圖像顯示方法和醫用圖像診斷系統的製作方法

2023-06-03 06:28:16 3

專利名稱：：圖像顯示方法和醫用圖像診斷系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種對從被測體取得的圖像進行三維顯示的圖像顯示方法和醫用圖像診斷系統。本案，對基於日本國專利法的專利申請特願2005-295108號，主張巴黎公約規定的優先權，並參照引用以享受特願2005-295108號的利益。
背景技術：
：在醫用圖像診斷裝置中，最大亮度投影法(MaximumIntensityProjection:MIP)是顯示三維圖像的方法之一。MIP法中，對構成預期圖像(MIP圖像)的各像素所對應的視線進行研究，將對象物的體數據(volumedata)中存在於該視線上的像素所具有的亮度中的最大值視為MIP圖像對應像素的亮度值，由此取得MIP圖像，對從對象物獲得的圖像數據進行三維顯示。MIP圖像由於失去了視線進深方向的信息，所以是平面圖像。因此，檢測者在平面顯示的MIP圖像中將無法把握血管在進深方向的關係。所以，為了把握血管在進深方向的關係，還需要結合其他視角的可視化圖像來進行觀察，效率和可操作性都很低。因此，考慮對三維圖像附加進深方向的信息進行顯示。在例如特開2000-245487號公報所公開的技術中，雖然顯示將用體繪製(volumerendering)得到的三維圖像的投影圖像、與體內設定的表現斷面位置上體素值的斷面圖像合成起來得到的圖像，但是，對於其具體合成方法卻，沒做任何公開和提示。
發明內容本發明的目的在於，生成並顯示帶有進深方向信息的三維圖像。為了解決上述課題，與本發明相關的圖像顯示方法包括根據體數據生成三維圖像的三維圖像生成步驟；設定在任意位置截斷所述三維圖像的斷面的斷面設定步驟；和生成位置關係顯示圖像的位置關係顯示圖像生成步驟，所述位置關係顯示圖像表現所述三維圖像和所述斷面之間相互位置關係，並且，調整所述斷面在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像中被所述斷面遮擋的部分可以透過所述斷面在所述位置關係顯示圖像中辨認。優選在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像和所述斷面至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面重合的部分、與所述三維圖像和所述斷面不重合的部分，在所述位置關係顯示圖像中區別顯示。此外優選上述圖像顯示方法還包含根據所述體數據生成被測體的體表圖像的體表圖像生成步驟，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，以表現所述三維圖像、所述斷面和所述體表圖像的相互位置關係的方式，生成所述位置關係顯示圖像。此外，為了解決上述課題，本發明涉及一種醫用圖像診斷系統，包含保存與被測體有關的體數據的體數據存儲裝置；根據所述體數據生成三維圖像的三維圖像生成裝置；設定在任意位置截斷所述三維圖像的斷面的斷面設定裝置；和生成位置關係顯示圖像的位置關係顯示圖像生成裝置，所述位置關係顯示圖像表現所述三維圖像和所述斷面之間相互位置關係，並且，調整所述斷面在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像中被所述斷面遮擋的部分可以透過所述斷面在所述位置關係顯示圖像中辨認。優選上述醫用圖像診斷系統還包含探頭，與所述被測體之間發射接收超聲波；超聲波發射接收裝置，在向所述探頭提供驅動信號的同時，處理從所述探頭輸出的接收信號來輸出接收數據；超聲波圖像生成裝置，根據從所述超聲波發射接收裝置輸出的所述接收數據，重新構成超聲波圖像；和顯示裝置，顯示所述位置關係顯示圖像和所述超聲波圖像的至少一方。更優選上述醫用圖像診斷系統還包含參考圖像生成裝置，根據所述體數據和所述探頭的所述位置信息，生成與所述超聲波圖像斷面相同的參考圖像，所述顯示裝置顯示所述參考圖像。根據本發明就可以在例如含有MIP圖像的三維圖像中，表現其進深方向。圖1是表示本發明第1實施方式的構成圖。圖2是MIP法的說明圖。圖3A、3B和3C是第1實施方式的顯示方式的說明圖。圖4是表示MIP法動作步驟的圖。圖5A和圖5B是MIP法下的亮度值處理的例子的說明圖。圖6是表示MIP法的另一動作步驟的圖。圖7A和圖7B是MIP法下的亮度值處理的另一例的說明圖。圖8A和圖8B是表示生成位置關係顯示圖像的動作步驟的圖。圖9是表示本發明第2實施方式的構成圖。圖10是第2實施方式的顯示方式的說明圖。圖11A、IIB和IIC是用於說明超聲波圖像形狀的圖。圖中IO—醫用圖像診斷裝置，ll一體數據存儲部，12—MIP圖像生成部，13—斷面生成部，14一位置關係顯示圖像生成部，15—顯示部，16一控制部，17—操作部，21—視點，22—視線，23—體數據，24—投影面，25—體數據的數據列，26—最大亮度值的體素，27—投影面上的像素，31一血管的MIP圖像，32—血管的MIP圖像，33—血管的MIP圖像，34—斷面，35—MIP圖像，36—表現被測體體表的SR圖像，50—超聲波探頭，51—超聲波發射接收部，52—超聲波圖像生成部，53—磁傳感器，54—超聲波斷層面坐標計算部，55—參考圖像生成部，56—顯示部，57—超聲波診斷裝置，58—三維圖像生成部，59—位置數據計算部，60—位置關係顯示圖像，61—超聲波圖像的顯示區，62—參考圖像的顯示區，63—超聲波圖像，64—參考圖像，65—血管的斷面圖像，66—血管的斷面圖像，67—血管的斷面圖像，D—超聲波圖像的深度，F—超聲波圖像的視野，PR—探針半徑。具體實施例方式利用圖1圖5，說明本發明的第1實施方式。圖1是第1實施方式的醫用圖像診斷系統的系統構成圖。該醫用圖像診斷系統包括醫用圖像診斷裝置10，從被測體取得三維體數據；體數據存儲部11，保存醫用圖像診斷裝置IO所取得的體數據；MIP圖像生成部12，根據體數據存儲部ll保存的體數據，生成MIP圖像；斷面生成部13，生成三維空間的斷面；位置關係顯示圖像生成部14，生成表現MIP圖像與斷面的相互位置關係的位置關係顯示圖像；顯示部15，顯示位置關係顯示圖像生成部14生成的位置關係顯示圖像；控制部16，由CPU(CentralProcessingUnit)組成，控制上述各構成要素；操作部17，由滑鼠、軌跡球、鍵盤等組成，將檢測者的指示下達給控制部16。醫用圖像診斷裝置10，例如是CT(ComputedTomography)圖像診斷裝置、MR(MagneticResonance)圖像診斷裝置、超聲波圖像診斷裝置等的其中之一，是取得被測體的三維體數據的圖像診斷裝置。例如，CT圖像診斷裝置上取得的體數據是根據CT值得到的數據，CT值是根據該體所對應的被測體的某一位置的X線吸收值計算出來的。MR圖像診斷裝置上取得的體數據，是根據該體所對應的被測體的某一位置的質子密度等測定值得到的數據。體數據存儲部11，將醫用圖像診斷裝置10取得的體數據與其三維位置坐標一起保存在存儲器等上，它還可以保存各種圖像診斷裝置取得的多種體數據。MIP圖像生成部12根據體數據存儲部11保存的體數據，利用MIP法生成MIP圖像。MIP法中，針對體數據，利用檢測者指定的視點以及與投影面對應的配置關係，將作為二維構造體的投影面配置在三維空間。並且，求出位於投影線上的數據中值最大的數據，將該數據值作為體數據在投影面上對各像素的投影值。將這樣求出的投影值作為各像素的值，根據這多個像素顯示MIP圖像。利用圖2，對上述MIP法進行具體說明。體數據23與上述三維坐標都被保存在體數據存儲部11中。研究從檢測者的視點21出發透過體數據23到投影面24上的像素27(坐標(X，Y))的視線22，將視線22上的體數據列25中具有最大亮度的體素26的亮度，視為顯示部15所顯示的投影面24上的像素27的亮度。另外，在此為了便於說明，將投影面24表現為XY面，將視線方向表現為Z軸方向。來自檢測者視點21的視線22透過體數據23，視線22與投影面24在位置(X，Y)上相交。視線22上的體數據23，是第0第Zmax個的體素數據的數據列25。對視線22上的數據列25，從視點21側開始進行亮度值比較。具體講就是，將第0個體素數據的亮度值同與其相鄰的第1個體素數據的亮度值進行比較，將亮度值高的一方視為最大亮度值。然後，將所得的最大亮度值同與其相鄰的第2體素數據的亮度值進行比較，將亮度值髙的一方視為最大亮度值。重複上述比較操作直至第Zmax個。例如，當將第n個體素數據的亮度值設為亮度值B/n為OSn芸Zmax-l的整數)並用一般式表示時，如果Bn^B(w)，那麼Bn將被視作最大亮度值；如果Bn〈B一,)，那麼B(w)將被視作新的最大亮度值。然後，從n=0直至n=ZmaX-l進行亮度值比較操作，將求得的最大亮度值視作投影面24的像素27的亮度值。例如，當第Z個體素26的亮度值是最大亮度值時，體素26的亮度值將被視作投影面24的位置(X，Y)的亮度值。像這樣，MIP圖像生成部12對整個投影面24求位置(X，Y)對應的最大亮度值，生成由各點的最大亮度值構成的這種MIP圖像。斷面生成部13生成將投影面設為XY平面、將視線方向設為Z軸的XYZ三維空間中的斷面。例如，當斷面通過點(Xo，YQ，ZQ),斷面的旋轉成分R是formulaseeoriginaldocumentpage10(1)時，斷面坐標系上的點(X2D,Y2D)在三維空間內的坐標(X,Y，Z)就為[式2〗tableseeoriginaldocumentpage11(2)檢測者可以通過操作部17改變斷面在三維空間中的位置和角度。例如，檢測者用滑鼠點擊顯示在顯示部15畫面上的斷面中央部，通過操作軌跡球，改變(X。，YQ，ZQ)，移動斷面的三維位置。此外，檢測者用滑鼠點擊顯示在顯示部15畫面上的斷面端部來指定斷面，通過操作軌跡球,改變旋轉成分R,以斷面的中心為支點旋轉斷面。另外，斷面的形狀不限於方形，可以是圓形和扇形，也可以是與超聲波圖像的視野和深度相對應的凸形(convex)。位置關係顯示圖像生成部14，根據MIP圖像生成部12生成的MIP圖像和斷面生成部13生成的斷面，生成表示它們的相互位置關係的位置關係顯示圖像。這時，在位置關係顯示圖像中，將斷面設為例如綠色、將MIP圖像設為例如白黑或紅色，用相互不同的色相表示。這裡，對根據MIP圖像和斷面生成位置關係顯示圖像的方法進行詳細說明。將MIP圖像生成部12生成的MIP圖像上的與位置(X，Y)對應的視線22上被判定為具有最大亮度值的體素的Z坐標值設為ZM。將斷面生成部13生成的斷面上的位置(X，Y)的Z坐標值設為Zs。另夕卜，這裡將視線22上的體數據23中離視點21最近的體素的Z坐標值設為0。位置關係顯示圖像生成部14，通過對Zm和Zs進行比較，可以判定MIP圖像和斷面之中離視點21較近的一方，實施陰面處理。在位置關係表示圖像上的位置(X,Y)中，如果判定Zm〈Zs且MIP圖像離視點21比斷面近，則位置關係顯示圖像的亮度值就採用MIP圖像的亮度值。或者，也可以對MIP圖像和斷面分別設定不透明度，按Z的順序加權計算亮度值的和，使不透明度越高的係數加權越大，由此使跟前側的MIP圖像半透明顯示，裡側的斷面透過MIP圖像顯示。這樣，位置關係顯示圖像中，可以看到MIP圖像比斷面更靠近跟前一側。此外，如果判定Zm〉Zs且MIP圖像離視點21比斷面遠，則位置關係顯示圖像的亮度值就採用斷面的亮度值。或者，也可以按Z的順序加權計算亮度值，使不透明度越高的係數權重越大，由此使跟前側的斷面半透明顯示，裡側的MIP圖像透過斷面顯示。這樣，位置關係顯示圖像中，可以看到斷面比MIP圖像更靠近跟前一側。如果判定Zm二Zs，則位置關係顯示圖像生成部14，在顯示圖像上的位置(X，Y)中將亮度值設定為例如藍色。這樣，在位置關係顯示圖像中，斷面與MIP圖像的邊界線就會以藍色呈現，清楚明了。這裡，檢測者可以事先將斷面的不透明度和MIP圖像的不透明度設定為任意值。顯示部15對位置關係顯示圖像生成部14生成的表示MIP圖像和斷面相互位置關係的位置關係顯示圖像進行顯示。這樣，通過除MIP圖像外還顯示斷面，可以對MIP圖像附加顯示進深方向的信息，例如，可以在顯示血管的MIP圖像中，表現血管的進深方向的關係，使檢測者得以掌握。圖3A、3B和3C是說明表現MIP圖像與斷面之間相互位置關係的位置關係顯示圖像被在顯示部15上顯示的情形的圖。圖3A表示未設定斷面34的MIP圖像35，圖3B表示已設定斷面34並且基於斷面34和MIP圖像35生成的位置關係顯示圖像，圖3C表示另一例位置關係顯示圖像。如圖3A所示，未設定斷面34的MIP圖像35終，其血管31、32和33的進深方向的關係沒有表現出來，所以，檢測者無法掌握哪根血管在跟前側，哪根血管在裡側。相對於此，如圖3B所示，在MIP圖像35上設定斷面34，並基於斷面34和MIP圖像35生成的位置關係顯示圖像中，檢測者可以根據各血管31、32和33與斷面34之間的位置關係，掌握以下情況血管32位於最跟前側，血管31位於最裡側，血管33位於血管32與血管31之間，並且掌握血管31、32和33的進深方向的關係。圖3C是表示用不同於圖3B的方法表示斷面34與MIP圖像35之間位置關係的位置關係顯示圖像的例子。在圖3C中，如果著眼於例如血管33，使作為血管33與斷面34重合部分的圖中B和C所表示的部分的顯示，與作為血管33與斷面34未重合部分的圖中A和D所表示的部分的顯示互不相同。也就是說，使血管33在跟前側、斷面34在裡側而重合的部分B的顯示，與血管33和斷面34不重合的部分A(或D)的顯示互不相同。或者，使斷面34在跟前側、血管33在裡側而重合的部分C的顯示，與血管33和斷面34不重合的部分D(或A)的顯示互不相同。作為使顯示互不相同的方法，可以使例如跟前側比裡側辨認起來更為清楚的方式，將兩方合成並顯示。反過來說就是，使裡側比跟前側辨認起來更為模糊的方式，將兩方合成並顯示。此外，對於血管33中被斷面34分開的上側部分，使血管33和斷面34重合的部分B的顯示，與血管33和斷面34不重合的部分A的顯示互不相同。對於血管33中被斷面34分開的下側部分，使血管33和斷面34重合的部分C的顯示，與血管33和斷面34不重合的部分D的顯示互不相同。使顯示互不相同的方法按上面所述。再有，使血管33在跟前側、斷面34在裡側而重合的部分B的顯示，與斷面34在跟前側、血管33在裡側而重合的部分C的顯示互不相同。使顯示互不相同的方法按上面所述。控制部16，能夠對體數據存儲部U執行設定體數據23大小的指令，改變體數據23大小。例如，通過按照留下體數據23中血管和關心部位的數據，消除骨和體表的數據的方式來設定體數據23的大小，能夠只顯示血管和關心部位。此外，控制部16，對MIP圖像生成部12執行設定視點21的位置、視線22的角度以及投影面24大小的指令。MIP圖像生成部12按照控制部16的指令，在三維空間內任意設定視點21，以視點21為中心設定視線22的角度，設定投影面24的大小。此外，控制部16對斷面生成部13執行設定斷面的大小、形狀、位置以及角度的指令。斷面生成部13按照控制部16的指令，將斷面變形為方形、圓形、扇形、與超聲波圖像對應的凸形等，並設定斷面的大小，設定斷面在三維空間內設定位置和角度。此外，控制部16，對位置關係顯示圖像生成部14和顯示部15執行設定顯示方式的指令。位置關係顯示圖像生成部14和顯示部15，按照控制部16的指令，根據與被測體有關的體數據，設定MIP圖像生成部12構成的MIP圖像和由斷面生成部13構成的斷面的顯示區域的大小以及圖像配置。此外，位置關係顯示圖像生成部14和顯示部15，擇照控制部16的指令，在必要時追加設定表示被測體圓切斷面的顯示區域、表示被測體短軸斷面的顯示區域和表示被測體橫軸斷面的顯示區域的大小以及圖像配置。操作部17由滑鼠或軌跡球等指點裝置(pointingdevice)以及鍵盤等組成，檢測者通過操作部17輸入控制部16的上述各種設定所需要的數值和顯示範圍等指示。操作部17含有後述的磁傳感器，它也可以根據磁傳感器的位置設定斷面位置和角度。下面，利用圖4，說明MIP圖像生成部12的動作步驟。首先，MIP圖像生成部12，判斷是否對投影面24上的像素進行運算(步驟S1)。如果MIP圖像生成部12在步驟S1判定為進行運算，那麼就將著眼體素設定為第0體素。也就是說，MIP圖像生成部12將視線22上體數據23中距離視線21最近的體數據23設定為著眼體素的體數據(步驟S2)。MIP圖像生成部12，將被該著眼體素設定成的第0體素的亮度值作為最大亮度值的初始值存放(步驟S3)。然後，MIP圖像生成部12將第O體素的Z坐標設為Z坐標初始值，例如設為0，與上述最大亮度值的初始值一起進行存放(步驟S4)。接著，MIP圖像生成部12，將著眼體素設定為與第0體素相鄰的第1體素。也就是說，MIP圖像生成部12，將著眼體素由第O向視線方向的裡側移動一個體素(步驟S5)。然後，MIP圖像生成部12判定新設定的著眼體素是否在體數據23的範圍內(步驟S6)。然後，如果MIP圖像生成部12在步驟S6判定新設定的著眼體素是在體數據23的範圍內，那麼就對已存放的第O體素的亮度值和新設定的第1體素的亮度值進行比較(步驟S7)。在步驟S7，在判定作為著眼體素的第1體素的亮度值比第0體素的亮度值大的情況下，MIP圖像生成部12將著眼體素的亮度值作為最大亮度值保存(步驟S8)。MIP圖像生成部12將上述保存的具有最大亮度值的著眼體素的Z坐標設為例如1，與新求得的最大亮度值一起存放(步驟S9)。然後，MIP圖像生成部12，將著眼體素由第1體素向視線方向的裡側移動一個體素(步驟SIO)。在步驟S7中判定作為著眼體素的第1體素的亮度值為第0體素的亮度值以下的情況下，MIP圖像生成部12進入步驟SIO，將著眼體素從第1體素向視線方向的裡側移動一個體素。然後，MIP圖像生成部12，在步驟S10之後反覆執行步驟S6步驟SIO。然後，MIP圖像生成部12，在步驟S6判定為著眼體素不在體數據23的範圍內，就進入步驟S1。MIP圖像生成部12，對投影面的所有像素都進行步驟S2步驟S10的運算，並在完成對投影面的所有像素的運算後，在投影面上顯示經過運算的MIP圖像(步驟Sll)。利用圖5A和5B說明以上運算得到的MIP圖像。對於圖5A示意表示的視線方向A、視線方向B和視線方向C，圖5B示意地例示出表現其各自亮度值變化的圖線。在圖5B的各個圖線中，橫軸表示各視線方向上體素的Z坐標，縱軸表示各Z坐標上體素的亮度值。如圖4說明的那樣，當在各視線方向上求具有最大亮度值的體素的Z坐標時，連結各視線方向上具有最大亮度值的體素的Z坐標的線，如圖5A和5B所示，是一點一點彎曲的迪線，有時會難以辨認。因此，圖6所示的MIP圖像生成部12的動作步驟的另一實施方式中，利用閾值處理亮度值。圖6中，對與圖4已說明的部分相同的部分附加相同的符號並省略其說明。在圖6中，在步驟S6判定為著眼體素不在體數據23的範圍內的情況下，MIP圖像生成部12將著眼體素在視線方向上移動負的一個體素(即，將著眼體素向視線方向的跟前側移回一個體素)(步驟S12)。然後，MIP圖像生成部12，對著眼體素的亮度值和預先設定的閾值進行比較(步驟S13)。在步驟S13，在著眼體素的亮度值大於預先設定的閾值的情況下，MIP圖像生成部12返回步驟S12，將著眼體素在視線方向上再移動負的一個體素。在步驟S13，在著眼體素的亮度值在預先設定的閾值以下的情況下，MIP圖像生成部12，將具有該閾值的亮度值的體素的Z坐標視作具有最大亮度值的體素的Z坐標並進行保存(步驟S14)，然後跳至步驟Sl。對於亮度值的變化與圖5A和圖5B相同的例子，MIP圖像生成部12進行圖6所示的動作時，如圖7A和7B所示，將各視線方向上具有閾值亮度值的體素的Z坐標的連結得到的線，比將圖5A和圖5B所示的具有最大亮度值的體素的Z坐標的連結得到的線更光滑，因此MIP圖像的顯示易於辨認。這裡，亮度值的閾值，即可以在程序中自動設定，也可以由檢測者根據手冊輸入。在程序中設定的情況下，可以將步驟S8中保存的最大亮度值與小於1的某常數相乘，將所得值用作閾值。此外，作為步驟S13的判定條件，也可以用"著眼體素中亮度值的梯度(即圖7B所示各圖線的梯度)為某一閾值以下"，來代替"著眼體素的亮度值大於預先設定的閾值"。這種情況下，要使用著眼體素附近的3個體素或附近的9個體素來計算亮度值的梯度。所謂附近的3個體素，是指從著眼體素在視線方向(Z方向)上移動負的l個體素，從著眼體素在視線方向(z方向)上移動正的l個體素、以及著眼體素自身。所謂附近的9個體素，是指以著眼體素為中心，在X方向、Y方向、Z方向(視線方向)上處於正負1個的範圍內的9個體素。下面，利用圖8，說明位置關係顯示圖像生成部14的動作步驟。首先，位置關係顯示圖像生成部14，讀入MIP圖像生成部12生成的MIP圖像(步驟S20)。然後，位置關係顯示圖像生成部14，在MIP圖像的三維空間上讀入斷面生成部13生成的斷面(步驟S21)。然後，位置關係顯示圖像生成部14,針對位置關係顯示圖像上的像素，判斷是否進行基於MIP圖像與斷面的相互位置關係的圖像生成運算(步驟S22)。位置關係顯示圖像生成部14，通過比較MIP圖像在視線22上的具有最大亮度值的體素的Z坐標值、與在斷面生成部13生成的斷面投影面上的斷面的Z坐標值，判定MIP圖像和斷面哪一個更接近視點21(步驟S23)。然後，位置關係顯示圖像生成部14，從MIP圖像和斷面中判定為更接近視點21的圖像起，依次進行半透明合成。這裡，MIP圖像和斷面中，分別被預先設定有不透明度，亮度被按照與這些不透明度相應的比例相加(步驟S24)。具體講就是，在MIP圖像比斷面更靠近視點21的情況下，步驟S24中，位置關係顯示圖像的亮度按下式(3)計算(式3)LP=LMXOM+(1—Om)XLsXOs(3)這裡，Lp是位置關係顯示圖像的亮度，Lm是MIP圏像的亮度，Ls是斷面的亮度，Om是MIP圖像的不透明度，Os是斷面的不透明度，(1一0m)相當於MIP圖像的透明度。另一方面，在斷面比MIP圖像更靠近視點21的情況下，步驟S24中，位置關係顯示圖像的亮度按下式(4)計算(式4)LP=LsXOs+(l—Os)XLMXOM(4)這裡，(l一Os)相當於斷面的透明度。接著，位置關係顯示圖像生成部14，在步驟S22中判斷為對位置關係顯示圖像上的所有像素完成了基於MIP圖像與斷面相互位置關係的圖像生成運算後，將運算後的位置關係顯示圖像在顯示部15上顯示出來(步驟S25)。如以上說明的那樣，根據本發明的第1實施方式，通過根據MIP圖像與斷面相互位置關係生成並顯示位置關係顯示圖像，可以使檢測者明確掌握MIP圖像與斷面的相互位置關係。接下來，利用圖9和圖10說明本發明的第2實施方式。第2實施方式與第1實施方式的不同點在於，作為顯示圖像，加入了被測體的體表圖像，以表現MIP圖像、斷面與體表圖像的相互位置關係的方式，生成並顯示位置關係顯示圖像。加入了體表圖像的位置關係顯示圖像，可以作為實時超聲成像術(RVS:Real-timeVirtualSonography)的導航圖像使用。所謂RVS，是在使用超聲波診斷裝置拍攝被測體超聲波圖像時，與拍攝中的超聲波圖像的顯示斷面一致的參考圖像(例如CT斷面圖像)，被從由各種醫用圖像診斷裝置(例如CT圖像診斷裝置)事先取得的與被測體有關的三維體數據中抽出，被抽出的參考圖像與拍攝中的超聲波圖像一起並行顯示在顯示畫面上的技術。憑藉這種技術，超聲波診斷裝置中，可以實時地描繪出與拍攝中的超聲波圖像同一斷面的實時圖像。圖9是第2實施方式的醫用圖像診斷系統的系統構成圖。超聲波診斷裝置57包括超聲波探頭50(下稱探頭)，與被測體之間發射接收超聲波；超聲波發射接收部51，在向探頭50提供驅動信號的同時，處理探頭50輸出的接收信號，輸出接收數據；超聲波圖像生成部52，根據超聲波發射接收部51輸出的接收數據，重新構成超聲波圖像；顯示部56，顯示超聲波圖像生成部52輸出的超聲波圖像。超聲波診斷裝置57，還具有體數據存儲部11，取入並保存由醫用圖像診斷裝置IO取得的關於被測體的體數據。探頭50中，排列有多個診斷用振子，用來將驅動信號轉換成超聲波，向被測體的對象部位發射，同時接收被測體對象部位發生的反射迴響並轉換為接收信號。除診斷用振子外，也可以在探頭50上再排列多個治療用振子，向被測體的對象部位發射治療用超聲波。超聲波診斷裝置57具備磁位置傳感器系統。磁位置傳感器系統具有-磁場發生器(未圖示)，被安裝在放置被測體的床等上；磁信號檢測器(磁傳感器)53，安裝在探頭50上；位置數據計算部59，根據磁傳感器53輸出的檢測信號，計算表現探頭50的三維位置和斜度(轉矩)等數據(下稱位置數據)，向超聲波斷層面坐標計算部54和截斷面生成部13輸出。超聲波斷層面坐標計算部54，取得探頭50的位置數據，向參考圖像生成部55輸出。在進行實時拍攝時，參考圖像生成部55，實時地從超聲波斷層面坐標計算部54取得正在拍攝的超聲波圖像所對應的位置數據。體數據存儲部ll，將醫用圖像診斷裝置IO取得的體數據，與其三維位置坐標一起保存在存儲器等中，也可以保存各種圖像診斷裝置取得的多種體數據。參考圖像生成部55，根據超聲波斷層面坐標計算部54輸出的探頭50的位置數據，從保存在體數據存儲部11中的體數據中抽出參考圖像用數據，重新構成參考圖像。該參考圖像用數據，在實時拍攝時，與正在拍攝的超聲波圖像的掃描面對應。參考圖像作為與被拍攝的超聲波圖像同一斷面的斷面圖像會被顯示在顯示部56上。超聲波診斷裝置57具備三維圖像生成部58，作為探頭50的生成導航信息的機構，根據體數據存儲部11保存的體數據，生成MIP圖像和面繪製(SR:SurfaceRendering)圖像並將它們合成；斷面生成部13，生成三維空間的斷面；位置關係顯示圖像生成部14，生成表現MIP圖像與斷面的相互位置關係的位置關係顯示圖像。位置關係顯示圖像生成部14生成的位置關係顯示圖像為探頭50的導航信息，檢測者根據導航信息移動探頭50。另外，超聲波診斷裝置57具有控制各構成要素的控制部和操作部(未顯示)。這裡，對導航信息的生成進行詳細說明。三維圖像生成部58根據體數據存儲部11保存的體數據，利用第1實施方式說明的MIP法生成MIP圖像，同時，根據體數據存儲部11保存的體數據，利用面繪製(SR)法和體繪製(VR:VolumeRendering)法生成表現被測體體表的圖像(這裡，稱為SR圖像)。在面繪製法中，由檢測者對體數據設定視點和投影面，被測體的表面邊界經閾值處理等從體數據中被抽出，作為對投影面上的各像素(坐標(X，Y))的投影值，根據視線矢量與邊界面法線矢量所成的角度的陰影處理結果，被體現在投影值上。這時，進深方向信息(Z坐標)，採用表面邊界的Z坐標。在體繪製法中，由檢測者對體數據設定視點和投影面，作為投影面上的各像素(坐標(X，Y))的投影值，位於視線上的體素的亮度，根據各像素的不透明度被加權並相加。這時，進深方向信息(Z坐標)中，採用亮度值比某個閾值大的位置的Z坐標或亮度梯度比某個閾值大的位置的z坐標。三維圖像生成部58，在通過用MIP法生成血管部分的圖像、用面繪製法或體繪製法生成被測體體表的圖像來生成三維圖像的時候，一併算出三維空間中的MIP圖像和SR圖像的進深方向信息(Z坐標)。三維圖像生成部58，對依照上述說明做成的MIP圖像和SR圖像進行合成。三維圖像生成部58在合成MIP圖像和SR圖像時，通過對MIP圖像的Z坐標和SR圖像的Z坐標進行比較，從而對MIP圖像和SR圖像中離視點21更遠且成為另一方陰面而看不見的一方實施陰面處理。通常，血管圖像(MIP圖像)比體表圖像(SR圖像)更靠裡側配置。這時，通過對MIP圖像和SR圖像分別設定不透明度，使MIP圖像的亮度和SR圖像的亮度按照與不透明度對應的係數以及Z坐標值所對應的比例混合，從而使跟前側的SR圖像半透明顯示，裡側的MIP圖像透過SR圖像得到顯示。由於該合成的三維圖像，表現了被測體體表和血管的位置關係，所以檢測者可以明確掌握被測體內哪條血管被顯示，還有，從血管的哪個位置出發觀察哪個方向。斷面生成部13，根據位置數據計算部59輸出的磁傳感器53的位置數據(探頭50的三維位置和斜度(扭轉度))，生成三維空間內的斷面。具體講就是，斷面生成部13根據探頭50的三維位置，通過改變第1實施方式說明的平面式(式2)中的(Xo，YQ，Zo)，使斷面的三維位置隨探頭50的三維位置移動。此外，斷面生成部13根據探頭50的斜度(扭轉度)，通過改變第1實施方式說明的旋轉成分R(式(1))，以斷面的中心為支點旋轉斷面，使斷面以透過斷面中心的斷面法線為軸，隨探頭50的旋轉而旋轉。位置關係顯示圖像生成部14生成位置關係顯示圖像，其表現三維圖像生成部58生成的MIP圖像和SR圖像合成的三維圖像、與斷面生成部13生成的斷面之間的相互位置關係。有關MIP圖像與SR圖像與斷面之間的關係，同第1實施方式說明的一樣，分別比較MIP圖像、SR圖像和斷面的Z坐標值，按照離視點21從近到遠的圖像順序排序(依照Z順序排序)，實施陰面處理。然後，將離視點21較近的圖像，在更靠跟前側顯示。這裡，位置關係顯示圖像的生成方法，是分別事先對MIP圖像、SR圖像和斷面設定不透明度，不透明度越高的係數權重越大，來按Z的順序加權計算亮度值。具體講就是，例如在投影面的某位置(X、Y)上，從視點21起按斷面、SR圖像、MIP圖像這一順序排列，將斷面和SR圖像的不透明度設定得較低，將MIP圖像的不透明度設定得較高，在這種情況下，位置關係顯示圖像上，從視點起跟前側的斷面和SR圖像被半透明顯示，位於其裡側的MIP圖像透過斷面和SR圖像得到顯示。還有，當MIP圖像的Z坐標值與斷面的Z坐標值相等時，在位置關係顯示圖像上的位置(X、Y)上將亮度值設定為例如藍色；當SR圖像的Z坐標值與斷面的Z坐標值相等時，在位置關係顯示圖像上的位置(X、Y)上將亮度值設定為例如黃色。這樣，位置關係顯示圖像上，以藍色顯示斷面與MIP圖像之間的邊界線，以黃色顯示斷面與SR圖像之間的邊界線，清楚明了。如圖10所示，顯示部56顯示位置關係顯示圖像部14生成的位置關係顯示圖像60、超聲波圖像生成部52生成的超聲波圖像63和參考圖像生成部55生成的參考圖像64。在位置關係顯示圖像60中，由於與作為MIP圖像顯示的血管31、32、33的圖像一同顯示了斷面34，因此檢測者可以根據各個血管31、32和33與斷面34之間的位置關係，掌握血管32在最跟前側，血管31在最裡側，血管33在血管32與血管31之間，可以掌握血管31、32和33進深方向的關係。再有，在合成圖像60上，由於表現被測體體表的SR圖像36被與血管31、32、33以及斷面34—起顯示，因此檢測者就可以掌握被測體的體表與血管3K32、33之間的立體的位置關係。超聲波圖像63和參考圖像64，是對應斷面34的被測體的斷層圖像。超聲波圖像63和參考圖像64上，分別顯示被斷面34切斷的血管31、32和33的斷面各自所對應的斷面圖像65、66和67。因此，檢測者也可以根據超聲波圖像63和參考圖像64，掌握血管31、32和33深進方向的關係。顯示部56所顯示的顯示畫面，包括顯示拍攝中的超聲波圖像63的顯示區61;顯示與超聲波圖像63的顯示斷面相同的參考圖像64的顯示區62;顯示合成圖像60的導航信息的顯示區。可以將顯示區61和顯示區62橫排配置，將顯示合成圖像60的導航信息的顯示區配置在顯示區61和顯示區62的下方。也可以不限於這些顯示方式，在不妨礙診斷的範圍內變更顯示合成圖像的導航信息的顯示區。此外，優選將正在拍攝超聲波圖像的探頭50的位置與體表標誌(bodymark)重合在一起顯示。再有，檢查者也可以通過操作部移動各顯示區在顯示畫面內的位置。圖11A、11B禾nilC，是說明超聲波圖像63的形狀的圖。圖10所示的實施方式的超聲波圖像63，是通過凸形的超聲波探頭50取得的，如圖IIA所示，由超聲波圖像63的形狀表現了探頭50的探針半徑PR以及超聲波圖像63的視野F和深度D。在圖IO所示的實施方式中，斷面34和參考圖像64的形狀被設為凸形，與超聲波圖像63的形狀統一。圖11B是說明由線形超聲波探頭50取得的超聲波圖像63的圖。圖11C是說明扇形超聲波探頭50取得的超聲波圖像63的圖。在各個圖中，由超聲波圖像63的形狀表現出超聲波圖像63的視野F和深度D。另外，超聲波探頭也可以是三維掃描形。優選結合這些超聲波圖像63的形狀，來決定斷面34和參考圖像64的形狀。在以上的實施方式中，雖然以三維圖像的例子說明了MIP圖像，但除MIP圖像以外，上述實施方式也適用於由體繪製得到的三維圖像和MinIP(MinimumIntensityProjection)圖像。MinIP處理，是通過對視線22上的各個體素取出最小值來得到投影圖像的處理。在以上的實施方式中，雖然當在MIP圖像和SR圖像上合成斷面時，通過調整各個像素的亮度即圖像的不透明度進行合成，使進深方向得以表現，但也可以調整像素的色相和其他的圖像要素。此外，在以上的實施方式中，雖然是使用磁傳感器53來取得超聲波探頭50的三維位置信息，但也可以使用通過紅外線或超聲波等取得三維位置信息的傳感器。產業上的利用可能性通過以上說明的圖像顯示方法和醫用圖像診斷系統，可以生成並顯示附加了進深方向信息的三維圖像。權利要求1.一種圖像顯示方法，其特徵在於，包含根據體數據生成三維圖像的三維圖像生成步驟；設定在任意位置截斷所述三維圖像的斷面的斷面設定步驟；和生成位置關係顯示圖像的位置關係顯示圖像生成步驟，所述位置關係顯示圖像表現所述三維圖像和所述斷面之間相互位置關係，並且，調整所述斷面在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像中被所述斷面遮擋的部分能透過所述斷面在所述位置關係顯示圖像中辨認。2.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述斷面中被所述三維圖像遮擋的部分能透過所述三維圖像在所述位置關係顯示圖像中辨認。3.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像和所述斷面至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面重合的部分、與所述三維圖像和所述斷面不重合的部分，在所述位置關係顯示圖像中區別顯示。4.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，在所述三維圖像的被所述斷面分開的兩部分中的至少一方，調整所述三維圖像和所述斷面至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面重合的部分、與所述三維圖像和所述斷面不重合的部分，在所述位置關係顯示圖像中區別顯示。5.根據權利要求l所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像和所述斷面至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面不重合的部分、在所述三維圖像的被所述斷面分開的兩部分中的至少一方中所述三維圖像和所述斷面重合的部分、以及在所述三維圖像的被所述斷面分開的所述兩部分的另一方中所述三維圖像和所述斷面重合的部分，在所述位置關係顯示圖像中區別顯示。6.根據權利要求5所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，設定基準點，根據所述基準點、所述三維圖像以及所述斷面的相互位置關係，調整所述三維圖像和所述斷面的所述至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度。7.根據權利要求5所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像和所述斷面的所述至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面中離所述基準點較近的一方能被更清楚地辨認。8.根據權利要求5所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像和所述斷面的所述至少一方在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像和所述斷面中離所述基準點較遠的一方能更模糊地辨認。9.根據權利要求l所述的圖像顯示方法，其特徵在於，還包含根據所述體數據生成被測體的體表圖像的體表圖像生成步驟，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，以表現所述三維圖像、所述斷面和所述體表圖像的相互位置關係的方式，生成所述位置關係顯示圖像。10.根據權利要求9所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，調整所述三維圖像、所述斷面和所述體表圖像的至少一方在所述位置關係顯示圖像上的不透明度，使所述三維圖像中被所述體表圖像和所述斷面的至少一方遮擋的部分能透過所述體表圖像和所述斷面的所述至少一方在所述位置關係顯示圖像上辨認。11.根據權利要求9所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，以所述斷面和所述體表圖像之間的邊界線顏色、與所述斷面和所述三維圖像之間的邊界線顏色不同的方式，生成所述位置關係顯示圖像。12.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述三維圖像生成步驟中，生成所述三維圖像，使其為表現依最大亮度投影法取得的最大亮度的三維圖像。13.根據權利要求l所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述三維圖像生成步驟中，生成所述三維圖像，使其為包含具有依最大亮度投影法取得的最大亮度的體素的、表現組織外形的三維圖像。14.根據權利要求l所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述三維圖像生成步驟中，生成所述三維圖像，使其為依體繪製法取得的體繪製圖像。15.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其特徵在於，在所述位置關係顯示圖像生成步驟中，通過設定所述三維圖像的不透明度和所述斷面的不透明度，對所述三維圖像和^f述斷面按照各自的所述不透明度所對應的係數進行加權後相加，來生成所述位置關係顯示圖像，使其為所述三維圖像和所述斷面的至少一方為被半透明化的圖像。16.—種醫用圖像診斷系統，其特徵在於，包含保存與被測體有關的體數據的體數據存儲裝置；根據所述體數據生成三維圖像的三維圖像生成裝置；設定在任意位置截斷所述三維圖像的斷面的斷面設定裝置；和生成位置關係顯示圖像的位置關係顯示圖像生成裝置，所述位置關係顯示圖像表現所述三維圖像和所述斷面之間相互位置關係，並且，調整所述斷面在所述位置關係顯示圖像中的不透明度，使所述三維圖像中被所述斷面遮擋的部分能透過所述斷面在所述位置關係顯示圖像中辨認。17.根據權利要求16所述的醫用圖像診斷系統，其特徵在於，還包含:探頭，與所述被測體之間發射接收超聲波；超聲波發射接收裝置，在向所述探頭提供驅動信號的同時，處理從所述探頭輸出的接收信號來輸出接收數據；超聲波圖像生成裝置，根據從所述超聲波發射接收裝置輸出的所述接收數據，重新構成超聲波圖像；和顯示裝置，顯示所述位置關係顯示圖像和所述超聲波圖像的至少一方。18.根據權利要求17所述的醫用圖像診斷系統，其特徵在於，還包含:位置信息取得裝置，取得所述探頭的位置信息；和斷面移動裝置，根據由所述位置信息取得裝置取得的所述探頭的所述位置信息，使所述斷面相對所述三維圖像執行移動和旋轉的至少一方。19.根據權利要求18所述的醫用圖像診斷系統，其特徵在於，還包含參考圖像生成裝置，根據所述體數據和所述探頭的所述位置信息，生成與所述超聲波圖像斷面相同的參考圖像，所述顯示裝置顯示所述參考圖像。20.根據權利要求19所述的醫用圖像診斷系統，其特徵在於，所述斷面形狀、所述超聲波圖像形狀和所述參考圖像的至少一個形狀，是線形、凸形和扇形的其中之一。全文摘要本發明提供一種圖像顯示方法，包含以下步驟根據體數據生成三維圖像的三維圖像生成步驟；設定在任意位置截斷上述三維圖像的斷面的斷面設定步驟；和生成位置關係顯示圖像的位置關係顯示圖像生成步驟，上述位置關係顯示圖像表現上述三維圖像和上述斷面之間相互位置關係，並且，調整上述斷面的上述位置關係顯示圖像上的不透明度，使上述三維圖像中被上述斷面遮擋的部分可以透過上述斷面在上述位置關係顯示圖像中辨認。文檔編號A61B5/055GK101351156SQ20068003723公開日2009年1月21日申請日期2006年9月22日優先權日2005年10月7日發明者佐竹弘子,澤木明子,荒井修申請人:株式會社日立醫藥