JP2006178772A - 画像処理方法および装置並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元画像に表された被検体中のほぼ線対称な構造に沿って曲面を設定し、その曲面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する画像処理において、曲面設定における操作性を向上させる。
【解決手段】表示された投影画像Ｐ₁中のほぼ線対称な構造の一方に、第１の曲線設定手段が観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定するとともに、対称軸設定部が第１の曲線を線対称変換するための対称軸を設定し、第２の曲線生成部が第１の曲線を対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成し、補正部が第２の曲線を補正し、曲断面画像生成部が、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像Ｐ₂を生成する。これにより、曲断面を決定するための曲線全体の半分の第１の曲線だけを手作業で設定すればよく、残り半分の第２の曲線は自動的に生成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像処理に関し、特に詳しくは、３次元画像の画像データに基づいて、曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する画像処理に関するものである。

ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置（エコー）等の発展により、より詳細なレベルでの３次元医用画像の取得が可能になったが、それと同時に、１回の検査で撮影される画像数も膨大になったため、撮影された断面画像を１枚ずつ観察することによって診断する従来の方法では、膨大な時間がかかるようになった。また、これらの断面画像に基づいて被検体の３次元的構造を把握するには、十分な経験を要することから、診断者の経験の差によって、診断精度にも差が生じてしまっていた。

そこで、３次元医用画像に基づく被検体の３次元的構造の把握を容易にするために、さまざまな３次元画像処理方法が提案されている。

この３次元画像処理方法の１つとして、多断面再構成法（Multi-Planar Reconstruction；ＭＰＲ）が知られている（例えば、特許文献１）。この多断面再構成法は、画素間の補間処理を利用して、３次元医用画像中の所定の領域の軸位断（Axial）だけでなく、冠状断（Coronal）や矢状断（Sagittal）、斜位断（Oblique）による任意の断面画像を生成するものである。

さらに、この多断面再構成法における３次元医用画像を切断する面を曲面にした曲面多断面再構成法（Curved Multi-Planer Reconstruction）も知られている（例えば、特許文献２，３）。この方法は、臓器や病変、血管等の曲面に沿った観察をする場合に有効である。

しかしながら、曲面多断面再構成法では、観察対象の曲面を観察者が手作業で設定する必要があり、操作性に問題がある。

そこで、この操作性の改善のために、曲面の形状をライブラリに記憶しておき、実際の曲面の設定を、そのライブラリから読み出した曲面を被検体の大きさに応じて適宜拡大または縮小することによって行う方法が提案されている（例えば、特許文献４）。また、平断面の断層像データを読み出し、閾値に基づいて２値化した断層像を再構成し、その２値化された断層像に基づいて関心領域を判別し、関心領域の形状中心線上又は近傍に複数の点を設定し、複数の設定点を結ぶ線の近似曲線を求め、近似曲線を含む曲面を算出する方法も提案されている（例えば、特許文献５）。
特開２００２−０１１０００号公報 特開平１１−３１８８８４号公報 特開２００２−１９１５９３号公報 特開２００３−１９９７４１号公報 特開２００４−１６３７４号公報

しかしながら、特許文献４記載の方法では、被検体の個体差によっては、ライブラリに記憶された曲面の形状のままではうまく適合しないことが考えられる。また、特許文献５記載の方法では、表示対象の曲面を表す曲線全体を設定する必要はなくなるものの、曲線上の多くの点を手作業で設定する必要があり、なおも操作性の問題が残る。

一方、腎臓等のほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像において、その線対称な構造に沿って観察対象となる曲面を設定する場合、対称軸の両側にある同じ形状の曲線を２回手作業で設定する必要があり、効率が悪い。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、３次元画像に表された被検体中のほぼ線対称な構造に沿って曲面を設定し、その曲面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する画像処理において、曲面設定における操作性を向上させる画像処理方法および装置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。

本発明による画像処理方法は、ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、その構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成し、生成された投影画像を表示し、表示された投影画像中のその線対称な構造の一方に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定し、設定された第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を設定し、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成し、生成された第２の曲線を補正し、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成することを特徴とする。

また、本発明による画像処理装置はこの方法を実施するものである。すなわち、ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、その構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成する投影画像生成手段と、生成された投影画像を表示する表示手段と、表示された投影画像中のその線対称な構造の一方に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定する第１の曲線設定手段と、設定された第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を設定する対称軸設定手段と、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成手段と、生成された第２の曲線を補正する補正手段と、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する曲断面画像生成手段とを設けたことを特徴とする。

さらに、本発明による画像処理プログラムは上記の方法をコンピュータに実行させるためのものである。すなわち、コンピュータを、ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、その構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成する投影画像生成手段と、生成された投影画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、表示された投影画像中のその線対称な構造の一方に対する、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線の設定を受け付ける第１の曲線設定受付手段と、設定が受け付けられた第１の曲線を線対称に変換するための対称軸の設定を受け付ける対称軸設定受付手段と、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成手段と、生成された第２の曲線を補正する補正手段と、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する曲断面画像生成手段として機能させることを特徴とする。

次に、本発明による画像処理方法および装置並びにプログラムの詳細について説明する。

「ほぼ線対称な構造」の具体例としては、人間の腎臓や肺、肋骨等が考えられる。

「３次元画像」とは、３次元的に配列された画素（ボクセル）の各々に画素値を与えることによって定義された３次元画像データによる画像である。具体例としては、ＣＴ装置やＭＲＩ装置を使用した撮影によって得られる複数の２次元のスライス画像を奥行き（深さ）方向に積み重ねて３次元にした画像が考えられる。

「所定の投影面」は、被検体中のほぼ線対称な構造がほぼ線対称に表されるような面であれば何でもよい。

「所定の投影面に投影」する方法の具体例としては、補間処理を利用して、３次元医用画像中の所定の領域の軸位断だけでなく、冠状断や矢状断、斜位断により任意の断面画像を生成する多断面再構成法（ＭＰＲ）や、視線毎に探索点の画素値の最大値を抽出して投影する最大値投影法（Maximum Intensity Projection；ＭＩＰ）、最小値を抽出して投影する最小値投影法（Minimum Intensity Projection；ＭｉｎＩＰ）、さらに、３次元画像中を構成する各画素（ボクセル）に対して設定された不透明度（Opacity）と輝度値とに基づき、視線に沿った各探索点におけるこれらの値をサンプリングし、加算していくこと（レイキャスティング）によって投影画素の画素値を求め、半透明な擬似３次元画像を生成するボリュームレンダリング法等が考えられる。

「第１の曲線を設定」する具体的方法としては、観察者がマウスやキーボード等の入力装置を操作して、ディスプレイ装置に表示された投影画像中に曲線を描画することによって、手作業で設定する方法が考えられる。

「対称軸を設定」する方法は、手動による設定方法であっても自動による設定方法であってもよい。手動による設定方法としては、観察者がマウスやキーボード等の入力装置を操作して、ディスプレイ装置に表示された投影画像中に線分を描画することによって、手作業で設定することが考えられる。自動による設定方法としては、第１の曲線の端点のいずれか一方における第１の曲線の接線に垂直な直線を対称軸として自動的に設定する方法等が考えられる。また、先に設定された第１の曲線上およびその近傍領域の画素値と近似する画素値を有する連続領域を抽出し、その連続領域に対して仮の対称軸を設定し、その仮の対称軸の位置や角度を変化させながら、その仮の対称軸に対する対称性を示す指標値に基づいて対称軸の位置や角度を自動的に設定するようにしてもよい。

「第２の曲線を補正」する方法は、手動による補正方法であっても自動による補正方法であってもよい。手動による補正方法としては、観察者がマウスやキーボード等の入力装置を操作して、第２の曲線を観察者が所望する形状に変更する方法が考えられる。このような曲線の形状の変更は、例えば、第２の曲線をベジエスプラインとして構成し、観察者がマウスやキーボード等の入力装置の操作により、制御点を移動させることによって行われる。また、自動による補正方法としては、第１の曲線上の各点と対応する第２の曲線上の各点の近傍において、第１の曲線上の点およびその近傍の画素値と近似する画素値を有する位置を探索することによって決定する方法が考えられる。

「第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面」は、これらの曲線の設定、生成が行われた投影画像に対して垂直なものであってもよいし、所定の角度をなすものであってもよい。この所定の角度を観察者が設定できるようにしてもよい。

「曲断面上の画素」の画素値は、公知の曲面多断面再構成法により、３次元画像を構成する各画素（ボクセル）の画素値に基づく補間処理によって決定することが考えられる。

本発明では、表示された投影画像中のほぼ線対称な構造の一方に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定し、その第１の曲線に対して線対称変換を行うための対称軸を設定し、第１の曲線を対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成し、生成された第２の曲線を補正し、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する。したがって、曲断面を決定するための曲線全体の半分に相当する第１の曲線だけを手作業で設定すればよく、残り半分に相当する第２の曲線は自動的に生成されるので、曲面設定における操作性が向上するとともに、自動的に生成された第２の曲線の補正を行うので、観察対象が正しく反映された曲断面画像を生成することが可能になり、診断精度も維持される。

例えば、投影画像中のほぼ線対称な構造の両側で画像の明瞭さに差がある場合には、画像が不明瞭な側に対して、曲断面を表す曲線を設定するのが困難になる。このように、曲断面を表す曲線の設定の容易性が、投影画像中のほぼ線対称な構造の両側で異なる場合に、本発明では、曲線の設定が容易な側でのみ手作業で設定を行えばよくなるので、特に効果的である。

また、対称軸の設定や第２の曲線の補正を自動的に行うようにした場合には、観察者が手作業で行う操作が減るため、操作性がさらに向上する。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、３次元医用画像処理システムの概要を示すハードウェア構成図である。図に示すように、このシステムでは、モダリティ１と、画像保管サーバ２と、画像処理ワークステーション３とが、ネットワーク９を経由して通信可能な状態で接続されている。

モダリティ１は、被検体を表す３次元医用画像Ｖを取得し、３次元医用画像データＶ（以下、画像と画像データとは同じ記号を用いる）を出力するものである。具体的には、ＣＴ装置やＭＲＩ装置、超音波診断装置等である。

画像保管サーバ２は、モダリティ１で取得された３次元医用画像データＶや画像処理ワークステーション３での画像処理によって生成された画像データの医用画像を画像データベースに保存・管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置やデータベース管理ソフトウェア（例えば、ＯＲＤＢ(Object Relational DataBase)管理ソフトウェア）を備えている。

画像処理ワークステーション３は、診断者からの要求に応じて、モダリティ１や画像保管サーバ２から取得した３次元医用画像Ｖに対して画像処理を行い、生成された画像を表示するコンピュータであり、特に、診断者からの要求を入力するキーボードやマウス等の入力装置と、取得した３次元医用画像Ｖを格納可能な容量の主記憶装置と、生成された画像を表示する高精細液晶ディスプレイとを備えている。

画像データの格納形式やネットワーク９経由での各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunications in Medicine）等のプロトコルに基づいている。

図２は、画像処理ワークステーション３の曲面多断面再構成機能に関連する部分を示すブロック図である。図に示すように、画像処理ワークステーション３は、処理対象となる３次元医用画像データＶ（以下、画像とその画像の画像データとは同じ記号で表す）をモダリティ１や画像保管サーバ２から取得する画像取得部３１と、取得された３次元医用画像Ｖを構成する画素を体軸方向に投影した投影画像Ｐ₁を生成する投影画像生成部３２と、投影画像Ｐ₁中に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定する第１の曲線設定部３３と、設定された第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を設定する対称軸設定部３４と、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成部３５と、生成された第２の曲線を補正する補正部３６と、３次元医用画像データＶに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像Ｐ₂を生成する曲断面画像生成部３７と、前記の投影画像Ｐ₁と曲断面画像Ｐ₂とを表示する画像表示部３８とから構成されている。

この曲面多断面再構成機能は、本発明による画像処理プログラムにより制御されており、画像処理ワークステーション３のハードウェアやオペレーティングシステムとの協調処理により実現される。すなわち、この画像処理プログラムは、画像処理ワークステーション３を、処理対象となる３次元医用画像データＶをモダリティ１や画像保管サーバ２から取得する画像取得部３１と、取得された３次元医用画像Ｖを構成する画素を体軸方向に投影した投影画像Ｐ₁を生成する投影画像生成部３２と、投影画像Ｐ₁中における、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線の設定を受け付ける第１の曲線設定受付部３３’と、設定された第１の曲線を線対称に変換するための対称軸の設定を受け付ける対称軸設定受付部３４’と、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成部３５と、生成された第２の曲線に対する補正を受け付ける補正受付部３６’と、３次元医用画像データＶに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像Ｐ₂を生成する曲断面画像生成部３７と、前記の投影画像Ｐ₁と曲断面画像Ｐ₂とを画像表示部３８に表示させる表示制御部３８’として機能させるものである。

なお、第１の曲線設定部３３と、対称軸設定部３４、補正部３６は、画像処理ワークステーション３のマウスやキーボード等の入力装置、画像表示部３８は、画像処理ワークステーションの液晶ディスプレイ装置であり、各々の処理ブロックは、画像処理プログラムの第１の曲線設定受付部３３’と、対称軸設定受付部３４’、補正受付部３６’、表示制御部３８’によって、画像処理ワークステーション３のオペレーティングシステム等を経由して制御される。

次に、この医用画像処理システム、特に画像処理ワークステーション３によって、曲断面画像Ｐ₂を生成する処理の流れについて説明する。

まず、診断者は、画像処理ワークステーション３に画面表示された検索条件設定画面を見ながら、マウスとキーボードとを用いて検査対象の画像の検索条件を入力し、検索を実行する。画像取得部３１は、入力された検索条件を検索要求メッセージとしてネットワーク９経由で画像保管サーバ２に送信する。画像保管サーバ２では、受信した検索要求メッセージに基づいて、画像データベースを検索し、該当する画像データＶを画像処理ワークステーション３に送信する。画像処理ワークステーション３では、画像取得部３１が、受信した画像データＶを画像メモリに書き込む。この画像データＶは、被検体の左右方向をｘ軸、前後方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする３次元座標系で各画素の位置が定義され、各画素の画素値は、その画素の位置の座標と関連づけられている。なお、ここでは、３次元医用画像Ｖは、ほぼ左右対称な人間の腎臓部分を表すものであるとする。

次に、投影画像生成部３２は、被検体の体軸方向に所定の厚さを有する断面画像を投影画像Ｐ₁として生成する。具体的には、図３の模式図で、被検体の体軸方向（ｚ軸）に垂直な投影面上の投影画素の各々について、ｚ軸に平行で投影画素を通る視線上に並ぶ３次元画像Ｖの複数の画素の画素値の平均値を求めることによって、投影画素の画素値を決定する。

画像表示部３８は、生成された投影画像Ｐ₁を画面表示する。

ここで、観察者は、表示された投影画像Ｐ₁を見ながら、マウス操作によって、観察対象である曲断面画像Ｐ₂の曲断面を表す曲線（第１の曲線）の半分を投影画像Ｐ₁上に描画する。図４（ａ）は、画像表示部３８によって画面表示された投影画像Ｐ₁に第１の曲線を描画した状態を表したものである。具体的には、図の画面右側の「曲断面設定」ボタンをクリック後、投影画像Ｐ₁上でのマウスのクリックとドラッグ操作により第１の曲線は描画される。なお、第１の曲線は、ベジエスプラインとして描画されている。

さらに、観察者は、マウス操作によって、第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を画面上に描画する。具体的には、図４（ｂ）は、対称軸の描画後の画面を表したものである。図の画面右側の「対称軸設定」ボタンをクリック後、投影画像Ｐ₁上でのマウスのクリックとドラッグ操作により対称軸は描画される。

そして、観察者は、マウス操作によって、第１の曲線を、設定された対称軸について線対称に変換した第２の曲線の生成を第２の曲線生成部３５に行わせるよう指示する。具体的には、図４（ｂ）で、画面右側の「自動認識」ボタンのクリックを行う。その結果、第２の曲線生成部３５は、ベジエスプラインとして描画された第１の曲線の開始点、終了点、および制御点を対称軸について線対称変換した後の位置を各々求め、変換後の開始点、終了点、制御点に基づき、ベジエスプラインとして第２の曲線を生成する。生成された第２の曲線は画像表示部３８によって画面に描画される。図４（ｃ）は、第２の曲線の描画後の画面を表したものである。

観察者は、画面を見ながら、描画された第２の曲線が観察対象の部分を通っているかどうかを確認する。第２の曲線と観察対象の部分との間に位置のずれがある場合には、補正部３６において、第２の曲線が描画された投影画像Ｐ₁上でのマウス操作により、第２の曲線について、ベジエスプラインの制御点を移動させることによって、第２の曲線を補正する。

第２の曲線の補正の終了後、観察者は、マウスの操作によって、３次元医用画像データＶに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像Ｐ₂を生成するよう、曲断面画像生成部３７に指示する。具体的には、図４（ｃ）で、画面右側の「曲断面画像生成」ボタンのクリックを行う。その結果、曲断面画像生成部３７は、図５に示すように、投影画像Ｐ₁に描かれた第１、第２の曲線を含み、投影画像に垂直な曲断面上の画素の画素値を、３次元医用画像データＶを構成する画素の画素値に基づく補間処理によって求め、曲断面上の各画素が、等方性を有する２次元の座標平面上の各格子点に対応するように、すなわち、曲断面を平面に展開するように座標変換を行い、曲断面画像Ｐ₂を生成する。ここで、曲断面画像生成部３７は、この第１、第２の曲線を含む曲断面上の各点を、生成される曲断面画像Ｐ₂の各画素が所望の画素間隔となるようにサンプリングする（図５参照）。

最後に、画像表示部３８が、生成された曲断面画像Ｐ₂を画面に表示する。図６は、曲断面画像Ｐ₂が投影画像Ｐ₁の右側に画面表示された状態を表したものである。

このように本発明による画像処理の実施形態となる３次元医用画像処理システムでは、表示された投影画像Ｐ₁中のほぼ線対称な構造の一方に、第１の曲線設定手段３３が観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定するとともに、対称軸設定部３４が第１の曲線を線対称変換するための対称軸を設定し、第２の曲線生成部３５が第１の曲線を対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成し、補正部３６が第２の曲線を補正し、曲断面画像生成部３７が、３次元画像の画像データに基づいて、第１の曲線と補正後の第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像Ｐ₂を生成する。したがって、曲断面を決定するための曲線全体の半分に相当する第１の曲線だけを手作業で設定すればよく、残り半分に相当する第２の曲線は自動的に生成されるので、曲面設定における操作性が向上する。また、補正部３６が、自動的に生成された第２の曲線の補正を行うので、観察対象が正しく反映された曲断面画像を生成することが可能になり、診断精度も維持される。

次に、上記の実施形態に対する変形例について説明する。

上記の実施形態では、対称軸設定部３４において、観察者が手動で対称軸を設定するようにしていたが、このようにせず、マウス操作により第１の曲線を設定する際に、設定開始点における第１の曲線の接線に垂直な直線を対称軸として自動的に設定するようにしてもよい。あるいは、次のような方法で対称軸を自動的に設定することもできる。
(1) 先に設定された第１の曲線上およびその近傍領域の画素のＣＴ値の存在範囲を求める。
(2) ２値化処理により、その存在範囲のＣＴ値を有する画素を抽出する。
(3) 抽出された画素のうち、前記の第１の曲線およびその近傍領域と連続する領域を抽出する。
(4) 予め仮設定された対称軸（以下、仮対称軸）の位置や角度を変化させ、仮対称軸に対するこの連続領域の対称性が高くなるときの仮対称軸を、最終的に対称軸として設定する。ここで、仮対称軸は、例えば、画像の左右方向の中心位置や連続領域の重心を通る上下方向の直線を軸の初期位置・角度とすることができる。また、対称性は、例えば、仮対称軸の両側の画素の相関値や差分値、仮対称軸に対して対称な２点の２値化後の画素値を比較した場合における仮対称軸の両側で同じ値となる画素の数と異なる値となる画素の数の比を指標値として、指標値が最大または最小となる仮対称軸を求める処理や指標値が所定の閾値以上となる仮対称軸を求める処理によって、評価することができる。
このようにすれば、観察者が手作業で行う操作が減るため、操作性がさらに向上する。

また、上記のように対称軸を自動設定するようにした場合、さらに、第１の曲線を設定作業中に、それまでに設定された第１の曲線を、自動設定された対称軸に線対称に変換して第２の曲線を生成することによって、第１の曲線と第２の曲線とを同時に描画していくことも可能になる。このようにすれば、観察者は、観察対象となる曲断面全体をイメージしながら、第１の曲線の設定を行うことが可能になるため、さらなる操作性の向上に資する。

上記の実施形態では、補正部３６において、第２の曲線を手作業で補正するようにしているが、例えば以下の方法により、この補正を自動化することも可能である。
(1) 第１の曲線上に複数のサンプル点を設定し、サンプル点毎に、そのサンプル点を中心とする矩形小領域を設定する。
(2) 設定された各矩形小領域による画像を対称軸に対して鏡像反転したテンプレート画像を生成する。
(3) 生成された各テンプレート画像を、各々の中心のサンプル点に対応する第２の曲線上の位置の近傍で移動させ、画素値の相関が最も高くなるときのテンプレート画像の中心点の位置を第２の曲線の補正点とする。
このようにすれば、観察者が手作業で行う操作が減るため、操作性がさらに向上する。

なお、図７に示すように、投影画像生成部３２が、３次元医用画像データＶに基づいて、多断面再構成法により、軸位断と冠状断、矢状断による３つの投影画像を生成し、軸位断による投影画像中で曲断面を表す曲線を上記の実施形態と同様にして設定するとともに、矢状断による投影画像中で、前記の曲断面を表す曲線に垂直な方向における曲断面の傾きを設定するようにすれば、生成される曲断面画像が、上記の実施形態のように、軸位断による投影画像に垂直なものに固定されず、より柔軟な曲断面画像を生成することが可能になり、診断効率の向上に資する。

また、図６や図７の画面において、マウス操作により、画面右側の操作ボタンＸ１を押下したり、操作レバーＸ２を移動させたりすることによって、曲断面の位置を移動させ、それに応じた曲断面画像を生成、表示させることも可能である。この場合、曲断面の移動方向を、図８に示すように、最小自乗法等によって曲断面と近似される平面の法線ベクトルの方向とし、この方向に曲断面上の各点（画素）の位置を移動させ、変換後の各点の画素値を補間計算により算出することによって、曲断面の移動に応じた曲断面画像が生成される。

また、この曲断面に厚さを持たせることも可能である。この場合、図９に示すように、投影画像Ｐ₁上で曲断面を表す曲線上の各点における接線に垂直な方向において厚さを設定することが可能であり、曲断面上の各点において、この接線に垂直で厚さ分の長さを有する線分上の画素の画素値の平均値を求めることによって、曲断面画像Ｐ₂の各画素の画素値を求める。

画像表示部３８は、曲断面画像Ｐ₂を対称軸の両側の画像に分割して表示してもよい。さらに、分割して表示された各画像（以下、分割画像）が同じ向きになるように、一方の分割画像を鏡像反転して表示してもよい。

また、本実施形態によって生成された曲断面画像Ｐ₂において、曲断面から平面に座標変換する前の曲断面上の各点の３次元座標値を用いれば、曲断面画像Ｐ₂に基づいて長さや面積を自動計測することも可能である。また、曲断面画像Ｐ₂に基づいて異常陰影候補の検出処理を行うことも可能である。

本実施形態では、画像処理ワークステーション３で画像処理と画像表示の両方を行うようにしたが、画像処理サーバを別途設けてネットワーク９に接続し、前記の画像処理はこの画像処理サーバに行わせるようにしてもよい。これにより、分散処理が図られ、例えば、画像の表示を複数の端末で行う場合には、高性能の画像処理ワークステーションを複数台設置する必要がなくなり、システム全体のコストの低減に資する。

３次元医用画像処理システムの概要を示すハードウェア構成図 画像処理ワークステーションの曲面多断面再構成機能を示すブロック図 多断面再構成法により投影画像の生成する方法を示す模式図 曲断面の一部を表す第１の曲線を設定した画面（ａ）、対称軸を設定した画面（ｂ）、第２の曲線を生成した画面（ｃ）の一例を示す図 曲断面再構成法により曲断面画像を生成する方法を示す模式図 曲断面再構成法により生成された曲断面画像が表示された画面の一例を示す図 曲断面を指定するための３つの断面画像と曲断面再構成法より生成された曲断面画像とが表示された画面の一例を示す図 曲断面とその曲断面を近似する平面を示す模式図 曲断面の厚さを示す模式図

符号の説明

１ モダリティ
２ 画像保管サーバ
３ 画像処理ワークステーション
９ ネットワーク
３１ 画像取得部
３２ 投影画像生成部
３３ 第１の曲線設定部
３４ 対称軸設定部
３５ 第２の曲線生成部
３６ 補正部
３７ 曲断面生成部
３８ 画像表示部

Claims (3)

1. ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、前記構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成し、
   生成された前記投影画像を表示し、
   表示された前記投影画像中の前記線対称な構造の一方に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定し、
   設定された前記第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を設定し、
   前記第１の曲線を、前記対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成し、
   生成された前記第２の曲線を補正し、
   前記３次元画像の画像データに基づいて、前記第１の曲線と前記補正後の前記第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
2. ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、前記構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成する投影画像生成手段と、
   生成された前記投影画像を表示する表示手段と、
   表示された前記投影画像中の前記線対称な構造の一方に、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線を設定する第１の曲線設定手段と、
   設定された前記第１の曲線を線対称に変換するための対称軸を設定する対称軸設定手段と、
   前記第１の曲線を、前記対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成手段と、
   生成された前記第２の曲線を補正する補正手段と、
   前記３次元画像の画像データに基づいて、前記第１の曲線と前記補正後の前記第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する曲断面画像生成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
3. コンピュータを、
   ほぼ線対称な構造を有する被検体を表す３次元画像が所定の投影面に投影された、前記構造がほぼ線対称に表された投影画像を生成する投影画像生成手段と、
   生成された前記投影画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
   表示された前記投影画像中の前記線対称な構造の一方に対する、観察対象とする曲断面の一部を表す第１の曲線の設定を受け付ける第１の曲線設定受付手段と、
   設定が受け付けられた前記第１の曲線を線対称に変換するための対称軸の設定を受け付ける対称軸設定受付手段と、
   前記第１の曲線を、前記対称軸について線対称に変換した第２の曲線を生成する第２の曲線生成手段と、
   生成された前記第２の曲線を補正する補正手段と、
   前記３次元画像の画像データに基づいて、前記第１の曲線と前記補正後の前記第２の曲線とを含む曲断面上の画素によって再構成した曲断面画像を生成する曲断面画像生成手段として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。

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