JPS5960680A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPS5960680A
JPS5960680A JP57171888A JP17188882A JPS5960680A JP S5960680 A JPS5960680 A JP S5960680A JP 57171888 A JP57171888 A JP 57171888A JP 17188882 A JP17188882 A JP 17188882A JP S5960680 A JPS5960680 A JP S5960680A
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plane
cut
memory
dimensional image
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Koichi Kita
喜多 紘一
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はCT、(Computed Tomograp
hy )診断装置や超音波断層装置等によっ−C得られ
た多数枚の断層像から得られる立体情報を利用し、任意
の切断面を表示させて臓器の立体的把握を容易に行い得
るようにし7た三次元表示の画像処理装置に関するもの
である。
〔発明の技術的背景〕
従来使用されている三次元画像表示装置には■二眼方式
、■ホログラフィ一方式、■投影図方式等がある。
これらのうち、■の二眼方式は左右二方向から責だ二枚
の画像を眼鏡等を用い、左方向よシ見た像は左眼に、ま
た右方向よシ児だ像は右眼に与えこれにより、観察者の
両眼の視差を利用して立体感を得る方式である。
また、■のホログラフィ一方式は、物体にレーザ光等Ω
コヒーレント光(位相の揃った光)を当て、その散乱光
ともとの飾躬光とをフィルム上で重畳させ、干渉像ヲ作
り、そのフィルムラ功像して再びこのフィルムにコヒー
レンlleを轟て、干渉によシ虚像を作υ、立体像を表
示する方式である。
また■の投影図方式はテレビディスプレイ装置のように
、二次元の表示装置を用い、絵画における投影図または
透視図のように斜め上方向等、斜め方向から見た画像を
表示し人間の立体に対する経験より立体像を把握させる
方式である。
上記の三つの方式はともにある立体像を外から眺めた像
となるが、医用の目的では人体像を対象とした場合、外
面から見た像よりは内部の臓器に重点が置かれる場合が
多い。
この場合、従来は人体の切断面を表示し、その切断面を
三次元表示していた。
例えば、第1図(a)は脳のCT像(CT診断装置によ
る再構成断層像)を順次スライス位置をずらして撮り、
これによって得たスライス位置の異なる多数枚の像を積
み重ねたものを斜め上方から見た状態に再構成し、三次
元的な(象として表示したものである。
この像では一番上の断層面と1ll11面しか見ること
ができない。
このため、第1図(b)のように(a)の像を1!に縦
割りI7てその面が見えるようPζ立体表示することが
行われている。しかし、この場合、断面は予め指定され
た方向での平面Vこよる切断に限定されており、例えば
第1図(C)のように見たい臓器の分布方向に沿った曲
面で切断することはできなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、診断者が実
際に解剖時、メスで切断するが如きに立体像を見ながら
、その所望位置での曲面を指定してその指定曲面で切断
した立体像を表示することができるようにしだ画像処理
装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
即ち、本発明は上記目的を達成するため、CT像、超音
波断層像などのスライス位置の異なる複数の断層面画像
を原画像として得、こハら断層面画像をスライス位置順
](積み重ねることにより構築される立体像を得てこれ
を斜めから見た像にPS [:に成し三次元像として表
示する画像処理装Wt において、この表示像に対し所
望の切断面を設定する手段と、前記複数の断層面画像よ
り前記設定切断面位置に対応する画素のデータを得てこ
れより該設定切断面の像を得る手段と、この得られた設
定切断面の像をiiI記表示像の該当部分に入れて修正
し該切断面で切断した像を得る手段とを設け、表示され
た三次元像に対し所望の切断面を与えることにより原画
像である前記複数の断層面画像中の該切断面対応位置の
画素のデータを得、これより該切断面の僅を得ると共に
この得られた切断面の像を前記表示三次元像の該当部分
に入れて表示三次元像を修正し、該切断面で切断した三
次元像として得るようにし、切断面を指示すれば像内部
の所望の部分を観察することができるようにする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例rこついて第2図〜第7図を診
照しながら説明する。
ここでは例として連続して次々にスライス位1αをすら
し7て得た20枚のCT像を対象とじた場合について説
明する。また、簡単のため、1枚のCT像は縦512行
、横512列のビクセル(画素)で構成されているもの
とする。
第2図は上記20枚のCT像S1.S2.・・・820
を順に積み重ね、論理的、立体的構造を構築した状態を
示すものである。
実際の物理的構造は1スライス分毎のCT像をICメモ
リ(半導体メモリ)内にイメーゾメモリとして1パンク
にまとめるか或いは磁気記憶媒体である磁気ディスク上
のメモリブロックとし、スライス位置指定と画像の行、
列の指定VCより所望の1ピクセルのデータをCPU 
(中央処理装置)の主メモリに読み出せる構造とする。
第3図は本発明装置の構成を示すプロ、り図であり、図
中1はCPU 、 2はCPU 1の主メモリ3はCT
像をイメーゾとして記憶するメモリである。本装置にお
いてはCPU 1の制御のもとにメモリ3のCT像の一
部を主メモリ2に読み出し、これをもとVcCPUIで
切断面の画素を得る演算処理を行い、表示用のメモリ4
に演算結果を書き込む。
この場合、表示用メモリ4上にもとの像が残されている
ときは切断面該当部分Vこ切断面の画素を入れ不要部分
は取り除くなどの修正を行う。
もちろん部分修正しないで新たに切断像全体を再構成し
てもかまわない。表示用のメモリ4はメモリ内存をビデ
オ信号に変換する機能を持ち、表示用のメモリ4のビデ
オ信号出力をテレビモニタ6に与えるとテレビモニタ6
上に表示用のメモリ4上の切断像が表示される。
切断面の指示はCPU 1に対し5で示す座標データを
与えるだめの装置である例えばトラック+1トール或い
はノヨイステ、り等の入力装置により、2つの座標値を
与えるようにするが、そのだめの入力操作は操作者がテ
レビモニタ上に表示された立体1象を見ながら行う。こ
の場合、指示した切断位1iffiは立体像上に重畳す
るようにマーカ或いは線を表示させるようにして切断を
指示する位置がわかるようにすることは云うまでもない
尚、トラック7げ−ルとはビール状の回転部を回転させ
ることによりその回転部のX、Y方向回転に比例した・
母ルスを発生させる装置である。
このような装置において多数のCT像をメモリ3に保存
し、これを読み出してCPU lは第1図(a)の如き
積み重ねたCT像の斜め方向から見た外観部分の画像デ
ータによる立体像を演算処理して求め、そのデータを表
示用メモリ4Vこ与えるとテレビモニタ6上には該外観
部分の像が三次元表示される。
この像を見て操作者は入力装置5を操作し、テレビモー
;タロ上の像の所望の切断面を指示する。この指示−ビ
ータはCPU 7に読み込まれ、切断面を示す一一力或
いは緑などのデータがePUlより表示用メモリ4中に
与えられ、テレビモニタ6上に像に重畳して表示される
切断面が決定されたならば操作者は次に図示しない操作
卓上シテレビモニタ6上の三次元像における指定した切
断面で切断した像の再構成をCPU 7 K指示する。
これによ、!;l CPIJ 1は切断面の座標に位置
する各CT像の画像データをメモリ3より取り出し、補
間演算などにより画像データの値を補正し、また、テレ
ビモニタ6上の三次元像の傾きに合わせて切断面の画像
データの必要な補正を施こし、表示用メモリ4VC与え
る。これにより、テレビモニタ6上には指定した切断面
で切断された第1図(C)の如き像が表示されることに
なる。
本発明はこのようなものであるが、本発明の重要な部分
である切断面を求めるためのアルゴリズムを詳細に説明
しておく。
まず、各々異なるスライス位置の複数のCT像をもとに
二次元平面に立体像として表示する方法を説明する。
第2図に示すようにスライス面をx−y面。
スライスの積み重ねた方向を、軸とする。二次元表示画
面のテレビモニタ上で立体観を与えるためには績み重ね
たCT像を第4図においてy−y面でθだけ傾けた面に
投影した像を表示する必要がある。この場合、投影像は
z−y面でθだけ傾けた面に垂直な方向より見える像で
ある。この傾けた面をX−Y面と呼ぶことにする。
ここで、第2図におけるxi位置をXIに移動させた位
置でのX軸に垂直な断面で切断し、これをX方向から見
た図が第4図である。尚、Sl。
82、・・・S20は各スライス面である。また、各ス
ライス面でのCT像の輪郭線とXHとの交点をPJ、、
 P j/c但しj=1.2.・・・20)とし、サフ
ィックスはスライス面の番号を示す。
ここで、X−Y面に近い方をPとすると、X−7面上で
見えるのは、PI  D PI  r p21・・・P
2Oを結んだ折れ線である。
そして、PI  e PI  * P2# ”’P 2
0をYellに投影した点をQl′y Ql p Q2
・・・Q20とすると、積み重ねたCT像のY軸上にお
ける投影像を求めるためにはY軸の新しいビクセルを構
成する512の点からY軸に垂線と上記折れ線との交点
を求め、その点の階調を示す濃淡値をその点を挾む上下
2枚のスライス位置の画面(例えはSlと82)から直
線補間によって求めるようにする。
これによって該点の濃淡値が求められるので、同様にし
て前記X、を1〜512まで順に変えて上述の演算を行
えばX−Y面上に投影された立体1瀘が得られる。
次にこの立体像に対し任意の切断面で切断した立体像を
得る方法を説明する。
ここで像の切断面を得る直線または曲線(以後切断線と
云う)はx−y平面と平行な面上にあるものとする。
切断線の決定は第5図のように上記面上での平行移動(
矢示t、d方向)と回転θである。
これは前述し7たトラックボール等による座標入力用の
入力装置&5Vこより与える。
x−y平面と平行−な面上での切断線が決った斥らけ、
この切断線を顔面と直角の方向に移動させる。
この切lrr線の動きを第4図と同様な断面で見れば点
の動きとなる。第6図にその例を示す。
図中1化が切断線であり、R1はその始点+Ft2は、
終点である。この切断線Rで切断された切断面を求める
には切断線RとCT像における輪郭の位wP r  r
 P 2 を結ぶ輪郭線PLとの交点t1及び切断IN
 Rの終点R2からスライス面と平行(y軸と平行)′
VC伸した線と前記ptとの交点t2をそれぞれ求め、
これによって定まるPl  ptl  lR2s R2
r p、l・・・P 20を結ぶ線を立体像の新しい輪
郭線として得、このうち、tl 。
R2、t2の区間を第4図のY軸に投影して新たに見え
るようになったこの部分の各ピクセルについて濃淡値を
前述の如き補間によって求めてこの部分像の表示用メモ
リ4上の該当座標位置のデータを書き換えるようにし、
同様に[12を始点に切断線の位置を移動してゆくこと
によってその移動各位Uでの上記各ビクセルの没淡値を
求めて書き換えてゆけば表示用メモリ4上1/こは元の
立体像に対し指定した切断線で切断して得られるところ
の立体像のデータが形成され、従ってテレビモニタ6上
eζは該切断立体像が表示されることになる。
かくして、元の立体像に対し所望の切断面で切断した後
の立体像を自由に得ることができ。
診断上極めて有効となる。
尚、スラ・fス面に対する切1所線の位置をビクセル毎
1こ移動させれば第719 (a) t (b)の如き
切断面の立体像が得られ、また切uノi腺の傾きを変え
Cゆくなどすれば切l析面を曲面とすることも可能とな
り、任意の切断面の1家が得られる。
また、切断されて除かれた3B分をCT像の原画でも除
いてしまい、これを用いた積み重ねCjllの立体像を
回転させ更に切断するなどして不便な部分を除いてゆけ
ば必要な部分だけの立体像を得ることができる。
壕だ、切断線の入力をトラック、ビールやノヨイスティ
ックなどにより行う他、ライトペンやy″イノタイプ或
はギー等、座標入力の可能な他の入力装Uを用いるよう
にしても良く、また、予め切断線の移動軌跡を記憶装置
に記憶させてこれをmtみ出し与えるようにするととも
でき、この場佇、よシ&雑な切断面を与えることができ
る。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明はCT像、超音波こ凶し 断J4像などのスライス位置の異なる複数の断層面ll
′tII像を原画像として得、これら断層面画像をスラ
イス位闘順に積み重ねることによシ構築される立体像を
得てこれを斜めから見た像に再構成し三次元像として表
示する画像処理装置において、この表示像に対し所望の
切断面を設定する手段と、前記複数の断層面画像より前
記設定切断面位1りに対応する画素のデータを得てこれ
よシ該設定切断面の像を得る手段と、この得られた設定
切断面の像を前記表示像の該当部分Vこ入れて1G正し
、該切断面で切断した像を得る手段とを設け、表示され
た三次元隊に対し所望の切191面を与えることKよシ
原画像である前部複数の断層面画海中の該切断面対応位
置の画素のデータを得、これより該切断面の隊を得ると
共にこの71られノC切断面の像を前記表示三次元像の
該当部分に入れて表示三次元像をイじ正し、該切断面で
切断した三次元像として得るようにしたので切断面を指
示すれば三次元像内部の所望の部分を観察することがで
き診断上、極めて使い易くなるなどの特徴を有する画像
処理装置を提bb−iることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は上次元画、シfまの表示例を示す図、第2図は
複数(kのCT像をもとにメモリ内rこ構築された理論
的な立体像を説明するための図、第3図は本発明の一実
/6例を示すプロ、り図、第、1図〜第6図は本発明の
詳細な説明するための図、第7図は表示列を示す図であ
る。 J・・cPu、2・・・主メモリ、3・・・メモリ、4
・、・表示用メモリ、5・・・人力装置δ、6・・・テ
レビモニタ。 出ん・只人代理人  ヅ「咋士 m’+’i  1.U
  武 )さ第1図 (a)       (b) (c) 第4図 第2図 / /− 第3図 「か

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 二次元的に広がり、位置の 異なる複数の断層面画像を得、これら断層面画像をスラ
    イス位置順に積み重ねることによ沙構築される立体像を
    得てこれを斜めから見た像に再構成し、三次元像として
    表示する画像処理装置において、この表示像に対し所望
    の切断面を設定する手段と、前記複数の断層面画像よシ
    前記設定切断面位置に対応する画素の情報を得てこれよ
    り該設定切断面の像を得る手段と、この得られた設定切
    断面の像を前記表示像の該当部分に入れて修正し該切断
    面で切断した像を得る手段とを設けて成る画像処理装置
JP57171888A 1982-09-30 1982-09-30 画像処理装置 Granted JPS5960680A (ja)

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JPH0526231B2 JPH0526231B2 (ja) 1993-04-15

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