JP2008173236A - 医用画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像から得られる機能情報を動的に自動的に表示できる医用画像表示装置を提供すること。
【解決手段】スキャン時の情報に沿って時系列に並べることのできる複数の第１のボリュームデータと、血管部分の陰影が強調されて表示されるような手法で撮像された第２のボリュームデータと、血管部分の情報を強調せずに通常の撮像条件で撮像された第３のボリュームデータを含む３つ以上のボリュームデータを管理する手段と、所望の臓器を抽出して、当該臓器の複数フェーズのデータからほぼ同じ位置の輪切りデータを作成し提供する手段と、前記第１から第３のボリュームデータから互いのボリュームデータ上で解剖学的に同じ位置の画素値を参照する手段と、前記第２又は第３のボリュームデータから形態画像を生成する手段と、前記第１のボリュームデータから機能情報を計算する手段と、前記機能情報に応じて前記形態画像に色情報を付与する手段と、色情報が付与された前記形態画像を表示する手段と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴスキャナ）や磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）などの医療画像撮影装置で収集されるボリュームデータから血管領域の形態画像を生成する医用画像表示装置に関する。

医療画像撮影装置から得られる複数の時系列情報を持った画像データから血流量などの機能情報を可視化して、ユーザに診断情報を提供する装置に関するもので、特に、ボリュームデータをダイナミックに撮影できる装置に関して使用されるものである。

近年のＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴスキャナ）や磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）等では、例えば心臓や脳を含むスライスを比較的高い時間分解能でもって繰り返し撮影することができる。そのようなダイナミックデータから血流量等の機能情報を計算し、その算出結果を色分けしたファンクショナルマップ（機能画像）を形態画像に重ね合わせてカラー表示することが行われている。しかし、従来のシステムは、ある特定の位置のスライスデータについて計算した結果をただ重ね合わせて表示する、というものでしかなく、周りの組織の情報を立体的に把握できるような装置は存在していなかった。そこで、本発明の発明者は、医用画像表示装置において、ボリュームデータファイルから生成した形態画像を機能情報とともに表示する医用画像表示装置を提案した（特許文献１：特開２００６−０７５３９０号公報参照）。しかし、この医用画像表示装置は、頭部のような短時間にその形状が変化しないような臓器について形態画像を機能情報とともに表示するようにしているので、例えば、心臓のような、短時間にその形状が変化するような臓器について、特許文献１に記載したような画像を取得する技術をそのまま適用できるものではない。

また、心電同期再構成などの方法で再構成された、複数時間層のデータから、心筋の壁運動を解析、これを定量化し、ブルズアイマップを作成して表示する、というような装置は存在している。しかし、臨床の場では、３Ｄ画像やＭＰＲ画像および原画像の差別なく、ボリュームデータとして組織への機能情報（例えば、血流量）の違いを捉えたい、というような要求があるが、従来から使用されているスライスデータを使用した静的な表示方法だけでは、把握できることに自ずと限界がある。また、従来のシステムでは、壁の動きを数値化してこれを表示、壁運動の低下している部分を血流量が低下して梗塞を起こす危険性がある部分、として診断していた。しかし、この情報は、本来、ユーザが知りたいと思っている心筋血流量の情報を正確に表示するものではなく、あくまで、心壁の動態解析を元に推測した診断補助情報である。また、心臓の動きを２次元平面に投影した画像を作成して評価する、という手法しかなく、今後展開されるボリュームＣＴや４ＤＣＴなどのリアルタイム系ＣＴ装置では、新しい手法、３Ｄ的に、かつ、血流動態をより臨床的に分かり易く表示できるような装置の開発が望まれていた。
特開２００６−０７５３９０号公報

本発明は、いかなる断面上および立体的な形状上においても、ユーザの望む角度や範囲について、画像から得られる機能情報を動的に自動的に表示できる医用画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明では、撮影装置から得られる複数の時系列情報をも保持したボリュームデータを使用して、３Ｄ画像やＭＰＲ画像を表示する際に、同時にかつ自動的に、心臓を流れる血液（造影剤）の時間的経過による変化を血流量として計算し、この情報を、機能画像として形態画像上に色付けして表示するようにした。このように、機能情報を提供するボリュームデータと形態情報を提供するボリュームデータとを混在させて処理することにより、それぞれのデータの持つ特性を同時に可視化している。

具体的には、請求項１に記載の本発明に係る医用画像表示装置は、スキャン時の情報に沿って時系列に並べることのできる複数の第１のボリュームデータと、血管部分の陰影が強調されて表示されるような手法で撮像された第２のボリュームデータと、血管部分の情報を強調せずに通常の撮像条件で撮像された第３のボリュームデータを含む３つ以上のボリュームデータを管理する手段と、所望の臓器を抽出して、当該臓器の複数フェーズのデータからほぼ同じ位置の輪切りデータを作成し提供する手段と、前記第１から第３のボリュームデータから互いのボリュームデータ上で解剖学的に同じ位置の画素値を参照する手段と、前記第２又は第３のボリュームデータから形態画像を生成する手段と、前記第１のボリュームデータから機能情報を計算する手段と、前記機能情報に応じて前記形態画像に色情報を付与する手段と、色情報が付与された前記形態画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、機能情報をボリューム（立体的）かつリアルタイム（動的）に捉えることが可能となり、更に形態情報との合成表示も相まって、従来装置よりも診断能が格段に向上する。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る医用画像表示装置の概略構成を示す図である。
図１に示す医用画像表示装置は、複数ボリュームデータ管理部１と、ダイナミックデータ検索入力部２と、コントラストデータ検索入力部３と、造影前データ検索入力部４と、画像データロード部５と、心臓抽出・位置合わせユニット６と、画像同一位置参照部７と、機能情報数値化ユニット８と、画像レンダリングユニット１０と、画像表示制御ユニット１４と、表示部１５とを備えている。また、機能情報数値化ユニット８は、ファンクショナルマップ作成色変換部９を備え、画像レンダリングユニット１０は、色情報作成部１１と形状情報処理部１２と画像作成レンダリング部１３とを備えている。

上記のように構成された医用画像表示装置の各部の機能と動作を説明する。なお、ここでは撮影装置として、ＣＴスキャナを例に説明する。

複数ボリュームデータ管理部１は、図示しない画像データベースを備え、この画像データベースに記録された複数のボリュームデータファイルを管理する。ここで、画像データベースには、ＣＴスキャナで収集された複数のボリュームデータファイルが記録されている。ボリュームデータファイルは、典型的には、複数のスライスデータファイルの集合体である。コーンビーム形のＸ線管と２次元配列型大視野Ｘ線検出器とを高速で被検体周囲を回転することで、時間分解能の高い複数のボリュームデータファイルが発生される。ボリュームデータファイルには、それぞれ、付帯情報が関連付けられている。付帯情報には、被検体氏名、被検体ＩＤ、撮影部位、撮影装置種別、撮影条件、再構成条件（再構成関数、解像度、再構成スライス厚等）等の項目が含まれる。ここでは説明の便宜上、血管強調されず、ナチュラルなＣＴ値で軟部組織や骨の形態を主に表しているボリュームデータファイルが記録されているものとする。ボリュームデータファイルとしては、被検体に造影剤を静中して血管等を強調したコントラストデータファイル（ボリュームＮ）や、造影剤をボーラス静注してその造影剤の濃度の経時的変化から血行動態や脳内血流動態を観察するためのダイナミックデータファイル（ボリューム１、２、３、・・・）や造影剤を注入する前の造影前データファイル（ボリュームＭ）がある。なお、コントラストデータファイルや造影前データファイルのボリュームデータ（それぞれボリュームＮ及びボリュームＭ）は、心臓を対象とするために、複数のボリュームデータ（例えば、拡張期と収縮期を含む１心拍分のボリュームデータ）が保存されていても良い。

ダイナミックデータ検索入力部２は、付帯情報に基づいて、操作者が指定した所望のボリュームデータファイルと、被検体が同じであって、撮影部位も同一のダイナミックデータファイル（時間的に連続して撮影された血管強調された複数のボリュームデータファイル）を、複数ボリュームデータ管理部１を検索することにより特定する。
コントラストデータ検索入力部３は、操作者が図示しないマウス等の入力デバイスを介して指定した所望のコントラストデータファイルを検索する。
造影前データ検索入力部４は、操作者が指定した、同一の被検体かつ同一の撮影部位に対する造影剤の注入前における所望の造影前データファイルを検索する。

画像データロード部５は、上記のボリュームデータファイル、ダイナミックデータファイル、及び造影前データファイルをボリュームデータ管理部１から図示しない内部メモリにロードする。

心臓抽出・位置合わせユニット６は、心臓領域を含む複数のボリュームデータの中から、心臓の長軸に合わせて、心臓の輪切りデータを作成する。図２に、その画像例を示す。なお、本実施態様では、抽出する臓器を心臓としたが、心臓以外に、例えば、肝臓などの他の臓器にも適用できることはもちろんである。図２は、時間変化をフェーズ１からフェーズ３として示したある時間におけるボリュームデータを示す図であって、画像Ａはアキシャル断面画像であり、画像Ｂはサジタル断面画像であり、画像Ｃは心室の長軸に対する直交断面画像である。なお、図２において、矢印は心室の長軸を示しており、画像Ｂにおいて長軸に垂直な直線は心室の長軸に対する直交断面を示し、画像Ｃの十字で示した部分は心室の長軸に直交する断面の中心点を示している。以下、具体的に、心臓の輪切りデータの作成方法について説明する。

（１）心臓領域を含む複数ボリュームデータの中から、心臓の長軸に合わせて、心室長軸に直交する断面で、心臓の輪切りデータを作成する（図３参照）。この際、拡張期の一番心室の大きいフェーズ（図３（ａ））で、直交断面の枚数を計算し、他のフェーズの断面枚数および位置は、この枚数に合せて直交断面のＭＰＲ画像を補間処理によって作成し、それを使用する。
例えば、長軸の左端から右端に向かって、１ピクセル間隔で、長軸に直交する断面を作成する（例えば２５６枚とする）。なお、解析精度を増すために、１ピクセル以下の間隔（例えば０．５ピクセル）で、直交断面を作っても良い。
そして、Ｍフェーズ（収縮中間期：図３（ｂ））では、Ｎフェーズで作成した断面の枚数に合せて、直交断面を、補間して作成する。（この場合には、２５６枚）。
また、Ｏフェーズ（収縮最小期：図３（ｃ））では、Ｎフェーズで作成した断面の枚数に合せて、直交断面を、補間して作成する（この場合も２５６枚）。

なお、本実施態様では、Ｎフェーズが拡張最大期として記述したが、どのフェーズが拡張最大期であっても構わない。全撮影フェーズの中から、拡張最大期、に当たるフェーズの画像を見つけ出し、その画像を基準に、直交断面を作成することが好ましい。

（２）図２の画像Ｃに示したような、設定された中心点から図４の（ａ）に示すように外側に向かうような矢印方向に放射状にピクセル値をトレースして（図４（ｂ）の濃度勾配）、各ベクトル上で、ピクセル値の濃度勾配が急激に変化する点を求める（図４（ｂ）の輪郭点）。そして、その位置を、心臓壁の内側外側として、認識する。

（３）抽出した内側外側の点から、それと同等の濃度勾配を持つ近隣ピクセルの位置を求め、それをもとに、内側の輪郭と外側の輪郭をトレースする。この時、隣に存在する別の点（放射状ベクトルのトレース結果より求めた外側と内側の点）に到達するまで（図４（Ｃ））、処理を繰り返す。そして、この処理を、所定の角度毎に１周分（３６０°）行う（図４（ｄ））。これにより、心臓の壁領域の外側と内側の輪郭が抽出される。（図４（ｅ））
（４）抽出された心臓の壁領域の内側外側の輪郭について、内側の輪郭を任意のピクセル数分内側に収縮し、外側の輪郭を任意のピクセル数分外側に膨張し、それぞれ、内側外側に、新しい輪郭線を設定する（図４（ｆ））。ここで設定された内側外側で囲まれた部分を、血流量解析の範囲として設定する（図４（ｇ））。

（５）全てのフェーズの全ての断面画像に対し、（１）〜（４）の処理を繰り返し行い、血流量の解析範囲を求める。

（６）血流量などの情報は、（５）までの処理で得られた各フェーズの各領域のピクセル濃度の変化量を使用して、頭部の場合と同様の方法にて計算し、機能情報として、領域内に存在する各ピクセルの付帯情報として、メモリ上に格納される。
（７）なお、抽出された画像の大きさは、各フェーズによって大きさが異なるため、血流量の算出位置は、放射状に延ばしたベクトル上の、内側と外側の線間に存在するピクセル数が、複数フェーズの画像上で同じ数になるようにサンプリングして、当該位置を算出位置として使用する（図４（ｈ））。
心臓抽出・位置合わせユニット６からは、ダイナミックデータと、コントラストデータと、骨領域データが出力され、ダイナミックデータとコントラストデータは画像同一位置参照部７に出力され、骨領域データは画像レンダリングユニット１０に出力される。なお、骨領域データは、頭部のように臓器全体が骨で覆われていないような部分である腹部や胸部については、出力しなくても良い。

画像同一位置参照部７は、コントラストデータと、特定されたダイナミックデータファイルとの間の解剖学的な位置を、解剖学的に特徴的な部分に基づいて整合する。

機能情報数値化ユニット８は、ファンクショナルマップ作成色変換部９を備えており、ダイナミックデータファイルを構成する複数のボリュームデータファイルから、機能情報として、例えばＣＢＦ、ＣＢＶ、ＭＴＴの血流インデックスを画素ごと（局所領域ごと）に計算する。すなわち、心臓抽出・位置合わせユニット６によって作成した、それぞれのフェーズ毎の直交断面、を使用して、血流量などを計算して、ファンクショナルマップ作成色変換部９に、データを提供する。そして、ファンクショナルマップ作成色変換部９が、これらインデックスの空間マップ（例えば、血流を表すファンクショナルマップ）を生成する。なお、ファンクショナルマップは、機能情報を数値化し色分けして画像化したものである。

画像レンダリングユニット１０は、ファンクショナルマップ作成色変換部９から出力された３次元のファンクショナルマップの各機能値をカラーテーブルに基づいて色情報に変換する色情報作成部１１と、ボリュームデータファイルに対して画素ごとに画素値に応じた透明度等を与えることで血管等の関心部位を実質的に抽出して３次元の形態画像データを生成する形状情報処理部１２と、３次元の形態画像とともに色情報とを使ってボリュームレンダリング処理によりＭＰＲ画像又は３Ｄ画像（投影画像）を生成する画像作成レンダリング部１３とを有する。

色情報作成部１１は、機能情報と色情報とを対応付けるカラーテーブルを操作者の指示に従って任意に編集する機能を有している。この場合において、色情報作成部１１は、色情報と機能情報の対応関係をグラフなどとして表示しながら色テーブルとして可視化して、その色テーブルが様々な別の色や曲線に設定編集できるようになっている。なお、ＭＰＲ処理では、ボリュームデータファイルから形態画像として任意断面のＭＰＲ画像が生成され、ＭＰＲ画像に機能情報に関する任意断面のカラーマップが半透明に重ね合わされる。なお、カラーマップの透明度（すなわち、半透明の割合）は、手動又は自動で変更可能である。

画像作成レンダリング部１３のボリュームレンダリング処理には、詳細は後述する影付けボリュームレンダリング、影なしボリュームレンダリング、最大値投影ボリュームレンダリング、最小値投影ボリュームレンダリング、平均値投影ボリュームレンダリング、閾値指定による表面表示レンダリング、及びその他のレンダリングが含まれ、操作者により任意に選択される。なお、ボリュームレンダリングの詳細については、後述する。

画像作成レンダリング部１３は、機能情報数値化ユニット８のファンクショナルマップ作成色変換部９で求めた心臓壁部分のファンクションデータを、以下のようにして、ボリュームレンダリング画像上にマップする。なお、ファンクションデータのボリュームレンダリング画像上へのマップは、これ以外の方法を使用しても良い。
各ボリュームデータのピクセル上には、抽出された範囲に、血流量などの情報を示すデータが、関連付けられている。
各フェーズのボリュームデータを使用してボリュームレンダリング画像を作成する際、投影描画するピクセルに対する色情報を割り付ける必要がある。ボリュームレンダリングにおいて、ＳＶＲでは、描画するピクセルの近傍ピクセルとの間の濃度勾配を使用して法線ベクトルを算出し、これを影付けのための面情報として使用する。この法線ベクトルとピクセルに割り付けられた色情報を使用して３Ｄ画像の描画処理を行う。通常、ピクセルの濃度値に対して色情報を割り付けるが（濃度値１〜１００の間のピクセルを赤色で表示する、とか）、本発明の実施形態では、機能情報を基に数値化した色情報（例えば血流量の少ないピクセルが赤、とか、血流速度の速い部分が青、とか）を、ボリュームレンダリング画像作成時のピクセルに割り付ける色情報として使用する。これにより、ＣＴ値から得られた形態情報や、ＣＴ値の濃度変化から求めた血流量や血流速度などの情報を、３Ｄ画像の上に、立体的かつ同時に、可視化することができるようになる。この様子を図５に示す。図５に示すように、心臓の３次元画像に、ＣＢＦ、ＣＢＶ或いはＭＴＴのデータが重ね合わされて、立体的な画像が作成されていることがわかる。

以下、ボリュームレンダリングについて、いくつか例を挙げて説明する。

（１）ＳＶＲ（Shaded Volume Rendering：図６参照）
まず、ボリュームデータの中に存在する個々のピクセルデータを中心に、その近傍２６個のピクセルの持つ濃淡値より、そのピクセルの位置の濃度勾配を算出、その濃度勾配に対する法線ベクトルを算出する（図６（ａ））。
この法線ベクトルと、３Ｄ画像作成に使用する光の入射角（通常、物体の正面から光を当てる）から、その場所での光の反射角度を計算する（図６（ｂ））。
次に、計算した光の反射角度と、ピクセルに割り付けられた色情報、光の反射度合いや鏡面反射などの情報、を、使用して、そのピクセルに対して３Ｄ面上で影付け処理をした時のピクセルの濃淡値を求める（図６（ｃ））。この場合において、通常はオリジナル原画像の濃淡値に対して色を設定する。例えば、１〜１００の濃淡値のところを赤くする、などのような色設定を行うが、本発明の実施形態では、この色情報として、血流情報や血流速度などの情報から作成した機能情報に相当する色情報を使用している。
そして、上記の影付け後の濃淡値を、もともとの原画像のピクセルの濃淡値に割り付けられた透明度情報に従って、投影面上に、投影描画する（図６（ｄ））。

（２）ＤＶＲ（Depth Volume Rendering）
ＤＶＲは、ＳＶＲの方式から影付け部分の処理だけを除いたものであり、他の処理は、ＳＶＲと同様であるので、説明を省略する。

（３）最大値投影法（Maximum Intensity Projection：図７参照）
最大値投影法は、基本的に、上記のＳＶＲの方法から影付け処理と透明度処理などを、除いたものである。通常の処理では、投影面に投影される情報は、投影ベクトル上に存在するピクセルデータの中で、濃淡値の一番高いものを、投影面に投影する。

本発明の実施形態では、投影ベクトル上に存在し、かつ、抽出した心臓壁断面の中に存在するピクセルに対して、投影処理の時の優先度付けをすることで、優先度の高いものから順番に投影面に投影する。これにより、最大値投影法モードで投影された画像上で、血流量の少ない部分、血流速度の遅い部分、など、ユーザの要求条件に合せた形で、見たい血流情報を、３Ｄ画像上にマップして、立体的に表示することが可能になる。なお、関心領域がベクトル上に含まれていない場合は、通常方法で表示される。
そして、心臓壁断面の中に存在しているピクセルがベクトル上にない場合、通常処理方法（優先度ケースの１番目または２番目）にて、投影処理を行う。

優先度として、以下に、いくつかの例を示す。優先度として、下記の例以外に、基本的に、全ての調整可能なパラメータ、血流量、血流速度、その他の全ての機能情報、を使用して、投影処理のための優先順位を変更することが出来る。
１）投影ベクトル上に存在するピクセルの中で、オリジナル原画像の濃淡値で、一番濃淡値の高いものを、投影面に投影する。
２）投影ベクトル上に存在するピクセルの中で、オリジナル原画像の濃淡値で、一番濃淡値の低いものを、投影面に投影する。
３）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流量の一番悪い場所の色情報を、投影面に投影する。
４）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流量の一番良い場所の色情報を、投影面に投影する。
５）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流速度の一番悪い場所の色情報を、投影面に投影する。
６）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流速度の一番良い場所の色情報を、投影面に投影する。
７）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流量の一番悪い場所の色情報を、投影面に投影する。
８）心臓壁のデータが投影ベクトル上に存在する場合、そのベクトル上に存在するピクセルの中で、血流量の情報を表した色情報を全て加算し、その加算値を、加算したピクセルの個数で割り算した値を、投影面に投影する。なお、ここでの血流量の情報は、全ての別の機能情報を表す値（血流速度その他、色では、カラー、白黒、その他）に、置き換えて処理しても良い。

上記のように、静止画立体画像での機能情報の表示は、全てのフェーズで使用できる様にサンプリングして作成された機能情報データから、フェーズ毎の領域の大きさにマッピングし直すことで表示が可能になる。最初のフェーズから最後のフェーズまで、各フェーズのボリュームレンダリング画像に対し、機能情報を合成して、立体的に表示することができる。すなわち、複数のフェーズのボリュームデータから作成される３Ｄ画像を、連続的に表示することができる。これにより、心臓の動きの分かる動画像が作成できる。なお、従来は、形態情報だけであったが、本発明の実施形態では、機能情報をも同時に、３Ｄ画像の動画像上に、立体合成して表示することが可能になる。

フェーズ１〜フェーズＮまでの機能情報の動画表示は、次のように行う。同一位置のピクセルについて、最初のフェーズから最後のフェーズまでの、ピクセル濃淡値の変化を、時間軸データを使用してサンプリングし、そのサンプリングした情報を基に、血液の流れの速い部分や遅い部分、組織の中を血液が流れている時間的な違い、などを、動画像上で、立体的に、リアルタイム表示する。

この場合において、
（１）一定時間の間にコントラストがどのくらい変化しているかに着目する。
（２）コントラストの変化の度合いを正規化して、これを、血流速度と見なして可視化する。
（３）コントラストの変化の激しい部分を血流の流れが速いと仮定する。
（４）血流の流れの速いところを赤、遅いところを青、という様に、表示する。

上記のように、本発明の実施形態では、心筋内部の血流速度の速さを、動画上で、かつ立体的に、表示することを可能にしている。この場合において、
（１）心筋の部分（正しくは、内側と外側で区切られている部分）をサンプリングし、各フェーズの解剖学的に同じ位置のピクセルを参照する。
（２）心筋の部分の全ピクセルの濃度値を収集しメモリ上に濃度値の順番に並べる。並べ方は大きい順でも小さい順でも、どちらでも良い。
（３）一番濃度値の高い方を指定するための任意の色と（どんな色でも良い）、一番濃度値の低い方を指定するための別の任意の色（どんな色でも良い）とを、それぞれ設定する。
（４）一番濃度の高いピクセルに設定した色と、一番濃度の低いピクセルに設定した色との間を、線形補間して、各濃度値に対応するそれぞれの色を求めて、メモリ上に記憶する。
（５）各フェーズの画像にボリュームレンダリング処理を施し、３Ｄの画像を作成する。この際、心筋部分（正しくは内側外側で区切られている部分）は、上記で求めた、血流速度を示す色情報を、各ピクセルの濃度値をボリュームレンダリングする際の色情報として使用する。なお、この場合において、機能情報のファンクショナルマップの中のある特定の条件に合致する部分のデータのみ（例えば血流量の非常に乏しい部分）を、３Ｄ画像やＭＰＲ画像をレンダリングする時に使用し、ある特定の条件を伴った部分にのみ結果画像上に色付けして表示するようにしても良いし、前記条件に該当しない部分については操作者の望む任意の色を使用して画像を作成して表示できるようにしても良い。
また、表示方法は、上記のＳＶＲ、ＤＶＲ、画素値投影法のどの方法を使用しても良い。

画像表示制御ユニット１４は、画像作成レンダリング部１３で生成された色情報を有する３次元画像を表示制御するための表示レイアウト、表示条件、画像情報等の表示をコントロールする。そして、表示部１５は画像表示制御ユニット１４から出力される信号を表示する。この場合において、前記血流情報を可視化した動画データと、心臓領域の画像と、心臓領域以外の組織（例えば、体表、骨、大動脈等）を、合成しながら動画表示できることが好ましい。

上記のように本実施形態によれば、ボリュームデータファイルを指定してそのファイルから形態画像を生成し表示させるに際して、同じ被検体であって同じ部位のダイナミックデータファイルが自動検索され、存在するのであればダイナミックデータファイルから血流量等の機能情報が計算され、その機能情報に応じて自動的に色付けして形態画像が表示される。操作者は所望のボリュームデータファイルを指定するだけで、余計な操作を不要にして、機能情報の提供を受けることができる。

このように、本発明の実施形態によれば、３Ｄボリュームレンダリング画像やＭＰＲ画像とダイナミックデータと血管コントラスト画像との重ね合わせ表示の際に、ボリュームデータとして形態情報と機能情報（例えば、血流量など）の情報を同時にリアルタイムで観察できるようになる。このため、心筋梗塞他の血管系疾患の診断に対し、診断能が飛躍的に向上する。また、将来、リアルタイム系装置（例えば、ＣＴやＭＲなど）が登場すれば、このような装置を適用することによって、リアルタイム（動画、透視）での機能情報の可視化が可能になり、医療の発展に大きく貢献する。

本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る医用画像表示装置の概略構成を示す図である。 心臓領域を含む複数のボリュームデータの中から、心臓の長軸に合わせて、心臓の輪切りデータを作成する場合の画像例である。 心臓の長軸に合わせて、心室長軸に直交する断面で、心臓の輪切りデータを作成する操作を説明するための図である。 直交断面の作成について説明するための図である。 ＣＴ値から得られた形態情報、ＣＴ値の濃度変化から求めた血流量や血流速度などの情報を３Ｄ画像の上に、立体的かつ同時に、可視化した画像例を示す図である。 ＳＶＲについて説明するための図である。 最大値投影法について説明するための図である。

符号の説明

１…ボリュームデータ管理部
２…ダイナミックデータ検索入力部
３…コントラストデータ検索入力部
４…造影前データ検索入力部
５…画像データロード部
６…心臓抽出・位置合わせユニット
７…画像同一位置参照部
８…機能情報数値化ユニット
９…ファンクショナルマップ作成色変換部
１０…画像レンダリングユニット
１１…色情報作成部
１２…形状情報処理部
１３…画像作成レンダリング部
１４…画像表示制御ユニット
１５…表示部

Claims (23)

1. スキャン時の情報に沿って時系列に並べることのできる複数の第１のボリュームデータと、血管部分の陰影が強調されて表示されるような手法で撮像された第２のボリュームデータと、血管部分の情報を強調せずに通常の撮像条件で撮像された第３のボリュームデータを含む３つ以上のボリュームデータを管理する手段と、
   所望の臓器を抽出して、当該臓器の複数フェーズのデータからほぼ同じ位置の輪切りデータを作成し提供する手段と、
   前記第１から第３のボリュームデータから互いのボリュームデータ上で解剖学的に同じ位置の画素値を参照する手段と、
   前記第２または第３のボリュームデータから形態画像を生成する手段と、
   前記第１のボリュームデータから機能情報を計算する手段と、
   前記機能情報に応じて前記形態画像に色情報を付与する手段と、
   色情報が付与された前記形態画像を表示する手段とを具備することを特徴とする医用画像表示装置。
2. 前記機能情報は、血流情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
3. 前記第２のボリュームデータは、血管強調撮影法のもとで発生されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
4. 前記第１のボリュームデータは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置のダイナミックスキャンにより収集されたものであることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
5. 前記第１のボリュームデータは、磁気共鳴映像装置により発生されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
6. 処理に必要な画像データを、画像を管理する手段の中から、事前に決められた画面プロトコルの内容に沿って自動的に選択し、前記各ボリュームデータを所定の記憶領域にロードする手段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
7. 前記機能情報を計算する手段は、磁気共鳴映像装置で取得した画像から得られる情報を使用して機能情報を計算することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
8. 前記機能情報を計算する手段は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置で取得した画像から得られる情報を使用して機能情報を計算することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
9. 前記輪切りデータを作成する手段は、前記複数のボリュームデータ内に存在する臓器の位置を位置合わせすることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
10. 前記輪切りデータを作成する手段は、血管部分が強調された原画像を持つ第２のボリュームデータの中から血管部分を含む心臓の壁部分を自動的に抽出し、当該心臓領域を前記機能情報を計算する手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
11. 前記色情報を付与する手段は、レンダリング画像上に、前記血管部分を含む心臓の壁情報を使用して、心臓部分にのみ機能情報を示す色情報を反映させることを特徴とする請求項１０に記載の医用画像表示装置。
12. 前記表示する手段は、前記第２のボリュームデータの中から血管部分を含む領域のみ抽出して、前記第１のボリュームデータの時系列情報をもとに動画表示することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像表示装置。
13. 前記表示する手段は、前記血流情報を可視化した動画データと、前記心臓領域の画像と、心臓領域以外の組織を、合成しながら動画表示できることを特徴とする請求項１２に記載の医用画像表示装置。
14. 前記表示する手段は、前記血管部分が強調されたデータにおいて、前記第２のボリュームデータから血管の部分を抽出し、抽出した血管の内部に視点を置いて動画でフライスルー表示することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像表示装置。
15. 前記色情報を付与する手段は、色情報と機能情報の対応関係を色テーブルとして可視化し、当該色テーブルを他の色や曲線に設定編集できる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
16. 前記色情報を付与する手段は、ＭＰＲ画像と機能情報のファンクショナルマップ画像を半透明に重ね合わせて表示可能、かつ、半透明の割合を変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
17. 前記色情報を付与する手段は、機能情報のファンクショナルマップの中のある特定の条件に合致する部分のデータのみを、３Ｄ画像やＭＰＲ画像をレンダリングする時に使用し、ある特定の条件を伴った部分にのみ結果画像上に色付けして表示したり、前記条件に該当しない部分については操作者の望む任意の色を使用して画像を作成し表示したりすることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
18. 前記色情報を付与する手段は、前記表示する手段で３Ｄ画像を表示する場合に、影付けボリュームレンダリング、影なしボリュームレンダリング、最大値投影ボリュームレンダリング、最小値投影ボリュームレンダリング、平均値投影ボリュームレンダリング及び閾値指定による表面表示レンダリングなどによりレンダリングを行うことを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
19. 前記色情報を付与する手段は、前記表面表示レンダリングによる画像の上に、機能情報をもとに作成されたファンクショナルマップ画像を貼り付けることを特徴とする請求項１８に記載の医用画像表示装置。
20. 前記色情報を付与する手段は、前記最大値投影画像および最小値投影画像に対して、投影される画素の値として、機能情報から計算して数値化し決めた色情報を形態画像に付与することを特徴とする請求項１８に記載の医用画像表示装置。
21. 前記色情報を付与する手段は、前記影付きボリュームレンダリングと影なしボリュームレンダリングの画像に対して、ボリュームレンダリング時に使用する各画素の上に割り付けられる色として、機能情報から計算して数値化し決めた色情報を形態画像に付与することを特徴とする請求項１８に記載の医用画像表示装置。
22. 前記表示する手段は、各臓器によってカスタマイズされた表示画面を備え、画像収集情報や撮影した臓器の種類などによって、使用する結果表示画面の種類を自動的に切り替えて表示することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
23. 前記少なくとも１つのフェーズは、前記臓器が心臓の場合には、少なくとも拡張最大期と縮小最小期とを含むことを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。

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