医用图像显示装置、医用图像显示方法以及医用图像显示程序.pdf

本发明提供一种医用图像显示装置，具有：从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的单元(13)；展开图像制作单元(11a)，其将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像；以及控制单元(11)，其对将制作的所述展开图像显示于显示单元(18)进行控制，所述控制单元(11)具有修正单元(11b)，在所述管腔脏器区域计算对规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量进行计算，并基于所计算出的腔径信息的变化量修正由所述展开图像制作单元(11a)所制作的展开图像的失真。

1、  一种医用图像显示装置，具有：
从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的单元；
展开图像制作单元，其将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像；以及
控制单元，其对将所述制作的展开图像显示于显示单元进行控制；
所述控制单元具有修正单元，该修正单元计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正。

2、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述修正单元求取所述管腔脏器区域的芯线，从所求得的芯线以放射状延伸线段，并计算这些线段到达所述管腔脏器区域的边缘部的距离的平均值作为该管腔脏器区域的腔径信息。

3、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述修正单元求取所述管腔脏器区域的芯线，从所求得的芯线以放射状延伸线段，将这些线段到达所述管腔脏器区域的边缘部的点进行连结的多边形以圆来近似，并将该近似圆的半径作为该管腔脏器区域的腔径信息。

4、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述控制单元具有基于由所述修正单元计算出的腔径信息的变化量来生成所述管腔脏器区域的局部尺寸信息的单元，并且按照将所述生成的尺寸信息与所述展开图像重叠显示在所述显示单元上的方式进行控制。

5、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述控制单元具有基于由所述修正单元计算出的腔径信息的变化量来生成所述管腔脏器区域的局部不同的刻度的刻度生成单元，并且按照将所述生成的刻度与修正了所述失真后的展开图像并列显示在所述显示单元上的方式进行控制。

6、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述控制单元具有基于由所述修正单元计算出的腔径信息的变化量生成用于进行所述管腔脏器区域的局部不同的着色的调色板的调色板生成单元，并且基于所述生成的调色板对修正了所述失真后的展开图像着色，对将该着色后的展开图像显示于所述显示单元进行控制。

7、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
所述控制单元具有对所述管腔脏器区域的轴信息进行计算的轴信息计算单元，并且基于所述计算出的轴信息与所述腔径信息对所述展开图像的失真进行修正。

8、  根据权利要求1所述的医用图像显示装置，其特征在于，
该医用图像显示装置还具有对所述管腔脏器区域的绘制方法进行选择的单元，
所述控制单元通过所述选择的绘制方法生成所述展开图像。

9、  一种医用图像显示装置，具有：
从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的单元；
展开图像制作单元，其将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像；以及
控制单元，其对将所述制作的展开图像显示于显示单元(18)进行控制；
所述控制单元具有修正单元，该修正单元计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息及其位置信息，并且对位于所述收缩或者扩张部分的周边的位置信息及该位置处的腔径信息进行计算，基于所述计算出的进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与周边位置的腔径信息对所述展开图像的失真进行修正。

10、  一种医用图像显示方法，包括：
从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的步骤；
将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像的步骤；
计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正的步骤；以及
对将所述修正后的展开图像显示于显示单元进行控制的步骤。

11、  一种医用图像显示程序，使计算机发挥如下功能，所述功能包括：
从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的步骤；
将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像的步骤；
计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正的步骤；以及
对将所述修正后的展开图像显示于显示单元进行控制的步骤。

医用图像显示装置、医用图像显示方法以及医用图像显示程序
技术领域
【0001】
本发明涉及一种将由医用图像诊断装置得到的医用图像中的所希望的管腔脏器的内壁部分展开从而进行显示的展开图像显示技术。特别涉及一种能够以几何学上的失真更小的状态观察所述内壁部分所存在的病变部的大小等的医用图像显示装置、医用图像显示方法以及医用图像显示程序。
背景技术
【0002】
非专利文献1中，公开了一种将管腔脏器的周方向的长度展开为与该管腔脏器的腔径成比例的长度的展开图像显示技术。
【0003】
非专利文献1：M.Oda et al.Int.J.CARS.1，pp.373-375(2006)
【0004】
但是，上述公开技术中，停止于所述管腔脏器的与腔径成比例的展开图像的制作，对息肉等的病变部在几何学上精度良好地显示是尚未解决的问题。
发明内容
【0005】
本发明的目的是提供一种可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置、医用图像显示方法以及医用图像显示程序。
【0006】
本发明的医用图像显示装置，具有：从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的单元；展开图像制作单元，其将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像；以及控制单元，其对将所述制作的展开图像显示于显示单元进行控制；所述控制单元具有修正单元，该修正单元计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正。
【0007】
本发明的医用图像显示方法，包括：从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的步骤；将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像的步骤；计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正的步骤；以及对将所述修正后的展开图像显示于显示单元进行控制的步骤。
【0008】
本发明的医用图像显示程序，使计算机发挥如下功能，所述功能包括：从医用图像摄像装置所拍摄的医用图像中选择输入所希望的医用图像的步骤；将所述选择输入的医用图像从所述医用图像摄像装置或者外部存储装置读出，并生成该读出的医用图像中含有的管腔脏器区域的展开图像的步骤；计算在所述管腔脏器区域进行规定地收缩或者扩张的腔径信息与附近位置的腔径信息的变化量，并基于所述计算出的腔径信息的变化量对由所述展开图像制作单元制作的展开图像的失真进行修正的步骤；以及对将所述修正后的展开图像显示于显示单元进行控制的步骤。
【0009】
根据本发明，能够提供一种对病变部的形态信息在几何学上进行精度良好的计算的医用图像显示装置、医用图像显示方法以及医用图像显示程序。
附图说明
【0010】
图1是表示本发明的医用图像显示装置的结构的一例的框图。
图2是用于说明图1的医用图像显示装置的第1实施方式的处理顺序的流程图。
图3是第1实施方式的步骤24的说明图。
图4是第1实施方式的步骤27、28的说明图。
图5是图2的第1实施方式的显示图像的一例。
图6是与图5不同的第2、3、4实施方式中的显示图像的一例。
图7是用于说明图1的医用图像显示装置的第5实施方式的处理顺序的流程图。
图8是图7的第5实施方式的显示图像的一例。
图9是用于说明图1的医用图像显示装置的第6实施方式的处理顺序的流程图。
图10是图9的第6实施方式的显示图像的一例。
【0011】
图中：11-CPU；11a-管腔脏器芯线提取部；11b-管腔脏器展开图像制作部；12-控制器；13-鼠标；14-键盘；15-主存储器；16-磁盘；17-显示存储器；18-显示器；200-医用断层图像摄像装置；300-局域网(LAN)。
具体实施方式
【0012】
下面，对本发明的最佳实施方式利用附图进行说明。另外，在用于说明发明的实施方式的全部附图中，具有相同功能的部分赋予相同符号，并省略其重复的说明。
【0013】
图1是表示本发明的医用图像显示装置的结构的一例的框图。医用图像显示装置中，控制器12、键盘14、主存储器15、磁盘16、显示存储器17分别经由数据传输总线19与CPU11以可以收发信号的方式连接。另外，CPU11还经由数据传输总线19和局域网(LAN)300与医用图像摄像装置200以可收发信号的方式连接。另外，控制器12与鼠标13、显示存储器17与显示器18也分别以可收发信号的方式连接。在此，所谓“可收发信号”是表示无论是电气的、光学的、有线、无线，可以彼此之间或者从一方向另一方收发信号的状态。
【0014】
CPU11中运行计算机程序来控制所述连接的各要素。计算机程序的具体例子有：提取医用图像数据中所含有的管腔脏器，通过计算求得该提取出的管腔脏器的芯线，将管腔脏器沿长度方向切开从而制作展开图像(展开图像制作部11a的功能)，对所制作的展开图像的失真进行修正(失真修正部11b的功能)。控制器12将由鼠标13中设有的传感器所得到的位置的变化量数据、鼠标13中设有的按键开关的输入数据等各种数据，经由数据传输总线19传送至CPU11。鼠标13的功能如下，操作者通过将鼠标的光标移动至显示器18上显示的图像或广播按钮等由软件制作的按钮等处，并在该移动位置点击来输入规定的输入数据。
【0015】
键盘14是主要适合于文字输入的输入装置，例如输入用于指定打算从磁盘16读出的医用图像的ID信息、或在显示器18所显示的医用图像的诊断报告等。主存储器15作为计算机程序的工作区域来使用，从磁盘16将各种计算机程序载入，在由计算机程序进行运算时存储医用图像数据和运算的中间过程等。磁盘16总称为计算机系统中的外部存储装置，其功能的一部分是将医用图像摄像装置200所拍摄的医用断层图像经由局域网300等网络接收并存储。
【0016】
外部存储装置包含任意的存储介质，例如软磁盘、光(磁)盘、ZIP存储器、USB存储器等。显示存储器17将CPU11的运算结果之中进行画面显示的数据在向显示器18进行信号传输之前暂时存储。显示器18存储从显示存储器17信号传输的医用图像与附带于该图像的各种信息。
【0017】
数据传输总线19通过运行于CPU11的程序，进行连接于数据传输总线19的各要素彼此之间的数据传输。医用图像摄像装置200是能够获得被检体的断层图像的X射线CT装置、MRI装置、超声波装置、闪烁照相机装置、PET装置、SPECT装置等。局域网300将医用图像摄像装置200与医用图像显示装置以可收发信号的方式连接。另外，局域网也可以是因特网等公用线路。
【0018】
下面，分别对第1至第6实施方式进行说明。
【0019】
(第1实施方式)
对本发明的第1实施方式，利用图2至图5并以图2的流程图中程序的顺序进行说明。图2是用于说明图1的医用图像显示装置的第1实施方式的处理顺序的流程图。图3是第1实施方式的步骤24的说明图。图4是第1实施方式步骤27、28的说明图。图5是图2的第1实施方式的显示图像的一例。
【0020】
操作者通过鼠标13或者键盘14设定并输入成为观察对象的医用断层图像组。在此，将观察对象指定为小肠或者大肠的肠管区域。CPU11从磁盘16或者医用图像摄像装置200将对成为观察对象的肠管区域进行拍摄后得到的医用图像组，数据集中(Data Set)于主存储器15(步骤20)。
【0021】
操作者通过鼠标13或者键盘14设定并输入展开图像制作时的表面绘制中使用的阈值等为了进行绘制处理而需要的各种参数(步骤21)。
【0022】
CPU11利用公知的管腔脏器芯线提取法，从所述输入的医用断层图像中提取出成为观察对象的管腔脏器区域的芯线。公知的管腔脏器芯线提取法，应用例如特开2006-42969号公报中记载的技术(步骤22)。
【0023】
CPU11在步骤22中提取出的管腔脏器芯线上以任意的间隔设定采样点。在此，任意的间隔可以设定为1像素，也可以使用除此之外的预先设定的值(步骤23)。
【0024】
CPU11对于步骤23中设定的芯线上的各点，求得与芯线垂直的截面内的管腔脏器的腔径。求得腔径的方法利用图3进行说明。首先，对于管腔脏器30芯线31已如图3所示求得。在此，考虑计算在芯线上的点32与芯线垂直的截面33上的中空区域34的腔径的情况。以将芯线上的点32作为顶点所测得的角度θ为恒定值的方式，在管腔脏器的边缘将点设定为点35～3N。管腔脏器的腔径，可以取从芯线上的点32到点35～3N的各点的距离的平均值。另外，作为管腔脏器的腔径的其他计算方法，也可以将点35～3N以圆来近似从而取其半径。
【0025】
CPU11对于芯线上的各点i同样地求得管腔脏器的腔径。这样，对于芯线上的各点i所求得的各点处的管腔脏器的腔径设为Ri(步骤24)。
【0026】
CPU11求得展开图像的周方向的采样间隔。采样间隔根据步骤24中所求得的管腔脏器的腔径的大小而变化，设为2πRi/L。在此，L为预先设定的展开图像的周方向的大小。或者，也可以使操作者能够在图形用户界面上使用鼠标13或键盘14等输入装置对L进行任意的设定(步骤25)。
【0027】
CPU11求得展开图像的轴向(大致沿着芯线的方向)的采样间隔。采样间隔根据步骤74中求得的管腔脏器的腔径而变化。采样间隔与周方向相同设为2πRi/L(步骤26)。
【0028】
CPU11根据步骤26中求得的轴向的采样间隔在芯线上对点进行再次设定。如图4(A)所示，以点i为中心以采样间隔为2πRi/L的方式在芯线上对点再次进行设定。通过该再次设定在生成展开图像之前完成失真修正(步骤27)。
【0029】
CPU11如图4(B)所示从步骤27中再次设定的芯线上的点，在与芯线垂直的截面内描绘射线(41～44等)(换句话说通过射线追踪法)进行绘制处理。此时，相邻的射线之间的距离为步骤25中求得的周方向的采样间隔2πRi/L。其中的绘制法，该情况下使用表面绘制法。然后，CPU11如图4(C)所示，将由表面绘制法所求得的值作为展开图像40中对应的像素存储于主存储器15。具体的是，对于射线41～44相当于像素46～49。CPU11对芯线上所设定的所有点进行相同的处理，得到展开图像。另外，展开图像的周方向的大小为预先所设定的值L，轴向的大小与芯线上所设定的点的数目相等(步骤28)。
【0030】
CPU11将步骤28中制作的展开图像，数据集中于显示存储器17。数据集中于显示存储器17的展开图像显示于显示器18。另外，也可以在显示器18的显示展开图像的区域之外的其他图像显示区域，显示任意位置的MPR像或虚拟内窥镜像、3D图像或轴向、径向、环向(coronal)像。另外，也可以在显示器18上将展开图像排列为2列、3列来进行显示。
【0031】
根据以上内容，能够提供可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第1实施方式特有的效果是由于在周方向与轴向上分辨率相同，因此能够提供失真少的展开图像。
【0032】
(第2实施方式)
图6(A)是图2的第2实施方式的显示图像的一例。在此，CPU11根据CT图像的层厚和间距等在展开图像的纵长方向与宽度方向上生成5mm的尺寸信息。图中在展开图像的纵长方向与宽度方向上由箭头符号表示，但表示尺寸的方式可以是任意的方式。进而，CPU11以所述生成的尺寸信息与第1实施方式的展开图像在显示器18上重叠显示的方式数据集中于显示存储器17。在显示器18上，显示重叠显示了所述生成的尺寸信息与第1实施方式的展开图像的图像。根据本实施方式，能够提供一种可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第2实施方式特有的效果是可以将展开图像中的患病部的大小的信息直观地提供给诊断者。
【0033】
(第3实施方式)
图6(B)是图2的第3实施方式的显示图像的一例。在此，CPU11根据CT图像的层厚和间距等在展开图像的纵长方向的位置生成考虑了不同的尺寸的刻度。图中在展开图像的纵长方向的下部由刻度5A表示，但是同样的，能够表示尺寸信息的方式可以是任意的方式。进而，CPU11以所述生成的刻度处于第1实施方式的展开图像的下部的方式，数据集中于显示存储器17。显示器18对并列显示了所述生成的刻度与第1实施方式的展开图像后的图像进行显示。根据本实施方式，能够提供可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第3实施方式特有的效果是由于不重叠在展开图像上因此能够在容易观察患病部的情况下提供该患病部的大致的尺寸信息。
【0034】
(第4实施方式)
图6(C)是图2的第4实施方式的显示图像的一例。在此，CPU11根据CT图像的层厚和间距等在展开图像的纵长方向的位置考虑不同的尺寸，并按照调色板5b生成颜色区分信息。进而，CPU11将基于所述生成的颜色区分信息的颜色赋予第1实施方式的展开图像，并将赋予了颜色的展开图像数据集中于显示存储器17。在显示器18上显示所述赋予了颜色的展开图像。根据本实施方式，能够提供可以对病变部的形态进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第4实施方式特有的效果是由于展开图像中的闭塞等的情况作为颜色的分布图像来显示，因此容易观测患病部的严重程度。
【0035】
(第5实施方式)
对本发明的第5实施方式进行说明。图7是用于说明图1的医用图像显示装置的第5实施方式的处理顺序的流程图。图8是图7的第5实施方式的显示图像的一例。第1实施方式中展开图像的周方向的长度是恒定的。第5实施方式中，使周方向的长度与管腔脏器的腔径相应地变化。该情况下，使周方向以及轴向的采样间隔为相同的值且设定为恒定值(单位长度等)。不过，在腔径的变化急剧的区域通过使采样间隔根据2πRiA/L而变化，来减少展开图像的失真。图7是用于说明第5实施方式的处理的流程图。下面对各步骤进行说明。另外，省略进行与第1实施方式相同的处理的步骤70～74(与步骤20～24相同)的说明。
【0036】
CPU11对于步骤74(24)中求得的各芯线上的点的管腔脏器的腔径，求得相邻腔径的比r＝Ri/Ri-1(步骤75)。
【0037】
CPU11求得展开图像的周方向的采样间隔。在步骤75中求得的相邻的腔径的比r相对于预先设定的阈值r0以及r1处于r0＜r＜r1的关系的情况下，作为周方向的采样间隔使用预先设定的恒定值(单位长度等)。另一方面，在r＜r0或者r＞r1的情况下，也就是说腔径的变化急剧的情况下，与第1实施方式同样作为采样间隔使用2πRiA/L(步骤76)。
【0038】
CPU11求得展开图像的轴向的采样间隔。轴向的采样间隔设定为与步骤76中所求得的周方向的采样间隔为同一值(步骤77)。
【0039】
CPU11根据步骤77中求得的轴向的采样间隔在芯线上对点再次进行设定(步骤78)。
【0040】
CPU11与第1实施方式中进行的绘制处理同样地从步骤78中设定的芯线上的各点描绘射线而进行绘制处理。所得到的像素值被赋予对应的展开图像上的像素(步骤79)。
【0041】
CPU11将步骤79中制作的展开图像，数据集中于显示存储器17。已数据集中于显示存储器17的展开图像在显示器18上进行显示(步骤7A)。
根据本实施方式，能够提供可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第5实施方式特有的效果是通过上述步骤可以减少失真，并获得反映了管腔脏器的腔径的长度的展开图像。
【0042】
(第6实施方式)
对本发明的第6实施方式进行说明。图9是用于说明图1的医用图像显示装置的第6实施方式的处理顺序的流程图。图10是图9的第6实施方式的显示图像的一例。第1实施方式中由表面绘制法进行了展开图像的绘制法。在第1实施方式中，说明由与表面绘制法不同的绘制法进行的情况。其他的绘制法中公知的有最大值投影(MIP)法、最小值投影(MinP)法、莱瑟姆(Latham)法、体绘制法。在此，对MIP法进行举例。图9表示第6实施方式的处理流程。下面，对各步骤进行说明。另外，省略进行与第1实施方式相同的处理的步骤90、92～97(与步骤20、22～27相同)的说明。
【0043】
操作者进行展开图像制作时的MIP法中使用的阈值等的设定(步骤91)。
【0044】
CPU11从步骤97(27)中设定的芯线上的点，在与芯线垂直的截面内描绘射线(101～104等)并对该射线中的最大值进行投影(由MIP法进行绘制)，从而生成展开图像。此时，相邻的射线之间的角度为步骤95(25)中求得的周方向的采样间隔2πRi/L(步骤98)。
【0045】
CPU11将步骤79中制作的展开图像，数据集中于数据存储器17。已数据集中于数据存储器17的展开图像在显示器18上进行显示(步骤99)。
【0046】
通过以上步骤，得到如下的管腔脏器的展开图像，该展开图像中添加了图10所示的102a、102b、102c等向肿瘤输送营养的营养血管信息等脏器周边的信息或肿瘤的浸润等的信息。
【0047】
这样，根据本实施方式，能够提供可以对病变部的形态信息进行在几何学上精度良好的计算的医用图像显示装置以及程序。另外，第6实施方式的特有的效果是，对展开图像进行局部观察时，由于周方向和轴向的采样间隔相同，因此球形的区域以近似球形的形状被描绘，可以减少由失真等引起的病变的看漏等。
【0048】
虽然以上通过参照附图对本发明中的医用图像显示装置的适当的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于此例。可以明确的是本领域技术人员在本申请所公开的技术思想的范畴内，能够想到各种变更例或者修正例，这些也当然属于本发明的技术范围。