JP2008517643A - リアルタイム立体画像装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、リアルタイム立体画像装置（２）に関する。装置（２）は、リアルタイム超音波画像装置（１４、２０、２２）を有する。リアルタイム超音波画像装置（１４、２０、２２）は、患者の心臓（４）のリアルタイム３Ｄモデルを生成し、リアルタイム３Ｄモデルを以前にメモリー（２４）に格納された心臓の周囲の領域の静止３Ｄモデルと結合し、そして結合されたリアルタイム及び静止３Ｄモデルの立体画像データを生成する。装置はまた、心臓（４）のリアルタイム立体画像及び心臓（４）の周囲の領域の静止立体画像を同時に表示するディスプレイ（３０）を有する。心臓（４）のリアルタイム立体画像及び心臓の周囲の領域の静止立体画像をディスプレイ（３０）に同時に表示可能にすることにより、リアルタイム画像を見る際のユーザーの深さ知覚を改善する。

Description

本発明は、リアルタイム立体画像装置及び方法に関する。本発明は、特にしかし排他的でなく、医療用途における使用のためにリアルタイム立体超音波画像を形成及び表示する装置及び方法に関する。
医療用途における立体画像表示の使用では、僅かに異なる画像がユーザーの左及び右の目に提供され、ユーザーに３次元（３Ｄ）画像を見せることが知られている。Ｘ線又は磁気共鳴映像法のような多くの画像技術が知られており、高解像度の静止３次元画像が生成され得る。
リアルタイム３次元（３Ｄ）超音波画像を、例えば心臓手術中に執刀医を案内する際に使用するために提供することも知られている。この種の配置は、特許文献１に開示されている。
しかしながら、リアルタイム３Ｄ画像装置は、３Ｄ画像を十分に調整し所望の効果を見るために、多くのユーザーが最大１秒の間隔を要求するので、ユーザーの深さ知覚が失われ得るという欠点に悩まされている。
米国特許第５４８８９５２号明細書
本発明の好適な実施例は、従来のシステムと比較してユーザーの深さ知覚が改善されるリアルタイム立体画像装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の態様によると、立体画像装置が提供され、前記立体画像装置は：
画像データを対象の第１の領域から受信する画像手段；
前記第１の領域のリアルタイム３次元（３Ｄ）モデルデータを形成し及び前記リアルタイム３Ｄモデルデータを前記第１の領域と隣接する前記対象の第２の領域の静止３Ｄモデルデータと結合する第１のデータ処理手段；
前記結合されたリアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータを処理し、前記第１及び第２の領域の異なる方向からの複数の眺望を描写する前記第１及び第２の領域の立体画像データを生成する第２のデータ処理手段；
前記立体画像データを受信し、前記第１の領域のリアルタイム立体画像及び前記第２の領域の静止立体画像を同時に表示するために利用される表示手段、を有する。
第１の領域のリアルタイム立体画像及び第２の領域の静止立体画像同時に表示することにより、ユーザーに対象のある部分のリアタイム立体画像を当該対象の隣接部分の静止立体画像と共に見せることにより、ユーザーの深さ知覚を改善するという驚くべき利益を提供する。例えば、リアルタイム立体画像は患者の心臓を描写して良く、及び静止画像は心臓の周囲の患者の胸腔のものであって良い。従って心臓手術中の執刀医の深さ知覚を改善する。
画像手段は、前記第１の領域から超音波手段により画像データを生成するために利用されて良い。
装置は、前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び／又は前記静止３Ｄモデルデータを格納する記憶手段を更に有して良い。
画像手段は、前記第２の領域から画像データを受信するために更に利用されて良い。
画像手段は、前記第２の領域からＸ線手段により画像データを生成するために利用されて良い。
画像手段は、前記第２の領域からコンピュータ断層撮影法手段により画像データを生成するために利用されて良い。
画像手段は、前記第２の領域から磁気共鳴映像法手段により画像データを生成するために利用されて良い。
第１のデータ処理手段は、前記第２の領域の少なくとも一部の静止及びリアルタイム３Ｄモデルデータを比較することにより、前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び前記静止３Ｄモデルデータを結合するために利用されて良い。
本発明の別の態様によると、立体画像方法が提供され、前記立体画像方法は：
画像データを対象の第１の領域から受信する段階；
前記第１の領域のリアルタイム３次元（３Ｄ）モデルデータを形成する段階；
前記リアルタイム３Ｄモデルデータを前記第１の領域と隣接する前記対象の第２の領域の静止３Ｄモデルデータと結合する段階；
前記結合されたリアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータを処理し、前記第１及び第２の領域の異なる方向からの複数の眺望を描写する前記第１及び第２の領域の立体画像データを生成する段階；
前記立体画像データを表示手段へ入力し、前記第１の領域のリアルタイム立体画像及び前記第２の領域の静止立体画像を同時に表示する段階、を有する。
方法は、前記第１の領域から超音波手段により画像データを生成する段階を更に有して良い。
方法は、前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び／又は前記静止３Ｄモデルデータを記憶手段に格納する段階を更に有して良い。
方法は、前記第２の領域から画像データを受信する段階を更に有して良い。
方法は、前記第２の領域からＸ線手段により画像データを生成する段階を更に有して良い。
方法は、前記第２の領域からコンピュータ断層撮影法手段により画像データを生成する段階を更に有して良い。
方法は、前記第２の領域から磁気共鳴映像法手段により画像データを生成する段階を更に有して良い。
前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び前記静止３Ｄモデルデータを結合する段階は、前記第２の領域の少なくとも一部の静止及びリアルタイム３Ｄモデルデータを比較する段階を更に有して良い。
本発明の上述の及び他の態様は、本願明細書に記載される実施例から及び実施例を参照し説明されることにより明らかである。
本発明は、例として添付の図面を参照し、以下に更に説明される。
図１を参照する。リアルタイム３Ｄ超音波立体画像装置２は、支持体８の上の患者６の心臓４のリアルタイム立体画像を生成し、画像データ生成部１０及びコンピュータ１２を有する。画像データ生成部１０は、超音波を患者６へ向け及び当該患者の心臓４のような内部器官からの反射超音波を受信する超音波送受波器１４を有し、及びＸ線検出器１８と協調するＸ線源１６を有する。画像データ生成部１０の目的は、以下に詳細に記載される。
当業者に良く知られているように、超音波送受波器１４は、超音波が患者６へ向けられる送信モード、及び当該患者の内部器官から反射された超音波が受信されそしてアナログ−デジタル変換器２０を介しコンピュータ１２のプロセッサー２２へ入力される電気信号の形式の画像データに変換される受信モードを有する。適切な画像ソフトウェアを利用し、プロセッサー２２は、患者の心臓４のリアルタイム３次元（３Ｄ）モデルを生成する。
プロセッサー２２は、患者の心臓４の周囲の領域にある患者の胸腔の静止３次元（３Ｄ）モデルを格納するメモリー２４と接続される。このデータは、複数の異なる方法を介し、例えば支持体（示されない）の上で患者６に対し移動可能な協調されたＸ線送信機１６及び検出器１８を利用し取得され得る。しかし当業者は、患者の心臓４の周囲の領域の画像データの取得、及びその結果生じる心臓４の周囲の領域の静止３Ｄモデルデータの形成が、一般に、超音波送受波器１４を利用した画像化より先に生じ、及び超音波画像化の位置と異なる位置において実行されて良いことを理解すべきである。
Ｘ線源１６の通電は、デジタル−アナログ変換器２６を介しプロセッサー２２により制御される。またＸ線検出器１８により出力された電気信号形式の静止画像データは、アナログ−デジタル変換器２０を介しプロセッサー２２へ入力される。プロセッサーは次に、患者の心臓４の周囲の領域の静止３Ｄモデルデータを生成し、そして当該静止３Ｄモデルデータをメモリー２４に格納する。
プロセッサーは、例えば互いに隣接又は重なり合っているリアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータの部分の大きさを比較することにより、リアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータを拡大縮小する。
プロセッサー２２は次に、結合されたリアルタイム及び静止３Ｄモデルデータを処理し、結合された心臓４及び周囲の胸部の眺望を、２つ以上の選択された方向から、描写する立体画像データを生成する。２つ以上の選択された方向の少なくとも２つは、ユーザーの左及び右目にそれぞれ対応する。立体画像データは、次にプロセッサー２２によりコンピュータ１２の立体ディスプレイ３０へ入力される。立体ディスプレイは、当業者に良く知られているように、ユーザーの左及び右目に異なる画像を提供し立体３Ｄ画像を見ることを可能にする多くの適切な種類のディスプレイの如何なる１つであって良い。
このように、ユーザーは、患者の心臓４のリアルタイム３Ｄ画像を、当該心臓４の周囲の胸腔静止立体３Ｄ画像と一緒に見る。
図１に示された装置２の動作は、以下に記載される。
患者の心臓４の周囲の領域の静止画像データは、先ず、移動可能なＸ線源１６及び検出器１８の対を利用し患者を走査することにより集められる。Ｘ線源１６及び検出器１８の対からのデータは、プロセッサー２２により処理され、心臓４の周囲の領域の静止３Ｄモデルを生成する。そしてこの静止３Ｄモデルデータは、メモリー２４へ入力される。しかしながら、患者の心臓４の周囲の領域の３Ｄモデルは、前回生成されメモリー２４に格納されたデータを有して良い。例えば、当業者は、このデータが、３Ｄ超音波画像化が行われる位置と異なる位置で得られて良いことを理解するだろう。この場合、Ｘ線源１６及びＸ線検出器１８は装置２から除外され得る。
心臓４のリアルタイム画像データは次に、先ず超音波送受波器１４を患者の胸部に対し位置付け、そして超音波送受波器１４に送信モードで超音波を放射させることにより、得られる。送受波器１４は次に、受信モードに切り替えられる。そして受信した反射超音波に対応する信号は、プロセッサー２２へ入力される。プロセッサー２２は次に、信号を処理し、心臓４のリアルタイム３Ｄモデルを提供し、そして当該リアルタイム３Ｄモデルをメモリー２４に格納された心臓４の周囲の領域の静止３Ｄモデルと結合する。プロセッサー２２は次に、結合されたリアルタイム及び静止３Ｄモデルデータを結合し、心臓４及び周囲の胸部領域を有する結合された対象の立体画像データを生成する。心臓４のリアルタイム立体画像及び周囲の胸部領域の静止立体画像は次に、ディスプレイ３０に同時に表示される。
心臓４のリアルタイム画像を周囲領域の静止画像と一緒に表示する結果として、リアルタイムビデオ画像を見る際のユーザーの深さ知覚が、従来システムと比較して有意に改善されることが分かる。これは、例えば心臓手術のような医療行為中に執刀医を案内する際に、複数の有意な利点を提供する。
当業者には、上述の実施例は例としてのみ記載され、如何なる限定的意味を有さないこと、及び種々の変形及び変更が請求の範囲に定められた本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが明らかであろう。
本発明を実施するリアルタイム超音波立体画像装置の図である。

Claims (16)

  1. 立体画像装置であって：
    画像データを対象の第１の領域から受信する画像手段；
    前記第１の領域のリアルタイム３次元（３Ｄ）モデルデータを形成し及び前記リアルタイム３Ｄモデルデータを前記第１の領域と隣接する前記対象の第２の領域の静止３Ｄモデルデータと結合する第１のデータ処理手段；
    前記結合されたリアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータを処理し、前記第１及び第２の領域の異なる方向からの複数の眺望を描写する前記第１及び第２の領域の立体画像データを生成する第２のデータ処理手段；及び
    前記立体画像データを受信し、前記第１の領域のリアルタイム立体画像及び前記第２の領域の静止立体画像を同時に表示するために利用される表示手段、を有する立体画像装置。
  2. 前記画像手段は、前記第１の領域から超音波手段により画像データを生成するために利用される、請求項１記載の装置。
  3. 前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び／又は前記静止３Ｄモデルデータを格納する記憶手段、を更に有する請求項１記載の装置。
  4. 前記画像手段は、前記第２の領域から画像データを受信するために更に利用される、請求項１記載の装置。
  5. 前記画像手段は、前記第２の領域からＸ線手段により画像データを生成するために利用される、請求項１記載の装置。
  6. 前記画像手段は、前記第２の領域からコンピュータ断層撮影法手段により画像データを生成するために利用される、請求項１記載の装置。
  7. 前記画像手段は、前記第２の領域から磁気共鳴映像法手段により画像データを生成するために利用される、請求項１記載の装置。
  8. 前記第１のデータ処理手段は、前記第２の領域の少なくとも一部の静止及びリアルタイム３Ｄモデルデータを比較することにより、前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び前記静止３Ｄモデルデータを結合するために利用される、請求項１記載の装置。
  9. 立体画像方法であって：
    画像データを対象の第１の領域から受信する段階；
    前記第１の領域のリアルタイム３Ｄモデルデータを形成する段階；
    前記リアルタイム３Ｄモデルデータを前記第１の領域と隣接する前記対象の第２の領域の静止３Ｄモデルデータと結合する段階；
    前記結合されたリアルタイム３Ｄモデルデータ及び静止３Ｄモデルデータを処理し、前記第１及び第２の領域の異なる方向からの複数の眺望を描写する前記第１及び第２の領域の立体画像データを生成する段階；及び
    前記立体画像データを表示手段へ入力し、前記第１の領域のリアルタイム立体画像及び前記第２の領域の静止立体画像を同時に表示する段階、を有する立体画像方法。
  10. 前記第１の領域から超音波手段により画像データを生成する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  11. 前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び前記静止３Ｄモデルデータを記憶手段に格納する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  12. 前記第２の領域から画像データを受信する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  13. 前記第２の領域からＸ線手段により画像データを生成する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  14. 前記第２の領域からコンピュータ断層撮影法手段により画像データを生成する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  15. 前記第２の領域から磁気共鳴映像法手段により画像データを生成する段階、を更に有する請求項９記載の方法。
  16. 前記リアルタイム３Ｄモデルデータ及び前記静止３Ｄモデルデータを結合する段階は、前記第２の領域の少なくとも一部の静止及びリアルタイム３Ｄモデルデータを比較する段階を有する、請求項９記載の方法。
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