JP2006075216A - 医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】より適切に三次元画像等の画像を表示させることにより、ユーザがより容易に曲断面を設定するとともに設定した曲断面の位置や形状を把握することが可能な医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法である。
【解決手段】医用画像処理システムは、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベース4と、医用画像データベース4に保存された医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段7bと、入力手段5から受けた情報と三次元画像データとに基づいて曲断面画像の位置を参照画像上に帯状に表示させるとともに曲断面画像を操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段7cとを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】医用画像処理システムは、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベース4と、医用画像データベース4に保存された医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段7bと、入力手段5から受けた情報と三次元画像データとに基づいて曲断面画像の位置を参照画像上に帯状に表示させるとともに曲断面画像を操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段7cとを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、X線CT装置、核磁気イメージング装置、超音波診断装置等の画像診断装置において収集された医用画像データの画像処理を行なう医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法に係り、特に、断面変換(MPR:Multi−planar reconstruction;)画像等の三次元画像データを再構成して曲面表示させることが可能な医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法に関する。
従来、X線CT装置、核磁気イメージング装置、超音波診断装置等の画像診断装置において収集された二次元の断層画像等の医用画像データは画像処理に供され、医用画像データから三次元画像データが再構成される。
このような三次元画像データの再構成処理技術の1つとして、三次元の原画像に含まれる観察対象内部に、複数の視点を設定すると、設定した各視点を通る曲面を切断面として原画像を切断することにより、原画像の断面像を再構成して表示させる画像処理システムがある(例えば特許文献1参照)。
この画像処理システムは、原画像をある投影面に平行投影してサーフェイス法やボリュームレンダリング法による陰影付け処理が施された擬似三次元画像を、血管断面等の断面像とともに並列表示させる機能を有している。
また、三次元画像や曲面断層像の表示機能とともに、より具体的な各種機能が備えられた画像処理システムが提案される。この画像処理システムは、マウス等の入力手段により表示画面上に曲線を描き、その曲線に沿った断面像を作成する機能を備えている。このため、曲線に沿った断面像の作成技術である曲面MPR(Curved MPR)が用いられている。そして、このような曲面MPR(Curved MPR)は、医用画像処理において、歯列、脊椎、血管などの人体の曲断面を観察する場合に特に有効である。
図12は、従来の画像処理システムにより曲面MPR画像を表示する際の画面構成例を示す図である。
図12に示すように、従来の画像処理システムの画面には直交する3つの平面(アキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面)によるMPR断面画像(P1、P2、P3)が表示される。そして、各MPR断面画像を設定、操作用の画面として、マウス等の入力手段の操作により曲断面を設定して表示させることができる。
まず、画面に表示された3つのMPR断面画像のうち任意のMPR断面画像、例えばMPR断面画像A上において、マウスによるクリック操作で描こうとする曲線B上の複数の点をプロットすると、スプライン関数等の任意の関数により各点間が補間されて自動的に曲線Bが作成されて描かれる。このとき、プロットされた点の空間座標は、表示されている面上のクリックした点となる。
曲線Bが描かれると、作成された曲線Bを通り、MPR断面画像Aに直交する曲断面画像Dが生成されて展開表示される。すなわち、曲断面画像Dの長手方向の長さは曲線Bの長さであり、曲断面画像Dの中心線Gの位置は曲線Bの位置で決定される。また、曲断面画像Dの長手方向に垂直な方向の幅Fは、曲線Bを描いたMPR断面画像A以外のMPR断面画像に例えば点線で表示され、マウスにより曲断面画像Dの幅Fを設定することができる。
このように作成された曲断面画像Dは、曲線B上にプロットされた点をマウスによりドラッグして移動することにより、変更することが可能である。また、曲線Bの形状を保持した状態で、曲線BをMPR断面画像A上において上下左右に移動させることもできる。
さらに、曲断面画像Dを垂直に横切る垂直断面画像Eを併せて表示させることが可能であり、曲断面画像DおよびMPR断面画像A上に垂直断面画像Eの位置Cが、例えば直線で表示される。そして、マウスにより垂直断面画像Eの位置Cを移動させることができる。
そして、曲線Bの位置や形状が変更されても、常に曲線Bの位置における曲断面画像Dが表示されるように構成される。同様に垂直断面画像Eについても、常に位置Cにおける垂直断面画像Eが表示されるように構成される。
すなわち、従来のCurved MPRによる曲断面表示技術は、曲断面の位置がMPR画像やボリュームレンダリング画像上に曲線で描かれ、曲断面の範囲がMPR画像上やボリュームレンダリング画像上に断面幅として表示させるものである。
特開平11−318884号公報
従来のCurved MPRによる曲断面表示技術を用いた画像処理システムでは、固定されたある1つのMPR断面画像A(アキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面)に対してのみ曲線Bを設定することが可能であるが、MPR断面画像Aの奥行きを変えながら曲線Bを設定しようとすると、1つのMPR断面画像Aのみでは曲線Bの位置を表現することができなくなるという問題がある。換言すれば、曲断面画像Dを三次元の方向に対して、つまりMPR断面画像Aの上下左右だけでなく奥行きを変更させながら設定した場合、奥行き方向の曲断面画像Dの位置を表現するのが困難であり、ユーザにとっては分かりづらい表示となる。
また、同種の問題として、MPR断面画像Aを回転しながら曲線Bを設定しようとすると、MPR断面画像Aの向きを表現することができなくなるという問題がある。すなわち、曲断面画像Dの向きが途中で変わるような、ねじれた曲断面画像Dを作成する場合には、曲断面画像Dを表現することができない。
加えて、曲断面画像Dに奥行きの変化やねじれがある場合には曲断面画像Dの画像の幅Fが物体に対してどの方向になるかが分かりづらい、垂直断面画像Eの設定されている位置Cを、任意の視線方向から確認することができない、曲断面画像Dを回転させた場合、曲断面画像Dの向きを把握しづらいといった表示上の各種問題がある。
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より適切に三次元画像等の画像を表示させることにより、ユーザがより容易に曲断面を設定するとともに設定した曲断面の位置や形状を把握することが可能な医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法を提供することを目的とする。
本発明に係る医用画像処理システムは、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベースと、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段と、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段とを有することを特徴とするものである。
また、本発明に係る医用画像処理システムは、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベースと、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、ボリュームレンダリング画像を参照画像とし、かつ断面変換画像の表示部を有する操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段と、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に断面変換画像として表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段とを有することを特徴とするものである。
また、本発明に係る医用画像処理プログラムは、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、コンピュータを、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベース、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段並びに入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作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ものである。
また、本発明に係る医用画像処理方法は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、画像診断装置において収集された医用画像データから三次元画像データを生成するステップと、前記三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成するステップと、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから生成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成するステップとを有することを特徴とするものである。
本発明に係る医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法においては、より適切に三次元画像等の画像を表示させることにより、ユーザがより容易に曲断面を設定するとともに設定した曲断面の位置や形状を把握することができる。
本発明に係る医用画像処理システム、医用画像処理プログラムおよび医用画像処理方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る医用画像処理システムの実施の形態を示す機能ブロック図である。
医用画像処理システム1は、CPU2、画像表示部3、医用画像データベース4、入力手段としてのポインティング装置5、画像記憶部6、画像処理部7を有する。そして、CPU2により、各構成要素間における情報の入出力管理が行なわれる。
医用画像データベース4には、X線CT装置、核磁気イメージング装置、超音波診断装置等の画像診断装置において収集された複数の医用画像データ(断層像)が保存される。医用画像データベース4に保存される医用画像データは、2次元画像データとされる。
ポインティング装置5は、マウスやキーボード等の入力手段で構成され、必要な情報を医用画像処理システム1に与える機能を有する。
画像処理部7は、医用画像データベース4に保存された二次元の医用画像データを元データとして、ポインティング装置5から受けた指示に従って各種画像処理を行なうことにより、目的とする画像データを生成する機能を有する。そのために、画像処理部7は、画像データ入力手段7a、操作画面情報作成手段7b、曲断面画像生成手段7c、垂直断面画像生成手段7d、曲断面編集手段7e、垂直断面編集手段7f、表示条件変更手段7gとしての機能を有する。画像処理部7は、コンピュータに医用画像処理プログラムを読み込ませることにより構築することができるが、特定の回路により構成してもよい。
画像データ入力手段7aは、医用画像データベース4に保存された二次元の医用画像データを読み込んで、MPR画像等の三次元画像データを作成する機能と、作成したMPR画像等の三次元画像データを操作画面情報作成手段7b、曲断面画像生成手段7c、垂直断面画像生成手段7d、曲断面編集手段7e、垂直断面編集手段7f、表示条件変更手段7gに与える機能とを有する。
操作画面情報作成手段7bは、画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データを用いて曲断面画像を作成するための操作画面情報を作成する機能と、作成した操作画面情報を画像表示部3に与えて表示させる機能を有する。特に、操作画面情報作成手段7bには、操作画面情報としてボリュームレンダリング法による三次元画像データ(ボリュームレンダリング画像)等のように視線方向を変更することが可能な三次元画像データを作成する機能が備えられる。
曲断面画像生成手段7cは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データから曲断面画像とその位置を表示させるための曲断面画像データを作成する機能と、作成した曲断面画像データを画像表示部3に与えることにより、曲断面画像とその位置を表示させる機能を有する。また、必要に応じて曲断面画像生成手段7cには、曲断面画像の向きをユーザに知らせるための情報を方向表示情報として作成する機能と、作成した曲断面画像の方向表示情報を画像表示部3に与えることにより表示させる機能が備えられる。
垂直断面画像生成手段7dは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて、曲断面画像生成手段7cにより生成された曲断面画像データおよび画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データから垂直断面画像とその位置を表示させるための垂直断面画像データを作成する機能と、作成した垂直断面画像データを画像表示部3に与えることにより、垂直断面画像とその位置を表示させる機能を有する。また、必要に応じて垂直断面画像生成手段7dには、垂直断面画像の向きをユーザに知らせるための情報を方向表示情報として作成する機能と、作成した垂直断面画像の方向表示情報を画像表示部3に与えることにより表示させる機能が備えられる。
曲断面編集手段7eは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて、曲断面画像生成手段7cにより生成された曲断面画像データを編集して新たな曲断面画像データを作成する機能を有する。この際、新たな曲断面画像データの作成には、画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データが参照され、作成された新たな曲断面画像データは、画像表示部3に与えられる。
垂直断面編集手段7fは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて、垂直断面画像生成手段7dにより生成された垂直断面画像データを編集して新たな垂直断面画像データを作成する機能を有する。この際、新たな垂直断面画像データの作成には、画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データが参照され、作成された新たな垂直断面画像データは、画像表示部3に与えられる。
表示条件変更手段7gは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて、操作画面情報作成手段7bにより作成されて表示されるボリュームレンダリング画像等の視線方向を変更することが可能な三次元画像データの表示条件を変更する機能を有する。三次元画像データの表示条件の変更の際には、適宜画像データ入力手段7aから受けた三次元画像データが参照される。
画像記憶部6には、画像処理部7により生成された画像データが保存される。
画像表示部3は、医用画像データベース4に保存された医用画像データや画像処理部7により生成された画像データを表示する機能を有する。
次に、医用画像処理システム1の作用について説明する。
図2は、図1に示す医用画像処理システム1により、画像診断装置において得られた医用画像データから曲断面画像を作成して表示させる際における手順を示すフローチャートであり、図中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。
まず、予めX線CT装置、核磁気イメージング装置、超音波診断装置等の画像診断装置において医用画像データが収集され、医用画像データベース4に保存される。
次に、ステップS1において、ポインティング装置5により曲断面の作成対象となる医用画像データの選択情報が入力されることにより、医用画像データが選択される。
次に、ステップS2において、画像処理部7の画像データ入力手段7aは、ポインティング装置5から入力された医用画像データの選択情報に基づいて医用画像データベース4に保存された医用画像データを読み込んで、MPR画像データを作成し、作成したMPR画像データを操作画面情報作成手段7b、曲断面画像生成手段7c、曲断面画像生成手段7c、曲断面編集手段7e、垂直断面編集手段7f、表示条件変更手段7gに与える。
そして、ステップS3において、操作画面情報作成手段7bは、画像データ入力手段7aから受けたMPR画像データを用いて曲断面を作成するための操作画面情報を作成し、作成した操作画面情報を画像表示部3に与えて表示させる。すなわち、操作画面情報作成手段7bは、操作画面情報として例えば、3つの断面(アキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面)におけるMPR断面画像データとボリュームレンダリング画像データとを作成し、MPR断面画像とボリュームレンダリング画像とが表示される。
図3は、図1に示す画像処理システムの画像表示部3に表示される操作画面の画面構成例を示す図である。
画像処理システムの画像表示部3に表示される操作画面は、図3に示すように、例えば、MPR画像表示部と参照画像表示部とを有する。MPR画像表示部には、アキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面における各MPR断面画像P1,P2,P3が表示され、参照画像表示部には、被検体のボリュームレンダリング画像P4が参照画像として表示される。すなわち、各MPR断面画像P1,P2,P3とボリュームレンダリング画像P4とが画像表示部3に並列表示される。このため、ユーザは直感的に被検体の形状や各種器官や臓器の位置を把握することができる。
そして、操作画面情報作成手段7bにより作成されて画像表示部3に表示された操作画面を参照しつつ、マウスやキーボード等の入力手段で構成されるポインティング装置5の操作により、曲断面の作成や表示状態の変更等の各種画像処理を行なうことができる。
このため、例えばステップS4において、ポインティング装置5の操作により、曲断面の作成が開始される。すなわち、ポインティング装置5から曲断面を作成する旨の情報が入力され、曲断面画像生成手段7cは、図3に示すように曲断面表示用のウィンドウW1を作成して画像表示部3に表示させる。
次に、ステップS5において、ポインティング装置5のクリック操作により、操作画面に表示された3つのMPR断面画像P1,P2,P3あるいはボリュームレンダリング画像P4のうち任意の画像の選択情報が入力される。この際、ポインティング装置5によるクリック位置は、曲断面を定義するための情報としても利用される。画像の選択情報およびクリック位置は、曲断面画像生成手段7cに与えられる。
そして、ステップS6において、ポインティング装置5から入力された画像の選択情報に基づいて曲断面画像生成手段7cにより曲断面の作成用の画像が選択される。例えば、MPR断面画像Aが選択される。
次に、ステップS7において、MPR断面画像Aを介して曲断面を定義するために、ポインティング装置5のクリック位置における座標が曲断面画像生成手段7cにより取得される。
次に、ステップS8において、曲断面画像生成手段7cは、MPR断面画像A上における座標位置にマーキング記号を表示させることにより、ポインティング装置5によるクリック位置をプロットする。
図4は、図3に示す画像処理システムの操作画面に表示された曲断面の作成用のMPR断面画像の拡大図である。
図4に示すように、MPR断面画像A上におけるポインティング装置5のクリック位置は、例えば×印によりマーキング表示されてプロット点PTとされる。すなわち、プロットされた点PTの空間座標は、MPR断面画像Aにおいてポインティング装置5によりクリックした点となる。
次に、ステップS9において、プロットされた点PTが、始めの1点目であるか否かが曲断面画像生成手段7cにより判定される。そして、プロットされた点PTが、始めの1点目であると判定された場合には、再びステップS5において、ポインティング装置5によるクリック操作が行なわれ、新たな点PTがMPR断面画像A上にプロットされる。
そして、少なくとも2点がMPR断面画像A上にプロットされると、ステップS9において、プロットされた点PTが始めの1点目でないと判定される。
そして、ステップS10において、曲断面画像生成手段7cによりMPR断面画像A上にプロットされた各点PTがスプライン関数等の任意の関数により補間され、自動的に曲線Bが作成される。作成された曲線Bは、MPR断面画像A上に例えば実線で表示される。
次に、ステップS11において、曲断面画像生成手段7cはMPR画像データに基づいて曲線Bを通り、MPR断面画像Aの視線方向(垂直方向)に一定の幅を有する曲断面画像Dを表示させるための曲断面画像データを作成する。作成された曲断面画像データは画像表示部3に与えられ、操作画面に設けられた曲断面表示用のウィンドウ情報W1に曲断面画像Dが展開表示される。
すなわち、曲断面画像Dの長手方向の長さは曲線Bの長さであり、曲断面画像Dの中心線Gの位置は曲線Bの位置で決定される。また、曲断面画像Dの長手方向に垂直な方向の幅Fは、曲線Bを描いたMPR断面画像A以外のMPR断面画像に例えば点線で表示され、ポインティング装置5の操作により曲断面画像Dの幅Fを設定することができる。つまり、曲線Bを描いたMPR断面画像A以外のMPR断面画像に曲断面画像Dの位置が幅Fとして表示される。
また、ステップS12において、曲断面画像生成手段7cはMPR画像データに基づいて曲断面画像Dの位置をボリュームレンダリング画像P4に帯状に表示させるための曲断面画像データを作成する。作成された曲断面画像データは画像表示部3に与えられ、ボリュームレンダリング画像P4に曲断面画像Dの位置が帯状に表示される。
ここで、ボリュームレンダリング画像P4における複数の線分で構成される曲断面画像Dの位置情報は、曲断面画像Dの位置が物体の手前にあるか後方にあるのかによって、その表示状態を変更することができる。例えば、曲断面画像Dの位置が物体の後方にある場合には隠れるように非表示状態にすることができるし、点線などで表示状態にすることもできる。図3は、曲断面画像Dの位置が物体の後方にある場合には、その部分の線分を点線で表示した例である。
そして、このような曲断面画像Dの位置情報の一部の表示状態の切換え機能が、曲断面画像生成手段7cに備えられる。
次に、ステップS13において、曲断面画像生成手段7cは、生成した曲断面画像データと、画像データ入力手段7aから受けたMPR画像データとから曲断面画像Dの向きをユーザに知らせるための方向表示情報を作成する。そして、曲断面画像生成手段7cは、作成した方向表示情報を画像表示部3に与える。
例えば、曲断面画像生成手段7cは、曲断面画像Dの4隅の線分を互いに異なる色(c1,c2,c3,c4)で表示するための色情報を方向表示情報として作成する。そして、図3に示すように、曲断面表示用のウィンドウ情報W1およびボリュームレンダリング画像P4に帯状に表示された曲断面画像Dの4隅の線分が共通の色(c1,c2,c3,c4)で表示される。この線分の色はポインティング装置5の操作により任意に設定し、かつ変更することができる。
このためユーザは、ボリュームレンダリング画像P4に帯状に表示された曲断面画像Dの位置と曲断面表示用のウィンドウ情報W1に表示された曲断面画像Dとの向きを線分の色(c1,c2,c3,c4)により容易に把握することが可能となる。
ただし、方向表示情報は線分の色に限らず、記号や符号等の情報であってもよい。
次に、ステップS14において、垂直断面画像生成手段7dの作用により、図3に示すように曲断面画像Dに垂直な断面における垂直断面画像Eを表示させるためウィンドウW2が画像表示部3に表示される。そして、垂直断面画像生成手段7dは、ポインティング装置5から受けた情報に基づいて、曲断面画像生成手段7cにより生成された曲断面画像データおよび画像データ入力手段7aから受けたMPR画像データから垂直断面画像データを作成し、作成した垂直断面画像データを画像表示部3に与えることにより、ウィンドウW2に垂直断面画像Eを表示させる。このとき、ウィンドウW2に表示された垂直断面画像Eには、適宜、曲断面画像Dの位置を示す線分Gが表示される。
次に、ステップS15において、垂直断面画像生成手段7dは、MPR断面画像A上に垂直断面画像Eの位置を表示するための情報を作成して画像表示部3に与える。このため、MPR断面画像A上に垂直断面画像Eの位置Cが、例えば直線で表示される。
次に、ステップS16において、垂直断面画像生成手段7dは、ボリュームレンダリング画像P4上に垂直断面画像Eの位置を表示するための情報を作成して画像表示部3に与える。このため、ボリュームレンダリング画像P4上に垂直断面画像Eの縁が、垂直断面画像Eの位置および形状を容易に把握できるように表示される。
次に、ステップS17において、垂直断面画像生成手段7dは、ウィンドウW1に示された曲断面画像D上に垂直断面画像Eの位置を表示するための情報を作成して画像表示部3に与える。このため、曲断面画像D上に垂直断面画像Eの位置Cが、例えば直線で表示される。
次に、ステップS18において、垂直断面画像生成手段7dは、曲断面画像Dと同様に垂直断面画像Eの向きをユーザに知らせるための方向表示情報を作成する。このため、例えば、垂直断面画像Eの4隅の線分が互いに異なる色でウィンドウ情報W2およびボリュームレンダリング画像P4に表示され、ユーザは、垂直断面画像Eの向きや位置を容易に把握することが可能となる。
さらに、必要に応じてステップS5から同様な手順で、曲断面画像Dの定義のために曲線Bを決定するためのプロット点PTが繰返し追加され、最終的な曲断面画像Dおよび垂直断面画像Eが画像表示部3に表示される。ただし、例えばステップS10において、曲線Bが作成される前に全てのプロット点PTを追加するようにしてもよく、プロット点PTの追加タイミングは任意である。
また、プロット点PTの設定は、MPR断面画像(P1、P2、P3)のみならず、ボリュームレンダリング画像P4を介して行なえるようにしてもよい。ボリュームレンダリング画像P4上においてプロット点PTを設定する場合には、例えば、ポインティング装置5によりクリックした点に最も近い物体の表面における座標における点をプロット点PTとするようにできる。
さらに、このようにして作成された曲断面画像Dおよび垂直断面画像E並びにこれらのボリュームレンダリング画像P4上における位置情報は画像記憶部6に記憶され、必要に応じて再度呼び出して編集することが可能である。例えば、曲断面画像Dを曲げる、ねじる、回転する、移動させるといった曲断面画像Dの編集や、垂直断面画像Eの位置の変更、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更を行なうことができる。
まず、曲断面画像Dの編集を行なう場合の手順について説明する。
図5は、図1に示す医用画像処理システム1により作成された曲断面画像Dを編集する際における手順を示すフローチャートである。また、図中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し、図2と同等なステップについては同符号を付して説明を省略する。
曲断面画像Dを編集する場合には、ステップS20において、マウスやキーボード等のポインティング装置5により、曲断面編集モードの選択情報とともに編集内容の指示情報が入力される。
次に、ステップS21において、曲断面編集手段7eがポインティング装置5から曲断面編集モードの選択情報を受けると、曲断面編集モードとなりポインティング装置5による曲断面画像Dの編集が可能となる。そして、曲断面編集手段7eは、ポインティング装置5から受けた編集内容の指示情報に応じて、曲断面画像データの編集処理を行なう。
例えば、編集内容の指示が曲断面画像Dを決定するための曲線Bの全体移動である場合には、ステップS22において、曲断面編集手段7eがMPR断面画像A上における曲線Bを指示された方向に移動させる。
そして、ステップS11において、曲断面編集手段7eは、移動後における新たな曲線Bを用いて曲断面画像データを作成する。さらに、曲断面編集手段7eは、作成した曲断面画像データを画像表示部3に与える。このため、曲線Bを移動させた後の曲断面画像Dがウィンドウ情報W1に展開表示される。
次に、ステップS12から図2と同等な手順で処理が行なわれ、曲線Bを移動させた後の帯状の曲断面画像Dの位置、垂直断面画像Eおよびその位置Cが画像表示部3に表示される。
一方、ステップS21において、編集内容の指示が曲断面画像Dを決定するための曲線Bを維持しつつ曲断面画像Dの形成方向を変更する場合、すなわち曲断面画像Dを曲線Bを軸として回転移動させる場合には、ステップS11において、曲断面編集手段7eが、曲線Bを用いて指定された曲断面画像Dの形成方向となるように曲断面画像データを作成する。つまり、曲断面画像Dは、通常、曲線Bが生成されたMPR断面画像Aに垂直となるように作成されるが、曲線Bの位置を中心として任意の角度に回転することができる。
さらに、曲断面編集手段7eは、作成した曲断面画像データを画像表示部3に与える。このため、曲線Bを軸として回転移動させた後の曲断面画像Dがウィンドウ情報W1に展開表示される。
次に、ステップS12から図2と同等な手順で処理が行なわれ、曲線Bを軸として回転移動させた後の帯状の曲断面画像Dの位置、垂直断面画像Eおよびその位置Cが画像表示部3に表示される。
また、ステップS21において、編集内容の指示が曲断面画像Dを「曲げる」あるいは「ねじる」という指示である場合には、ステップS23において、曲断面画像Dの曲げ処理またはねじり処理が行なわれる。
図6は、図5に示す曲断面画像Dの曲げ処理またはねじり処理の詳細手順を示すフローチャートである。また、図中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し、図2および図6と同等なステップについては同符号を付して説明を省略する。
まず、ステップS30において、ポインティング装置5の操作により、曲断面画像Dのある位置をプレス(曲げるまたはねじる)すべき旨の情報が曲断面編集手段7eに入力される。この曲断面画像Dをプレスすべき旨の情報は、MPR断面画像Aを介して入力することもできるし、ボリュームレンダリング画像P4を介して入力することもできる。
MPR断面画像Aを介して曲断面画像Dをプレスすべき旨の情報を入力する場合には、例えばマウスにより曲線B上のプロット点PTがドラッグされる。また、ボリュームレンダリング画像P4を介して曲断面画像Dをプレスすべき旨の情報を入力する場合には、帯状に表示された曲断面画像Dの位置とともに曲断面画像Dの向きを示し、かつプレスするための線分が表示される。
図7は、図1に示す医用画像処理システム1により作成された曲断面画像Dを編集する際にボリュームレンダリング画像P4上に表示される帯状の曲断面画像Dの位置情報を示す図である。
図7に示すように、曲断面編集モードが選択されると、ボリュームレンダリング画像P4上に表示される帯状の曲断面画像Dの位置情報に、曲断面画像Dに垂直な面と曲断面画像Dが交差する線分LNが表示され、曲断面画像Dの編集が可能な状態となる。そして、帯状の曲断面画像Dの位置情報に表示され線分LNをマウスによりドラッグすることで、曲断面画像Dをプレスすべき旨の情報を入力し、曲断面画像Dをプレスすることができる。
また、曲断面編集モード以外のモードであっても曲断面画像Dに垂直な面と曲断面画像Dが交差する線分LNをボリュームレンダリング画像P4上に表示させることにより、曲断面画像Dの法線等の向きを確認することができる。
図8は、図7に示すボリュームレンダリング画像P4上に表示される帯状の曲断面画像Dを介して曲断面画像Dをねじる場合における指示入力例を示す図である。
図8に示すように曲断面画像Dをねじるときには、マウス等のポインティング装置5の操作により、曲断面画像Dの縁部をドラッグし、ドラッグした位置における曲断面画像Dの線分LNがその中点を中心に回転するように指示を入力することができる。
図9は、図7に示すボリュームレンダリング画像P4上に表示される帯状の曲断面画像Dを介して曲断面画像Dを曲げる場合における指示入力例を示す図である。
図9に示すように曲断面画像Dを曲げるときには、マウス等のポインティング装置5の操作により、曲断面画像Dの向きを示す線分LNをドラッグして移動させ、曲断面画像Dが移動後における線分LNを含むように指示を入力することができる。このとき、移動させる線分LNを複数として曲げ指示を入力することもできる。移動させる線分LNを複数とする場合には、曲断面画像Dが各線分LNを元の移動前における順番で含むような曲げ変形が指示情報として入力される。また、曲断面画像Dを曲げる旨の指示入力の際、線分LNの視線方向(奥行き)の位置は、ボリュームレンダリング画像P4の視線方向に依存して決められる。
ただし、上述した曲断面画像Dの「曲げる」「ねじる」のプレス方法に限らず、任意の方法で「曲げ」や「ねじり」を定義することができる。例えば、ドラッグにより曲断面画像Dの縁部の曲率を変更するように「曲げ」を定義してもよい。
そして、このようなMPR断面画像A上に表示された曲断面画像Dまたはボリュームレンダリング画像P4上に表示された帯状の曲断面画像Dを介して曲断面画像Dの曲げ指示やねじり指示が入力されると、入力された曲断面画像Dの曲げ指示やねじり指示に合わせて曲断面画像Dおよびその位置を表示するための曲断面画像データの再生成処理が開始される。
すなわち、ステップS31において、曲断面編集手段7eは、プレスされた曲断面画像Dの位置を取得する。
次に、ステップS32において、曲断面編集手段7eは、プレスすべき旨の情報がポインティング装置5の操作によりMPR断面画像(MPR)を介して入力されたのか、あるいはボリュームレンダリング画像(VR)を介して入力されたのかを判定する。
そして、プレスすべき旨の情報がポインティング装置5の操作によりMPR断面画像Aを介して入力された場合には、ステップS33において、曲断面編集手段7eは、ポインティング装置5からMPR断面画像A上における曲線Bのドラッグによる移動情報を取得する。
次に、ステップS34において、曲断面編集手段7eは、ドラッグによる移動先となるカーソルの位置にプロット点PTを移動させる。
次に、ステップS35において、曲断面編集手段7eは、プロット点PTの移動先であるカーソルの位置を通る曲線Bを補間により求める。
次に、ステップS11において、プレスされた新たな曲線Bに基づいて曲断面画像データが作成され、曲断面画像Dがウィンドウ情報W1に展開表示される。そして、ステップS12から図2と同等な手順で処理が行なわれ、プレスされた後の帯状の曲断面画像D、垂直断面画像Eおよびその位置Cが画像表示部3に表示される。
一方、ステップS32において、プレスすべき旨の情報がポインティング装置5の操作によりボリュームレンダリング画像P4を介して入力されたと判定される場合には、ステップS36において、プレスすべき旨の情報が曲断面画像Dを「曲げる」指示であるのか、あるいは「ねじる」指示であるのかが曲断面編集手段7eにより判定される。すなわち、曲断面画像Dの向きを示す線分LNがドラッグされた場合には、プレスすべき旨の情報が曲断面画像Dを「曲げる」指示であると判定され、曲断面画像Dの縁部がドラッグされた場合には、プレスすべき旨の情報が曲断面画像Dを「ねじる」指示であると判定される。
そして、ステップS36において、プレスすべき旨の情報が曲断面画像Dを「曲げる」指示である場合には、ステップS37において、曲断面画像Dの線分LNのドラッグによる移動量が曲断面編集手段7eにより取得される。
次に、ステップS38において、曲断面画像Dの線分LNのドラッグによる移動量に応じて、移動後における線分LNを順番を保持しつつ含む曲断面画像Dが表示できるように曲断面編集手段7eにより曲断面データが再生成される。再生成された曲断面データは画像表示部3に与えられて、再生成後における曲げ処理後の曲断面画像Dの位置がボリュームレンダリング画像P4上に表示される。
次に、ステップS39において、画像表示部3の作用により、再生成された曲断面画像Dが曲断面画像D表示用のウィンドウW1に示される。
次に、ステップS40において、画像表示部3の作用により、再生成された曲断面画像D上の曲線BがMPR断面画像A上に示される。すなわち、曲線Bに関するデータも曲断面編集手段7eにより再生成されて画像表示部3に与えられる。
次に、ステップS13から図2と同等な手順で処理が行なわれ、曲断面画像Dの向き表示する4隅の線分の色情報の作成並びに垂直断面画像Eおよびその位置Cの表示が行なわれる。
また、ステップS36において、プレスすべき旨の情報が曲断面画像Dを「ねじる」指示である場合には、ステップS41において、曲断面画像Dの縁部のドラッグによる移動量が曲断面編集手段7eにより取得される。
次に、ステップS42において、曲断面画像Dの縁部のドラッグによる移動量に応じて、線分LNがその中点を中心に回転せしめられ、回転後の線分LNを含む曲断面画像Dが表示できるような曲断面データが曲断面編集手段7eにより再生成される。再生成された曲断面データは画像表示部3に与えられて、再生成後におけるねじり処理後の曲断面画像Dの位置がボリュームレンダリング画像P4上に表示される。
そして、ステップS39から曲断面画像Dが曲げられた場合と同様な処理が行なわれる。
尚、このようにして生成されたプレス後の曲断面画像Dをさらに編集することも可能である。例えば、ねじり処理後の曲断面画像Dを回転ないし平行移動する場合には、曲断面画像Dの幅やひねり具合が保持された状態で回転ないし平行移動される。
次に、垂直断面画像Eの編集を行なう場合の手順について説明する。垂直断面画像Eに対する編集内容としては、垂直断面画像Eの位置Cの変更や垂直断面画像Eの回転が挙げられる。
図10は、図1に示す医用画像処理システム1により作成された垂直断面画像Eを編集する際における手順を示すフローチャートである。また、図中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し、図2と同等なステップについては同符号を付して説明を省略する。
まず、ステップS50において、マウスやキーボード等のポインティング装置5により、垂直断面画像Eの編集情報が垂直断面編集手段7fに入力される。
次に、ステップS51において、垂直断面画像Eの編集情報が、垂直断面画像Eの位置Cの変更であるか、あるいは垂直断面画像Eの回転であるのかによって入力モードが選択される。
そして、ステップS52において、垂直断面画像Eの編集情報が、垂直断面画像Eの位置Cの変更である場合には、新たな垂直断面画像Eの位置情報が入力される。すなわち、例えば、各MPR断面画像あるいはボリュームレンダリング画像P4のいずれかにおいてポインティング装置5により、曲線B上における垂直断面画像Eの位置がプロットされる。つまり、ポインティング装置5による垂直断面画像Eの位置のドラッグにより、帯状表示された曲断面画像D上の曲線Bに沿って、垂直断面画像Eの位置を任意の移動させることができる。
一方、ステップS53において、垂直断面画像Eの編集情報が、垂直断面画像Eの回転である場合には、垂直断面画像Eの表示角度情報が入力される。すなわち、例えば、垂直断面画像Eが表示されたウィンドウW2においてポインティング装置5により、曲断面画像Dの位置を示す線分Gが、その中点を中心として回転移動せしめられる。つまり、ウィンドウW2に示された垂直断面画像Eは、視線方向に垂直な面上で回転移動させることができる。
このようにして、垂直断面画像Eの編集情報が入力されると、ステップS54において、入力された垂直断面画像Eの位置情報や垂直断面画像Eの表示角度情報等の編集情報に従って、垂直断面編集手段7fにより垂直断面画像Eとその位置を表示させるための垂直断面画像データが再生成される。
そして、ステップS15から、図2と同等な手順で処理が行なわれ、垂直断面画像Eの位置Cの表示、4隅の線分の色設定が行なわれる。この結果、ボリュームレンダリング画像P4を介して垂直断面画像Eの位置を移動させれば、ウィンドウW2に移動後の垂直断面画像Eが表示される一方、ウィンドウW2において垂直断面画像Eを回転させれば、ボリュームレンダリング画像P4上に表示された垂直断面画像Eの矩形状の位置表示も回転後の位置となる。
次に、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更を行なう場合の手順について説明する。ボリュームレンダリング画像P4の表示条件を変更することが可能な項目としては、例えば、視野方向の変更(任意の線を軸とする回転)、拡大率の変更、表示位置の平行移動等の項目が挙げられる。
図11は、図1に示す医用画像処理システム1により作成されたボリュームレンダリング画像P4の表示条件を変更する際における手順を示すフローチャートである。また、図中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。
まず、ステップS60において、マウスやキーボード等のポインティング装置5により、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が表示条件変更手段7gに入力される。
次に、ステップS61において、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が、例えばボリュームレンダリング画像P4の任意の線を軸とする回転であるか、拡大率の変更であるのか、あるいは表示位置の平行移動であるのかによって入力モードが選択される。
そして、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が、ボリュームレンダリング画像P4の任意の線を軸とする回転である場合には、ステップS62において、表示条件変更手段7gは、回転軸の指定情報と回転角度とを取得する。すなわち、例えば、ボリュームレンダリング画像P4上における線分がポインティング装置5により選択されて回転軸とされ、ドラッグあるいは回転角度の数値入力により回転角度が指定される。そして、これらの情報から回転軸の指定情報と回転角度とが表示条件変更手段7gにより表示条件の変更情報として取得される。
また、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が、拡大率の変更である場合には、ステップS63において、表示条件変更手段7gは、新たな拡大率の設定情報を取得する。すなわち、例えば、ポインティング装置5により拡大の中心座標が選択され、ドラッグあるいは拡大率の数値入力により新たな拡大が指定される。そして、これらの情報が表示条件変更手段7gにより表示条件の変更情報として取得される。
また、ボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が、表示位置の平行移動である場合には、ステップS64において、表示条件変更手段7gは、平行移動の方向と距離とを取得する。すなわち、例えば、ポインティング装置5により移動前後の2点が選択され、選択された2点により平行移動の方向と距離とが決定される。そして、これらの情報が表示条件変更手段7gにより表示条件の変更情報として取得される。
次に、このようにボリュームレンダリング画像P4の表示条件の変更情報が、表示条件変更手段7gにより取得されると、ステップS65において、表示条件変更手段7gは取得した表示条件の変更情報に従ってボリュームレンダリング画像P4が表示されるようにボリュームレンダリング画像データを作成する。そして、作成したボリュームレンダリング画像データが画像表示部3に与えられることにより、表示条件の変更後におけるボリュームレンダリング画像P4が表示される。
次に、ステップS66において、新たな表示条件で表示されたボリュームレンダリング画像P4に曲断面画像Dの位置が帯状に表示されるように、表示条件変更手段7gにより曲断面画像データが作成される。そして、作成された曲断面画像データが画像表示部3に与えられることにより、表示条件の変更後におけるボリュームレンダリング画像P4上に曲断面画像Dの位置が帯状に表示される。
次に、ステップS67において、新たな表示条件で表示されたボリュームレンダリング画像P4に垂直断面画像Eの位置が矩形表示されるように、表示条件変更手段7gにより垂直断面画像データが作成される。そして、作成された垂直断面画像データが画像表示部3に与えられることにより、表示条件の変更後におけるボリュームレンダリング画像P4上に垂直断面画像Eの位置が矩形表示される。
この他、ボリュームレンダリング画像P4の透明度や色の設定等の表示条件についてもユーザは任意に設定および変更できる。
つまり、以上のような医用画像処理システム1は、任意の視線方向から観察できるボリュームレンダリング画像を参照画像としてMPR画像と並列表示させ、ボリュームレンダリング画像の中に曲断面画像を帯状に表示することにより、人体に対する曲断面画像の位置や向きを把握しやすくし、曲断面画像の編集を容易にするものである。このため、医用画像処理システム1によれば、ボリュームレンダリング画像を介して視線方向を変更しながら曲断面画像を作成し、確認することができる。
また、曲断面画像を帯状に表示することにより、長手方向に垂直な幅方向(奥行き)の変化やねじれの状態を表示することが可能となり、ユーザは、これらを直感的に把握することが容易となる。さらに、ボリュームレンダリング画像を回転させて曲断面画像を任意の視線方向から確認したり、任意の視線方向で表示させつつ、曲断面画像のねじれ、曲率、幅等の要素を編集することも可能となる。
さらに、曲断面画像に垂直な面と曲断面画像との交線を表示させることにより、曲断面画像の向きを確認することができる。
また上述した効果は曲断面画像に垂直な垂直断面についても同様であり、垂直断面については、更に同一面上において回転させることもできる。この際、垂直断面の向きは、ボリュームレンダリング画像に表示された垂直断面の矩形状の位置表示により容易に把握することができる。
このため、医用画像処理システム1によれば、曲断面画像のなかでも血管に沿って複雑な方向に走る断面等のように、2次元での表現が難しい曲断面画像を作成する場合に特に有効である。さらに、設定した血管等の曲断面画像を視覚的に容易に捉えることができ、また設定した曲断面画像を簡単に修正することができる。
1 医用画像処理システム
2 CPU
3 画像表示部
4 医用画像データベース
5 ポインティング装置
6 画像記憶部
7 画像処理部
7a 画像データ入力手段
7b 操作画面情報作成手段
7c 曲断面画像生成手段
7d 垂直断面画像生成手段
7e 曲断面編集手段
7f 垂直断面編集手段
7g 表示条件変更手段
2 CPU
3 画像表示部
4 医用画像データベース
5 ポインティング装置
6 画像記憶部
7 画像処理部
7a 画像データ入力手段
7b 操作画面情報作成手段
7c 曲断面画像生成手段
7d 垂直断面画像生成手段
7e 曲断面編集手段
7f 垂直断面編集手段
7g 表示条件変更手段
Claims (7)
- 画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベースと、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段と、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段とを有することを特徴とする医用画像処理システム。
- 画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベースと、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、ボリュームレンダリング画像を参照画像とし、かつ断面変換画像の表示部を有する操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段と、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に断面変換画像として表示させるための曲断面画像データを作成する曲断面画像生成手段とを有することを特徴とする医用画像処理システム。
- 前記曲断面画像生成手段は、前記曲断面画像の向きを示す線分が前記参照画像上に表示されるように前記曲断面画像データを作成するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の医用画像処理システム。
- 前記曲断面画像生成手段は、前記曲断面画像の向きを示す線分が前記参照画像上に表示されるような前記曲断面画像データを作成するように構成され、前記線分を用いて前記曲断面画像の形状を変更させる曲断面編集手段を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の医用画像処理システム。
- 前記曲断面画像生成手段は、前記参照画像上に帯状に表示された前記曲断面画像の位置情報の一部の表示状態を切り換えることができるように構成したことを特徴とする請求項1または2記載の医用画像処理システム。
- コンピュータを、画像診断装置において収集された医用画像データを保存する医用画像データベース、前記医用画像データベースに保存された前記医用画像データから作成された三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成する操作画面情報作成手段並びに入力手段から受けた情報と前記医用画像データから作成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作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医用画像処理プログラム。
- 画像診断装置において収集された医用画像データから三次元画像データを生成するステップと、前記三次元画像データに基づいて、指定された曲線に沿う曲断面画像を作成するために、視線方向を変更することが可能な三次元画像を参照画像とする操作画面を表示させるための操作画面情報を作成するステップと、入力手段から受けた情報と前記医用画像データから生成された前記三次元画像データとに基づいて前記曲断面画像の位置を前記参照画像上に帯状に表示させるとともに前記曲断面画像を前記操作画面に表示させるための曲断面画像データを作成するステップとを有することを特徴とする医用画像処理方法。
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