JP2000298732A - 三次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易に半透明と完全不透明とで表示することが
できる三次元画像表示装置を提供する。 【解決手段】半透明表示のしきい値と完全不透明表示の
しきい値とを設定し、視点から投影面２１への投影線２
２を指定する。この投影線２２上の点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、
ｅに対して半透明表示の条件と完全不透明表示の条件と
を満たすかを判定する。その結果、点ｃ、ｄは半透明表
示の条件を満たすため、半透明表示する。点ｅは完全不
透明表示の条件を満たすため、完全不透明表示する。こ
れを全ての投影線に対して行うことによって、肝臓２４
上を半透明で表示した中に、血管２５上を完全不透明で
表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は三次元画像表示装置
に係り、特に肝臓など全体を半透明で表示した中に、肝
臓の血管などを完全不透明で表示する三次元画像表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元画像の全体と部分との関係を明瞭
にするために、例えば肝臓全体を半透明で表示した中
に、肝臓の血管を完全不透明で表示したい場合がある。
従来の三次元画像表示装置では、肝臓全体と肝臓の血管
とを別々に抽出し、合成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
三次元画像表示装置では、肝臓全体と肝臓の血管とを別
々に抽出するため、手間がかかるという欠点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、容易
に半透明と完全不透明とで表示することができる三次元
画像表示装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被検体を含む三次元原画像を投影面に投影
するとともに、陰影付けを行なって三次元画像を表示す
る三次元画像表示装置において、前記三次元原画像中か
ら半透明表示する画素を抽出するための第１の条件と、
完全不透明表示する画素を抽出するための第２の条件と
を設定する条件設定手段と、前記三次元原画像のうち前
記第１の条件によって抽出された画素には半透明表示用
の処理を行い、前記第２の条件によって抽出された画素
には完全不透明表示用の処理を行って半透明画像中に完
全不透明画像が合成された画像を再構成する画像再構成
手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００５】本発明によれば、条件設定手段は三次元原
画像中から半透明表示する画素を抽出するための第１の
条件と、完全不透明表示する画素を抽出するための第２
の条件とを設定する。画像再構成手段は三次元原画像の
うち第１の条件によって抽出された画素には半透明表示
用の処理を行い、第２の条件によって抽出された画素に
は完全不透明表示用の処理を行って半透明画像中に完全
不透明画像が合成された画像を再構成する。このよう
に、三次元原画像内の各点が半透明表示に対する条件と
完全不透明表示に対する条件とを満たすかを判定し、判
定結果に基づき各点を半透明表示又は完全不透明表示用
の処理を行い合成された画像を再構成することによっ
て、容易に半透明と完全不透明とで表示することができ
る。

【０００６】また、前記第２の条件によって抽出された
画素の座標を記録媒体に記録し、記録した座標から距
離、面積、体積を計算することができる。更に、再構成
された第１の画像上で第１の点を選択し、第１の画像と
は異なる第２の画像上で第２の点を選択し、第１の点と
第２の点との間の距離を演算することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る三次元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、本発明の三次元画像表示装置の原理を
示す説明図である。肝臓２４と肝臓２４の血管２５とを
含む、複数の断層像２３が積み重ねられた三次元原画像
は、図示しない視点を中心に投影面２１に中心投影さ
れ、投影面２１に投影された投影像に陰影付けすること
によって三次元画像が再構成される。肝臓２４を半透明
で表示した中に、血管２５をサーフェイス法で再構成し
完全不透明で表示する。

【０００８】先ず、半透明表示のしきい値と完全不透明
表示のしきい値とを設定し、視点から投影面２１への投
影線２２を指定する。この投影線２２上の断層像２３に
最初に交わる点ａを演算点（陰影付けの計算する点）に
設定し、点ａに対して半透明表示の条件と完全不透明表
示の条件とを満たすかを判定する。その結果、点ａは半
透明表示の条件も完全不透明表示の条件も満たさないた
め、演算点を視点から一定距離遠ざけて点ｂに設定す
る。点ｂに対して半透明表示の条件と完全不透明表示の
条件とを満たすかを判定し、点ｂも点ａと同様に半透明
表示の条件も完全不透明表示の条件も満たさないため、
演算点を視点から一定距離遠ざけて点ｃに設定する。

【０００９】点ｃに対して半透明表示の条件と完全不透
明表示の条件とを満たすかを判定し、その結果、点ｃは
半透明表示の条件を満たすため、濃度勾配ベクトルと視
線ベクトルとの内積を求め、該内積値から点ｃの半透明
度を求める。演算点を点ｄに設定し、点ｄに対して半透
明表示の条件と完全不透明表示の条件とを満たすかを判
定し、点ｄも点ｃと同様に半透明表示の条件を満たすた
め、濃度勾配ベクトルと視線ベクトルとの内積を求め、
該内積値から点ｄの半透明度を求める。

【００１０】演算点を点ｅに設定し、点ｅは完全不透明
表示の条件を満たすため、濃度勾配ベクトルと視線ベク
トルとの内積を求め、該内積値から点ｅの輝度１を求め
る。輝度１と点ｃ、ｄの半透明度とから点ｅの輝度を求
め、点ｅの座標を保存する。これによって、肝臓２４上
の点ｃ、ｄを半透明で表示し、血管２５上の点ｅを完全
不透明で表示することができる。これを全ての投影線に
対して行うことによって、肝臓２４上を半透明で表示し
た中に、血管２５上を完全不透明で表示することができ
る。

【００１１】図２は、本発明の三次元画像表示装置の画
像表示手順を示すフローチャートである。先ず、半透明
表示に対するしきい値ｔ１、ｔ２と完全不透明表示に対
するしきい値ｓ１、ｓ２とを設定する（ステップＳ
１）。この設定は、マウス３２やキーボードで入力す
る、又は磁気ディスクから読み込むことによって行う。

【００１２】最初の投影線２２を指定する（ステップＳ
２）。通常は投影面２１の左上に向かう線が最初の投影
線２２であり、半透明度ｓｕｍ＝０とする。指定した最
初の投影線上に演算点の開始点を設定する（ステップＳ
３）。通常、開始点は断層像を投影線が最初に交わる点
（図１では点ａ）である。設定した演算点が完全不透明
表示に対するしきい値ｓ１、ｓ２の条件を満たすか否か
を判定する（ステップＳ４）。

【００１３】判定の結果、条件を満たさなければ、演算
点がしきい値ｔ１、ｔ２の条件を満たすか否かを判定す
る（ステップＳ５）。判定の結果、条件を満たさなけれ
ば、演算点の位置を（投影線上で）一定距離（微増分）
だけ視点から遠ざける（ステップＳ８）。例えば、図２
で点ａから点ｂに移る。また、この時の視点からの距離
をＲとする。

【００１４】ステップＳ５で条件を満たせば、演算点で
の濃度勾配ベクトルと視線ベクトルとの内積を求める
（ステップＳ６）。濃度勾配ベクトルは、ひとつながり
の複数のＣＴ画像の等ＣＴ値面に垂直な単位ベクトルで
あり、視線ベクトルは、平行投影の場合は投影線に平行
で、中心投影の場合は全投影線の中央の直線に平行であ
る。

【００１５】ステップＳ６で求めた内積値から式１を用
いてｓｕｍを求める（ステップＳ７）。 ｓｕｍ＝ｓｕｍ＋係数×内積値 …式１ 演算点の位置を（投影線上で）一定距離（微増分）だけ
視点から遠ざける（ステップＳ８）。例えば、図２でａ
点からｂ点に移る。また、この時の視点からの距離をＲ
とする。Ｒ＞Ｒmaxか否かを判定する（ステップＳ
９）。Ｒmaxは予め設定しておいた最大値である。判定
した結果、Ｒ＞Ｒmaxでなければ、ステップＳ４に戻り
処理を繰り返す。

【００１６】ステップＳ４で条件を満たせば、サーフェ
イス画像として陰影づけのため、濃度勾配ベクトルと視
線ベクトルとの内積を求め、輝度１を内積から式２によ
って求める。 輝度１＝係数×内積×（Ｒmax−Ｒ） …式２ ここで係数はキーボードで入力される。

【００１７】更に、演算点より視点側にある臓器の半透
明度（ｓｕｍ）で式３によって輝度を補正し、結果を表
示する（ステップＳ１２）。 輝度＝輝度１−（定数−ｓｕｍ）×係数 …式３ 輝度１は例えば図２のｅ点での演算値で、ｓｕｍはｄ
点、ｃ点での演算値である。係数はキーボード等で入力
され、半透明部分の存在感を示す。

【００１８】演算点（図２ではｅ点）の座標を保存する
（ステップＳ１３）。投影線を全て指定したか否かを判
定する（ステップＳ１０）。判定した結果、投影線を全
て指定してあれば終了する。全ての投影線を指定してい
なければ、次の投影線を指定する（ステップＳ１１）。
ｓｕｍ＝０とし、ステップＳ３に戻り処理を繰り返す。

【００１９】また、ステップＳ１３で演算点の座標を保
存しておいたので、これらの保存しておいた座標から距
離、面積、体積を計算することができる。図３に示すよ
うに、ＣＲＴモニタ３１上に表示された三次元画像の血
管２５上の２点Ｐ１、Ｐ２をマウス３２でマウスポイン
タ３３を合わせてクリックすることによって、半透明表
示された肝臓２４でなく完全不透明表示された血管２５
上での計測が可能である。

【００２０】さらに、図４（ａ）のＣＲＴモニタ３１に
表示された三次元画像上で点Ｐ３を選択し、図４（ｂ）
のＣＲＴモニタ３１に表示された回転した三次元画像上
で点Ｐ４を選択することによって、２点Ｐ３、Ｐ４間の
距離が計測できる。

【００２１】図５は、本発明の三次元画像表示装置のハ
ードウェア構成を示すブロック図である。この三次元画
像表示装置は、例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの
医用画像診断装置で被検体の対象部位について収集した
医用画像データを記録し表示するもので、各構成要素の
動作を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）４０と、装
置の制御プログラムが格納された主メモリ４２と、複数
の断層像及び画像再構成プログラム等が格納された磁気
ディスク４４と、再構成された画像データを表示するた
めに記憶する表示メモリ４６と、この表示メモリ４６か
らの画像データを表示する表示装置としてのＣＲＴモニ
タ３１と、位置入力装置としてのマウス３２と、マウス
３２の状態を検出してＣＲＴモニタ３１上のマウスポイ
ンタの位置やマウス３２の状態等の信号をＣＰＵ４０に
出力するマウスコントローラ４８と、上記各構成要素を
接続する共通バス５２とから構成される。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、条
件設定手段が三次元原画像内の各点が半透明表示に対す
る条件と完全不透明表示に対する条件とを満たすか判定
し、画像再構成手段が判定結果に基づき各点を半透明表
示又は完全不透明表示用の処理を行い合成された画像を
再構成することによって、容易に半透明と完全不透明と
で表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三次元画像表示装置の原理を示す説明
図。

【図２】本発明の三次元画像表示装置の画像表示手順を
示すフローチャート。

【図３】距離、面積、体積の計算方法を示す説明図。

【図４】異なる２つの画像上の２点間の距離を計算する
方法を示す説明図。

【図５】本発明の三次元画像表示装置のハードウェア構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

２１…投影面 ２２…投影線 ２３…断層像 ２４…肝臓 ２５…血管 ３１…ＣＲＴモニタ ３２…マウス ４０…ＣＰＵ ４２…主メモリ ４４…磁気ディスク ４６…表示メモリ ４８…マウスコントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を含む三次元原画像を投影面に投
   影するとともに、陰影付けを行なって三次元画像を表示
   する三次元画像表示装置において、前記三次元原画像中
   から半透明表示する画素を抽出するための第１の条件
   と、完全不透明表示する画素を抽出するための第２の条
   件とを設定する条件設定手段と、前記三次元原画像のう
   ち前記第１の条件によって抽出された画素には半透明表
   示用の処理を行い、前記第２の条件によって抽出された
   画素には完全不透明表示用の処理を行って半透明画像中
   に完全不透明画像が合成された画像を再構成する画像再
   構成手段と、を備えたことを特徴とする三次元画像表示
   装置。