明度に設定される。また連結していない空洞４１は空
気と同じに透明度１００になり目立たなくなる。なお、
図４において、３５は周囲の空気である。

【００４７】次に、第二の作用例を図２、図３、図５を
参照して説明する。これはすべての空洞に着目した場合
の例である。まず図２の画面で今度は、 領域分割 ２０００ 〜 ３５００ 領域選択 ［Ｃ］自動周囲選択 領域加工 ０，０，０ ＣＴ値指定 −２０００ 他断面の処理 ［Ａ］同一処理 と設定する。ＣＴ値範囲２０００〜３５００でアルミ３
４の領域を着色領域とする。次に、「［Ｃ］自動周囲選
択」を選んで周囲を選択領域とする。領域加工はすべて
０を入力し、ＣＴ値指定は他の部分に現れない数値、−
２０００を設定する。この断面を終了し、他断面の処理
は「［Ａ］同一処理」を選ぶ。「ＥＸＥＣ」を押すと、
処理内容記憶部２９によりすべての断面の周囲の領域の
ＣＴ値が−２０００に置き換えられた３次元データが作
られる。

【００４８】次に、図３の画面で３次元表示の設定を行
うがここでは、 空洞 −１２００ 〜 −５００ １０ アルミ ２０００ 〜 ３５００ ８０ と設定する。「ＥＸＥＣ」を押すと、図５の３次元表示
が得られる。周囲の空気３５はＣＴ値−２０００で透明
度は未指定部として１００が割り当てられ透明になる。
ここではすべての空洞３６，４１の透明度を下げている
ので、すべての空洞の形がよくわかる表示となる。

【００４９】第三の作用例を図２、図３、図６を参照し
て説明する。これは欠陥３７ａに着目した場合の例であ
る。まず図２の画面で今度は、 領域分割 −２０００ 〜 −５００ 領域選択 ［Ａ］全域選択 領域加工 ５，０，０ ＣＴ値指定 −２０００ 他断面の処理 ［Ａ］同一処理 と設定する。ＣＴ値範囲−１２００〜−５００で周囲の
空気３５および空洞３６の領域を着色領域とする。次に
「［Ａ］全域選択」を選んで空気部を選択領域とする。
領域加工は膨張５を入力し、ＣＴ値指定は他の部分に現
れない数値、−２０００を設定する。この断面を終了
し、他の断面の処理は「［Ａ］同一処理」を選ぶ。「Ｅ
ＸＥＣ」を押すと空気部およびその周囲約５画素の領域
のＣＴ値が−２０００に置き換えられた３次元データが
作られる。

【００５０】次に、図３の画面で３次元表示の設定を行
うがここでは、 欠陥 −５００ 〜 １０００ ０ アルミ ２０００ 〜 ３５００ ８０ と設定する。この場合欠陥はアルミのスで空洞である
が、小さいのでＣＴ値は空気まで下がらずアルミと空気
の間になるのでそのようにＣＴ値範囲を設定する。欠陥
は見やすくするために小さな透明度に設定する。「ＥＸ
ＥＣ」を押すと、図６の３次元表示が得られる。空気部
３５，３６，４１はＣＴ値−２０００で透明度は未指定
部として１００が割り当てられ透明になる。この空気部
とアルミ３４との境界の、ＣＴ値移行部分もまた透明に
なる。境界に欠陥と粉れやすい部分が出なくなるので欠
陥３７ａの３次元的配置がよくわかる表示となる。しか
しながら、ここで大きな欠陥３７ｂがあるとＣＴ値が空
気まで下がってしまい空洞と見なされ、透明に表示され
る。

【００５１】第四の作用例を図２、図３、図６を参照し
て説明する。これは第三の作用例で大きな欠陥を空洞か
ら区別する例である。図２の画面の領域機選択で代わり
に、 と設定する。上限を無制限として下限に欠陥と空洞を識
別する面積を入力して欠陥３７ｂを空気部から除外す
る。図３の画面で代わりに 欠陥 −１２００ 〜 １０００ ０ アルミ ２０００ 〜 ３５００ ８０ と設定する。これで図６で小さな欠陥３７ａから大きな
欠陥３７ｂまで透明度０で見やすく表示される。

【００５２】第五の作用例を図７を参照して説明する。
これは他の被検体４５の場合で、領域加工の他の例で、
入り江状部分を切り離す例である。ＣＴ値加工で 領域分割 ２０００ 〜 ３５００ 領域選択 ［Ａ］全域選択 と設定すると図７（ａ）に示すようにアルミ４６の部分
が選択領域４９ａとなる。ここで入り江状の空洞４７ａ
は周囲の空気４８と繋がっているため周囲の空気４８と
見なされる。このような入り江状の空洞を独立した空洞
として周囲から分けて表示したい場合、次のように領域
加工を行う。膨張、収縮数を適当に設定することで膨張
後入り江の開口部は塞がった状態になり、次の収縮でも
とに近い領域形状に戻し、なおかつ開口部を塞ぐことが
可能である。ここで膨張、収縮数は開口の大きさ程度
（５とする）に設定する。

【００５３】領域加工 ５，５，０ この加工で選択領域４９ｂは入り江が切り離され、図７
（ｂ）のようになる。次に ＣＴ値指定 ３０００ と設定することで選択領域をアルミのＣＴ値に置き換え
える。次に再度領域分割に戻り 領域分割 ２０００ 〜 ３５００ と設定すると図７（ｂ）のように領域が分割される。こ
こで、 領域選択 ［Ｂ］ポイント指定 とし、空洞４７ｂをポインタで選択する。次に、 ＣＴ値設定 −２０００ とし、この断面を終了し、 他断面の処理 ［Ｂ］領域連結 とし、「ＥＸＥＣ」を押す。これですべての断面に対
し、入り江状の空洞の切り離しが行われ、空洞４７ｂと
連結された部分がすべてＣＴ値−２０００になる。これ
で入り江状の部分を切り離して任意のＣＴ値を設定し、
任意の透明度を設定して３次元表示することができる。

【００５４】第六の作用例を図８を参照して説明する。
これは他の被検体５０の場合で、領域加工の他の例であ
って、微小部分（例えば欠陥５４）を埋める例である。
ＣＴ値加工で 領域分割 ２０００ 〜 ３５００ 領域選択 ［Ａ］全域選択 と設定すると、図８（ａ）に示すようにアルミ５１部分
が選択領域５５ａとなる。アルミ５１の中には空気部で
ある欠陥５４および空洞５２があるが、これは選択領域
５５ａには含まれない。欠陥５４の幅（短径）が８画素
より小さい場合、次に 領域加工 ０，８，８ とし、８画素収縮、８画素膨張を行う。これで図８
（ｂ）に示すように欠陥５４部分が埋められ、それ以外
はほぼ元の選択領域の形に戻る。これで微小部分を埋め
たＣＴ値設定が可能となる。

【００５５】以下、本実施の形態に係る３次元画像表示
装置の効果について説明する。

【００５６】第一の作用例によれば、ＣＴ値による領域
分割とポインタによる領域選択と、ＣＴ値置き換えによ
り被検体の特定部分の透明度を任意に設定でき、他の部
分に邪魔されずによく判別できる３次元表示が可能とな
る。また、１枚の断面像で設定するだけで、他の断面は
処理内容記憶と連結判定で自動的に特定部分が選択さ
れ、同一の透明度になるので操作が簡単で確実となる。

【００５７】第二の作用例によれば、ＣＴ値による領域
分割と自動周囲選択による領域選択とＣＴ値置き換えに
より被検体の周囲部分のみ選択し、透明度を１００に設
定でき、周囲部分が他の部分の邪魔をしない３次元表示
が可能となる。また、１枚の断面像で設定するだけで他
の断面は処理内容記憶により自動的に同一処理されるの
で操作が簡単で確実となる。

【００５８】第三の作用例によれば、ＣＴ値による領域
分割と全域選択による領域選択とにより特定部（空気
部）を選択し領域加工により膨張させ、ＣＴ値指定によ
り空気部とその周囲部分の透明度を１００に設定するこ
とで、空気部と被検体の境界部に邪魔されずに特定部
（欠陥部）がよく判別できる３次元表示が可能となる。
また、１枚の断面像で設定するだけで、他の断面は処理
内容記憶により自動的に同一処理されるので操作が簡単
で確実となる。

【００５９】第四の作用例によれば、第三の作用例にお
いて代わりに面積選択による領域選択を行い、大きな欠
陥が空気部に選択されないようにしたので、大きな欠陥
もよく判別できる３次元表示が可能となる。

【００６０】第五の作用例によれば、膨張、収縮による
領域加工により入り江状の部分を切り離すので、入り江
状部分のみを選択でき、ＣＴ値指定により任意の透明度
を設定でき、他の部分に邪魔されずによく判別できる３
次元表示が可能となる。

【００６１】第六の作用例によれば、収縮、膨張による
領域加工により特定領域の内部にできる微小部分（欠陥
部）を埋めることができ、これで微小部分を省略した３
次元表示が可能となる。

【００６２】第１の実施の形態はＣＴ値置き換え部２８
で選択領域にＣＴ値の置き換えをしたが、ＣＴ値は単な
る断面画像の画素値のことである。ＣＴ値置き換えは直
接透明度の指定であってもよい。また断面画像を透明度
を表す断面像に変換してから本実施の形態によるＣＴ値
加工を行ってもよい。

【００６３】領域分割は２つのＣＴ値で領域分割したが
これに限られるものでなく１つでも３つでも同様に行う
ことができる。また、ＣＴ値で分割するのでなく、ＣＴ
値の微分を行って境界を強調した後、閾値を用いて領域
分割することもできる。

【００６４】領域選択は他に円形ＲＯＩや長方形ＲＯＩ
でこの中に包含される領域を選択することもできる。

【００６５】第１の実施の形態は他断面の処理について
は全断面を一括して処理するか、１断面ごとに設定する
かどちらかである。これはその中間的な方法として断面
像をグループ分けしてグループごとにその中の１断面に
ついて設定を行い、［Ａ］同一処理か、［Ｂ］領域連結
を選ぶようにしてもよい。

【００６６】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。本実施の形態の３次元画像表示装置を適用し
たＣＴの構成は図１に示す第１の実施の形態と同様であ
る。

【００６７】第１の実施の形態の領域連結は各断面の領
域分割された領域の断面間の重なりで連結を判定するも
のであるが、代わりに設定断面から始めてＣＴ値の差で
判定することもできる。すなわち、第２の実施の形態に
おいては、１つの画素（体積素）についてそのＸＹＺ方
向に隣接する全６画素（対角もいれて１４あるいは２６
とすることもできる）について、差が予め設定した値よ
り小さい画素がある時、その画素と最初の画素と連結し
ていると判定する。連結した画素について同様の処理を
繰り返すことで一連の連結しあった画素群ができ、これ
を連結領域とする。

【００６８】操作例としては、まず図２のメニュー画面
を表示させ、 領域分割 〜 （無指定） 領域選択 ［Ｂ］ポイント選択 とし、空洞３６の中の一点を＋ポインタ３９で選択す
る。次に、 領域加工 ０，０，０ ＣＴ値指定 −２０００ 他断面の処理 ［Ｂ］領域連結 と設定し「ＥＸＥＣ」を押す。これで＋ポインタ３９の
点と連結した領域である空洞３６がＣＴ値−２０００に
置き換わる。更に続けて同様に、別の断面を使って別の
空洞４１も−２０００に置き換える。次に、３次元表示
の設定を、 空気 −１２００ 〜 −５００ １００ アルミ ２０００ 〜 ３５００ ８０ 空洞 −２０００ 〜 −２００１ １０ とすると、図５の３次元表示が得られる。周囲の空気３
５は１００が割り当てられ透明になる。ポインタ３９で
選択した空洞３６，４１は透明度を下げているので形が
よくわかる表示となる。

【００６９】別の操作例としては＋ポインタで２点以上
を指定して各点それぞれに連結した複数領域をまとめて
選択領域とすることも可能である。また＋ポインタの代
わりに円形ＲＯＩで選択してもよい。この時は円形ＲＯ
Ｉの周囲から連結判定が出発する。

【００７０】以下、本実施の形態に係る３次元画像表示
装置の効果について説明する。

【００７１】本実施の形態はＣＴ値の差分（微分）で領
域の範囲を決めているので、断面間でシステマチックに
ＣＴ値に変化があるような場合、より正確に選択領域を
決めることができる。例えば、被検体の太い部分の断面
像は細い部分より全体的にＣＴ値が低めになるというよ
うな変化の時有効である。

【００７２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。本実施の形態の３次元画像表示装置を適用し
たＣＴの構成を図９に示す。本実施の形態は図１に示す
第１の実施の形態からＣＴ値加工部２３を除き、代わり
に被検体を収容する容器６０を加えたものである。すな
わち、従来のＣＴに３次元画像作成部１８と容器６０を
加えた構成である。３次元画像作成部１８は第１の実施
の形態と同じものである。

【００７３】容器６０の中に被検体１を入れ、隙間に流
体、例えば水を満たして、この状態で断面像撮影を行
う。被検体１を内部に空洞を持つアルミ鋳物とし、断面
像の表示倍率を適当に設定すると、周囲の部分が空気を
含まずすべて水になるようにでき、周囲と内部の空洞を
異なるＣＴ値にすることができる。次に、３次元表示の
設定を行うが水はＣＴ値が約０になるので、 空洞 −１２００ 〜 −５００ １０ 水 −５００ 〜 ５００ １００ アルミ ２０００ 〜 ３５００ ８０ と設定する。これで図５に示すような３次元画像が得ら
れる。周囲の水は透明になり、空洞３６，４１は透明度
を下げているので形がよくわかる表示となる。

【００７４】流体は水でなくいろいろなもの（Ｘｅガ
ス、アルコール、砂等）を用いてＣＴ値を調整すること
ができる。

【００７５】本実施の形態によれば、画像処理的手法を
使わずに手軽に容器と流体のみで被検体の周囲のＣＴ
値、すなわち透明度の調整ができ、周囲部分が他の部分
の邪魔をしない３次元表示が可能となる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、選択領域の画素値を本来の値から他の領
域の画素値とは異なる値に変更するので、３次元画像の
注目する部位が画素値の近似した他の部位に邪魔されず
に判別でき、被検体の半透明立体画像を明瞭に表示する
ことができる。

【００７７】また、請求項２記載の本発明によれば、選
択した画素に対して所定の画素値差以内で連結する領域
を選択領域とし、この選択領域の画素値を本来の値から
他の領域の画素値とは異なる値に変更するので、１つの
画素を選択すると、この選択した画素に対して所定の画
素値差以内で連結する領域が自動的に選択領域として選
択され、この選択領域の画素値を変更することにより、
選択領域に任意の透明度を設定し、所望の部分を明瞭に
表示することができる。

【００７８】更に、請求項３記載の本発明によれば、被
検体の周囲の画像も断面画像として含むため、操作者は
画像上の領域をポインタ等で選択する必要がなく、例え
ば画面の隅を含む領域を自動的に選択することができ
る。

【００７９】請求項４記載の本発明によれば、面積の大
きさに基づいて選択領域を選択し、この選択領域に対し
て画素値の変更を行うので、ポインタ等で選択領域を指
定する代わりに面積の大きさにより選択領域を指定で
き、例えばある面積よりも大きな領域のみまたは小さな
領域のみを自在に選択することができ、使い勝手を向上
することができる。

【００８０】また、請求項５記載の本発明によれば、選
択領域を構成する各画素に対する膨張および／または縮
小の処理を行った上で画素値の変更を行うので、操作者
が縮小画素数、拡大画素数およびその順番を入力するこ
とにより、部位の境界部の透明度の設定が可能になると
ともに、入り江状の部分の切り離しや微小部分の領域へ
の包含等の処理が可能になる。

【００８１】更に、請求項６記載の本発明によれば、い
ずれかの断面画像について選択領域が選択されたときに
は、他の断面画像についても当該選択領域と同じ領域に
対し画素値の変更を行うので、いずれかの断面画像に対
して行われた領域選択および画素値変更を他の断面画像
にも同様に行うことができ、処理の効率化を図ることが
できる。

【００８２】請求項７記載の本発明によれば、いずれか
の断面画像について選択領域が選択されたときには、他
の断面画像についても連結した領域に対し画素値の変更
を行うので、いずれかの断面画像に対して行われた領域
選択および画素値変更を該断面画像に連結した他の断面
画像にも同様に行うことができ、処理の効率化を図るこ
とができる。

【００８３】また、請求項８記載の本発明によれば、放
射線の照射・透過時に被検体を流体で囲繞するので、被
検体の周囲と内部の空洞の画素値を異なる値に設定で
き、流体の画素値に例えば透明度１００を設定すること
により３次元表示において注目する部位の邪魔になる周
囲を透明にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる３次元画像
表示装置を適用したＣＴの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
るＣＴ値加工処理のメニュー画面を示す図である。

【図３】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る３次元表示メニュー画面を示す図である。

【図４】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る３次元表示の第一の作用例を示す図である。

【図５】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る３次元表示の第二の作用例を示す図である。

【図６】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る３次元表示の第三の作用例を示す図である。

【図７】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る領域加工を示す説明図である。

【図８】第１の実施の形態の３次元画像表示装置におけ
る領域加工を示す説明図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係わる３次元画像
表示装置を適用したＣＴの構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 被検体 ２ Ｘ線管 ３ Ｘ線検出器 ４ 機構部 ５ 制御部 ６ 画像処理装置 ８ 再構成部 ９ 画像メモリ １６ ＣＰＵ １８ ３次元画像作成部 ２３ ＣＴ値加工部 ２４ 加工制御部 ２５ 領域分割部 ２６ 領域選択部 ２７ 領域加工部 ２８ ＣＴ値置き換え部 ２９ 処理内容記憶部 ３０ 連結判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/66 Ｂ (72)発明者 岩澤 純一 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 糸山 重之 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 西出 明彦 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 宇山 喜一郎 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に対して互いに平行な複数の断面
   についてそれぞれ得られた断面画像を用い、断面画像を
   画素値（画素の濃度情報）に応じて領域分割し各領域毎
   に透明度を設定して、被検体を任意の視点からみた透視
   立体画像を表示する装置において、領域分割された領域
   のうち選択された選択領域については、画素値を本来の
   値から他の領域の画素値とは異なる値に変更する画素値
   変更手段を有することを特徴とする３次元画像表示装
   置。
2. 【請求項２】 被検体に対して互いに平行な複数の断面
   についてそれぞれ得られた断面画像を用いて、被検体を
   任意の視点からみた透視立体画像を表示する装置におい
   て、いずれかの断面画像について当該断面画像を構成す
   る少なくとも１つの画素の選択により、この画素に対し
   て同一断面画像上および他の断面画像との間で隣接し且
   つ所定差以内の画素値を有する画素で構成される領域を
   選択領域とする選択領域検索手段と、この選択領域につ
   いて画素値を本来の値から他の領域の画素値とは異なる
   値に変更する画素値変更手段とを有することを特徴とす
   る３次元画像表示装置。
3. 【請求項３】 断面画像には被検体の周囲の画像を含む
   ことを特徴とする請求項１または２記載の３次元画像表
   示装置。
4. 【請求項４】 前記画素値変更手段は、画素値の変更を
   面積の大きさに基づいて選択された選択領域について行
   うことを特徴とする請求項１記載の３次元画像表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記画素値変更手段は、選択領域につい
   て、当該選択領域を構成する各画素に対する膨張および
   ／または縮小の処理を行った上で画素値の変更を行うこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の３次元画像表示
   装置。
6. 【請求項６】 前記画素値変更手段は、いずれかの断面
   画像について選択領域が選択されたときには、他の断面
   画像についても当該選択領域と同じ領域に対し画素値の
   変更を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の３次元画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記画素値変更手段は、いずれかの断面
   画像について選択領域が選択されたときには、他の断面
   画像についても連結した領域に対し画素値の変更を行う
   ことを特徴とする請求項１，３，４および５のいずれか
   に記載の３次元画像表示装置。
8. 【請求項８】 被検体に対して放射線を照射・透過させ
   て互いに平行な複数の断面についてそれぞれ得られた断
   面画像を用いて、被検体を任意の視点からみた透視立体
   画像を表示する装置において、放射線の照射・透過時に
   前記被検体を流体で囲繞する囲繞手段を具備することを
   特徴とする３次元画像表示装置。