JP2001101450A - 三次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体の物理的性質に対応した画素値を持つ
三次元ボクセルを使用して三次元画像を表示する装置に
おいて，ＭＰＲ画像と三次元画像の設定と空間位置把握
を相互に容易にする手段を提供することによって，直感
的に操作できる三次元画像表示装置を提供する。 【解決手段】 任意の回転と任意の移動を行った三次元
画像を基準とした３直交平面を画像三次元ボクセル空間
に設定する手段と，この３直交平面に交差するボクセル
の画素値をＭＰＲ画像表示する手段と，３直交平面のＭ
ＰＲ画像を画像三次元ボクセルと同一の座標系をもつ空
間の対応する位置に写像することでＭＰＲ三次元画像を
表示する手段とを備えることによって，ＭＰＲ画像とＭ
ＰＲ三次元画像を表示可能とした。また，表示画面に表
示した三次元画像およびＭＰＲ三次元画像をガイドとし
て使用することによって三次元画像とＭＰＲ画像を相互
に直感的に設定することが可能な三次元装置を提供でき
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は，被検体の物理的性質の
空間的分布を三次元画像として表示する三次元画像表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置によって人体の物理的性質
をあらわす正確な断面画像データが得られるようになっ
て以来，異なる断面位置で撮影した複数の断面画像デー
タを使用して三次元立体画像を再構成することが行われ
てきた。特に最近，ヘリカルスキャンＸ線ＣＴ装置やコ
ーンビームＸ線ＣＴ装置が実用化されるようになったの
で，より精密な三次元立体画像を再構成することが可能
になった。

【０００３】医用画像の三次元表示法では一般に被検体
を物理的性質に対応した画素値を持つボクセルの三次元
配列として取り扱う。主な表示法としては，被検体を構
成する対象物の境界面を抽出してその境界面の形状を表
示するサーフェスレンダリング法と，被検体の物理的性
質に対応した不透明度を持つボクセルとして取り扱うボ
リュームレンダリング法がある。またボクセルの三次元
配列の断面を表示する断面変換法（ＭＰＲ）がある。

【０００４】サーフェスレンダリング法は，対象物のも
つ画素値の上限と下限を指定するしきい値処理によって
対象物を含む領域を抽出する。この領域の表面に影付け
処理と投影処理を行うことによって，対象物の表面を三
次元画像として表示する。

【０００５】ボリュームレンダリング法は，対象物を画
素値に対応した不透明度と色情報を持つボクセルとして
取り扱い，これに対して影付け処理とレイキャスティン
グと呼ばれる投影処理を行うことによって，対象物を三
次元画像として表示する。

【０００６】断面変換法（ＭＰＲ）は，ボクセルの三次
元配列に例えば直交する３平面を設定し，その面の断面
像を作成する。

【０００７】サーフェスレンダリング法やボリュームレ
ンダリング法によって作成した三次元画像に対して，任
意の回転や任意の移動を行いながら，多くの方向や多く
の断面の詳細な観察を行うことが多い。このために，三
次元画像を自由に回転したり移動したりすることが必要
になる。また，三次元画像を回転したり移動したりした
場合に，三次元画像を観察している角度や位置を正確に
把握することが必要である。従って，三次元画像の回転
や移動をわかりやすくガイドするユーザーインタフェー
スが必要になる。

【０００８】ＭＰＲでは，面の設定が簡単であることか
らＣＴ画像に平行な面とこれに直交する２面の断面像，
すなわち，アキシャル像，サジタル像，コロナル像を作
成することが多い。しかしながら，臨床的にはオブリー
ク像と呼んでいる任意の面の断面像を観察したいという
要求がある。また直交する３面の断面像の相互位置関係
の理解が難しい問題がある。従って，任意の３平面を容
易に設定できる方法が必要である。また３断面の相互位
置関係の理解が容易な表示方法が必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】物理的性質に対応した
画素値を持つボクセルの三次元配列を使用する三次元画
像によって，二次元画像の観察で得られるものよりも深
い空間的情報が得られるようになったが，なお空間的情
報の把握には知識と経験が必要とされている。従って，
三次元画像の位置と方向を自由に容易に設定できる手段
と現在の位置と方向を多角的に把握できる新しい方法が
要求されている。また，空間情報の把握は三次元画像を
使用することによって深まるが，より深く理解するため
には関連する二次元情報を容易に参照できることが要求
される。ＭＰＲでは，臨床的には任意の面の断層像を観
察したいという要求があるが，任意の面の設定には一般
に複雑な操作を必要としている。従って，任意の３平面
の設定を容易に行う方法が必要である。また３断面像の
相互の位置関係の理解が容易な表示方法が必要である。
このように，三次元画像をより役立てるためには，操作
者が関心のある対象物の位置と方向を自由に設定でき
る，また現在表示されている三次元画像の位置と方向を
直感的に把握できる多角的な方法が要求されている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために考案したもので，被検体の物理的性質に対
応した画素値を持つ三次元ボクセルを使用する三次元画
像表示装置において，３直交平面を画像三次元ボクセル
空間に設定する手段と，この３直交平面に交差するボク
セルの画素値を断面画像として表示するＭＰＲ画像表示
の手段と，３直交平面のＭＰＲ画像を画像三次元ボクセ
ルと同一の座標系をもつ空間の対応する位置に写像する
ことでＭＰＲ三次元画像を表示する手段とを備えた。こ
れによって３枚のＭＰＲ画像を立体的に三次元画像とし
て表示することが可能になった。

【００１１】本発明はＭＰＲの３直交面を希望する任意
の面に容易に設定するために，任意の回転と任意の移動
を行った三次元画像を基準として，画像三次元ボクセル
空間に３直交平面を設定する手段を備えた。これによっ
て任意の角度のＭＰＲ画像を簡単な操作で表示すること
が可能になった。

【００１２】本発明は，三次元画像とＭＰＲ三次元画像
の表示角度を設定するガイドとして，表示画面に表示し
ている三次元画像またはＭＰＲ三次元画像を使用した。
これによって，三次元画像およびＭＰＲ三次元画像の表
示角度の設定が容易になった。

【００１３】本発明は，画像三次元ボクセルを基準とし
た画像座標系による３直交平面および／または任意の回
転と任意の移動を行った三次元画像を基準とした相対座
標系による３直交平面を，三次元画像および／またはＭ
ＰＲ三次元画像と同時に表示した。これによって，表示
する三次元画像およびＭＰＲ三次元画像の表示角度と表
示位置の設定が容易になった。画像座標系と相対座標系
の位置情報の把握が容易になった。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下，本発明による三次元画像表
示装置について説明する。図１は本発明の実施例の構成
を示す概略図である。データ収集部１は例えばＸ線ＣＴ
装置においては被検体の周囲からＸ線を照射し，透過す
るＸ線の線量を測定することによって投影データを収集
する部分である。この実施例ではデータ収集部１がＸ線
ＣＴ装置である場合について説明するが，ＭＲ装置など
他の装置の場合にも同様に機能する。

【００１５】この実施例では電子ビーム・スキャン方式
のＸ線ＣＴ装置を例に示している。電子銃１２から放射
した電子ビーム１３を制御して，被検体の周囲に環状に
配置されたＸ線ターゲット１１上を走査する。Ｘ線ター
ゲットで発生したＸ線は，寝台１６上に横たわる被検体
の横断面を透過した後，Ｘ線検出器１４で電流に変換さ
れる。このＸ線検出器の出力はデータ収集回路１５でデ
ジタルデータに変換される。寝台１６を移動させながら
電子ビームの走査を繰り返して行うことによって，被検
体の複数横断面のデータを収集する。再構成演算処理部
２は，このデータに前処理，再構成処理，後処理を行
い，画像データを作成する。この画像データは被検体の
Ｘ線透過係数に相当するＣＴ値の空間的な分布を表して
いる。

【００１６】再構成演算処理部２は投影データを再構成
する機能をもつ高速演算装置を含むデータ処理装置であ
る。三次元画像処理部３は三次元画像を再構成する機能
をもつデータ処理装置である。これらの機能は一体化さ
れている場合もあり，分離されている場合もある。デー
タ蓄積装置２１は再構成演算処理部２で得た画像データ
を蓄積する機能を備えている。

【００１７】三次元画像処理部３は再構成演算処理部２
によって得た画像データを使用して三次元画像を再構成
する。再構成演算処理部２で得た画像データを直接使用
する場合もあり，データ蓄積装置２１に蓄積した画像デ
ータを使用する場合もあり，またオフライン媒体に保存
した画像データを使用する場合もある。

【００１８】画像表示装置４は，三次元画像表示領域４
１，ＭＰＲ三次元画像表示領域４２，直交ＭＰＲ画像表
示領域４３，４４，４５，パラメタを設定する設定パネ
ルを備えている。

【００１９】図２はこの実施例で使用する画像座標系と
対象物を説明する図である。５１はＣＴ画像の画像面を
基準とした画像座標系のＸｉ−Ｙｉ面を，５２は画像座
標系のＹｉ−Ｚｉ面をあらわしている。５３，５４は，
Ｘｉ−Ｙｉ面に平行な画像面をもつＣＴ画像がＺｉ方向
に積み重なって構成された画像三次元ボクセル領域を示
している。５５は被検体のＸｉ−Ｙｉ面，５６は被検体
のＹｉ−Ｚｉ面である。

【００２０】図３は画像装置の画像表示部である。１０
１，１０２，１０３はＭＰＲの３直交画像を表示する領
域である。１０４は三次元画像を表示する領域，１０５
はＭＰＲ三次元画像を表示する領域である。１１１は図
２における５３，５４に相当する画像三次元ボクセル領
域を示す枠である。１１２は図２における５５，５６に
相当する被検体の三次元画像である。１１３は図２にお
ける５３，５４に相当するＭＰＲ三次元ボクセル領域を
枠で示したものである。画像三次元ボクセル領域とＭＰ
Ｒ三次元ボクセル領域は同一の領域である。１１４はＭ
ＰＲ三次元画像を示している。

【００２１】三次元表示領域１０４における画像三次元
ボクセル領域１１１とＭＰＲ三次元表示領域１０５にお
けるＭＰＲ三次元ボクセル領域１１３は同一の表示角度
で表示する。三次元表示領域１０４において画像三次元
ボクセル領域１１１を回転させるとＭＰＲ三次元表示領
域１０５においてＭＰＲ三次元ボクセル領域１１３は同
一の角度だけ回転する。ＭＰＲ三次元表示領域１０５に
おいてＭＰＲ三次元ボクセル領域１１３を回転させると
三次元表示領域１０４において画像三次元ボクセル領域
１１１は同一の角度だけ回転する。このように，三次元
表示領域１０４における両像三次元ボクセル領域１１１
とＭＰＲ三次元表示領域１０５におけるＭＰＲ三次元ボ
クセル領域１１３は常に同一の角度で表示される。

【００２２】１２０は表示画面座標系である。これは三
次元画像表示領域およびＭＰＲ三次元画像表示領域を表
す座標系で，三次元画像およびＭＰＲ三次元画像の回転
や移動を説明するときに使用する。

【００２３】１２１は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１に
表示されるＭＰＲ画像の座標系を示す。図３では画像座
標系のＸｉ−Ｙｉ平面を示している。１２２は直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０２に表示される画像の座標系を示
す。図３では画像座標系のＸｉ−Ｚｉ平面を示してい
る。１２３は直交ＭＰＲ画像表示領域１０３に表示され
る画像の座標系を示す。図３では画像座標系のＹｉ−Ｚ
ｉ平面を示している。

【００２４】１２４は三次元画像表示領域１０４に表示
される三次元画像およびＭＰＲ三次元画像表示領域１０
５に表示されるＭＰＲ三次元画像の画像座標系を示して
いる。三次元画像表示領域１０４とＭＰＲ三次元画像表
示領域１０５では三次元画像とＭＰＲ三次元画像は同一
の角度で表示される。

【００２５】直交ＭＰＲ画像表示領域１０１と直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０２にある線１２５は，直交ＭＰＲ画
像表示領域１０３に表示されるＭＰＲ画像の表示面を決
める線である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０１と直交Ｍ
ＰＲ画像表示領域１０３にある線１２６は，直交ＭＰＲ
画像表示領域１０２に表示されるＭＰＲ画像の表示面を
決める線である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０２と直交
ＭＰＲ画像表示領域１０３にある線１２７は，直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０１に表示されるＭＰＲ画像の表示面
を決める線である。

【００２６】１３１は直交ＭＰＲ画像表示領域１０２ま
たは直交ＭＰＲ画像表示領域１０３において線１２７で
設定した面の断面画像である。１３２は直交ＭＰＲ画像
表示領域１０１または直交ＭＰＲ画像表示領域１０３に
おいて線１２６で設定した面の断面画像である。１３３
は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１または直交ＭＰＲ画像
表示領域１０２において線１２５で設定した面の断面画
像である。

【００２７】ＭＰＲ三次元画像表示領域１０５の１３４
は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１に表示されているＭＰ
Ｒ画像１３１をＭＰＲ三次元ボクセル領域１１３に写像
したものである。直交ＭＰＲ画像表示領域１０２または
直交ＭＰＲ画像表示領域１０３において線１２７を移動
させると，１３４は１１３の枠内の対応する位置に移動
する。１３５は直交ＭＰＲ画像表示領域１０２に表示さ
れているＭＰＲ画像１３２をＭＰＲ三次元ボクセル領域
１１３に写像したものである。直交ＭＰＲ画像表示領域
１０１または直交ＭＰＲ画像表示領域１０３において線
１２６を移動させると，１３５は１１３の枠内の対応す
る位置に移動する。１３６は直交ＭＰＲ画像表示領域１
０３に表示されているＭＰＲ画像１３３をＭＰＲ三次元
ボクセル領域１１３に写像したものである。直交ＭＰＲ
画像表示領域１０１または直交ＭＰＲ画像表示領域１０
２において線１２５を移動させると，１３６は１１３の
枠内の対応する位置に移動する。

【００２８】ＭＰＲ三次元画像表示領域１０５に表示さ
れているＭＰＲ三次元画像１１４は，ＭＰＲ三次元ボク
セル領域を示す１１３の枠内に，直交ＭＰＲ画像表示領
域１０１，１０２，１０３に表示されているＭＰＲ画像
１３１，１３２，１３３を写像した画像１３４，１３
５，１３６を，三次元画像表示領域１０４に表示されて
いる三次元画像１１２と同一の表示角度を使用して，三
次元画像表示したものである。

【００２９】直交ＭＰＲ画像表示領域１０１，１０２，
１０３の上で，１２７，１２６，１２５を移動させるこ
とによって，ＭＰＲ画像１３１，１３２，１３３は新し
い平面のＭＰＲ画像が表示されるが，ＭＰＲ三次元画像
１１４を構成する１３４，１３５，１３６も同時に新し
い面のＭＰＲ画像が対応する新しい位置に表示される。

【００３０】三次元画像表示領域１０４またはＭＰＲ三
次元画像表示領域１０５の中心付近で，マウスのポイン
ターを画面の左右方向，すなわち１２０のＸｄ方向に移
動させると三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４
は１２０のＹｄ軸の周りを回転する。三次元画像表示領
域１０４またはＭＰＲ三次元画像表示領域１０５の中心
付近で，マウスのポインターを画面の上下方向，すなわ
ち１２０のＹｄ方向に移動させると三次元画像１１２と
ＭＰＲ三次元画像１１４は１２０のＸｄ軸の周りを回転
する。三次元画像表示領域１０４またはＭＰＲ三次元画
像表示領域１０５の内接円付近で，マウスのポインター
を内接円の接線方向，すなわち１２０のＺｄ軸の周りを
回転するように移動させると三次元画像１１２とＭＰＲ
三次元画像１１４は１２０のＺｄ軸の周りを回転する。

【００３１】三次元画像表示領域１０４またはＭＰＲ三
次元画像表示領域１０５でマウスのホイールを回転させ
ることによって，三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像
１１４を表示画面の法線方向，すなわちＺｄ方向に移動
することができる。三次元画像表示領域１０４またはＭ
ＰＲ三次元画像表示領域１０５でマウスの右ボタンを押
した状態でポインターを画面の左右方向，すなわち１２
０のＸｄ方向に移動させると三次元画像１１２とＭＰＲ
三次元画像１１４を画面の左右方向に移動させることが
できる。マウスの右ボタンを押した状態でポインターを
画面の上下方向，すなわち１２０のＹｄ方向に移動させ
ると三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４を画面
の上下方向に移動させることができる。

【００３２】三次元画像表示領域１０４またはＭＰＲ三
次元画像表示領域１０５でマウスを操作することによっ
て，三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４を自由
に回転・移動させることが可能になった。これによって
三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４を任意の方
向から詳細に観察することが可能になった。

【００３３】図４は，図３において，三次元画像表示領
域１０４またはＭＰＲ三次元画像表示領域１０５でマウ
スのポインターを上下に移動させることによって三次元
画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４をＸｄ軸の周りに
回転させた状態を示している。

【００３４】図５は，図４の状態における三次元画像表
示領域１０４の三次元画像１１２を基準として，ＭＰＲ
の３直交平面を画像三次元ボクセル空間に設定した例を
示している。この操作によって設定される３直交平面を
基準とする座標系を相対座標系とよび，ＭＰＲ三次元表
示領域１０５の中に１４４で示している。

【００３５】直交ＭＰＲ画像表示領域１０１には，三次
元画像表示領域１０４の表示画面の面，すなわち，Ｘｄ
−Ｙｄ面のＭＰＲ画像が表示される。これは相対座標系
ではＸｒ−Ｙｒ面である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０
２には，三次元画像表示領域１０４の表示画面に直交す
る面，Ｘｄ−Ｚｄ面のＭＰＲ画像が表示される。これは
相対座標系ではＸｒ−Ｚｒ面である。直交ＭＰＲ画像表
示領域１０３には，三次元画像表示領域１０４の表示画
面に直交する面，Ｚｄ−Ｙｄ面のＭＰＲ画像が表示され
る。これは相対座標系ではＺｒ−Ｙｒ面である。この操
作によって希望する面のＭＰＲ画像を容易に表示するこ
とができる。

【００３６】ＭＰＲ三次元画像表示領域１０５には，三
次元画像表示領域１０４の表示画面の面，すなわち，Ｘ
ｄ−Ｙｄ面のＭＰＲ画像１５４と，Ｘｄ−Ｚｄ面のＭＰ
Ｒ画像１５５と，Ｙｄ−Ｚｄ面のＭＰＲ画像１５６が対
応する位置に写像されて表示されている。

【００３７】１４１は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１に
表示される画像の座標系を示す。図５では相対座標系１
４４のＸｒ−Ｙｒ面を示している。１４２は直交ＭＰＲ
画像表示領域１０２に表示される画像の座標系を示す。
図５では相対座標系１４４のＸｒ−Ｚｒ面を示してい
る。１４３は直交ＭＰＲ画像表示領域１０３に表示され
る画像の座標系を示す。図５では相対座標系１４４のＺ
ｒ−Ｙｒ面を示している。

【００３８】直交ＭＰＲ画像表示領域１０１と直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０２にある線１４５は，直交ＭＰＲ画
像表示領域１０３に表示されるＭＰＲ画像の表示面を決
める線である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０１と直交Ｍ
ＰＲ画像表示領域１０３にある線１４６は，直交ＭＰＲ
画像表示領域１０２に表示されるＭＰＲ画像の表示面を
決める線である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０２と直交
ＭＰＲ画像表示領域１０３にある線１４７は，直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０１に表示されるＭＰＲ画像の表示面
を決める線である。

【００３９】１５１は直交ＭＰＲ画像表示領域１０２ま
たは直交ＭＰＲ画像表示領域１０３において線１４７で
設定される面のＭＰＲ画像である。１５２は直交ＭＰＲ
画像表示領域１０１または直交ＭＰＲ画像表示領域１０
３において線１４６で設定される面のＭＰＲ画像であ
る。１５３は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１または直交
ＭＰＲ画像表示領域１０２において線１４５で設定され
る面のＭＰＲ画像である。

【００４０】１５４は直交ＭＰＲ画像表示領域１０１に
表示されているＭＰＲ画像１５１をＭＰＲ三次元ボクセ
ル領域１１３に写像したものである。直交ＭＰＲ画像表
示領域１０２または直交ＭＰＲ画像表示領域１０３にお
いて線１４７を移動させると，１５４は１１３の枠内の
対応する位置に移動する。１５５は直交ＭＰＲ画像表示
領域１０２に表示されているＭＰＲ画像１５２をＭＰＲ
三次元ボクセル領域１１３に写像したものである。直交
ＭＰＲ画像表示領域１０１または直交ＭＰＲ画像表示領
域１０３において線１４６を移動させると，１５５は１
１３の枠内の対応する位置に移動する。１５６は直交Ｍ
ＰＲ画像表示領域１０３に表示されているＭＰＲ画像１
５３をＭＰＲ三次元ボクセル領域１１３に写像したもの
である。直交ＭＰＲ画像表示領域１０１または直交ＭＰ
Ｒ画像表示領域１０２において線１４５を移動させる
と，１５６は１１３の枠内の対応する位置に移動する。

【００４１】ＭＰＲ三次元画像表示領域１０５に表示さ
れているＭＰＲ三次元画像１１４は，ＭＰＲ三次元ボク
セル領域（これは画像三次元ボクセル領域と同一の領域
である）を示す１１３の枠内に，直交ＭＰＲ画像表示領
域１０１，１０２，１０３に表示されているＭＰＲ画像
１５１，１５２，１５３を写像した画像１５４，１５
５，１５６を，三次元表示領域１０４に表示されている
画像１１２と同一の三次元画像表示角度を使用して，三
次元画像表示したものである。

【００４２】直交ＭＰＲ画像表示領域１０１，１０２，
１０３の上で，１４７，１４６，１４５を移動させるこ
とによって，ＭＰＲ画像１５１，１５２，１５３は新し
い平面の断面像が表示されるが，ＭＰＲ三次元画像１１
４を構成する１５４，１５５，１５６も同時に新しい平
面の断面像が対応する新しい位置に表示される。

【００４３】図６は，図５において，三次元画像表示領
域１０４またはＭＰＲ三次元画像表示領域１０５でマウ
スのポインターを上下に移動させることによってＸｄ軸
の周りに三次元画像１１２とＭＰＲ三次元画像１１４を
回転させた状態を示している。

【００４４】これまで説明したように，三次元画像表示
領域１０４に表示した三次元画像１１２およびＭＰＲ三
次元画像表示領域１０５に表示したＭＰＲ三次元画像１
１４は，マウスポインターの操作によって，回転または
移動を行うことができるので，これらを回転量または移
動量を設定するガイドとして使用することができる。

【００４５】図７および図８は，表示画面の別の例を示
す。１０６にはＸｒ−Ｙｒ面に投影した三次元画像１６
１を表示している。この面のＭＰＲ画像は１０１に表示
されている１５１である。１０７にはＸｒ−Ｚｒ面に投
影した三次元画像１６２を表示している。この面のＭＰ
Ｒ画像は１０２に表示されている１５２である。１０８
にはＹｒ−Ｚｒ面に投影した三次元画像１６３を表示し
ている。この面のＭＰＲ画像は１０３に表示されている
１５３である。三次元画像表示領域１０４とＭＰＲ三次
元画像表示領域１０５は交互に入れ替えることができ
る。

【００４６】図９は，画像三次元ボクセルを基準とした
画像座標系の３直交平面または任意の回転と移動を行っ
た三次元画像を基準とした相対座標系の３直交平面を，
表示画面に表示した画像座標系のＭＰＲ三次元画像また
は相対座標系のＭＰＲ三次元画像と同時に，円環状に表
示したものである。これによって画像座標系と相対座標
系を直感的に把握することが可能になった。図９では画
像座標系の３直交平面または相対座標系の３直交平面の
一組を表示しているが，両者を表示することもある。図
９では直交平面を円環状に表示しているが，放射状の多
数の線で表示するなどの方法もある。

【００４７】図１０は，画像三次元ボクセルを基準とし
た画像座標系の３直交平面または任意の回転と移動を行
った三次元画像を基準とした相対座標系の３直交平面
を，表示画面に表示した三次元画像と同時に円環状に表
示したものである。これによって画像座標系と相対座標
系を直感的に把握することが可能になった。図１０では
画像座標系の３直交平面または相対座標系の３直交平面
の一組を表示しているが，両者を表示することもある。
図１０では直交平面を円環状に表示しているが，放射状
の多数の線で表示するなどの方法もある。

【００４８】本発明の請求項１は，３直交平面を画像三
次元ボクセル空間に設定する手段として，三次元画像の
希望する断面が表示画面に平行になるように三次元画像
に任意の回転と任意の移動を行った後，この三次元画像
を基準とする３直交平面を画像三次元ボクセル空間に設
定する。この３直交平面のＭＰＲ画像を画像三次元ボク
セルと同一の座標系をもつ空間の対応する位置に写像す
ることによって，ＭＰＲ三次元画像を表示する。これに
よって，希望する任意の断面のＭＰＲ画像とＭＰＲ三次
元画像を容易に表示することが可能になった。

【００４９】本発明の請求項２は，３直交平面を画像三
次元ボクセル空間に設定する手段として，三次元画像の
希望する断面が表示画面に平行になるように三次元画像
に任意の回転と任意の移動を行った後，この三次元画像
を基準とする３直交平面を画像三次元ボクセル空間に設
定する。この３直交平面に交差するボクセルの画素値を
画像三次元ボクセルと同一の座標系を持つ新しいＭＰＲ
三次元ボクセル空間の対応する位置に写像することによ
って新しいＭＰＲ三次元ボクセルを作成して，このＭＰ
Ｒ三次元ボクセルを三次元画像表示することによってＭ
ＰＲ三次元画像を表示する。これによって，希望する任
意の断面のＭＰＲ画像とＭＰＲ三次元画像を容易に表示
することが可能になった。

【００５０】本発明の請求項２の他の実現方法を説明す
る。３直交平面を画像三次元ボクセル空間に設定する手
段として，三次元画像の希望する断面が表示画面に平行
になるように三次元画像に任意の回転と任意の移動を行
った後，この三次元画像を基準とする３直交平面を画像
三次元ボクセル空間に設定する。画像三次元ボクセルを
コピーすることによって画像三次元ボクセルと同一の座
標系と同一のボクセル値を持つ新しいＭＰＲ三次元ボク
セル空間を作成する。ＭＰＲ三次元ボクセル空間の上記
の３直交平面に交差しないボクセルの透明度を透明に設
定して，ボリュームレンダリング法によって三次元表示
する。３直交平面に交差するボクセルだけが三次元表示
されるので，ＭＰＲ三次元画像を表示することができ
る。これによって，希望する任意の断面のＭＰＲ画像と
ＭＰＲ三次元画像を容易に表示することが可能になっ
た。

【００５１】本発明の請求項３は，ＭＰＲ三次元画像表
示領域に表示するＭＰＲ三次元画像の透明度を変更可能
にする手段を備えたものである。

【００５２】本発明の請求項４は，表示画面に表示した
三次元画像またはＭＰＲ三次元画像をガイドとして使用
することによって，表示する三次元画像およびＭＰＲ三
次元画像の表示設定を容易にしたものである。

【００５３】本発明の請求項５は，画像座標系による３
直交平面および／または相対座標系による３直交平面
を，表示画面に表示した三次元画像およびＭＰＲ三次元
画像と同時に表示することによって，三次元画像および
ＭＰＲ三次元画像の表示角度と表示位置の設定を容易に
するとともに，画像座標系と相対座標系の位置情報の把
握を容易にしたものである。

【００５４】これまでの例ではＸ線ＣＴ装置で得られた
画像データを例として説明したが，ＭＲ装置，超音波装
置などの他の医用画像装置で得られる画像データの場合
も全く同様である。

【００５５】

【発明の効果】本発明は，回転と移動が自由にできる三
次元画像を基準とした相対座標系という新しい概念を導
入した。この相対座標系を使用して，相互に直交する３
軸の方向に投影した直交三次元画像と相互に直交する３
軸を法線とするＭＰＲ画像をそれぞれ画像表示領域に表
示して観察する方法を考案した。相対座標系という新し
い概念の導入によって，相対座標系で関連付けた複数の
三次元画像と複数のＭＰＲ画像を同時に観察することこ
とが可能になった。これによって，空間情報の観察と把
握が容易になり，三次元画像と二次元画像の関連づけが
容易になり，また関連する二次元情報を直ちに参照する
ことが可能になった。

【００５６】ＭＰＲ画像は従来から使われてきたが，関
心領域の存在する領域に３直交平面を自由に設定するこ
とが難しい欠点があった。相対座標系の導入によって，
簡単な操作によって関心領域に３直交平面を設定するこ
とが簡単な操作によって可能になったので，今後広く利
用されると思われる。

【００５７】本発明は，ＭＰＲ三次元画像表示という新
しい概念を導入した。ＭＰＲ画像は従来から使われてき
たが，３直交面と被検体の空間位置関係の把握が難しい
欠点があった。ＭＰＲ三次元画像表示という新しい概念
によって，ＭＰＲ画像の空間位置関係の把握が容易にな
ったので，今後広く利用されると思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の構成を示す概略図。

【図２】説明に使用する対象物と座標系。

【図３】本発明の実施例を示す画像表示画面。

【図４】本発明の実施例を示す画像表示画面。

【図５】本発明の実施例を示す画像表示画面。

【図６】本発明の実施例を示す画像表示画面。

【図７】本発明の他の実施例を示す画像表示画面。

【図８】本発明の他の実施例を示す画像表示画面。

【図９】ＭＰＲ三次元画像と３直交面を表示した例。

【図１０】三次元画像と３直交面を表示した例。

【符号の説明】 １ データ収集部 ２ 再構成演算処理部 ３ 三次元画像処理部 ４ 画像表示装置 ５ 操作部 １１ Ｘ線ターゲット １２ 電子銃 １３ 電子ビーム １４ Ｘ線検出器 １５ データ収集回路 １６ 寝台 ２１ データ蓄積装置 ４１ 三次元画像表示領域 ４２ ＭＰＲ三次元画像表示領域 ４３ 直交ＭＰＲ画像表示領域 ４４ 直交ＭＰＲ画像表示領域 ４５ 直交ＭＰＲ画像表示領域 ４６ 設定パネル ５１ 画像座標系Ｘｉ−Ｙｉ面 ５２ 画像座標系Ｙｉ−Ｚｉ面 ５３ 画像三次元ボクセル領域Ｘｉ−Ｙｉ面 ５４ 画像三次元ボクセル領域Ｙｉ−Ｚｉ面 ５５ 被検体Ｘｉ−Ｙｉ面 ５６ 被検体Ｙｉ−Ｚｉ面 １０１ 直交ＭＰＲ画像表示領域 １０２ 直交ＭＰＲ画像表示領域 １０３ 直交ＭＰＲ画像表示領域 １０４ 三次元画像表示領域 １０５ ＭＰＲ三次元画像表示領域 １０６ 直交三次元画像表示領域 １０７ 直交三次元画像表示領域 １０８ 直交三次元画像表示領域 １１１ 画像三次元ボクセル領域を示す枠 １１２ 三次元画像 １１３ 画像三次元ボクセル領域・ＭＰＲ三次元ボクセ
ル領域を示す枠 １１４ ＭＰＲ三次元画像 １２０ 表示画面座標系 １２１ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（画像座標
系） １２２ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（画像座標
系） １２３ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（画像座標
系） １２４ 画像座標系 １２５ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １２６ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １２７ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １３１ 画像座標系による直交ＭＰＲ画像 １３２ 画像座標系による直交ＭＰＲ画像 １３３ 画像座標系による直交ＭＰＲ画像 １３４ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した画像座標
系直交ＭＰＲ画像 １３５ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した画像座標
系直交ＭＰＲ画像 １３６ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した画像座標
系直交ＭＰＲ画像 １４１ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（相対座標
系） １４２ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（相対座標
系） １４３ 直交ＭＰＲ画像表示領域の座標系（相対座標
系） １４４ 相対座標系 １４５ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １４６ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １４７ 直交ＭＰＲ画像の表示断面位置設定カーソル １５１ 相対座標系による直交ＭＰＲ画像 １５２ 相対座標系による直交ＭＰＲ画像 １５３ 相対座標系による直交ＭＰＲ画像 １５４ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した相対座標
系直交ＭＰＲ画像 １５５ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した相対座標
系直交ＭＰＲ画像 １５６ ＭＰＲ三次元ボクセル領域に写像した相対座標
系直交ＭＰＲ画像 １６１ 相対座標系によるＺｒ方向三次元画像 １６２ 相対座標系によるＹｒ方向三次元画像 １６３ 相対座標系によるＸｒ方向三次元画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 AA26 BA05 BA07 CA15 CA23 EA04 ED07 FF12 FF32 FF42 FF43 FF45 FG05 FG13 5B050 AA02 BA03 EA12 EA19 EA27 EA28 FA02 FA12 5B057 AA07 BA03 CA13 CB12 CD02 CD03 CD14 5B080 AA17 BA04 FA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の物理的性質に対応した画素値を
   持つ三次元ボクセル（以下，画像三次元ボクセル）を使
   用する三次元画像表示装置において，任意の回転と任意
   の移動を行った三次元画像を基準とする３直交平面を画
   像三次元ボクセル空間に設定する手段と，この３直交平
   面に交差するボクセルの画素値を断面画像として表示す
   る断面変換画像（以下，ＭＰＲ画像）表示の手段と，３
   直交平面のＭＰＲ画像を画像三次元ボクセルと同一の座
   標系をもつ空間の対応する位置に写像することによって
   ＭＰＲ三次元画像を表示する手段とを備えることによっ
   て，任意の角度のＭＰＲ画像とＭＰＲ三次元画像を容易
   に表示可能とした三次元画像表示装置。
2. 【請求項２】 被検体の物理的性質に対応した画素値を
   持つ三次元ボクセル（以下，画像三次元ボクセル）を使
   用する三次元画像表示装置において，任意の回転と任意
   の移動を行った三次元画像を基準とする３直交平面を画
   像三次元ボクセル空間に設定する手段と，この３直交平
   面に交差するボクセルの画素値を断面画像として表示す
   る断面変換画像（以下，ＭＰＲ画像）表示の手段と，上
   記の３直交平面に交差するボクセルの画素値を画像三次
   元ボクセルと同一の座標系を持つ新しい三次元ボクセル
   （以下，ＭＰＲ三次元ボクセル）空間の対応する位置に
   写像することによって新しい三次元ボクセルを作成する
   手段と，このＭＰＲ三次元ボクセルを三次元画像表示す
   る手段とを備えることによって，任意の角度のＭＰＲ画
   像とＭＰＲ三次元画像を容易に表示可能とした三次元画
   像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の三次元画像装
   置において，表示画面に表示しているＭＰＲ三次元画像
   の透明度を変更可能にする手段を備えた三次元画像表示
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２，請求項３の三
   次元画像装置において，三次元画像およびＭＰＲ三次元
   画像の表示角度と表示位置を設定するガイドとして，表
   示した三次元画像またはＭＰＲ三次元画像を使用する手
   段を備えることによって，三次元画像およびＭＰＲ三次
   元画像の表示角度と表示位置の設定を容易にするととも
   に，画像座標系と相対座標系の位置情報の把握を容易に
   した三次元画像表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２，請求項３，請
   求項４の三次元画像装置において，画像三次元ボクセル
   を基準とした３直交平面（以下，画像座標系による３直
   交平面）および／または任意の回転と任意の移動を行っ
   た三次元画像を基準とした３直交平面（以下，相対座標
   系による３直交平面）を，三次元画像および／またはＭ
   ＰＲ三次元画像と同時に表示画面に表示する手段を備え
   ることによって，三次元画像およびＭＰＲ三次元画像の
   表示角度と表示位置の設定を容易にするとともに，画像
   座標系と相対座標系の位置情報の把握を容易にした三次
   元画像表示装置。