JP2012509133A - 仮想内視鏡装置とその駆動方法及び検診装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は検査対象に対する連続された断面画像データを利用し立体的な映像を具現し、実際内視鏡を通じて撮影されたことと同一である映像が具現できると共に具現された映像の歪曲を防止しながら、撮影時間を縮めさせることができ、さらに精緻な映像が撮影できるようにする仮想内視鏡装置及びその駆動方法を提供する
【解決手段】本発明に係る仮想内視鏡装置は検査対象に対する連続された断面画像データで３次元位置関数で表示されるボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいて前記検査対象内部の仮想内視鏡データを生成するデータ処理部及び前記仮想内視鏡データによる仮想内視鏡の映像を表示する表示部を含み、前記データ処理部は仮想カメラを前記検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら前記検査対象の内部を撮影し、これによって前記仮想内視鏡データを同一角度によって生成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は仮想内視鏡装置とその駆動方法及び検診装置に関する。

最近患者の胃、大腸などの健康状態を察するために内視鏡が使われている。内視鏡で患者の内臓の健康状態を観察するためには内視鏡を直接人の内臓の内部に挿入してする。

このような場合、患者は異物感、苦痛などを感じえるし、甚だしくは挿入される内視鏡によって患者の内臓が損傷を被ることがある問題点がある。

このような問題点を解決するために最近には一連の断層映像を利用し立体的な映像を具現する方法で、実際内視鏡が撮影したのと同じ映像を具現する仮想内視鏡装置が開発されている。

本発明の目的とするところは検査対象に対する連続された断面画像データを利用し立体的な映像を具現し、実際内視鏡を通じて撮影されたことと同一である映像が具現できると共に具現された映像の歪曲を防止しながら、撮影時間を縮めさせることができ、さらに精緻な映像が撮影できるようにする仮想内視鏡装置及びその駆動方法を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明に係る仮想内視鏡装置は検査対象に対する連続された断面画像データで３次元位置関数で表示されるボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいて前記検査対象内部の仮想内視鏡データを生成するデータ処理部及び仮想内視鏡データによる仮想内視鏡映像を表示する表示部を含み、データ処理部は仮想カメラを検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら検査対象内部を撮影し、これによって仮想内視鏡データを同一角度によって生成することを特徴とする。

また、仮想カメラは移動経路に垂直に回転することを特徴とする。

また、仮想カメラは視野角が６０〜１２０゜であるのを特徴とする。

また、仮想カメラは移動経路を軸に回転しながら同時に移動経路に沿って進行することを特徴とする。

また、仮想カメラは進行が止めた状態で回転することを特徴とする。

また、仮想カメラの回転角度は３６０゜より大きいか同一であることを特徴とする。

また、検査対象の内部の移動経路は断面画像の中心点を連結した線であるのを特徴とする。

また、断面画像データはコンピュータ断層撮影機(Computed Topography:ＣＴ) 及び磁気共鳴診断装置(Magnetic Resonance Imaging:ＭＲＩ) の内少なくとも一つから入力されるデータであることを特徴とする。

また、表示部は仮想カメラが回転し撮影した仮想内視鏡映像を仮想カメラの回転方向に広げて表示することを特徴とする。

また、表示部に表示された一つの仮想内視鏡映像は両方端が互いに重畳(Overlap)されることを特徴とする。

また、表示部に表示される連続された２個の仮想内視鏡映像は互いに重畳(Overlap)される部分を含むことを特徴とする。

また、仮想カメラは移動経路を片道(One path)で移動することを特徴とする。

また、本発明に係る仮想内視鏡装置の駆動方法は検査対象に対する連続された断面画像データを入力する段階と、断面画像データで３次元位置関数で表示されるボリュームデータを生成する段階と、検査対象の内部の移動経路を設定する段階と、カメラを移動経路を軸に回転させながらボリュームデータに基づいて検査対象内部の仮想内視鏡映像を撮影し、撮影した仮想内視鏡の同一角度によって再構成し出力する段階及び同一角度によって再構成した仮想内視鏡映像を表示する段階を含むことができる。

また、本発明に係る検診装置は検査対象に対する連続された断面画像データを生成する断面画像生成部と、断面画像データで３次元位置関数に表示されるボリュームデータを生成し、ボリュームデータに基づいて仮想カメラを検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら検査対象内部を撮影し、仮想対象の内部の仮想内視鏡データを同一角度によって生成するデータ処理部及び仮想内視鏡データによる仮想内視鏡映像を表示する表示部を含むことができる。

また、断面画像生成部はコンピュータ断層撮影機(Computed Topography:ＣＴ) または磁気共鳴診断装置(Magnetic Resonance Imaging:ＭＲＩ)であるのを特徴とする。

本発明に係る仮想内視鏡装置及びその駆動方法によって検査対象に対する連続された断面画像データを利用し立体的な映像を具現することと同時に具現された映像の歪曲を防止しながら、撮影時間を縮めさせることができ、さらに精緻な映像の撮影が可能になる。

本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。 本発明に係る実施の形態と比較例を比べるための図である。 本発明に係る実施の形態と比較例を比べるための図である。 本発明に係る実施の形態と比較例を比べるための図である。 仮想内視鏡の映像の再構成方法に対して説明するための図である。 仮想内視鏡の映像の再構成方法に対して説明するための図である。 仮想内視鏡の映像の再構成方法に対して説明するための図である。 一つの画面に仮想内視鏡の映像と参照画像を一緒に表示する方法の一例を説明するための図である。 一つの画面に仮想内視鏡の映像と参照画像を一緒に表示する方法の一例を説明するための図である。 一つの画面に仮想内視鏡の映像と参照画像を一緒に表示する方法の一例を説明するための図である。 一つの画面に仮想内視鏡の映像と参照画像を一緒に表示する方法の一例を説明するための図である。 仮想カメラの移動経路を表示する参照画像に対して説明するための図である。 仮想カメラの移動経路を表示する参照画像に対して説明するための図である。 仮想カメラの移動経路を表示する参照画像に対して説明するための図である。 本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。 本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。 本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。 本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。 本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。 仮想カメラの回転軸に対して説明するための図である。 仮想カメラの回転軸に対して説明するための図である。 仮想カメラの動きに対して説明するための図である。 仮想カメラの視野角に対して説明するための図である。 仮想カメラの視野角に対して説明するための図である。 仮想カメラの視野角に対して説明するための図である。 仮想カメラの回転角度に対して説明するための図である。 仮想カメラの回転角度に対して説明するための図である。 仮想カメラの進行距離に対して説明するための図である。 仮想カメラの進行距離に対して説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１乃至図６は本発明に係る検診装置及び仮想内視鏡装置の構成及び動作に対して説明するための図である。

先ず、図１を注意深く見れば本発明に係る検診装置１０は断面画像生成部１００と仮想内視鏡装置１１０を含むことができる。ここで、断面画像生成部１００は検査対象に対する連続された断面画像データを生成することができる。

共に、仮想内視鏡装置１１０は断面画像生成部１００が生成した所定の検査対象、例えば人の胃、大腸などの断面画像データを利用し仮想内視鏡の映像を生成及び表示することができる。

望ましくは、仮想内視鏡装置１１０は断面画像生成部１００が生成した断面画像データで３次元位置関数に表示されるボリュームデータを生成し、ボリュームデータに基づいてて仮想内視鏡カメラを検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら検査対象内部を撮影し仮想内視鏡データを同一角度によって生成するデータ処理部(Data Processor :１２０) 及び仮想内視鏡データによる仮想内視鏡の映像及び参照画像を一つの画面に表示する表示部１３０を含むことができる。

共に、断面画像生成部１００は所定の検査対象の断面画像を撮影することができるコンピュータ断層撮影機(Computed Topography:ＣＴ)及び磁気共鳴診断装置(Magnetic Resonance Imaging:ＭＲＩ)の内どのひとつであるのが望ましい。

共に、図２のようにデータ処理部１２０は前処理部１２１、ボリュームデータ生成部１２２、撮影部１２３、命令入力部１２４、メモリー１２５及び制御部１２６を含むことができる。

前処理部１２１は断面画像生成部１００から入力される検査対象の断面画像データを補間(Interpolation)、分割(Segmentation)などの過程を通じてデータ処理することができる。

補間は映像の解像度を高めるために連続される映像の間に現在シーケンス映像の以前と以後の差を求める過程で、その差分画像を補間することができる。

分割は３次元ボリュームデータを生成するために関心部位の映像の強度(Intensity)に当るしきい値(Threshold)を設定し、設定したしきい値以上の値のみをフィルタリングする過程であることがある。

ボリュームデータ生成部１２２はレンダリング(Rendering)技法を利用し断面画像生成部１００が生成した断面画像データから３次元ボリュームデータを生成することができる。

望ましくは、ボリュームデータ生成部１２２はボリュームレンダリング技法で前処理部１２１が処理した映像データを利用し３次元ボリュームデータを生成することができる。

撮影部１２３はボリュームデータ生成部１２２が生成したボリュームデータに基づいて仮想内視鏡カメラを検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら検査対象内部を撮影することができる。

このような、方法で撮影部１２３が撮影した検査対象内部の映像データが同一角度による仮想内視鏡データとして出力されることができる。

命令入力部１２４は外部から、例えば使用者から入力される制御命令を制御部１２６で入力することで、制御命令にデータ処理部１２０の動作を制御することができるようにできる。

メモリー１２５はキャプチャー(Capture)された映像、関心部分に対する情報などの多様なデータを貯蔵することができる。

一方、撮影の時仮上カメラは検査対象の内部に設定された移動経路に付いて移動することができる。

共に、検査対象の内部に設定された移動経路は図３の場合のように断面画像生成部１００が出力した検査対象２００の断面画像３００〜断面画像３３０の中心点（Ｐ１〜Ｐ４）を接続した線で有り得る。

本発明で検査対象の内部に設定された移動経路は断面画像３００〜断面画像３３０の中心点（Ｐ１〜Ｐ４）を連結した線であるのに限定されるのではない。場合によって、移動経路は断面画像３００〜断面画像３３０の内少なくとも一つの中心点（Ｐ１〜Ｐ４）を経たなくても関係ない。

制御部１２６は仮想内視鏡データの生成過程を制御することができる。

制御部１２６の制御によって撮影部１２３が出力した仮想内視鏡データが表示部１３０に伝送でき、これによって表示部１３０は仮想内視鏡の映像を表示することができるのである。

前記で説明した仮想内視鏡装置１１０の動作を図４を参照しさらに詳しく説明すれば次のようである。以下では検査対象を人の大腸と仮定して説明することにする。本発明が検査することができる検査対象は人の大腸のみならず、胃、気管支など多様することがある。

図４を注意深く見れば、仮想カメラ２２０は大腸２００の内部に設定された移動経路２１０を軸に回転しながら所定の視野角(θ1)で大腸２００の内部を撮影することができる。ここで、仮想カメラ２２０は同一である角度で回転することができる。例えば、仮想カメラ２２０は１回に６０゜(度)ずつ総６回回転しながら大腸２００の内部を撮影することができる。

これによって、仮想カメラ２２０を基準で大腸２００内部の上部部分４１０と下部部分４２０が共に撮影されることができる。

例えば、図５の場合のように仮想カメラ２２０が円筒形象の大腸２００の内部に設定された移動経路２１０を軸に１回回転しながら映像を撮影できる。

共に、図５のような方式で撮影した仮想内視鏡データによる仮想内視鏡の映像を図６の場合のように仮想カメラ２２０の回転方向、すなわち中心軸２１０と交差する方向に広げて表示することができる。

前記図６のように、仮想カメラ２２０で撮影した仮想内視鏡の映像を仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示するようになれば、大腸２００内壁の検査がより容易することがある。

例えば、大腸の検査では内臓内壁に今６ｍｍ以上の茸腫が形成されているかどうかを観察するのが重要することがある。このような茸腫は普通丸い突起形象を有している。そして大腸に形成される茸腫は大腸のしわの間に位置することができるのに、このように大腸のしわの間に位置する茸腫は発見が易しくないこともある。

反面に、図５乃至図６の場合のように仮想カメラ２２０を移動経路２１０を基準で回転させながら大腸２００の内壁を撮影し、共に撮影した仮想内視鏡の映像を仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示する場合には、大腸２００のしわ間間をより確実に確認することができるので仮想内視鏡の映像の歪曲を減らすことができるし、これによって茸腫の検出がより容易することができる。

これによって、診断の正確性及び速度が向上することができる。

共に、前記のように仮想カメラ２２０を移動経路２１０を基準で回転させながら撮影するので仮想カメラ２２０は移動経路２１０を片道(One path)で移動するのが可能である。

これによって、撮影に所要する時間を減らすことができる。

図７乃至図９は本発明に係る実施の形態と比較例を比べるための図である。

先ず、図７を注意深く見れば第１比較例による方法が示されている。
第１比較例では仮想カメラ２２０は大腸２００の内部に設定された移動経路２１０に付いて矢印方向に直進しながら所定の視野角(θ2)で内臓２００の内部を撮影することができる。

このような第１比較例で仮想カメラ２２０が撮影可能な領域７００はよほど制限的になるしかない。その理由は仮想カメラ２２０が直進しながら撮影するによって仮想カメラ２２０の視野に入って来ない領域（７１０、７２０）が発生するからである。

したがって第１比較例による方法で撮影した仮想内視鏡の映像を表示する場合には表示された映像で茸腫を捜し出しにくく、共に表示された映像には歪曲が複数発生することで診断の正確性が低下されることができる。

一方、第１比較例では茸腫の検出効率を高め診断の正確性を高めるために仮想カメラ２２０を往復移動(Two Path)するように設定することができる。すなわち、仮想カメラ２２０が移動経路２１０に付いて矢印方向に移動しながら大腸２００を撮影してから、また矢印と反対方向に移動しながら大腸２００を撮影するのが可能であることである。

しかしこのような場合にも仮想カメラ２２０が直進しながら大腸２００を撮影するから仮想カメラ２２０の視野から脱する領域が存在し、これによって画面の歪曲は相変らず複数残っていて、また仮想カメラ２２０の往復移動によって撮影時間が長くなることができる。

次、図８には第２比較例による方法の場合が示されている。

図８のように第２比較例では仮想カメラ２２０は移動経路２１０に付いて移動しながら複数の方向で同時に撮影することができる。

例えば、仮想カメラ２２０は上、下、左、右、前、後の総６個の方向で同時に大腸２００を撮影することができる。

共に、図８のような方法で撮影した映像を図９の場合と一緒にいっぺんに広げて表示することができる。

例えば、大腸２００の上部方向を撮影した第１映像９００を画面の上部に配置し、大腸２００の下部方向を撮影した第２映像９１０を画面の下部に配置し、大腸２００の左側方向を撮影した第３映像９２０を画面の左側に配置し、大腸２００が右側方向を撮影した第４映像９３０を画面の右側に配置し、大腸２００の前方方向を撮影した第５映像９４０を画面の中央に配置し、大腸２００の後方方向を撮影した第６映像９５０を第４映像９３０の右側に配置することができる。

このような場合には、互いに異なる方向に撮影した映像を一つの画面に表示するからそれぞれの映像（９００〜９５０）の境界部分で歪曲が発生することができる。これによって診断の正確性が低下されることができる。

反面に、前の図６のようにに本発明の実施の形態のように仮想カメラ２２０を移動経路２１０を軸に回転させながら大腸２００の内部を撮影し、撮影した映像を仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示したら仮想内視鏡の映像の歪曲を減らすことができて診断の正確性が向上することがある。

したがって本発明に係る実施の形態は比較例１及び比較例２に比べて診断の正確性が高いことがある。

図１０乃至図１２は仮想内視鏡の映像の再構成方法に対して説明するための図である。

先ず、図１０を注意深く見れば本発明では仮想カメラ２２０が回転しながら大腸２００の仮想内視鏡の映像を撮影し、撮影した仮想内視鏡の映像によるデータを同一角度によって再構成することができる。例えば、仮想カメラ２２０は時計方向(Clockwise)で 6θ位ずつ回転しながら撮影することができる。同時に、仮想カメラ２２０が 6θの角度で回転しながら撮影した映像によるデータを θの角度によって再構成することができる。 すなわち、仮想カメラ２２０が撮影した家事内視鏡映像を同一である角度(θ)によってそれぞれ再構成するのである。

このように、仮想カメラ２２０を回転させながら撮影し、撮影した仮想内視鏡の映像によるデータを同一角度によって再構成する場合には表示する映像たちの境界部分に歪曲が発生することを抑制することができる。これによって、診断の正確性をさらに高めることができる。

一方、本発明とは異なりに仮想カメラ２２０を等間隔によって再構成する方法の一例が図１１に示されている。

このような図１１のような方法では仮想内視鏡の映像によるデータをイメージパネル （Image panel）で同一である間隔によって再構成し映像を得るのである。

すなわち、仮想カメラ２２０で第１領域１１００を撮影する時第１領域１１００を所定の間隔ｄによって複数のサブ領域で区切り、区切ったサブ領域それぞれで映像を獲得することができる。共に、仮想カメラ２２０が第２領域１１１０を撮影する時にも第２領域１１１０を所定の間隔ｄによって複数のサブ領域で区切り、
区切ったサブ領域それぞれで映像を獲得することができるのである。

このような図１１のような方法で同一である間隔によって仮想内視鏡データを再構成して大腸２００内部の仮想内視鏡の映像を得ることができる。

しかし図１１のような方法を使えば、映像の境界部分で画面の歪曲が増加することができる。

これに対して図１２を参照しさらに注意深く見れば次のようである。

図１２の（ａ）のようにに仮想カメラ２２０が撮影した仮想内視鏡の映像によるデータを同一である間隔ｄによって再構成するようになれば、第１領域１２００の映像と第２領域１２１０の映像の境界部分がさらに拡がったように見えるようになり、これによって映像の歪曲が発生することができる。

その理由は、仮想内視鏡データを同一である間隔ｄによって再構成するようになれば、第１領域１２００と第２領域１２１０の境界部分（Ａ）では仮想カメラ２２０の視覚でさらにぎっしりと見えるようになり、これによってそれぞれの映像を画面上に広げれば該当の領域（Ａ）がさらに拡がったように見えるからである。

反面に、図１２の（ｂ）の場合のように仮想内視鏡データを同一である角度によって再構成するようになる場合には下のようなことがある。

図１２の（ｂ）の場合には仮想カメラ２２０の視覚で第１領域１２２０と第２領域１２３０の境界部分（Ａ）と中央部分（Ｂ）が実質的に同等水準と見えられる。

これによって、図１２の（ｂ）のような方法に再構成した仮想内視鏡データによる映像を表示した場合に映像の歪曲が減少することができる。

図１３乃至図１６は一つの画面に仮想内視鏡の映像と参照画像を一緒に表示する方法の一例を説明するための図である。

先ず、図１３を注意深く見れば一つの画面に表示される映像の内少なくとも一つは仮想内視鏡の映像（１３１０、１３００）を含むことができる。

共に、少なくとも一つの仮想内視鏡の映像（１３１０、１３００）の内少なくとも一つは仮想カメラを移動経路を軸に回転させながら検査対象を撮影し、撮影した仮想内視鏡データを同一である角度によって再構成したのである。

以下では、仮想カメラを移動経路を軸に回転させながら検査対象を撮影し、撮影した仮想内視鏡データを同一である角度によって再構成した仮想内視鏡の映像１３００をバンド ビュー（Band View）１３００とする。このようなバンド ビュー映像１３００に対しては先で詳しく説明したので重複される説明を省略する。

図１３でまた一つの仮想内視鏡の映像１３１０は前の図７で説明したところのような方法で検査対象を撮影した映像で有り得る。

このようにバンド ビュー映像１３００以外にバンド ビュー映像１３００と異なるタイプのまた他の仮想内視鏡の映像１３１０を一緒に表示する場合には検査対象を多角度で観察することができるから検診の正確性を向上させることができ、検診に所要する時間をさらに減らすことができる。

共に、バンド ビュー映像１３００と一緒に参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）を一つの画面に表示することができる。

このような参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）は観察者にさらに詳細な情報を提供することで検診の効率を高めることができる。

このような参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）中少なくとも一つは仮想カメラの移動経路が表示された映像１３２０であることがある。このような識別番号１３２０の参照画像を第１参照画像とする。

第１参照画像１３２０を注意深く見れば、検査対象の大腸が表示されているし、大腸の中央部分に仮想カメラの移動経路が線に表示されている。

共に、参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）の内少なくとも一つは検査対象のＸ−Ｙ平面映像であることがある。

例えば、図１４の場合のように検査対象１４００でＺ軸の座標が同一であるＡｘｉａｌ映像１４１０が参照画像で有り得る。

共に、参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）の内少なくとも一つは検査対象の
Ｙ−Ｚ平面映像で有り得る。例えば、図１５の場合のように検査対象１４００でＸ軸の座標が同一であるサジタル（Sagittal）画像１４２０が参照画像で有り得る。

また、参照画像（１３２０、１３３０、１３４０)の内少なくとも一つは検査対象の Ｘ−Ｚ平面映像で有り得る。例えば、図１６の場合のように検査対象１４００でＹ軸の座標が同一であるCoronal画像１４３０が参照画像で有り得る。

図１３でまた他の仮想内視鏡の映像１３１０の横方向をＸ軸とし、縦方向を
Ｙ軸と仮定すれば、参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）の中第２参照画像１３３０は図１６のようにＹ軸座標が同一であるCoronal画像１４３０であり、参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）の中第３参照画像１３４０は図１５のようにＸ軸座標が同一である
サジタル画像１４２０で有り得る。

共に、表示部に一緒に表示される少なくとも一つの仮想内視鏡の映像（１３１０、１３００）と少なくとも一つの参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）の中いずれか一つの映像の情報が変更される場合、残り映像の内少なくとも一つの映像の情報が連動して変更されることが望ましい。

例えば、図１３で使用者が第１参照画像１３２０で第１地点（Ｓ１）をマウス(Mouse) などの命令入力手段を使って選択する場合には、第１地点（Ｓ１）に対応するように仮想内視鏡の映像（１３００、１３１０）が表示され、共に、第１地点（Ｓ１）に対応するように参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）が表示されることができる。

以後、使用者は第１参照画像１３２０に第２地点（Ｓ２）を選択する場合には仮想内視鏡の映像（１３００、１３１０）及び参照画像（１３２０、１３３０、１３４０）が第
１地点（Ｓ１）に対応する映像から第２地点（Ｓ２）に対応する映像に変更されることができる。

詳しくは、先の図２で命令入力部１２４を通じて第１参照画像１３２０で第１地点（Ｓ１）から第２地点（Ｓ２）に選択する位置を変更するという命令が入力される場合に制御部１２６はこれを確認し、確認結果によって仮想内視鏡の映像（１３００、１３１０）及び第２、３参照画像（１３３０、１３４０）が第２地点（Ｓ２）に対応される映像を表示するように制御することができる。

このように、画面に表示された多様な映像は互いに連関されていて、使用者は短い時間にマウスなどの簡単な操作だけで所望する部分を易しく観察することができる。これによって検診効率が向上することができる。

共に、本発明では使用者が検査対象の任意の部分を関心部分で指定することができる。

例えば、使用者は第１参照画像１３２０に第１地点（Ｓ１）を関心部分で指定することができる。それでは、第１参照画像１３２０に第１地点（Ｓ１）を関心部分で表示するための所定のマークを表示することができる。

共に、第２参照画像１３３０、第３参照画像１３４０及び仮想内視鏡の映像（１３００、１３１０）でも第１地点（Ｓ１）に対する映像を関心部分に対するデータでメモリーに貯蔵することができる。

すなわち、少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内少なくとも一つの映像で任意の第１部分を関心部分で指定する場合、残り映像の内少なくとも一つで第１部分に対応される部分も関心部分に指定されることができるのである。

共に、関心部分に対する映像はメモリーに貯蔵されるのである。

以後、使用者があらかじめ指定した関心部分に対するデータを確認するためにローディング(Loading)命令を命令入力部を通じて入力することができる。

このような場合には、メモリーに貯蔵された前記関心部分に対する映像を表示部に表示することができる。

例えば、図１３の第１参照画像１３２０で第１地点（Ｓ１）を関心部分で指定した場合、使用者が関心部分として第１地点（Ｓ１）にデータをローディングする場合、第２参照画像１３３０、第３参照画像１３４０及び仮想内視鏡の映像（１３００、１３１０）の第１地点（Ｓ１）に対するデータを一緒にローディングし一つの画面に表示することができる。

図１７乃至図１９は仮想カメラの移動経路を表示する参照画像に対して説明するための図である。

先ず、図１７を注意深く見れば移動経路に対する参照画像は検査対象１７００の全体に対する移動経路２１０を表示した映像で有り得る。例えば、人の大腸のはじめから最後まで仮想カメラの移動経路を表示できるものである。

このような場合、観察者は図１７の参照画像で観察を所望する部分を手軽く選択することができるから検診の効率を向上させることができる。

または、図１８の場合のように移動経路に対する参照画像は検査対象１７００の一部に対する移動経路２１０を表示した映像で有り得る。

例えば、検査対象１７００の内第１部分１７１０、第３部分１７２０、第５部分１７３０は移動経路２１０を表示し、残り第２部分１７４０、第４部分１７５０は省略されることができる。

すなわち、観察者は検査対象１７００の内観察を所望する部分のみを選択し移動経路２１０を表示し、共に選択した部分でばかり仮想内視鏡の映像を撮影するのが可能であるのだ。

または、図１９の場合のように移動経路２１０の表示が省略された部分で追加的に移動経路２１０を復旧することができる。

例えば、検査対象１７００の内第１部分１７１０と第３部分１７２０の間に配置される第２部分１７４０が省略された状態で第２部分１７４０を復旧しようとする場合、観察者は第１部分１７１０の終了地点（Ｘ１）と第３部分１７２０の開始地点を選択することができる。

以後、観察者は第１部分１７１０の終了地点（Ｘ１）と第３部分１７２０の開始地点の間部分を復旧する命令を入力することができるし、このような場合に第２部分１７４０が復旧され、共に第２部分１７４０に移動経路２１０が表示されることができる。

図２０ないし図２４は本発明に係る仮想内視鏡装置のまた他の機能の一例に対して説明するための図である。

先ず、図２０を注意深く見れば少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内少なくとも一つの映像は外部から入力される命令に従って拡大または縮まることができる。すなわち、本発明に係る仮想内視鏡装置は所定の映像で所望する部分を拡大あるいは縮める機能を有することである。

例えば、図２０の（ａ）のようにバンド ビュー映像が表示された状態で、観察者が (a)で表示された部分を拡大することを所望する場合に、観察者は表示された部分を拡大しろうという拡大命令を入力することができる。

それでは、図２０の（ｂ）のように選択された部分が拡がって表示されることができるのである。

このように、所望する部分を拡大させる場合にはもうちょっと精緻な検診が可能になることができるし、これによって検診の正確性を向上させるのが可能である。

または、図２1の場合のように少なくても一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内少なくとも一つの映像はパノラマ方式(Panoramic)に表示されることができる。

例えば、バンド ビュー映像の一部にスクロール(Scroll)できる機能窓（２１００、２１１０）を配置することができる。そして観察者は機能窓（２１００、２１１０）に表示されたスクロールバー（２１２０、２１３０）をマウスなどの命令入力手段を利用し移動させることができる。それでは、バンド ビュー映像は観察者が入力した命令に従ってパノラマ方式で連続的に表示されることができる。

または、図２２の場合のように少なくても一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内少なくとも一つの映像はスライドショー(Slideshow)方式に表示されることができる。

例えば、スライドショー命令が入力されれば連続される映像（ａ〜ｆ）が所定の時間間隔を置いて順に表示されることができる。

または、図２３の場合のように観察者が指定した任意の部分の映像がキャプチャー(Capture)にされてメモリーに貯蔵されることができる。

例えば、観察者が前の図１３で第１参照画像１３２０の第１地点（Ｓ１）を関心部分で指定した場合に、このような第１地点（Ｓ１）に対応される仮想内視鏡の映像（ａ、ｂ）及び参照画像（ｃ、ｄ）がキャプチャーすることがある。

このように、キャプチャーされた映像（ａ〜ｄ）はメモリーに貯蔵されることができるし、共に使用者のローディング命令に従ってローディングされて画面に一緒に表示されることができる。

または、図２４の場合のように観察者が指定した関心部分を画面上に表示することができる。

例えば、図２４のように検査対象１７００の仮想内視鏡の映像を察している途中疑心される部分を尋ねた場合、それぞれの部分を関心部分で指定し画面上にマークとして表示することができる。図２４は観察者が指定した関心部分が総８個であり、これに対して（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）のマークで表示した場合である。

以後、観察者は画面に表示されたマークの内で観察することを所望する少なくとも一つを選択する場合に、その部分に当る仮想内視鏡の映像または参照画像を画面上に表示するのが可能である。

図２５乃至図２６は仮想カメラの回転軸に対し説明するための図である。

先ず、図２５を注意深く見れば仮想カメラ２２０は移動経路２１０と垂直し回転することができる。

または、図２６の場合のように仮想カメラ２２０は移動経路２１０と鋭角あるいは鈍角で交差して回転することも可能である。

このように、仮想カメラ２２０が移動経路２１０と鋭角あるいは鈍角で交差して回転する場合には一回の動作でより広い領域を撮影するのができる。

図２７は仮想カメラの動きに対して説明するための図である。

図２７を注意深く見れば、（ａ）のように仮想カメラ２２０は移動経路２１０を軸に回転しながら共に移動経路２１０に付いて進行するのが可能である。このような場合には仮想カメラ２２０の速度を向上させるのが可能である。

または、（ｂ）のように仮想カメラ２２０は進行が止めた状態で回転するのが可能である。例えば、仮想カメラ２２０は第１領域１５００で回転し検診対象を撮影し、以後第２領域１５１０、
第３領域１５２０に順次に移動して回転することで検診対象を撮影することができる。

このような（ｂ）のような場合には歪曲が最小化された仮想内視鏡の映像の獲得が容易することがある。

図２８乃至図３０は仮想カメラの視野角に対して説明するための図である。

図２８のデータは仮想カメラの視野角（θ１）が２０゜（度）〜１６０゜の場合に仮想内視鏡の映像の分析の容易性と仮想内視鏡の映像の歪曲を判断した結果である。

詳しくは、複数の観察者が仮想カメラの視野角による仮想内視鏡の映像を分析し、各各仮想内視鏡の映像の分析の容易性及び歪曲に対する判断をしたし、このような複数の観察者の判断結果を総合して評価した。

Ｘ表示は仮想内視鏡の映像の分析が容易くないかあるいは仮想内視鏡の映像の歪曲が発生し非常に不良であるということを示し、○表示は相対的に良好であるということを 示し、◎表示は仮想内視鏡の映像の分析が容易であるかあるいは仮想内視鏡の歪曲が発生しなくて非常に良好することを示す。

図２８を注意深く見れば、仮想内視鏡の映像の歪曲側面では仮想カメラ２２０の視野角(θ1)が 160゜(度)の場合に非常に不良さを分かる。

このような場合には、図３０の場合のように仮想内視鏡カメラ２２０の視野角（θ１）が過度に広いから仮想カメラ２２０の視野角(θ１) 内で観察されない領域が発生することができ、これによって仮想内視鏡の映像の歪曲が発生することができることである。

反面に、仮想内視鏡の映像の歪曲側面で仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が２０゜〜１２０゜の場合には非常に良好することが分かる。

このような場合には、仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が最適化されることで仮想カメラ２２０の視野角（θ１）
内で観察されない領域が実質的に発生しないことによって仮想内視鏡の映像の歪曲を防止することができる。

共に、仮想内視鏡の映像の歪曲側面で仮想カメラ２２０の視野角（θ１）ガ１４０゜の場合には相対的に良好することが分かる。

このような場合には、仮想カメラ２２０の視野角(θ1) 内で観察されない領域が発生することができるが、その程度が微々することがある。

反面に、仮想内視鏡の映像の分析の容易性側面では仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が
２０゜の場合に非常に不良することが分かる。

このような場合には、図２９の場合のように仮想内視鏡カメラ２２０の視野角（θ１）が過度に狭いから診断のために必要な映像の個数が過度に多くなることがある。これによって、仮想内視鏡の映像の分析に過度に長い時間が必要であることがある。

反面に、仮想内視鏡の映像の分析の容易性側面で仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が
６０゜〜１２０゜の場合に非常に良好することが分かる。

このような場合には、仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が最適化されることで仮想内視鏡の映像の分析に所要する時間が低減されることがある。

共に、仮想内視鏡の映像の分析の容易性側面で仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が
１４０゜の場合には相対的に良好することが分かる。

このような場合には、一枚の映像に表示される大腸２００の部分が広くて二つの映像の境界部分で分析が容易しないことがあるが、それ程度が微々することがある。。

反面に、仮想内視鏡の映像の分析の容易性側面で仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が
１６０゜の場合に非常に不良することが分かる。

このような場合には、仮想カメラ２２０の視野角（θ１）が過度に広くて視野角(θ1)内で観察されない領域が発生することができるし、これによって二つの映像の境界部分で歪曲が発生し分析が難しい。

前記したデータを考慮する時、仮想カメラ２２０は視野角が６０〜１２０゜であるのが望ましいことである。

図３１乃至図３２は仮想カメラの回転角度に対して説明するための図である。

先ず、図３を注意深く見れば、（ｂ）のように仮想カメラ２２０の回転角度は３６０゜より大きいことがある。または、（ａ）のように仮想カメラ２２０の回転角度は実質的に３６０゜であることがある。

（ａ）のように、仮想カメラ２２０の回転角度が実質的に３６０゜の場合には仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示される一枚の仮想内視鏡の映像は両方端が一致することがある。すなわち、一枚の仮想内視鏡の映像は両方端の映像が連続されるのである。

また、（ｂ）のように仮想カメラ２２０の回転角度が実質的に３６０゜より大きい場合には仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示される一枚の仮想内視鏡の映像は両方端が互いに重畳(Overlap)されることがある。すなわち、一枚の仮想内視鏡の映像は両方端の映像は実質的に同一である部分を含むのである。

例えば、図３２の場合のように仮想カメラ２２０の回転方向に広げて表示される一枚の仮想内視鏡の映像は中央映像２０００と、中央映像２０００の左側端に配置される第１側面映像２０１０と中央映像２０００の右側端に配置される第２側面映像２０２０を含むことができる。

ここで、第１側面映像２０１０と第２側面映像２０２０は第１地点（Ｐ１）から第２地点（Ｐ２）の間の映像に互いに同一であることがある。

このように一枚の仮想内視鏡の映像の両方端が互いに重畳されれば、両方端の境界部分で映像の歪曲の発生を防止することで診断の正確性をさらに高めることができる。

図３３乃至図３４は仮想カメラの進行距離に対して説明するための図である。

先ず、図３３で仮想カメラ２２０は任意の第１０地点（Ｐ１０）で撮影した以後に第
２０ 地点（Ｐ２０）に移動し撮影することを仮定して見よう。

このような場合、図３３の場合のように仮想カメラ２２０が任意の第１０地点（Ｐ１０）で撮影する時の視野範囲は第１０地点（Ｐ１０）と連続された第２０地点（Ｐ２０）で撮影する時の視野範囲と一部分（Ｗ１）が重畳されることがある。

それでは、図３４のように連続される二つの映像は互いに重畳される部分（Ｗ１）を含むことができる。ここで、連続される二つの映像は仮想カメラ２２０の回転方向で広げた映像で有り得る。

このように、連続される二つの映像が互いに重畳される部分（Ｗ１）を含むようになれば、連続される二つの映像の境界部分で映像の歪曲の発生を防止することができる。

Claims (29)

1. 検査対象に対する連続された断面画像データで３次元位置関数に表示されるボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいて前記検査対象内部の仮想内視鏡データを生成するデータ処理部と、
   前記仮想内視鏡データによる仮想内視鏡の映像を表示する表示部とを含み、
   前記データ処理部は仮想カメラを前記検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら前記検査対象の内部を撮影し、これによって前記仮想内視鏡データを同一角度によって生成することを特徴とする仮想内視鏡装置。
2. 前記仮想カメラは前記移動経路に垂直に回転することを特徴とする、請求項１記載の仮想内視鏡装置。
3. 前記仮想カメラは視野角が６０〜１２０゜であるのを特徴とする、請求項１記載の仮想内視鏡装置。
4. 前記仮想カメラは前記移動経路を軸に回転しながら同時に前記移動経路に沿って進行することを特徴とする請求項１記載の仮想内視鏡装置。
5. 前記仮想カメラは進行が止めた状態で回転することを特徴とする、請求項１記載の仮想内視鏡装置。
6. 前記仮想カメラの回転角度は３６０゜より大きいか同じであることを特徴とする、請求項１記載の仮想内視鏡装置。
7. 前記検査対象の内部の移動経路は前記断面画像の中心点を連結した線であることを特徴とする、請求項１記載の仮想内視鏡装置。
8. 前記断面画像データはコンピュータ断層撮影機(Computed Topography:ＣＴ)及び磁気共鳴診断装置(Magnetic Resonance Imaging:ＭＲＩ)の内少なくとも一つから入力されるデータであることを特徴とする請求項１記載の仮想内視鏡装置。
9. 前記表示部は前記仮想カメラが回転し撮影した前記仮想内視鏡の映像を前記仮想カメラの回転方向に広げて表示することを特徴とする請求項１記載の仮想内視鏡装置。
10. 前記表示部に表示された一つの前記仮想内視鏡の映像は両方端が互いに重畳(Overlap)されることを特徴とする請求項９記載の仮想内視鏡装置。
11. 前記表示部に表示される連続された二つの前記仮想内視鏡の映像は互いに重畳される部分を含む請求項９記載の仮想内視鏡装置。
12. 前記仮想カメラは前記移動経路を片道(One path)で移動することを特徴とする請求項１記載の仮想内視鏡装置。
13. 検査対象に対する連続された断面画像データを入力する段階と、
    前記断面画像データで３次元位置関数に表示されるボリュームデータを生成する段階と、
    前記検査対象の内部の移動経路を設定する段階と、
    仮想カメラを前記移動経路を軸に回転させながら前記ボリュームデータに基づいて前記検査対象内部の仮想内視鏡の映像を撮影し、撮影した前記仮想内視鏡の同一角度によって再構成し出力する段階と、
    前記同一角度によって再構成した仮想内視鏡の映像を表示する段階と、
    を含む仮想内視鏡装置の駆動方法。
14. 入力される検査対象に対する断面画像データで仮想内視鏡データを生成するデータ処理部と、
    前記仮想内視鏡データによる映像を一つの画面に表示する表示部を含み、
    前記仮想内視鏡データによる映像は少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と、少なくとも一つの参照画像を含み、
    少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像は
    仮想カメラを前記検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら前記検査対象内部を撮影し、撮影した前記検査対象のデータを同一角度によって再構成したことを特徴とする仮想内視鏡装置。
15. 前記データ処理部は前記検査対象に対する連続された断面画像データで３次元位置関数で表示されるボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいてて前記検査対象内部の仮想内視鏡データを生成することを特徴とする、請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
16. 前記参照画像は前記検査対象のＸ−Ｙ平面映像、Ｙ−Ｚ平面映像及びＸ−Ｚ平面映像の内少なくとも一つを含む請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
17. 前記参照画像は前記仮想カメラの前記移動経路に対する映像を含むことを特徴とする、
    請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
18. 前記移動経路に対する映像は前記検査対象の一部に対する移動経路を表示した映像であることを特徴とする、請求項１７記載の仮想内視鏡装置。
19. 前記移動経路に対する映像は前記検査対象の全体に対する移動経路を表示した映像であることを特徴とする、請求項１７記載の仮想内視鏡装置。
20. 前記表示部に一緒に表示される少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内いずれか一つの映像の情報が変更される場合、残り映像の内少なくとも一つの映像の情報が連動し変更されることを特徴とする、請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
21. 前記表示部に一緒に表示される少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像の内いずれか一つの映像で任意の第１部分を選択する場合、残り映像の内少なくとも一つの映像は前記第１部分に当る部分を表示することを特徴とする、請求項２０記載の仮想内視鏡装置。
22. 少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの前記参照画像の内少なくとも一つの映像は外部から入力される命令に従って拡大または縮まることを特徴とする、請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
23. 少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの前記参照画像の内少なくとも一つの映像はスライドショー方式で表示されることを特徴とする、請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
24. 少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの前記参照画像の内少なくとも一つの映像はパノラマ方式に表示されることを特徴とする、請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
25. 少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの前記参照画像の内少なくとも一つの映像で任意の第１部分を関心部分で指定する場合、残り映像の内少なくとも一つで前記第１部分に対応される部分も関心部分に指定される請求項１４記載の仮想内視鏡装置。
26. 前記関心部分に対する映像はメモリーに貯蔵されることを特徴とする、請求項２５記載の仮想内視鏡装置。
27. 前記関心部分に対するローディング命令が入力される場合、前記メモリーに貯蔵された前記関心部分に対する映像を表示する請求項２６記載の仮想内視鏡装置。
28. 検査対象に対する連続された断面画像データを入力する段階と、
    前記断面画像データで３次元位置関数に表示されるボリュームデータを生成する段階と、
    前記ボリュームデータに基づいて前記検査対象の仮想内視鏡データを生成する段階と、
    前記仮想内視鏡データによる少なくとも一つの仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの参照画像を一つの画面に表示する段階を含み、
    少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像は
    仮想カメラを前記検査対象の内部の移動経路を軸に回転させながら前記検査対象内部を撮影し、撮影した前記検査対象のデータを同一角度によって再構成したことを特徴とする仮想内視鏡装置の駆動方法。
29. 一つの画面に一緒に表示された少なくとも一つの前記仮想内視鏡の映像と少なくとも一つの前記参照画像の内いずれか一つの映像の情報が変更される場合、残り映像の内少なくとも一つの映像の情報を連動し変更する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２８記載の仮想内視鏡装置の駆動方法。
    

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