JP2021171443A - 医用画像処理装置、医用画像処理装置の制御方法および医用画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
被検者の解剖学的構造体を表す三次元画像の表示を制御する表示制御部を備える医用画像処理装置であって、
上記表示制御部は、
上記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成する処理であって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った上記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
上記所定の基準軸に沿った上記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、画像生成処理と、
上記切断基準面どうしの間に存在する上記三次元画像を表示する処理と、
を行うように構成されている、医用画像処理装置。
・「二次元画像」(医用画像に関する文脈における二次元画像)とは、被検者の断面画像のことをいい、例えばCT値の大小に応じた濃淡で表される画像等がこれに相当する。
・「三次元画像」とは、解剖学的構造体を三次元的に表した立体的モデルのことをいう。三次元画像は、一例として、解剖学的構造体ごとに設定された複数のレイヤーで構成されており、座標情報の他に、これらレイヤーを示す情報である複数のレイヤー情報、およびレイヤーごと(解剖学的構造ごと)に異なる色相情報をもっている。これらの情報は、一例で、ボリュームデータセットから三次元画像を作成した際に、ボリュームデータセットの各ボクセルから引き継いだ情報であってもよい。三次元画像においては、レイヤーごとに解剖学的構造体が異なる色で表示されてもよい。
・「解剖学的構造体」とは、被写体内で認識可能な対象物(例えば臓器、骨、血管等)のことをいい、脂肪や、腫瘍等の病変等も含む。また、全体としてみれば1つの解剖学的構造であっても、複数の単位に分けられたり別個の役割等を有していたりする解剖学的構造体については、複数の解剖学的構造体として扱われることもある。例えば、肺は、上葉、中葉および下葉をそれぞれ別個の解剖学的構造体として扱うことができ、また、血管は、動脈系血管と静脈系血管をそれぞれ別個の解剖学的構造体として扱うことができる。
・「選択する」という語句に関し、例えば、「操作者がアイコンを選択する」と言った場合には、アイコンを選ぶための手段は特に限定されるものではなく、例えば、タッチパネルを介して操作者が当該アイコンをタッチ(タップ)すること、マウス等を用いてカーソルで当該アイコンを選択すること、ジェスチャ入力等を用いて当該アイコンを選択すること等の全てが含まれるものとする。
・「制御部」とは、一形態では、CPUおよびメモリ等を有し演算処理を行うものであり、「コントローラ」、「プロセッサ」、「コントローラユニット(制御ユニット)」、「コントローラ回路(制御回路)」、「コントローラモジュール(制御モジュール)」、「プロセッサ部」、「演算部」、「プロセッサユニット」、「プロセッサモジュール」等と呼ぶこともできる。「制御部」は、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、プログラマブル論理コントローラ、特定応用向け集積回路、および他のプログラム可能な回路などで構成することができる。本明細書において、「制御部」は、物理的に1つの構成であってもよいが、2つまたは3以上の制御部が機能的に協働して1つの「制御部」を構成するものであってもよい。
・画像の表示における「半透明」とは、三次元画像での解剖学的構造体の表示形態の一つであり、隠れていた他の解剖学的構造体を視認できるように透過率が設定されていることを意味し、半透明とされる対象となる解剖学的構造体をほとんど視認することができない状態での表示も含む。
医用画像処理装置は、一例として、操作者からの入力を受け付けるための入力デバイスと、その入力に基づいて所定のデータ処理を行う一つまたは複数の制御部(プロセッサ部)と、医用画像を表示するための表示デバイス等を備え、二次元画像および三次元画像を表示する。表示デバイスを備えておらず、画像の生成等のみを行う装置も本発明の医用画像処理装置に含まれる。医用画像処理装置が有する表示機能としては、次のようなものの少なくとも1つが挙げられる:
・医用画像の移動、回転、拡大・縮小等、断面位置変更等、
・特定の解剖学的構造体の着色表示、透過状態での表示等、
・二次元画像と三次元画像とにおける対応位置の表示等。
本実施形態の一形態の表示画面は図2に示すようなものであってもよい。この例では、表示画像100は、三次元画像表示領域101Aと二次元画像表示領域101Bとの2つの領域を含んでいる(以下では、これらを区別せず単に「画像表示領域(101A、101B)」などとも表現する)。なお、以下では、タッチパネルを通じて各種アイコン等が操作される例について説明するが当然ながらこれに限定されるものではない。また、説明の都合上、符号を省略して説明を行う場合もある。
医用画像処理装置10は医用画像の表示等に関して種々の機能を有している。以下、それら機能のうちの幾つかについて説明する。なお、以下の説明において画像処理は、一例として、図1に示した画像表示制御部11の機能により実現される。
医用画像処理装置10において、三次元画像300は、操作者による所定の入力操作によって、任意の方向への回転、拡大・縮小等、表示の変更が可能である。これらの表示の変更には、例えばタッチパネルに対する入力操作を利用してもよい。具体的には、表示の変更としては、スワイプ操作によりスワイプ方向に応じて三次元画像300を回転させること、ピンチイン・ピンチアウト操作による三次元画像300の縮小・拡大などが挙げられる。同様に、二次元画像200も、三次元画像300と同様、断面位置の変更、拡大・縮小等、表示の変更が可能である。なお、二次元画像を操作するための機能と、三次元画像を操作するための機能とは共通していてもよい。
二次元画像200および三次元画像300はそれぞれ被検者の体軸方向、左右方向および前後方向について互いに対応する座標情報をもっている。よって、これらの座標情報を利用して、三次元画像300上で、二次元画像200の現在の表示に対応する断面位置を、三次元画像300上で表示することも可能である。二次元画像200は、その体軸方向の位置を変更可能であり、そのための入力方式は特に限定されるものではないが例えば、表示領域100B内に表示されるスクロール用インジケータ(不図示)を移動させることにより、その位置に応じた体軸方向位置の断層画像が表示される。
メニューボタンアイコン111(図2参照)から呼び出すことができる機能に関し、メニューボタンアイコン111を選択すると、機能呼び出しアイコン群(図示省略)が表示され、操作者がその中から所望の1つのアイコンを選択することによって、対応する機能が選択されるように構成されていてもよい。こうした機能に含まれるものとしては例えば次のようなものであってもよい。
医用画像処理装置10は、フラットカット機能を有するものであってもよい。「フラットカット機能」とは、三次元画像を1つまたは複数の基準面で切断して表示を行う機能である。図4〜図6を参照しつつ、この機能について説明する。
医用画像処理装置10は、3Dポインタ機能を有するものであってもよい。「3Dポインタ機能」とは、三次元画像のうちの所定のオブジェクトに三次元的なポインタを表示させる機能をいい、特には、そのポインタは移動させる際に当該オブジェクトの表面を沿うように移動するようになっているものをいう。図7、図8を参照しつつ、この機能について説明する。
医用画像処理装置10は、バーチャルプローブ機能を有するものであってもよい。「バーチャルプローブ機能」とは、三次元画像に対して仮想的なプローブを配置し、その仮想プローブで撮像される仮想的な撮像画像を画面上に表示するというものである。図9を参照しつつ、この機能について説明する。
医用画像処理装置10は、マージン球を調整するユーザインターフェースを有するものであってもよい。「マージン球」とは、三次元画像のうちの所定のオブジェクト(一例で、腫瘍のオブジェクト)を包囲する球体もしくは多面体のことをいい、このマージン球は、例えば、腫瘍切除の際に対象の腫瘍に対してどれくらいのマージンをもたせた領域を切除するかを確認するために利用されるものである。「マージン球調整ユーザインターフェース」とは、そのマージン球のサイズ等の変更を容易に行うためのユーザインターフェースである。図10、図11を参照しつつ、この機能について説明する。
医用画像処理装置10は、オブジェクトの透過度を変更するための透過度変更用ユーザインターフェースを有するものであってもよい。「オブジェクトの透過度」とは、三次元画像に含まれる解剖学的構造体の個々のオブジェクトの透過度をいい、オブジェクトの透過度が調整可能となっていることで、例えば操作者から見て手前側に表示されるオブジェクトを半透明表示としつつ、奥側の他のオブジェクトを観察するといったことが可能となる。図12を参照しつつユーザインターフェースについて説明する。
医用画像処理装置10は、被検者の対象部位において凝固範囲をシミュレーションする機能を有するものであってもよい。「凝固範囲シミュレーション機能」とは、例えば、電極針を用いた焼灼法で被検者の対象部位を焼灼切除する際に、どの程度の範囲が凝固することとなるかをシミュレーションする機能である(焼灼に限らず凍結法の場合にも適用か可能である)。図13を参照しつつ、焼灼の場合を例として説明する。
医用画像処理装置10は、装置の使用状況をキャプチャして保存する機能を有するものであってもよい。この機能は、主として、被検者に対する施術を行っている最中に実際に医用画像処理装置10が使用されたこと、および/または、その内容に関する情報を保存しておくためのものである。このように、装置の使用状況に関する情報が保存される構成によれば、当該情報を診療報酬等の決定に利用することが可能となる。
医用画像処理装置10は、手術時間を計測するためのタイマー機能を有するものであってもよい。例えば肝臓癌の手術などでは、出血を抑えるために鉗子等を用いて肝臓に流入する血行を一時的に遮断するプリングル法と呼ばれる手法が用いられることもある。この場合、血行を遮断している時間(あるいは遮断されていない時間)を正確に計測、管理することが重要となる。そこで、医用画像処理装置10は、例えば、血行が遮断されている時間をタイマー表示し、所定の規定時間が経過した場合にアラーム音および/またはアラート表示をするように構成されていてもよい。同様に、血行が遮断されていない時間についてタイマー表示され、アラーム音および/またはアラート表示をするように構成されていてもよい。このように弛緩時および/または遮断時の時間をタイマーによって確認可能な構成によればより安全な施術が可能となる。限定されるものではないが、弛緩時のタイマー機能に関しては安全状態であること認識できるように第1の表示色(例えばグリーン)での表示および/または第1の音を発するようにし、他方、遮断時は第2の表示色(例えばレッド)での表示および/または第2の音(遮断状態を知らせるためのもの)を発するようにしてもよい。遮断時のタイマー機能については、さらに、延長機能が備わっていてもよく、例えば、1分、2分、3分のようにプリセットされた値から選択できる構成としてもよいし、任意の延長時間を数値入力できる構成としてもよい。医用画像処置装置10は、血行が遮断されている時間については、操作禁止の状態または操作がリジェクトされる状態になるように構成されていてもよい。血行遮断時のタイマーが機能している状態で操作が禁止される構成によれば、タイマーの時間を意図せず変えてしまったりリセットしてしまったりすることが防止され、正確な時間計測が行われるものとなる。
タブレット端末のようにタッチパネルを介した入力が主となる装置においては、操作性がよく直感的な入力ができるようになっていることが望ましい。本実施形態の医用画像処理装置10では、例えば三次元画像の所定位置にポインタ(カーソル、矢印)を表示する機能が備わっていてもよい。この場合、カーソルを表示するために、図14に示すような入力方式が利用可能であってもよい。
本出願は、以下の内容を開示する。括弧内の符号は参考として付したものであり、本発明を所定の実施形態に限定することを意図したものではない。
A1.被検者の解剖学的構造体を表す三次元画像(300)の表示を制御する表示制御部(11)を備える医用画像処理装置(10)であって、
上記表示制御部(11)は、
a1:上記三次元画像(300)の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェース(140)を含む画像を生成する処理であって、当該グラフィカルユーザインターフェース(140)は、
三次元空間内における所定の基準軸(例えばx軸)に沿った上記三次元画像の一方の側の切断基準面(例えば305a)を規定するための第1のスライダ(145a)と、
上記所定の基準軸(例えばx軸)に沿った上記三次元画像の他方の側の切断基準面(例えば300b)を規定するための第2のスライダ(145b)と、
を含むものである、画像生成処理と、
a2:上記切断基準面どうしの間に存在する上記三次元画像(300)を表示する処理と、
を行うように構成されている、医用画像処理装置。
a1:前記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成するステップであって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った前記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
前記所定の基準軸に沿った前記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、生成ステップと、
a2:前記切断基準面どうしの間に存在する前記三次元画像を表示させるステップと、
を含む、医用画像処理装置の制御方法。
a1:前記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成するステップであって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った前記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
前記所定の基準軸に沿った前記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、生成ステップと、
a2:前記切断基準面どうしの間に存在する前記三次元画像を表示させるステップと、
を行わせる、医用画像処理プログラム。
上記表示制御部(11)は、
b1:被検者を撮像して得られた断層画像である二次元画像(200)と、上記三次元画像(300)とを含む画像を生成する処理と、
b2:操作者によって指定された上記二次元画像における所定の位置(p)を検出する処理と、
b3:上記三次元画像における、上記所定の位置(p)に対応する位置(P)に3Dポインタを表示する処理であって、当該3Dポインタは三次元画像のうちの所定のオブジェクトに紐付けて表示される、処理と、
b4:操作者によって上記3Dポインタを移動させる入力があった場合、上記3Dポインタを、上記所定のオブジェクトに沿うように移動させる処理と、
を行うように構成された、医用画像処理装置。
上記表示制御部(11)は、
c1:上記三次元画像のうちの所定のオブジェクト(例えば腫瘍)が選択されたことを特定する処理と、
c2:選択されたそのオブジェクトを囲む立体的なマージン球(378)を表示する処理と、を行うものであって、さらに、
c3:上記マージン球(378)のサイズを設定するためのグラフィカルユーザインターフェース(150)を表示する処理であって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、その位置が上記マージン球(378)のサイズに対応しているスライダ(156)と、当該スライダの位置に基づいて決定される上記マージン体のサイズを示すサイズインジケータ(159)とを含むものである、処理と、
を行うように構成された、医用画像処理装置。
上記制御部(11)は、
d1:手術中に装置が使用されていると想定される前記医用画像が表示されている状態において、一定時間のあいだ操作者による入力が無かったか否かを判定する処理と、
d2:一定時間のあいだ前記入力が無かった場合に、その時点で表示されている医用画像の画面をキャプチャしてその画像データを取得する処理と、
d3:前記画像データを所定のデータ格納部に保存する、または、装置外部に送信する処理と、
を行うように構成された、医用画像処理装置。
10 医用画像処理装置
11 画像表示制御部
12 データ格納部
13 表示デバイス
14 入力デバイス
15 データ入出力インターフェース
21 医用情報管理装置
22 薬液注入装置
23 撮像装置
100 表示画面
101A、101B 画像表示領域
102 分割ライン
111〜116 アイコン
140 グラフィカルユーザインターフェース
145a、145b スライダ
150 グラフィカルユーザインターフェース
156 スライダ
157 プリセット値表示部
159 サイズインジケータ
161 3Dポインタ
170 グラフィカルユーザインターフェース
171 バーチャルプローブ
173 円軌道
174 強調表示
177 スライダ
190a〜190c プローブ
195a〜195c 予想壊死領域
198 円(円形領域)
200 二次元画像
220 超音波診断画像
300 三次元画像
303、303′、305 オブジェクト
305a、305b 端面
310 切断面
365 腫瘍
377 外接球
378 マージン球
p、P 位置
Claims (8)
- 被検者の解剖学的構造体を表す三次元画像の表示を制御する表示制御部を備える医用画像処理装置であって、
前記表示制御部は、
a1:前記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成する処理であって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った前記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
前記所定の基準軸に沿った前記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、画像生成処理と、
a2:前記切断基準面どうしの間に存在する前記三次元画像を表示する処理と、
を行うように構成されている、医用画像処理装置。 - 前記第1および第2のスライダは独立に移動可能であり、かつ、
所定の入力が行われた場合には、前記スライダどうしの距離を保ったまま前記第1および第2のスライダを同時に移動させることができるように構成されている、
請求項1に記載の医用画像処理装置。 - 前記所定の入力は、前記第1のスライダと第2のスライダとの間の領域の一部を選択し、所定方向に移動させることである、請求項2に記載の医用画像処理装置。
- 前記グラフィカルユーザインターフェースは、三次元画像を表示するための表示領域に表示される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記一方の側の切断基準面では三次元画像の断面が表示され、および/または、
前記他方の側の切断基準面では三次元画像の他の断面が表示される、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 前記表示範囲が規定された状態で、
前記三次元画像は、回転可能、移動可能、および拡大縮小可能の少なくとも1つの態様で表示されている、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 被検者の解剖学的構造体を表す三次元画像を表示する医用画像処理装置の制御方法であって、
a1:前記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成するステップであって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った前記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
前記所定の基準軸に沿った前記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、生成ステップと、
a2:前記切断基準面どうしの間に存在する前記三次元画像を表示させるステップと、
を含む、医用画像処理装置の制御方法。 - 被検者の解剖学的構造体を表す三次元画像を表示する医用画像処理プログラムであって、1つまたは複数のコンピュータに、
a1:前記三次元画像の表示範囲を規定するためのグラフィカルユーザインターフェースを含む画像を生成するステップであって、当該グラフィカルユーザインターフェースは、
三次元空間内における所定の基準軸に沿った前記三次元画像の一方の側の切断基準面を規定するための第1のスライダと、
前記所定の基準軸に沿った前記三次元画像の他方の側の切断基準面を特定するための第2のスライダと、
を含むものである、生成ステップと、
a2:前記切断基準面どうしの間に存在する前記三次元画像を表示させるステップと、
を行わせる、医用画像処理プログラム。
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