JP2007044121A

JP2007044121A - 医用画像表示方法及び装置

Info

Publication number: JP2007044121A
Application number: JP2005229363A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shirohata; 崇白旗; Yoshihiro Goto; 良洋後藤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】複数画像間の解剖学的情報や、各部位において診断に有用な量の測定結果を表示する。
【解決手段】本発明の医用画像表示装置は、医用画像撮影装置により撮影された画像中の観察対象となる管腔臓器について、その管腔臓器の走行方向に沿って切断した断面像、及び管腔臓器とその周辺臓器の３Ｄ画像を含む画像を複数種類作成するステップ(５０，５１)と、前記作成された画像について所定の標識を設定するステップ(５２)と、前記設定された標識を前期画像と共に表示するための標識情報を生成するステップ(５４)と、前記生成された標識情報と前記作成された画像のうちの少なくとも一つとを同時表示するステップ(５３，５５)とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明はX線CT装置、MRI装置、超音波装置を含む医用画像診断装置から得られた医用画像を用いた医用画像表示装置およびその方法に係り、注目する管腔臓器について複数の表示法を用いて作成した複数画像を同時表示する場合において、それら複数画像における解剖学的位置関係や、診断に有用な量の計測結果を理解することが可能な技術に関するものである。

血管や気管支、腸管などの管腔臓器を観察、診断する場合、例えば(特許文献1)に記載されているように、観察対象をその対象に沿った曲面で縦切りにした画像(Curved Planar Reconstruction, 以下「CPR像」と呼ぶ)や、前記CPR像を管腔臓器の走行方向に沿って伸展した画像(以下、「展開CPR像」と呼ぶ)で表示する方法がある。
特開平11-318884号公報

CPR像や展開CPR像とボリュームレンダリング3D画像やサーフェイスレンダリング3D画像などを並べて同時に表示することにより、より多観点からの観察が可能となるが、単純に複数画像を並べて表示するだけでは、操作者の少ない操作で同時表示した画像間において、解剖学的位置が同一の位置を認識したり、管腔臓器の断面積や直径、曲率、狭窄率、管腔臓器内2点間の距離を理解したりすることが困難であった。
本発明は、複数画像間の解剖学的位置関係や、各部位において診断に有用な量の測定結果を表示することを目的としている。

本発明の医用画像表示方法は、医用画像撮影装置により撮影された画像中の観察対象となる管腔臓器について、その管腔臓器の走行方向に沿って切断した断面像、及び管腔臓器とその周辺臓器の3D画像を含む画像を複数種類作成するステップと、前記作成された画像について所定の標識を設定するステップと、前記設定された標識を前期画像と共に表示するための標識情報を生成するステップと、前記生成された標識情報と前記作成された画像のうちの少なくとも一つとを同時表示するステップとを含む。

また、本発明の医用画像表示装置は、医用画像撮影装置により撮影された画像中の観察対象となる管腔臓器について、その管腔臓器の走行方向に沿って切断した断面像、及び管腔臓器とその周辺臓器の３Ｄ画像を含む画像を複数種類作成する手段と、前記作成された画像について所定の標識を設定する手段と、前記設定された標識を前期画像と共に表示するための標識情報を生成する手段と、前記生成された標識情報と前記作成された画像のうちの少なくとも一つとを同時表示する手段とを備える。

本発明により、操作者の煩雑な操作を伴うことなく、複数種類の観察対象管腔臓器画像を表示し、それらの画像間の解剖学的位置関係を表示することができる。

本発明について図面を用いて説明する。図1に本発明による医用画像表示装置の一例を示す。

医用画像表示装置は、各種表示法による画像作成や各特徴量計測演算を行うCPU10、医用断層画像撮影装置11により撮影された医用断層画像をLAN12などのネットワークを介して受け取り記憶する磁気ディスク13、各種演算時に医用断層画像データや演算の途中経過を記憶する主メモリ14、操作者が領域抽出にパラメータなどを入力するためのコントローラ15につながれたマウス16やキーボード17、そして各種画像表示に用いる表示メモリ18と液晶ディスプレイやCRTなどのディスプレイ装置19からなる。

図2は図1の主要部を抜粋したブロック図であり、図3は図2の制御装置20の詳細である。
本医用画像表示装置の主要部は入力装置21、記憶装置22、表示装置23と接続された制御装置20からなる。制御装置20は入力装置21および記憶装置22に接続された画像作成部30、特徴量計測部31、標識作成部32からなる。以下に各実施形態について図を用いて説明する。図4に各実施形態に共通なグラフィカルユーザインターフェース(以下GUI)の一例を示す。ここでは、冠状動脈を観察対象臓器とする場合を例にとり説明する。

[第１の実施形態]
本発明の第1の実施形態について説明する。図5に第1実施形態の処理フローの一例を示す。図5の各ステップについて以下に説明する。

(ステップ50)
操作者はマウス16を操作して図4のGUI40上の画像読込ボタン41を押し、観察対象となる管腔臓器を撮影した医用断層画像群を入力する。

(ステップ51)
CPU10は、例えば特願2003-313424に記載された管腔臓器領域抽出法を用いて、前記入力された画像から、観察対象となる管腔臓器領域の中心を通る曲線(以下、「芯線」と呼ぶ)を抽出する。さらに抽出した芯線を用いて、(特許文献1)に記載された方法により、前記抽出した芯線に沿った曲面で縦切にした断面像(Curved Planar Reconstruction, 以下「CPR像」と呼ぶ)や、前記CPR像を芯線の方向に伸展した画像(以下、「展開CPR像」と呼ぶ)、ボリュームレンダリング法やサーフェイスレンダリング法を用いた3D画像、前記芯線上の任意の位置で芯線に直交する断面で切断した切断像(Multi Planar Reconstruction、以下「MPR像」と呼ぶ)や前記芯線上の任意の位置での仮想内視鏡像を作成する。ここで、ボリュームレンダリング3D像を作成するか、サーフェイスレンダリング3D像を作成するかなどの条件は、操作者がマウス16などの入力装置を用いて、GUI40上のチェックボックス42を操作することで任意に設定できるようにしてもよい。

(ステップ52)
CPU10は、前記抽出した芯線上に、GUI40上のコンボボックス43内に表示される距離間隔で点をとり、各点上でコンボボックス44内に表示される量を計測する。操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス43を操作することにより、各量を計測する間隔を例えば、5mm間隔、10mm間隔、20mm間隔などと任意に変更できるようにしてもよい。また、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス44を操作することにより、計測対象となる量を、断面積、直径、曲率、狭窄率など任意に変更できるようにしてもよい。

(ステップ53)
CPU10はステップ51において作成した、CPR像、展開CPR像、3D像、MPR像、仮想内視鏡像などを、それぞれ、GUI40上のCPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47、MPR像表示領域48、仮想内視鏡像表示領域49へ表示する。表示された画像はそれぞれ、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いて、CPR、MPR用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4Aや3D用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4B、3D用閾値、オパシティ設定エディット4Cを設定することにより、任意に表示階調等を変更することが可能である。また、表示角度設定スクロールバー4D,4Eを操作することによりCPR像および展開CPR像の表示角度を変更して表示することが可能である。また、3D像表示領域47上や仮想内視鏡像表示領域49上でマウスをドラッグすることにより、表示する3D像や仮想内視鏡の方向を回転させることができるようにしてもよい。

(ステップ54)
CPU10はステップ52において計測した量を元にカラーバーを作成する。具体的にはカラーバーの色、長さ、表示位置、表示する方向などを決定する。ここで、カラーバーとは図6に示すように、3D像60、CPR像61、展開CPR像62上にそれぞれ表示される色つきの線分のことであり、図6中では実線、点線、破線などの線分として表現している(線分63，64，65など)。カラーバーの色は展開CPR像62上に示すように場所ごとに異なる色を採用し、3D像60、CPR像61、展開CPR像62とで解剖学的に同一の位置には同一の色を使用することにする。また、カラーバーを表示する間隔はステップ52で設定した5mm，10mm，20mmなどの間隔とする。カラーバーの長さはステップ52で計測した、断面積や直径、曲率、狭窄率の大きさに応じて決定する。カラーバーの向きは芯線に直交する方向とし、この方向に切断したMPR像をMPR像表示領域48に表示するようにしてもよい。

(ステップ55)
CPU10はステップ54において設定した情報を反映したカラーバーを、CPR像、展開CPR像、3D像上にそれぞれ表示する。
操作者がマウス16などの入力装置を用いてGUI40上のバー表示ON/OFF切り替えラジオグループ4Fを操作して、任意にカラーバーの表示/非表示を切り替えられるようにしてもよい。
操作者がマウス16を3D像の回転表示やCPR像、展開CPR像の表示角度の変更などを行うことにより、表示されているカラーバーも相対的に移動するようにしてもよい。
カラーバーの隣に画像の上端側から順に番号を付加して表示するようにしてもよい。また測定した断面積や直径などの量に応じて表示する数値の見た目の大きさを変化させるようにしてもよい。
色の異なる複数のカラーバーを表示する替わりに、間隔の異なる複数の破線や、山の数の異なる複数の波線を表示することにより、解剖学的位置情報を得るようにしてもよい。

[第２の実施形態]
本発明の第2の実施形態を説明する。図7に第2の実施形態の、処理フローの一例を示す。
各ステップについて以下に説明する。

(ステップ70)
操作者はマウス16を操作して図4のGUI40上の画像読込ボタン41を押し、観察対象となる管腔臓器を撮影した医用断層画像群を入力する。

(ステップ71)
CPU10は、例えば特願2003-313424号に記載された管腔臓器領域抽出法を用いて、前記入力された画像から、観察対象となる管腔臓器領域の芯線を抽出する。さらに抽出した芯線を用いて、［特許文献1］に記載された方法により、前記抽出した芯線に沿った曲面で縦切にしたCPR像や、前記CPR像を芯線の方向に伸展した展開CPR像、ボリュームレンダリング法やサーフェイスレンダリング法を用いた3D画像、前記芯線上の任意の位置で芯線に直交する断面で切断したMPR像や前記芯線上の任意の位置での仮想内視鏡像を作成する。ここで、ボリュームレンダリング3D像を作成するか、サーフェイスレンダリング3D像を作成するかなどの条件は、操作者がマウス16などの入力装置を用いて、GUI40上のチェックボックス42を操作することで任意に設定できるようにしてもよい。

(ステップ72)
CPU10は、前記抽出した芯線上に、GUI40上のコンボボックス43内に表示される距離間隔で点をとり、各点上でコンボボックス44内に表示される量を計測する。操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス43を操作することにより、各量を計測する間隔を例えば、5mm間隔、10mm間隔、20mm間隔などと任意に変更できるようにしてもよい。また、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス44を操作することにより、計測対象となる量を、断面積、直径、曲率、狭窄率など任意に変更できるようにしてもよい。

(ステップ73)
CPU10はステップ71において作成した、CPR像、展開CPR像、3D像、MPR像、仮想内視鏡像などを、それぞれ、GUI40上のCPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47、MPR像表示領域48、仮想内視鏡像表示領域49へ表示する。表示された画像はそれぞれ、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いて、CPR、MPR用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4Aや3D用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4B、3D用閾値、オパシティ設定エディット4Cを設定することにより、任意に表示階調等を変更することが可能である。また、表示角度設定スクロールバー4D,4Eを操作することによりCPR像および展開CPR像の表示角度を変更して表示することが可能である。また、3D像表示領域47上や仮想内視鏡像表示領域49上でマウスをドラッグすることにより、表示する3D像や仮想内視鏡の方向を回転させることができるようにしてもよい。

(ステップ74)
CPU10はステップ72において計測した量を元にカラーバーを作成する。具体的にはカラーバーの色、長さ、表示位置、表示する方向などを決定する。ここで、カラーバーとは図6に示すように、3D像60、CPR像61、展開CPR像62上にそれぞれ表示される色つきの線分のことであり、図6中では実線、点線、破線などの線分として表現している(線分63,64,65など)。カラーバーの色は展開CPR像62上に示すように場所ごとに異なる色を採用し、3D像60、CPR像61、展開CPR像62とで解剖学的に同一の位置には同一の色を使用することにする。また、カラーバーを表示する間隔はステップ72で設定した5mm、10mm、20mmなどの間隔とする。カラーバーの長さはステップ72で計測した、断面積や直径、曲率、狭窄率の大きさに応じて決定する。カラーバーの向きは芯線に直交する方向とし、この方向に切断したMPR像をMPR像表示領域48に表示するようにしてもよい。

(ステップ75)
CPU10はステップ74において設定した情報を反映したカラーバーを、CPR像、展開CPR像、3D像上にそれぞれ表示する。
(ステップ76)
操作者はマウス16などの入力装置を用いてCPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47に表示されているカラーバーのうち任意の1つを選択する。

(ステップ77)
CPR10は前記選択されたカラーバーの解剖学的位置におけるMPR像や仮想内視鏡像を作成し、MPR像表示領域48、仮想内視鏡像表示領域49に表示する。さらにCPR像、展開CPR像、3D像について、選択された位置周辺の領域での拡大CPR像、拡大展開CPR像、拡大3D像を作成する。もちろん、MPR像や仮想内視鏡像について拡大してもよい。どの程度の周辺領域まで拡大するかは、あらかじめ設定しておいてもよいし、また操作者が任意に選択できるようにしてもよい。拡大の方向は等方的でなく上下方向や左右方向など一定方向にのみ拡大すうようにしてもよい。

(ステップ78)
ステップ77において拡大されたCPR像、展開CPR像、3D像、MPR像、仮想内視鏡像などをそれぞれ、CPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47、MPR像表示領域48、仮想内視鏡像表示領域49に表示する。

操作者がマウス16などの入力装置を用いてGUI40上のバー表示ON/OFF切り替えラジオグループ4Fを操作して、任意にカラーバーの表示/非表示を切り替えられるようにしてもよい。
操作者がマウス16を3D像の回転表示やCPR像、展開CPR像の表示角度の変更などを行うことにより、表示されているカラーバーも相対的に移動するようにしてもよい。
カラーバーの隣に画像の上端側から順に番号を付加して表示するようにしてもよい。また測定した断面積や直径などの量に応じて表示する数値の見た目の大きさを変化させるようにしてもよい。
色の異なる複数のカラーバーを表示する替わりに、間隔の異なる複数の破線や、山の数の異なる複数の波線を表示することにより、解剖学的位置情報を得るようにしてもよい。

[第３の実施形態]
本発明の第3の実施形態を説明する。図8に第3の実施形態の、処理フローの一例を示す。
各ステップについて以下に説明する。
(ステップ80)
操作者はマウス16を操作して図4のGUI40上の画像読込ボタン41を押し、観察対象となる管腔臓器を撮影した医用断層画像群を入力する。

(ステップ81)
CPU10は、例えば特願2003-313424号に記載された管腔臓器領域抽出法を用いて、前記入力された画像から、観察対象となる管腔臓器領域の中心を通る芯線を抽出する。さらに抽出した芯線を用いて、特許文献1に記載された方法により、前記抽出した芯線に沿った曲面で縦切にしたCPR像や、前記CPR像を芯線の方向に伸展した展開CPR像、ボリュームレンダリング法やサーフェイスレンダリング法を用いた3D画像、前記芯線上の任意の位置で芯線に直交する断面で切断したMPR像や前記芯線上の任意の位置での仮想内視鏡像を作成する。ここで、ボリュームレンダリング3D像を作成するか、サーフェイスレンダリング3D像を作成するかなどの条件は、操作者がマウス16などの入力装置を用いて、GUI40上のチェックボックス42を操作することで任意に設定できるようにしてもよい。

(ステップ82)
CPU10は、前記抽出した芯線上に、GUI40上のコンボボックス43内に表示される距離間隔で点をとり、各点上でコンボボックス44内に表示される量を計測する。操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス43を操作することにより、各量を計測する間隔を例えば、5mm間隔、10mm間隔、20mm間隔などと任意に変更できるようにしてもよい。また、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いてコンボボックス44を操作することにより、計測対象となる量を、断面積、直径、曲率、狭窄率など任意に変更できるようにしてもよい。

(ステップ83)
CPU10はステップ81において作成した、CPR像、展開CPR像、3D像、MPR像、仮想内視鏡像などを、それぞれ、GUI40上のCPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47、MPR像表示領域48、仮想内視鏡像表示領域49へ表示する。表示された画像はそれぞれ、操作者がマウス16やキーボード17などの入力装置を用いて、CPR、MPR用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4Aや3D用ウィンドウレベル/幅設定スクロールバー4B、3D用閾値、オパシティ設定エディット4Cを設定することにより、任意に表示階調等を変更することが可能である。また、表示角度設定スクロールバー4D，4Eを操作することによりCPR像および展開CPR像の表示角度を変更して表示することが可能である。また、3D像表示領域47上や仮想内視鏡像表示領域49上でマウスをドラッグすることにより、表示する3D像や仮想内視鏡の方向を回転させることができるようにしてもよい。

(ステップ84)
CPU10はステップ82において計測した量を元にカラーバーを作成する。具体的にはカラーバーの色、長さ、表示位置、表示する方向などを決定する。ここで、カラーバーとは図6に示すように、3D像60、CPR像61、展開CPR像62上にそれぞれ表示される色つきの線分のことであり、図6中では実線、点線、破線などの線分として表現している(線分63，64，65など)。カラーバーの色は展開CPR像62上に示すように場所ごとに異なる色を採用し、3D像60、CPR像61、展開CPR像62とで解剖学的に同一の位置には同一の色を使用することにする。また、カラーバーを表示する間隔はステップ72で設定した5mm，10mm，20mmなどの間隔とする。カラーバーの長さはステップ82で計測した、断面積や直径、曲率、狭窄率の大きさに応じて決定する。カラーバーの向きは芯線に直交する方向とし、この方向に切断したMPR像をMPR像表示領域48に表示するようにしてもよい。

(ステップ85)
CPU10はステップ84において設定した情報を反映したカラーバーを、CPR像、展開CPR像、3D像上にそれぞれ表示する。
(ステップ86)
操作者はマウス16などの入力装置を用いてCPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46、3D像表示領域47に表示されているカラーバーのうち任意の1つを選択する。

(ステップ87)
CPU10は前記選択したカラーバーと同一色(解剖学的に同一位置)のカラーバーのうち展開CPR像上のカラーバー90(図9)を基準として、CPR像上のカラーバー91および3D像上のカラーバー92の表示位置(高さ)が展開CPR像上の表示位置と合うように、CPR像、3D像全体を平行移動した画像を作成する。

(ステップ88)
ステップ87において作成されたCPR像、3D像をそれぞれ、CPR像表示領域45、展開CPR像表示領域46に表示する。
操作者がマウス16などの入力装置を用いてGUI40上のバー表示ON/OFF切り替えラジオグループ4Fを操作して、任意にカラーバーの表示/非表示を切り替えられるようにしてもよい。
操作者がマウス16を3D像の回転表示やCPR像、展開CPR像の表示角度の変更などを行うことにより、表示されているカラーバーも相対的に移動するようにしてもよい。
カラーバーの隣に画像の上端側から順に番号を付加して表示するようにしてもよい。また測定した断面積や直径などの量に応じて表示する数値の見た目の大きさを変化させるようにしてもよい。
色の異なる複数のカラーバーを表示する替わりに、間隔の異なる複数の破線や、山の数の異なる複数の波線を表示することにより、解剖学的位置情報を得るようにしてもよい。

第1〜3の実施形態では、冠状動脈を観察対象とした場合を例にとり説明したが、冠状動脈以外でも、任意部位の血管、気管支、腸管など他の管腔臓器においても本発明が適用可能である。

本発明による医用画像表示装置の一例。図1の主要部を抜粋したブロック図。図2の制御装置20の詳。本発明の各実施形態を実現するGUIの一例。第1の実施形態の処理フローの一例。カラーバーの説明図。第2の実施形態の処理フローの一例。第3の実施形態の処理フローの一例。第3の実施形態の表示位置合わせの説明図。

符号の説明

10 CPU、 11 医用断層画像撮影装置、 12 LAN、 13 磁気ディスク、 14 主メモリ、 15 コントローラ、 16 マウス、 17 キーボード、 18 表示メモリ、19 ディスプレイ

Claims

医用画像撮影装置により撮影された画像中の観察対象となる管腔臓器について、
その管腔臓器の走行方向に沿って切断した断面像、及び管腔臓器とその周辺臓器の３Ｄ画像を含む画像を複数種類作成するステップと、
前記作成された画像について所定の標識を設定するステップと、
前記設定された標識を前期画像と共に表示するための標識情報を生成するステップと、
前記生成された標識情報と前記作成された画像のうちの少なくとも一つとを同時表示するステップと
を含むことを特徴とする医用画像表示方法。
請求項１に記載の医用画像表示方法で、さらに、
複数表示されている画像中の任意の画像内で任意の標識を選択するステップと、
表示されている複数画像について選択された標識周辺の領域を同時に拡大表示するステップと
を備えたことを特徴とする医用画像表示方法。
請求項１または２に記載の医用画像表示方法で、さらに、
複数表示されている画像中の任意の画像内で任意の標識を選択するステップと、
表示されている複数画像において前記選択された標識と解剖学的に同一位置にある標識位置が表示領域中で同一の位置となるように、表示画像を平行移動するステップと
を備えたことを特徴とする医用画像表示方法。
医用画像撮影装置により撮影された画像中の観察対象となる管腔臓器について、
その管腔臓器の走行方向に沿って切断した断面像、及び管腔臓器とその周辺臓器の３Ｄ画像を含む画像を複数種類作成する手段と、
前記作成された画像について所定の標識を設定する手段と、
前記設定された標識を前期画像と共に表示するための標識情報を生成する手段と、
前記生成された標識情報と前記作成された画像のうちの少なくとも一つとを同時表示する手段と
を備えたことを特徴とする医用画像表示装置。