JP2021533940A - Virtual toolkit for radiologists - Google Patents

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JP2021533940A JP2021510084A JP2021510084A JP2021533940A JP 2021533940 A JP2021533940 A JP 2021533940A JP 2021510084 A JP2021510084 A JP 2021510084A JP 2021510084 A JP2021510084 A JP 2021510084A JP 2021533940 A JP2021533940 A JP 2021533940A
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バイロン ダグラス,デイヴィッド
エドウィン ダグラス,ロバート
メアリー ダグラス,キャスリーン
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ダグラス,デイヴィッド,バイロン
ダグラス,ロバート,イー.
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Abstract

三次元医用画像ボリュームの様相を操作するために仮想ツールが使用される。仮想ツールは、画像ボリュームとジオレジストレーションされる。画像ボリュームの提示は、仮想ツールの使用に応答して画像プロセッサによって操作される。仮想ツールは、画像ボリュームの分析を支援するために使用され得る。仮想ツールは、仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーションツール、仮想テーブル、仮想造影剤ツール、及び仮想アイコンを含み得る。Virtual tools are used to manipulate aspects of the 3D medical image volume. Virtual tools are geo-registered with image volumes. The presentation of the image volume is manipulated by the image processor in response to the use of virtual tools. Virtual tools can be used to assist in the analysis of image volumes. Virtual tools may include virtual focus pens, virtual 3D cursors, virtual transport viewers, virtual pedestals, virtual knives, virtual catheters, virtual load signs, virtual ablation tools, virtual tables, virtual contrast agent tools, and virtual icons.

Description

この開示の態様は、概して、ボリューム医用画像の表示に関する。 Aspects of this disclosure generally relate to the display of volume medical images.

伝統的に、コンピュータ断層撮影(CT)及び磁気共鳴撮像(MRI)のスキャンは、放射線科医によってスライス・バイ・スライス(slice-by-slice)アプローチで観察される。診断放射線医学における最近の進歩は、仮想現実、複合現実又は拡張現実ヘッドセットの使用を通じての医用画像の真の3D観察を提供し、ボリューム・バイ・ボリューム(volume-by-volume)アプローチ及びインタラクティブな含ボリューム3Dカーソル(volume subtending 3D cursor)の使用を可能にしてきた(援用するMETHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGESなる特許文献1;援用するMETHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGESなる特許文献2;及び非特許文献1を参照されたい)。インタラクティブな含ボリューム3Dカーソルは、撮像データセット内のサブボリュームのいっそう綿密な検査において、より大きな可能性を提供する。他の最近の進歩は、援用するINTERACTIVE VOXEL MANIPULATION IN VOLUMETRIC MEDICAL IMAGING FOR VIRTUAL MOTION, DEFORMABLE TISSUE, AND VIRTUAL RADIOLOGICAL DISSECTIONなる米国特許出願第16/195,251号を含み、これは、複雑な構造の可視化及び理解を改善するために多様な組織操作を実行する能力を提供するものである。さらには、ボリュームを操作して表示を向上させるために、ジオレジストレーションされる医用撮像ツールのセットが開発されている(USING GEO-REGISTERED TOOLS TO MANIPULATE THREE-DIMENSIONAL MEDICAL IMAGESなる米国特許出願第16/524,275号を参照されたい)。しかしながら、放射線科医がボリューム医用画像とインタラクトできることには、依然として特有の制限がある。 Traditionally, computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) scans are observed by a radiologist on a slice-by-slice approach. Recent advances in diagnostic radiology have provided true 3D observations of medical images through the use of virtual reality, mixed reality or augmented reality headsets, a volume-by-volume approach and an interactive approach. Patent Document 1 which has made it possible to use a volume subtending 3D cursor (incorporated METHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGES; Patent Document 2 which is incorporated METHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGES; And Non-Patent Document 1). Interactive volume-containing 3D cursors offer greater potential for more in-depth examination of subvolumes in imaging datasets. Other recent advances include the US Patent Application No. 16 / 195,251, INTERACTIVE VOXEL MANIPULATION IN VOLUMETRIC MEDICAL IMAGING FOR VIRTUAL MOTION, DEFORMABLE TISSUE, AND VIRTUAL RADIOLOGICAL DISSECTION. It provides the ability to perform a variety of organizational operations to improve understanding. In addition, a set of geo-registrated medical imaging tools has been developed to manipulate the volume to improve display (USING GEO-REGISTERED TOOLS TO MANIPULATE THREE-DIMENSIONAL MEDICAL IMAGES, US Patent Application No. 16 / See 524,275). However, the ability of radiologists to interact with volume medical images still has its own limitations.

米国特許第8384771号明細書U.S. Pat. No. 8,384,771 米国特許第9980691号明細書U.S. Pat. No. 9,980,691

Douglas, D. B., Wilke, C. A., Gibson, J. D., Boone, J. M., & Wintermark, M. (2017). Augmented Reality: Advances in Diagnostic Imaging. Multimodal Technologies and Interaction, 1(4), 29)Douglas, D. B., Wilke, C. A., Gibson, J. D., Boone, J. M., & Wintermark, M. (2017). Augmented Reality: Advances in Diagnostic Imaging. Multimodal Technologies and Interaction, 1 (4), 29)

この文書にて言及される全ての例、態様、及び特徴は、技術的に可能なやり方で組み合わされることができる。 All examples, embodiments, and features referred to in this document can be combined in a technically possible manner.

一部の態様によれば、方法は、画像処理システムにロードされた選択した三次元医用画像ボリュームに対して、ユーザ入力に応答して、一群の利用可能な仮想ツールから、仮想ツールのセットを選択し、選択したセットの各仮想ツールを三次元画像ボリュームとジオレジストレーションし、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作する、ことを有する。一部の実装は、仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーションツール、仮想テーブル、仮想造影剤ツール、及び仮想アイコンを含む一群の利用可能な仮想ツールから、仮想ツールのセットを選択する、ことを有する。一部の実装は、三次元画像ボリュームの一部をハイライトし且つ書き込まれた注釈を付加することによって、仮想焦点ペンに応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、仮想焦点ペンの先端に隣接する三次元画像ボリュームボクセルを変更することを有する。一部の実装は、三次元画像ボリュームからの組織を隔てることによって、仮想ナイフに応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、三次元画像ボリュームの中空構造内で仮想トランスポートビューアを移動させ且つ仮想トランスポートビューアの視点からの画像を提示することによって、仮想トランスポートビューアに応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、仮想トランスポートビューアを用いて仮想的な結腸内視鏡検査を実行することを有する。一部の実装は、視認可能な動くボクセルを三次元画像ボリュームに挿入することによって、仮想造影剤に応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、動くボクセルのうちの異なるものに異なる密度値を割り当てることを有する。一部の実装は、殻(シェル)ごとに繰り返すようにして行われ得るものである臓器の外殻のボクセルの除去によって、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、近接した関心組織を該関心組織の複数のボクセルの座標を調整することによって離間させることによって、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、関心組織を仮想テーブルの仮想収納箱(ストレージビン)に配することによって、仮想テーブルに応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、仮想カテーテルの移動を、選択された血管内の柱状の血液ボクセルに制限することによって、仮想カテーテルに応答して三次元画像ボリュームを操作することを有する。一部の実装は、三次元画像ボリュームのうちの選択されたサブボリュームに関連する情報を自動的に表示することを有する。一部の実装は、患者のメタデータ及び医用画像ボリュームを取得することが促された現在状態、患者の病歴、検査結果、及び病理学的結果を表示することを有する。一部の実装は、仮想フロントガラスを用いて情報を表示することを有する。一部の実装は、仮想ロードサインを用いて測定基準までの距離を表示することを有する。一部の実装は、視点を示す視覚的な補助アイコンを表示することを有する。一部の実装は、人工知能アルゴリズムによって検出された所見を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する。一部の実装は、表示されているサブボリュームの三次元医用画像ボリューム又は患者の身体に対する位置を示す視覚的な補助アイコンを表示することを有する。一部の実装は、含ボリューム三次元カーソルを用いてサブボリュームを選択することを有する。一部の実装は、サブボリュームの所定のリストの複数のサブボリュームからサブボリュームを選択することを有する。一部の実装は、リストの複数のサブボリュームの各々を順次に表示することを有する。一部の実装は、シーケンシャルサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームからサブボリュームを選択することを有する。一部の実装は、ランダムサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームからサブボリュームを選択することを有する。一部の実装において、三次元画像ボリュームを操作することは、ボクセルサイズを変更すること、ボクセル形状を変更すること、ボクセル位置を変更すること、ボクセル方向を変更すること、ボクセル内部パラメータを変更すること、ボクセルを作成すること、及びボクセルを除去すること、のうちの少なくとも1つを有する。一部の実装において、三次元画像ボリュームを操作することは、関心サブボリュームを、共通の特性に基づいて、複数の部分に分割することを有する。一部の実装において、三次元画像ボリュームを操作することは、各々が中心点に接触する複数の拡大された立方体を作成することによって、分解図を生成することを有する。一部の実装は、ヒトの眼が観察することを補助するために仮想アイトラッカー記号を使用することを有する。一部の実装は、ヒトの眼が跳躍性運動を行って1つの位置から別の位置へとジャンプすることができるように、空間的に離隔した位置で仮想アイトラッカー記号を出現及び消滅させることを有する。一部の実装は、ヒトの眼が滑らかな追跡を行うことができるように、仮想アイトラッカー記号を経路に沿って滑らかに移動させることを有する。 According to some embodiments, the method responds to user input to a selected 3D medical image volume loaded into an image processing system from a set of available virtual tools to a set of virtual tools. It has to select and geo-register each virtual tool in the selected set with a 3D image volume and manipulate the 3D image volume in response to the operation of the virtual tool in the set of virtual tools. Some implementations include a virtual focus pen, a virtual 3D cursor, a virtual transport viewer, a virtual pedestal, a virtual knife, a virtual catheter, a virtual load sign, a virtual ablation tool, a virtual table, a virtual contrast agent tool, and a virtual icon. Have to select a set of virtual tools from the available virtual tools. Some implementations include manipulating the 3D image volume in response to a virtual focus pen by highlighting a portion of the 3D image volume and adding written annotations. Some implementations have to modify the 3D image volume voxels adjacent to the tip of the virtual focus pen. Some implementations have to manipulate the 3D image volume in response to a virtual knife by separating the tissue from the 3D image volume. Some implementations move the 3D image volume within the hollow structure of the 3D image volume and present the image from the perspective of the virtual transport viewer in response to the 3D image volume. Have to operate. Some implementations include performing a virtual colonoscopy with a virtual transport viewer. Some implementations include manipulating the 3D image volume in response to a virtual contrast agent by inserting a visible moving voxel into the 3D image volume. Some implementations have different density values assigned to different voxels in motion. Some implementations can be done by repeating shell-by-shell, by removing voxels in the outer shell of an organ, in response to the operation of virtual tools in a set of virtual tools. Has to manipulate the volume. Some implementations separate 3D image volumes in response to the operation of virtual tools in a set of virtual tools by separating adjacent tissues of interest by adjusting the coordinates of multiple voxels of the tissues of interest. Have to operate. Some implementations have the ability to manipulate a 3D image volume in response to a virtual table by placing the organization of interest in a virtual storage box (storage bin) of the virtual table. Some implementations have the ability to manipulate the 3D image volume in response to a virtual catheter by limiting the movement of the virtual catheter to columnar blood voxels within selected blood vessels. Some implementations have the ability to automatically display information related to a selected subvolume of a 3D image volume. Some implementations include displaying the patient's current state, patient history, test results, and pathological results that were prompted to obtain patient metadata and medical image volume. Some implementations have the use of virtual windshields to display information. Some implementations have a virtual load sign to display the distance to a metric. Some implementations have to display a visual auxiliary icon indicating the viewpoint. Some implementations have the ability to display visual auxiliary icons that indicate findings detected by artificial intelligence algorithms. Some implementations include displaying a three-dimensional medical image volume of the displayed subvolume or a visual auxiliary icon indicating the position of the displayed subvolume with respect to the patient's body. Some implementations have volume-containing 3D cursors to select subvolumes. Some implementations have to select a subvolume from multiple subvolumes in a given list of subvolumes. Some implementations have to display each of the multiple subvolumes of the list sequentially. Some implementations have to select a subvolume from a plurality of subvolumes defined by sequential search pattern coordinates. Some implementations have to select a subvolume from a plurality of subvolumes defined by random search pattern coordinates. In some implementations, manipulating the 3D image volume can change voxel size, change voxel shape, change voxel position, change voxel orientation, change voxel internal parameters. Having at least one of that, creating voxels, and removing voxels. In some implementations, manipulating a 3D image volume has to divide the subvolume of interest into multiple parts based on common characteristics. In some implementations, manipulating a 3D image volume has the ability to generate an exploded view by creating multiple magnified cubes, each contacting a center point. Some implementations have the use of virtual eye tracker symbols to assist the human eye in observing. Some implementations make the virtual eye tracker symbol appear and disappear at spatially separated locations so that the human eye can make jumping movements and jump from one position to another. Have. Some implementations include moving the virtual eye tracker symbol smoothly along the path so that the human eye can perform smooth tracking.

一部の態様によれば、装置は、画像処理システムを有し、画像処理システムは、画像処理システムにロードされた選択した三次元医用画像ボリュームに対して、ユーザ入力に応答して、一群の利用可能な仮想ツールからの選択に関する仮想ツールのセットを提示し且つ該選択されたセットの各仮想ツールを三次元画像ボリュームとジオレジストレーションするインタフェースと、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作する画像プロセッサと、を有する。一部の実装において、仮想ツールのセットは、仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーションツール、仮想テーブル、仮想造影剤ツール、及び仮想アイコンを含む一群の利用可能な仮想ツールから選択される。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想焦点ペンを含み、画像プロセッサは、三次元画像ボリュームの一部をハイライトし且つ書き込まれた注釈を付加することによって、仮想焦点ペンに応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、画像プロセッサは、仮想焦点ペンの先端に隣接する三次元画像ボリュームボクセルを変更する。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想ナイフを含み、画像プロセッサは、三次元画像ボリュームからのボクセル(例えば、組織タイプのボクセル)を隔てる又は操作する(例えば、その位置を変化させる)ことによって、仮想ナイフに応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想トランスポートビューアを含み、画像プロセッサは、三次元画像ボリュームの中空構造内で仮想トランスポートビューアを移動させ且つ仮想トランスポートビューアの視点からの画像を提示することによって、仮想トランスポートビューアに応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、仮想トランスポートビューアは、インタフェースを介して仮想的な結腸内視鏡検査を実行するために使用される。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想造影剤を含み、画像プロセッサは、視認可能な動くボクセルを三次元画像ボリュームに挿入することによって、仮想造影剤に応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、画像プロセッサは、動くボクセルのうちの異なるものに異なる密度値を割り当てる。一部の実装において、画像プロセッサは、臓器の外殻のボクセルを除去することによって、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、画像プロセッサは、近接した関心組織を該関心組織の複数のボクセルの座標を調整することによって離間させることによって、仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想テーブルを含み、画像プロセッサは、関心組織を仮想テーブルの仮想収納箱に配することによって、仮想テーブルに応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、仮想ツールのセットは仮想カテーテルを含み、画像プロセッサは、仮想カテーテルの移動を、選択された血管内の柱状の血液ボクセルに制限することによって、仮想カテーテルに応答して三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、インタフェースが、三次元画像ボリュームのうちの選択されたサブボリュームに関連する情報を自動的に表示する。一部の実装において、インタフェースが、患者のメタデータ及び医用画像ボリュームを取得することが促された現在状態、患者の病歴、検査結果、及び病理学的結果を表示する。一部の実装は、インタフェースが仮想フロントガラスを用いて情報を表示することを有する。一部の実装は、インタフェースが仮想ロードサインを用いて測定基準までの距離を表示することを有する、一部の実装は、インタフェースが視点を示す視覚的な補助アイコンを表示することを有する。一部の実装は、インタフェースが、人工知能アルゴリズムによって検出された所見を示す視覚的な補助アイコンを表示することを有する。一部の実装は、インタフェースが、表示されているサブボリュームの三次元医用画像ボリューム又は患者の身体に対する位置を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する。一部の実装は、インタフェースが、含ボリューム三次元カーソルを用いた少なくとも1つのサブボリュームの選択を受信する、ことを有する。一部の実装において、選択されたサブボリュームは、所定のリストの複数のサブボリュームのうちの1つである。一部の実装は、インタフェースがリストの複数のサブボリュームの各々を順次に表示することを有する。一部の実装において、選択されたサブボリュームは、シーケンシャルサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームのうちの1つである。一部の実装において、選択されたサブボリュームは、ランダムサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームのうちの1つである。一部の実装において、画像プロセッサが三次元画像ボリュームを操作することは、ボクセルサイズを変更すること、ボクセル形状を変更すること、ボクセル位置を変更すること、ボクセル方向を変更すること、ボクセル内部パラメータを変更すること、ボクセルを作成すること、及びボクセルを除去すること、のうちの少なくとも1つを有する。一部の実装において、画像プロセッサは、関心サブボリュームを、共通の特性に基づいて、複数の部分に分割することによって、三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、画像プロセッサは、各々が中心点に接触する複数の拡大された立方体を作成することにより、分解図を生成することによって、三次元画像ボリュームを操作する。一部の実装において、インタフェースは仮想アイトラッカー記号を有する。一部の実装において、仮想アイトラッカー記号は、ヒトの眼が跳躍性運動を行って1つの位置から別の位置へとジャンプすることができるように、空間的に離隔した位置で出現及び消滅する。一部の実装において、仮想アイトラッカー記号は、経路に沿って滑らかに移動する。 According to some embodiments, the apparatus has an image processing system, which is a set of selected three-dimensional medical image volumes loaded into the image processing system in response to user input. An interface that presents a set of virtual tools for selection from available virtual tools and geo-registers each virtual tool in the selected set with a three-dimensional image volume, and operation of the virtual tools in the set of virtual tools. It has an image processor that operates a three-dimensional image volume in response to. In some implementations, the set of virtual tools includes virtual focus pen, virtual 3D cursor, virtual transport viewer, virtual pedestal, virtual knife, virtual catheter, virtual load sign, virtual ablation tool, virtual table, virtual contrast agent tool, And a set of available virtual tools, including virtual icons. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual focus pen, and the image processor responds to the virtual focus pen by highlighting and annotating a portion of the 3D image volume. Manipulate the 3D image volume. In some implementations, the image processor modifies the 3D image volume voxel adjacent to the tip of the virtual focus pen. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual knife, and the image processor separates or manipulates (eg, repositions) voxels (eg, tissue-type voxels) from a 3D image volume. Manipulate the 3D image volume in response to a virtual knife. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual transport viewer, where the image processor moves the virtual transport viewer within the hollow structure of the 3D image volume and presents the image from the perspective of the virtual transport viewer. By doing so, the 3D image volume is manipulated in response to the virtual transport viewer. In some implementations, a virtual transport viewer is used to perform a virtual colonoscopy through the interface. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual contrast agent, and the image processor manipulates the 3D image volume in response to the virtual contrast agent by inserting a visible moving voxel into the 3D image volume. do. In some implementations, the image processor assigns different density values to different moving voxels. In some implementations, the image processor manipulates the 3D image volume in response to the operation of the virtual tools in the set of virtual tools by removing the voxels of the outer shell of the organ. In some implementations, the image processor is tertiary in response to the operation of a virtual tool in a set of virtual tools by separating adjacent interested tissues by adjusting the coordinates of multiple voxels of the interested tissue. Operate the original image volume. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual table, and the image processor manipulates the three-dimensional image volume in response to the virtual table by placing the organization of interest in the virtual storage box of the virtual table. In some implementations, the set of virtual tools includes a virtual catheter, and the image processor is three-dimensional in response to the virtual catheter by limiting the movement of the virtual catheter to the columnar blood voxels in the selected blood vessel. Manipulate the image volume. In some implementations, the interface automatically displays information related to the selected subvolume of the 3D image volume. In some implementations, the interface displays the current state, patient history, test results, and pathological results for which the patient's metadata and medical image volume were prompted to be acquired. Some implementations have an interface that uses a virtual windshield to display information. Some implementations have the interface display the distance to the metric using a virtual load sign, some implementations have the interface display a visual auxiliary icon indicating the viewpoint. Some implementations have the interface display a visual auxiliary icon indicating the findings detected by the artificial intelligence algorithm. Some implementations have an interface that displays a three-dimensional medical image volume of the displayed subvolume or a visual auxiliary icon indicating the position of the displayed subvolume with respect to the patient's body. Some implementations have an interface that receives a selection of at least one subvolume using a volume containing 3D cursor. In some implementations, the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes in a given list. Some implementations have an interface that sequentially displays each of a plurality of subvolumes in a list. In some implementations, the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes defined by sequential search pattern coordinates. In some implementations, the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes defined by random search pattern coordinates. In some implementations, the image processor manipulating a 3D image volume can change voxel size, change voxel shape, change voxel position, change voxel orientation, voxel internal parameters. Have at least one of modifying, creating voxels, and removing voxels. In some implementations, the image processor manipulates the 3D image volume by dividing the subvolume of interest into multiple parts based on common characteristics. In some implementations, the image processor manipulates the 3D image volume by generating an exploded view by creating multiple magnified cubes, each contacting a center point. In some implementations, the interface has a virtual eye tracker symbol. In some implementations, the virtual eye tracker symbol appears and disappears at spatially separated positions so that the human eye can make jumping movements and jump from one position to another. .. In some implementations, the virtual eye tracker symbol moves smoothly along the path.

一部の実装において、強化された医用画像解析のための仮想ツールキットを実装するソフトウェアを用意するための方法及び装置が使用され、これは、以下のステップ、すなわち、チェックリストに従ってボリューム医用撮像データセットをロードし、医用画像を3Dボリュームに変換するとともに仮想ツールキットをインポートし、ジオレジストレーションされたボリューム医用画像との/内での各仮想ツールのレジストレーション及び較正を実行し、(例えば、援用するPROCESSING 3D MEDICAL IMAGES TO ENHANCE VISUALIZATIONなる米国特許出願第15/904,092号及び上記米国特許出願第16/195,251号並びに本開示にて教示される先進的な観察オプションに記載されるような)フィルタリング、セグメンテーション及びボクセル操作を実行し、全ての時間ステップについて、上のステップにて列挙された仮想ツールキットの移動及び操作に従った表示を提供し、決定ポイントが到達され、そこで、チェックリストが完成した場合には次のステップに進むことができ、検査が完了していない場合には先行ステップに戻り、そして最終的に、医療セット全体のレビューが完了した場合に、検査が終了されるとともに、レポートが作成されてファイルされる。 In some implementations, methods and devices are used to provide software that implements a virtual toolkit for enhanced medical image analysis, which follows the steps below, ie, volume medical imaging data according to the checklist. Load the set, convert the medical image to a 3D volume, import the virtual toolkit, perform registration and calibration of each virtual tool with / in the geo-registered volume medical image (eg, for example. As described in the incorporated PROCESSING 3D MEDICAL IMAGES TO ENHANCE VISUALIZATION U.S. Patent Application No. 15 / 904,092 and U.S. Patent Application No. 16 / 195,251 and the advanced observation options taught in this disclosure. ) Perform filtering, segmentation and voxel operations and provide a display according to the movement and operation of the virtual toolkit listed in the above steps for all time steps, where decision points are reached and checked. When the list is complete, you can proceed to the next step, if the test is not complete, you go back to the previous step, and finally, when the review of the entire medical set is complete, the test is finished. At the same time, a report is created and filed.

装置は、IO装置と、該IO装置と通信する画像プロセッサとを有し、画像プロセッサは、コンピュータ読み取り可能な非一時的な媒体に格納されたプログラムを有し、該プログラムは、異なる組織タイプへのボクセルのセグメンテーションを実行するための命令と、ボクセル操作を実行するための命令と、少なくとも1つの追加ボクセルの作成及びそれの医用撮像データセットへの挿入のための命令と、医用撮像データセットへのボクセルを除去するための命令と、上のユーザ変更された放射線画像に対してボクセル注釈を実行するための命令と、レビューのための記録ステップに対する命令と、を有する。 The device has an IO device and an image processor that communicates with the IO device, the image processor having a program stored in a computer-readable non-temporary medium, and the program to a different tissue type. Instructions for performing boxel segmentation, instructions for performing boxel operations, instructions for creating at least one additional boxel and inserting it into the medical imaging data set, and to the medical imaging data set. It has an instruction to remove the boxel, an instruction to perform a boxel annotation on the user-modified radiographic image above, and an instruction to a recording step for review.

一部の実施形態において、仮想ツール操作はまた、コントローラ/ジョイスティック入力を介して遂行されることができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、3Dカーソルに、大きさ、形状、又は方向(ロール、ピッチ、ヨー)を変えるように指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、左目及び右目の視点に、3Dカーソルに向かって内側に又は該カーソルから離れるようにズームされるように指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、焦点への収束を指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、頭部ディスプレイユニット内で3Dカーソルを上昇若しくは下降させること、又は3Dカーソルを左右に移動させることを指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は3Dカーソルの色を変えることができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、フィルタリング、セグメンテーション、シーケンシング、統計分析及び報告を呼び出すことができ、これらは米国特許出願第15/904,092号に記載されており、それを援用する。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、関心ボリューム全体を通しての仮想焦点ペンの移動を指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック/キーボード入力は、関心ボリューム内の1つ以上の3Dカーソルの注釈を指示することができる。一部の実装において、コントローラ/ジョイスティック入力は、放射線科医を複雑な検査のための自身のチェックリストアプローチに体系化されたままとするために、ボリューム医用撮像に関連するアイコンオプションを指示することができる。一部の実装において、3D医用画像を提示することは、ジョイスティック及び機能ボタンで構成される医療関係者が3D医用画像をレビューするのための改良されたユーザコントローラインタフェースの方法を有する。機能は、以下に限られないが、3Dカーソルとインタフェースするときに以下を含む:3Dカーソルの方向をロール、ピッチ、ヨーで変更する;医療関係者の視点を3Dカーソルのズームインする及び該カーソルからズームアウトする;収束を発動させる;ヘッドセット上で表示されるところに関して3Dカーソルを上下させる;3Dカーソルの大きさ、形状、及び色を変更する;フィルタリング、セグメンテーション、シーケンシング、統計、及び報告の処理を呼び出す;仮想焦点ペン及びその移動制御を呼び出す;関心領域内の1つ以上の3Dカーソルに注釈を付ける;アイコンオプションを呼び出す;及び関心ある高度な表示オプション(例えば、分解、切除、スライスタイプのビュー)を呼び出す。仮想ツールの代表的なサンプルは、以下に限られないが、仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーション、仮想テーブル、仮想造影剤、及び仮想アイコンを含む。多くの他の仮想ツールが可能であり、それらは、以下に限られないが、ドリル、カップ、ストリング、ミラー、レンズ、金属デバイス、非金属デバイス、及び医療関係者、建設作業者又はエンジニアによって一般的に使用される他のツールを含む。 In some embodiments, virtual tool operations can also be performed via controller / joystick input. In some implementations, the controller / joystick input can instruct the 3D cursor to change size, shape, or direction (roll, pitch, yaw). In some implementations, the controller / joystick input can instruct the left and right eye viewpoints to zoom inward or away from the 3D cursor. In some implementations, the controller / joystick input can indicate convergence to focus. In some implementations, the controller / joystick input can instruct the 3D cursor to move up or down, or to move the 3D cursor left or right within the head display unit. In some implementations, the controller / joystick input can change the color of the 3D cursor. In some implementations, the controller / joystick input can invoke filtering, segmentation, sequencing, statistical analysis and reporting, which are described in U.S. Patent Application No. 15 / 904,092, which is incorporated herein by reference. do. In some implementations, the controller / joystick input can direct the movement of the virtual focus pen throughout the volume of interest. In some implementations, the controller / joystick / keyboard input can indicate the annotation of one or more 3D cursors in the volume of interest. In some implementations, the controller / joystick input directs icon options related to volume medical imaging to keep the radiologist systematized in his checklist approach for complex examinations. Can be done. In some implementations, presenting a 3D medical image has an improved user controller interface method for medical personnel to review the 3D medical image, consisting of a joystick and a functional button. Functions include, but are not limited to, when interacting with a 3D cursor, including: change the direction of the 3D cursor with roll, pitch, yaw; zoom in on the 3D cursor and from the cursor Zoom out; trigger convergence; move the 3D cursor up and down with respect to what is displayed on the headset; change the size, shape, and color of the 3D cursor; filtering, segmentation, sequencing, statistics, and reporting Invoke processing; Invoke virtual focus pen and its movement control; Annotate one or more 3D cursors in the area of interest; Invoke icon options; and advanced display options of interest (eg, decompose, cut, slice type) View). Typical samples of virtual tools are not limited to the following, but are limited to virtual focus pens, virtual 3D cursors, virtual transport viewers, virtual pedestals, virtual knives, virtual catheters, virtual load signs, virtual ablation, virtual tables, and virtual contrast. Includes agents and virtual icons. Many other virtual tools are possible, including but not limited to drills, cups, strings, mirrors, lenses, metal devices, non-metal devices, and commonly used by healthcare professionals, construction workers or engineers. Includes other tools used by

一部の実装において、ボリューム医用画像のレビューを行う医療関係者は、それによって仮想放射線科医アシスタントタイプアイコンが表示されるプロセスを呼び出し得る。仮想放射線科医アシスタントタイプアイコンの目的は、とりわけ:検査を行っている医療関係者が医療機関のチェックリスト上のどこにあって、次が何であるか;(1つ以上の)医用画像を取得する引き金となる患者のメタデータ及び現在状態;患者の病歴;検査結果;存在する場合の人工知能(AI)ルーチンの適用からの結果及び状態のインジケータ、に関する全ての関連/重要な情報を描くことである。この実装において、レビューを行う医療関係者は、如何なる時にも仮想フロントガラス(ウィンドシールド)の表示を命令し得る。この実装において、レビューを行う医療関係者はまた、フロントガラス上に示されるアイテムを変更し得る。 In some implementations, medical personnel reviewing volume medical images may invoke the process by which the virtual radiologist assistant type icon is displayed. The purpose of the virtual radiologist assistant type icon is, among other things: where the medical personnel performing the test are on the medical institution's checklist and what's next; By drawing all relevant / important information about the triggering patient's metadata and current status; patient's medical history; test results; results from application of artificial intelligence (AI) routines if present and status indicators. be. In this implementation, the reviewing medical personnel may order the display of the virtual windshield (windshield) at any time. In this implementation, the reviewing medical personnel may also modify the items shown on the windshield.

一部の実装において、仮想ツールは、ボクセル変更を指示することができる。ボクセル操作の例は、ボクセルのサイズ、形状、位置、方向、又は内部パラメータを変えることを含む。さらに、仮想ツールの指示にてボクセルを作成又は削除することができる。 In some implementations, virtual tools can direct voxel changes. Examples of voxel operations include changing voxel size, shape, position, orientation, or internal parameters. In addition, voxels can be created or deleted at the direction of the virtual tool.

一部の実施形態において、医用撮像ボリューム内の関心構造の視覚化を強化するために、仮想焦点ペンを利用される。一部の実装において、焦点ペンは、異常を含んでいるかもしれない構造内の領域を指すために使用されることができる。一部の実装において、焦点ペンは、記号(例えば、矢印)を用いて関心領域を指すことができる。一部の実装において、ボリュームデータ内に注記を書き込むことができる。一部の実装において、焦点ペンの先端から特定の距離だけ離れた組織の透明さを変更すると共に、焦点ペンのポイントに近接したボクセルをハイライトすることができる。一部の実装において、焦点ペンは3Dカーソルと共に使用されることができる。 In some embodiments, a virtual focus pen is utilized to enhance the visualization of the structure of interest within the medical imaging volume. In some implementations, the focus pen can be used to point to areas within the structure that may contain anomalies. In some implementations, the focus pen can use a symbol (eg, an arrow) to point to the area of interest. In some implementations, notes can be written in the volume data. In some implementations, it is possible to change the transparency of tissue at a certain distance from the tip of the focus pen and highlight voxels close to the point of the focus pen. In some implementations, the focus pen can be used with a 3D cursor.

一部の実施形態において、ヒトが構造を観察することを容易にするために、仮想アイトラッカー記号が3D医用撮像データセットと共に使用される。一部の実施形態において、仮想アイトラッカー記号は、ヒトの眼が跳躍性運動を行って1つの位置から別の位置へとジャンプすることができるように、空間的に離隔した位置で出現及び消滅する。他の一実施形態において、仮想アイトラッカー記号は、ヒトの眼が滑らかな追跡を行うことができるように、連続して視認可能であり、経路に沿った滑らかな動きを持つ。仮想アイトラッカー記号は、以下に限られないが、仮想ツール(例えば、仮想焦点ペン)、ジオレジストレーションされたツール、又は予めプログラムされたシーケンスによって制御されることができる。 In some embodiments, a virtual eye tracker symbol is used with a 3D medical imaging dataset to facilitate the observation of the structure by humans. In some embodiments, the virtual eye tracker symbol appears and disappears at spatially separated positions so that the human eye can make jumping movements and jump from one position to another. do. In another embodiment, the virtual eye tracker symbol is continuously visible and has smooth movement along the path so that the human eye can perform smooth tracking. The virtual eye tracker symbol can be controlled by a virtual tool (eg, a virtual focus pen), a georesisted tool, or a pre-programmed sequence, including but not limited to:

一部の実装において、仮想ナイフを、ボリューム医用画像とコレジストレーションして、医用撮像ボリューム内で仮想組織を切断するために使用することができる。更なる一実装において、仮想ナイフは、移動可能なジオレジストレーションポイント(例えば、仮想ナイフの先端)を有し、仮想ナイフの切断面を指し示す追加ポイント、及び制御ユニットが、X、Y、Z座標系、並びにナイフのロール、ピッチ、及びヨーにおける変化を提供する。仮想ナイフは、以下に限られないが、以下のように使用され得る:医用画像を見る医療関係者が、仮想ナイフを拾い上げ、それを現在関心ある3Dデジタル構造に移動させ、次いで、仮想ナイフを3Dジオレジストレーションされた構造に通し、そして、それが3Dジオレジストレーションされた構造を通り抜けたときに仮想ナイフによって作り出された表面の外側(医用画像を見る医療関係者によって予め選択された仮想ナイフの側)にある組織が削除され(又は傍らに取りのけられ)得る。更なる実装において、仮想ナイフは、厳密なレジストレーションポイント(例えば、ジオレジストレーションされるナイフの先端)、ナイフの切断面を指し示す追加のジオレジストレーションポイントを有する。一部の実装において、触覚又は聴覚フィードバックをユーザに提供することができる。 In some implementations, the virtual knife can be used to collate with the volume medical image to cut the virtual tissue within the medical imaging volume. In a further implementation, the virtual knife has a movable georegistration point (eg, the tip of the virtual knife), an additional point pointing to the cut plane of the virtual knife, and a control unit with X, Y, Z coordinates. It provides variations in the system, as well as in the roll, pitch, and yaw of the knife. Virtual knives can be used, but not limited to, as follows: A medical practitioner viewing a medical image picks up a virtual knife, moves it to a 3D digital structure of current interest, and then moves the virtual knife. Outside the surface created by the virtual knife as it passes through the 3D georegistered structure and when it passes through the 3D georegistered structure (a virtual knife preselected by the medical practitioner viewing the medical image). Tissues on the side of) can be removed (or set aside). In a further implementation, the virtual knife has a strict registration point (eg, the tip of the geo-registered knife), an additional geo-registration point pointing to the cut surface of the knife. In some implementations, tactile or auditory feedback can be provided to the user.

一部の実装において、3D医用画像を提示することは、視覚的トランスポートツールを使用して血管中でのライドを達成することで医用画像を見ることを支援する方法を有する。更なる一実装において、患者内の血管構造の観察を最適化するために、視覚的トランスポートツールと共に仮想カテーテルが使用され得る。手順例は、以下に限られないが、血管構造及び1つ以上のステントの挿入の潜在的必要性の評価においてトンネル内のライドが使用され得ることを含む。このケースにおいて、血管エントリのライドは、鼠径部を通って、総大腿動脈へ、外腸骨動脈へ、総腸骨動脈へ、腹部大動脈へ、胸部大動脈へ、大動脈弓へ、そして最終的に関心冠動脈へとし得る。そして、医用画像を見る医療関係者が3Dヘッドセットから見たときに血管内を移動して見えるように可視化する。血管内の血液はデジタル的に取り去られることができ、仮想的な光が血管壁上で輝き得る。血管構造内の収縮物がトンネルの狭窄として現れ、収縮物のX、Y、Z座標が記録される。医用画像を見る医療関係者はいつでも、血管構造を全体として、示された血管内のライドの現在位置と共に見ることができる。一部の実装において、内部構造の最適な観察が達成されるように、血管の直径を拡大してボクセルを操作し得る。一部の実装において、3D医用画像を提示することは、血管内の3Dジオレジストレーションされたライドからなる医用画像を観察することを支援する方法を有する。更なる実装において、このトンネル内の3Dジオレジストレーションされたライドは、SMART OPERATING ROOM EQUIPPED WITH SMART SURGICAL DEVICESなる米国特許出願第15/949,202号及びIMPLANTABLE MARKERS TO AID SURGICAL OPERATIONSなる米国特許出願第16/509,592号に記載されるような患者のジオレジストレーションとともに使用される。介入者は、3Dヘッドマウントディスプレイを用いたジオレジストレーションされた3Dシステムと介入手術で現在利用可能な標準ディスプレイとの間で行ったり来たり切り替え得る。これは、術前プランニング中に特定されたしめ収縮物を略リアルタイムで観察することを可能にする。さらに、クリティカルなジャンクションに近づいているときに略リアルタイムで警告が与えられ得る。 In some implementations, presenting a 3D medical image has a way to assist in viewing the medical image by achieving a ride in a blood vessel using a visual transport tool. In a further implementation, a virtual catheter may be used with a visual transport tool to optimize the observation of vascular structure within the patient. Examples of procedures include, but are not limited to, the use of intra-tunnel rides in assessing vascular structure and the potential need for insertion of one or more stents. In this case, the vascular entry ride is of interest through the inguinal region to the common femoral artery, to the external iliac artery, to the common iliac artery, to the abdominal aorta, to the thoracic aorta, to the aortic arch, and finally. It can be to the coronary artery. Then, it is visualized so that the medical person who sees the medical image moves in the blood vessel when viewed from the 3D headset. Blood in blood vessels can be digitally removed and virtual light can shine on the walls of blood vessels. The contractions in the vascular structure appear as tunnel stenosis and the X, Y, Z coordinates of the contractions are recorded. Viewing medical images Medical personnel can always view the vascular structure as a whole, along with the current position of the ride within the indicated vessel. In some implementations, voxels can be manipulated by increasing the diameter of the blood vessel so that optimal observation of the internal structure is achieved. In some implementations, presenting a 3D medical image has a method of assisting in observing a medical image consisting of 3D georesisted rides within a blood vessel. In a further implementation, the 3D georesisted ride in this tunnel will be US Patent Application No. 15 / 949,202, SMART OPERATING ROOM EQUIPPED WITH SMART SURGICAL DEVICES, and US Patent Application No. 16 IMPLANTABLE MARKERS TO AID SURGICAL OPERATIONS. Used with patient georegistration as described in / 509,592. Interventors can switch back and forth between a geo-registered 3D system with a 3D head-mounted display and the standard display currently available for intervention surgery. This makes it possible to observe the squeezed contractions identified during preoperative planning in near real time. In addition, warnings can be given in near real time when approaching a critical junction.

一部の実装において、ボリューム医用画像を提示することは、仮想カテーテルで構成される医用画像を見ることを支援する方法を有する。更なる実装において、仮想カテーテルは、患者内の血管構造の3Dデジタル画像と共に使用され得る。更なる実装において、カテーテルは総移動距離を継続的に計算することができ、総移動距離は、表示され得るとともに、後のレビューのために時間タグ付けされ記録され得る。仮想カテーテルは、以下に限られないが例えば脳動脈瘤の治療などの介入手順の術前プランニング中に使用されてもよい。動脈瘤の治療における仮想カテーテルの実装は、以下の通りとし得る:例えば患者の鼠径部から総大腿動脈、次いで外腸骨動脈、次いで総腸骨動脈、次いで腹部大動脈、次いで胸部大動脈、次いで腕頭動脈、次いで総頸動脈、次いで内頚動脈、次いで中大脳動脈、そして最終的に動脈瘤へなど、予め決められた箇所で仮想カテーテルを3Dデジタル血管構造に挿入する。介入者が注意を払う必要がある各交差部のために拡張現実距離マーカーが3D仮想カテーテルに付加されて1つの血管から別の血管へと変化するように準備され、重要な全ての血管分岐連結点のスクリーンキャプチャが、座標系X−Y、X−Z、及びY−Z平面における現在経路からの角度変化を注釈付けられ得る。 In some implementations, presenting a volume medical image has a method of assisting in viewing a medical image composed of a virtual catheter. In a further implementation, the virtual catheter can be used with a 3D digital image of the vascular structure within the patient. In a further implementation, the catheter can continuously calculate the total distance traveled, which can be displayed and time-tagged and recorded for later review. Virtual catheters may be used during preoperative planning of intervention procedures, such as, but not limited to, the treatment of cerebral aneurysms. Implementations of virtual catheters in the treatment of aneurysms can be as follows: for example, from the patient's inguinal to the total femoral artery, then the external iliac artery, then the common iliac artery, then the abdominal aorta, then the thoracic aorta, then the wrist. A virtual catheter is inserted into the 3D digital vascular structure at predetermined locations, such as the artery, then the common carotid artery, then the internal carotid artery, then the middle cerebral artery, and finally the aneurysm. Augmented reality distance markers are added to the 3D virtual catheter for each intersection that the intervener needs to pay attention to, prepared to change from one vessel to another, and all important vascular bifurcation connections. Screen captures of points can be annotated with angular changes from the current path in the coordinate systems XY, XY, and YY planes.

一部の実装において、3D医用画像を提示することは、3Dデジタル画像内での分解からなる医用画像を見ることを支援する方法を有する。更なる実装において、医用画像を見る医療関係者は(例えば、米国特許出願第15/904,092号に概説されるセグメンテーション技術を用いて)、それらの共通の特徴(例えば、同等のハンスフィールドユニット)に基づいて、関心ある3Dデジタルボリュームを複数の部分へと分割し得る。そして、医用画像を見る医療関係者は、分解の原点として作用することになる3Dデジタルボリューム内の点(理想的には、3Dデジタルボリュームの中心近くであり且つセグメント化されたサブボリューム間)を選択し得る。すると、あたかも爆発が起こったかのように3Dデジタルのサブボリュームを分離し得る複数の方法がある。それらの方法のうちの1つは、以下に限られないが、次の通りである:各々が中心点に接し且つ各々がX、Y、Z軸に平行な8つの大きな立方体を作成する(例えば、第1の立方体はXにおいて正、Yにおいて正、Zにおいて正であり、第2の立方体はXにおいて正、Yにおいて負、Zにおいて正であるとすることができ、等々)。そして、医用画像を見る医療関係者が、中心点に近いサブボリュームについての距離係数を確立し、より遠く離れたサブボリュームには大きい距離係数を確立する。そして、サブボリュームの中心ボクセルがどの立方体の中にあるかに基づいて、これらの係数が3Dデジタル画像の各特定のサブボリューム内の全てのボクセルに適用される(なお、上述の第1の立方体では、その中心ボクセルがこの立方体に入る全てのサブボリュームで、そのサブボリューム内のボクセルのX、Y、Z座標が、正のX、正のY、正のZ方向に、指定の係数だけ増加する。第2の立方体内のサブボリュームでは、増加は正のX、負のY、正のZ方向である。)。医用画像を見る医療関係者は、検査の過程において、係数を変更してサブボリューム間の隔たりを変化させる。 In some implementations, presenting a 3D medical image has a method of assisting in viewing a medical image consisting of decompositions within a 3D digital image. In further implementations, medical personnel viewing medical images (eg, using the segmentation techniques outlined in US Patent Application No. 15 / 904,092) have their common features (eg, equivalent Hansfield units). ), The 3D digital volume of interest can be divided into multiple parts. The medical person viewing the medical image then sees a point in the 3D digital volume that acts as the origin of the decomposition (ideally near the center of the 3D digital volume and between the segmented subvolumes). You can choose. Then there are multiple ways to separate the 3D digital subvolumes as if an explosion had occurred. One of those methods, but not limited to:, creates eight large cubes, each touching the center point and each parallel to the X, Y, Z axes (eg,). , The first cube can be positive in X, positive in Y, positive in Z, the second cube can be positive in X, negative in Y, positive in Z, etc.). Then, the medical person who sees the medical image establishes a distance coefficient for the subvolume near the center point, and establishes a large distance coefficient for the subvolume farther away. Then, based on which cube the central voxel of the subvolume is in, these coefficients are applied to all voxels in each particular subvolume of the 3D digital image (note that the first cube described above). Now, for all subvolumes whose central voxel enters this cube, the X, Y, Z coordinates of the voxels in that subvolume increase by the specified coefficient in the positive X, positive Y, positive Z directions. In the subvolume in the second cube, the increase is in the positive X, negative Y, positive Z directions). Medical personnel viewing medical images change coefficients to change the gap between subvolumes during the course of the examination.

一部の実装において、仮想トランスポートプロセスビューアは、結腸内視鏡検査に先立って使用され得る。仮想トランスポートビューアプロセスの下で、患者は、先ず結腸のCTスキャンを受け、CT 2Dスライスから結腸の3Dボリュームが作成され(米国特許第8,384,771号)、セグメンテーション(米国特許出願第15/904,092号)が結腸の内容物(例えば、空気、排泄物)を識別し、減算が結腸の内容物を抽出し、そしてそうする際に、結腸が元の形状を維持したまま、ポリープが視認可能になり、そして、仮想プラットフォームが挿入されて、結腸内で前後左右の検査を行うことを可能にする。3D観察の容易さのために、結腸の直径を、ボクセル操作(米国特許出願第16/195,251号)により、拡大された結腸の中心点から最適な直径まで増加させることができる。ポリープが発見されなかった場合、患者は、引き続き健康状態が良好であると確信して家に帰ることができ、患者は、結腸内視鏡検査の不快感及び不安感を免れたことになり、結腸内視鏡検査の費用が回避される。そうでない場合には、治療が必要であることが知られることになる。結腸内視鏡検査を免れた者が仮想トランスポートビューアプロセスに尻込みすることはなさそうであるとともに、早期に検出される症例の割合が増加することになる。それにより、全住民の総体的な健康が向上される。 In some implementations, the virtual transport process viewer may be used prior to colonoscopy. Under the virtual transport viewer process, the patient first undergoes a CT scan of the colon, a 3D volume of the colon is created from the CT 2D slices (US Pat. No. 8,384,771), and segmentation (US Patent Application No. 15). / 904/092) identifies the contents of the colon (eg, air, excreta), the subtraction extracts the contents of the colon, and in doing so, the polyp retains its original shape. Will be visible, and a virtual platform will be inserted to allow anterior-posterior-left-right examination within the colon. For ease of 3D observation, the diameter of the colon can be increased from the center point of the enlarged colon to the optimal diameter by voxel manipulation (US Patent Application No. 16 / 195,251). If no polyps were found, the patient could continue to go home with confidence that he was in good health, and the patient would have escaped the discomfort and anxiety of colonoscopy. The cost of colonoscopy is avoided. If this is not the case, it will be known that treatment is needed. Those who escape colonoscopy are unlikely to be reluctant to engage in the virtual transport viewer process and will increase the proportion of cases detected early. This will improve the overall health of all inhabitants.

一部の実装において、結腸のボリューム医用画像のレビューを行う医療関係者は、仮想結腸内視鏡検査が実行されるプロセスを呼び出し得る。この実装では、造影剤を用いる/用いない結腸のCTスキャンが実行される。次いで、CT 2Dスライスから3D仮想画像が構築される(米国特許第8,384,771号)。セグメンテーション(米国特許出願第15/904,092号)が実行され、結腸の外側の組織が取り去られる。また、結腸内の組織でない内容物も取り去られる。そして、ポリープを見えなくし得るヒダが引き伸ばされ、それにより、ヒダ状の結腸組織によってポリープが見えなくなることがなくなるように、結腸が‘ストレッチ’される。このストレッチプロセスは、米国特許出願第16/195,251号に記載されるようなボクセル操作を含む。この引き伸ばされた直線状の仮想結腸が、この図に示されるようにヘッドディスプレイユニットを介して内部構造を見ることができるように、長さ軸に沿って2つに分割される。 In some implementations, medical personnel reviewing volume medical images of the colon may call the process by which virtual colonoscopy is performed. In this implementation, a CT scan of the colon with / without contrast is performed. A 3D virtual image is then constructed from the CT 2D slice (US Pat. No. 8,384,771). Segmentation (US Patent Application No. 15 / 904,092) is performed and the tissue outside the colon is removed. Also, non-tissue contents in the colon are removed. The folds that can obscure the polyp are then stretched, thereby'stretching'the colon so that the fold-like colon tissue does not obscure the polyp. This stretching process involves voxel manipulation as described in US Patent Application No. 16 / 195,251. This stretched linear virtual colon is divided in two along the length axis so that the internal structure can be seen through the head display unit as shown in this figure.

一部の実装において、3D医用画像を提示することは、血管系への仮想造影剤の挿入からなる医用画像を見ることを支援する方法を有する。更なる実装において、仮想造影剤は、患者内の血管構造の3Dデジタル画像と共に使用され得る。手順例は、以下に限られないが、肺塞栓症においてのような閉塞の探索を含む。この例において、時間ステップ式に仮想造影剤を受け入れる血管が選択される。仮想造影剤の挿入は、あたかもそれが実際に血管に入れられているかのような方法及び速さで行われ得る。時間ステップの継続時間は、医用画像を見る医療関係者の制御下にあり、造影剤の流れの再生と共に‘フリーズフレーム’が利用可能である。医用画像を見る医療関係者に表示される3D画像から、仮想造影剤を受け入れる血管ではない近傍の(場合により、部分的に一致する)血管が抽出され得る。 In some implementations, presenting a 3D medical image has a method of assisting in viewing a medical image consisting of insertion of a virtual contrast agent into the vascular system. In a further implementation, the virtual contrast agent can be used with a 3D digital image of the vascular structure within the patient. Examples of procedures include, but are not limited to, the search for obstructions such as in pulmonary embolism. In this example, the blood vessels that receive the virtual contrast agent are selected in a time-stepped manner. Insertion of the virtual contrast agent can be performed in a manner and speed as if it were actually placed in a blood vessel. The duration of the time step is under the control of the medical personnel viewing the medical image, and a'freeze frame'is available along with the reproduction of the flow of contrast agent. From the 3D image displayed to the medical personnel viewing the medical image, nearby (possibly partially matching) blood vessels that are not the blood vessels that receive the virtual contrast agent can be extracted.

一部の実装において、3D医用画像を提示することは、アブレーション技術からなる医用画像を見ることを支援する方法を有する。更なる実装において、アブレーション技術は、上記のように3Dカーソルによってトランスポートされる3Dデジタル構造と共に使用され得る。アブレーション技術の基礎をなす方法は、以下に限られないが、以下の手順からなる:先ず、医用画像を見る医療関係者にとって関心のある臓器の外‘殻’を決定する(例えば、米国特許出願第15/904,092号に概説されるセグメンテーション技術を用いて);外表面のボクセルの全てから順に1ボクセル深さだけ除去し、医用画像を見る医療関係者の方向の組織の残りの外側層上でこのステップを何度か繰り返し;あるいは、X、Y、Z座標系において1つの層を選択し(例えば、最も大きいZ座標を持つX−Y層を選択してその層を除去し、医用画像を見る医療関係者の方向の残りの3Dデジタルボリューム上でこのステップを何度か繰り返す)。このプロセスは、何度も繰り返されることができ、外殻が除去されるたびに、僅かに小さい体積が残される。そして、このプロセスが再び繰り返され、新たな、より小さくなった外殻がもう一度除去され、更に小さくなったボリュームが残され、そして続けられる。 In some implementations, presenting a 3D medical image has a method of assisting in viewing the medical image consisting of ablation techniques. In further implementations, ablation techniques can be used with 3D digital structures transported by 3D cursors as described above. The method underlying ablation technology is not limited to: (Using the segmentation technique outlined in 15 / 904,092); removing one voxel depth in order from all voxels on the outer surface and viewing the medical image The remaining outer layer of tissue in the direction of the medical practitioner. Repeat this step several times above; or select one layer in the X, Y, Z coordinate system (eg, select the XY layer with the largest Z coordinate and remove that layer for medical use. Repeat this step several times on the remaining 3D digital volume in the direction of the medical personnel viewing the image). This process can be repeated many times, leaving a slightly smaller volume each time the outer shell is removed. The process is then repeated again, removing new, smaller shells once more, leaving smaller volumes, and continuing.

一部の実装において、仮想ツールを使用することで、密集した関心組織の位置を、それらの組織の離隔距離が、ボクセル操作(例えば、様々な透明度の追加のボクセルの挿入)と、関心組織の座標の同時調整と、を通して増加され得るように変えることができる。 In some implementations, virtual tools are used to determine the location of dense interest tissues, the separation distance of those organizations, voxel manipulation (eg, insertion of additional voxels of various transparency), and of interest organizations. It can be changed so that it can be increased through simultaneous adjustment of coordinates.

一部の実施形態において、サブボリュームごとに観察するアプローチが可能にされる。サブボリュームは、様々な数又は組み合わせのボクセルからなることができる。 In some embodiments, a subvolume-by-subvolume observation approach is enabled. Subvolumes can consist of various numbers or combinations of voxels.

一部の実装において、3D医用画像を提示することは、関心ボリューム中での3Dカーソルの動きをシーケンス化する方法を有する。シーケンスは、以下に限られないが、例えば、3Dカーソルを0_X、0_Y、0_Z座標に位置させて開始し、3DカーソルをX方向に動かすようにXを増加させ、Xの最大値まで増加させ続け、次いで、Xを0X座標へと減らし戻してYを増加させ得る。これが、X−Y平面内で、それが完了するまで続き、その後、Zが増加され、このプロセスが完了まで続く。増分させることは、関心ボリューム全体がレビューされたことになるまで続けられる。1つの増加から別の増加へと変えることは、医用画像をレビューする医療関係者によって制御される。さらに、3Dカーソルの中身のレビュー中に、疑わしい組織が検出された場合、医療関係者は、更なるレビューのために3Dカーソルに注釈を付け得る。さらに、医療関係者は、いつでも、関心ボリューム内の3Dカーソルがある位置、及び既に検査された関心ボリュームを表示することを選択し得る。疑わしい組織が2つ以上の3Dカーソル内に現れた場合、それらの3Dカーソルの総体が同時に表示され得る。一部の実装において、3D仮想医用画像をレビューする医療関係者は、あるタイプの探索パターンを呼び出し得る。一部の実装において、順次探索パターンが選択され得る。順次探索の一例は、以下に限られないが、仮想フロントガラスワイパー探索である。このタイプの探索パターンは、徹底的な探索が行われることを確保する助けとなる。一部の実装において、関心あり得るアイテムを調べることに基づくランダムパターンである。例えば臓器の透明度を変化させること及び疑似色を使用することなどの画像処理の助けが、関心あり得るアイテムを特定する助けとなり得る(米国特許第8,384,771号)。このタイプの探索パターンは、レビュープロセスを促進させることができる。どちらのタイプの探索パターンも、3Dカーソルを使用する(METHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGESなる米国特許第9,980,691号、及びINTERACTIVE 3D CURSOR FOR USE IN MEDICAL IMAGINGなる米国特許出願第15/878,463号)。なお、元の2Dフォーマットで医用画像をレビューするとき、レビューしている個人の跳躍性運動に従って眼が1つのスポットから別のスポットへとジャンプし、スライスのかなりの部分が観察されないことがあり、その結果、小さい塊が見逃されることがある。3Dカーソルの使用においては、それらの小さい塊が提示画像のいっそう大きい部分に及び、検出の確率が比例的に増加する。 In some implementations, presenting a 3D medical image has a way to sequence the movement of the 3D cursor in the volume of interest. The sequence is not limited to the following, but starts by, for example, placing the 3D cursor at the 0_X, 0_Y, 0_Z coordinates, increasing X so as to move the 3D cursor in the X direction, and continuing to increase up to the maximum value of X. Then, X can be reduced back to the 0X coordinate to increase Y. This continues in the XY plane until it is complete, then Z is incremented and this process continues until it is complete. The increment continues until the entire volume of interest has been reviewed. Changing from one increase to another is controlled by the medical practitioner reviewing the medical image. In addition, if suspicious tissue is detected during a review of the contents of the 3D cursor, medical personnel may annotate the 3D cursor for further review. In addition, the medical practitioner may choose to display the location of the 3D cursor within the volume of interest and the volume of interest that has already been examined at any time. If suspicious tissue appears in more than one 3D cursor, the whole of those 3D cursors can be displayed at the same time. In some implementations, medical personnel reviewing 3D virtual medical images may recall certain types of search patterns. In some implementations, sequential search patterns may be selected. An example of a sequential search is, but is not limited to, a virtual windshield wiper search. This type of search pattern helps ensure that a thorough search is done. In some implementations, it is a random pattern based on examining items that may be of interest. Image processing aids, such as changing the transparency of organs and using pseudocolors, can help identify items of interest (US Pat. No. 8,384,771). This type of search pattern can facilitate the review process. Both types of search patterns use 3D cursors (METHOD AND APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL VIEWING OF IMAGES US Patent Nos. 9,980,691 and INTERACTIVE 3D CURSOR FOR USE IN MEDICAL IMAGING US Patent Application No. 15 / 878,463). Note that when reviewing medical images in the original 2D format, the eye may jump from one spot to another according to the jumping movement of the individual being reviewed, and a significant portion of the slice may not be observed. As a result, small chunks may be missed. In the use of 3D cursors, those small chunks extend to the larger portion of the presented image, increasing the probability of detection proportionally.

一部の実装において、ボリューム医用画像のレビューを行う医療関係者は、3Dカーソルに包み込まれる(ボリューム全体のうちの)サブボリュームの選択の段階的(ステップ・バイ・ステップ)プロセス(米国特許第9,980,691号及び米国特許出願第15/878,463号)を使用してボリューム医用画像が検査されるプロセスを呼び出し得る。各3Dカーソルの中身が独立にレビューされる。さらに、この段階的プロセスが完了した後に、ボリューム全体が検査されたかについての疑問が生じることがある。この実装において、検査された3Dカーソルの各々に含まれるボリュームが合計され、元の総ボリュームから取り去られる。これは、元のボリュームの一部が見逃されることをもたらし得る。この実装において、それら見逃された部分が、レビューを行う医療関係者に強調表示され、医療関係者は見逃された部分をレビューして調べることを続けるように警告され得る。この実装の下では、2Dスライス検査プロセスと比較して、小さい塊の検出率が上昇することになる。この実装の下では、より徹底的な検査が行われたことになる。一部の実装において、3D医用画像を提示することは、関心ボリュームの中での3Dカーソルの移動をシーケンス化する方法を有する。シーケンス化は、以下に限られないが、例えば、3Dカーソルを0_X、0_Y、0_Z座標に位置させて開始し、3DカーソルをX方向に動かすようにXを増加させ、Xの最大値まで増加させ続け、次いで、Xを0X座標へと減らし戻してYを増加させ得る。これが、X−Y平面内で、それが完了するまで続き、その後、Zが増加され、このプロセスが完了まで続く。増分させることは、関心ボリューム全体がレビューされたことになるまで続けられる。1つの増加から別の増加へと変えることは、医用画像をレビューする医療関係者によって制御される。さらに、3Dカーソルの中身のレビュー中に、疑わしい組織が検出された場合、医療関係者は、更なるレビューのために3Dカーソルに注釈を付け得る。さらに、医療関係者は、いつでも、関心ボリューム内の3Dカーソルがある位置、及び既に検査された関心ボリュームを表示することを選択し得る。疑わしい組織が2つ以上の3Dカーソル内に現れた場合、それらの3Dカーソルの総体が同時に表示され得る。 In some implementations, medical personnel reviewing volume medical images have a step-by-step process of selecting subvolumes (of the entire volume) wrapped in a 3D cursor (US Pat. No. 9). , 980, 691 and US Patent Application No. 15 / 878,463) may be used to invoke the process by which volume medical images are examined. The contents of each 3D cursor are reviewed independently. In addition, questions may arise as to whether the entire volume was inspected after this step-by-step process was completed. In this implementation, the volumes contained in each of the inspected 3D cursors are summed and removed from the original total volume. This can result in some of the original volume being overlooked. In this implementation, those missed parts may be highlighted to the reviewing healthcare professional and warned to continue reviewing and examining the missed parts. Under this implementation, the detection rate of small chunks will be increased compared to the 2D slice inspection process. Under this implementation, more thorough inspection would have been done. In some implementations, presenting a 3D medical image has a way to sequence the movement of the 3D cursor within the volume of interest. Sequencing is not limited to the following, but starts with, for example, placing the 3D cursor at the 0_X, 0_Y, 0_Z coordinates, increasing X to move the 3D cursor in the X direction, and increasing it to the maximum value of X. Then, X can be reduced back to the 0X coordinate to increase Y. This continues in the XY plane until it is complete, then Z is incremented and this process continues until it is complete. The increment continues until the entire volume of interest has been reviewed. Changing from one increase to another is controlled by the medical practitioner reviewing the medical image. In addition, if suspicious tissue is detected during a review of the contents of the 3D cursor, medical personnel may annotate the 3D cursor for further review. In addition, the medical practitioner may choose to display the location of the 3D cursor within the volume of interest and the volume of interest that has already been examined at any time. If suspicious tissue appears in more than one 3D cursor, the whole of those 3D cursors can be displayed at the same time.

一部の実装において、位置確認を容易にするために、医用撮像ボリュームの表示と共に仮想アイコンが使用され得る。一例として、臓器(例えば、肝臓)の小領域の綿密な検査中に、3Dカーソルが正確には臓器内のどこに位置するかについて少し見当識を失うことがあり得る。故に、アイコンが、検査の観察中に常に位置確認を補助し得る。他の一実施形態において、矢印の注釈マーカーが、当初の観察視点から現在の観察視点までの経路を示すことができる。代わりの一実施形態では、ユーザを迅速に適応させるために、自動再センタリング技術を使用してもよい。 In some implementations, virtual icons may be used with the display of the medical imaging volume to facilitate location. As an example, during a scrutiny of a small area of an organ (eg, the liver), one may lose some orientation as to exactly where the 3D cursor is located within the organ. Therefore, the icon may always assist in positioning while observing the inspection. In another embodiment, the arrow annotation marker can indicate the path from the original point of view to the current point of view. In an alternative embodiment, automatic recentering techniques may be used to quickly adapt the user.

一部の実装において、仮想テーブルが、テーブル上に仮想収納箱を持つツールキットに付加され得る。現在検査中であって懸念/関心ある組織を含む仮想医用画像の(1つ以上の)サブボリュームが、(1つ以上の)仮想収納箱内に配され得る。サブボリュームの箱(ビン)は、医療機関のチェックリスト項目に対応し得る。一部の実装において、レビューする医療関係者と治療関係者との双方によってアクセスされ得る緊急箱を追加してもよく、それにより、これら関係者間の協力を支援し促進させ得る。一部の実装において、箱を通じて自動的にシーケンス化し、項目を抽出し、それらの項目をレポートに追加することによって、レポート作成が促進され得る。追加された項目(例えば、問題の組織を含む注釈付きの図)は、レポートの質及び完全性の双方を高める。放射線科医は、何か異常なことを発見した場合はいつでも、それをレポートの仮想テーブルに載せる。レポートの仮想テーブル上に配される項目は、異常所見を含む2Dスライス又は3Dボリュームを含み得る。放射線科医は、仮想テーブル及び仮想箱のサイズを決定するオプションを持つ。共同作業のために、一人の放射線科医が、ある項目を、別の放射線科医のテーブル又は箱に渡すことができる。 In some implementations, a virtual table may be attached to a toolkit that has a virtual storage box on the table. (One or more) subvolumes of virtual medical images containing tissues of concern / interest that are currently being examined may be placed in (one or more) virtual storage boxes. Subvolume boxes (bins) may correspond to medical institution checklist items. In some implementations, emergency boxes may be added that can be accessed by both the medical and therapeutic personnel to be reviewed, thereby supporting and facilitating cooperation between these parties. In some implementations, reporting can be facilitated by automatically sequencing through boxes, extracting items, and adding those items to the report. The added items (eg, annotated figures containing the organization in question) enhance both the quality and completeness of the report. Whenever a radiologist discovers something unusual, he puts it in the virtual table of the report. Items placed on the virtual table of the report may include 2D slices or 3D volumes containing anomalous findings. The radiologist has the option to determine the size of the virtual table and virtual box. For collaborative work, one radiologist may pass one item to another radiologist's table or box.

一部の実装において、放射線科レポートは、仮想ツールによって処理された画像を含み得る。 In some implementations, the radiology report may include images processed by virtual tools.

この特許ファイル又は出願ファイルは、カラー作成された少なくとも1の図を含む。(1つ以上の)カラーの図を有するこの特許公開又は特許出願公開の写しは、請求及び必要な手数料の納付を受けて庁によって提供されることになる。
医用撮像検査の表示を最適化するための仮想ツールの使用に関するフロー図を示している。 図1のプロセスを実装する装置を示している。 ボリューム医用画像を観察する際の仮想ツールキットオプションを示している。 撮像検査の解釈中に放射線科医に関連情報を届けるフロー図及びヘッドアップディスプレイタイプのアイコンの一例を示している。ヘッドアップディスプレイは、仮想フロントガラス(ウィンドシールド)(航空機における‘ヘッドアップ’ディスプレイに類似する)を指し、これは、検査プロセス中にいつでも呼び出すことができ、単一の仮想フロントガラス上に、患者の症例全体に関連する項目、及び/又は医療機関のチェックリストで検査される特定の項目を表示する。代わりに、それは、仮想放射線アシスタントタイプアイコンとして参照されることができる。 ボクセル変更につながる仮想ツールキット入力のフロー図及び説明を示している。 仮想ツールとのインタラクションに基づくボクセル操作を示している。 可変の表示パターンを有する仮想アイトラッカー記号を示している。 内部構造の観察促進を可能にするように既存の3D医用撮像ボリュームから組織を‘切り離す’ために医療関係者によって使用され得るものである仮想ナイフを示している。 視覚的トランスポートツールを用いた仮想血管中での仮想ライドを示している。 仮想アイコンの助けを借りて患者内の血管構造のボリューム医用画像と共に使用され得る仮想カテーテルを示している。 3D医用画像の複数の別々の臓器への分解の背後にある3D医用画像及び技術例の一般的概念を示している。 より正確な仮想コロノグラフィレビューを行うための仮想トランスポートビューアの使用を示している。 ボクセル操作を通じて1つの長い直線状のチューブであるようにストレッチされた大腸の結腸部分を含む仮想3Dボリューム医用画像の一部を示している。その後、チューブ内の中身がセグメント化され、チューブから取り除かれる。そして、最終的に、チューブは長さ軸に沿って分割され、内部の結腸構造の観察を可能にするように開かれる。 仮想造影剤の挿入及び血管系の中でのその流れを示している。 とりわけ、3Dカーソル内の3Dデジタル構造と共に使用され得るアブレーション技術を示している。これは、臓器の内部構造及び要素の注意深い検査を可能にする。 ボクセル操作をガイドする仮想焦点ペンを示している。 総撮像ボリューム及び複数タイプのサブボリュームを示している。 ランダムパターンでの関心ボリューム中の3Dカーソルの移動のシーケンス化を示している。 医用画像の観察の秩序立てられたパターン(例えば、連続的な仮想フロントガラスワイパータイプのパターン)の一例を示している。 レビューされるべき関心ボリュームと、見逃されたレビュー意図領域が、レビューを行う医療関係者に強調表示され得るプロセスとを示している。これら特定されたサブボリュームがその後にレビューされ、それにより、レビューの完全性が確保される。 3D仮想カーソルの位置を体内のおおよその位置に含めた人間のアイコンを示している。 チェックリストカテゴリによって格納される疑わしい組織の仮想画像を格納するための仮想可動テーブルを示している。 仮想ツールで処理された画像を含む放射線科レポートのサンプルを示している。
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It shows a flow chart for the use of virtual tools to optimize the display of medical imaging tests. The device which implements the process of FIG. 1 is shown. Shows virtual toolkit options for observing volume medical images. An example of a flow diagram and a head-up display type icon that delivers relevant information to the radiologist during the interpretation of the imaging test is shown. Head-up display refers to a virtual windshield (windshield) (similar to a'head-up'display in an aircraft), which can be called at any time during the inspection process and on a single virtual windshield, patient. Display items that are relevant to the entire case and / or specific items that are examined in the medical institution's checklist. Instead, it can be referenced as a virtual radiation assistant type icon. Shows a flow diagram and explanation of virtual toolkit input that leads to voxel changes. It shows voxel operations based on interaction with virtual tools. Shows a virtual eye tracker symbol with a variable display pattern. Demonstrates a virtual knife that can be used by medical personnel to'separate'tissue from an existing 3D medical imaging volume to facilitate observation of internal structures. It shows a virtual ride in a virtual blood vessel using a visual transport tool. It shows a virtual catheter that can be used with a volume medical image of the vascular structure in a patient with the help of a virtual icon. It shows the general concept of 3D medical images and technical examples behind the decomposition of 3D medical images into multiple separate organs. Demonstrates the use of a virtual transport viewer for more accurate virtual colonography reviews. A portion of a virtual 3D volume medical image containing the colonic portion of the large intestine stretched into one long linear tube through voxel manipulation is shown. The contents in the tube are then segmented and removed from the tube. Finally, the tube is split along the length axis and opened to allow observation of the internal colonic structure. It shows the insertion of a virtual contrast agent and its flow in the vascular system. In particular, it shows ablation techniques that can be used with 3D digital structures within 3D cursors. This allows for careful examination of the internal structure and elements of the organ. It shows a virtual focus pen that guides voxel operations. The total imaging volume and multiple types of subvolumes are shown. It shows the sequence of movement of the 3D cursor in the volume of interest in a random pattern. An example of an orderly pattern for observing a medical image (eg, a continuous virtual windshield wiper type pattern) is shown. It shows the volume of interest to be reviewed and the process by which the missed review intent area can be highlighted to the reviewing healthcare professional. These identified subvolumes are subsequently reviewed, thereby ensuring the integrity of the review. It shows a human icon that includes the position of the 3D virtual cursor at the approximate position inside the body. Shows a virtual movable table for storing virtual images of suspicious organizations stored by the checklist category. A sample radiology report containing images processed by a virtual tool is shown.

ここに記載される一部の態様、特徴、及び実装は、例えばコンピュータ、電子部品、放射線学コンポーネント、光学コンポーネントなどのマシン、及び例えばコンピュータ実装されたステップなどのプロセスを含み得る。当業者に明らかになることには、コンピュータ実装されたステップは、コンピュータ実行可能命令として、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上に格納され得る。また、当業者によって理解されることには、コンピュータ実行可能命令は、多様な有形のプロセッサデバイス上で実行され得る。説明の容易さのために、コンピュータ又はデータストレージシステムの一部とし得る全てのステップ、デバイス又はコンポーネントがここに記載されるわけではない。当業者は、本開示の教示及び当業者に一般的に利用可能な知識に鑑みて、そのようなステップ、デバイス及びコンポーネントを認識することになる。従って、対応するマシン及びプロセスが可能であり、開示の範囲内にある。 Some aspects, features, and implementations described herein may include machines such as, for example, computers, electronic components, radiological components, optical components, and processes such as, for example, computer-mounted steps. As will be apparent to those of skill in the art, computer-implemented steps can be stored on non-transient computer-readable media as computer-executable instructions. Also, as understood by those skilled in the art, computer executable instructions can be executed on a variety of tangible processor devices. For ease of description, not all steps, devices or components that can be part of a computer or data storage system are listed here. Those skilled in the art will recognize such steps, devices and components in light of the teachings of this disclosure and the knowledge generally available to those of skill in the art. Therefore, the corresponding machines and processes are possible and within the scope of disclosure.

図1は、医用撮像検査の表示を最適化するためのジオレジストレーションされたツールの使用に関するフロー図を示している。ステップA 100にて、チェックリストに従ってボリューム医用撮像データセットをロードし、医用画像を3Dボリュームに変換し、仮想ツールキットをインポートする。ステップB 102にて、ジオレジストレーションされたボリューム医用画像との/内での各仮想ツールのレジストレーション及び較正を実行する。ステップC 104にて、援用する米国特許出願第15/904,092号及び米国特許出願第16/195,251号並びにこの開示にて説明される先進的な観察オプションに従った、フィルタリング、セグメンテーション及びボクセル操作を実行する。ステップD 106にて、全ての時間ステップについて、上のステップにて列挙された仮想ツールキットの移動及び操作に従った表示を提供する。ステップE 108にて、ユーザは、“チェックリストのこの要素の検査は完了しているか?”という質問に回答しなければならない。回答がノー 110である場合、ユーザはステップD 106へと進むべきである。回答がイエス 114である場合、放射線科医はステップF 116に進み、チェックリストに従って次の医用画像のセットをレビューすべきである。そして、放射線科医は、ステップG 118に進んで、“レビューは完了しているか?”という質問に回答すべきである。回答がノー 120である場合、放射線科医はステップA 100に進む(122)べきである。回答がイエス124である場合、放射線科医は終了(126)すべきである。 FIG. 1 shows a flow chart relating to the use of georegistered tools to optimize the display of medical imaging examinations. In step A 100, the volume medical imaging dataset is loaded according to the checklist, the medical image is converted to a 3D volume, and the virtual toolkit is imported. At step B 102, registration and calibration of each virtual tool with / in the geo-registered volume medical image is performed. Filtering, segmentation and according to the incorporated US Patent Application No. 15 / 904,092 and US Patent Application No. 16 / 195,251 and the advanced observation options described in this disclosure at step C 104. Perform a voxel operation. In step D 106, all time steps are provided with a display according to the movement and operation of the virtual toolkit listed in the above step. At step E 108, the user must answer the question "Is this element of the checklist checked?" If the answer is no 110, the user should proceed to step D 106. If the answer is yes 114, the radiologist should proceed to step F 116 and review the next set of medical images according to the checklist. The radiologist should then proceed to step G 118 to answer the question "Is the review complete?" If the answer is no 120, the radiologist should proceed to step A 100 (122). If the answer is yes 124, the radiologist should end (126).

図2は、図1に示したプロセスを実装する装置を示している。放射線学撮像システム200(例えば、X線、超音波、CT(コンピュータ断層撮影)、PET(陽電子放出型断層撮影)、又はMRI(磁気共鳴撮像))を用いて、関心ある解剖学的構造204の2D医用画像202が生成される。2D医用画像202は、プロセッサ208(例えば、CPU及びGPU)、揮発性メモリ210(例えば、RAM)、及び不揮発性ストレージ212(例えば、HDD及びSSD)を含むものである画像プロセッサ206に提供される。画像プロセッサ上で走るプログラム214が、図1に記載されたステップのうちの1つ以上を実装する。3D医用画像が、2D医用画像から生成され、IO装置216上に表示される。IO装置216は、仮想現実ヘッドセット、複合現実ヘッドセット、拡張現実ヘッドセット、モニタ、タブレットコンピュータ、PDA(携帯情報端末)、携帯電話、又は多種多様な装置のいずれかを、単独又は組み合わせで含み得る。IO装置216は、タッチスクリーンを含んでもよく、また、例えばキーボード、マウス、及び様々な入力を受け取るための様々な機器のいずれかなどの、外部装置(218によって表している)からの入力を受け入れてもよい。しかしながら、例えばプログラム214によって、一部の又は全ての入力が自動化されてもよい。最後に、図3及びこの特許の残りの部分で更に説明するように、一連の仮想ツール220が実装され、それらが、医療関係者による医用画像の観察を支援する。 FIG. 2 shows an apparatus that implements the process shown in FIG. Using a radiological imaging system 200 (eg, X-ray, ultrasound, CT (Computed Tomography), PET (Positron Emission Tomography), or MRI (Magnetic Resonance Imaging)) of the anatomical structure 204 of interest. A 2D medical image 202 is generated. The 2D medical image 202 is provided to the image processor 206, which includes a processor 208 (eg, CPU and GPU), a volatile memory 210 (eg, RAM), and a non-volatile storage 212 (eg, HDD and SSD). Program 214 running on the image processor implements one or more of the steps shown in FIG. A 3D medical image is generated from the 2D medical image and displayed on the IO device 216. The IO device 216 includes either a virtual reality headset, a mixed reality headset, an augmented reality headset, a monitor, a tablet computer, a PDA (mobile information terminal), a mobile phone, or a wide variety of devices, either alone or in combination. obtain. The IO device 216 may include a touch screen and also accepts input from an external device (represented by 218), such as a keyboard, mouse, and any of the various devices for receiving various inputs. You may. However, some or all inputs may be automated, for example by program 214. Finally, as further described in FIG. 3 and the rest of this patent, a series of virtual tools 220 are implemented that help medical personnel observe medical images.

図3は、ボリューム医用画像を観察する際の仮想ツールキットオプションを示している。この図には、仮想ツールの使用を通じて利用可能な表示オプションのうちの代表的な例が示されている。それによって仮想ツールをガイド/選択することができるオプションがディスプレイに提示され、ユーザが所望のオプションをクリックする。この図の中心において、仮想ツール300(すなわち、仮想焦点ペン)は、医用撮像ボリューム内でジオレジストレーションされている。仮想焦点ペンは、3Dカーソル304の内側に位置する仮想3D医用画像302を含む領域内に重ね合わされる。ボタン(例えば、キーボード上)と仮想ツールの動きとを一緒に結合して、3Dカーソル304のサイズを決定することができる(例えば、3Dカーソル304の中心を選択し、次いで、半径に対応するように仮想焦点ペン300をある距離だけ動かす)。ユーザは、左目ディスプレイ308及び右目ディスプレイ310を有するヘッドセット306(例えば、拡張現実、複合現実又は仮想現実グラス)を用いて、仮想ツールを見る。仮想焦点ペンは、医用撮像ボリューム302の特定のスポット(例えば、コーナー)にタッチすることによって、仮想画像内でレジストレーションされることができる。表示目的で、医療関係者は、ディスプレイ内に焦点ペンの先端のみを示すように、所望のように焦点ペンの先端を拡大するように、及び/又は焦点ペンの仮想画像をその全体において、それがボリューム内で方向を合わせられるように選択することができる。仮想焦点ペン300の動きは、医用画像を見る医療関係者によって制御される。仮想焦点ペン300は、滑らかな追跡眼球運動が必要な場合に有用である。例えば、滑らかな追跡眼球運動は、何らかの閉塞について動脈を調べるときに必要であり、動脈に沿ってトレースして閉塞を探すように仮想焦点ペンを使用する。跳躍性眼球運動は、動脈の一部を跳び越えてしまって深刻な閉塞が検出されないことをもたらすことがあり、故に、仮想焦点ペン300は、この探索パターンを補助するのに役立ち得る。
複数の色/形状の仮想焦点ペン300を使用して、動脈及び静脈の異なる流れをトレースしてもよい。上の画像では、仮想ツールの位置及び向きが関心ボリュームに対して変化している。仮想焦点ペンは、関心ボリューム314に対して当初の位置及び向き312で示される。次いで、ユーザは、仮想焦点ペンを、関心ボリューム314に対して、後続の位置及び向き316へと動かすことができる。時計回りに進んで、次に、仮想焦点ペン318は、ヘッドディスプレイユニット322から当初距離で関心ボリューム320を掴み取ることを行っている。次いで、仮想焦点ペン324は、視覚化改善のために、関心領域326をヘッドディスプレイユニット322に近づけるように引っ張っている。代わりに、関心ボリューム320は、焦点ペン318によって、他の位置又は向きに動かされてもよい。次に、検査している仮想画像330(例えば、頸動脈)の一部の上に又は隣に、固定的又は動的に仮想ドットを配することができる。例えば、血管構造の最も重要な部分を見るために眼が短い距離だけジャンプする跳躍性運動による観察を支援するために、ドットは、血管構造に沿った複数のスポットで出現及び消滅することができる。時点#1で第1の仮想ドット332が出現し、この時点では視野内に他の仮想ドットは示されない。時点#2で第2の仮想ドット334が出現し、この時点では視野内に他の仮想ドットは示されない。時点#3で第3の仮想ドット336が出現し、この時点では視野内に他の仮想ドットは示されない。時点#4で第4の仮想ドット338が出現し、この時点では視野内に他の仮想ドットは示されない。代わりに、ヒトの眼が血管構造の滑らかな追跡及び促進された観察を行うのを助けるために、仮想ドット342が仮想画像340(例えば、頸動脈)の一部に沿って移動してもよい。次に、仮想焦点ペン344は、焦点346への輻輳を行うために使用されている。左目視点348が示されている。左目の眺め角度を示す直線350も示されている。右目視点352が示されている。右目の眺め角度を示す直線354も示されている。なお、左目視点348からの眺め角度350及び右目視点352からの眺め角度354は輻輳点346で交差する。次に、仮想ナイフ356を用いることにより仮想切開が行われ、大動脈358及び肺動脈360を切断されて、心臓364の残りの部分から離される。なお、切断面362が示されている。次に、仮想カテーテル366が、医用撮像ボリューム内で大動脈368を通して配置されている。なお、医療関係者をガイドするための仮想ロードサイン(道路標識)370が示されている。焦点ペン372が示されている。点線の青い線374は、所望のカテーテル軌道であり、これは、異なる時間設定におけるものとし得る。仮想カテーテル366は、血管系を通して引っ張られることができる。血管内ライドタイプの表示376が、所望経路を点線の赤い円378でハイライトして示されている。最後の3つの例は、仮想ツールによって可能にされる高度な表示オプションを示している。臓器が分離される分解タイプの表示が示されており、ここでは、様々な臓器が離隔されている。例えば、大動脈380、左腎臓382、膵臓384及び肝臓386を含む種々の腹部臓器間の間隔の量が増加される。次に、仮想アブレーションが行われ、仮想組織の外殻390が、複数の時点にわたって順次に除去される。仮想アブレーションが実行される解剖学的構造は、アブレーションを指示するのを助けるために3Dカーソル388内に置かれることができる。最後に、中空臓器の内側のポリープ394を含む内側面をより注意深く検査することができるように、例えば結腸392などの構造をスライスして(例えば、仮想ナイフを用いて)開くことができる。この態様を達成するにはボクセル操作が必要とされる。
FIG. 3 shows virtual toolkit options for observing volume medical images. This figure shows a representative example of the display options available through the use of virtual tools. It presents an option on the display that allows the virtual tool to be guided / selected and the user clicks on the desired option. At the center of this figure, the virtual tool 300 (ie, the virtual focus pen) is geo-registered within the medical imaging volume. The virtual focus pen is superimposed in the area containing the virtual 3D medical image 302 located inside the 3D cursor 304. Buttons (eg on the keyboard) and virtual tool movements can be combined together to determine the size of the 3D cursor 304 (eg, select the center of the 3D cursor 304 and then correspond to the radius. Move the virtual focus pen 300 a certain distance). The user views a virtual tool using a headset 306 (eg, augmented reality, mixed reality or virtual reality glasses) with a left eye display 308 and a right eye display 310. The virtual focus pen can be registered in the virtual image by touching a specific spot (eg, a corner) of the medical imaging volume 302. For display purposes, the medical practitioner may magnify the tip of the focus pen as desired, to show only the tip of the focus pen in the display, and / or display a virtual image of the focus pen in its entirety. Can be selected to be oriented within the volume. The movement of the virtual focus pen 300 is controlled by a medical person viewing a medical image. The virtual focus pen 300 is useful when smooth tracking eye movements are required. For example, smooth tracking eye movements are needed when examining an artery for some obstruction, and a virtual focus pen is used to trace along the artery to look for the obstruction. Jumping eye movements can result in jumping over a portion of an artery and undetecting a serious occlusion, and therefore the virtual focus pen 300 can help assist in this search pattern.
Multiple color / shape virtual focus pens 300 may be used to trace different flows of arteries and veins. In the image above, the position and orientation of the virtual tool changes with respect to the volume of interest. The virtual focus pen is indicated by the initial position and orientation 312 with respect to the volume of interest 314. The user can then move the virtual focus pen to a subsequent position and orientation 316 with respect to the volume of interest 314. Proceeding clockwise, the virtual focus pen 318 then grabs the volume of interest 320 at an initial distance from the head-mounted display unit 322. The virtual focus pen 324 is then pulled so that the region of interest 326 is closer to the head display unit 322 for improved visualization. Alternatively, the volume of interest 320 may be moved to another position or orientation by the focus pen 318. Virtual dots can then be fixedly or dynamically placed on or next to a portion of the virtual image 330 being inspected (eg, the carotid artery). For example, dots can appear and disappear at multiple spots along the vascular structure to assist in observation by jumping movements in which the eye jumps a short distance to see the most important parts of the vascular structure. .. At time point # 1, the first virtual dot 332 appears, and at this point no other virtual dots are shown in the field of view. At time point # 2, a second virtual dot 334 appears, and at this point no other virtual dots are shown in the field of view. At time point # 3, a third virtual dot 336 appears, and at this point no other virtual dots are shown in the field of view. At time point # 4, a fourth virtual dot 338 appears, at which point no other virtual dots are shown in the field of view. Alternatively, the virtual dot 342 may move along a portion of the virtual image 340 (eg, carotid artery) to help the human eye perform smooth tracking and enhanced observation of vascular structure. .. Next, the virtual focus pen 344 is used to perform convergence to the focus 346. The left eye viewpoint 348 is shown. A straight line 350 indicating the viewing angle of the left eye is also shown. The right eye viewpoint 352 is shown. A straight line 354 showing the viewing angle of the right eye is also shown. The view angle 350 from the left eye viewpoint 348 and the view angle 354 from the right eye viewpoint 352 intersect at the convergence point 346. A virtual incision is then made by using a virtual knife 356 to cut the aorta 358 and the pulmonary artery 360 away from the rest of the heart 364. The cut surface 362 is shown. Next, a virtual catheter 366 is placed through the aorta 368 within the medical imaging volume. A virtual road sign (road sign) 370 for guiding medical personnel is shown. A focus pen 372 is shown. The dotted blue line 374 is the desired catheter trajectory, which can be at different time settings. The virtual catheter 366 can be pulled through the vascular system. Intravascular ride type indication 376 is shown with the desired route highlighted by a dotted red circle 378. The last three examples show the advanced display options enabled by virtual tools. Degradation type indications are shown in which the organs are separated, where various organs are separated. For example, the amount of spacing between various abdominal organs including the aorta 380, left kidney 382, pancreas 384 and liver 386 is increased. Next, virtual ablation is performed to sequentially remove the outer shell 390 of the virtual tissue over a plurality of time points. The anatomical structure on which the virtual ablation is performed can be placed within the 3D cursor 388 to help direct the ablation. Finally, structures such as the colon 392 can be sliced and opened (eg, using a virtual knife) so that the medial aspect containing the polyp 394 inside the hollow organ can be examined more carefully. A voxel operation is required to achieve this aspect.

図4は、撮像検査の解釈中に放射線科医に関連情報を届けるフロー図及びヘッドアップディスプレイタイプのアイコンの一例を示している。先ず、放射線画像の解釈を補助するために仮想フロントガラス406をどのように使用することができるかを示すフロー図を説明する。第1のステップ400は、放射線科医(又は他の医療関係者)がレポート上でチェックリスト項目を動かすものである。第2のステップ402は、仮想アシスタントタイプのアイコン(仮想フロントガラス406としても知られる)が関連情報を表示するものである。第3のステップ404は、放射線科医が仮想アシスタントタイプのアイコン表示をレビューし、画像をレビューし、レポートのそのセクションを入力するものである。ヘッドアップディスプレイは、仮想フロントガラス406(航空機における‘ヘッドアップ’ディスプレイに類似する)を指し、これは、検査プロセス中にいつでも呼び出すことができ、単一の仮想フロントガラス上に、患者の症例全体に関連する項目、及び/又は医療機関のチェックリストで検査される特定の項目を表示する。仮想ボリューム医用画像のレビューの過程において、仮想フロントガラスを呼び出すことは、医療関係者がレビューを行うことを補助し得る。レビューに関連する質問は:チェックリスト上で次は何であるか;医用画像を取得することのきっかけは何であったか;現在の状態の既往歴は存在するか;検査結果はどのようなものか;人工知能ルーチンが適用されている場合に、結果及び列挙されたものはどのようなものであったか、を含み得る。この図には、仮想フロントガラス406の一例を示している。チェックリスト例では、一部の項目が調べられていて、他の項目が残っている。年齢、性別、現在の状態、及び現在の状態に関連する既往歴。もしあれば、AIルーチンの適用からの結果及び状態のインジケータ。もしあれば、病理、撮像及び検査の結果データも示される。なお、検査を行う者にとって他の項目も関心があることがあり、この図に示したものは例である。また、全ての関連情報を仮想フロントガラス406上に有することは、患者が放射線科PACSシステムから電子医療レポートシステムに行く必要がなく、重要な情報は全てそこにあり、検査を行う者の命令でいつでも表示されることができるので、医療関係者の時間を節約することができることに留意されたい。 FIG. 4 shows an example of a flow diagram and a head-up display type icon that delivers relevant information to the radiologist during the interpretation of the imaging examination. First, a flow diagram showing how the virtual windshield 406 can be used to assist in the interpretation of the radiographic image will be described. The first step 400 is for the radiologist (or other healthcare professional) to move the checklist items on the report. In the second step 402, a virtual assistant type icon (also known as a virtual windshield 406) displays relevant information. The third step 404 is for the radiologist to review the virtual assistant type icon display, review the image, and enter that section of the report. Head-up display refers to a virtual windshield 406 (similar to a'head-up'display in an aircraft), which can be called at any time during the inspection process and on a single virtual windshield for the entire patient case. Display items related to and / or specific items that are examined in the medical institution's checklist. In the process of reviewing a virtual volume medical image, calling the virtual windshield may assist the medical practitioner in conducting the review. Questions related to the review are: What's next on the checklist; What triggered the acquisition of medical images; Is there a medical history of the current state; What are the test results; Artificial It may include what the results and enumeration were, if the intelligence routine was applied. This figure shows an example of a virtual windshield 406. In the checklist example, some items have been examined and others remain. Age, gender, current status, and medical history associated with the current status. Results and status indicators from the application of AI routines, if any. Pathology, imaging and examination result data, if any, are also shown. Other items may also be of interest to the person performing the inspection, and the one shown in this figure is an example. Also, having all the relevant information on the virtual front glass 406 means that the patient does not have to go from the radiology PACS system to the electronic medical reporting system, all the important information is there and at the command of the inspector. Keep in mind that it can save medical personnel time as it can be displayed at any time.

図5は、ボクセル変更につながる仮想ツールキット入力のフロー図及び説明を示している。なお、ボクセルは、サイズ、形状、位置、向き、又は内部パラメータにおいて操作されることができる。さらに、仮想ツールの方向でボクセルを作成又は削除することができる。元のボクセル500が示されている。元のボクセル500のサイズを小さくして、より小さいボクセル502を生み出すことができる。元のボクセル500のサイズを大きくして、より大きいボクセル504を生み出すことができる。8個のより小さいボクセル506が生成されるように、8個のより小さいボクセル506の各々が元のボクセル500の体積の8分の1を持つように、元の立方体形状のボクセル500を変更することができる。元のボクセル500を除去508することもできる。元のボクセル500の内部データユニット(例えば、グレイスケール値)を変更510することができる。更なる内部データユニット(例えば、テクスチャ、組織タイプ特性など)を追加512することができる。元のボクセルの向きを変更514することができる。元のボクセル516の位置をシフトさせることができ(すなわち、ボクセルが移動される)、これは、元のボクセル516のx、y、z座標518を、シフトされたボクセル520の新たなx、y、z座標522に変更して、それが特定のx距離524、y距離526及びz距離528だけ移動されたようにすることによって実行されることができる。元のボクセル500の形状を変化させて、例えば、立方体から八面体530又は円筒532の形状に変えることができる。 FIG. 5 shows a flow diagram and description of virtual toolkit input leading to voxel changes. Voxels can be manipulated by size, shape, position, orientation, or internal parameters. In addition, voxels can be created or deleted in the direction of virtual tools. The original voxel 500 is shown. The size of the original voxel 500 can be reduced to produce a smaller voxel 502. The size of the original voxel 500 can be increased to produce a larger voxel 504. Modify the original cube-shaped voxel 500 so that each of the eight smaller voxels 506 has one-eighth of the volume of the original voxel 500 so that eight smaller voxels 506 are generated. be able to. The original voxel 500 can also be removed 508. The internal data unit (eg, grayscale value) of the original voxel 500 can be modified 510. Additional internal data units (eg, textures, tissue type characteristics, etc.) can be added 512. The original voxel orientation can be changed 514. The position of the original voxel 516 can be shifted (ie, the voxel is moved), which shifts the x, y, z coordinates 518 of the original voxel 516 to the new x, y of the shifted voxel 520. , Z coordinate 522, which can be performed by making it traveled by specific x-distance 524, y-distance 526 and z-distance 528. The shape of the original voxel 500 can be changed, for example, from a cube to an octahedron 530 or a cylinder 532.

図6は、仮想ツールとのインタラクションに基づくボクセル操作を示している。図Aは、関心ボリューム602を含んだ3Dカーソル600を示している。この関心ボリュームは均一な中間の灰色であることに留意されたい。また、仮想ツール(すなわち、このケースでは仮想焦点ペン)604の先端606が、関心ボリューム602の外側に位置していることにも留意されたい。図Bは、仮想ツール(すなわち、このケースでは焦点ペン)612の位置及び向きの変化を伴う関心ボリューム610を含んだ3Dカーソル608を示しており、ここでは、仮想ツールの先端614を含む仮想ツールの部分が仮想3Dカーソル608及び関心ボリューム(例えば、ボリューム医用画像から選択された組織を含む)610の両方に入っている。仮想ツール612の先端614に近接した複数のボクセル616が明るい灰色に変更/ハイライトされていることに留意されたい。また、仮想焦点ペン612によってハイライトされた組織616及び仮想焦点ペン612それ自体をいっそう良好に視覚化するように、3Dカーソル608内の組織610の透明度が変わっていることにも留意されたい。図Cは、仮想焦点ペン618の位置及び向きの別の変化、並びに近傍ボクセル620の視覚的外観の対応する変化を示している。関心ボリューム624を含んだ3Dカーソル622は、仮想ツール618(すなわち、このケースでは焦点ペン)618の位置及び向きにおける更なる変化(図6Bと比較して)を伴っており、ここでは、仮想ツールの先端626を含む仮想ツール618の部分が、仮想3Dカーソル622及び関心ボリューム(例えば、ボリューム医用画像から選択された組織を含む)624の両方に入っている。仮想ツール618の先端626に近接した複数のボクセル620が明るい灰色に変更/ハイライトされていることに留意されたい。また、仮想焦点ペン618によってハイライトされた組織620及び仮想焦点ペン618それ自体をいっそう良好に視覚化するように、3Dカーソル622内の組織624の透明度が(図6Aと比較して)変わっていることにも留意されたい。これは、関心ボリューム内の仮想ツールの正確な位置について放射線科医を補助するように機能する。 FIG. 6 shows voxel operations based on interaction with virtual tools. FIG. A shows a 3D cursor 600 including a volume of interest 602. Note that this volume of interest is a uniform middle gray. Also note that the tip 606 of the virtual tool (ie, the virtual focus pen in this case) 604 is located outside the volume of interest 602. FIG. B shows a 3D cursor 608 containing a volume of interest 610 with changes in the position and orientation of the virtual tool (ie, focus pen in this case) 612, where the virtual tool contains the tip 614 of the virtual tool. Is contained in both the virtual 3D cursor 608 and the volume of interest (eg, including tissue selected from the volume medical image) 610. Note that multiple voxels 616 close to the tip 614 of the virtual tool 612 have been changed / highlighted in light gray. It should also be noted that the transparency of the tissue 610 within the 3D cursor 608 has been altered to better visualize the tissue 616 highlighted by the virtual focus pen 612 and the virtual focus pen 612 itself. FIG. C shows another change in the position and orientation of the virtual focus pen 618, as well as the corresponding change in the visual appearance of the nearby voxel 620. The 3D cursor 622 containing the volume of interest 624 is accompanied by further changes (compared to FIG. 6B) in the position and orientation of the virtual tool 618 (ie, the focus pen in this case) 618, in this case the virtual tool. A portion of the virtual tool 618, including the tip 626, is contained in both the virtual 3D cursor 622 and the volume of interest (eg, including tissue selected from the volume medical image) 624. Note that multiple voxels 620 close to the tip 626 of the virtual tool 618 have been changed / highlighted in light gray. Also, the transparency of the tissue 624 within the 3D cursor 622 has changed (compared to FIG. 6A) to better visualize the tissue 620 highlighted by the virtual focus pen 618 and the virtual focus pen 618 itself. Please also note that there is. This serves to assist the radiologist in the exact location of the virtual tool within the volume of interest.

図7は、可変の表示パターンを有する仮想アイトラッカー記号を示している。ヒトの眼は、固定物から固定物へと素早く切り替わるように跳躍性運動を行うことができる。図7Aは、複数の時点にわたって複数の位置に仮想アイトラッカー記号701(例えば、青いドット)を有する頸動脈分岐部700を示している。第1の時点702において、仮想アイトラッカー記号701は、頸動脈分岐部700の総頸動脈704部分の下部に位置している。第2の時点706において、仮想アイトラッカー記号701は、頸動脈分岐部700の頸動脈弁708部分に位置している。第3の時点710において、仮想アイトラッカー記号701は、頸動脈分岐部700の内頸動脈712部分の中部に位置している。第4の時点714において、仮想アイトラッカー記号701は、頸動脈分岐部700の外頸動脈716部分に位置している。これは、新たなスポットの動きを検出するときに眼が新たな位置の各々にジャンプすることができるように、ヒトの眼の動きを支援する。このようなシステムは、ヒトが視線追跡記号を見たことを保証するために、視線追跡システムと結合されてもよい。ユーザは、IO装置によって1つの仮想アイトラッカー記号の消滅及び別の仮想アイトラッカー記号の出現を制御することができる。図7Bは、頸動脈分岐部700の総頸動脈720部分の下部に位置する仮想アイトラッカー記号718を示している。多数の時間ステップにわたって、仮想アイトラッカードット718は内頸動脈に至るまで滑らかに移動し、時点#Nにおいて、仮想トラッカードット718は、例えば内頸動脈722の中間部分などの最終目的地に到達する。例えば、ユーザは、毎秒60フレームのフレームレート及び2cm/秒の移動レートを選択し得る。仮想トラッカードットが進む距離が、特定のセグメントに関する合計時間を決める。高いフレームレートは、ヒトの眼の滑らかな視線追跡及びユーザによって跳び越される領域の潜在的回避を容易にし、より総合的な観察につながる。仮想アイトレーサドット718は、数多くの形状、サイズ、色、運動速度などをとることができる。 FIG. 7 shows a virtual eye tracker symbol with a variable display pattern. The human eye can perform jumping movements to quickly switch from a fixed object to a fixed object. FIG. 7A shows a carotid bifurcation 700 with a virtual eye tracker symbol 701 (eg, a blue dot) at multiple locations over multiple time points. At the first time point 702, the virtual eye tracker symbol 701 is located below the common carotid 704 portion of the carotid bifurcation 700. At a second time point 706, the virtual eye tracker symbol 701 is located at the carotid valve 708 portion of the carotid bifurcation 700. At a third time point 710, the virtual eye tracker symbol 701 is located in the middle of the internal carotid 712 portion of the carotid bifurcation 700. At the fourth time point 714, the virtual eye tracker symbol 701 is located at the external carotid artery 716 portion of the carotid bifurcation 700. This assists the movement of the human eye so that the eye can jump to each of the new positions when detecting the movement of a new spot. Such a system may be combined with a line-of-sight tracking system to ensure that a person has seen the line-of-sight tracking symbol. The user can control the disappearance of one virtual eye tracker symbol and the appearance of another virtual eye tracker symbol by the IO device. FIG. 7B shows a virtual eye tracker symbol 718 located below the common carotid 720 portion of the carotid bifurcation 700. Over a number of time steps, the virtual eye tracker dot 718 moves smoothly down to the internal carotid artery, and at time point #N, the virtual tracker dot 718 reaches its final destination, for example, the middle part of the internal carotid artery 722. .. For example, the user may choose a frame rate of 60 frames per second and a movement rate of 2 cm / sec. The distance traveled by the virtual tracker dot determines the total time for a particular segment. The high frame rate facilitates smooth gaze tracking of the human eye and potential avoidance of areas jumped by the user, leading to a more comprehensive observation. The virtual eye tracer dot 718 can take many shapes, sizes, colors, motion velocities, and the like.

図8は、内部構造の観察促進を可能にするように既存の3D医用撮像ボリュームから‘組織を切り離す’ために医療関係者によって使用され得るものである仮想ナイフを示している。この例において、仮想ナイフは、患者の心臓を調べるために使用される。このタスクは、心臓の3D医療ボリュームを包み込む3Dカーソルと協力して実行される。図8Aは、仮想ナイフ800を、仮想切断面802及び関連する(1つ以上の)レジストレーションポイント804とともに示している。医用画像を見る医療関係者は、仮想ナイフ800をピックアップし、それを、心臓の外部の組織が取り去られて3Dカーソル808に包み込まれた心臓806として示される関心ボリュームへと移動させ得る。図8Bは、組織810(すなわち、大動脈及び肺動脈)の部分が切断され、そしてずらされるように、切断面802及びレジストレーションポイント804を備えたナイフ800を関心3Dボリューム806に通すことを示している。図8Cは、医療関係者が大動脈弁812及び肺動脈弁814を覗き込むことを可能にするための大動脈及び肺動脈の除去を示している。更なる切り分けが三尖弁(図示せず)の調査を可能にしてもよい。最終的に、心臓のいっそう進んだ観察を提供する仮想ツールキットと協力して、4Dデータセットを観察することができる。 FIG. 8 shows a virtual knife that can be used by medical personnel to'separate tissue'from an existing 3D medical imaging volume to enable observation facilitation of internal structures. In this example, a virtual knife is used to examine the patient's heart. This task is performed in cooperation with a 3D cursor that wraps around the 3D medical volume of the heart. FIG. 8A shows the virtual knife 800, along with the virtual cut surface 802 and associated (one or more) registration points 804. The medical person viewing the medical image can pick up the virtual knife 800 and move it to the volume of interest shown as the heart 806, where the tissue outside the heart has been removed and wrapped in the 3D cursor 808. FIG. 8B shows passing a knife 800 with a cut surface 802 and a registration point 804 through a 3D volume of interest 806 so that a portion of tissue 810 (ie, aorta and pulmonary artery) is cut and displaced. .. FIG. 8C shows the removal of the aorta and pulmonary artery to allow medical personnel to look into the aortic valve 812 and the pulmonary valve 814. Further isolation may allow investigation of the tricuspid valve (not shown). Finally, you can observe 4D datasets in collaboration with a virtual toolkit that provides a more advanced observation of the heart.

図9は、視覚的トランスポートツールを用いた血管中での仮想ライドを示している。仮想トランスポートツールは、それによって医療関係者が中空構造内を移動し、その中の状態を可視化することができる手段/経路である。仮想トランスポートツールは、単独で、又は仮想カテーテルと共に使用されることができる。仮想トランスポートツールは、患者内の血管構造の内部の3Dデジタル画像を生成するために、又は血管状態を治療する介入者を訓練するために、仮想カテーテルと共に使用され得る。仮想トランスポートツールは、血管内で何が前方にあるかの見通しを提供する。この例では、血管が示されている。血管内の血液がデジタル的に取り去られ、トンネル内の現在の視野からある距離だけ前方の血管壁上で仮想的な光が輝くことができ、収縮物のX、Y、Z座標が記録される。なお、セグメンテーションプロセス中に血管から血液が除去されるが、血管構造は残ることになる。これは、仮想トランスポートツールが、血管の内部構造を不明瞭にせずに可視化することを可能にする。典型的に、仮想トランスポートツールは、血管の中心内にあって、前方を見ることになる。なお、視点の中心は血管の中心内にあるが、実際の見え方は、左目と右目の見え方に従ってオフセットされることになる。医用画像を見る医療関係者は、3Dヘッドセット(例えば、拡張現実)から見たときに血管内を移動して見えるように可視化し得る。なお、ボクセル操作(援用する米国特許出願第16/195,251号)に従って表示を向上させるように仮想血管の直径を拡大することが可能である。例えとして、小さいパイプの中を見るのは難しいし、大きいトンネルの全ての部分をその中から同時に見るのも難しいと言うことができ、故に、トンネルの大きさを調節することができることは、多大な観察の柔軟性を提供する。ユーザが異常な状態を特定した場合、ユーザは、その状態を調べるために異なる位置及び向きをとることができる。表示される血管の距離は医療関係者によって選択され、構造の照明強度も医療関係者によって選択される。これらの技術の使用によって見込まれる一般的な臨床応用は、頸動脈アテローム硬化性プラークの測定(例えば、狭窄領域における管腔と狭窄の長さとを測定することであり、これは、例えば北米症候性頚動脈内膜摘除試験(NASCET)測定技術などの現行方法よりも良好な、ステントの種類及び配置を決定するメトリックであることが分かっているとし得る)を含む。一例として、特定の長さにわたる管腔内の小さい容積は、現行方法と比較して良好な、病態及び介入に関するインジケータである。各血管の管腔のローリング計算が、医療専門家に提供されるメトリックを用いて実行される。例えば、このライドは、血管構造及びステント挿入の潜在的必要性の評価において使用され得る。如何なる時にも、医用画像を見る医療関係者は、血管内での現在のライド位置をアイコンによって示して、血管構造を全体として見ることができる。図Aは、プラークのない血液消去した正常な血管内表面900を示している。この最も大きい円900は、現在の観察位置における血管の内面を表している。内粘膜表面の組織901が示されている。中くらいの大きさの点線の円902は、例えば現在の観察位置から5cmなど、現在の観察位置から中間距離の位置における血管の内面を表している。最も小さい点線の円904は、現在の観察位置からユーザが見ることができる最も遠い距離を表している。例えば両矢印906といった仮想マーカーが、例えば、血管の現在位置900から、血管内の見え得る最遠位置904までの、10cmなど、アクティブに見えている血管内の長さを指し示し得る。仮想ロードサイン908が、例えば“腕頭動脈まで30.0cm”など、重要な交差までの距離を有する。図Bは、アテローム性プラークに起因する血管腔の狭窄と、測定結果の記述を提供するロードサインとを示している。この最も大きい円910は、現在の観察位置における血管の内面を表している。内粘膜表面の組織911が示されている。中くらいの大きさの点線の円912は、例えば現在の観察位置から5cmなど、現在の観察位置から中間距離の位置における血管の内面を表している。なお、2時の位置における中間円912の部分916は、内側に出っ張るように示されている。中間円912の丸い部分と、内側に向かって出っ張る中間円の部分916との両方が、現在の観察位置から5cmに位置する。従って、912及び916を含む点線の全体が現在の観察位置から5cmに位置しており、故に、それは“等距離線”を表している。最も小さい点線の円914は、例えば現在の観察位置から10cmなど、現在の観察位置からユーザが見ることができる最も遠い距離を表している。例えば大きい両矢印918といった仮想マーカーが、例えば、血管の現在位置910から、血管内の見え得る最遠位置914までの、10cmなど、アクティブに見えている血管内の長さを指し示し得る。点線の期待位置(プラーク/狭窄なしと仮定して5cmの距離だけ離れた境界を定める)から、より内側に5cm離れて位置する実際の位置916まで、小さめの両矢印920が示されている。留意されたいことには、特定の“等距離線”の半径が小さくなるとき、それは狭窄の領域を指し示す。留意されたいことには、特定の“等密度線”の半径が大きくなるとき、それは膨張/拡張症/動脈瘤の領域を指し示す。また、言及しておくことには、別の仮想ロードサイン920が、“2時の位置を中心とした30%のアテローム性動脈硬化狭窄から離れること5.0cm”と述べている。ここでの時計の系は、狭窄の位置をどのように記述し得るかの一例である。図Cは、3本の血管の分岐合流部に近づいている視覚的トランスポートツールを示している。事前プランニングにおいて、医療専門家は、これらの血管のうちのどれにカテーテルを入れるべきかを選択することができ、その血管が、カテーテルの正しい経路の検証のために疑似色でハイライトされ得る。最も大きい円922は、現在の観察位置における血管の内面を表している。内粘膜表面の組織923が示されている。3時の位置の中くらいの大きさの半円924は、進入すべき所望の選択肢である分枝血管(例えば、内頸動脈)を表している。9時の位置の中くらいの大きさの半円926は、進入すべき第2の選択肢であるがこのシナリオ例では望まれていない更なる分枝血管(例えば、外頸動脈)を表している。赤い点線928が、入ることを望んでいる分岐を医療関係者に知らせる助けとなる視覚的な手掛かりとして画像上に表示される仮想ツールの一例として示されている。仮想ロードサイン930が示されており、これは、“頸動脈分岐部から離れること5.0cm。内頸動脈に入るべく3時に向かって進め。”と述べている。 FIG. 9 shows a virtual ride in a blood vessel using a visual transport tool. A virtual transport tool is a means / path by which healthcare personnel can move within a hollow structure and visualize the state within it. The virtual transport tool can be used alone or with a virtual catheter. Virtual transport tools can be used with virtual catheters to generate 3D digital images of the interior of vascular structures within a patient, or to train interveners to treat vascular conditions. Virtual transport tools provide a perspective of what is anterior within a blood vessel. In this example, blood vessels are shown. Blood in the vessel is digitally removed, virtual light can shine on the vessel wall anterior by a distance from the current field of view in the tunnel, and the X, Y, Z coordinates of the contractile are recorded. To. Blood is removed from the blood vessels during the segmentation process, but the vascular structure remains. This allows virtual transport tools to visualize the internal structure of blood vessels without obscuring them. Typically, the virtual transport tool will be in the center of the blood vessel and will look forward. The center of the viewpoint is within the center of the blood vessel, but the actual appearance is offset according to the appearance of the left eye and the right eye. A medical person viewing a medical image can visualize it as moving through a blood vessel when viewed from a 3D headset (eg, augmented reality). It is possible to increase the diameter of the virtual blood vessel so as to improve the display according to the voxel operation (US Patent Application No. 16 / 195,251). For example, it can be said that it is difficult to see inside a small pipe, and it is also difficult to see all parts of a large tunnel from within it at the same time, so it is a great deal to be able to adjust the size of the tunnel. Provides flexibility in observation. If the user identifies an abnormal condition, the user can take different positions and orientations to examine the condition. The distance of the displayed blood vessels is selected by the medical personnel, and the lighting intensity of the structure is also selected by the medical personnel. A common clinical application expected by the use of these techniques is the measurement of carotid atherosclerotic plaques (eg, measuring the lumen and length of the stenosis in the stenotic region, which is, for example, North American symptomatic). It may be known to be a metric that determines the type and placement of the stent, which is better than current methods such as carotid endarterectomy test (NASCET) measurement techniques). As an example, a small volume in the lumen over a particular length is a good indicator of pathology and intervention compared to current methods. Rolling calculations of the lumen of each vessel are performed using the metrics provided to medical professionals. For example, this ride can be used in assessing vascular structure and the potential need for stenting. At any time, the medical practitioner looking at the medical image can see the vascular structure as a whole by indicating the current ride position in the blood vessel with an icon. FIG. A shows a normal blood vessel inner surface 900 with no plaque and blood scavenged. This largest circle 900 represents the inner surface of the blood vessel at the current observation position. Tissue 901 on the surface of the inner mucosa is shown. The medium-sized dotted circle 902 represents the inner surface of the blood vessel at a position intermediate distance from the current observation position, for example 5 cm from the current observation position. The smallest dotted circle 904 represents the farthest distance the user can see from the current observation position. A virtual marker, for example a double-headed arrow 906, may indicate a length within a blood vessel that is actively visible, for example, 10 cm from the current position 900 of the blood vessel to the farthest visible position 904 in the blood vessel. The virtual road sign 908 has a distance to an important intersection, for example "30.0 cm to the brachiocephalic artery". FIG. B shows vascular lumen stenosis due to atherosclerotic plaques and road signs that provide a description of the measurement results. This largest circle 910 represents the inner surface of the blood vessel at the current observation position. Tissue 911 on the surface of the inner mucosa is shown. The medium-sized dotted circle 912 represents the inner surface of the blood vessel at an intermediate distance from the current observation position, for example 5 cm from the current observation position. The portion 916 of the intermediate circle 912 at the 2 o'clock position is shown to protrude inward. Both the round portion of the intermediate circle 912 and the portion 916 of the intermediate circle protruding inward are located 5 cm from the current observation position. Therefore, the entire dotted line, including 912 and 916, is located 5 cm from the current observation position, and thus represents an "equidistant line". The smallest dotted circle 914 represents the farthest distance the user can see from the current observation position, for example 10 cm from the current observation position. A virtual marker, such as the large double-headed arrow 918, may indicate the length within the actively visible blood vessel, for example, 10 cm from the current position 910 of the blood vessel to the farthest visible position 914 within the blood vessel. A small double-headed arrow 920 is shown from the expected dotted line position (which defines a boundary 5 cm away assuming no plaque / stenosis) to the actual position 916 located 5 cm further inward. It should be noted that when the radius of a particular "equidistant line" becomes smaller, it points to the area of stenosis. It should be noted that when the radius of a particular "isodense line" increases, it points to the area of swelling / dilatation / aneurysm. Also, to mention, another virtual road sign 920 states "5.0 cm away from 30% atherosclerotic stenosis centered at 2 o'clock". The clock system here is an example of how the location of a stenosis can be described. FIG. C shows a visual transport tool approaching the bifurcation and confluence of three blood vessels. In pre-planning, the medical professional can choose which of these vessels the catheter should be placed in, and that vessel may be highlighted in pseudo-color to verify the correct path of the catheter. The largest circle 922 represents the inner surface of the blood vessel at the current observation position. Tissue 923 of the inner mucosal surface is shown. The medium-sized semicircle 924 at the 3 o'clock position represents a branching vessel (eg, the internal carotid artery) that is the desired option to enter. The medium-sized semicircle 926 at 9 o'clock represents a further branched vessel (eg, the external carotid artery) that is a second option to enter but is not desired in this scenario example. .. The red dotted line 928 is shown as an example of a virtual tool displayed on the image as a visual clue to help medical personnel know which branch they want to enter. A virtual load sign 930 is shown, which states, "5.0 cm away from the carotid bifurcation. Proceed towards 3 o'clock to enter the internal carotid artery."

図10は、仮想アイコンの助けを借りて患者内の血管構造のボリューム医用画像と共に使用され得るものである仮想カテーテルを示している。例えば、3D仮想カテーテルは、例えば重要な距離又は角度の測定値を取得するなどの介入手術の術前プランニングにおいて使用され得る。この図の介入手順では、動脈瘤の治療に3D仮想カテーテルが使用される。図Aは、青い実線1000を、右鼠径部領域に位置し、総大腿動脈にて入って右外腸骨動脈へ、そして大動脈へと延びるカテーテルとして示している。カテーテルの先端1002は、小さい黒塗りの円である。なお、横断された経路を実線として示し、計画経路を破線1004で示している。計画ルートは、医療関係者が標的と従っている特定の血管内の位置マーカーの配置を介して遂行され得る。そのような位置マーカーは、所望の経路に沿った中間地点、又は最終的な標的病変1006(例えば、脳動脈瘤)に位置することができる。これらの位置マーカーが配置された後、マーカーを接続する経路にマーキング(例えば、青い点線)することができる。そして、青い点線に沿って測定を行うことができる。測定結果を用いて、ロードサイン1008を表示して、実際の介入医療処置で使用されるべき血管分岐連結部までの距離を医療関係者に知らせることができる。留意されたいことには、例えば2D又は3Dオブジェクトなどの仮想アイコン1010も示されている。図Bは、胸部大動脈内まで延びている仮想カテーテル1012を示している。図示のように、破線1016はカテーテルの所望の経路を表しており、これは、腕頭動脈、次いで総頸動脈、次いで内頸動脈、次いで中大脳動脈を通って、最終的に動脈瘤1018に入っている。ロードサインを表示して、実際の介入医療処置で使用されるべき血管分岐連結部までの距離を医療関係者に知らせることができる。介入者が注意を払う必要がある各交差部のために拡張現実距離マーカーが3D仮想カテーテルに付加されて1つの血管から別の血管へと変化するように準備さる。重要な全ての血管分岐連結点のスクリーンキャプチャが、座標系X−Y、X−Z、及びY−Z平面における現在経路からの角度変化を注釈付けられ得る。図Cは、血管分岐連結部の拡大図を示しており、該血管分岐連結部では、複数経路のオプションが発生しており、医療関係者は、カテーテルを正しい血管へと動かすことにおいて注意を払わなければならない。下行胸部大動脈1022、腕頭動脈1024、左総頸動脈1026、左鎖骨下動脈1028、及び上行胸部大動脈1030が示されている。仮想カテーテル1032が示されている。仮想カテーテルの先端1034が示される。青色の点線1036は、所望のカテーテル経路を表している。 FIG. 10 shows a virtual catheter that can be used with a volume medical image of the vascular structure within a patient with the help of a virtual icon. For example, 3D virtual catheters can be used in preoperative planning of interventional surgery, such as obtaining measurements of significant distances or angles. In the intervention procedure shown in this figure, a 3D virtual catheter is used to treat an aneurysm. FIG. A shows the blue solid line 1000 as a catheter located in the right inguinal region, entering at the common femoral artery and extending into the right external iliac artery and into the aorta. The tip 1002 of the catheter is a small black circle. The crossed route is shown as a solid line, and the planned route is shown by a broken line 1004. The planning route can be accomplished through the placement of location markers within the particular blood vessel that the medical practitioner is following with the target. Such location markers can be located at intermediate points along the desired pathway, or at the final target lesion 1006 (eg, cerebral aneurysm). After these position markers have been placed, the path connecting the markers can be marked (eg, a blue dotted line). Then, the measurement can be performed along the blue dotted line. The measurement results can be used to display a load sign 1008 to inform healthcare professionals of the distance to the vascular bifurcation connection that should be used in the actual interventional procedure. Note that virtual icons 1010, such as 2D or 3D objects, are also shown. FIG. B shows a virtual catheter 1012 extending into the thoracic aorta. As shown, the dashed line 1016 represents the desired path of the catheter, which passes through the brachiocephalic artery, then the common carotid artery, then the internal carotid artery, then the middle cerebral artery, and finally to the aneurysm 1018. It's in. Road signs can be displayed to inform healthcare professionals of the distance to the vascular bifurcation connection that should be used in the actual interventional procedure. An augmented reality distance marker is added to the 3D virtual catheter for each intersection that the intervener needs to pay attention to, preparing to change from one vessel to another. Screen captures of all critical vascular bifurcation points can be annotated with angular changes from the current path in the coordinate systems XY, XY, and YY planes. FIG. C shows an enlarged view of the vascular bifurcation junction, where the vascular bifurcation junction has multiple pathway options, and medical personnel are careful in moving the catheter to the correct vessel. There must be. The descending thoracic artery 1022, the brachiocephalic artery 1024, the left common carotid artery 1026, the left subclavian artery 1028, and the ascending thoracic aorta 1030 are shown. A virtual catheter 1032 is shown. The tip 1034 of the virtual catheter is shown. The blue dotted line 1036 represents the desired catheter route.

図11は、3D医用画像の複数の別々の臓器への分解の背後にある3D医用画像及び技術例の一般的概念を示している。医用画像を見る医療関係者は(例えば、援用する米国特許出願第15/904,092号に概説されるセグメンテーション技術を用いて)、それらの共通の特徴(例えば、同等のハンスフィールドユニット、解剖学的アトラスなど)に基づいて、関心ある3Dデジタルボリュームを複数の部分へと分割し得る。この図では、キーとなる臓器を個別に検査することが望みである一般的なプロセスが示されている。そのようなプロセスは、例えば、画像レビューチェックリスト上の項目に従って構築され得る。図Aは、腹部内の臓器の一般化された説明図を示している。肝臓1100、右副腎1102、右腎臓1104、下大静脈1106、右腸骨静脈1108、脾臓1110、大動脈1112、膵臓1114、左副腎1116、左腎臓1118、胃腸管1120及び左腸骨動脈1122が示されている。このプロセスは、隣接する臓器からの視覚的干渉なしに個々の検査を容易にするために、これらの臓器をX、Y、Z方向において胴体の略中心の点から外向きに展開することである。図Bは、セグメンテーションが適用された後の臓器を示しており、セグメンテーションプロセスを示すために臓器の周りに破線を描いている。肝臓1124、右副腎1126、右腎臓1128、下大静脈1130、右腸骨静脈1132、脾臓1134、大動脈1136、膵臓1138、左副腎1140、左腎臓1142、胃腸管1144、及び左腸骨動脈1146が示されている。なお、破線は、よりよくセグメンテーションを示すために示されている。図Cは分解図を示している。臓器の座標(X,Y,Z)が、破線によって示される新しい位置へと変更される。この概念の実装のためのソフトウェアは、これに限られないが、以下の手順である。医用画像を見る医療関係者が、分解の原点として作用することになるものである3Dデジタルボリューム内の点(理想的には、3Dデジタルボリュームの中心近くであり且つセグメント化されたサブボリューム間)を選択し得る。肝臓1148、右副腎1150、右腎臓1152、下大静脈及び腸骨静脈1154、膵臓1156、胃腸管1158、脾臓1160、左腎臓1162、左副腎1164、大動脈及び腸骨動脈1166が示されている。図Dは、あたかも爆発が起こったかのように3Dデジタルのサブボリュームを分離し得る複数の方法のうちの1つを示している。それらの方法のうちの1つは、以下に限られないが、次の通りである:各々が中心点に接し且つ各々がX、Y、Z軸に平行な8つの大きな立方体1168を作成する(例えば、第1の立方体はXにおいて正、Yにおいて正、Zにおいて正であり、第2の立方体はXにおいて正、Yにおいて負、Zにおいて正であるとすることができ、等々)。そして、医用画像を見る医療関係者が、中心点に近いサブボリュームについての距離係数を確立し、より遠く離れたサブボリュームには大きい距離係数を確立する。そして、サブボリュームの中心ボクセルがどの立方体の中にあるかに基づいて、これらの係数が3Dデジタル画像の各特定のサブボリューム内の全てのボクセルに適用される(なお、上述の第1の立方体では、その中心ボクセルがこの立方体に入る全てのサブボリュームで、そのサブボリューム内のボクセルのX、Y、Z座標が、正のX、正のY、正のZ方向に、指定の係数だけ増加する。第2の立方体内のサブボリュームでは、増加は正のX、負のY、正のZ方向である。)。医用画像を見る医療関係者は、検査の過程において、係数を変更してサブボリューム間の隔たりを変化させる。例えば、中程度の隔たり1170が示されている。代わるものとして、より大きい隔たり1172が示されている。 FIG. 11 shows the general concept of 3D medical images and technical examples behind the decomposition of 3D medical images into multiple separate organs. Medical personnel viewing medical images (eg, using the segmentation techniques outlined in US Patent Application No. 15 / 904,092) have their common features (eg, equivalent Hansfield units, anatomy). The 3D digital volume of interest can be divided into multiple parts based on the target atlas, etc.). This figure shows the general process in which it is desirable to examine key organs individually. Such a process may be constructed, for example, according to the items on the image review checklist. FIG. A shows a generalized explanatory view of the organs in the abdomen. Shown are liver 1100, right adrenal gland 1102, right kidney 1104, inferior vena cava 1106, right iliac vein 1108, spleen 1110, aorta 1112, pancreas 1114, left adrenal gland 1116, left kidney 1118, gastrointestinal tract 1120 and left iliac artery 1122. Has been done. The process is to deploy these organs outward from a point at approximately the center of the torso in the X, Y, Z directions to facilitate individual examinations without visual interference from adjacent organs. .. FIG. B shows the organ after the segmentation has been applied and a dashed line is drawn around the organ to show the segmentation process. The liver 1124, right adrenal kidney 1126, right kidney 1128, inferior vena cava 1130, right iliac vein 1132, spleen 1134, aorta 1136, pancreas 1138, left adrenal kidney 1140, left kidney 1142, gastrointestinal tract 1144, and left iliac artery 1146. It is shown. Note that the dashed line is shown to better indicate segmentation. FIG. C shows an exploded view. The coordinates of the organ (X, Y, Z) are changed to the new positions indicated by the dashed lines. The software for implementing this concept is, but is not limited to, the following procedure. A point within a 3D digital volume (ideally near the center of the 3D digital volume and between segmented subvolumes) where the medical personnel viewing the medical image will act as the origin of the decomposition. Can be selected. The liver 1148, right adrenal gland 1150, right kidney 1152, inferior vena cava and iliac vein 1154, pancreas 1156, gastrointestinal tract 1158, spleen 1160, left adrenal gland 1162, left adrenal gland 1164, aorta and iliac artery 1166 are shown. FIG. D shows one of several ways in which 3D digital subvolumes can be separated as if an explosion had occurred. One of those methods is, but is not limited to,: 8 large cubes 1168, each touching the center point and each parallel to the X, Y, Z axes ( For example, the first cube can be positive in X, positive in Y, positive in Z, the second cube can be positive in X, negative in Y, positive in Z, and so on). Then, the medical person who sees the medical image establishes a distance coefficient for the subvolume near the center point, and establishes a large distance coefficient for the subvolume farther away. Then, based on which cube the central voxel of the subvolume is in, these coefficients are applied to all voxels in each particular subvolume of the 3D digital image (note that the first cube described above). Now, for all subvolumes whose central voxel enters this cube, the X, Y, Z coordinates of the voxels in that subvolume increase by the specified coefficient in the positive X, positive Y, positive Z directions. In the subvolume in the second cube, the increase is in the positive X, negative Y, positive Z directions). Medical personnel viewing medical images change coefficients to change the gap between subvolumes during the course of the examination. For example, a medium gap of 1170 is shown. As an alternative, a larger gap of 1172 is shown.

図12は、より正確な仮想コロノグラフィレビューを行うための仮想トランスポートビューアの使用を示している。一般大衆の間では、不快な準備(例えば、大量の液体を飲むこと)及び処置中の不安な期間に起因して、結腸内視鏡検査を受けることを避ける傾向がある。代替策の1つは仮想コロノグラフィーを受けることであり、それにおいては、CTスキャンが行われ、結腸の内粘膜表面がレビューされる。ポリープが発見されない場合、治療段階は不要である。しかしながら、ポリープが発見された場合には、いくらか後の日に、準備段階が繰り返され、そして、ポリープを除去するために治療段階(すなわち、結腸内視鏡検査)が行われる。この図では、結腸の内側を観察してポリープが存在するかを判定するために、仮想トランスポートビューアが使用されている。何も存在しなければ、全てが問題なく、結腸内視鏡検査のための準備は必要とされない。ポリープが存在する場合には、それらを仮想トランスポートビューアによって検出することができ、その後、必要な準備とそれに続く治療を進めることができる。仮想トランスポートビューアプロセスの下で、患者は、以下を受けるプロセスを辿ることになる:先ず、結腸のCTスキャンを受け、CT 2Dスライスから結腸の3Dボリュームが作成され(援用する米国特許第8,384,771号)、セグメンテーション(援用する米国特許出願第15/904,092号)が結腸を識別し、減算が結腸の内容物(例えば、空気、排泄物)を抽出する。そうする際に、結腸は元の形状を維持したままであり、そして、仮想トランスポートが挿入されて、結腸内で前後左右の検査を行うことを可能にする。この検査手法は、前方視専用カメラの挿入時に起こり得るヒダによってポリープが塞がれる問題を防ぐ。ポリープが発見されなかった場合、患者は、引き続き健康状態が良好であると確信して家に帰ることができ、患者は、準備段階並びに結腸内視鏡検査又は準備+空気挿入段階の不快感及び不安感を免れたことになる。図12Aは、プラークのない、空気及び排泄物を消去した結腸の内表面の表示を示している。この最も大きい円1200は、現在の観察位置における結腸の内面を表している。内粘膜表面の組織1201が示されている。中くらいの大きさの点線の円1202は、例えば現在の観察位置から5cmなど、現在の観察位置から中間距離の位置における結腸の内面を表している。最も小さい点線の円1204は、現在の観察位置からユーザが見ることができる最も遠い距離を表している。例えば両矢印1206といった仮想マーカーが、例えば、結腸の現在位置1200から、結腸内の見え得る最遠位置1204までの、10cmなど、アクティブに見えている結腸内の長さを指し示し得る。仮想ロードサイン1208が、例えば“回盲部まで20cm”など、重要な交差までの距離を有する。図12Bは、3つのポリープを有した、空気及び排泄物を消去した結腸の内表面の表示を示している。この最も大きい円1210は、現在の観察位置における結腸の内面を表している。内粘膜表面の組織1211が示されている。中くらいの大きさの点線の円1212は、例えば現在の観察位置から5cmなど、現在の観察位置から中間距離の位置における結腸の内面を表している。最も小さい点線の円1214は、現在の観察位置からユーザが見ることができる最も遠い距離を表している。例えば両矢印1216といった仮想マーカーが、例えば、結腸の現在位置1210から、結腸内の見え得る最遠位置1214までの、10cmなど、アクティブに見えている結腸内の長さを指し示し得る。絨毛ポリープ1218が示されている。例えば“10時の位置の絨毛ポリープまで3cm”など、重要なランドマークまでの距離を有する仮想ロードサイン1220が示されている。無茎性ポリープ1222が示されている。例えば“4時の位置の無茎性ポリープまで7cm”など、重要なランドマークまでの距離を有する仮想ロードサイン1224が示されている。 FIG. 12 illustrates the use of a virtual transport viewer for more accurate virtual colonography reviews. The general public tends to avoid undergoing colonoscopy due to unpleasant preparation (eg, drinking large amounts of fluid) and anxious periods during the procedure. One alternative is to undergo virtual colonography, in which a CT scan is performed and the inner mucosal surface of the colon is reviewed. If no polyps are found, no treatment step is required. However, if a polyp is found, the preparatory stage is repeated at some later date, and a therapeutic stage (ie, colonoscopy) is performed to remove the polyp. In this figure, a virtual transport viewer is used to look inside the colon to determine if polyps are present. If nothing is present, everything is fine and no preparation for colonoscopy is required. If polyps are present, they can be detected by a virtual transport viewer, after which the necessary preparation and subsequent treatment can proceed. Under the virtual transport viewer process, the patient will follow the process of receiving the following: First, a CT scan of the colon is taken and a 3D volume of the colon is created from the CT 2D slice (incorporated US Pat. No. 8, 384,771), segmentation (incorporated US Patent Application No. 15 / 904,092) identifies the colon, and subtraction extracts the contents of the colon (eg, air, excreta). In doing so, the colon remains in its original shape, and a virtual transport is inserted to allow anterior-posterior-left-right examination within the colon. This inspection technique prevents the problem of polyps being blocked by folds that can occur when inserting a forward-view camera. If no polyps are found, the patient can continue to be confident that he is in good health and return home, and the patient will experience discomfort during the preparatory phase and colonoscopy or preparatory + air insertion phase. You have escaped the feeling of anxiety. FIG. 12A shows a plaque-free representation of the inner surface of the colon with air and excrement eliminated. This largest circle 1200 represents the inner surface of the colon at the current observation position. Tissue 1201 on the surface of the inner mucosa is shown. The medium-sized dotted circle 1202 represents the inner surface of the colon at an intermediate distance from the current observation position, for example 5 cm from the current observation position. The smallest dotted circle 1204 represents the farthest distance the user can see from the current observation position. A virtual marker, such as the double-headed arrow 1206, may indicate the length in the colon that is actively visible, for example, 10 cm from the current position 1200 of the colon to the farthest visible position 1204 in the colon. The virtual road sign 1208 has a distance to an important intersection, for example "20 cm to the ileocecal region". FIG. 12B shows an indication of the inner surface of the colon with three polyps erasing air and excrement. This largest circle, 1210, represents the inner surface of the colon at the current observation position. Tissue 1211 on the surface of the inner mucosa is shown. The medium-sized dotted circle 1212 represents the inner surface of the colon at an intermediate distance from the current observation position, for example 5 cm from the current observation position. The smallest dotted circle 1214 represents the farthest distance the user can see from the current observation position. A virtual marker, such as the double-headed arrow 1216, may point to a length in the colon that is actively visible, for example, 10 cm from the current position of the colon 1210 to the farthest visible position 1214 in the colon. Villous polyp 1218 is shown. A virtual road sign 1220 with a distance to an important landmark is shown, for example "3 cm to villous polyp at 10 o'clock". Stemless polyp 1222 is shown. A virtual road sign 1224 with a distance to an important landmark is shown, for example "7 cm to a stalkless polyp at 4 o'clock".

図13は、ボクセル操作を通じて1つの長い直線状のチューブであるようにストレッチされた大腸の結腸部分を含む仮想3Dボリューム医用画像の一部を示している。その後、チューブ内の中身がセグメント化され、チューブから取り除かれる。そして、最終的に、チューブは長さ軸に沿って分割され、内部構造の観察を可能にするように開かれる。結腸の内部構造を物理的に調べる方法が存在し、準備、結腸を満たして拡張するための空気の挿入、ライトを備えたカメラの挿入及びこのシステムの、内部構造を観察して記録するための結腸の長さに沿って移動を伴う。その後、レンダリングされたTV録画を医療関係者及び患者に提示することができる。レンダリングされたTV録画の限界は、結腸に沿ったヒダによってポリープがTVビューから塞がれ得ることである。さらに、ポリープが発見された場合、患者は後日、結腸内視鏡検査のために戻らなければならず、それは、別の準備と、後のポリープ組織の除去とを必要とする。この仮想プロセスにおいて呼び出されるプロセスは、予備検査において不快な準備段階を必要としない。このプロセスでは、造影剤を用いる/用いない結腸のCT撮像が実行される。次いで、CT 2Dスライスから3D仮想画像が構築される(援用する米国特許第8,384,771号)。セグメンテーション(米国特許出願第15/904,092号)が実行され、結腸の外側の組織が取り去られる。また、結腸内の組織でない内容物も取り去られる。そして、ポリープを見えなくし得るヒダが引き伸ばされ、それにより、ヒダ状の結腸組織によってポリープが見えなくなることがないように、結腸が‘ストレッチ’される。このストレッチプロセスは、米国特許出願第16/195,251号に記載されるようなボクセル操作を含む。この引き伸ばされた直線状の仮想結腸が、この図に示されるようにヘッドディスプレイユニットを介して内部構造を見ることができるように、長さ軸に沿って2つに分割される。中空臓器の結腸1300が真っ直ぐにされる。真っ直ぐにした後、結腸を、本のように開き1302、上から粘膜表面の内側を見ることができる。開いた後、第1のポリープは、第1ハーフ部分1304及び第2ハーフ部分1305の半分に切断されて示されている。第2のポリープは、完全1306なまま示されている。代わりに、結腸を本のように開いて引き離し、それを平ら1308にして、上から粘膜表面の内側を見てもよい。開いた後、第1のポリープは、第1ハーフ部分1309及び第2ハーフ部分1310の半分に切断されて示されている。第2のポリープは、完全1312なまま示されている。結腸が平らにされるとき、ヘッドセット上での3D表示でポリープがいっそう飛び出すことになる。 FIG. 13 shows a portion of a virtual 3D volume medical image containing a colon portion of the large intestine stretched into one long linear tube through voxel manipulation. The contents in the tube are then segmented and removed from the tube. Finally, the tube is split along the length axis and opened to allow observation of the internal structure. There are ways to physically examine the internal structure of the colon, such as preparation, insertion of air to fill and dilate the colon, insertion of a camera with lights and to observe and record the internal structure of this system. With movement along the length of the colon. The rendered TV recording can then be presented to medical personnel and patients. The limitation of rendered TV recordings is that polyps can be blocked from the TV view by folds along the colon. In addition, if a polyp is found, the patient must return for colonoscopy at a later date, which requires additional preparation and subsequent removal of polyp tissue. The process called in this virtual process does not require an unpleasant preparatory step in the preliminary inspection. In this process, CT imaging of the colon with / without contrast is performed. A 3D virtual image is then constructed from the CT 2D slice (incorporated US Pat. No. 8,384,771). Segmentation (US Patent Application No. 15 / 904,092) is performed and the tissue outside the colon is removed. Also, non-tissue contents in the colon are removed. The folds that can obscure the polyp are then stretched, thereby'stretching'the colon so that the fold-like colon tissue does not obscure the polyp. This stretching process involves voxel manipulation as described in US Patent Application No. 16 / 195,251. This stretched linear virtual colon is divided in two along the length axis so that the internal structure can be seen through the head display unit as shown in this figure. The hollow organ colon 1300 is straightened. After straightening, the colon opens like a book 1302, and the inside of the mucosal surface can be seen from above. After opening, the first polyp is shown cut in half of the first half portion 1304 and the second half portion 1305. The second polyp is shown as complete 1306. Alternatively, the colon may be opened and pulled apart like a book, flattened to 1308, and the inside of the mucosal surface may be viewed from above. After opening, the first polyp is shown cut in half of the first half portion 1309 and the second half portion 1310. The second polyp is shown as complete 1312. When the colon is flattened, the 3D display on the headset will cause the polyp to pop out even more.

図14は、仮想造影剤の挿入及び血管系の中でのその流れを示している。最初に、罹患した血管内の血液が取り去られる。上の行では、血管は正常で非病的状態にあり、仮想造影剤を配することによって正常な血流が示される。血管の近位部分1400、血管1の中間部分401a及び1401b、並びに血管の遠位部分1402a、1402b及び1402cが示されている。従って、仮想造影剤が挿入されると、それは、撮像されることになる正常な血流を模倣することになる。当初の時点1404、後続の時点1406、及び最終的な時点1408を含む3つの時点が示されている。当初の時点1404では、そもそもの血液ボクセルの全てが取り去られており、仮想造影剤は挿入されていない。後続の時点1406では、灰色で示す仮想造影剤1410が血管の近位部分1400及び血管の中間部分1401a及び1401bに挿入されているが、血管の遠位部分1402a、1402b及び1402cには仮想造影剤は挿入されていない(仮想造影剤の欠如が白色で示されている)。最終的な時点1408では、灰色で示す仮想造影剤1412が、血管の近位部分1400、血管の中間部分1401a及び1401b、並びに血管の遠位部分1402a、1402b及び1402cに挿入されている。下の行では、血管は病的状態にある(すなわち、遠位動脈枝のうちの1つに血栓1413が詰まっている)。ここでも、血管の近位部分1400、血管の中間部分1401a及び1401b、並びに血管の遠位部分1402a、1402b及び1402cが示されている。従って、血栓1413が存在するので、仮想造影剤が挿入されると、仮想造影剤は、変化した血流パターンを模倣することになる。当初の時点1414、後続の時点1416、及び最終的な時点1418を含む3つの時点が示されている。当初の時点1414では、そもそもの血液ボクセルの全てが取り去られており、仮想造影剤は挿入されていない。後続の時点1416では、灰色で示す仮想造影剤1410が血管の近位部分1400及び血管の中間部分1401a及び1401bに挿入されているが、血管の遠位部分1402a、1402b及び1402cには仮想造影剤は挿入されていない(仮想造影剤の欠如が白色で示されている)。最終的な時点1418では、灰色で示す仮想造影剤1412が、血管の近位部分1400、血管の中間部分1401a及び1401b、並びに血管の遠位分枝のうちの2つ1402b及び1402cに挿入されているが、血管の遠位部分のうちの1つ1402aは、血栓1413によって詰まっているため、仮想造影剤1412で充ちていない。従って、血栓が存在する場合、それは、閉塞タイプの対話型ボクセルパラメータを割り当てられる。この図では、仮想造影剤の挿入が、血管の正常な設定と、血管の変更された設定(すなわち、血栓を有する)とで示されている。なお、仮想造影剤は、近位から遠位へと、血栓の地点に至るまでは進むことができるが、血栓を越えて進むことはできない。残りの分枝は、仮想造影剤の挿入を経験する。従って、閉塞タイプの対話型ボクセルパラメータを割り当てることは、仮想造影剤の流れを止める。代わりに、外科用クリップ閉塞タイプの対話型ボクセルパラメータが使用されてもよい。 FIG. 14 shows the insertion of a virtual contrast agent and its flow in the vascular system. First, the blood in the affected blood vessels is removed. In the upper row, the blood vessels are normal and non-pathological, and placement of a virtual contrast agent indicates normal blood flow. The proximal portion 1400 of the blood vessel, the intermediate portions 401a and 1401b of the blood vessel 1, and the distal portions 1402a, 1402b and 1402c of the blood vessel are shown. Therefore, when a virtual contrast agent is inserted, it mimics the normal blood flow that will be imaged. Three time points are shown, including the initial time point 1404, the subsequent time point 1406, and the final time point 1408. At the initial time point 1404, all of the blood voxels were removed in the first place, and no virtual contrast medium was inserted. Subsequent time points 1406, the virtual contrast agent 1410 shown in gray was inserted into the proximal portion 1400 of the blood vessel and the intermediate portions 1401a and 1401b of the blood vessel, whereas the virtual contrast agent was inserted into the distal portions 1402a, 1402b and 1402c of the blood vessel. Is not inserted (lack of virtual contrast is shown in white). At the final time point 1408, the hypothetical contrast agent 1412, shown in gray, is inserted into the proximal portion 1400 of the blood vessel, the intermediate portions 1401a and 1401b of the blood vessel, and the distal portions 1402a, 1402b and 1402c of the blood vessel. In the lower row, the blood vessel is in a pathological state (ie, one of the distal arterial branches is clogged with thrombus 1413). Again, the proximal portion 1400 of the blood vessel, the intermediate portions 1401a and 1401b of the blood vessel, and the distal portions 1402a, 1402b and 1402c of the blood vessel are shown. Therefore, because of the presence of thrombus 1413, when the virtual contrast agent is inserted, the virtual contrast agent will mimic the altered blood flow pattern. Three time points are shown, including the initial time point 1414, the subsequent time point 1416, and the final time point 1418. At the initial time 1414, all of the blood voxels were removed in the first place and no virtual contrast agent was inserted. At subsequent time points 1416, the gray virtual contrast agent 1410 was inserted into the proximal portion 1400 of the blood vessel and the intermediate portions 1401a and 1401b of the blood vessel, whereas the virtual contrast agent was inserted into the distal portions 1402a, 1402b and 1402c of the blood vessel. Is not inserted (lack of virtual contrast is shown in white). At the final time point 1418, the hypothetical contrast agent 1412, shown in gray, was inserted into the proximal portion 1400 of the blood vessel, the middle portions 1401a and 1401b of the blood vessel, and two of the distal branches of the blood vessel 1402b and 1402c. However, one of the distal portions of the blood vessel, 1402a, is not filled with the virtual contrast agent 1412 because it is clogged by the thrombosis 1413. Therefore, if a thrombus is present, it is assigned an obstruction-type interactive voxel parameter. In this figure, the insertion of a virtual contrast agent is shown with a normal setting of the blood vessel and a modified setting of the blood vessel (ie, having a thrombus). It should be noted that the virtual contrast agent can travel from proximal to distal to the point of the thrombus, but cannot cross the thrombus. The remaining branches experience the insertion of a virtual contrast agent. Therefore, assigning obstruction-type interactive voxel parameters stops the flow of virtual contrast agents. Alternatively, surgical clip occlusion type interactive voxel parameters may be used.

図15は、とりわけ、3Dカーソル内の3Dデジタル構造と共に使用され得るアブレーション技術を示している。これは、臓器の内部の注意深い検査を可能にする。アブレーション技術の基礎をなす方法は、以下に限られないが、以下の手順からなる:図15Aは、医用画像を見る医療関係者にとって関心のある臓器の外‘殻’を(例えば、米国特許出願第15/904,092号に概説されるセグメンテーション技術を用いて)決定するものであるプロセスの第1のステップを示している(注:この図では、3Dカーソル1502(米国特許第9,980,691号)に包み込まれた肝臓1500が示されている。肝臓の外殻を決定するため、3Dカーソル内の中心ボクセル1504から、外向き方向1506に、肝組織のセグメント化された表面まで進むことができる。代わりに、3Dカーソルの面から内向き方向1508に、肝組織のセグメント化表面に到達する距離まで進んでもよい。このプロセスは、肝臓の外部の組織が取り去られることを可能にする)。図15Bは、外表面のボクセルの全てから順に1ボクセル深さだけ除去するものであるプロセスの次のステップを示している。例えば、ボクセルの外殻が黒色1510で示されている。そして、医用画像を見る医療関係者の方向の組織の残りの外側層上でこのステップを何度か繰り返す。あるいは、X、Y、Z座標系において1つの層を選択し(例えば、最も大きいZ座標を持つX−Y層を選択してその層を除去し、医用画像を見る医療関係者の方向の残りの3Dデジタルボリューム上でこのステップを何度か繰り返す)。図15Cは、層が取り去られるにつれて内部の組織タイプが明らかになるものであるプロセスの次のステップを示している。元の外殻1512が示されている。Nステップのアブレーション後の殻1514が示されている。なお、それによってボクセルを表示する方法は、優先されないボクセルについては薄い表示又は半透明の表示とするのに対して、優先されるボクセルについては薄い表示としないことを含み得る。図15Dでは、正常な肝組織は切除され、異常な肝組織が残っている。元の外殻1516が示されていることに留意されたい。この例では、アブレーションプロセス後に、限局性結節性過形成1518と呼ばれる良性病変が明らかにされている。限局性結節性過形成1518は、低減衰中心瘢痕1520の特徴的な撮像フィーチャとともに示されている。このようなプロセスは、固形臓器の内部の腫瘍の観察に関して、各スライス上で探索するプロセスと比較して、より有用な方法である。なお、アブレーションステップの繰り返しの結果として、肝組織の体積が元の体積から減少している。 FIG. 15 shows, among other things, ablation techniques that can be used with 3D digital structures within 3D cursors. This allows a careful examination of the inside of the organ. The method underlying the ablation technique is not limited to: It shows the first step of the process that is to be determined (using the segmentation technique outlined in 15 / 904,092) (Note: in this figure, 3D cursor 1502 (US Pat. No. 9,980, U.S. Pat. No. 9,980). The liver 1500 wrapped in 691) is shown. To determine the outer shell of the liver, proceed from the central boxel 1504 in the 3D cursor in the outward direction 1506 to the segmented surface of the liver tissue. Alternatively, the 3D cursor plane may travel inward 1508 to reach the segmented surface of the liver tissue. This process allows the tissue outside the liver to be removed). .. FIG. 15B shows the next step in the process of removing one voxel depth in order from all voxels on the outer surface. For example, the outer shell of voxels is shown in black 1510. Then repeat this step several times on the remaining outer layer of tissue in the direction of the medical personnel viewing the medical image. Alternatively, select one layer in the X, Y, Z coordinate system (eg, select the XY layer with the largest Z coordinate, remove that layer, and the rest in the direction of the medical personnel viewing the medical image. Repeat this step several times on your 3D digital volume). FIG. 15C shows the next step in the process where the internal texture type becomes apparent as the layer is removed. The original outer shell 1512 is shown. The shell 1514 after N-step ablation is shown. It should be noted that the method of displaying voxels by this may include displaying faint or semi-transparent voxels for non-priority voxels, while not displaying faint voxels for preferred voxels. In FIG. 15D, the normal liver tissue is resected and the abnormal liver tissue remains. Note that the original outer shell 1516 is shown. In this example, after the ablation process, a benign lesion called focal nodular hyperplasia 1518 has been revealed. Focal nodular hyperplasia 1518 is shown with the characteristic imaging features of the low decay central scar 1520. Such a process is a more useful method for observing tumors inside solid organs compared to the process of searching on each slice. As a result of repeating the ablation step, the volume of liver tissue is reduced from the original volume.

図16は、ボクセル操作をガイドする仮想焦点ペンを示している。仮想焦点ペンの動きは、医用画像を見る医療関係者によって制御される。この図は、間隔の近い、重なり合った、区別しにくい血管間の距離を大きくすること、及び血管間の距離を大きくするプロセスを示している。複数の血管が共に近接した部位の脳内で動静脈奇形が発生する場合、これらの血管のうちのどれに治療材料を注入すべきかを特定するのは困難である。距離をデジタル的に大きくすることは、注入に適切な血管を特定する助けとなり得る。2つの状態を論じることとする。1つ目として、非血管組織が血管同士を隔てている。2つ目として、血管を隔てる非血管組織が殆ど又は全くなく、幾つかの血管がかたまっている(クラスターとなっている)。異なるタイプの組織が血管を隔てている場合、a)セグメンテーションして、関心ボリューム内に存在する組織のタイプを決定し、b)非血液タイプ及び非血管タイプの全ての組織について、体積を倍数因子分又は相加因子分だけ拡大し、c)非血液タイプ及び非血管タイプの組織の拡大に合わせて血液及び血管の座標を調節する。次に、クラスターを説明するために、d)セグメンテーションを行って、どのボクセルが主に血液であり、どのボクセルが組織(すなわち、血管)であるかを決定し、e)組織ボクセルを一時的に除去し、c)次いで、血液ボクセルの全ての座標に対して倍数因子(又は相加因子)を使用し、f)血管に平滑化ルーチンを適用し(オプション)、g)血液ボクセルを組織の管で包み込む。医用画像を見る医療関係者のためのディスプレイが、拡大された血管構造を示し、それによって処置を容易にする。放射線医学で遭遇する問題の1つは、複数の複雑な解剖学的構造の間の関係を理解するのが難しいことである。一例は脳の動静脈奇形(arteriovenous malformation;AVM)である。複雑な脳AVMは、複数の曲がりくねった栄養動脈、動脈瘤を伴う病巣の絡み合い、及び複数の流出静脈で構成され得る。この複雑な構造の正確な解剖学的構造を理解するのは極めて困難である。以下のようにプロセスを説明する。第1のステップ1600にて、ユーザが隔てることを望む関心構造を特定する。このケースでは、隔てることが望まれる構造は、互いに極めて近接している2つのピンク色の血管である。ユーザは、仮想焦点ペンの先端を2つの血管の間の空間に移動させる。なお、このプロセスは、後に複製されて被操作組織タイプとして挿入されることになるボクセルの位置を示すものである仮想赤色ドットを設置している。第2のステップ1602にて、2つの関心構造の間の組織特性(例えば、脳脊髄液)を特徴付ける。第3のステップ1604にて、2つの血管の間の距離が増加するように、ボクセル操作(例えば、追加の脳脊髄液タイプのボクセルの挿入)を実行し、同時に2つの血管の位置を変化させる。第1の血管1606及び第2の血管1608は間隔が小さく、脳脊髄液タイプのボクセル1610の薄片のみを介在させている。仮想ポインタ1612が示されている。仮想ポインタの先端1614も示されている。操作されることになる撮像ボリューム内の位置をマークする仮想記号(例えば、赤色ドット1616)も示されている。次いで、2つの関心構造の間の組織特性(例えば、脳脊髄液)に、特定の組織特性を割り当てることができる。これを図示するために、これらのボクセルの各々の境界が水色1618に変更されている。なお、この時点では、第1の血管1606及び第2の血管1608は依然として互いに近接して配置されている。そして、第1の血管1606を第2の血管1608から隔てるために、追加の三列の脳脊髄液ボクセル1620、1622、及び1624が挿入される。留意されたいことには、第1の血管1606と第2の血管1608との間の間隔が増加されている。これは、間隔の小さい構造間の関係を見て理解することをいっそう良好にできることで、もはや3D観察が向上され得るという点で有用である。 FIG. 16 shows a virtual focus pen that guides voxel operations. The movement of the virtual focus pen is controlled by the medical personnel viewing the medical image. This figure shows the process of increasing the distance between closely spaced, overlapping, and indistinguishable blood vessels, and increasing the distance between blood vessels. When arteriovenous malformations occur in the brain at sites where multiple vessels are close together, it is difficult to determine which of these vessels should be injected with therapeutic material. Digitally increasing the distance can help identify the appropriate blood vessel for infusion. We will discuss two states. First, non-vascular tissue separates blood vessels from each other. Second, there is little or no non-vascular tissue separating the blood vessels, and some blood vessels are clustered (clustered). When different types of tissue separate blood vessels, a) segmentation to determine the type of tissue present within the volume of interest, b) volume is a multiple factor for all non-blood and non-vascular type tissues. It is expanded by a minute or an additive factor, and c) the coordinates of blood and blood vessels are adjusted according to the expansion of non-blood type and non-vascular type tissues. Next, to illustrate the clusters, d) segmentation is performed to determine which voxels are predominantly blood, which voxels are tissues (ie, blood vessels), and e) the tissue voxels temporarily. Remove, c) then use a multiple factor (or additive factor) for all coordinates of the blood voxel, f) apply a smoothing routine to the blood vessel (optional), g) put the blood voxel into the tissue tube. Wrap in. A display for medical personnel viewing medical images shows an enlarged vascular structure, thereby facilitating treatment. One of the problems encountered in radiology is the difficulty in understanding the relationships between multiple complex anatomical structures. One example is arteriovenous malformation (AVM) in the brain. A complex brain AVM can consist of multiple winding feeding arteries, entanglement of lesions with aneurysms, and multiple outflow veins. It is extremely difficult to understand the exact anatomy of this complex structure. The process is described as follows. In the first step 1600, the structure of interest that the user wants to separate is specified. In this case, the structures desired to be separated are two pink blood vessels that are very close to each other. The user moves the tip of the virtual focus pen into the space between the two blood vessels. Note that this process installs virtual red dots that indicate the location of voxels that will later be duplicated and inserted as the manipulated tissue type. In the second step 1602, the tissue characteristics between the two structures of interest (eg, cerebrospinal fluid) are characterized. In the third step 1604, a voxel operation (eg, insertion of an additional cerebrospinal fluid type voxel) is performed so that the distance between the two blood vessels is increased, and the positions of the two blood vessels are changed at the same time. .. The first blood vessel 1606 and the second blood vessel 1608 are closely spaced and intervene only with a slice of cerebrospinal fluid type voxel 1610. A virtual pointer 1612 is shown. The tip 1614 of the virtual pointer is also shown. A virtual symbol (eg, red dot 1616) marking a position within the imaging volume to be manipulated is also shown. Specific tissue characteristics can then be assigned to the tissue characteristics between the two structures of interest (eg, cerebrospinal fluid). To illustrate this, the boundaries of each of these voxels have been changed to light blue 1618. At this point, the first blood vessel 1606 and the second blood vessel 1608 are still arranged close to each other. An additional three rows of cerebrospinal fluid voxels 1620, 1622, and 1624 are then inserted to separate the first blood vessel 1606 from the second blood vessel 1608. It should be noted that the distance between the first blood vessel 1606 and the second blood vessel 1608 is increased. This is useful in that 3D observations can no longer be improved by being able to better see and understand the relationships between less spaced structures.

図17は、総撮像ボリューム及び複数タイプのサブボリュームを示している。放射線医学で伝統的に用いられてきたスライス・バイ・スライスアプローチとは対照的に、我々はここでサブボリューム・バイ・サブボリュームアプローチを提示する。なお、米国特許第8,384,771号に記載されているように、複数のスライスがボリュームを構築するように配置される。第1に、医療専門家(又はコンピュータプログラム)が、第1組の2Dスライス1700と第2組の2Dスライス1704との間の境界をマークする特定のスポット1702を選択し得る。第2に、医療専門家(又はコンピュータプログラム)が、第2組の2Dスライス1704と第3組の2Dスライス1708との間の境界をマークする特定のスポット1706を選択し得る。特定のサブボリュームに関するスライスが決定されると、そのサブボリュームが、2Dスライスのスタックから引き出されて、観察及び分析され得る。この図では、第1組の2D画像1700から作成される第1のサブボリューム1710が、第1組の2D画像1700の側に上方に引っ張られている。第2組の2D画像1704から作成される第2のサブボリューム1712が、第2組の2D画像1704の側に引っ張られている。第3組の2D画像1708から生成される第3のサブボリューム1714が、第3組の2D画像の側にそれに対して下方に引っ張られている。留意されたいことには、スタックの境界を割り当てることは複数の方法で行われ得る。例えば、都合の良いサブボリュームサイズ(例えば、20個の2Dスライス)を選択し、それに従ってサブボリュームを分割する(例えば、スライス1−20がサブボリューム#1に割り当てられ、スライス21−40がサブボリューム#2に割り当てられるなど)。各スタック内のスライスの数は様々とし得る。代わりに、ユーザは、仮想ペンを使用して、例えばポイント1702及び1706などの境界に触れてそれらを選択してもよい。総撮像ボリュームを、様々なサイズの数多くの異なる組み合わせのサブボリュームに分割することができ、それらを、数多くの異なる角度から観察することができる(米国特許第8,384,771号)。この例において、サブボリュームは、スライスの集合を構成することで作成され得る。 FIG. 17 shows the total imaging volume and a plurality of types of subvolumes. In contrast to the slice-by-slice approach traditionally used in radiology, we present here a subvolume-by-subvolume approach. It should be noted that, as described in US Pat. No. 8,384,771, a plurality of slices are arranged to construct a volume. First, the medical professional (or computer program) may select a particular spot 1702 that marks the boundary between the first set of 2D slices 1700 and the second set of 2D slices 1704. Second, the medical professional (or computer program) may select a particular spot 1706 that marks the boundary between the second set of 2D slices 1704 and the third set of 2D slices 1708. Once a slice for a particular subvolume has been determined, that subvolume can be pulled from the stack of 2D slices for observation and analysis. In this figure, the first subvolume 1710 created from the first set of 2D images 1700 is pulled upward toward the first set of 2D images 1700. A second subvolume 1712 created from the second set of 2D images 1704 is pulled to the side of the second set of 2D images 1704. A third subvolume 1714 generated from the third set of 2D images 1708 is pulled downwards to the side of the third set of 2D images. It should be noted that assigning stack boundaries can be done in multiple ways. For example, select a convenient subvolume size (eg, 20 2D slices) and divide the subvolume accordingly (eg, slices 1-20 are assigned to subvolume # 1 and slices 21-40 are subs. Assigned to volume # 2 etc.). The number of slices in each stack can vary. Alternatively, the user may use a virtual pen to touch and select boundaries such as points 1702 and 1706. The total imaging volume can be divided into a number of different combinations of subvolumes of various sizes, which can be observed from a number of different angles (US Pat. No. 8,384,771). In this example, subvolumes can be created by constructing a set of slices.

図18は、ランダムパターンでの関心ボリューム中の3Dカーソルの移動のシーケンス化を示している。ランダムパターンは、関心あり得る項目に基づいて使用され、レビューする医療関係者は、仮想医用画像ボリュームの全体を一度に見て、例えば透明度を変えること及び検査される臓器の公称密度とは異なる密度の構造に疑似色を適用することなどの技術を適用することができる。そして、レビューする者は、詳細な検査のために、関心あり得る様々なオブジェクトに合わせて3Dカーソルの移動及びサイズ変更を行うことができる。この図には、スキャンされる総ボリューム1800が示されている。3Dカーソル内に表示される第1のサブボリュームが、第1の時点1802で示される。その後、3Dカーソルが方向1804に移動される。第2のサイズ変更された3Dカーソル内に表示される後続サブボリュームが、後続の時点1806に示される。その後、3Dカーソルが方向1808に移動される。第2のサイズ変更された3Dカーソル内に表示される後続サブボリュームが、後続の時点1810に示される。その後、3Dカーソルが方向1812に移動される。第2のサイズ変更された3Dカーソル内に表示される後続サブボリュームが、後続の時点1814に示される。この図は、関心組織の例を観察するために3Dカーソルを何度も移動及びサイズ変更することを示している。このタイプの探索パターンはレビュープロセスを促進させることができる。この探索パターンは、3Dカーソル(米国特許第9,980,691号及び米国特許出願第15/878,463号)を使用する。なお、元の2Dフォーマットで医用画像をレビューする場合には、レビューする人の跳躍性運動経路に従って眼が1つのスポットから別のスポットへとジャンプし、スライスのかなりの部分が観察されないことがあり、その結果、小さい塊が見逃されることがある。3Dカーソルの使用では、小さい所見が、提示された画像のいっそう大きい部分に及び、検出の確率が比例的に増加する。このようなランダム探索パターンが表示される場合、コンピュータプログラムは、総ボリュームのうちの表示済みの部分及び総ボリュームのうちの未表示の部分を追跡する。総ボリュームの何らかの部分が3Dカーソルによって表示されていない場合、プログラムはユーザにそれらの領域を観察するように気付かせる。一部の実装において、自動化されたパターンでサブボリュームが医療関係者に表示され、それは、以下に限られないが、フロントガラスワイパーパターン又はレイヤ・バイ・レイヤパターンを含む。任意の時点で、3Dカーソル、及び/又は3Dカーソル内のサブボリュームを、後のレビューのために、仮想可動テーブルにコピー・アンド・ペーストすることができる。例えば、放射線科医は、最初に、異常の可能性がある又は明らかに異常である所見の全てを片付けることを望むことがある。次いで、放射線科医は、異常所見の各々を、後の期間に非常に詳細に調べることを望むことがある。異常な撮像所見が特定される都度、放射線科医は異常所見を3Dカーソル内に置き、異常所見の全体がサブボリュームに含まれる(例えば、肝重の全体が、サブボリュームの境界を画成する3Dカーソルに含まれる)ことを確認し得る。次いで、そのサブボリュームを仮想バケツ又は仮想3Dクリップボードに取り置く。そして、総撮像ボリュームの残りの部分をレビューする。総撮像ボリュームの全体が取り除かれ、全ての異常サブボリュームが仮想バケツ又は仮想3Dクリップボードに置かれると、放射線科医は仮想バケツ又は仮想3Dクリップボードの中にあるボリュームの精密な検査を開始する。 FIG. 18 shows the sequence of movement of the 3D cursor during the volume of interest in a random pattern. Random patterns are used based on possible items of interest, and the reviewer sees the entire virtual medical image volume at once, eg changing the transparency and a density different from the nominal density of the organ being examined. Techniques such as applying pseudocolors to the structure of can be applied. The reviewer can then move and resize the 3D cursor for various objects of interest for further inspection. This figure shows the total volume of 1800 scanned. The first subvolume displayed within the 3D cursor is indicated at the first time point 1802. After that, the 3D cursor is moved in the direction 1804. Subsequent subvolumes displayed within the second resized 3D cursor are indicated at subsequent time points 1806. The 3D cursor is then moved in direction 1808. Subsequent subvolumes displayed within the second resized 3D cursor are indicated at subsequent time points 1810. After that, the 3D cursor is moved in the direction 1812. Subsequent subvolumes displayed within the second resized 3D cursor are indicated at subsequent time points 1814. This figure shows moving and resizing the 3D cursor many times to observe an example of tissue of interest. This type of search pattern can facilitate the review process. This search pattern uses a 3D cursor (US Pat. No. 9,980,691 and US Patent Application No. 15 / 878,463). Note that when reviewing medical images in the original 2D format, the eye may jump from one spot to another according to the reviewer's jumping motion path, and a significant portion of the slice may not be observed. As a result, small chunks may be missed. With the use of 3D cursors, small findings extend to larger parts of the presented image, increasing the probability of detection proportionally. When such a random search pattern is displayed, the computer program tracks the displayed portion of the total volume and the undisplayed portion of the total volume. If any part of the total volume is not visible by the 3D cursor, the program reminds the user to observe those areas. In some implementations, subvolumes are displayed to healthcare professionals in an automated pattern, including, but not limited to, windshield wiper patterns or layer-by-layer patterns. At any time, the 3D cursor and / or the subvolume in the 3D cursor can be copied and pasted into a virtual movable table for later review. For example, a radiologist may first want to clear up all possible or apparently abnormal findings. The radiologist may then wish to examine each of the abnormal findings in great detail at a later period. Each time an abnormal imaging finding is identified, the radiologist places the abnormal finding within the 3D cursor and the entire abnormal finding is included in the subvolume (eg, the entire liver weight defines the boundaries of the subvolume. It can be confirmed that it is included in the 3D cursor). The subvolume is then set aside in a virtual bucket or virtual 3D clipboard. Then, the rest of the total imaging volume is reviewed. Once the entire total imaging volume has been removed and all anomalous subvolumes have been placed in the virtual bucket or virtual 3D clipboard, the radiologist initiates a close examination of the volumes in the virtual bucket or virtual 3D clipboard.

図19は、医用画像の観察の秩序立てられたパターン(例えば、連続的な仮想フロントガラスワイパータイプのパターン)の一例を示している。x方向1900、y方向1902及びz方向1904が示されている。総撮像ボリューム1906が示されている。仮想フロントガラスワイパーは、カーソルが複数の秩序立てられたやり方で移動する複数の実装を持つことができる。図示のように、最初の時点の3Dカーソル内で検査される第1のサブボリューム1908が示されており、3Dカーソルの座標の1つが位置(0,0,0) 1910に1つのコーナーを有している。3Dカーソルは、先ず、破線の矢印1912によって示されるように3DカーソルのX方向が増加し且つy座標及びz座標が不変であって、この移動方向に沿ったサブボリュームが最適化されるように移動する。従って、このパターンは、Y及びZ座標を一定に保ちながらX座標を連続的に増加させる。3Dカーソルのコーナーが総撮像ボリューム1906の最大のx値に達すると、3Dカーソルは、破線の矢印1916によって示されるように3Dカーソルのy方向が増加し且つx座標及びz座標が不変であって、この移動方向に沿ったサブボリュームが最適化され得るように動かされる。従って、X座標の最大値に達すると、y座標がある増分だけ増加され、X座標が、最小X座標に達するまで連続的に減少され、その後、Y座標が再び増分される。そして、3Dカーソルをx方向1900及びy方向1902に移動させるこのプロセスが、総撮像ボリューム1906の底部層が3Dカーソルによって完全に検査されたことになるポイントまで繰り返される1918。このプレーンが完了すると、Z座標が増分される。3Dカーソルは、z方向1904に上方にシフトされる1920。なお、この秩序立てられた探索パターンの間に、異常1922が特定の3Dカーソル位置1924で発見され得る。このような異常は、更なる分析のために仮想バケツ又は仮想3D可動テーブルに配されることができる。1926に示されるように、総撮像ボリューム内の全てのサブボリュームが検査され、3Dカーソルがその最終スポット1928に到達するまで、総撮像ボリューム1906の中での3Dカーソルの何度もの更なる秩序立てられた移動が行われ得る。フロントガラスパターンの一バリエーションは、最初の行が完了した後にパターンがY座標の増分を伴ってX座標の増分を再開する‘フライバック’である。このタイプの探索パターンは、徹底的な検査が実行されたことになることを保証する助けとなる。この探索パターンは、3Dカーソル(米国特許第9,980,691号及び米国特許出願第15/878,463号)を使用する。なお、元の2Dフォーマットで医用画像をレビューする場合には、レビューする人の跳躍性運動経路に従って眼が1つのスポットから別のスポットへとジャンプし、スライスのかなりの部分が観察されないことがあり、その結果、小さい塊が見逃されることがある。3Dカーソルの使用では、それら小さい塊が、提示された画像のいっそう大きい部分に及び、検出の確率が比例的に増加する。一部の実装において、自動化されたパターンでサブボリュームが医療関係者に表示され、それは、以下に限られないが、フロントガラスワイパーパターン又はレイヤ・バイ・レイヤパターンを含む。関心ボリュームの中での自動化された探索パターンは、検出の確率を増加させることが分かり得る。この図では、3Dカーソルが関心ボリューム中を移動するように、自動化された探索パターンが示されている。なお、塊は後のサブボリューム内で特定されている。関心ボリュームの中での将来の自動化された探索パターンが、(フロントガラスワイパーと同様に)各レイヤ内で行きつ戻りつ行われ、そして、次のレイヤ内で行きつ戻りつ行われる。 FIG. 19 shows an example of an ordered pattern of observation of a medical image (eg, a continuous virtual windshield wiper type pattern). 1900 in the x direction, 1902 in the y direction and 1904 in the z direction are shown. The total imaging volume 1906 is shown. A virtual windshield wiper can have multiple implementations in which the cursor moves in multiple orderly ways. As shown, the first subvolume 1908 to be inspected within the 3D cursor at the first point in time is shown, where one of the coordinates of the 3D cursor has one corner at position (0,0,0) 1910. is doing. The 3D cursor first increases the X direction of the 3D cursor as indicated by the dashed arrow 1912, and the y and z coordinates are invariant so that the subvolume along this moving direction is optimized. Moving. Therefore, this pattern continuously increases the X coordinate while keeping the Y and Z coordinates constant. When the corner of the 3D cursor reaches the maximum x value of the total imaging volume 1906, the 3D cursor has the y direction of the 3D cursor increased and the x and z coordinates are invariant as indicated by the dashed arrow 1916. , The subvolume along this direction of movement is moved so that it can be optimized. Therefore, when the maximum value of the X coordinate is reached, the y coordinate is incremented by a certain increment, the X coordinate is continuously decreased until the minimum X coordinate is reached, and then the Y coordinate is incremented again. Then, this process of moving the 3D cursor in the x-direction 1900 and the y-direction 1902 is repeated until the point where the bottom layer of the total imaging volume 1906 is completely inspected by the 3D cursor 1918. When this plane is complete, the Z coordinate is incremented. The 3D cursor is shifted upwards in the z direction 1904 1920. It should be noted that during this ordered search pattern, anomalies 1922 can be found at a particular 3D cursor position 1924. Such anomalies can be placed in a virtual bucket or virtual 3D movable table for further analysis. As shown in 1926, all subvolumes in the total imaging volume are inspected and the 3D cursor is repeatedly ordered in the total imaging volume 1906 until the 3D cursor reaches its final spot 1928. The movement can be made. A variation of the windshield pattern is'flyback'where the pattern resumes the X-coordinate increment with the Y-coordinate increment after the first row is completed. This type of search pattern helps ensure that a thorough inspection has been performed. This search pattern uses a 3D cursor (US Pat. No. 9,980,691 and US Patent Application No. 15 / 878,463). Note that when reviewing medical images in the original 2D format, the eye may jump from one spot to another according to the reviewer's jumping motion path, and a significant portion of the slice may not be observed. As a result, small chunks may be missed. With the use of 3D cursors, those small chunks extend to a larger portion of the presented image, increasing the probability of detection proportionally. In some implementations, subvolumes are displayed to healthcare professionals in an automated pattern, including, but not limited to, windshield wiper patterns or layer-by-layer patterns. It can be seen that the automated search pattern within the volume of interest increases the probability of detection. In this figure, an automated search pattern is shown so that the 3D cursor moves through the volume of interest. The mass is specified in a later subvolume. Future automated search patterns within the volume of interest are back and forth within each layer (similar to windshield wipers) and back and forth within the next layer.

図20は、レビューされるべき関心ボリュームと、見逃されたレビュー意図領域が、レビューを行う医療関係者に強調表示され得るプロセスとを示している。これら特定されたサブボリュームがその後にレビューされ、それにより、レビューの完全性が確保される。このプロセスは、(例えば、医療機関のチェックリストに従って)検査されるボリュームに順次に踏み込むよう、3Dカーソル(米国特許第9,980,691号及び米国特許出願第15/878,463号)の使用による関心ボリュームのサブボリュームの順次の選択を呼び出す。さらに、この段階的プロセスが完了した後に、ボリューム全体が検査されたかについての疑問が生じることがある。この実装において、検査された3Dカーソルの各々に含まれるボリュームが合計され、元の総ボリュームから取り去られる。これは、レビューが意図されていた元ボリュームの一部を見逃すことをもたらし得る。この実装において、それら見逃された部分が、レビューを行う医療関係者に強調表示され、医療関係者は見逃された部分をレビューして調べることを続けるように警告され得る。なお、元の2Dフォーマットで医用画像をレビューする場合には、レビューする人の跳躍性運動経路に従って眼が1つのスポットから別のスポットへとジャンプし、スライスのかなりの部分が観察されないことがあり、その結果、小さい塊が見逃されることがある。3Dカーソルの使用では、それら小さい塊が、提示された画像のいっそう大きい部分に及び、検出の確率が比例的に増加する。この図は、関心臓器中での3Dカーソルの移動のシーケンス化を例示している。関心ボリューム(すなわち、肝臓)2000が示されている。時点#1に表示されたサブボリューム2002が示されている。3Dカーソルが、例えば図19にて説明したように、関心ボリューム2000中で秩序立てられたやり方で移動2004する。時点#Nで、最後のサブボリューム2006が表示される。医用画像の表示の制御(例えば、1つから別の1つへの増分変化)は、医療関係者によって制御される。代わりに、米国特許出願第16/524,275号に記載されるように、ユーザが、ジョイスティック又は他のジオレジストレーションされたツールによって、3Dカーソルの移動制御を行ってもよい。最終的に、3Dカーソル内で表示されたボリュームが追跡され、後の時点で(すなわち、検査の完了の前に)レビューされ得る。サブボリュームのサイズは、がんに対するルーチンスクリーニングのインジケーションに基づいて変化する。また、経時的な3Dカーソルの位置を記録し、表示されたサブボリュームを総ボリュームと比較することは、医療専門家に未だ表示されていないサブボリューム2008に対処することを可能にする。あるいは、表示されたサブボリュームをボリューム全体から引き去ることで、どのサブボリュームが未だ表示されていないかを決定することが可能である。なお、構造の少しの領域2008が見逃されても(すなわち、3Dカーソルボリュームに含められなかったとしても)、これらは追跡されることができ、放射線科医は、検査の完了前にこれらの領域をレビューする選択肢を持つ。これらの見逃されたサブボリューム2008は、新しい位置に移動されて検査されることができる。他の一実施形態において、ユーザは、3Dカーソルのサイズ、カーソルの移動速度を選択することができ、コンピュータが、チェックリスト項目について関心ボリューム中で自動化された移動を実行する。臓器が目立たない場合、立方体内のサブボリュームは、撮像された構造が目立たないように変化される(例えば、消去される、ハンスフィールドユニットにて変化されるなど)ことができる。 FIG. 20 shows the volume of interest to be reviewed and the process by which missed review intent areas can be highlighted to the reviewing healthcare professional. These identified subvolumes are subsequently reviewed, thereby ensuring the integrity of the review. This process uses 3D cursors (US Pat. No. 9,980,691 and US Patent Application No. 15 / 878,463) to sequentially step into the volume to be examined (eg, according to a medical institution checklist). Invokes the sequential selection of subvolumes of the volume of interest by. In addition, questions may arise as to whether the entire volume was inspected after this step-by-step process was completed. In this implementation, the volumes contained in each of the inspected 3D cursors are summed and removed from the original total volume. This can result in missing some of the original volume that the review was intended for. In this implementation, those missed parts may be highlighted to the reviewing healthcare professional and warned to continue reviewing and examining the missed parts. Note that when reviewing medical images in the original 2D format, the eye may jump from one spot to another according to the reviewer's jumping motion path, and a significant portion of the slice may not be observed. As a result, small chunks may be missed. With the use of 3D cursors, those small chunks extend to a larger portion of the presented image, increasing the probability of detection proportionally. This figure illustrates the sequencing of 3D cursor movement within an organ of interest. The volume of interest (ie, liver) 2000 is shown. The subvolume 2002 displayed at time point # 1 is shown. The 3D cursor moves 2004 in an orderly manner in the volume of interest 2000, as described, for example, in FIG. At time point #N, the last subvolume 2006 is displayed. Control of the display of medical images (eg, incremental changes from one to another) is controlled by the medical practitioner. Alternatively, the user may control the movement of the 3D cursor by means of a joystick or other georegistrated tool, as described in US Patent Application No. 16 / 524,275. Eventually, the volume displayed within the 3D cursor can be tracked and reviewed at a later time (ie, before the inspection is completed). The size of the subvolume varies based on routine screening indications for cancer. Also, recording the position of the 3D cursor over time and comparing the displayed subvolume with the total volume makes it possible to deal with the subvolume 2008 that has not yet been displayed to the medical professional. Alternatively, it is possible to determine which subvolume has not yet been displayed by pulling the displayed subvolume from the entire volume. It should be noted that even if a small area of the structure 2008 is missed (ie, not included in the 3D cursor volume), they can be tracked and the radiologist will be able to track these areas prior to the completion of the examination. Have the option to review. These missed subvolumes 2008 can be moved to a new position and inspected. In another embodiment, the user can select the size of the 3D cursor, the speed at which the cursor moves, and the computer performs automated movements of the checklist items in the volume of interest. If the organ is inconspicuous, the subvolumes in the cube can be altered to make the imaged structure inconspicuous (eg, erased, altered by the Hansfield unit, etc.).

図21は、3D仮想カーソルの位置を体内のおおよその位置に含めた人間のアイコンを示している。このアイコンは、3D医用画像の表示を観察することに併せて使用され得る。医療関係者が医用画像を見ることによるボリュームの検査の過程において、正確に体内のどこが関心/懸念のある組織であるかを正しく判断し直すために、アイコンを素早く参照することが有用であり得る。このアイコンはまた、医療関係者間での議論にも役立つものである。図21Aには、前方を向いた垂直位置にある身体のアイコン2100が示されている。このアイコンは、検査されているサブボリュームの輪郭を記されている(マークアップされている)。このようなマークアップは、これらに限られないが以下を含む:発注元の医師によって指し示された懸念領域のマークアップ;放射線科医がアクティブに作業しているボリュームセグメントのマークアップ(例えば、放射線科医がチェックリスト上の肝臓項目について盛んに作業しており、そこで、セグメント化された肝臓がアイコン上でマークアップされる);放射線科医によって検査されているサブボリュームのマークアップ(例えば、放射線科医が、含ボリューム3Dカーソルの境界内の肝臓の中のサブボリュームについて盛んに作業している);アイコンに関する視点のマークアップ。例えば、発注元の医師は、懸念領域を指し示す(例えば、METHOD OF CREATING A COMPUTER-GENERATED PATIENT SPECIFIC IMAGEなる米国仮特許出願第62/843,612号に記載されるように、患者特定画像を放射線科医に送る)ことができ、その領域が仮想アイコン2102上でマークアップされ得る。次に、放射線科医がアクティブに作業しているセグメント化されたボリューム2104(例えば、肝臓)がマークアップされ得る。次に、3Dカーソル2106内のサブボリュームがマークアップされ得る。アイコンの外に追加の記号が示されてもよい。例えば、当初の視点を表すために当初視点記号2108が示される。移動記号2110が、当初視点記号2108によって表される当初の視点から後続視点記号2112によって表される後続の視点への位置の変化を表す。図21Bには、3Dカーソル2118の左目ビューを有する左目ディスプレイ2116と、3Dカーソル2122の右目ビューを有する右目ディスプレイ2120と、を備えたユーザの拡張現実ヘッドセット2114が示されている。なお、マークアップされた3Dアイコン2124の左目ビューは左目ディスプレイ2116に示され、マークアップされた3Dアイコン2126の右目ビューは右目ディスプレイに示される。従って、検査されているサブボリュームの輪郭は、アイコンのマークアップのうちの1つとし得る。人体アイコン内の(1つ以上の)3Dカーソルのおおよその位置は、アイコンの別のマークアップ例である。身体の向きは、アイコンを表示するか否かと同様に、医用画像を見る医療関係者の制御下にある。例えば、アイコンは、回転され、平行移動され、曲げられ(望まれる場合には対応するボクセル操作を伴う)、又は放射線科医によって指示されるように他の変更を受け得る。また、3Dカーソルのマークアップアイコンを診断用2D放射線モニタに追加することが行われてもよい。医用画像を見る医療関係者が、3Dカーソルに含まれる組織を回転、傾斜、及びズームするとき、現在の視点が当初の視点に対してどこにあるかを見えることが有用であり得る(例えば、ボクセルの位置が、ロール、ピッチ、及び/又はヨーのコマンドを通して、当初の向きから新たな向きに変更されている)。この図は、当初の視点から始まって現在の視点で終わる湾曲した矢印を示している。アイコンを表示するか否かは、医用画像を見る医療関係者の制御下にある。3Dカーソルのアイコンは、回転されて異なる視点から観察されるものとなっている3Dカーソルの中身を表示し、現在の位置及び視点が元の位置に対してどこにあるかを同時に見えることは有用である。 FIG. 21 shows a human icon that includes the position of the 3D virtual cursor at an approximate position within the body. This icon can be used in conjunction with observing the display of 3D medical images. In the process of volume testing by viewing medical images, it may be useful for healthcare professionals to quickly refer to the icon to correctly re-determine exactly where in the body is the tissue of interest / concern. .. This icon is also useful for discussions among healthcare professionals. FIG. 21A shows a body icon 2100 in a vertical position facing forward. This icon outlines (marks up) the subvolume being inspected. Such markups include, but are not limited to: markups of areas of concern pointed to by the ordering physician; markups of volume segments in which the radiologist is actively working (eg,). The radiologist is actively working on the liver item on the checklist, where the segmented liver is marked up on the icon); the markup of the subvolume being examined by the radiologist (eg,) , Radiologists are actively working on subvolumes in the liver within the boundaries of volume-containing 3D cursors); Markup of perspective on icons. For example, the ordering physician points to an area of concern (eg, as described in US Provisional Patent Application No. 62 / 843,612, METHOD OF CREATING A COMPUTER-GENERATED PATIENT SPECIFIC IMAGE). Can be sent to the doctor) and the area can be marked up on the virtual icon 2102. The segmented volume 2104 (eg, liver) in which the radiologist is actively working can then be marked up. The subvolume in the 3D cursor 2106 can then be marked up. Additional symbols may be shown outside the icon. For example, the initial viewpoint symbol 2108 is shown to represent the initial viewpoint. The movement symbol 2110 represents a change in position from the initial viewpoint represented by the initial viewpoint symbol 2108 to the subsequent viewpoint represented by the subsequent viewpoint symbol 2112. FIG. 21B shows a user augmented reality headset 2114 with a left eye display 2116 with a left eye view of the 3D cursor 2118 and a right eye display 2120 with a right eye view of the 3D cursor 2122. The left-eye view of the marked-up 3D icon 2124 is shown on the left-eye display 2116, and the right-eye view of the marked-up 3D icon 2126 is shown on the right-eye display. Therefore, the contour of the subvolume being inspected can be one of the icon markups. The approximate position of the (one or more) 3D cursors within the human body icon is another example of markup for the icon. Body orientation is under the control of the medical personnel viewing the medical image, as well as whether or not to display the icon. For example, the icon may be rotated, translated, bent (with corresponding voxel manipulation if desired), or subject to other changes as directed by the radiologist. Also, the markup icon of the 3D cursor may be added to the diagnostic 2D radiation monitor. When a medical person viewing a medical image rotates, tilts, and zooms the tissue contained in a 3D cursor, it may be useful to see where the current viewpoint is relative to the original viewpoint (eg, voxels). Position has been changed from the original orientation to the new orientation through roll, pitch, and / or yaw commands). This figure shows a curved arrow starting from the original point of view and ending at the current point of view. Whether or not to display the icon is under the control of the medical personnel who view the medical image. It is useful that the 3D cursor icon displays the contents of the 3D cursor, which is rotated and observed from different viewpoints, and at the same time sees the current position and where the viewpoint is with respect to the original position. be.

図22は、チェックリストカテゴリによって格納される疑わしい組織の仮想画像を格納するための仮想可動テーブルを示している。この図は、医療機関のチェックリスト上の項目に対応する仮想収納箱(ストレージビン)2202に加えて、緊急項目に関する箱2204、及び全般/種々雑多箱2206(例えば、画像アーチファクト、教示事例、品質改善など)が上に存在する仮想可動テーブル2200を示している。緊急箱2204は、クリティカルな、時間に敏感な情報の項目についての所見を置くために使用され得る。仮想可動テーブルは、ユーザが、拡張現実ヘッドセット上で、放射線科医が現在作業している撮像ボリュームの脇に当該仮想可動テーブルを眺め得るという意味で移動式である。そして、放射線科医は、それが作業スペースに都合の良いものであるように、それを移動又はサイズ変更し得る。医療関係者が重要と考える項目が、レビューされるチェックリストの項目に従ってそれぞれの仮想箱に‘ドラッグ・アンド・プレース’される。重要な項目を有しない箱については、項目が追加されるときに消え去る記述‘注目に値しない’がレポートのチェックリスト項目上にあり、放射線科医はチェックリストのその項目を適切な記述で置き換える。レビューする者に加えて、医療処置関係者は、クリティカルな項目を含んだ‘緊急箱’について注意喚起され、それへのアクセスを与えられる。これらの項目は、迅速処理を基本に、治療する者及びレビューする者の双方によって共同レビューされ得る。収納箱を備えたこのテーブルは、レポートの作成を容易にするとともに、レポートの質及び網羅性を高める。現行の報告は、名目上、単語記述のみに限られている。このプロセスの下では、問題の組織を含む注釈付き図が追加され得る。 FIG. 22 shows a virtual movable table for storing virtual images of suspicious tissues stored by the checklist category. In this figure, in addition to the virtual storage box 2202 corresponding to the items on the medical institution checklist, the box 2204 for emergency items and the general / miscellaneous miscellaneous box 2206 (eg, image artifacts, teaching examples, quality). (Improvements, etc.) are shown above the virtual movable table 2200. Emergency Box 2204 can be used to place findings on items of critical, time-sensitive information. The virtual movable table is mobile in the sense that the user can view the virtual movable table on the augmented reality headset beside the imaging volume that the radiologist is currently working on. The radiologist may then move or resize it so that it is convenient for the workspace. Items that medical personnel consider important are'drag and place'to each virtual box according to the items in the checklist to be reviewed. For boxes that do not have a significant item, there is a description'not noteworthy'on the checklist item in the report that disappears when the item is added, and the radiologist replaces that item in the checklist with the appropriate description. .. In addition to reviewers, medical procedure personnel are alerted to and given access to'emergency boxes' that contain critical items. These items may be co-reviewed by both the therapist and the reviewer on the basis of rapid treatment. This table with storage boxes facilitates the creation of reports and enhances the quality and completeness of the reports. Current reports are nominally limited to word descriptions only. Under this process, annotated diagrams containing the organization in question may be added.

図23は、仮想ツールで処理された画像を含む放射線科レポートのサンプルを示している。留意されたいことには、放射線科レポートのサンプル2300は、3Dカーソル及び異常の画像所見を含んでいる。 FIG. 23 shows a sample radiology report containing images processed by a virtual tool. It should be noted that the Radiology Report Sample 2300 contains 3D cursors and anomalous imaging findings.

Claims (62)

画像処理システムにロードされた選択した三次元画像ボリュームに対して、ユーザ入力に応答して、一群の利用可能な仮想ツールから、仮想ツールのセットを選択し、
前記選択したセットの各仮想ツールを前記三次元画像ボリュームとジオレジストレーションし、
前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、
ことを有する方法。
For the selected 3D image volume loaded in the image processing system, select a set of virtual tools from a set of available virtual tools in response to user input.
Georegistrate each virtual tool in the selected set with the 3D image volume.
Manipulating the 3D image volume in response to the operation of a virtual tool in the set of virtual tools.
How to have that.
仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーションツール、仮想テーブル、仮想造影剤ツール、及び仮想アイコンを含む前記一群の利用可能な仮想ツールから、前記仮想ツールのセットを選択する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The set of available virtuals including virtual focus pens, virtual 3D cursors, virtual transport viewers, virtual pedestals, virtual knives, virtual catheters, virtual load signs, virtual ablation tools, virtual tables, virtual contrast agent tools, and virtual icons. The method of claim 1, wherein the set of virtual tools is selected from the tools. 前記仮想ツールのセットは仮想焦点ペンを含み、当該方法は、前記三次元画像ボリュームの一部をハイライトし且つ注釈を付加することによって、前記仮想焦点ペンに応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools includes a virtual focus pen, the method of which highlights and annotates a portion of the 3D image volume to make the 3D image volume in response to the virtual focus pen. The method of claim 1, comprising operating. 前記仮想焦点ペンの先端に隣接する三次元画像ボリュームボクセルを変更する、ことを有する請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the three-dimensional image volume voxel adjacent to the tip of the virtual focus pen is changed. 前記仮想ツールのセットは仮想ナイフを含み、当該方法は、前記三次元画像ボリュームからのボクセルを隔てること及びボクセルの位置を変化させることからなる群のうちの少なくとも一方で、前記仮想ナイフに応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools includes a virtual knife, the method responding to the virtual knife at least in one of a group consisting of separating voxels from the three-dimensional image volume and changing the position of the voxels. The method according to claim 1, wherein the three-dimensional image volume is operated. 前記仮想ツールのセットは仮想トランスポートビューアを含み、当該方法は、前記三次元画像ボリュームの中空構造内で前記仮想トランスポートビューアを移動させ且つ前記仮想トランスポートビューアの視点からの画像を提示することによって、前記仮想トランスポートビューアに応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools includes a virtual transport viewer, the method of moving the virtual transport viewer within the hollow structure of the three-dimensional image volume and presenting an image from the viewpoint of the virtual transport viewer. The method of claim 1, wherein the three-dimensional image volume is manipulated in response to the virtual transport viewer. 前記仮想トランスポートビューアを用いて仮想的な結腸内視鏡検査を実行する、ことを有する請求項6に記載の方法。 The method of claim 6, wherein the virtual transport viewer is used to perform a virtual colonoscopy. 前記仮想ツールのセットは仮想造影剤を含み、当該方法は、視認可能な動くボクセルを前記三次元画像ボリュームに挿入することによって、前記仮想造影剤に応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools comprises a virtual contrast agent, the method of which manipulates the three-dimensional image volume in response to the virtual contrast agent by inserting a visible moving voxel into the three-dimensional image volume. The method according to claim 1. 前記動くボクセルのうちの異なるものにデータユニット(例えば、ハンスフィールドユニット)値を割り当てる、ことを有する請求項8に記載の方法。 8. The method of claim 8, wherein different of the moving voxels are assigned a data unit (eg, Hansfield unit) value. 前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作することは、外殻ごとに繰り返すようにして臓器の外殻のボクセルを除去することを有する、請求項1に記載の方法。 Claiming that manipulating the 3D image volume in response to an operation of a virtual tool in the set of virtual tools comprises removing voxels in the outer shell of an organ in a repeating manner on a shell-by-shell basis. The method according to 1. 前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作することは、近接した関心組織を該関心組織の複数のボクセルの座標を調整することによって離間させることを有する、請求項1に記載の方法。 Manipulating the 3D image volume in response to the operation of a virtual tool in the set of virtual tools means that adjacent tissues of interest are separated by adjusting the coordinates of multiple voxels of the tissue of interest. The method according to claim 1. 前記仮想ツールのセットは仮想テーブルを含み、当該方法は、前記三次元画像ボリュームの複数の部分を前記仮想テーブルの仮想収納箱に配することによって、前記仮想テーブルに応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools includes a virtual table, the method of which is to place a plurality of parts of the 3D image volume in a virtual storage box of the virtual table in response to the virtual table. The method of claim 1, wherein the method comprises the operation of. 前記仮想ツールのセットは仮想カテーテルを含み、当該方法は、前記仮想カテーテルの移動を、選択された血管内の柱状の血液ボクセルに制限することによって、前記仮想カテーテルに応答して前記三次元画像ボリュームを操作することを有する、請求項1に記載の方法。 The set of virtual tools includes a virtual catheter, the method of which is to limit the movement of the virtual catheter to a columnar blood voxel in a selected blood vessel, thereby responding to the virtual catheter with the three-dimensional image volume. The method of claim 1, wherein the method comprises the operation of. 前記三次元画像ボリュームのうちの選択されたサブボリュームに関連する情報を自動的に表示する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the information related to the selected subvolume of the three-dimensional image volume is automatically displayed. 患者のメタデータ及び医用画像ボリュームを取得することが促された現在状態、患者の病歴、検査結果、及び病理学的結果を表示する、ことを有する請求項14に記載の方法。 14. The method of claim 14, comprising displaying the patient's current state, the patient's medical history, test results, and pathological results prompted to obtain patient metadata and medical image volume. 仮想フロントガラスを用いて前記情報を表示する、ことを有する請求項14に記載の方法。 14. The method of claim 14, wherein the information is displayed using a virtual windshield. 仮想ロードサインを用いて測定基準までの距離を表示する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the distance to a metric is displayed using a virtual load sign. 視点を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein a visual auxiliary icon indicating a viewpoint is displayed. 人工知能アルゴリズムによって検出された所見を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein a visual auxiliary icon indicating a finding detected by an artificial intelligence algorithm is displayed. 撮像ボリュームに関係付けられる(例えば、表示されているサブボリュームの前記三次元画像ボリュームに対する位置を示す)ように変更された視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the visual auxiliary icon modified to be associated with the imaging volume (eg, indicating the position of the displayed subvolume with respect to the three-dimensional image volume) is displayed. .. 含ボリューム三次元カーソルを用いて少なくとも1つのサブボリュームを選択する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the volume-containing three-dimensional cursor is used to select at least one subvolume. サブボリュームの所定のリストの複数のサブボリュームから前記サブボリュームを選択する、ことを有する請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, wherein the subvolume is selected from a plurality of subvolumes in a predetermined list of subvolumes. 前記リストの前記複数のサブボリュームの各々を順次に表示する、ことを有する請求項22に記載の方法。 22. The method of claim 22, wherein each of the plurality of subvolumes in the list is sequentially displayed. シーケンシャルサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームから前記サブボリュームを選択する、ことを有する請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, wherein the subvolume is selected from a plurality of subvolumes defined by sequential search pattern coordinates. ランダムサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームから前記サブボリュームを選択する、ことを有する請求項21に記載の方法。 21. The method of claim 21, wherein the subvolume is selected from a plurality of subvolumes defined by random search pattern coordinates. 前記三次元画像ボリュームを操作することは、ボクセルサイズを変更すること、ボクセル形状を変更すること、ボクセル位置を変更すること、ボクセル方向を変更すること、ボクセル内部パラメータを変更すること、ボクセルを作成すること、及びボクセルを除去すること、のうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の方法。 Manipulating the 3D image volume can change the voxel size, change the voxel shape, change the voxel position, change the voxel direction, change the voxel internal parameters, and create a voxel. The method of claim 1, comprising at least one of the following and the removal of voxels. 前記三次元画像ボリュームを操作することは、関心サブボリュームを、共通の特性に基づいて、複数の部分に分割することを有する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein manipulating the three-dimensional image volume comprises dividing the subvolume of interest into a plurality of portions based on common characteristics. 前記三次元画像ボリュームを操作することは、分解図を生成することを有し、前記三次元画像のセグメント化された複数の構造が、前記三次元画像ボリューム内の点から遠ざかるように移動される、請求項1に記載の方法。 Manipulating the 3D image volume has the effect of producing an exploded view, in which the segmented structures of the 3D image are moved away from points in the 3D image volume. , The method according to claim 1. ヒトの眼が観察することを補助するために仮想アイトラッカー記号を使用する、ことを有する請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the virtual eye tracker symbol is used to assist the human eye in observing. ヒトの眼が跳躍性運動を行って1つの位置から別の位置へとジャンプすることができるように、空間的に離隔した位置で前記仮想アイトラッカー記号を出現及び消滅させる、ことを有する請求項29に記載の方法。 Claimed to have the virtual eye tracker symbol appear and disappear at spatially separated positions so that the human eye can perform jumping movements to jump from one position to another. 29. ヒトの眼が滑らかな追跡を行うことができるように、前記仮想アイトラッカー記号を経路に沿って滑らかに移動させる、ことを有する請求項29に記載の方法。 29. The method of claim 29, wherein the virtual eye tracker symbol is smoothly moved along a path so that the human eye can perform smooth tracking. 画像処理システムを有し、
前記画像処理システムは、前記画像処理システムにロードされた選択した三次元画像ボリュームに対して、ユーザ入力に応答して、一群の利用可能な仮想ツールからの選択に関する仮想ツールのセットを提示し且つ該選択されたセットの各仮想ツールを前記三次元画像ボリュームとジオレジストレーションするインタフェースと、前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作する画像プロセッサと、を有する、
装置。
Has an image processing system,
The image processing system presents a set of virtual tools for selection from a set of available virtual tools in response to user input for the selected three-dimensional image volume loaded into the image processing system. An interface that geo-registers each virtual tool in the selected set with the three-dimensional image volume, and an image processor that operates the three-dimensional image volume in response to an operation of the virtual tool in the set of virtual tools. , Have,
Device.
前記仮想ツールのセットは、仮想焦点ペン、仮想3Dカーソル、仮想トランスポートビューア、仮想ペデスタル、仮想ナイフ、仮想カテーテル、仮想ロードサイン、仮想アブレーションツール、仮想テーブル、仮想造影剤ツール、及び仮想アイコンを含む前記一群の利用可能な仮想ツールから選択される、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual focus pen, a virtual 3D cursor, a virtual transport viewer, a virtual pedestal, a virtual knife, a virtual catheter, a virtual load sign, a virtual ablation tool, a virtual table, a virtual contrast agent tool, and a virtual icon. 32. The device of claim 32, selected from the group of available virtual tools. 前記仮想ツールのセットは仮想焦点ペンを含み、前記画像プロセッサは、前記三次元画像ボリュームの一部をハイライトし且つ注釈を付加することによって、前記仮想焦点ペンに応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual focus pen, the image processor responding to the virtual focus pen by highlighting and annotating a portion of the 3D image volume. 32. The device of claim 32. 前記画像プロセッサは、前記仮想焦点ペンの先端に隣接する三次元画像ボリュームボクセルを変更する、請求項34に記載の装置。 34. The device of claim 34, wherein the image processor modifies a three-dimensional image volume voxel adjacent to the tip of the virtual focus pen. 前記仮想ツールのセットは仮想ナイフを含み、前記画像プロセッサは、前記三次元画像ボリュームからのボクセルを隔てること及びボクセルの位置を変化させることからなる群のうちの少なくとも一方で、前記仮想ナイフに応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual knife, and the image processor responds to the virtual knife at least in one of a group consisting of separating voxels from the three-dimensional image volume and changing the position of the voxels. 32. The apparatus according to claim 32, wherein the three-dimensional image volume is operated. 前記仮想ツールのセットは仮想トランスポートビューアを含み、前記画像プロセッサは、前記三次元画像ボリュームの中空構造内で前記仮想トランスポートビューアを移動させ且つ前記仮想トランスポートビューアの視点からの画像を提示することによって、前記仮想トランスポートビューアに応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual transport viewer, the image processor moving the virtual transport viewer within the hollow structure of the three-dimensional image volume and presenting an image from the viewpoint of the virtual transport viewer. 32. The device of claim 32, which operates the three-dimensional image volume in response to the virtual transport viewer. 前記仮想トランスポートビューアは、前記インタフェースを介して仮想的な結腸内視鏡検査を実行するために使用される、請求項37に記載の装置。 37. The device of claim 37, wherein the virtual transport viewer is used to perform a virtual colonoscopy through the interface. 前記仮想ツールのセットは仮想造影剤を含み、前記画像プロセッサは、視認可能な動くボクセルを前記三次元画像ボリュームに挿入することによって、前記仮想造影剤に応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual contrast agent, and the image processor operates the three-dimensional image volume in response to the virtual contrast agent by inserting a visible moving voxel into the three-dimensional image volume. 32. The apparatus according to claim 32. 前記画像プロセッサは、前記動くボクセルのうちの異なるものに異なるデータユニット(例えば、ハンスフィールドユニット)を割り当てる、請求項39に記載の装置。 39. The apparatus of claim 39, wherein the image processor assigns different data units (eg, Hansfield units) to different of the moving voxels. 前記画像プロセッサは、外殻ごとに繰り返すようにして臓器の外殻のボクセルを除去することによって、前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The image processor manipulates the three-dimensional image volume in response to the operation of the virtual tools in the set of virtual tools by removing the voxels of the outer shell of the organ in a repeating manner on a shell-by-shell basis. The device according to claim 32. 前記画像プロセッサは、近接した関心組織を該関心組織の複数のボクセルの座標を調整することによって離間させることによって、前記仮想ツールのセットのうちの仮想ツールの操作に応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The image processor responds to the operation of a virtual tool in the set of virtual tools by separating adjacent tissues of interest by adjusting the coordinates of multiple voxels of the tissue of interest. 32. The device of claim 32. 前記仮想ツールのセットは仮想テーブルを含み、前記画像プロセッサは、前記三次元画像ボリュームの複数の部分を前記仮想テーブルの仮想収納箱に配することによって、前記仮想テーブルに応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual table, and the image processor responds to the virtual table by arranging a plurality of parts of the three-dimensional image volume in a virtual storage box of the virtual table, so that the three-dimensional image is displayed. 32. The device of claim 32, which operates a volume. 前記仮想ツールのセットは仮想カテーテルを含み、前記画像プロセッサは、前記仮想カテーテルの移動を、選択された血管内の柱状の血液ボクセルに制限することによって、前記仮想カテーテルに応答して前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 The set of virtual tools includes a virtual catheter, the image processor responding to the virtual catheter by limiting the movement of the virtual catheter to a columnar blood voxel in a selected blood vessel. 32. The device of claim 32, which operates a volume. 前記インタフェースが、前記三次元画像ボリュームのうちの選択されたサブボリュームに関連する情報を自動的に表示する、ことを有する請求項32に記載の装置。 32. The apparatus of claim 32, wherein the interface automatically displays information related to a selected subvolume of the three-dimensional image volume. 前記インタフェースが、患者のメタデータ及び医用画像ボリュームを取得することが促された現在状態、患者の病歴、検査結果、及び病理学的結果を表示する、ことを有する請求項45に記載の装置。 45. The device of claim 45, wherein the interface displays the current state, the patient's medical history, the test results, and the pathological results from which the patient's metadata and medical image volume were prompted to be acquired. 前記インタフェースが、仮想フロントガラスを用いて前記情報を表示する、ことを有する請求項45に記載の装置。 45. The device of claim 45, wherein the interface uses a virtual windshield to display the information. 前記インタフェースが、仮想ロードサインを用いて測定基準までの距離を表示する、ことを有する請求項45に記載の装置。 45. The device of claim 45, wherein the interface displays a distance to a metric using a virtual load sign. 前記インタフェースが、視点を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項32に記載の装置。 32. The device of claim 32, wherein the interface displays a visual auxiliary icon indicating a viewpoint. 前記インタフェースが、人工知能アルゴリズムによって検出された所見を示す視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項32に記載の装置。 32. The device of claim 32, wherein the interface displays a visual auxiliary icon indicating a finding detected by an artificial intelligence algorithm. 前記インタフェースが、撮像ボリュームに関係付けられる(例えば、表示されているサブボリュームの前記三次元画像ボリュームに対する位置を示す)ように変更された視覚的な補助アイコンを表示する、ことを有する請求項32に記載の装置。 32. The interface comprises displaying a visual auxiliary icon modified to be associated with the imaging volume (eg, indicating the position of the displayed subvolume with respect to the 3D image volume). The device described in. 前記インタフェースが、含ボリューム三次元カーソルを用いた少なくとも1つのサブボリュームの選択を受信する、ことを有する請求項32に記載の装置。 32. The apparatus of claim 32, wherein the interface receives a selection of at least one subvolume using a volume containing three-dimensional cursor. 前記選択されたサブボリュームは、所定のリストの複数のサブボリュームのうちの1つである、請求項52に記載の装置。 52. The device of claim 52, wherein the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes in a given list. 前記インタフェースが、前記リストの前記複数のサブボリュームの各々を順次に表示する、ことを有する請求項53に記載の装置。 53. The device of claim 53, wherein the interface sequentially displays each of the plurality of subvolumes in the list. 前記選択されたサブボリュームは、シーケンシャルサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームのうちの1つである、請求項52に記載の装置。 52. The apparatus of claim 52, wherein the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes defined by sequential search pattern coordinates. 前記選択されたサブボリュームは、ランダムサーチパターン座標によって定められる複数のサブボリュームのうちの1つである、請求項52に記載の装置。 52. The apparatus of claim 52, wherein the selected subvolume is one of a plurality of subvolumes defined by random search pattern coordinates. 前記画像プロセッサが前記三次元画像ボリュームを操作することは、ボクセルサイズを変更すること、ボクセル形状を変更すること、ボクセル位置を変更すること、ボクセル方向を変更すること、ボクセル内部パラメータを変更すること、ボクセルを作成すること、及びボクセルを除去すること、のうちの少なくとも1つを有する、請求項32に記載の装置。 The image processor operates the three-dimensional image volume by changing the voxel size, changing the voxel shape, changing the voxel position, changing the voxel direction, and changing the voxel internal parameters. 32. The device of claim 32, comprising at least one of creating voxels and removing voxels. 前記画像プロセッサは、関心サブボリュームを、共通の特性に基づいて、複数の部分に分割することによって、前記三次元画像ボリュームを操作する、請求項32に記載の装置。 32. The apparatus of claim 32, wherein the image processor operates the three-dimensional image volume by dividing the subvolume of interest into a plurality of portions based on common characteristics. 前記画像プロセッサは、分解図を生成することによって前記三次元画像ボリュームを操作し、前記三次元画像のセグメント化された複数の構造が、前記三次元画像ボリューム内の点から遠ざかるように移動される、請求項32に記載の装置。 The image processor manipulates the 3D image volume by generating an exploded view, and the segmented structure of the 3D image is moved away from a point in the 3D image volume. 32. The apparatus according to claim 32. 前記インタフェースは仮想アイトラッカー記号を有する、請求項32に記載の装置。 32. The device of claim 32, wherein the interface has a virtual eye tracker symbol. 前記仮想アイトラッカー記号は、ヒトの眼が跳躍性運動を行って1つの位置から別の位置へとジャンプすることができるように、空間的に離隔した位置で出現及び消滅する、請求項60に記載の装置。 60. The virtual eye tracker symbol appears and disappears at spatially separated positions so that the human eye can make jumping movements to jump from one position to another. The device described. 前記仮想アイトラッカー記号は、経路に沿って滑らかに移動する、請求項60に記載の装置。 60. The device of claim 60, wherein the virtual eye tracker symbol moves smoothly along a path.
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