特許 6257913 医用画像処理装置および医用画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6257913

(24)【登録日】2017年12月15日

(45)【発行日】2018年1月10日

(54)【発明の名称】医用画像処理装置および医用画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20171227BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20171227BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 360G

   A61B5/05 380

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-88434(P2013-88434)

(22)【出願日】2013年4月19日

(65)【公開番号】特開2014-210084(P2014-210084A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木本 達也

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１９６４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４３０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１１８１００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

医用３次元画像データから管状構造物の芯線を抽出する芯線抽出部と、
前記３次元画像データから前記管状構造物の内壁および外壁を抽出し、前記芯線が略直線状となるように前記３次元画像データを変形させてから、前記外壁の外側に視点を設定し、前記視点に対応する投影面上に前記管状構造物を投影した際に前記内壁の画像および前記外壁の画像が含まれるよう前記管状構造物の破断面の位置を設定し、前記破断面の位置にもとづいて前記視点からレンダリング処理を行うことにより、前記内壁の画像および前記外壁の画像を同時に含みつつ前記芯線が略直線状となるように前記３次元画像データを変形させた３次元画像であるＳＰＲレンダリング画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記画像生成部は、
前記視点および前記破断面の空間座標を固定し、前記管状構造物を前記芯線に沿って前記空間座標内で移動させつつ所定の移動間隔ごとに前記ＳＰＲレンダリング画像を生成する、
医用画像処理装置。

【請求項2】

前記画像生成部は、
前記３次元画像データから前記管状構造物の前記内壁および前記外壁を抽出し、前記内壁の情報にもとづいてフライスルー画像を生成し、このフライスルー画像を前記芯線が略直線状となるように前記３次元画像データを変形させ、前記外壁の外側に前記視点を設定し、前記視点に対応する投影面上に前記管状構造物を投影した際に前記内壁の画像および前記外壁の画像が含まれるよう前記破断面の位置を設定し、前記外壁の情報および前記破断面の位置にもとづいて前記視点からレンダリング処理を行うことにより前記ＳＰＲレンダリング画像を生成する、
請求項１記載の医用画像処理装置。

【請求項3】

前記画像生成部は、
前記ＳＰＲレンダリング画像に対し、前記管状構造物の前記内壁および前記外壁の異常箇所の位置を示す強調画像を重畳表示する、
請求項１または２に記載の医用画像処理装置。

【請求項4】

前記画像生成部は、
前記視点の変更指示に応じて前記ＳＰＲレンダリング画像を再生成する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。

【請求項5】

前記破断面は、
曲面、または、前記視点と前記芯線とを含む平面に直交するとともに前記芯線に直交する面よりも前記投影面を向いた平面である、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。

【請求項6】

コンピュータに、
医用３次元画像データから管状構造物の芯線を抽出するステップ、
前記３次元画像データから前記管状構造物の内壁および外壁を抽出するステップ、
前記芯線が略直線状となるように前記３次元画像データを変形させるステップ、
前記３次元画像データの変形後に前記外壁の外側に視点を設定するステップ、
前記視点に対応する投影面上に前記管状構造物を投影した際に前記内壁の画像および前記外壁の画像が含まれるように、前記管状構造物の破断面の位置を設定するステップ、および
前記破断面の位置にもとづいて前記視点からレンダリング処理を行うことにより、前記内壁の画像および前記外壁の画像を同時に含みつつ前記芯線が略直線状となるように前記３次元画像データを変形させた３次元画像であるＳＰＲレンダリング画像を生成するステップ、
を実行させるためのプログラムであって、
前記ＳＰＲレンダリング画像を生成するステップは、
前記視点および前記破断面の空間座標を固定し、前記管状構造物を前記芯線に沿って前記空間座標内で移動させつつ所定の移動間隔ごとに前記ＳＰＲレンダリング画像を生成するステップを含む、
医用画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、医用画像処理装置および医用画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置や磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）等で得られたボリュームデータ（３次元データ）にもとづいて管状構造物を観察する方法として、ＭＰＲ（Multi-Planner Reconstruction）法やＣＰＲ（Curved multi-Planner Reconstruction）法、伸張ＣＰＲ（Stretched CPR）法（以下、ＳＰＲ法という）と呼ばれる方法が知られている。

【0003】

ＭＰＲ法は、３次元データを任意方向の平面で切断し、この平面に垂直な方向から見た断面画像を再構成する手法である。一方、ＣＰＲ法は、主に３次元データ中の管状構造物を観察する場合に用いられる手法であり、管状構造物の芯線に沿って一方向に曲率を有する曲面で３次元データを切断し、この曲面を平面に展開することにより管状構造物の芯線に沿った断面画像を再構成する。また、ＳＰＲ法は、ＣＰＲ法で抽出された芯線をさらに直線状に引き伸ばす方法である。これらの方法によれば、ユーザは管状構造物の断面を容易に観察することができる。

【0004】

また、ボリュームデータにおけるユーザの視点を管状構造物の内部に仮想的に設定し、この視点から観察される管状構造物の内部を３次元画像として表示する仮想内視鏡モード（フライスルーモード）もよく知られている。フライスルー画像によれば、ユーザは管状構造物の内部の様子を容易に把握することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３４６１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、これらの方法では、ユーザは管状構造物の内壁の様子、外壁の様子および全体像を同時に把握することが難しい。

【0007】

たとえば、ＭＰＲ３断面画像を用いる場合、ユーザは管状構造物の全体像を把握するためには１枚ずつ断面を呼びださなければならないため、全体像の把握が困難である。また、ＳＰＲ画像を用いる場合、管状構造物の芯線に沿った方向の全体像を把握することはできるものの、ＳＰＲ画像はあくまで芯線を通る１断面の画像にすぎないため、内壁および外壁の様子はこの１断面で捉えられるごく一部の様子しか把握することができない。また、フライスルー画像を用いる場合、ユーザは、内壁の様子を把握することはできるものの、外壁の様子については全く把握できないとともに、全体像を把握することは非常に困難である。

【0008】

また、たとえば表示部の画面を２分割してフライスルー画像とＳＰＲ画像とを同時に表示した場合、ユーザは２つの画像を見比べなければならず、やはり管状構造物の内壁、外壁および全体像を同時に把握することが難しい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置は、上述した課題を解決するために、医用３次元画像データから管状構造物の芯線を抽出する芯線抽出部と、３次元画像データから管状構造物の内壁および外壁を抽出し、芯線が略直線状となるように３次元画像データを変形させ、外壁の外側に視点を設定し、視点に対応する投影面上に管状構造物を投影した際に内壁の画像および外壁の画像が含まれるよう管状構造物の破断面の位置を設定し、破断面の位置にもとづいて視点からレンダリング処理を行うことにより、内壁の画像および外壁の画像を同時に含みつつ芯線が略直線状となるように３次元画像データを変形させた３次元画像であるＳＰＲレンダリング画像を生成する画像生成部と、を備え、前記画像生成部は、前記視点および前記破断面の空間座標を固定し、前記管状構造物を前記芯線に沿って前記空間座標内で移動させつつ所定の移動間隔ごとに前記ＳＰＲレンダリング画像を生成するものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置の一構成例を示すブロック図。

【図2】制御部ＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。

【図3】（ａ）は従来のフライスルー画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は従来のクロスカット画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は従来のＳＰＲ画像の一例を示す説明図。

【図4】ＳＰＲレンダリング画像の生成方法の一例を説明するための図。

【図5】管状構造物の一部が切断面で切断された場合のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図。

【図6】管状構造物の一部が曲面で切断された場合のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図。

【図7】（ａ）は芯線を軸として管状構造物を回転させる場合の回転前のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す例から芯線を軸として９０度回転したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す例から芯線を軸としてさらに９０度回転したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図。

【図8】（ａ）は、芯線に沿って管状構造物を移動させる場合の移動前のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す例から芯線に沿って所定距離移動したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す例から芯線に沿ってさらに所定距離移動したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図。

【図9】ＳＰＲレンダリング画像およびＳＰＲ画像に異常箇所の位置を示す強調画像を重畳表示する場合の画像の一例を示す説明図。

【図10】図１に示す制御部のＣＰＵにより、ユーザが管状構造物の内壁の様子、外壁の様子および全体像を容易に同時に把握することができるＳＰＲレンダリング画像を生成する際の手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る医用画像処理装置および医用画像処理プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置１０の一構成例を示すブロック図である。

【0013】

医用画像処理装置１０は、図１に示すように、入力部１１、表示部１２、ネットワーク接続部１３、記憶部１４および制御部１５を有する。

【0014】

入力部１１は、少なくともポインティングデバイスを含み、たとえばマウス、トラックボール、キーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を制御部１５に出力する。

【0015】

表示部１２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、制御部１５の制御に従ってＳＰＲレンダリング画像などの各種画像を表示する。

【0016】

ネットワーク接続部１３は、ネットワーク１００の形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部１３は、この各種プロトコルに従って医用画像処理装置１０と他の電気機器とを接続する。ここでネットワーク１００とは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

【0017】

記憶部１４は、モダリティ１０１から出力される医療用のボリュームデータ（医用３次元画像データ）や再構成画像データを記憶する。モダリティ１０１は、たとえばＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、Ｘ線診断装置などの医用画像診断装置であって、被検体（患者）の撮像により得られた投影データにもとづいてボリュームデータ（３次元画像データ）を生成可能な装置により構成することができる。

【0018】

また、医用画像処理装置１０は、ネットワーク１００を介して接続されたモダリティ１０１や画像サーバ１０２から再構成画像やボリュームデータを受けてもよい。ネットワーク１００を介して受信した再構成画像やボリュームデータもまた、記憶部１４に記憶される。

【0019】

画像サーバ１０２は、たとえばＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医用画像保管通信システム）に備えられる画像の長期保管用のサーバであり、ネットワーク１００を介して接続されたＸ線ＣＴ(Computed Tomography)装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置などのモダリティ１０１で生成された再構成画像やボリュームデータなどを記憶する。

【0020】

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って医用画像処理装置１０の動作を制御する。

【0021】

制御部１５のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された医用画像処理プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをＲＡＭへロードし、このプログラムに従って、ユーザが管状構造物の内壁の様子、外壁の様子および全体像を容易に同時に把握することができる画像としてＳＰＲレンダリング画像を生成するための処理を実行する。

【0022】

制御部１５のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。制御部１５のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、医用画像処理装置１０の起動プログラム、医用画像処理プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。なお、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

【0023】

図２は、制御部１５のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、この機能実現部は、ＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。

【0024】

図２に示すように、制御部１５のＣＰＵは、医用画像処理プログラムによって、少なくとも画像データ取得部２１、芯線抽出部２２、画像生成部２３、視点情報取得部２４、異常箇所情報取得部２５、および終了判定部２６として機能する。この各部２１−２６は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。

【0025】

画像データ取得部２１は、モダリティ１０１により生成された再構成画像やボリュームデータを取得し、記憶部１４に記憶させる。

【0026】

ここで、血管、気管支、大腸、小腸などの管状構造物を観察するために、従来の方法によりボリュームデータにもとづいて生成される画像について簡単に説明する。

【0027】

図３（ａ）は従来のフライスルー画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は従来のクロスカット画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は従来のＳＰＲ画像の一例を示す説明図である。

【0028】

図３（ａ）に示すフライスルー画像は、管状構造物３０の芯線３１に沿って内壁４０を観察するための画像である。フライスルー画像によれば、ユーザは管状構造物３０の内部の様子を容易に把握することができる。しかし、当然ながらフライスルー画像には外壁の画像が含まれず、管状構造物３０の全体像を把握することは困難である。

【0029】

図３（ｂ）に示すクロスカット画像は、管状構造物３０の芯線３１に直交する断面の画像である。このクロスカット画像を用いて全体像を把握するためには、ユーザは１枚ずつ断面を呼び出す必要がある。

【0030】

なお、以下の説明において、芯線３１に沿った方向をｚ軸方向として空間座標を設定する場合の例について説明する。

【0031】

図３（ｃ）に示すＳＰＲ画像は、管状構造物３０の芯線３１に沿って一方向に曲率を有する曲面で３次元データを切断し、この曲面を平面に展開した後、さらに芯線３１を直線状に引き伸ばすことにより得られる管状構造物３０の芯線３１に沿った断面画像である。ＳＰＲ画像によれば、ユーザは管状構造物３０の芯線３１に沿った方向の全体像を把握することができる。しかし、ＳＰＲ画像はあくまで芯線３１を通る１断面の画像にすぎないため、内壁の様子および外壁の様子は、この１断面で捉えられるごく一部の様子しか把握することができない。

【0032】

そこで、本実施形態に係る医用画像処理装置１０は、内壁の様子、外壁の様子および全体像を容易に同時に把握可能な画像（以下、ＳＰＲレンダリング画像という）を生成する。

【0033】

図４は、ＳＰＲレンダリング画像の生成方法の一例を説明するための図である。

【0034】

このＳＰＲレンダリング画像は、いわばフライスルー画像を、ＳＰＲ画像のように芯線３１に沿って直線状に引き伸ばし、外壁５０の外側に位置する視点３２から外壁５０に対するレンダリング処理も行うことで生成される３次元画像である。視点３２の位置は、あらかじめ設定された位置を用いてもよいし、ユーザにより入力部１１を介して適宜設定された位置であってもよい。

【0035】

また、ＳＰＲレンダリング画像に内壁４０の画像が含まれるようにするため、ＳＰＲレンダリング画像において、管状構造物３０は芯線３１に沿った方向に引き伸ばされるとともに、一部が破断される。具体的には、管状構造物３０は、外壁５０の外側に位置する視点３２の前面の仮想的な投影面３３に対して管状構造物３０を投影した際に内壁４０の画像が含まれる位置で破断される。図４は、管状構造物３０の一部が切断面３４で切断される場合の例について示した。

【0036】

図５は、管状構造物３０の一部が切断面３４で切断された場合のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図である。

【0037】

図５に示すように、芯線３１に沿った方向に管状構造物３０を引き伸ばし、内壁４０の画像が含まれるよう管状構造物３０を一部破断して外壁５０の外側に位置する視点３２からレンダリング処理を行うことにより、内壁４０の画像および外壁５０の画像を同時に含むＳＰＲレンダリング画像を生成することができる。

【0038】

図６は、管状構造物３０の一部が曲面で切断された場合のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図である。図６に示すように、管状構造物３０の破断方法は、ＳＰＲレンダリング画像に内壁４０の様子および外壁５０の様子が同時に含まれる方法であればよく、切断面３４で切断する方法に限られない。

【0039】

このような管状構造物３０の内壁４０の様子、外壁５０の様子および全体像を容易に同時に把握可能なＳＰＲレンダリング画像は、本実施形態に係る医用画像処理装置１０の芯線抽出部２２および画像生成部２３により生成される。

【0040】

芯線抽出部２２は、ボリュームデータにもとづいて管状構造物３０の芯線３１を抽出する。たとえば、芯線抽出部２２は、まずボリュームデータを閾値処理することによりボリュームデータに含まれる管状構造物３０の領域を抽出する。そして、芯線抽出部２２は、この領域をたとえば細線化処理することで、芯線３１を抽出する。

【0041】

管状構造物３０は、ボリュームデータを閾値処理することにより全自動で抽出されてもよいし、モダリティ１０１から取得した再構成画像を表示部１２に表示しておき、ユーザがこの表示部１２に表示された再構成画像を確認しながら入力部１１を介して手動により領域設定されてもよい。また、ユーザにより入力部１１を介してユーザが管状構造物３０に属すると考える１点の情報をクリック操作などにより受け付け、この１点の位置からセグメンテーション（領域拡張）することにより半自動で抽出してもよい。

【0042】

また、管状構造物３０の芯線抽出方法としては細線化処理方法の他にも距離変換を用いる方法など従来種々の全自動による芯線抽出方法が知られており、これらのうち任意のものを使用することが可能である。また、たとえばモダリティ１０１から取得した再構成画像を表示部１２に表示しておき、ユーザがこの表示部１２に表示された再構成画像を確認しながら入力部１１を介して手動により芯線３１を設定してもよい。この場合、芯線抽出部２２はユーザにより手動で設定された芯線３１の情報を受け付ける。また、半自動で芯線３１を抽出する場合、芯線抽出部２２は、たとえばユーザにより入力部１１を介してユーザが芯線３１に属すると考える複数点の情報をクリック操作などにより受け付け、この複数点の間を自動補間することにより芯線３１を抽出する。

【0043】

手動による場合や半自動による場合には、芯線抽出部２２は管状構造物３０の領域を抽出する作業を省略してもよい。また、管状構造物３０の領域情報を必要としない芯線抽出アルゴリズムを用いる場合にも、芯線抽出部２２は管状構造物３０の領域を抽出する作業を省略してもよい。

【0044】

画像生成部２３は、ボリュームデータから管状構造物３０の内壁４０および外壁５０を抽出する。また、画像生成部２３は、芯線３１に沿った方向に管状構造物３０を引き伸ばし、外壁５０の外側に設定された所定の視点３２から見たときに内壁４０の画像が含まれるよう、管状構造物３０を一部破断する。芯線３１に沿った方向に管状構造物３０を引き伸ばす方法は、ＳＰＲ画像を生成する際に従来用いられる種々の方法を利用することができる。そして、画像生成部２３は、視点３２にもとづいて管状構造物３０の内壁４０および外壁５０のレンダリング処理を行うことにより、ＳＰＲレンダリング画像を生成する（図５、図６参照）。

【0045】

また、画像生成部２３は、ボリュームデータから抽出した内壁４０の情報にもとづいて一度フライスルー画像を生成し、このフライスルー画像を芯線３１に沿って直線状に引き伸ばして一部破断させてから、視点３２にもとづいて管状構造物３０の内壁４０および外壁５０のレンダリング処理を行うことにより、ＳＰＲレンダリング画像を生成してもよい。

【0046】

視点情報取得部２４は、ユーザにより入力部１１を介して視点３２の位置の変更指示を受けると、この変更指示の内容を画像生成部２３に与える。

【0047】

図７（ａ）は芯線３１を軸として管状構造物３０を回転させる場合の回転前のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す例から芯線３１を軸として９０度回転したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す例から芯線３１を軸としてさらに９０度回転したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図である。

【0048】

なお、図７には、内壁４０に第１内壁異常箇所４１および第２内壁異常箇所４２が、外壁５０に第１外壁異常箇所５１および第２外壁異常箇所５２が、それぞれ存在する場合の例について示した。

【0049】

ユーザにより芯線３１を軸として管状構造物３０を回転させたい旨の指示を受けた場合、画像生成部２３は、芯線３１を軸として視点３２を回転移動させてレンダリング処理を行う。

【0050】

図７（ａ）に示すように、回転前のＳＰＲレンダリング画像では第２内壁異常箇所４２および第１外壁異常箇所５１が確認できない場合について考える。この場合、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、画像生成部２３が芯線３１を軸として管状構造物３０を回転させるようにＳＰＲレンダリング画像を再生成することにより、回転前のＳＰＲレンダリング画像では確認できなかった第２内壁異常箇所４２および第１外壁異常箇所５１を確認することができる。

【0051】

図８（ａ）は、芯線３１に沿って管状構造物３０を移動させる場合の移動前のＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す例から芯線３１に沿って所定距離移動したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す例から芯線３１に沿ってさらに所定距離移動したＳＰＲレンダリング画像の一例を示す説明図である。

【0052】

なお、図８には、内壁４０に第３内壁異常箇所４３および第４内壁異常箇所４４が、外壁５０に第３外壁異常箇所５３および第４外壁異常箇所５４が、それぞれ存在する場合の例について示した。

【0053】

図８（ａ）に示すように、移動前のＳＰＲレンダリング画像では第４内壁異常箇所４４および第４外壁異常箇所５４が確認できない場合について考える。この場合、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、フライスルー画像と同様に観察断面を再生表示できるよう、画像生成部２３が芯線３１に沿って管状構造物３０を移動させるようにＳＰＲレンダリング画像を再生成することにより、移動前のＳＰＲレンダリング画像では確認できなかった第４内壁異常箇所４４および第４外壁異常箇所５４を確認することができる。

【0054】

なお、芯線３１に沿って管状構造物３０を移動させる場合、画像生成部２３は、たとえば視点３２および切断面３４の空間座標を固定し、管状構造物３０を芯線３１に沿って空間座標内で移動させつつ所定の移動間隔ごとにＳＰＲレンダリング画像を生成するとよい。視点３２および切断面３４の空間座標を固定しておくことにより、ＳＰＲレンダリング画像に常に内壁４０の画像が含まれるようにすることができる。

【0055】

異常箇所情報取得部２５は、ボリュームデータまたはモダリティ１０１から取得したこのボリュームデータに対応する再構成画像にもとづいて狭窄箇所や肥厚箇所などの異常箇所の位置情報を取得し、この情報を画像生成部２３に与える。

【0056】

図９は、ＳＰＲレンダリング画像およびＳＰＲ画像に異常箇所の位置を示す強調画像４５、５５を重畳表示する場合の画像の一例を示す説明図である。

【0057】

図９に示すように、画像生成部２３は、ＳＰＲレンダリング画像に対し、内壁４０の異常箇所の位置を示す強調画像４５および外壁５０の異常箇所の位置を示す強調画像５５を重畳表示させる。また、ＳＰＲ画像やＸ線ＣＴ画像、ＭＲＩ画像などの再構成画像に対して強調画像４５および５５を重畳表示させ、ＳＰＲレンダリング画像とともに表示部１２に同時に並べて表示してもよい。強調画像４５および５５としては、たとえば異常箇所を囲む図形や文字情報、異常レベルに応じた、異常箇所または異常箇所を囲む図形の色分けや輝度わけ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。

【0058】

異常箇所の位置情報の取得方法として、異常箇所情報取得部２５は、たとえばボリュームデータまたはモダリティ１０１から取得したこのボリュームデータに対応する再構成画像に対して凸領域の自動抽出アルゴリズムを適用することにより、異常箇所の位置情報を取得する方法などを用いることができる。また、モダリティ１０１から取得した再構成画像を表示部１２に表示しておき、ユーザがこの表示部１２に表示された再構成画像を確認しながら入力部１１を介して手動により異常箇所を設定してもよい。この場合、異常箇所情報取得部２５はユーザにより手動で設定された異常箇所の位置情報を受け付ける。また、半自動で異常箇所の位置情報を取得してもよく、この場合、異常箇所情報取得部２５は、ユーザにより入力部１１を介してユーザが異常箇所に属すると考える１点の情報をクリック操作などにより受け付け、この１点の位置からセグメンテーションすることにより異常箇所を抽出する。

【0059】

終了判定部２６は、入力部１１を介してＳＰＲレンダリング画像の表示を終了すべき旨の指示を受けたか否かを判定する。

【0060】

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置および医用画像処理プログラムの動作の一例について説明する。

【0061】

図１０は、図１に示す制御部１５のＣＰＵにより、ユーザが管状構造物３０の内壁４０の様子、外壁５０の様子および全体像を容易に同時に把握することができるＳＰＲレンダリング画像を生成する際の手順を示すフローチャートである。図１０において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。

【0062】

まず、ステップＳ１において、画像データ取得部２１は、モダリティ１０１により生成された再構成画像やボリュームデータを取得し、記憶部１４に記憶させる。

【0063】

次に、ステップＳ２において、芯線抽出部２２は、ボリュームデータを閾値処理することにより全自動で、または手動あるいは半自動により、ボリュームデータに含まれる管状構造物３０の領域を抽出する。

【0064】

次に、ステップＳ３において、芯線抽出部２２は、この領域をたとえば細線化処理することにより全自動で、または手動あるいは半自動により、芯線３１を抽出する。

【0065】

なお、ステップＳ３において手動あるいは半自動により芯線３１を抽出する場合や、管状構造物３０の領域情報を必要としない芯線抽出アルゴリズムを用いて芯線３１を抽出する場合は、ステップＳ２は省略されてもよい。

【0066】

次に、ステップＳ４において、画像生成部２３は、ボリュームデータから管状構造物３０の内壁４０および外壁５０を抽出する。また、画像生成部２３は、芯線３１に沿った方向に管状構造物３０を引き伸ばし、外壁５０の外側に設定された所定の視点３２から見たときに内壁４０の画像が含まれるよう、管状構造物３０を一部破断する。そして、画像生成部２３は、視点３２にもとづいて管状構造物３０の内壁４０および外壁５０のレンダリング処理を行うことにより、ＳＰＲレンダリング画像を生成し、表示部１２に表示させる（図５、図６参照）。

【0067】

次に、ステップＳ５において、視点情報取得部２４は、ユーザにより入力部１１を介して視点３２の位置の変更指示を受けたか否かを判定する。視点変更指示を受けた場合はステップＳ４に戻り、画像生成部２３により視点変更指示に応じてＳＰＲレンダリング画像が再生成されて表示部１２に表示される（図７、図８参照）。一方、視点変更指示がない場合はステップＳ６に進む。

【0068】

次に、ステップＳ６において、異常箇所情報取得部２５は、異常箇所の情報を取得したか否かを判定する。異常箇所の情報を取得した場合はステップＳ７に進み、画像生成部２３により異常箇所の位置を示す強調画像４５、５５がＳＰＲレンダリング画像に重畳表示される。このとき、画像生成部２３は、ＳＰＲ画像やＸ線ＣＴ画像、ＭＲＩ画像などの再構成画像に対して強調画像４５および５５を重畳表示させ、ＳＰＲレンダリング画像とともに表示部１２に同時に並べて表示してもよい（図９参照）。

【0069】

そして、ステップＳ８において、終了判定部２６は、入力部１１を介してＳＰＲレンダリング画像の表示を終了すべき旨の指示を受けたか否かを判定する。終了すべき旨の指示を受けていない場合はステップＳ５に戻る。一方、終了すべき旨の指示を受けた場合は、一連の手順は終了となる。

【0070】

以上の手順により、ユーザが管状構造物３０の内壁４０の様子、外壁５０の様子および全体像を容易に同時に把握することができるＳＰＲレンダリング画像を生成することができる。

【0071】

本実施形態に係る医用画像処理装置１０は、ＳＰＲレンダリング画像を生成することができる。このＳＰＲレンダリング画像は、いわばフライスルー画像を、ＳＰＲ画像のように芯線３１に沿って直線状に引き伸ばし、外壁５０の外側に位置する視点３２から外壁５０に対するレンダリング処理も行うことで生成される３次元画像である。このため、医用画像処理装置１０により生成されるＳＰＲレンダリング画像によれば、ユーザは、管状構造物３０の内壁４０の様子、外壁５０の様子および全体像を容易に同時に把握することができる。したがって、医用画像処理装置１０によれば、ユーザは、管状構造物３０の全体像を把握しながら、内壁４０および外壁５０のいずれに存在する異常箇所であっても非常に容易に発見することができる。

【0072】

また、医用画像処理装置１０は、ユーザにより入力部１１を介して視点３２の位置の変更指示を受けると、この視点変更指示に応じてＳＰＲレンダリング画像を再生成することができる。このため、初期の視点３２では確認しづらい位置に異常箇所が存在する場合であっても、ユーザは、視点変更指示によって再生成されるＳＰＲレンダリング画像により、容易にこの異常箇所を発見することができる。

【0073】

また、医用画像処理装置１０は、異常箇所に対して強調画像４５、５５を重畳表示することができる。このため、ユーザは、一度確認した異常箇所に強調画像４５、５５を重畳させておくことにより、後日もう一度確認する際にこの異常箇所を見落とすおそれがなくなる。また、異常箇所を自動抽出する場合、初期の視点３２では確認しづらい位置に異常箇所が存在する場合であっても、容易にこの異常箇所の存在を知ることができる。

【0074】

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0075】

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

【符号の説明】

【0076】

１０ 医用画像処理装置
１５ 制御部
２２ 芯線抽出部
２３ 画像生成部
２４ 視点情報取得部
２５ 異常箇所情報取得部
３０ 管状構造物
３１ 芯線
３２ 視点
３４ 切断面
４０ 内壁
４５ 内壁４０の異常箇所の位置を示す強調画像
５０ 外壁
５５ 外壁５０の異常箇所の位置を示す強調画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】