WO1999046733A1

WO1999046733A1 - Procede et dispositif d'affichage d'images

Info

Publication number: WO1999046733A1
Application number: PCT/JP1999/001122
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Goto; Hiromitsu Hayashi
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 1999-09-16
Also published as: JPH11318884A; US6807292B1; JP4200546B2

Description

画像表示方法及び装置

技術分野

本発明は画像表示方法及び装置に係り、特に血管、腸、胃、骨等の観察対象の内面の画像を表示する画像表示方法及び装置に関する。

明田

背景技術

医用画像には、 X線 C T装置、 M R I装置（三次元計測する M R Iも含む）、超音波診断装置、三次元計測のできるコーンビーム C T装置等の装置によって得られる、 X線 C T画像、 M R I画像、超音波断層像等の画像がある。三次元計測で得たデータから再構成した画像をボリューム画像と言う。それらの各種装置で得られた画像の疑似三次元画像を得る方法として、視点と投影面とを与え、視点と投影面との間に存在する原画像（複数の断層像）を、その投影面に視点から見たように投影する投影法が提案されている。投影法には、平行投影法と中心投影法とが知られている。

観察対象の内部を内視鏡で見たような画像（以下、内視鏡的画像という）を得るためには、視点を観察対象の内部に設定することができる中心投影法を用いる。この内視鏡的画像を得る中心投影法は、特開平 7— 2 1 0 7 0 4号公報、及び特開平 8— 1 6 8 1 3号公報に記載されている。そして、中心投影法における視点位置及び視線方向を適宜更新することにより内視鏡的な動きを模擬した投影像を得ることができる。尚、視点位置及び視線方向の更新は、マウス等の入力手段をマニュアル操作することによって行う場合と、視線方向が画像中の視点から最も遠い位置に向かうように順次自動的に更新させる場合とが提案されている。

しかしながら、上記中心投影法による内視鏡的画像の場合には、例えば血管の内壁を示す画像が表示されている場合に、被検体内のどこの血管が表示されているか、また、血管のどの位置からどの方向を観察しているかが把握しにくいという問題があつた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、血管、腸等の観察対象をその観察対象に沿った曲面で縦切りにした断面像や、観察対象の内部が観察できるように切り開いた様な視点付近のマク口情報を含んだ画像を表示することができる画像表示方法及び装置を提供することを目的としている。発明の開示

前記目的を達成するために、本発明は、複数の断層像を積み上げた三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、前記視点設定手段によって設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定する切断面設定手段と、前記切断面設定手段によつて設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成する画像構成手段と、前記画像構成手段によつて構成された断面像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。

前記視点設定手段によって設定される複数の視点は、中心投影法において使用された各視点を記録し、その記録した視点をそのまま使用することができる。切断面設定手段は、前記設定された複数の視点に基づいて複数の視点を通る曲面を切断面として設定し、画像構成手段は、前記設定された切断面で切断した原画像の断面像を構成する。従って、この断面像は、血管等の観察対象を観察対象に沿った曲面で縦切りにした断面像となる。

本発明は、更に観察対象を含む前記原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影し、疑似的に三次元画像を構成し、該三次元画像に前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を画像合成した三次元画像を構成するようにしている。そして、観察対象を縦切りにした断面像と三次元画像とを 1画面内に並べて又は画面を切り換えて表示してもよい。

また、前記切断面としての曲面は、互いに直交する 2つの曲面としてもよく、これにより互いに直交する 2つの曲面で観察対象を縦切りにした 2つの断面像を表示することができる。更に、前記切断面としての曲面は、それぞれ方向の異なる複数の曲面としてもよい。例えば、方向が 0度〜 3 6 0度の範囲内で等角度ずつ変化する複数の曲面を切断面として設定し、これらの切断面によってそれぞれ切断した原画像の断面像を順次切り換えて表示することにより、血管等の観察対象の内部を 0度〜 3 6 0度にわたつて動画として見渡すことができる。

更に、上記のようにして表示される断面像の代わりに、その断面像を含む原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影し、疑似的に三次元画像を構成し、この三次元画像を表示するようにしてもよい。

本発明は、更に前記視点設定手段によって設定された複数の視点の少なくとも一部を再設定するための領域を指定する領域指定手段と、前記領域指定手段によって指定された領域外の視点に基づいて指定領域内の視点を補間演算によつて再設定する演算手段とを有しており、断面設定手段は、視点設定手段によって設定され及び前記演算手段によって再設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するようにしている。即ち、視点設定手段によって設定される視点は、例えば観察対象としての血管に血栓がある場合には、血栓を避けるように視点が設定されるため、血栓を含む領域では視点を通る曲面が血管の中心から大きくずれる。そこで、このような領域（即ち、前記領域指定手段によって指定された指定領域）では、その領域内の視点をその領域外の視点から補間によって求めるようにしている。

本発明は、複数の断層像を積み上げた三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を通る曲線を仮想の線光源とする光源設定手段と、前記観察対象を含む前記原画像を、前記光源設定手段によって設定された曲線の線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影し、該陰影付けした管状の投影面を展開して疑似的に三次元画像を構成する画像構成手段と、前記画像構成手段によって構成された三次元画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、前記光源設定手段は、前記複数の視点を通る曲線を仮想の線光源として設定し、画像構成手段は、前記設定された線光源から原画像を該線光源を中心とする管状 W

4

の投影面に陰影付けして投影し、この陰影付けした管状の投影面を展開して疑似的に三次元画像を構成するようにしている。従って、この三次元画像は、血管等の観察対象を切り開いた画像となる。

本発明では、視点設定手段は、複数に枝分かれした観察対象の内部に、該観察対象の各枝分かれ部分に沿って複数の視点を設定し、切断面設定手段は、前記視点設定手段によって設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定する。画像構成手段は、前記設定された切断面で切断した原画像の断面像を構成する。従って、この断面像は、観察対象が枝分かれして表示された断面像となる。

本発明では、原画像を切断し、曲面状の断面像を平面に伸長したときの断面像として構成し、表示手段によって表示された前記断面像上で、指定手段によって観察対象の 2点を指定すると、距離算出手段が前記指定手段によつて指定された I点間の距離を算出する。

本発明では、表示手段によって表示された三次元画像上に、指定手段によって観察対象の内部の領域を指定すると、面積算出手段が前記指定手段によって指定された領域の面積を算出する。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る画像表示装置に基づいて表示された断面像を含む表示例を示す図であり、図 2 (A) 及び 2 (B) は、断面像の構成方法の実施の形態を示す図であり、図 3 (A) 及び 3 (B) は、断面像の構成方法の他の実施の形態を示す図であり、図 4は、断面像の構成方法を示すフローチャートであり、図 5は、三次元の原画像の座標系と視点を通る直線との関係を説明するために用いる図であり、図 6 (A) 及び 6 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図であり、図 7は、本発明に係る画像表示装置によって表示される他の表示例を示す図であり、図 8は、本発明に係る画像表示装置によって表示される特殊な表示例を示す図であり、図 9(A)- 9 (B) 及び 9 (C) は、図 8に示した表示例の変形例を示す図であり、図 1 0 (A) 及び 1 0 (B) は、動画の断面像の構成方法を示す図であり、図 1 1 (A) 及び 1 1 (B) は、断面像とは別の画像の構成方法を示す図であり、図 i 2は、複数の視点の一部を再設定する方法を説明するために用いる図であり、図 1 3は、視点を観察対象内の中心に再設定する方法を説明するために用いる図であり、図 1 4 (A) 及び 14

(B) は、断面像の構成方法の他の実施の形態を示す図であり、図 1 5 (A) 及び 1 5 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図であり、図 1 6 (A) 及び 1 6 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図であり、図 1 7 は、断面像から距離を算出する方法を示す説明図であり、図 1 8は、疑似三次元画像から面積を算出する方法を示す説明図であり、図 1 9は、本発明に係る画像表示装置のハードゥヱァ構成例を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下添付図面に従って本発明に係る画像表示装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図 1は、本発明に係る画像表示装置によって表示される表示例を示している。同図において、 1は CRTモニタ、 2はマウス、 3は中心投影法によって構成された血管内を示す疑似三次元画像（内視鏡的画像）、 4は血管 1 2の縦切りの断面像である。次に、上記断面像 4の表示について説明する。

図 2 (A) 及び 2 (B) は、上記断面像の表示の実施の一形態を示す図である。図 2 (A) において、 1 0は X線 CT装置等によって得られる複数の CT画像（CT 1 , C T 2， C T 3， ···）が積み上げられた三次元の原画像であり、 1 2は原画像 1 0に含まれる観察対象としての血管を示している。また、 5 a〜5 gは中心投影法によつて血管 1 2内に順次設定された視点を示す。

上記視点 5 a〜 5 gは、例えば操作者が図 1の内視鏡的画像 3を見ながら画面中のカーソル（図示せず）をマウス等で操作することにより順次設定され、又は視線方向が視点から最も遠い位置に向かうように視点及び視線方向が順次自動的に更新されることにより設定される。本発明の一実施例ではこの中心投影法において使用される視点を利用する。尚、中心投影法及び視点の更新方法の詳細については、特開平 7— 2 1 0704号公報、及び特開平 8— 1 68 1 3号公報に記載されている。本発明の一実施例では、上記のようにして設定された視点 5 a〜5 gを含む曲面 (切断面） 1 4によって血管 1 2を切断し、その切断した断面像を表示する。尚、この曲面 1 4は、視点 5 a〜5 gを通る複数の直線 5 aL〜5 gLを含んでおり、また、直線 5 a L〜 5 gLは、図 2に示す実施の形態では、 CT画像（CT 1 , CT2 , CT 3， ···）の積み上げ方向の座標軸 yに平行な場合に関して示している。

血管 1 2の縦切りの断面像 4 (図 1参照）は、次のように表示される。まず、視点 5 aを通り y軸に平行な直線 5 aLを求め、直線 5 a L上の各点での C T値を C T画像（CT 1 , CT2 , CT 3， ···）から求める。尚、各 CT画像間の CT値は、補間によって求める。このようにして求めた直線 5 &し上のじ丁値をメモリ 16 (図 2(B)) に格納する。他の視点 5 b〜 5 gを通る直線 5 bL〜5 g L上の CT値も同様にしてメモリ 1 6に格納するが、直線（視点）の間隔が長い場合には、例えば直線 5 c L〜 5 dLの間で示すように所望の画質が得られる間隔の直線を補間により求め、これらの直線上の CT値をメモリ 1 6に格納する。

図 1に示した血管 1 2の縦切りの断面像 4は、上記メモリ 1 6に格納した CT値を濃度情報として CRTモニタ 1に表示したものである。また、図 1に示すように断面像 4とともに視点 5 a〜5 eを表示してもよく、また、中心投影法において構成される内視鏡的画像 3の視野を点線 6で表示してもよい。更に、 CRTモニタ 1に表示した内視鏡的画像 3の視点の位置を、断面像 4上で矢印 Aによって表示し、この矢印 A がマウス 2によつて他の視点に移動されることにより、内視鏡的画像 3が切り換えられるようにしてもよい。

図 3 (A) 及び 3 (B) は断面像の構成方法の他の実施の形態を示す図である。図

2 (A) 及び 2 (B) に示した実施の形態では、視点 5 a〜5 gを通る直線 5 aL〜 5 gLは、三次元の原画像 1 0の座標軸の 1つ（y軸）と平行としたが、図 3 (A) 及び 3 ( B ) に示す実施の形態では、視点 5 a ~ 5 gを通る直線 5 a L ' 〜 5 g L ' は、座標軸の 1つと一定の角度をなすように設定される。

即ち、直線 5 aL' は、直線 5 a Lと一定の角度をもっている。直線 5 b L' 〜5 g L' についても同様に一定の角度をもっている。図 3 (B) は上記直線 5 aL' 〜 5 g L' 上の CT値が格納されたメモリ 16を示す。例えば、図 3 (A) の直線 5 d L' 上の CT値 18は、図 3 (B) のメモリ 16上の対応する位置に格納される。次に、上記断面像を構成する方法について図 4に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、血管等の観察対象の内部に視点を設定し、その視点が観察対象の内部を進むように手動又は自動で視点を更新処理し、各視点 e i ( i = 0, 1, 2, ···, n) の座標を保存する（ステップ S 10) 。続いて、視点を通る直線が三次元の原画像 10 の座標軸となす角度 α， iSを指定し、また、カウン夕値 iを 0にする（ステップ S 1 2) 。即ち、図 5に示すように直線 Lと X軸とのなす角度を α, 直線 Lと χ— ζ平面とのなす角度をとする。

次に、視点 e；として最初の視点 e。を指定する（ステップ S 14) 。続いて、指定した視点 (最初は e。）を通り、 X軸と α、 χ— ζ平面との角度をなす直線を求める（ステップ S 16) 。そして、このようにした求めた直線 L；上の CT 値を、三次元の原画像 10から読み出し、また必要に応じて補間して求め（ステップ S 18) 、これらの CT値をメモリの画像配列の第 i列又は第 i行に格納する（ステップ S 20) 。

その後、カウンタ値 iに 1を加え、次の視点 e iを指定する（ステップ S 22) 。次に、全ての視点が指定されたか否かを判断する（ステップ S 24) 。即ち、カウン夕値 iが最後の視点 e_nに対応するカウン夕値 n (この nは予めキ一入力される）よりも大きいか否かを判断し、 iが n以下の場合 ( i≤n) には、ステップ S 16に戻る。そして、上記と同様にしてステップ S 16からステップ S 24の処理を繰り返す。一方、ステップ S 24において、全ての視点が指定されたと判断された場合、即ち、カウンタ値 iが nよりも大きい（ i〉n) と判断された場合には、断面像を構成する処理を終了する。

上記のようにしてステツプ S 20でメモリに格納された CT値を濃度情報とする画像信号を CRTモニタに出力することにより、血管等の観察対象の縦切りの断面像を表示することができる。

図 6 (A) 及び 6 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図である。同図に示す実施の形態では、 CT画像と断面像との対応付けを変えており、直線 5 b L〜5 e L間を拡大して表示できるようにしている。

図 7は本発明に係る画像表示装置の一実施例によつて表示される他の表示例を示している。同図において、 2 0は血管 1 2を含む疑似三次元画像であり、 2 2は同じ血管 1 2の縦切りの断面像である。この疑似三次元画像 2 0は、血管 1 2を含む三次元の原画像 1 0を投影面に平行投影し、サ一フヱイス法やボリュームレンダリング法によって陰影付けして構成され、更に視点 5 a, 5 b, 5 c， …が重ね合わされている。図 8は本発明に係る画像表示装置の一実施例によって表示される特殊な表示例を示している。同図に示すように、 CRTモニタ 1には、血管 1 2を縦切りした 2枚の断面像 2 4、 2 6が表示されている。断面像 2 4は、 y軸と平行な直線によって構成された曲面で原画像 1 0を切断した場合の断面像であり、断面像 2 6は、 z軸と平行な直線によって構成された曲面で原画像 1 0を切断した場合の断面像である。

即ち、断面像 2 4と断面像 2 6とは、互いに直交した断面像であり、これによれば血管 1 2内の血栓 2 8を縦と横から観察することができ、診断をより正確に行うことができる。尚、断面像 2 4と断面像 2 6とは、 CRTモニタ 1の画面内に並べて表示されているが、これに限らず、画面を切り換えて別々の画面で表示するようにしてもよい。

図 9 (A) 、 9 (B) 及び 9 (C) は、図 8に示した表示例の変形を示しており、図 9 (A) 及び 9 (B) に示すように互いに直交する 2つの曲面（切断面） 3 0、 3 2で原画像 1 0を切断し、図 9 (C) に示すように上記切断面 3 0、 3 2で切断した血管 1 2を含む断面像 3 4 , 3 6をそれぞれ CRTモニタ 1に表示するようにしている。

ここで、断面像 3 4は、血管 1 2の奥行き方向が画面の上方向と一致するように表示され、断面像 3 6は、血管 1 2の奥行き方向が画面の右方向と一致するように表示されている。図 1 0 (A) 及び 1 0 (B) は、動画の断面像の構成方法を示す図である。同図に示すように、視点 5 aを通る複数の直線 5 aしい 5 aL₂, 5 aL₃，を設定する。各直線は、 y軸から所定の角度ずつ回転している。他の視点 5 b〜 5 gを通る直線についても同様に複数設定する。そして、直線 5 aL,と同じ角度の各直線上の CT値をメモリに格納することにより 1フレーム目の画像データを構成し、同様にして直線 5 a L₂, 5 aL₃, …と同じ角度の各直線上の CT値をメモリに格納することにより 2フレーム目、 3フレーム目、 …の画像データを構成する。

図 1 0 (B) に示すように上記各フレームの画像デ一夕を順次 CRTモニタ 1に出力することにより、切断面が連続的に変化する動画（断面像） 38を表示することができる。

図 1 1 (A) 及び i i (B) は断面像とは別の画像の構成方法を示す図である。上述した断面像は、陰影付けがされていない平面的な画像である。同図に示す画像の構成方法では、各視点を含む曲面 1 4によって三次元の原画像 1 0を切断除去し、除去した状態あるいは除去したと同じ効果をもたせた状態（例えば、処理範囲に制限をつける）で、投影面 4 0にサーフェイス法やボリュームレンダリング法等によって陰影付けして投影し、疑似的に三次元画像を構成する。尚、図 1 1 (A) 上の視点を投影面 4 0に対して無限遠に設定することにより、平行投影することができる。

図 1 1 (B) は上記のようにして陰影付けされた縦切り血管 1 2の疑似三次元画像 4 2を示している。この画像の構成方法によれば、 CT値で表示された断面像の代わりに、陰影付けされた疑似三次元画像 4 2を得ることができる。

次に、手動又は自動更新で得た複数の視点の一部を良好な位置に再設定する方法について説明する。

手動又は自動更新で得られる複数の視点は、図 1 2の黒丸で示すように通常、血管 1 2内の血液（造影剤を含む）の流路の略中心を通るように設定される。この場合、血管 1 2内に血栓 2 8があると、視点位置は、血管 1 2の中心線から大きく外れることになる。

そこで、視点の一部を良好な位置に再設定する場合には、図 1 2に示すように視点を再設定するための領域 4 4を指定する。この指定領域 4 4内の視点を、指定領域外の視点に基づいてスプライン補間等の補間演算によって求め、この求めた視点（図中、記号 *で示した視点）を指定領域 4 4内の黒丸で示した視点に代えて保存する。

これにより血栓 2 8の断面像を観察することができる。

次に、手動又は自動更新で得た複数の視点を良好な位置に再設定する他の方法について説明する。

手動又は自動更新で得られる複数の視点 eは、図 1 3に示すように必ずしも血管 1 2の内壁の曲率中心位置に設定されるとは限らない。そこで、図 1 3に示すように血管 1 2を視点 eを通る平面で切断し、その切断面における C T値から血管 1 2の内壁を求め、その内壁を構成する輪郭点の座標値の平均を求める。この座標値の平均値は、内壁の中心点 _e ' となるため、視点 _eの位置を中心点の位置に変更して保存する。これにより、血管 1 2の中心を通る切断面（曲面）で血管 1 2を切断することができる。

図 1 4 ( A ) 及び 1 4 ( B ) は、断面像の構成方法の他の実施の形態を示す図である。

図 1 4 ( A ) に示すように、視点 5 aと 5 bを結ぶ線分 n 1、視点 5 bと 5 cを結ぶ線分 n 2、 …の各線分 n iを軸とする円筒の内面を投影面とし、各視点から投影面に三次元の原画像 1 0を陰影付けして投影する。例えば、視点 5 aからの投影線は、線分 n 1と直交し、一定の角度でそれぞれ投影位置 a〜 zに放射状に投影される。尚、陰影付けの方法としては、サーフヱイス法、ボリュームレンダリング法、デプス法等のいずれを使用してもよい。

即ち、視点 5 a〜 5 gを通る曲線を仮想の線光源とし、この線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影する。

このようして管状の投影面に投影された画像情報は、図 1 4 ( B ) に示すようにメモリ 1 6上で直線状に展開されて格納される。尚、展開の開始位置（角度） aは、任意に設定可能である。

これにより、上記メモリ 1 6に格納された画像情報により、血管 i 2を切り開いた疑似三次元画像を表示することができる。

図 1 5 (A) 及び 1 5 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図である。同図に示す実施の形態では、図 1 5 (A) に示すように、途中で 2本に枝分かれしている血管 1 2の各経路内に視点 5 a〜5 g、 5ひ〜 55を設定し、血管 1 2 を全視点を含む曲面で切断し、その切断した断面像を表示する。この曲面は、視点 5 a〜5 cを通る直線 5 aL〜5 c L、視点 5 d、 5 αを通る直線、視点 5 e、 5 jSを通る直線、視点 5 f 、 5ァを通る直線、視点 5 g、 5 Sを通る直線を含んでおり、また、同図上では、 5 a L〜 5 c Lは座標軸 yに平行な場合に関して示しているが、これに限定されない。

このように切断された画像情報は、図 1 5 (B) に示すようにメモリ 1 6上に格納される。メモリ 1 6に格納された画像情報により、血管 1 2が 2本に枝分かれした断面像を表示することができる。

図 1 6 (A) 及び 1 6 (B) は、断面像の構成方法の更に他の実施の形態を示す図である。同図に示す実施の形態では、図 1 6 (A) に示すように、途中で 3本に枝分かれしている血管 1 2の各経路内に視点 5 a〜 5 g、 5ひ〜 5ァ、 5 A〜5 Dを設定し、血管 1 2を視点 5 a〜5 e、 5 α〜5 <5、 5 Α〜 5 Dを含む曲面で切断し、その切断した断面像を表示する。この曲面は、視点 5 a〜 5 bを通る直線 5 a L〜5 b L、視点 5 A、 5 cを通る直線、視点 5 B、 5 αを通る直線、視点 5 C、 5 d、 5 を通る曲線、視点 5 D、 5 e、 5ァを通る曲線を含んでいる。視点 5 C、 5 d、 5 を通る曲線、視点 5 D、 5 e、 5ァを通る曲線は、各々スプライン補間によって求められる。同図上では、 5 a L〜 5 b Lは座標軸 yに平行な場合に関して示しているが、これに限定されない。

このように切断された画像情報は、図 1 6 (B) に示すようにメモリ 1 6上に格納される。メモリ 1 6に格納された画像情報により、血管 1 2が 3本に枝分かれした断面像を表示することができる。

図 1 Ίは断面像から距離を算出する方法を示す説明図である。

CRTモニタ 1には血管の断面像が表示され、マウス 2によって断面像上に表示された矢印 Aを移動させ、血管に沿った 2点をクリックすることによって、 2点が十で表示され、 2点間の距離が算出される。この断面像は、原画像が切断された曲面状の断面像が平面に伸長されて表示されているため、前記点間の距離は実際の血管に沿つた 1点間の距離と等しくなる。

図 1 8は疑似三次元画像から面積を算出する方法を示す説明図である。

C R Tモニタ 1には血管 1 2を切り開いた疑似三次元画像 4 8が表示され、マウス 2によって疑似三次元画像上に表示された矢印 Aを移動させ、ある領域を包囲するようにドラッグすることによって、血管内の該領域の面積が算出される。

図 1 9は本発明に係る画像表示装置のハードウヱァ構成の一例を示すプロック図である。 '

同図に示すように、この画像表示装置は、主として磁気ディスク 5 0と、主メモリ 5 2と、中央処理装置（C P U ) 5 4と、表示メモリ 5 6と、 C R Tモニタ 1と、各種の操作指令、位置指令、メニュー選択指令を入力するためのキーボード 5 8、マウス 2、マウスコントローラ 6 0と、これらの各構成要素を接続する共通バス 6 2とから構成されている。

磁気ディスク 5 0には、複数の C T画像（C T 1， C T 2 , C T 3 , ···) が積み上げられた三次元の原画像 1 0、画像構成プログラム等が格納され、主メモリ 5 2には、装置の制御プログラムが格納されるとともに、演算処理用の領域等が設けられている。

C P U 5 4は、三次元の原画像 1 0や各種のプログラムを読み出し、主メモリ 5 2 を用いて本発明に係る断面像や疑似三次元画像等の構成を行い、その構成した画像を示す画像データを表示メモリ 5 6に送り、 C R Tモニタ 1に表示させる。

尚、この実施の形態では、観察対象として血管を例に説明したが、本発明は、血管に限定されず、腸、胃等の管腔臓器や、骨等の観察対象にも適用できる。また、断面像と三次元画像等を 1画面内に並べて又は画面を切り換えて表示することで説明したが、要するに両者を対応づけて表示すればよく、例えば複数の画面に並べる等あらゆる両者のうちの一方が副次的に使用されるような表示を含む。

尚、本実施の形態は観察対象に沿って視点を設定するように説明したがこれに限られることなく、例えば観察対象の中央部等の該観察対象に沿っていない場合も含む。産業上の利用可能性

以上説明したように本発明に係る画像表示装置によれば、血管、腸等の観察対象をその観察対象に沿った曲面で縦切りにした断面像や、観察対象の内部が観察できるように切り開いた様な視点付近のマク口情報を含んだ画像を表示することができる。また中心投影法によって設定される複数の視点を利用して、切断面としての曲面等を自動的に設定することができるという利点もある。

Claims

請求の範囲

1 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によって設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定する切断面設定手段と、

前記切断面設定手段によつて設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によつて構成された断面像を表示する表示手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

2 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記切断面設定手段によつて設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成する第 1の画像構成手段と、

前記観察対象を含む前記原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影し、疑似的に三次元画像を構成し、該三次元画像に前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を画像合成した三次元画像を構成する第 1の画像構成手段と、

前記第 1の画像構成手段によって構成された断面像と前記第 2の画像構成手段によつて構成された三次元画像とを対応づけて表示する表示手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

3 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を通る曲面であつて、互いに直交する第 1の曲面及び第 2の曲面を第 1の切断面及び第 1の切断面として設定する切断面設定手段と、前記切断面設定手段によつて設定された第 1の切断面及び第 1の切断面によって前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の互いに直交する第 1の断面像及び第 1の断面像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によって構成された第 1の断面像と第 2の断面像とを対応づけて表示する表示手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

4 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を通る曲面であつて、それぞれ方向の異なる複数の曲面を切断面として設定する切断面設定手段と、

前記切断面設定手段によつて設定された複数の曲面によつてそれぞれ前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の複数の断面像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によつて構成された複数の断面像を順次切り換え、切断方向の異なる断面像を連続的に表示する表示手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

5 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記切断面設定手段によつて設定された切断面によつて前記原画像を切断し、該切断後の前記観察対象の断面像を含む原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影して得る三次元画像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によつて構成された前記観察対象の断面像を含む三次元画像を表示する表示手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

6 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によつて設定された複数の視点の少なくとも一部を再設定するための領域を指定する領域指定手段と、

前記領域指定手段によって指定された領域外の視点に基づいて指定領域内の視点を補間演算によつて再設定する演算手段と、

前記視点設定手段によつて設定され及び前記演算手段によつて再設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定する切断面設定手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

7 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を通る曲線を仮想の線光源とする光源設定手段と、

前記観察対象を含む前記原画像を、前記光源設定手段によって設定された曲線の線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影し、該陰影付けした管状の投影面を展開して得る三次元画像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によって構成された三次元画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。

8 . 三次元の原画像に含まれる複数に枝分かれした観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記視点設定手段によつて設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定する切断面設定手段と、

前記画像構成手段によって構成された断面像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。

9 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記切断面設定手段によつて設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の曲面状の断面像を、前記曲面を平面に伸長したときの断面像として構成する画像構成手段と、

前記表示手段によつて表示された断面像上での 1点を指定する指定手段と、前記指定手段によつて指定された 1点間の距離を算出する算出手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

1 0 . 三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段と、

前記観察対象を含む前記原画像を、前記光源設定手段によつて設定された曲線の線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影し、該陰影付けした管状の投影面を展開して得る三次元画像を構成する画像構成手段と、

前記画像構成手段によって構成された三次元画像を表示する表示手段と、前記表示手段によつて表示された三次元画像上で前記観察対象内の領域を指定する指定手段と、

前記指定手段によつて指定された領域の面積を算出する算出手段と、

を備えたことを特徴とする画像表示装置。

1 1 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステツプ、前記設定された切断面によって前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成するステツプ、及び

前記構成された断面像を表示するステツプ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 2 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステップ、前記設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成するステップ、

前記観察対象を含む前記原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影し、疑似的に三次元画像を構成し、該三次元画像に設定された複数の視点を画像合成した三次元画像を構成するステップ、及び

前記構成された断面像と前記構成された三次元画像とを対応づけて表示するステツプ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 3 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステップ、前記設定された切断面によって前記原画像を切断し、該切断後の前記観察対象の断面像を含む原画像を所定の投影面上に陰影付けして投影して得る三次元画像を構成するステップ、及び

前記構成された前記観察対象の断面像を含む三次元画像を表示するステツプ、を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 4 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点の少なくとも一部を再設定するための領域を指定するステツフ、

前記指定された領域外の視点に基づいて指定領域内の視点を補間演算によつて再設定するステップ、

前記設定され及び前記再設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステツプ、前記設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成するステップ、及び

前記構成された断面像を表示するステップ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 5 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲線を仮想の線光源として設定するステツプ、前記観察対象を含む前記原画像を、前記設定された曲線の線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影し、該陰影付けした管状の投影面を展開して得る三次元画像を構成するステップ、及び

前記構成された三次元画像を表示するステップ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 6 . 三次元の原画像に含まれる複数に枝分かれした観察対象の内部に、複数の視点を設定するステツプ、

前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステツプ、前記設定された切断面によって前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の断面像を構成するステップ、及び

前記構成された断面像を表示するステップ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 7 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲面を切断面として設定するステップ、前記設定された切断面によつて前記原画像を切断し、前記観察対象の断面像を含む原画像の曲面状の断面像を、前記曲面を平面に伸長したときの断面像として構成するステップ、

前記構成された断面像を表示するステツプ、

前記表示された断面像上での 2点を指定するステップ、及び

前記指定された 2点間の距離を算出するステップ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。

1 8 .三次元の原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定するステップ、前記設定された複数の視点を通る曲線を仮想の線光源とするステップ、

前記観察対象を含む前記原画像を、前記設定された曲線の線光源を中心とする管状の投影面に陰影付けして投影し、該陰影付けした管状の投影面を展開して得る三次元画像を構成するステップ、

前記構成された三次元画像を表示するステツプ、

前記表示された三次元画像上で前記観察対象内の領域を指定するステツプ、及び前記指定された領域の面積を算出するステップ、

を含むことを特徴とする画像表示方法。