JP2010148590A - 医用三次元画像における切断面画像の表示方法、医用三次元画像の表示装置および医用画像表示プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三次元画像に基準面14を設定し、続いて垂直的表示位置の上限および下限を設定する上限ラインおよび下限ラインを決める。そして基準面14に沿って切断した切断面像において、歯列に沿った基準アーチライン15を描画し、基準アーチラインの外側および内側に沿ったアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画させる。そして上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチライン15に直角な視点で見た、特定表示向き三次元画像を表示させる。そして特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、解剖学的基準点に基づく所望の切断面が得られる。
【選択図】図5
Description
この発明は、このような背景のもとになされたものであり、三次元的に位置決めされた任意の切断面を表示できる、使い勝手の良い、臨床上の画像診断に有効活用可能な切断面画像の表示方法、医用三次元画像の表示装置および医用画像表示プログラムを提供することを主たる目的とする。
請求項5記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、前記切断線は、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。
請求項7記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度が演算されて、各歯を縦断する切断線が自動的に描画されることを特徴とする、請求項1記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。
請求項10記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、前記切断線を、前記水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける手段と、を含むことを特徴とする、請求項8記載の医用三次元画像の表示装置である。
請求項14記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、前記切断線を、水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける処理と、を含むことを特徴とする、請求項12記載の医用画像表示プログラムである。
請求項5、9、13記載の発明によれば、切断線を水平ラインに沿って水平方向に平行移動させられるので、見たい歯の歯軸に沿った切断面に加え、その歯と隣接する領域における顎骨や歯の状態等を切断面として表示させることができ、より的確な診断や治療に役立てることができる。
請求項7、11、15記載の発明によれば、いわゆるパノラマ画像様に表示された口腔部位三次元画像において、各歯の歯軸方向の切断面を自動的に表示させることができ、きわめて使い勝手が良く、診断効率の向上が図れる。
また、従来の歯科パノラマ撮影時のように患者を位置決めして撮影したCT撮影データにおいて、従来、撮影時のXY平面が切断面向きと設定される。請求項3記載の発明は、このようなデータを画像処理する上で、このXY平面の傾斜、すなわちZ軸の向きを調整し、所望の切断向きを断面に水平に合わせることで、切断面向きを調整することができる。
図1は、この発明の一実施形態に係る医用三次元画像の表示装置の概略構成を示すブロック図である。表示装置には、中枢であるマイクロコンピュータ1が備えられており、マイクロコンピュータ1には、メモリ2、操作部3、表示器4およびプリンタ5が接続されている。メモリ2は、RAM、ROM、ハードディスク等で構成することができる。メモリ2には、着脱自在なメモリ媒体6が装着できてもよい。操作部6はデータやコマンドを入力するためのもので、キーボードやタッチパネル式入力装置等で構成することができる。操作部3にはマウスが備えられていてもよい。
この発明に係る医用三次元画像における切断面画像の表示方法は、図1に示す表示装置を用いて実現される。また、この発明に係る医用三次元画像における切断面画像の表示方法を実現するために、図1に示す表示装置にこの発明に係る医用画像表示プログラムがインストールされる。そして、表示装置、特にマイクロコンピュータ1がそのインストールされた医用画像表示プログラムに従って表示処理動作が行われる。
図2は、表示器4に表示された歯列を含む頭蓋骨格の医用三次元画像の表示例を示す図である。かかる三次元画像において、まず、第1の視点向きを決める面としての基準面を設定する。ここでは、基準面を咬合平面とし、咬合面を構成する上下前歯中点11を、基準面設定のための第1の点として設定する。中点11を設定する際に、必要があれば、図2において右側の小さなウィンドウ内に示すように、中点11を通る頭蓋骨格の縦断面を表示させ、中点11の設定位置がずれていないことを確認するようにしてもよい。
図4に示すように、さらに、基準面を設定するための第3点として、右側上下第1臼歯中点13を設定する。この右側上下第1臼歯中点13の設定時にも、その断面図を別ウィンドウで表示し、位置確認をするようにしてもよい。
この基準面は、図5A、Bに示すように、三次元画像上に重ねて表示された場合は、基準ライン14により表わされる。
この実施形態では、基準面(図5において基準ライン14により表示された面)上で歯列に沿った基準アーチライン15を描画し(図5C参照)、この基準アーチライン15に対して垂直な視点で見た任意の切断面画像を表示して、歯科、口腔外科の治療等における診断、シミュレーションのための有益な断面像を提供する。
図7A、B、C、Dは、垂直的な表示領域に加えて、水平的な表示領域を設定するための処理を示す表示図である。水平的な表示領域は、基準アーチライン15を囲むアウトアーチライン18およびインアーチライン19により設定される。アウトアーチライン18は基準アーチライン15の外側を囲み、基準アーチライン15に平行なラインである。インアーチライン19は基準アーチライン15の内側を囲み、基準アーチライン15に平行なラインである。アウトアーチライン18およびインアーチライン19の間の領域が、水平的表示域(水平方向の表示範囲)であって、切断面の切断方向に沿った幅(厚み)を表わしている。このアウトアーチライン18およびインアーチライン19と基準アーチライン15との距離は、調整することができる。
図11は、上限ライン16、下限ライン17、アウトアーチライン18およびインアーチライン19で囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面(基準ライン14)に平行な視点方向で、かつ、基準アーチライン15に直角な視点方向で見た歯列の三次元画像の表示例である。(図11A)
図11Aの三次元画像は、いわゆるパノラマ画像様の三次元画像である。この三次元画像は、基準面に垂直で、かつ、基準アーチライン15に垂直な向きの画像である。この向きを特定表示向きと定義することとし、図11Aの三次元画像を、特定表示向きの三次元画像と称する。
図11Aに示すパノラマ画像様の特定表示向き三次元画像は、第1の向きを決めるための基準面に垂直で、かつ、その基準面上で設定した基準アーチラインに垂直な向きで表示されている。
より具体的には、特定表示向き三次元画像において、点20aおよび点20bを指定することにより、線分20を描画することができる。この線分20が切断線となり、当該切断線20に垂直で、かつ、基準アーチライン15にも垂直な切断面が表示される。
また、図14に示すように、切断線20は、水平ライン21に対してその交差角を変化させることができる。
その結果、特定表示向き三次元画像、すなわち第1の向きを定義する基準面に対して垂直な視点方向である第2の視点方向(特定表示向き)で表わされたパノラマ画像様の三次元画像において、直接、切断面を作成することができるのである。そして、その切断面は、特定表示向き三次元画像において、任意の位置に、任意の傾斜角度で設定することができる。
なお、図12、13、14の右下の図は、水平ライン21における太線部分の横断面を示している。
さらに、図15に示すように、特定表示向き三次元画像において、基準ライン14(基準面)を上下移動することにより、切断面表示エリアを調整することができる。つまり、切断線20はそのままにし、基準ライン14を上下動させることにより、切断線20で切断された断面の位置を上下に平行移動させることができる。
次に、歯列の軸方向断面を、自動的に表示する仕方について説明をする。
図17に示すように、特定表示向き三次元画像において、まず、右上大臼歯の歯軸に切断面20Rが設定され、記録される。
左右の各大臼歯の傾斜向きは、左右ほぼ対称であるため、図19に示すように、左奥歯から、順に連続断面を作成し、表示させることができる。すなわち、表示の際には、左大臼歯の傾斜から、右大臼歯の傾斜に順次移行するように演算設定することで、左大臼歯から右大臼歯に連続した断面を作成する際に、予め設定した切断面傾斜に基づき、調整され、常に適正な向きで断面が作成、表示される。
下顎に植立された下歯列についても、同様に断面を連続的に自動表示させることができる。
下顎の歯列は、上顎の歯列の傾斜と多少異なるので、下顎についても、図24に示すように、まず、左側臼歯の歯軸に沿った切断線22Lが設定され、また右臼歯の切断線22Rが設定される。そして右から左に向かう傾斜が水平ライン23に沿って、図25、図26に示すように順次切断線が移動され、その傾斜角度が順に変化されることにより、下顎歯列の切断面を自動的に順次表示させることができる。
図27の流れに従って説明する。まず、マイクロコンピュータ1は三次元画像を構築する(ステップS1)。三次元画像は、メモリ2等に記憶されている多断層画像データに基づいて構築される。構築された三次元画像は、表示器4に表示される(ステップS2)。表示器4に表示された三次元画像は、必要に応じて視点方向を変えるように移動させたり、回転させたりできる。三次元画像を見ながら、操作部3を操作することにより、基準面の設定が行われる(ステップS3)。基準面が設定されると、図5、6で説明したように、垂直的表示域の設定がされる(ステップS4)。垂直的表示域の設定では、基準ライン14として表示された基準面の上下に、上限ライン16および下限ライン17が設定され、それが表示される。
そして、設定された垂直的表示域および水平的表示域により限定された関心表示領域の画像が、パノラマ画像様に表示される(ステップS6)。このパノラマ画像様の表示は、特定表示向きの三次元画像の表示であり、図11Aに示すような表示である。
図28は、水平的表示域の設定内容を表わすフローチャートである。水平的表示域の設定では、まず、基準面に沿った切断面画像が表示される(ステップS51)。この画像は、図7、図8、図9、図10に示されるような画像である。切断面画像を見たユーザが、その切断面とは異なる切断面を望む場合は、基準ライン14が上下されることにより、切断面の上下調整が行われる(ステップS52)。
そして指定点の変更があれば(ステップS56)、その変更を反映させるように、基準アーチラインの形状も変更される(ステップS55)。つまり、図9に示すように、基準アーチライン15が、歯列に沿うような所望のアーチラインとして描画される。
図29は、切断線の設定処理(ステップS7)のより詳細な処理手順を表わすフローチャートである。
一方、点20aまたは点20bの変更はないが、交点21aの変更があったか否かの判別がされる(ステップS77)。交点21aの変更とは、交点21aにたとえばマウスポインタが位置され、それが水平ライン21に沿って左右に移動されることである。この交点21aの変更に伴い、線分20が水平ライン21に沿って平行移動されて表示される(ステップS78)。
図30は、複数の歯の軸方向断面の連続表示の処理を表わすフローチャートである。
図30を参照して、右奥歯の切断線が描画され(ステップS21、図17の表示参照)、続いて水平ライン21が自動描画される(ステップS22)。そして左奥歯の切断線が描画される(ステップS23、図18の表示参照)。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。この発明は、請求項記載の表示方法、表示装置および表示方法を実行するためのプログラムに対して特許権を請求するものである。
2 メモリ
3 操作部
4 表示器
6 メモリ媒体
14 基準ライン
15 基準アーチライン
16 上限ライン
17 下限ライン
18 アウトアーチライン
19 インアーチライン
21 水平ライン
22 切断線
Claims (15)
- 三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、
表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、
表示された三次元画像の少なくとも3点が特定されることによって、その3点を通る平面を基準面として設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させるステップと、
基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させるステップと、
基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させるステップと、
基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、
切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画するステップと、
基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に表示させるステップと、
上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像として表示させるステップと、
特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、
を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、
表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、
表示された三次元画像の少なくとも3点が特定されることによって、その3点を通る平面を基準面として設定するステップと、
基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、
切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画もしくは設定するステップと、
基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像を表示させるステップと、
特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、
を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 前記基準面を設定するステップに代えて、表示された三次元画像において、任意のランドマークを通り、上下に延びるZ軸を設定するステップを有し、
前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップは、前記Z軸に直交する面を切断面として切断面像を形成することを含む、請求項2記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 前記基準アーチラインを描画するための切断面像を、基準アーチラインの描画に先立ち、上下、左右、前後方向に調整する切断面調整ステップを含む、請求項2または3記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
- 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
前記切断線は、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
前記切断線は、水平ラインに対して、その交差角が変更可能であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度が演算されて、各歯を縦断する切断線が自動的に描画されることを特徴とする、請求項1記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。 - 医用三次元画像の表示装置であって、
画像を表示するための表示器と、
前記表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる手段と、
前記表示された三次元画像において、少なくとも3点が特定されることにより、その3点を通る平面を基準面として設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる手段と、
前記基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる手段と、
前記基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる手段と、
前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させる手段と、
前記切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインの描画を受け付ける手段と、
前記基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる手段と、
上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる手段と、
前記特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける手段と、
前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる手段と、
を含むことを特徴とする、医用三次元画像の表示装置。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
前記切断線を、前記水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける手段と、
を含むことを特徴とする、請求項8記載の医用三次元画像の表示装置。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
前記切断線を、前記水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける手段と、
を含むことを特徴とする、請求項8記載の医用三次元画像の表示装置。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して、各歯を縦断する切断線を自動的に描画する手段と、
を含むことを特徴とする、請求項8記載の医用三次元画像の表示装置。 - 三次元的に切断面の位置を決定して表示する医用画像表示プログラムであって、
表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる処理と、
表示された三次元画像上の少なくとも3点が特定されることによって、その3点を通る平面を基準面として設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる処理と、
基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる処理と、
基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる処理と、
基準面に沿って切断した切断面像を表示させ、切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインが描画されるのを受け付ける処理と、
前記受け付けた基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる処理と、
上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる処理と、
特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける処理と、
前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる処理と、
を含むことを特徴とする、医用画像処理プログラム。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
前記切断線を、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける処理と、
を含むことを特徴とする、請求項12記載の医用画像表示プログラム。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
前記切断線を、水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける処理と、
を含むことを特徴とする、請求項12記載の医用画像表示プログラム。 - 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して各歯を縦断する切断線を自動的に描画する処理と、
を含むことを特徴とする、請求項12記載の医用画像表示プログラム。
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