JP2010075549A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 管腔臓器内腔とその外側に浸潤している病巣部の関係を可視化し、またこれを観察し易い形態にて表示することができる医用画像処理装置等を提供する。
【解決手段】 管腔臓器の壁面を覗く内側領域と壁面を含む外側領域とに対して、それぞれ固有の条件に従った可視化処理を実行する。特に、管腔臓器の壁面を含む外側領域については、壁面を一定の厚みに従って半透明化するように条件を設定しこれに従う可視化処理を行うことで、壁面から外側に浸潤している病巣部、関連臓器の状態、管腔臓器自体の壁面状態等を可視化する。
【選択図】 図１

Description

医用画像診断装置から得られる原画像のボリュームデータを用いて臓器の三次元画像を作成して表示することで、ユーザーに診断情報を提供する医用の画像処理装置に関するもので、特に、血管や大腸などの管腔臓器の内腔、壁面及びその外側を可視化して表示できる装置に関して使用されるものである。

近年の医用画像分野で使用される画像処理装置は、超音波診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線CT装置）、磁気共鳴イメージング装置（MRＩ装置）等の医用画像機器と組み合わせて使用され、多くの病院、検査機関等で広く利用されている。この画像処理装置によって提供される三次元画像は、手術前のシミュレーション等において、消化管の腫瘍、プラーク（斑点）の形成、狭搾症等の原因を調べる際に行う消化管腔の画像化等に有効利用されている。

特に、近年のコンピュータ技術の進歩により、種々の形態による画像表示が可能である。その代表的なものとして、フライスルー法がある。この手法は、Ｘ線CT装置やMRＩ装置などで取得された原画像のボリュームデータを用いて、管腔臓器の内腔（例えば気管支や腸管など）を、あたかも内視鏡スコープで覗いている様な画像を表示するものである。従来の画像処理装置を用いれば、ボリュームレンダリングの透明度を適切な値に設定することで、臓器の内腔から見た壁面（例えば、気管支、血管、腸管等の内壁）の状態を再構成して表示することができる。

しかしながら、従来の画像処理装置においては、例えば次のような問題がある。

すなわち、従来の画像処理装置によって提供されるフライスルー画像は、内視鏡スコープで見ることのできる画像と同じ程度の情報しか得られず、医師が診断や治療に対して知りたいと思っている情報（例えば、内視鏡を使用した術式の適用範囲を把握するために、臓器の壁面から外側に向かって、病巣部（例えば、肺癌、大腸癌、胃癌など）が、どの程度の範囲まで浸潤しているか等を把握可能な情報）を提供することはできない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、管腔臓器の内腔、壁面及びその外側に浸潤している病巣部の関係を可視化し、またこれを観察し易い形態にて表示することができる画像処理装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。

本発明の第１の視点は、管腔臓器に関するボリュームデータを記憶する記憶手段と、前記管腔臓器の内腔を含む第１の領域の映像化についての第１の条件と、当該第１の条件とは異なる条件であって、前記管腔臓器の壁面及びその外側を含む第２の領域の映像化についての第２の条件と、をそれぞれ決定する決定手段と、前記第２の条件に従う映像化処理を実行し、前記第２の領域を含む画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって作成された画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置である。

本発明の第２の視点は、被検体の管腔臓器に関するボリュームデータを取得するデータ取得手段と、前記管腔臓器の内腔を含む第１の領域の映像化についての第１の条件と、当該第１の条件とは異なる条件であって、前記管腔臓器の壁面及びその外側を含む第２の領域の映像化についての第２の条件と、をそれぞれ決定する決定手段と、前記第２の条件に従う映像化処理を実行し、前記第２の領域を含む画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって作成された画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする医用画像診断装置である。

以上本発明によれば、管腔臓器の内腔、壁面及びその外側に浸潤している病巣部の関係を可視化し、またこれを観察し易い形態にて表示することができる画像処理装置を実現することができる。

以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本画像処理装置１は、操作部１０、表示部１２、送受信部１４、制御部１６、記憶部１８、三次元画像レンダリング部２０を具備している。

操作部１０は、画像処理において用いられる各種表示条件等の設定を入力するためのマウス、キーボード等を有する入力装置である。

表示部１２は、医用画像、各種設定を入力するための対話的画面等を表示する。

送受信部１４は、各種医用画像診断装置によって取得された画像等を、ネットワークＮを介して他の装置と送受信する。

制御部１６は、当該医用画像処理装置の動作を統括的に制御する。特に、制御部１６は、記憶部１８に記憶された専用プログラムを図示していないメモリ上に展開し、これに従って三次元画像レンダリング部２０を構成し動作させることで、管腔臓器壁面とその外側に浸潤している病巣部の関係を可視化するための機能（以下「管腔臓器病巣部等の可視化機能」と呼ぶ。）を実現する。この管腔臓器病巣部等の可視化機能については、後で詳しく説明する。

記憶部１８は、各種医用画像診断装置によって取得されたボリュームデータの他、管腔臓器病巣部等の可視化機能を実現するための専用プログラムを記憶する。

図２は、Ｘ線CT装置によって収集されるボリュームデータ（CTボリュームデータ）を模式的に示したものである。同図に示すように、CTボリュームデータは、Ｘ線CT装置によって収集される二次元画像（CT原画像）を積層し、また必要に応じて補間することで生成される。記憶部１８は、この様なボリュームデータを、患者ＩＤ、検査種等を含む付帯情報と共に記憶する。

三次元画像レンダリング部２０は、通常のボリュームレンダリング処理（管腔臓器の内腔を含む領域の映像化処理）、及び管腔臓器病巣部等を可視化するためのボリュームレンダリング処理（管腔臓器病巣部等に関する映像化処理）を実行するものであり、臓器表示条件設定部２００、壁面表示条件設定部２０１、画像作成部２０２を有している。

臓器表示条件設定部２００は、通常のボリュームレンダリング処理において用いられる臓器表示条件を設定するものである。ここで、臓器表示条件とは、管腔臓器の内腔を含む領域を可視化するための視点位置、視線方向ベクトル、光源位置、不透明度（Opacity）又は透明度（Transparency）、FOV、カラーテーブル等の各種パラメータのうちの少なくとも一つを含むものである。以下、各パラメータについて説明する。

［視点位置、視線方向ベクトル、光源位置］
ボリュームデータ空間上に設定される視点位置、視線方向ベクトル、光源位置である。これらは、ボリュームレンダリングにおける投影変換が透視投影（Perspective Projection）であるのか、平行投影（Parallel Projection）であるのかに応じてそれぞれ設定される。

図３（ａ）、（ｂ）は、内腔を含む領域の映像化において設定される視点位置、視線方向ベクトルを説明するための図である。すなわち、初期設定または操作部１０からのマニュアル操作により、ボリュームデータ空間上のある任意の点が透視投影画像の視点位置（例えば血管内の任意の点）として設定され、また、当該視点位置からの観察方向を示す視線方向（例えば、血管の長手方向）が設定される。特に、マニュアル操作による場合には、図３（ａ）に示す平行投影画像上に、操作部１０からの操作によって視点位置及び視線方向を指定できることが好ましい。この設定に従ったボリュームレンダリング処理により、例えば図３（ｂ）示すような透視投影画像を得ることができる。

［不透明度又は透明度］
不透明度（又は透明度）は、ボリュームデータ空間上における原画像上の各画素値（例えばCT値）に応じて割り当てられる。

図４は、透明度の設定形態の一例を示したグラフである。ボリュームレンダリングにおいて不透明度を設定する場合、透明は０以下の値に、不透明は１以上の値に設定される。なお、このグラフを用いた不透明度の設定は一例である。従って、不透明度の設定形態は当該例に限定されず、例えば不透明度を示す直線又は曲線の形状は、各画素値と不透明度との対応関係を定義するものであれば、どの様なものであってもよい。

［カラーテーブル］
原画像上の各画素値に割り当てられるボリュームレンダリング画像描画時の色であり、通常、ＲＧＢαの３２ビットで表記される。しかしながら、カラーテーブルは各画素値との対応関係を定義するものであれば、どの様なものであってもよい。例えば、図５に示すように、不透明度設定のグラフを用いてカラーテーブルを定義することも可能である。同図においては、５６以下の画素値を肌色、２５０以上の画素値を白色、５６と２５０の間に対応する画素値を橙色に対応させるように定義している。また、この色情報については、それぞれ画素値の違いによって色にグラデーションが付けられている場合もある。

［ＦＯＶ］
視点位置から見た視線方向ベクトルの向きで、どのくらいの領域を描画するかを指定するパラメータであり、例えば角度で指定される。

図６（ａ）、（ｂ）は、透視投影の場合に設定されるＦＯＶを説明するための図である。すなわち、図６（ａ）に示すように、平行投影画像上においてＦＯＶを角度θで設定すると、視点位置を基準として視線方向にθの円柱領域（又は円錐領域等）が設定され、この領域内に存在するボリュームデータを対象としてレンダリング処理が実行され、図６（ｂ）示すような透視投影画像を得ることができる。

画像作成部２０２は、臓器表示条件設定部２００によって設定された臓器表示条件、又は壁面表示条件設定部２０１において設定された壁面表示条件に従って、平行投影又は透視投影によるボリュームレンダリング処理を実行する。

壁面表示条件設定部２０１は、壁面及びその内部のボリュームレンダリング処理において用いられる壁面表示条件を設定するものである。ここで、壁面表示条件とは、壁面及びその外側を可視化するための視点位置、視線方向ベクトル、光源位置、不透明度又は透明度、ＦＯＶ、カラーテーブル、管腔臓器壁面の厚さ等の各種パラメータのうちの少なくとも一つを含むものである。以下、臓器表示条件と設定が異なるパラメータについて説明する。

［不透明度又は透明度］
臓器表示条件として設定される不透明度等とは異なり、管腔臓器の壁面を対象として別途設定する。この壁面表示条件の不透明度（又は透明度）は、管腔臓器の壁面が半透明となるように設定される。なお、設定の形態については、臓器表示条件の場合と同様である。

［管腔臓器壁面の厚さ］
管腔臓器病巣部等に関する映像化処理において用いられる管腔臓器壁面の厚さである。この管腔臓器壁面の厚さの設定は、手動モードと自動モードとの二つのモードを用いることができる。

手動モードは、表示部１２において表示されるＧＵＩを用いて、操作部１０からの入力により所望の厚みを設定する操作様式である。また、自動モードは、所定のプログラムにより自動的に壁面の厚さを設定するものである。例えば、図７（ａ）に示すように内側壁面（内側境界面）から外側に向かって伸びる壁厚方向の垂直ベクトル上で、図７（ｂ）に示すような原画像上のCT値のプロファイルを取り、濃淡値（画素値）の極端に変化する点（変化が閾値以上となる点）を、外側壁面とその外側にある空間の境界面とすることで、壁面の厚さを自動設定する。

［カラーテーブル］
管腔臓器病巣部等に関する映像化処理において用いられるカラーテーブルの設定には、第１のモードと第２のモードとを用いることができる。

第１のモードは、臓器表示条件として設定されるカラーテーブルにおいて管腔臓器の壁面に対応する画素値に設定された色と、管腔臓器病巣部等に関する映像化処理において管腔臓器の壁面に割り当てる色とを同じにする様式である。一方、第２のモードは、臓器表示条件として設定されるカラーテーブルにおいて管腔臓器の壁面に対応する画素値に設定された色と、管腔臓器病巣部等に関する映像化処理において管腔臓器の壁面に割り当てる色とを異なるものにする様式である。

（管腔臓器病巣部等に関する映像化）
次に、三次元画像レンダリング部２０において実行される管腔臓器病巣部等に関する映像化処理について説明する。この処理は、臓器壁面から外側に向かって通常とは異なる条件によりボリュームレンダリングを行うことで、臓器壁面及びその内部や外側を可視化し、病巣部がどの程度の範囲まで浸潤しているかを判定可能な情報を提供するものである。なお、以下の説明においては、図８に示すように、映像化対象とする管腔臓器を血管とし、これを透視投影により映像化する場合を例とする。

図９は、管腔臓器病巣部等に関する映像化において実行される処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、記憶部１８からボリュームデータが読み出され、臓器表示条件、壁面表示条件が設定される（ステップＳ１）。ここでは、典型的な例を説明するため、視点位置は血管内に、視線方向ベクトルは血管の長手方向に沿って設定されるものとする。また、各条件を構成する各パラメータの入力については、既述のしたように自動でも手動でもよい。

次に、画像生成部２０２は、図１０に示すように、視点から視線方向に沿って各レイを延ばし、臓器表示条件設定部２０１によって設定された条件に従って不透明になる点までを通常のボリュームレンダリングを実行する（ステップＳ２）。また、画像生成部２０２は、ボリュームレンダリングにおいて各画素に割り当てられた不透明度に基づいて、壁面を構成する画素を特定し、壁面を検出する（ステップＳ３）。この壁面の検出は、例えば透明度の値が１．０に設定されているＣＴ値を持ったが素、又は光が減衰してそれ以上奥にある物体に光が届かなくなり、奥にある物体が見えなくなる位置（画素）を特定すること等で実現できる。

次に、画像生成部２０２は、各レイの内側壁面との接点における濃度勾配を算出する（ステップＳ４）。また、画像生成部２０２は、図１０に示すように、当該勾配に基づいて各接点において内側壁面に対し垂直なベクトルを算出し、このベクトルを各接点における壁面の厚み方向とし（ステップＳ５）、当該厚み方向及び壁面表示条件として設定された厚さに基づいて外壁面の境界を設定する（ステップＳ６）。ここでは、設定される外壁面の境界は、例えば図１１に示すようにステップＳ２において特定された壁面から所定の距離だけ外側に位置するものとする。

次に、画像生成部２０２は、壁面及びその内部に関するボリュームレンダリング処理を実行する（ステップＳ７）。このとき、壁面内のレンダリングは、壁面表示条件に加えて次の条件に従うものとする。

・壁面内は透明である事とし、壁面の厚み内にレイ上の点が存在する場合、光の減衰は起こらないものとする。これにより、壁面の境界部分のみが、境界面として鮮明に描出される。

・壁面内は均一な物質で埋まっていると仮定し、壁面内をレイが進んでいる間は、一定の度合いで光は減衰する。

・レイ上をトレースして行き、光が減衰し壁面以外の場所で不透明になった点で止まる。

・壁面内以外の場所にレイ上の点が存在する場合、通常のボリュームレンダリングの方法で画素値の値を計算し処理する。

次に、ステップＳ７において求めたボリュームレンダリング画像の影付け値を、投影面上の画素値（結果画像上のピクセル値）として、画像上に書き込むことで、投影画像を生成する（ステップＳ８）。

なお、ステップＳ１〜Ｓ８までのレンダリング処理を、投影面上に存在する全てのピクセルに対して実行される。

以上述べた一連の処理により、図１２に示すような管腔臓器の壁面のみが半透明になったような透視投影画像が生成され、表示部１２に表示される。医師等の観察者は、この透視投影画像を観察することで、管腔臓器壁面の内側から外側に位置するポリープその他病巣部、他の臓器等が例えば青色半透明で視認することができる。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本画像処理装置によれば、管腔臓器の壁面を覗く内側領域と壁面を含む外側領域とに対して、それぞれ固有の条件に従った可視化処理を実行する。特に、管腔臓器の壁面を含む外側領域については、壁面を一定の厚みに従って半透明化するように条件を設定しこれに従う可視化処理を行うことで、壁面から外側に浸潤している病巣部、関連臓器の状態、管腔臓器自体の壁面状態等を可視化することができる。その結果、病巣部の治療や術式の検討、診断等を行う際に有用な情報を提供することができ、医療行為の質の向上に寄与することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置について説明する。本実施形態に係る画像処理装置は、管腔臓器壁面外側のボリュームレンダリング処理によって得られた画像と共に、MPR三断面画像を同時に表示するものである。このMPR三断面画像は、臓器内腔又は管腔臓器壁面外側のボリュームレンダリング処理において用いられた視点位置、視線方向に基づいて特定される。

図１３は、本実施形態に係る画像処理装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本画像処理装置１は、図１に示した構成に加えてMPR画像レンダリング部２２をさらに具備する構成となっている。このMPR画像レンダリング部２２は、位置情報入力部２２０、直交三段面位置決定部２２１、MPR画像作成部２２２を有している。

位置情報入力部２２０は、例えば臓器可視化のために生成される平行投影画像上において設定された視点位置、視線方向を、三次元画像レンダリング部２０から入力する。この平行投影画像上において設定された視点位置、視線方向は、管腔臓器壁面外側の可視化において用いられた視点位置、視線方向である。しかしながら、これに拘泥されず、例えばマニュアル設定等により、当該平行投影画像上において任意の位置に設定された視点位置、視線方向を入力する様にしてもよい。

直交三段面位置決定部２２１は、位置情報入力部２２０によって入力された視点位置、視線方向に基づいて、直交する三断面の位置を決定する。例えば、直交三段面位置決定部２２１は、視点位置を含み視線方向に直交する第１の断面、及び視点位置を含む第１の断面に直交する第２の断面及び第３の断面を決定することにより、MPR画像を生成するための直交する三断面の位置を決定する。

MPR画像作成部２２２は、決定された直交する三断面に関するMPR画像を作成する。作成されたMPR画像は、所定の形態にて表示部１２に表示される。

図１４は、本画像処理装置１によって実行される管腔臓器内腔外側等に関するボリュームレンダリング処理及びMPR画像レンダリング処理の流れを示したフローチャートである。

まず、同図に示すように、画像データの読み込み（ステップＳａ）、壁面外側の可視化を含む管腔臓器に関する画像生成が実行される（ステップＳｂ）。次に、平行投影画像上において設定された視点位置及び視線方向に基づいて決定された直交三断面に関するMPR画像が生成される（ステップＳｃ）。すなわち、直交三断面位置決定部２２１は、平行投影画像上において設定された視点位置を含み視線方向に直交する第１の断面、及び視点位置を含む第１の断面に直交する第２の断面及び第３の断面を決定する。MPR画像作成部２２２は、ステップＳａにおいて読み出した画像データを用いて、決定された直交三断面に関するMPR画像を生成する。

次に、表示部１２は、制御部１６からの制御に従って、管腔臓器に関する画像及び直交三断面に関するMPR画像を所定の形態にて表示する（ステップＳｄ）。

図１５は、管腔臓器に関する画像及び直交三断面に関するMPR画像の表示形態の一例を示した図である。同図に示すように、管腔臓器に関する画像である透視投影画像Ｉａ及び平行投影画像Ｉｂと、直交三断面に関するMPR画像とが同時に並べて表示される。このMPR画像は、平行投影画像上において設定された視点位置及び視線方向に基づいて決定された三断面に対応するものである。また、平行投影画像Ｉｂ上には、視点位置及び視線方向がマーカとして重畳表示される。

以上述べた構成によれば、第１の実施形態で述べた効果に加えて、平行投影画像上に設定された視点位置及び視線方向に基づく直交するMPR三断面画像を生成し表示することができる。従って、観察者は、表示された透視投影画像Ｉａ、平行投影画像Ｉｂ、MPR画像を比較することで、位置を対応付けながら、複数の画像を容易に観察することができる。その結果、病巣部の治療や術式の検討、診断等を行う際に有用な情報を提供することができ、医療行為の質の向上に寄与することができる。

（第３の実施形態）
既述の第１及び第２の実施形態では、例えば図１２に示したように、病巣領域をその周辺の臓器壁面と同じ半透明色（例えば、青色半透明）で映像化する例を示した。これに対し、本第３の実施形態では、病巣領域を、臓器内腔側に突出している部分（内腔病巣部分）、病巣当該病巣がないと推定した場合の管腔臓器内壁面との交差部分（交差病巣部分）、臓器内壁面から外側（すなわち、臓器壁内）に突出している病巣部分（壁内病巣部分）の三つの部分に分類し、これらを区別できるように表示する。また、各部分の大きさ及び病巣領域の大きさ等の定量的情報を計算し、提示する。

図１６は、第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示した図である。図１と比較した場合、定量的解析部２０３をさらに具備する点、及び画像生成部２０２の機能が主に異なる。なお、管腔臓器壁面外側のボリュームレンダリング処理によって得られる画像と共にMPR画像を同時に表示する場合には、図１６に示した構成に加えて、図１３のMPR画像レンダリング部２２をさらに具備する構成となる。

画像生成部２０２は、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分を抽出（分類）し、それぞれに異なる色彩が割り当てることで、各部分が識別可能な透視投影画像を生成する。すなわち、画像生成部２０２は、例えば図９のステップＳ３において特定された壁面に基づいて、病巣が存在しないと推定した場合の管腔臓器内壁面を抽出する。また、画像生成部２０２は、ボリュームデータに対して所定の閾値処理を用いて、病巣領域を抽出する。さらに、画像生成部２０２は、抽出された管腔臓器内壁面と病巣領域とを用いて、各ボクセルを内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分、（病巣の存在しない）臓器壁面部分に分類する。画像生成部２０２は、各部分に分類されたボリュームデータを用いて既述の壁面及びその内部に関するボリュームレンダリング処理を実行し、各部分に異なる色彩を割り当てることで、それぞれが色別に表示される投影画像を生成する。

定量的解析部２０３は、抽出された内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の各部分の大きさ、病巣領域の大きさ等の定量的情報を計算する。すなわち、定量的解析部２０３は、ボリュームデータ上で分類された部分毎に含まれるボクセル数と１ボクセルの体積とに基づいて、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分、病巣領域のそれぞれの大きさ（体積）を計算する。また、必要に応じて、その表面積や直径等も計算することができる。

図１７は、三次元画像レンダリング部２０において実行される映像化処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すステップＳ１１〜ステップＳ１６までの処理は、図９に示したステップＳ１１〜ステップＳ１６までの処理を実質的に同じであるので、その説明は省略する。

画像生成部２０２は、ステップＳ３において特定された壁面に基づいて、病巣が存在しないと推定した場合の管腔臓器内壁面を抽出する。（ステップＳ１７）。すなわち、画像生成部２０２は、例えばステップＳ３において図１８に示すような壁面Ｗ（点線部分）が検出された場合には、例えばその曲率が所定の範囲内に存在するように壁面Ｗを近似することで、或いは所定の範囲内の値を有するボクセルを用いて壁面Ｗを近似することで、管腔臓器内壁面Ｗ′（実線部分）を抽出する。また、画像生成部２０２は、所定の閾値処理を行うことで、病巣領域を抽出する（ステップＳ１８）。

画像生成部２０２は、抽出された管腔臓器内壁面及び病巣領域に基づいて、ボリュームデータを内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分、臓器壁面部分に分類する（ステップＳ１９）。また、定量的解析部２０３は、抽出された内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分、及び病巣の各大きさを計算する定量的解析を実行する（ステップＳ２０）。

画像生成部２０２は、各部分に分類されたボリュームデータを用いて既述の壁面及びその内部に関するボリュームレンダリング処理を実行し（ステップＳ２１）、分類された各部分に異なる色彩を割り当てることで、それぞれが色別に識別可能な投影画像を生成する（ステップＳ２２）。生成された投影画像は、例えば内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の定量的情報と共に、所定の形態で表示される（ステップＳ２３）。

図１９は、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の色別表示の一例を示した図である。なお、同図では視点及び視線方向を図６に示した設定とした例を示しているため、各部分は視点に対して手前にある順番（すなわち、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の順番）に表示されている。なお、図２０には図１９の例に比して交差病巣部分が大きい場合の投影画像の例を、図２１には、交差病巣部分が存在しない場合の例をそれぞれ示した。

以上述べた構成によれば、既述の効果に加えて、以下の効果を実現することができる。すなわち、ユーザは、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の位置関係やその大きさを、それぞれに割り当てられた色彩や定量的情報により、視覚的に認識することができる。その結果、病巣部の治療や術式の検討等を行う際に、有用な情報を提供することができ、医療行為の質の向上に寄与することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。

（２）上記各実施形態において、専用スイッチを設けることで、管腔臓器の壁面を含む外側領域についての可視化処理を任意のタイミングで実行可能な構成としてもよい。係る構成によれば、例えば、対象となる壁面自体を可視化した後、透明度設定機能により透明度（又は不透明度）を所定の値に設定することで、管腔臓器の壁面を含む外側領域についての可視化処理を行うことも可能である。これにより、壁面とその外側領域との比較観察ができ、従来にはない有用な医用情報を提供することができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上本発明によれば、管腔臓器内腔とその外側に浸潤している病巣部の関係を可視化し、またこれを観察し易い形態にて表示することができる医用画像処理装置及び医用画像診断装置を実現することができる。

図１は、第１の実施形態に係る画像処理装置１のブロック構成図を示している。 図２は、Ｘ線CT装置によって収集されるボリュームデータ（CTボリュームデータ）を模式的に示したものである。 図３（ａ）、（ｂ）は、透視投影の場合に設定される視点位置、視線方向ベクトルを説明するための図である。 図４は、透明度の設定形態の一例を示したグラフである。 図５は、、不透明度設定のグラフの一例を示した図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、透視投影の場合に設定されるＦＯＶを説明するための図である。 図７は、管腔臓器病巣部等に関する映像化における、外壁面の境界設定を説明するための図である。 図８は、ボリュームレンダリングの形態を説明するための図である。 図９は、管腔臓器病巣部等に関する映像化において実行される処理の流れを示したフローチャートである。 図１０は、管腔臓器病巣部等に関する映像化における、外壁面の境界設定を説明するための図である。 図１１は、壁面検出における外壁面の境界を設定するための図である。 図１２は、管腔臓器病巣部等に関する映像化処理によって得られる画像の一例を示した図である。 図１３は、第２の実施形態に係る画像処理装置１のブロック構成図を示している。 図１４は、管腔臓器内腔外側等に関するボリュームレンダリング処理及びMPR画像レンダリング処理の流れを示したフローチャートである。 図１５は、管腔臓器に関する画像及び直交三断面に関するMPR画像の表示形態の一例を示した図である。 図１６は、第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示した図である。 図１７は、三次元画像レンダリング部２０において実行される映像化処理の流れを示したフローチャートである。 図１８は、管腔臓器内壁面の概形を推定処理を説明するための図である。 図１９は、内腔病巣部分、交差病巣部分、壁内病巣部分の色別表示の一例を示した図である。 図２０は、図１９の例に比して交差病巣部分が大きい場合の投影画像の例を示した図である。 図２１は、交差病巣部分が存在しない場合の例を示した図である。

符号の説明

１…画像処理装置、１０…操作部、１２…表示部、１４…送受信部、１６…制御部、１８…記憶部、２０…三次元画像レンダリング部、２２…MPR画像レンダリング部、２００…臓器表示条件設定部、２０１…壁面表示条件設定部、２０２…画像作成部、２０３…定量的解析部、２２０…位置情報入力部、２２１…直交三段面位置決定部、２２２…MPR画像作成部

Claims (13)

1. 管腔臓器に関するボリュームデータを記憶する記憶手段と、
   前記管腔臓器の内腔を含む第１の領域の映像化についての第１の条件と、当該第１の条件とは異なる条件であって、前記管腔臓器の壁面及びその外側を含む第２の領域の映像化についての第２の条件と、をそれぞれ決定する決定手段と、
   前記第２の条件に従う映像化処理を実行し、前記第２の領域を含む画像を生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段によって作成された画像を表示する表示手段と、
   を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記決定手段は、前記管腔臓器の壁面が半透明となるように透明度又は不透明度を前記第２の条件として決定し、
   前記画像生成手段は、前記第２の条件に従って、壁面が半透明である前記第２の領域を含む画像を生成すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記決定手段は、前記管腔臓器の内側壁面と垂直な方向に沿った画素値の変化に基づいて、前記管腔臓器の壁面の厚さを前記第２の条件として決定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 前記決定手段は、操作者によって設定された前記管腔臓器の壁面の厚さを前記第２の条件として決定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
5. 前記第１の領域の映像化において管腔臓器の壁面と前記第２の領域の映像化において管腔臓器の壁面とに同じ色を割り当てる第１のカラーモード又は異なる色を割り当てる第２のカラーモードを選択する選択手段をさらに具備し、
   前記決定手段は、前記選択されたカラーモードを前記第２の条件として決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
6. 前記画像生成手段は、前記ボリュームデータを用いて前記管腔臓器のMPR画像を生成し、
   前記表示手段は、前記２の領域に関する画像と前記MPR画像を同時に表示すること、
   を特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
7. 前記画像生成手段は、
   前記第１の領域又は前記第２の領域の映像化において用いられる視点位置及び視線方向に基づいて少なくとも一つの断面を決定し、
   決定された前記少なくとも一つの断面に対応する画像を前記MPR画像として生成すること、
   を特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
8. 前記表示手段は、前記視点位置及び前記視線方向を、前記第１の領域を含む画像上にマーカ表示することを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
9. 前記第１の領域を含む画像上において前記視点位置及び前記視線方向を指定する指定手段をさらに具備し、
   前記画像手段は、指定された前記視点位置及び前記視線方向に基づいて、前記MPR画像を生成すること、
   を特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
10. 前記第１の条件に従う映像化処理と前記第２の条件に従う映像化処理とを選択する選択手段をさらに具備し、
    前記画像生成手段は、前記選択手段によって選択された条件に従う映像化処理を実行して画像を生成すること、
    を具備することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
11. 前記画像生成手段は、
    前記ボリュームデータの各ボクセル値に基づいて、病巣領域と病巣がないと推定した場合の管腔臓器の内壁面とを抽出し、
    前記抽出された病巣領域及び前記抽出された管腔臓器の内壁面に基づいて、管腔臓器内腔側に突出している第１の病巣部分、臓器内壁面と交差する第２の病巣部分、臓器内壁面から外側に突出している第３の病巣部分を抽出し、
    前記第１の病巣部分、第２の病巣部分、第３の病巣部分に異なる色彩が割り当てられた、前記第２の領域を含む画像を生成すること、
    を特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
12. 前記ボリュームデータの各ボクセル値に基づいて、前記第１の病巣部分、前記第２の病巣部分、前記第３の病巣部分の少なくともいずれかの大きさを計算する定量的解析手段をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の画像処理装置。
13. 被検体の管腔臓器に関するボリュームデータを取得するデータ取得手段と、
    前記管腔臓器の内腔を含む第１の領域の映像化についての第１の条件と、当該第１の条件とは異なる条件であって、前記管腔臓器の壁面及びその外側を含む第２の領域の映像化についての第２の条件と、をそれぞれ決定する決定手段と、
    前記第２の条件に従う映像化処理を実行し、前記第２の領域を含む画像を生成する画像生成手段と、
    前記画像生成手段によって作成された画像を表示する表示手段と、
    を具備することを特徴とする画像診断装置。

Images