WO2013140750A1

WO2013140750A1 - 医用画像表示制御装置および方法並びにプログラム

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Publication number: WO2013140750A1
Application number: PCT/JP2013/001644
Authority: WO
Inventors: 宮本　仁樹
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20150035829A1; JP2013192781A; US9427199B2

Abstract

【課題】機能画像と投影３次元画像との両方を表示させる場合において、機能画像上の位置に対応する投影３次元画像上の位置にある血管などの形態を容易かつ迅速に観察する。【解決手段】３次元医用画像データに基づいて被検体の機能を表す機能画像を生成する機能画像生成部（１１）と、３次元医用画像データに基づいて被検体の形態を表す投影３次元画像を生成する投影３次元画像生成部（１２）と、機能画像と投影３次元画像を表示させる表示制御部（１３）と、機能画像上において指定された所定の位置の情報を取得する指定位置情報取得部（１４）とを備え、投影３次元画像生成部（１２）が、機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成し、表示制御部が、上記投影方向の投影３次元画像を表示させる。

Description

医用画像表示制御装置および方法並びにプログラム

　本発明は、被検体の機能画像と投影３次元画像との両方を表示する医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムに関するものである。

　従来、心臓の機能を表す表示方法としてブルズアイ（Bull’s Eye）表示法が用いられている（たとえば特許文献１参照）。ブルズアイ表示法は、心臓を楕円体モデルで近似して考えたとき、楕円の長軸を横切る方向に一定の間隔で切ったスライス面上の心臓の機能の評価を表す画像を同心円状に配置して表示する手法である。ブルズアイ表示法では、楕円体モデルの一方の長軸頂点に近いスライス面の機能を同心円の中心に近い場所に配置し、もう一方の長軸頂点に近いスライス面の機能を同心円の外側に配置する。

　この表示方法は、主に機能画像を対象として用いられる。機能画像には、心筋シンチグラフィ（ＳＰＥＣＴ）によって直接撮影されるものや、ＣＴ（Computed Tomography）/ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）によって撮影された画像の解析結果から得られた機能画像などがある。

　ここで、ブルズアイ表示法による機能画像は心臓の機能評価を表すものであり、心臓の形態を正確に表したものではないため、機能画像上のおける所定の位置が心臓のどの位置に対応するのかは大まかにしか把握することができない。

　一方、近年、ＣＴなどによって撮影された３次元医用画像データを用いて再構成された投影３次元画像によって冠動脈の観察が可能となり、この投影３次元画像によって心臓の場所が把握できるだけでなく、たとえば心臓の機能低下が起きている場合には、その機能低下に影響を及ぼしている影響血管の観察も可能となっている。ただし、投影３次元画像は、心臓などの３次元的な形態を表す画像であるため、投影３次元画像を観察しただけでは心臓などのどの部分が機能低下を起こしているかを把握することができない。

　そこで、上述した機能画像と投影３次元画像とを対応付けて表示することが考えられ、たとえば、特許文献２においては、機能画像上で指定した領域を投影３次元画像上で色付けして表示することが開示されている。

　また、特許文献３においては、３次元形態画像に機能画像を合成して表示する方法が提案されている。

特開２００８－２５３７５３号公報特開２００４－１８１０４１号公報特開２０００－１３９９１７号公報

　しかしながら、特許文献２に記載の方法のように、機能画像上で指定した領域を投影３次元画像上で色付けして表示したとしても、たとえばその色付けした箇所が、投影３次元画像の裏側である場合には、その色付けした場所における血管などの形態を把握することができない。すなわち、たとえば機能画像上で指定された位置に対応する位置を投影３次元画像上に表示したとしても、図１６に示すように、その対応する位置が現在表示されている投影３次元画像上における端の位置（図１６におけるマーカの位置）だったり、図１７に示すように、その対応する位置が投影３次元画像の裏側（図１７におけるマーカ位置）だったりして血管などの形態を把握することができない。

　また、特許文献３に記載の方法も上述したような問題を解決できる方法ではない。

　本発明は、上記事情に鑑み、機能画像と投影３次元画像との両方を表示させる医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムにおいて、機能画像上の位置に対応する投影３次元画像上の位置にある血管などの形態を容易かつ迅速に観察することができる医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とするものである。

　本発明の医用画像表示制御装置は、被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の機能を表す機能画像を生成する機能画像生成部と、被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の形態を表す投影３次元画像を生成する投影３次元画像生成部と、機能画像と投影３次元画像を表示部に表示させる表示制御部と、表示部に表示された機能画像上において指定された所定の位置の情報を取得する指定位置情報取得部とを備え、投影３次元画像生成部が、機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置の情報に基づいて、その指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成するものであり、表示制御部が、上記投影方向の投影３次元画像を表示部に表示させるものであることを特徴とする。

　また、上記本発明の医用画像表示制御装置においては、上述した投影３次元画像上の位置を、指定位置情報取得部によって取得された位置情報が示す被検体上の位置と同じ位置とすることができる。

　また、上述した投影３次元画像上の位置を、機能画像内を区分した複数の区分領域のうちの、指定位置情報取得部によって取得された位置情報を含む区分領域内の予め設定された位置とすることができる。

　また、区分領域内の予め設定された位置を区分領域の中心位置とできる。

　また、区分領域を、同心円状に複数に区分された領域をさらに円周方向に複数に区分した領域とすることができる。

　また、区分領域を、機能画像内を１７個の領域に区分したものとできる。

　また、被検体を心臓とした場合、投影３次元画像生成部を、心臓の長軸方向を回転軸として回転処理を行って上記投影方向の投影３次元画像を生成するものとできる。

　また、被検体を心臓とした場合、投影３次元画像生成部を、心臓を楕円体近似した場合の楕円中心と上記投影３次元画像上の位置とを結ぶ直線方向が正面方向となるような回転処理を行って上記投影方向の投影３次元画像を生成するものとできる。

　本発明の医用画像表示制御方法は、被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の機能を表す機能画像を生成し、かつ被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の形態を表す投影３次元画像を生成し、機能画像と投影３次元画像を表示部に表示させる医用画像表示制御方法において、表示部に表示された機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置の情報を取得し、その取得した位置情報に基づいて、指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成し、その生成した投影方向の投影３次元画像を表示させることを特徴とする。

　本発明の医用画像表示制御プログラムは、コンピュータを、被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の機能を表す機能画像を生成する機能画像生成部と、被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、被検体の形態を表す投影３次元画像を生成する投影３次元画像生成部と、機能画像と投影３次元画像を表示部に表示させる表示制御部と、表示部に表示された機能画像上において指定された所定の位置の情報を取得する指定位置情報取得部として機能させる医用画像表示制御プログラムであって、投影３次元画像生成部が、機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置の情報に基づいて、その指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成するものであり、表示制御部が、上記投影方向の投影３次元画像を表示部に表示させるものであることを特徴とする。

　本発明の医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムによれば、機能画像と投影３次元画像との両方を表示部に表示する場合において、表示部に表示された機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置の情報に基づいて、指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成し、その生成した投影方向の投影３次元画像を表示させるようにしたので、機能画像上の位置に対応する投影３次元画像上の位置にある血管などの形態を容易かつ迅速に観察することができる。

　また、本発明の医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムにおいて、機能画像内を複数の領域に区分し、機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された位置を含む区分領域内の予め設定された位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成し、これを表示するようにした場合には、たとえば、機能画像上の位置を指定するカーソルがふらついた場合においても、その位置が区分領域内である限り同じ投影方向の投影３次元画像の表示を維持することができるので、投影３次元画像の投影方向が細かく変更されるのを防止することができ、かつ投影３次元画像上の観察したい範囲（区分領域）を常に正面側に向けて表示することができる。

本発明の医用画像表示制御装置の第１の実施形態を用いた医用画像表示システムの概略構成を示すブロック図本発明の医用画像表示制御装置の第１の実施形態を用いた医用画像表示システムの作用を説明するためのフローチャート心臓とスライス面との関係を説明するための図心筋の厚さとブルズアイ表示の関係を説明するための図ブルズアイ表示を説明するための図ブルズアイ画像の一例を示す図投影３次元画像の一例を示す図ブルズアイ画像上において所定の位置が指定された場合を説明するための図心臓の長軸を回転軸として回転させて新しい投影方向の投影３次元画像を生成した例を示す図現在の投影方向からの回転量を求める方法を説明するための図新しい投影方向の投影３次元画像の視点位置を求める方法を説明するための図心臓を楕円体近似した場合の楕円中心と、機能画像上において指定された位置に対応する投影３次元画像上の位置とを結ぶ直線方向が正面方向となるような投影方向の投影３次元画像を生成した例を示す図図１２に示す投影３次元画像を生成する方法を説明するための図機能画像を１７個の領域に区分した図区分領域内の中心位置を説明するための図従来方法によって機能画像上における位置を投影３次元画像上に表示させた例を示す図従来方法によって機能画像上における位置を投影３次元画像上に表示させた例を示す図

　以下、本発明の医用画像表示制御装置および方法並びにプログラムの第１の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の医用画像表示制御装置の第１の実施形態を備えた医用画像表示システムの概略構成を示す図である。

　本実施形態の医用画像表示システムは、図１に示すように、医用画像表示装置１と、記憶装置２と、ディスプレイ３と、入力装置４とを備えている。

　医用画像表示装置１は、一台のコンピュータに、本発明の医用画像表示制御プログラムの第１の実施形態をインストールしたものである。コンピュータは、画像診断を行う医師が直接操作するワークステーションやパソコンでもよいし、またはそれらとネットワークを介して接続されるサーバコンピュータでもよい。医用画像表示制御プログラムは、ＤＶＤ，ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体や、ネットワークに接続された外部からアクセス可能なサーバコンピュータなどに記憶されるものであり、医師からの要求に応じて、上記記録媒体やサーバコンピュータから読み出されてコンピュータにダウンロードされてインストールされる。

　そして、医用画像表示装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリや、上述した医用画像表示制御プログラムがインストールされたハードディスクやＳＳＤ(Solid State Drive)等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、図１に示すような機能画像生成部１１、投影３次元画像生成部１２、表示制御部１３および指定位置情報取得部１４が構成されている。そして、ハードディスクにインストールされた医用画像表示制御プログラムが中央処理装置によって実行されることによって上記各部がそれぞれ機能する。

　機能画像生成部１１は、ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などにより被検体を撮影して取得された３次元医用画像データに基づいて、被検体の機能を表す機能画像を生成するものである。なお、本実施形態においては被検体を心臓とする。

　機能画像は、心臓の動きや心室の内径や心筋の厚さなどに応じて、心臓の機能の評価を表す評価値の分布を表す画像である。具体的には、あるフェーズにおける心室の径を表した心室内径画像、拡張期における心室の径を表した拡張末期心室内径の画像、収縮期における心室の径を表した収縮末期心室内径の画像、区画された領域毎の駆出率を表した局所駆出率の画像、あるフェーズでの心筋の厚みを表した壁厚の画像、拡張期における心筋の厚さを表した拡張末期壁厚の画像、収縮期における心筋の厚さを表した収縮末期壁厚の画像、拡張期の心筋の厚さから収縮期の心筋の厚さの差を表した壁厚変化量の画像、拡張期の心筋の厚さをA、収縮期の心筋の厚さをＢとした時、（Ｂ－Ａ）／Ａで計算された値を表した壁厚増加率の画像、拡張期の心室の径から収縮期の心室の径の差を表した壁運動量の画像、心筋シンチグラフィの画像などがある。

　心筋シンチグラフィを表す機能画像は、心筋に集まる薬を被検者の腕から注射して、その薬の分布を体の外から測定したデータを画像として表したもので、薬を変えることで、心筋の血流状態、心筋組織の代謝、神経の働きなどを表すことができる。

　また、機能画像で心臓の動きの評価を表す場合には、動いている心臓を複数フェーズ撮影して画像間の違いから心臓の機能を評価する値を得て機能画像を作成する。このように複数フェーズ撮影する場合には、被曝することがないＭＲＩ装置で複数フェーズ撮影した画像から機能画像を生成するのが望ましい。

　そして、本実施形態の説明においては、機能画像として、心筋の壁厚を表した心機能画像をブルズアイ表示法で表した画像を生成し、この画像に対して心臓の心筋外壁に沿う血管などの形態を表す形態画像を重ね合せてブルズアイ画像を生成するが、その生成方法については、後で詳述する。

　投影３次元画像生成部１２は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置などにより被検体を撮影して取得された３次元医用画像データに基づいて、被検体の３次元的な形態を表す投影３次元画像を生成するものである。投影３次元画像は、被検体を所定の投影方向から見た場合におけるその被検体の３次元的な形態を表す画像である。投影３次元画像の投影方向としては、初期設定の投影方向が予め設定されているが、この初期設定の投影方向から任意の投影方向に変更可能である。

　そして、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、ディスプレイ３に表示された機能画像上においてユーザによって所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向を取得し、その投影方向の投影３次元画像を生成するものである。すなわち、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、初期設定の投影方向から上述した投影方向に変更した投影３次元画像を生成するものである。なお、この投影方向を変更した投影３次元画像の生成方法については、後で詳述する。

　表示制御部１３は、機能画像生成部１１において生成された機能画像と、投影３次元画像生成部１２において生成された投影３次元画像とをディスプレイ３に表示させるものである。

　指定位置情報取得部１４は、ディスプレイ３に表示された機能画像上において、ユーザが入力装置４を用いて指定した所定の位置の情報を取得するものである。そして、指定位置情報取得部１４は、その取得した指定位置情報を投影３次元画像生成部１２に出力するものである。

　記憶装置２は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置などにより被検体を撮影して取得された３次元医用画像データ５を記憶するものである。

　入力装置４は、ユーザの所定の設定入力を受け付けるものであり、本実施形態の入力装置４は、特に、ディスプレイ３に表示された機能画像上における所定の位置の指定を受け付けるものである。

　次に、本実施形態の医用画像表示システムの作用を、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

　まず、医用画像表示装置１の機能画像生成部１１によって記憶装置２から３次元医用画像データが読み出され、機能画像生成部１１は、その読み出した３次元医用画像データを用いて機能画像を生成する（Ｓ１０）。ここでは、上述したとおり、機能画像として、心筋の壁厚を表した心機能画像をブルズアイ表示法で表したものを生成し、この機能画像に対して心臓の心筋外壁に沿う血管などの形態を表す形態画像を重ね合せたブルズアイ画像を生成する。

　具体的には、機能画像生成部１１は、心臓を表す３次元医用画像データに基づいて、図３に示すような楕円形状Ｅで心臓の表面モデルを近似して、心臓の長軸Ａ_１、短軸Ａ_２を決定する。この長軸Ａ_１は、心臓の心基部から心尖部に向けて伸び、さらに、心室領域の中心部を貫くように決定する。また、短軸Ａ_２は長軸Ａ_１に直交する。

　この長軸Ａ_１を横切る方向、つまり短軸Ａ_２の方向に一定の間隔で心臓を切ったスライス面Ｐ_１，Ｐ_２，・・・，Ｐ_ｉ，・・・，Ｐ_Ｎ－１，Ｐ_Ｎの断面画像を３次元医用画像データから生成して心筋の壁厚を求める。例えば、図４に示すようなスライス面Ｐ_ｉの断面画像から心内膜の輪郭と心外膜の輪郭を抽出し、各スライス面Ｐ_ｉ上の心室領域内の長軸が通る点Ｃから放射線状に広がる線ｌ_１,ｌ_２,ｌ_３,…,ｌ_ｊ,…,ｌ_ｍ上の心内膜の輪郭と心外膜の輪郭の間の距離を壁厚ｄとして求める。

　ブルズアイ表示する際、心筋の壁厚ｄに応じて色を変えて表示し、心臓の心基部に近いスライス面Ｐ_１，Ｐ_２，・・・の壁厚ｄを中心より遠い外周側の同心円上に表示し、心臓の心尖部に近いスライス面Ｐ_ｎ，Ｐ_ｎ－１，・・・の壁厚ｄを中心の近くの同心円上に表示する。また、スライス面上の各線ｌ_１，ｌ_２，ｌ_３，・・・，ｌ_ｊ，・・・，ｌ_ｍ上の壁厚ｄを基準線Ｌと各線ｌ_１，ｌ_２，ｌ_３，・・・，ｌ_ｊ，・・・，ｌ_ｍ間の角度θに対応させて、スライス面Ｐｉの壁厚ｄを同心円Ｑｉ上に表示した短軸画像を生成する。図５に示すように、このようにして作成された同心円Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｉ，・・・，Ｑｎ－１，Ｑｎに表示された短軸画像を重ねてブルズアイ表示した機能画像を生成する。

　また、機能画像生成部１１は、３次元医用画像データに基づいて、心臓の心筋外壁に沿う血管などの形態を表す形態画像を生成する。形態画では、心筋外壁に沿って走行する冠状動脈の情報が重要であることから、冠状動脈を含むような心臓の表面モデルを作成する。まず、心臓から心筋外壁に沿って走行する冠状動脈を抽出し、その芯線間を補間したりスプラインなどの関数を当てはめることによって連続曲面を推定して表面モデルを生成する。さらに、この表面モデルを基準に、上述したブルズアイ画像を生成した場合と同様に、図３に示すような楕円形状Ｅで表面モデルを近似して、心臓の長軸Ａ_１、短軸Ａ_２の方向を決定する。

　長軸Ａ_１を横切るスライス面Ｐｉを生成する。血管の画素値は大きい値を持つので、血管を含むボクセルデータに対してＭＩＰ処理を施すことで血管を投影することができる。そこで、各スライス画像Ｐｉの中心Ｃ（スライス面が長軸Ａ_１と交差する点）から各方向に放射状に伸びた線が表面モデルとの交差する一定の距離Ｄの範囲内に存在するボクセルデータを用いてＭＩＰ処理を行い、ＭＩＰ処理で各線上の距離Ｄの範囲内を探索して得られた最大となる画素値（以下、ＭＩＰ値という）を投影してブルズアイ表示することによって形態画像を生成する。スライス面Ｐ_１，Ｐ_２，・・・，Ｐ_ｉ，・・・，Ｐ_Ｎ－１，Ｐ_Ｎの間隔はなるべく細かくしてＭＩＰ処理を行なうようにすることで、心筋外壁に沿う冠状動脈などの血管の走行の状態が詳細に観察できる。また、心基部に近いスライス面Ｐ_１，Ｐ_２,・・・のＭＩＰ値を中心より遠い外周側の同心円上に表示し、心臓の心尖部に近いスライス面Ｐ_ｎ，Ｐ_ｎ－１,・・・のＭＩＰ値を中心の近くの同心円上に表示する。

　そして、機能画像生成部１１は、上述したようにして生成した機能画像と形態画像とを重ね合せたブルズアイ画像を生成し、そのブルズアイ画像を表示制御部１３に出力する。

　一方、医用画像表示装置１の投影３次元画像生成部１２によって記憶装置２から３次元医用画像データが読み出され、投影３次元画像生成部１２は、その読み出した３次元医用画像データを用いて投影３次元画像を生成する（Ｓ１０）。なお、このとき生成される投影３次元画像は、上述した初期設定の投影方向の投影３次元画像である。なお、投影３次元画像の生成方法については、既に公知であるので説明を省略する。

　また、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、上述した投影３次元画像に対して、機能画像の色を重ね合せた画像を生成する。投影３次元画像に対してブルズアイ画像の色を重ね合せる方法としては、たとえば特開２００４－１８１０４１号公報に記載の方法を採用することができる。以下、この投影３次元画像に対して機能画像の色を重ね合せた画像を単に投影３次元画像と称する。

　そして、投影３次元画像生成部１２は、上記のようにして生成した投影３次元画像を表示制御部１３に出力する。

　表示制御部１３は、入力されたブルズアイ画像と投影３次元画像とをディスプレイ３に並べて表示させる（Ｓ１２）。図６は、ディスプレイ３に表示されたブルズアイ画像の一例を示すものであり、図７は、ディスプレイ３に表示された投影３次元画像の一例を示すものである。

　次いで、ユーザによってブルズアイ画像上において観察したい位置や領域が指定される（Ｓ１４）。この位置の指定は、たとえば入力装置４を用いて行われ、ディスプレイ３に表示されたカーソルなどで位置を指定することによって行われる。図８は、ブルズアイ画像上において指定された位置にマークを表示した例を示している。

　ユーザによってブルズアイ画像上の所定の位置が指定されると、指定位置情報取得部１４によってその指定された位置の位置情報が取得される（Ｓ１６）。そして、指定位置情報取得部１４によって取得された位置情報は、投影３次元画像生成部１２に出力される。

　投影３次元画像生成部１２は、ブルズアイ画像上においてユーザによって所定の位置が指定されると、その指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向を取得し、その投影方向の投影３次元画像を生成する（Ｓ１８）。すなわち、投影３次元画像生成部１２は、初期設定の投影方向から上述した投影方向に変更した投影３次元画像を生成する。なお、本実施形態において、上記指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置とは、上記指定された所定の位置と心臓上の位置が同じ投影３次元画像上の位置である。

　具体的には、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、図９に示すように、心臓における長軸を回転軸として設定し、初期設定の投影方向から所定の回転量だけ回転させた新しい投影方向を取得し、その投影方向の投影３次元画像を生成する。なお、上記心臓の長軸は、機能画像を生成する際に設定した長軸と同様のものである。図９は、新しい投影方向の投影３次元画像を示している。

　ここで、上述した新しい投影方向を求める方法について説明する。

　まず、図１０に示すように、ブルズアイ画像上で指定された位置（図９に示すマーク位置）とブルズアイ画像の中心位置とを結ぶ直線を求め、この直線と現在の投影方向（ここでは初期設定の投影方向）とがなす角θを求める。

　このとき、心臓の長軸方向を単位ベクトルνとしたとき、求める回転量を表す回転行列Ｍθは、下式（１）のように表すことができる。

　そして、下式（２）に示すように、この回転行列Ｍθに現在の投影方向Ｍｎを乗算することによって新しい投影方向Ｍを求めることができる。

　一方、投影３次元画像の視点位置（カメラ位置）については、図１１に示すような、ブルズアイ画像上で指定した位置に対応する心臓長軸に直交する短軸断面上において、心臓長軸と指定位置（図１１に示すマーカ位置）とを結ぶ線分を設定し、その線分を指定位置側に延長した延長線（図１１に示す点線）上のいずれかの点に視点位置を設定する。一般的に、医用画像での投影３次元画像は平行投影によって行われるため、心臓内部に視点位置を置くようなことをしなければ、同じ投影結果が得られる。

　投影３次元画像生成部１２は、上記のようにして求めた新しい投影方向と視点位置とに基づいて新しい投影３次元画像を生成することによって、ブルズアイ画像上で指定された位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成する。

　また、このとき、投影３次元画像生成部１２は、ブルズアイ画像上で指定した位置と心臓上の位置が同じ位置である投影３次元画像上の位置を求め、その位置にマーカを付ける。具体的には、図９に示すブルズアイ画像上で指定されたマーク位置とブルズアイ画像の中心位置との距離を取得し、この距離とブルズアイ画像上のマーク位置の円周方向の位置とに基づいて、回転前の投影３次元画像上におけるマーク位置を取得する。そして、そのマーク位置を心臓の長軸を回転軸として回転量θだけ回転させることによって新しい投影３次元画像上におけるマーカ位置を求める。

　そして、投影３次元画像生成部１２において生成された新しい投影３次元画像が表示制御部１３に出力され、表示制御部１３は、図９に示すようなマーカの付された新しい投影３次元画像をディスプレイ３に表示する（Ｓ２０）。なお、図９に示す心臓の長軸は、ディスプレイには表示されない。

　上記第１の実施形態の医用画像表示システムによれば、機能画像と投影３次元画像との両方をディスプレイ３に表示する場合において、機能画像上において所定の位置が指定された際、その指定された所定の位置の情報に基づいて、指定された所定の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の投影３次元画像を生成し、その生成した投影方向の投影３次元画像を表示させるようにしたので、機能画像上の位置に対応する投影３次元画像上の位置にある血管などの形態を容易かつ迅速に観察することができる。

　なお、上記第１の実施形態の説明においては、投影３次元画像生成部１２が、心臓の長軸を回転軸として投影３次元画像を回転させるようにしたが、これに限らず、たとえば、図１２に示すように心臓を楕円体近似し、この楕円中心とブルズアイ画像上で指定した位置に対応する投影３次元画像上の位置とを結ぶ直線方向が正面方向となるような回転処理を行って新しい投影方向の投影３次元画像を生成するようにしてもよい。図１２は、このようにして生成された新しい投影方向の投影３次元画像を示すものである。

　具体的には、たとえば、上述したようにブルズアイ画像上で指定した位置と心臓上の位置が同じ位置である投影３次元画像上の位置は求めることができるため、この位置と楕円中心とを通る方向を単位ベクトルνとする。また、図１３に示すように心臓（楕円）の長軸方向をｚとすると、視線方向を単位ベクトルνとし、視線上方向がベクトルｚとなるような回転行列Ｍを下式（３）によって求めることができる。

　また、上記第１の実施形態の説明においては、初期設定の投影方向の投影３次元画像の表示から新しい投影方向の投影３次元画像の表示への変更について説明したが、さらにブルズアイ画像上において別の位置が指定された場合には、上記と同様にして、その指定された別の位置に対応する投影３次元画像上の位置が正面側を向くような新たな投影方向を再び取得し、その再び取得した新しい投影方向の投影３次元画像を生成し、現在の投影方向の投影３次元画像の表示から新しい投影方向の投影３次元画像の表示へと変更するようにすればよい。すなわち、ブルズアイ画像上において指定された位置に対応する投影３次元画像上の位置が常に正面側を向くように、ブルズアイ画像上における位置の指定に応じて新しい投影方向を順次取得し、その新しい投影方向の投影３次元画像を順次生成して表示するようにすればよい。

　また、上記第１の実施形態の説明においては、現在の投影方向の投影３次元画像の表示から新しい投影方向の投影３次元画像の表示へと２段階の切り替えで表示を変更するようにしたが、これに限らず、現在の投影方向と新しい投影方向との間についても、所定の間隔で複数の投影方向を取得し、その複数の投影方向の投影３次元画像を順次生成して順次表示することによって、現在の投影方向の投影３次元画像の表示から新しい投影方向の投影３次元画像の表示へと連続的に表示するようにしてもよい。

　次に、本発明の第２の実施形態を備えた医用画像表示システムについて説明する。第２の実施形態の医用画像表示システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態の医用画像表示システムと同様である。

　上述した第１の実施形態の医用画像表示システムにおいては、ブルズアイ画像上において指定された位置が常に正面側を向くように新しい投影方向を取得して投影３次元画像を生成するようにしたが、この場合、ブルズアイ画像上において指定された位置が変更される度に新しい投影方向が順次取得され、これに応じて投影３次元画像の表示が順次変更されることになる。

　しかしながら、たとえば、マウスなどによってディスプレイ３に表示されたカーソルの位置を指定することによってブルズアイ画像上の位置を指定する場合には、ユーザの手の動きによってはカーソルの位置がふらつく場合があり、このような場合にまでカーソルの位置に応じて投影３次元画像の表示を変更するようにしたのでは、投影３次元画像の投影方向がユーザの意図に反して細かく変更されることになり、ユーザとしては非常に観察しづらい表示となってしまうことがある。

　そこで、第２の実施形態の医用画像表示システムにおいては、上述したようなカーソル位置のふらつきがあったとしても、投影３次元画像の投影方向が細かく変更されることなく、かつ投影３次元画像上の観察したい範囲を常に正面側に向けて表示することができるようにしたものである。

　具体的には、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、図１４に示すように、ブルズアイ画像内を１７個の領域に区分し、この１７個の区分領域のうち、ブルズアイ画像上においてユーザによって指定された位置を含む区分領域、すなわち指定位置情報取得部１４によって取得された位置情報を含む区分領域を特定し、その区分領域内における予め設定された位置が正面側を向くような投影方向の投影３次元画像を生成する。

　ここで、上記区分領域は、図１４に示すように、ブルズアイ画像内を同心円状に複数に区分された領域をさらに円周方向に複数に区分した領域であるが、これは、心臓核医学における心筋のセグメントモデルに基づいて設定された領域である。具体的には、上記区分領域は、心筋の心基部と中央部の短軸画像をそれぞれ６セグメントに分割し、心尖部の短軸画像を４セグメントに分割し、これらに心尖部の１セグメントを加えて１７セグメントとしたセグメントモデルに基づいて設定された領域である。ただし、区分領域としては、必ずしも１７セグメントモデルに基づくものでなくてもよく、たとえば４分割、９分割、２０分割などその他のセグメントモデルに基づいて区分領域を設定するようにしてもよい。

　そして、投影３次元画像生成部１２は、上述したように１７個の区分領域のうち、ブルズアイ画像上においてユーザによって指定された位置を含む区分領域を特定し、その区分領域内における予め設定された位置を取得するが、本実施形態においては、特定した区分領域内の中心位置を取得する。

　具体的には、ブルズアイ画像上でユーザによって指定された位置が、図１４に示す１７個の区分領域のうち「７」の区分領域に含まれる場合には、すなわち、図１５に示すような「○」の位置や「△」の位置が指定された場合には、この「７」の区分領域の中心位置Ｃを取得する。なお、この中心位置Ｃとは、「７」の区分領域の半径方向および円周方向の中心位置である。ユーザによって指定された位置が、「７」の区分領域以外の区分領域に含まれる場合にも、その区分領域の半径方向および円周方向の中心位置Ｃを取得すればよいが、「１７」の区分領域に含まれる場合には、その円の中心位置Ｃが取得される。

　そして、本実施形態の投影３次元画像生成部１２は、上記のようにして取得した区分領域内の中心位置Ｃが正面側を向くような投影方向の投影３次元画像を生成する。すなわち、ブルズアイ画像上において異なる位置（たとえば、図１５に示す「○」の位置や「△」の位置）が指定されたとしても、その位置が同じ区分領域内に含まれるものであれば、同じ投影方向の投影３次元画像を生成することになる。したがって、ユーザによって指定される位置がユーザの手の動きによって多少変更したとしても、その位置が同じ区分領域内である場合には、同じ投影方向の投影３次元画像の表示が維持されることになる。なお、本実施形態においては、正面側を向かせる位置として区分領域内の中心位置Ｃとしたが、必ずしも区分領域内の中心位置でなくてもよく、区分領域内のその他の位置を予め設定するようにしてもよい。

　そして、ユーザによって指定される位置が他の区分領域内に移動した場合には、その移動先の区分領域内の中心位置Ｃが正面側を向くような投影方向の投影３次元画像が生成されて表示される。

　上述したようにして投影３次元画像の投影方向を変更することによって、投影３次元画像の投影方向が細かく変更されることを防止することができ、かつ投影３次元画像上の観察したい範囲、すなわち心筋のセグメントモデルによって設定された区分領域を常に正面側に向けて表示することができる。

　なお、区分領域内の中心位置Ｃが正面側を向くような投影方向の投影３次元画像の生成方法については、上記第１の実施形態においてユーザが指定した位置を用いて新しい投影方向を取得していたのに対し、第２の実施形態においては、ユーザが指定した位置の代わりに区分領域内の中心位置Ｃを用いるようにすれば良いだけなので、詳細な説明は省略する。

　なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、現在の投影方向の投影３次元画像から新しい投影方向の投影３次元画像へと連続的に切り替えて表示させるようにしてもよい。

Claims

　被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の機能を表す機能画像を生成する機能画像生成部と、
　前記被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の形態を表す投影３次元画像を生成する投影３次元画像生成部と、
　前記機能画像と前記投影３次元画像を表示部に表示させる表示制御部と、
　該表示部に表示された前記機能画像上において指定された所定の位置の情報を取得する指定位置情報取得部とを備え、
　前記投影３次元画像生成部が、前記機能画像上において前記所定の位置が指定された際、該指定された所定の位置の情報に基づいて、該指定された所定の位置に対応する前記投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の前記投影３次元画像を生成するものであり、
　前記表示制御部が、前記投影方向の投影３次元画像を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする医用画像表示制御装置。
　前記投影３次元画像上の位置が、前記指定位置情報取得部によって取得された位置情報が示す前記被検体上の位置と同じ位置であることを特徴とする請求項１記載の医用画像表示制御装置。
　前記投影３次元画像上の位置が、前記機能画像内を区分した複数の区分領域のうちの、前記指定位置情報取得部によって取得された位置情報を含む区分領域内の予め設定された位置であることを特徴とする請求項１記載の医用画像表示制御装置。
　前記区分領域内の予め設定された位置が、前記区分領域の中心位置であることを特徴とする請求項３記載の医用画像表示制御装置。
　前記区分領域が、同心円状に複数に区分された領域をさらに円周方向に複数に区分した領域であることを特徴とする請求項３または４記載の医用画像表示制御装置。
　前記区分領域が、前記機能画像内を１７個の領域に区分したものであることを特徴とする請求項３から５いずれか１項記載の医用画像表示制御装置。
　前記被検体が心臓であって、
　前記投影３次元画像生成部が、前記心臓の長軸方向を回転軸として回転処理を行って前記投影方向の投影３次元画像を生成するものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の医用画像表示制御装置。
　前記被検体が心臓であって、
　前記投影３次元画像生成部が、前記心臓を楕円体近似した場合の楕円中心と前記投影３次元画像上の位置とを結ぶ直線方向が正面方向となるような回転処理を行って前記投影方向の投影３次元画像を生成するものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の医用画像表示制御装置。
　被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の機能を表す機能画像を生成し、かつ前記被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の形態を表す投影３次元画像を生成し、前記機能画像と前記投影３次元画像を表示部に表示させる医用画像表示制御方法において、
　前記表示部に表示された前記機能画像上において所定の位置が指定された際、
　該指定された所定の位置の情報を取得し、
　該取得した位置情報に基づいて、前記指定された所定の位置に対応する前記投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の前記投影３次元画像を生成し、
　該生成した前記投影方向の投影３次元画像を表示させることを特徴とする医用画像表示制御方法。
　コンピュータを、
　被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の機能を表す機能画像を生成する機能画像生成部と、
　前記被検体を撮影して得られた３次元医用画像データに基づいて、前記被検体の形態を表す投影３次元画像を生成する投影３次元画像生成部と、
　前記機能画像と前記投影３次元画像を表示部に表示させる表示制御部と、
　該表示部に表示された前記機能画像上において指定された所定の位置の情報を取得する指定位置情報取得部として機能させる医用画像表示制御プログラムであって、
　前記投影３次元画像生成部が、前記機能画像上において前記所定の位置が指定された際、該指定された所定の位置の情報に基づいて、該指定された所定の位置に対応する前記投影３次元画像上の位置が正面側に向くような投影方向の前記投影３次元画像を生成するものであり、
　前記表示制御部が、前記投影方向の投影３次元画像を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする医用画像表示制御プログラム。