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技術 医用画像表示装置、医用画像表示方法、及びプログラム

出願人 コニカミノルタジャパン株式会社
発明者 中尾恵竹村知晃
出願日 2015年3月12日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2015-049873
公開日 2016年9月23日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2016-168189
状態 特許登録済
技術分野 磁気共鳴イメージング装置 医療・福祉事務 放射線診断機器 イメージ生成
主要キーワード 多面体要素 四面体メッシュ 正四面体 六面体要素 変形度合い 四面体要素 予定面 メッシュモデル
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができる医用画像表示装置を提供する。

解決手段

三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、三次元画像に含まれる切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、切離対象物の画像を内包するとともに切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点密度が高くなるように生成するメッシュモデル生成部と、切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、切離操作に応じて多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、変形後の多面体メッシュモデルに対応するように三次元画像を変形させる三次元画像変形部とを備え、三次元画像出力部は変形後の三次元画像を表示部に表示させる。

概要

背景

近年、この種の医用画像表示装置として、切離対象物ポリゴン画像に対して表示画面上で切離予定面を指定し切離操作を実行することで、当該切離対象物を切離予定面で切離したときの変化の様子を観察できるようにした装置の開発が進んでいる。

例えば、特許文献1(特開2014-176425号公報)には、肝臓などの軟物質で構成される臓器変形度合い等を考慮して、実際の手術を想定しながらポリゴン画像による各種シミュレートを行えるようにした装置が開示されている。

概要

切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができる医用画像表示装置を提供する。三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、三次元画像に含まれる切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、切離対象物の画像を内包するとともに切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点密度が高くなるように生成するメッシュモデル生成部と、切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、切離操作に応じて多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、変形後の多面体メッシュモデルに対応するように三次元画像を変形させる三次元画像変形部とを備え、三次元画像出力部は変形後の三次元画像を表示部に表示させる。1

目的

本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができる医用画像表示装置、医用画像表示方法、及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

切離対象物撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データを記憶する三次元画像データ記憶部と、前記三次元画像データ記憶部に記憶された前記三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部と、を備え、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、医用画像表示装置

請求項2

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、請求項1に記載の医用画像表示装置。

請求項3

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、請求項1に記載の医用画像表示装置。

請求項4

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項1〜3のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項5

前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、請求項1〜4のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項6

前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項7

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項1〜6のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項8

更に、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域又は低い領域を指定可能な頂点密度指定部を備え、前記メッシュモデル生成部は、前記頂点密度指定部の指定に基づいて、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項1〜7のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項9

前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の医用画像表示装置。

請求項10

三次元画像出力部と、切離面指定部と、メッシュモデル生成部と、切離指示部と、メッシュモデル変形部と、三次元画像変形部とにより医用画像の表示を行う医用画像表示方法であって、前記三次元画像出力部が、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させ、前記切離面指定部が、前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定し、前記メッシュモデル生成部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するとともに、前記指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように生成し、前記切離指示部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示し、前記メッシュモデル変形部が、前記指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させ、前記三次元画像変形部が、前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させ、前記三次元画像出力部が、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、医用画像表示方法。

請求項11

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、請求項10に記載の医用画像表示方法。

請求項12

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、請求項10に記載の医用画像表示方法。

請求項13

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項10〜12のいずれか1つに記載の医用画像表示方法。

請求項14

前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、請求項10〜13のいずれか1つに記載の医用画像表示方法。

請求項15

前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、請求項10〜14のいずれか1つに記載の医用画像表示方法。

請求項16

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項10〜15のいずれか1つに記載の医用画像表示方法。

請求項17

前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、請求項10〜16のいずれか1つに記載の医用画像表示方法。

請求項18

コンピュータを、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部、として機能させるためのプログラムであって、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、プログラム。

請求項19

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、請求項18に記載のプログラム。

請求項20

前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、請求項18に記載のプログラム。

請求項21

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項18〜20のいずれか1つに記載のプログラム。

請求項22

前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、請求項18〜21のいずれか1つに記載のプログラム。

請求項23

前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、請求項18〜22のいずれか1つに記載のプログラム。

請求項24

前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、請求項18〜23のいずれか1つに記載のプログラム。

請求項25

前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、請求項18〜24のいずれか1つに記載のプログラム。

技術分野

0001

本発明は、CT装置MRI装置などの医用画像撮影装置撮影された複数の二次元画像に基づいて、人体特定部位の三次元医用画像(以下、三次元画像という)を作成して表示可能な医用画像表示装置医用画像表示方法、及びプログラムに関する。

背景技術

0002

近年、この種の医用画像表示装置として、切離対象物ポリゴン画像に対して表示画面上で切離予定面を指定し切離操作を実行することで、当該切離対象物を切離予定面で切離したときの変化の様子を観察できるようにした装置の開発が進んでいる。

0003

例えば、特許文献1(特開2014-176425号公報)には、肝臓などの軟物質で構成される臓器変形度合い等を考慮して、実際の手術を想定しながらポリゴン画像による各種シミュレートを行えるようにした装置が開示されている。

先行技術

0004

特開2014−176425号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1の装置においては、様々な切離パターンに応じて切離対象物の変形を表現するには、それら様々な切離パターンに対応するポリゴン画像をあらかじめ演算処理して用意しておく必要がある。

0006

また、特許文献1の装置においては、切離対象物を複数の四面体要素集合である四面体メッシュモデルで表示し、当該四面体メッシュモデルが切離により変形する様子を、各四面体要素を変形、分割等することによって表現している。四面体要素の構造が変化する場合、その変化後の四面体要素の構造を演算処理する時間が必要になる。

0007

術前計画、手術トレーニングシミュレーション手術ナビゲーションなどの用途に用いられる医用画像表示装置においては、より精緻な画像を表示することが求められている。より精緻な画像を得るためには、四面体メッシュモデルの頂点点数をより多く(例えば、数千〜数万点以上)すればよい。しかしながら、四面体メッシュモデルの頂点の点数を多くした場合、当該四面体メッシュモデルを構成する各四面体要素の構造の変形を演算処理する時間も長くなる。

0008

このため、特許文献1の装置を用いて、より多様な切離パターンを、より精緻な画像で表示するためには、その演算処理に相当な時間(例えば、数時間)を要することになる。すなわち、特許文献1の装置では、切離シミュレーションを行うための前処理に相当な時間を要するという課題がある。

0009

また、従来技術においては、特許文献1の装置のように、切離対象物に対する切離操作をポリゴン画像上で表現するものは存在したが、当該切離操作を三次元画像上で表現するものは存在しなかった。

0010

従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができる医用画像表示装置、医用画像表示方法、及びプログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明によれば、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データを記憶する三次元画像データ記憶部と、
前記三次元画像データ記憶部に記憶された前記三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、
前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、
前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、
前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部と、
を備え、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、
前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
医用画像表示装置を提供する。

0012

本発明によれば、三次元画像出力部と、切離面指定部と、メッシュモデル生成部と、切離指示部と、メッシュモデル変形部と、三次元画像変形部とにより医用画像の表示を行う医用画像表示方法であって、
前記三次元画像出力部が、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させ、
前記切離面指定部が、前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定し、
前記メッシュモデル生成部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するとともに、前記指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように生成し、
前記切離指示部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示し、
前記メッシュモデル変形部が、前記指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させ、
前記三次元画像変形部が、前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させ、
前記三次元画像出力部が、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
医用画像表示方法を提供する。

0013

本発明によれば、コンピュータを、
切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、
前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、
前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、
前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部、
として機能させるためのプログラムであって、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、
前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
プログラムを提供する。

発明の効果

0014

本発明によれば、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の第1実施形態に係る医用画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。
表示部に表示された切離対象物の画像である。
切離対象物の画像に切離予定面を指定した例を示す図である。
切離対象物の画像を包含するように多面体メッシュモデルを生成した状態を示す側面図である。
切離対象物の画像を包含するように多面体メッシュモデルを生成した状態を示す斜視図である。
切離対象物の画像を包含するように生成された多面体メッシュモデルを示す図である。
切離予定面を含む領域における多面体要素の頂点の配置例を示す図である。
メッシュモデル変形部が多面体メッシュモデルを変形させる原理を示す模式図である。
メッシュモデル変形部が多面体メッシュモデルを変形させる原理を示す模式図である。
メッシュモデル変形部が多面体メッシュモデルを変形させる原理を示す模式図である。
メッシュモデル変形部により変形された多面体メッシュモデルを示す側面図である。
メッシュモデル変形部により変形された多面体メッシュモデルを示す斜視図である。
図9及び図10に示す状態から更に切離操作が進められて変形された多面体メッシュモデルを示す側面図である。
図9及び図10に示す状態から更に切離操作が進められて変形された多面体メッシュモデルを示す斜視図である。
図13は、図9及び図10に示す多面体メッシュモデルに対応する三次元画像であり、変形後の切離対象物の画像を示す図である。
図14は、図11及び図12に示す多面体メッシュモデルに対応する三次元画像であり、変形後の切離対象物の画像を示す図である。
本発明の第1実施形態に係る医用画像表示方法を示すフローチャートである。
本発明の第2実施形態に係る医用画像表示装置において、切離面指定部が三次元画面上において切離予定面を指定した状態を示す斜視図である。
本発明の第3実施形態に係る医用画像表示装置において、切離指示部が切離予定面から少しずれた位置で切離操作の実行を指示したときの四面体メッシュモデルの変形の原理を示す模式図である。
本発明の第3実施形態に係る医用画像表示装置において、切離指示部が切離予定面から少しずれた位置で切離操作の実行を指示したときの四面体メッシュモデルの変形の原理を示す模式図である。
本第3実施形態に係る医用画像表示装置において、切離指示部が切離予定面から少しずれた位置で切離操作の実行を指示したときの四面体メッシュモデルの変形の原理を示す模式図である。
本発明の第4実施形態に係る医用画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。
切離予定面を含む領域において四面体要素の頂点の密度が異なるように配置された例を示す模式図である。

実施例

0016

本発明の第1態様によれば、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データを記憶する三次元画像データ記憶部と、
前記三次元画像データ記憶部に記憶された前記三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、
前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、
前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、
前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部と、
を備え、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、
前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
医用画像表示装置を提供する。

0017

本発明の第2態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、第1態様に記載の医用画像表示装置を提供する。

0018

本発明の第3態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、第1態様に記載の医用画像表示装置を提供する。

0019

本発明の第4態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、第1〜第3態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0020

本発明の第5態様によれば、前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、第1〜4態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0021

本発明の第6態様によれば、前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、
前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、
第1〜5態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0022

本発明の第7態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、第1〜6態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0023

本発明の第8態様によれば、更に、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域又は低い領域を指定可能な頂点密度指定部を備え、
前記メッシュモデル生成部は、前記頂点密度指定部の指定に基づいて、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、第1〜7態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0024

本発明の第9態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、第1〜8態様のいずれか1つに記載の医用画像表示装置を提供する。

0025

本発明の第10態様によれば、三次元画像出力部と、切離面指定部と、メッシュモデル生成部と、切離指示部と、メッシュモデル変形部と、三次元画像変形部とにより医用画像の表示を行う医用画像表示方法であって、
前記三次元画像出力部が、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させ、
前記切離面指定部が、前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定し、
前記メッシュモデル生成部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するとともに、前記指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように生成し、
前記切離指示部が、前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示し、
前記メッシュモデル変形部が、前記指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させ、
前記三次元画像変形部が、前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させ、
前記三次元画像出力部が、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
医用画像表示方法を提供する。

0026

本発明の第11態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、第10態様に記載の医用画像表示方法を提供する。

0027

本発明の第12態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、第10態様に記載の医用画像表示方法を提供する。

0028

本発明の第13態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、第10〜12態様のいずれか1つに記載の医用画像表示方法を提供する。

0029

本発明の第14態様によれば、前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、第10〜13態様のいずれか1つに記載の医用画像表示方法を提供する。

0030

本発明の第15態様によれば、前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、
前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、
第10〜14態様のいずれか1つに記載の医用画像表示方法を提供する。

0031

本発明の第16態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、第10〜15態様のいずれか1つに記載の医用画像表示方法を提供する。

0032

本発明の第17態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、第10〜16態様のいずれか1つに記載の医用画像表示方法を提供する。

0033

本発明の第18態様によれば、コンピュータを、
切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、
前記三次元画像に含まれる前記切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、前記切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、
前記切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、
前記切離指示部で指示された切離操作に応じて前記多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、
前記メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように前記三次元画像を変形させる三次元画像変形部、
として機能させるためのプログラムであって、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、前記切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、
前記三次元画像出力部は、前記三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、
プログラムを提供する。

0034

本発明の第19態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた多面体メッシュモデルを生成する、第18態様に記載のプログラムを提供する。

0035

本発明の第20態様によれば、前記メッシュモデル変形部は、前記切離操作より切離が実行された切離実行面を挟んで対向する多面体要素の頂点を、前記切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように前記多面体メッシュモデルを変形させる、第18態様に記載のプログラムを提供する。

0036

本発明の第21態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって前記多面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように多面体メッシュモデルを生成する、第18〜20態様のいずれか1つに記載のプログラムを提供する。

0037

本発明の第22態様によれば、前記切離面指定部は、前記三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点を指定可能に構成され、当該切離点に基づいて切離予定面を生成又は変更する、第18〜21態様のいずれか1つに記載のプログラムを提供する。

0038

本発明の第23態様によれば、前記切離指示部は、前記切離予定面での切離操作が段階的に実行されるように指示し、
前記切離面指定部は、前記切離操作の実行中に、前記切離予定面の変更を受け付け、
前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で変更された切離予定面に基づいて、前記多面体メッシュモデルを再生成する、
第18〜22態様のいずれか1つに記載のプログラムを提供する。

0039

本発明の第24態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域において、前記多面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように多面体メッシュモデルを生成する、第18〜23態様のいずれか1つに記載のプログラムを提供する。

0040

本発明の第25態様によれば、前記メッシュモデル生成部は、前記切離予定面を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を前記切離予定面で固定し、前記切離指示部による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な多面体メッシュモデルを生成する、第18〜24態様のいずれか1つに記載のプログラムを提供する。

0041

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。

0042

《第1実施形態》
図1は、本発明の第1実施形態に係る医用画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。

0043

本第1実施形態に係る医用画像表示装置1は、CT装置やMRI装置などの医用画像撮影装置で撮影された複数の二次元画像に基づいて切離対象物の三次元画像を作成して表示可能な装置である。また、医用画像表示装置1は、切離対象物の画像に対して使用者が行った切離操作に応じて、当該切離対象物を切離したときの変化の様子を観察可能にする装置である。医用画像表示装置1は、例えば、術前計画、手術トレーニングシミュレーション、手術ナビゲーションなどの医療分野の用途に使用可能である。

0044

図1に示すように、医用画像表示装置1には、医用画像表示装置1に対して各種情報の入力を行う入力部2が接続されている。入力部2は、例えば、キーボードマウステンキーメニュー画面などの入力手段である。入力部2は、キーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。

0045

また、医用画像表示装置1には、医用画像表示装置1からの出力に基づいて三次元画像を表示する表示部3が接続されている。表示部3は、例えば、PC(パーソナルコンピュータ)のディスプレイや、プロジェクターなどの表示手段である。

0046

図1に示すように、医用画像表示装置1は、三次元画像データ記憶部11、三次元画像出力部12と、切離面指定部13と、メッシュモデル生成部14と、切離指示部15と、メッシュモデル変形部16と、三次元画像変形部17とを備えている。

0047

三次元画像データ記憶部11は、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データ(ボリュームデータ)を記憶する。「切離対象物」とは、例えば、肝臓や肺などの人体の特定部位である。三次元画像データ記憶部11は、例えば、PCに内蔵された記憶媒体により実現される。

0048

三次元画像出力部12は、三次元画像データ記憶部11に記憶された三次元画像データに基づいて三次元画像(例えば、ボリュームレンダリング画像)を表示部3に表示させる。図2は、表示部3に表示された切離対象物(肝臓)の画像31を示している。三次元画像出力部12が表示部3に三次元画像を表示させるタイミングは、例えば、入力部2からの三次元画像表示の指示に基づく。

0049

切離面指定部13は、図3に示すように、表示部3に表示された三次元画像に含まれる切離対象物の画像31に対して切離予定面32を指定する。切離面指定部13による切離予定面32の指定は、例えば、マウスを移動させてクリックするなどの、入力部2からの切離予定面指定の指示に基づいて行われる。

0050

メッシュモデル生成部14は、図4及び図5に示すように、切離面指定部13で指定された切離予定面32を基準として、複数の四面体要素で構成される四面体メッシュモデル33を、切離対象物の画像31を内包するように生成する。本第1実施形態において、メッシュモデル生成部14は、切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を切離予定面32で固定し、切離指示部15による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な四面体メッシュモデルを生成する。なお、図4図5、後述する図9図12においては、図面を見やすくするため、切離対象物の内部に存在する血管等の図示を省略している。

0051

また、メッシュモデル生成部14は、図6及び図7に示すように、切離面指定部13で指定された切離予定面31を含む領域E1においては四面体要素の頂点の密度が高くなるように、四面体メッシュモデル33を生成する。一方、メッシュモデル生成部14は、切離予定面31から離れた領域E2〜E7においては四面体要素の頂点の密度が低くなるように、四面体メッシュモデル33を生成する。例えば、図4図6に示す四面体メッシュモデル33の例においては、四面体要素の頂点の点数を、領域E1:127点、領域E2,E5:37点、領域E3,E4,E6,E7:7点としている。すなわち、メッシュモデル生成部14は、切離面指定部13で指定された切離予定面31から離れるにしたがって四面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように四面体メッシュモデル33を生成する。

0052

ここで、「切離予定面31から離れるにしたがって四面体要素の頂点の点数が増加する領域がないように」との意味であり、領域E3,E4、領域E6,E7のように、四面体要素の頂点の点数が同じ領域があってもよい。

0053

切離指示部15は、切離面指定部13で指定された切離予定面32での切離操作の実行を指示する。本第1実施形態においては、当該指示により、四面体メッシュモデルの切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士の固定が解除される。切離指示部15による切離操作の実行は、例えば、マウスをダブルクリックしたり、エンターキーを押したりするなどの、入力部2からの切離操作実行の指示に基づいて行われる。

0054

メッシュモデル変形部16は、切離指示部15で指示された切離操作に応じて四面体メッシュモデルを変形させる。図8A図8Cは、メッシュモデル変形部16が四面体メッシュモデルを変形させる原理を示す模式図である。

0055

メッシュモデル変形部16は、切離操作により切離が実行された部分を、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた四面体メッシュモデル33を生成する。本第1実施形態において、メッシュモデル変形部16は、切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士の固定が解除された部分に対して、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた四面体メッシュモデル33を生成する。なお、メッシュモデル変形部16は、切離操作より切離が実行された切離実行面34を挟んで対向する四面体要素の頂点を、切離操作が進むにしたがって互いに離れるように移動させ、当該移動させた頂点に対応するように四面体メッシュモデル33を変形させてもよい。

0056

図9はメッシュモデル変形部16により変形された四面体メッシュモデル33Aを示す側面図であり、図10はその斜視図である。図11図9及び図10に示す状態から更に切離操作が進められて変形された四面体メッシュモデル33Bを示す側面図であり、図12はその斜視図である。

0057

三次元画像変形部17は、メッシュモデル変形部16による変形後の四面体メッシュモデルに対応するように三次元画像を変形させる。言い換えれば、三次元画像変形部17は、メッシュモデル変形部16による変形後の四面体メッシュモデルの内部を三次元画像によって補完することによって、変形後の三次元画像を生成する。

0058

図13は、図9及び図10に示す四面体メッシュモデル33Aに対応する三次元画像であり、変形後の切離対象物の画像31Aを示す図である。図14は、図11及び図12に示す四面体メッシュモデル33Bに対応する三次元画像であり、変形後の切離対象物の画像31Bを示す図である。

0059

三次元画像変形部17により変形された切離対象物の画像31A,31Bは、三次元画像出力部12により表示部3に表示される。これにより、使用者は、切離対象物を切離したときの変化の様子を観察可能にすることができる。

0060

なお、三次元画像出力部12、切離面指定部13、メッシュモデル生成部14、切離指示部15、メッシュモデル変形部16、及び三次元画像変形部17は、例えば、MPUやメモリ等により実現可能である。また、各部12〜16の処理手順は、例えば、ROM等の記憶媒体に記録されているソフトウェアハードウェア専用回路)により実現可能である。

0061

なお、メッシュモデル変形部16による四面体メッシュモデル33の変形処理や、三次元画像変形部17による三次元画像の変形処理は、従来公知の技術で行うことができるので、ここでは詳細な説明は省略する。

0062

なお、本第1実施形態では、メッシュモデル生成部14が生成するメッシュモデルやメッシュモデル変形部16が変形させるメッシュモデルが四面体要素で構成される四面体メッシュモデルであるとしたが、本発明はこれに限定されない。メッシュモデルは、六面体要素で構成される六面体メッシュモデルなどであってもよい。すなわち、メッシュモデルは、多面体要素で構成される多面体メッシュモデルであってもよい。なお、このことは、本明細書における他の実施形態についても該当する。

0063

なお、本第1実施形態では、入力部2と表示部3とを、医用画像表示装置1とは別に設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、入力部2と表示部3の一方又は両方が医用画像表示装置1に含まれてもよい。

0064

次に、医用画像表示装置1を用いた医用画像表示方法について説明する。

0065

図15は、本発明の第1実施形態に係る医用画像表示方法を示すフローチャートである。ここでは、三次元画像データ記憶部11にあらかじめ、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データが記憶されているものとして説明を開始する。

0066

まず、三次元画像出力部12が、入力部2からの三次元画像表示の指示に基づいて、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を出力し、表示部3に表示させる(ステップS1、図2参照)。

0067

次いで、切離面指定部13が、入力部2からの切離予定面指定の指示に基づいて、三次元画像に含まれる切離対象物の画像31に対して切離予定面32を指定する(ステップS2、図3参照)。切離面指定部13による切離予定面32の指定がされない間(ステップS2の“N”)は待機状態となり、当該指定がされると(ステップS2の“Y”)、次のステップS3に進む。

0068

次いで、メッシュモデル生成部14が、切離面指定部13で指定された切離予定面32に応じて、複数の四面体要素で構成される四面体メッシュモデル33を、切離対象物の画像を内包するように生成する。本第1実施形態においては、メッシュモデル生成部14が、切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士を切離予定面32で固定し、切離指示部15による切離操作の実行時に当該固定を解除可能な四面体メッシュモデルを生成する。また、このとき、メッシュモデル生成部14は、指定された切離予定面を含む領域E1においては四面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、切離予定面から離れた領域E2〜E7においては四面体要素の頂点の密度が低くなるように四面体メッシュモデル33を生成する(ステップS3、図4図7参照)。

0069

次いで、切離指示部15が、入力部2からの切離操作実行の指示に基づいて、切離面指定部13で指定された切離予定面32での切離操作の実行を指示する(ステップS4)。本第1実施形態においては、当該指示により、四面体メッシュモデルの切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士の固定が解除される。切離指示部15による切離操作実行の指示がされない間(ステップS4の“Y”)は待機状態となり、当該指定がされると(ステップS4の“N”)、次のステップS5に進む。

0070

次いで、メッシュモデル変形部16が、切離指示部15で指示された切離操作に応じて四面体メッシュモデル33を変形させる(ステップS5、図8A図12参照)。本第1実施形態においては、メッシュモデル変形部16が、切離予定面32を挟んで対向する多面体要素の頂点同士の固定が解除された部分に対して、当該切離操作が進むにしたがって広げる方向に外力を与え、当該与えられた外力に基づいて変形させた四面体メッシュモデル33を生成する。

0071

次いで、三次元画像変形部17が、メッシュモデル変形部16による変形後の四面体メッシュモデルに対応するように三次元画像を変形させる(ステップS6)。

0072

次いで、三次元画像出力部18が、三次元画像変形部17による変形後の三次元画像を表示部3に表示させる(ステップS7、図13及び図14参照)。これにより、使用者は、切離対象物を切離したときの変化の様子を観察することができる。

0073

本第1実施形態によれば、四面体メッシュモデルと三次元画像の両方を用い、切離に伴う変形については四面体メッシュモデルに基づいて行い、変形後の四面体メッシュモデルに基づいて三次元画像を変形させ、変形後の三次元画像を表示するようにしている。すなわち、切離に伴う変形による演算処理は四面体メッシュモデルに対して行う一方で、表示部には三次元画像が表示されるようにしている。これにより、切離対象物に対する切離操作を三次元画像上で表現することができる。

0074

また、本第1実施形態によれば、切離面指定部で指定された切離予定面に応じて四面体メッシュモデルを生成するようにしているので、切離操作前に四面体要素の分割を行う必要がなく、そのための演算処理時間を無くすことができる。従って、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を大幅に短くすることができる。

0075

また、本第1実施形態によれば、切離予定面を含む領域E1については四面体要素の頂点の密度を高くしている。これにより、使用者の注目が集まる切離予定面の近傍は、よりひずみの少ない精緻な三次元画像で表現することができる。

0076

また、本第1実施形態によれば、切離予定面から離れた領域E2〜E7においては四面体要素の頂点の密度を低くしている。これにより、四面体要素の頂点の数を少なくして、四面体メッシュモデルの変形を演算処理する時間を短くすることができる。

0077

また、本第1実施形態によれば、切離対象物の画像を表示するために四面体メッシュモデルを用いるわけではないので、四面体メッシュモデルは、頂点が少なく、非常に粗い構造とすることができる。例えば、四面体メッシュモデルの頂点の点数は数百点程度とすることができる。これにより、四面体メッシュモデルの変形を演算処理する時間を大幅に短くすることができる。

0078

また、本第1実施形態によれば、切離面指定部で指定された切離予定面から離れるにしたがって四面体要素の頂点の点数が段階的に少なくなるように四面体メッシュモデルを生成するようにしている。これにより、四面体要素の形状が正四面体から離れることを抑えて、計算精度が低下することを抑えることができる。

0079

また、本第1実施形態によれば、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間及び四面体メッシュモデルの変形を演算処理する時間を大幅に短くすることができるので、例えば、秒間10フレーム高速な切離操作の表示を行うことが可能になる。すなわち、切離シミュレーションをリアルタイムに見せることが可能になる。

0080

なお、本第1実施形態に係る医用画像表示装置の各部の機能は、ソフトウェアで実現されてもよい。当該ソフトウェアは、ダウンロード等により提供されてもよい。また、このソフトウェアは、CD-ROMなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよい。なお、このことは、本明細書における他の実施形態についても該当する。なお、本第1実施形態に係る医用画像表示装置1を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。すなわち、当該プログラムは、コンピュータを、切離対象物を撮像した複数の二次元画像から得られる三次元画像データに基づいて三次元画像を表示部に表示させる三次元画像出力部と、三次元画像に含まれる切離対象物の画像に対して切離予定面を指定する切離面指定部と、切離面指定部で指定された切離予定面を基準として、複数の多面体要素で構成される多面体メッシュモデルを、切離対象物の画像を内包するように生成するメッシュモデル生成部と、切離面指定部で指定された切離予定面での切離操作の実行を指示する切離指示部と、切離指示部で指示された切離操作に応じて多面体メッシュモデルを変形させるメッシュモデル変形部と、メッシュモデル変形部による変形後の多面体メッシュモデルに対応するように三次元画像を変形させる三次元画像変形部、として機能させるためのプログラムであって、メッシュモデル生成部は、切離面指定部で指定された切離予定面を含む領域においては多面体要素の頂点の密度が高くなる一方で、切離予定面から離れた領域においては多面体要素の頂点の密度が低くなるように、多面体メッシュモデルを生成し、三次元画像出力部は、三次元画像変形部による変形後の三次元画像を前記表示部に表示させる、プログラムである。

0081

《第2実施形態》
図16を用いて、本発明の第2実施形態に係る医用画像表示装置について説明する。図16は、本発明の第2実施形態に係る医用画像表示装置において、切離面指定部が三次元画面上において切離予定面を指定した状態を示す斜視図である。

0082

本第2実施形態が前記第1実施形態と異なる点は、切離面指定部13が、三次元画像上において少なくとも1点以上の切離点35を指定可能に構成され、当該切離点35に基づいて切離予定面32を生成又は変更する点である。切離面指定部13による切離予定面32の指定は、例えば、マウスを移動させてクリックするなどの、入力部2からの切離予定面指定の指示に基づいて行われる。

0083

本第2実施形態によれば、使用者が入力部2を通じて切離点35を入力した場合、切離面指定部13は、当該切離点を通るように切離予定面32を生成又は変更する。すなわち、使用者は、切離予定面32の形状を、平面や曲面に限定されない任意の形状に変形させて切離操作を行うことができる。

0084

《第3実施形態》
図17A図17Cを用いて、本発明の第3実施形態に係る医用画像表示装置について説明する。図17A図17Cは、本第3実施形態に係る医用画像表示装置において、切離指示部が切離予定面から少しずれた位置で切離操作の実行を指示したときの四面体メッシュモデルの変形の原理を示す模式図である。

0085

本第3実施形態が前記第1又は第2実施形態と異なる点は、切離指示部15が切離予定面32から少しずれた位置での切離操作を実行可能に構成され、メッシュモデル生成部14が当該切離操作に応じて四面体メッシュモデルを生成又は変形する点である。切離指示部15による切離操作実行の指示は、例えば、マウスをドラッグするなどの、入力部2からの切離操作実行の指示に基づいて行われる。

0086

例えば、図17Aに示すように、切離指示部15が切離予定面32から少しずれた位置36での切離操作実行の指示をしたとする。この場合、図17Bに示すように、メッシュモデル生成部14は、位置36に沿うように四面体メッシュモデルの頂点を移動(更新)させて、四面体メッシュモデルを生成又は変形する。メッシュモデル変形部16は、図17Cに示すように、切離指示部13で指示された切離操作に応じて前記変形後の四面体メッシュモデルを変形させる。

0087

本第3実施形態によれば、四面体要素の分割を行う必要がなく、そのための演算処理時間を無くすことができる。

0088

なお、切離指示部15が切離予定面32での切離操作が段階的に実行されるように指示し、切離面指定部13が切離操作の実行中に切離予定面32の変更を受け付け、メッシュモデル生成部14が切離面指定部13で変更された切離予定面32に基づいて四面体メッシュモデルを再生成するように構成してもよい。すなわち、切離指示部15による切離操作に応じて四面体メッシュモデルを再生成するように構成してもよい。この構成によれば、例えば、マウスをドラッグしながら切離対象物を横切らせることで、ほぼリアルタイムに四面体メッシュモデルを生成又は変形し、表示部には切離対象物の切離の様子を三次元画像として表示することができる。

0089

《第4実施形態》
図18は、本発明の第4実施形態に係る医用画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。

0090

本第4実施形態が前記第1〜3実施形態と異なる点は、頂点密度指定部18を備えている点である。

0091

頂点密度指定部18は、図19に示すように、切離面指定部13で指定された切離予定面32を含む領域E1において、四面体要素の頂点の密度が高い領域又は低い領域を指定可能に構成されている。頂点密度指定部18による頂点密度の指定は、例えば、マウスを切離予定面32上に移動させてクリックするなどの、入力部2からの頂点密度指定の指示に基づいて行われる。

0092

本第4実施形態において、メッシュモデル生成部14は、頂点密度指定部18の指定に基づいて、四面体要素の頂点の密度が高い領域と低い領域とが生じるように四面体メッシュモデルを生成する。

0093

本第4実施形態によれば、切離予定面32を含む領域E1において、特にひずみの少ない精緻な三次元画像で観察したい領域がある場合には、当該領域の四面体要素の頂点の密度を高くすることで、当該三次元画像を得ることができる。

0094

本第4実施形態によれば、切離予定面32内において、三次元画像のひずみがあっても問題がない領域がある場合には、当該領域の四面体要素の頂点の密度を低くして、当該頂点の数を少なくすることで、四面体メッシュモデルの変形を演算処理する時間を短くすることができる。

0095

なお、本第4実施形態では、頂点密度指定部18により領域E1における四面体要素の頂点の密度を異ならせるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、メッシュモデル生成部14は、切離予定面32における四面体要素の頂点の密度が異なるあらかじめ決められたパターンに基づいて、四面体メッシュモデルを生成するようにしてもよい。この場合、頂点密度指定部18を設ける必要はない。

0096

なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

0097

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

0098

本発明は、切離シミュレーションを行うための前処理に要する時間を短くするとともに、三次元画像に対して切離操作を表現することができるので、例えば、術前計画、手術トレーニングシミュレーション、手術ナビゲーションなどの医療分野の用途に有用である。

0099

1医用画像表示装置
2 入力部
3 表示部
11三次元画像データ記憶部
12三次元画像出力部
13 切離面指定部
14メッシュモデル生成部
15 切離指示部
16 メッシュモデル変形部
17 三次元画像変形部
18頂点密度指定部
31 切離対象物の画像
32 切離予定面
33四面体メッシュモデル
34 切離実行面
35 切離点
36 位置
E1〜E7 領域

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