JP2022155215A - 切開シミュレーション装置、切開シミュレーション方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】切開領域を徐々に拡げるに従って切開領域内に関する演算を追従して実行する場合に比べ、切開領域内に関する演算にかかる負荷を軽減することができる切開シミュレーション装置、切開シミュレーション方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】切開シミュレーション装置は、プロセッサを備え、プロセッサは、切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得し、切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、切開ラインを基準とした第１距離データ、及び３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、３次元臓器画像から切開領域を特定する。
【選択図】図１５

Description

本開示の技術は、切開シミュレーション装置、切開シミュレーション方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、デジタル医療画像をボリュームレンダリングする方法であって、デジタル医療画像ボリュームを提供するステップを含み、画像は点の三次元グリッド上の複数の強度を含み、投影面を提供するステップを含み、投影面は点の二次元のラティスを含み、投影面上にレンダンリング放射線が、画像ボリュームを通した視点から投影され、画像ボリュームを通る放射線に沿ったサンプリング点を進むステップを含み、画像ボリューム内に切開領域を作成するステップを含み、サンプリング点が切開領域内にあるか否かを定めるステップを含み、サンプリング点が切開領域内にある場合には、第１のボリュームから補間されたサンプル値に第１の伝達関数を用い、サンプリング点が切開領域外にある場合には、第２のボリュームから補間されたサンプル値に第２の伝達関数を用い、伝達関数のアウトプットを累積するステップを含む、ことを特徴とする、デジタル医療画像をボリュームレンダリングする方法が開示されている。

特許文献２には、切除領域が特定されている臓器を臓器中の血管領域が視認可能な態様で示す画像を、臓器の３次元画像から生成する画像生成手段と、切断深さを指定する入力を受け付ける深さ入力受付手段と、臓器における切除領域と切除領域以外の領域である非切除領域との境界面のうち、境界面の外縁から内側に境界面に沿った指定された切断深さの範囲内の部分を切断面とする切断面設定手段とを備え、画像生成手段が、３次元画像から、臓器を臓器中の血管領域のうち切断面の近傍領域内に存在する部分血管領域のみが視認可能な態様で示す画像を生成するものであることを特徴とする手術支援装置が開示されている。

特許文献３には、ディスプレイに表示された被術者の医用画像を通じて手術支援を行う方法であって、手術器具による切断面について、見開き状態を模擬した画像を被術者の３次元画像データから作成して表示することを特徴とする手術支援方法が開示されている。

特開２００７－２２２６２９号公報 特開２０１４－０１８６１９号公報 特開２００８－１６７７９３号公報

本開示の技術に係る一つの実施形態は、切開領域を徐々に拡げるに従って切開領域内に関する演算を追従して実行する場合に比べ、切開領域内に関する演算にかかる負荷を軽減することができる切開シミュレーション装置、切開シミュレーション方法、及びプログラムを提供する。

本開示の技術に係る第１の態様は、プロセッサを備え、プロセッサが、切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得し、切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、切開ラインを基準とした第１距離データ、及び３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、３次元臓器画像から切開領域を特定する切開シミュレーション装置である。

本開示の技術に係る第２の態様は、切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得すること、並びに、切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、切開ラインを基準とした第１距離データ、及び３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、３次元臓器画像から切開領域を特定することを含む切開シミュレーション方法である。

本開示の技術に係る第３の態様は、コンピュータに、切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得すること、並びに、切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、切開ラインを基準とした第１距離データ、及び３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、３次元臓器画像から切開領域を特定することを含む処理を実行させるためのプログラムである。

医療業務支援装置の概略構成を示す概念図である。 医療業務支援装置の電気系のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 医療業務支援装置に含まれる画像処理装置の要部機能の一例を示すブロック図である。 抽出部の処理内容の一例を示す概念図である。 レンダリング部の処理内容の一例を示す概念図である。 ３次元臓器画像に対してレンダリングが行われている態様の一例を示す概念図である。 ３次元臓器画像に対して設定された切開領域が変化する態様の一例を示す概念図である。 切開ラインが設定される態様の一例を示す概念図である。 切開の深さが設定される態様の一例を示す概念図である。 切開幅が設定される態様の一例を示す概念図である。 切開パラメータ取得部、切り開き最大量算出部、及び最大切り開き領域特定部の処理内容の一例を示す概念図である。 切開過程位置が設定される態様の一例を示す概念図である。 第１距離データが生成される処理内容の一例を示す概念図である。 第２距離データが生成される処理内容の一例を示す概念図である。 ３次元臓器画像から切開領域を特定する処理内容の一例を示す概念図である。 切開領域レンダリング画像を含むレンダリング画像がディスプレイに表示された態様の一例を示す画面図である。 切開シミュレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。 医療業務支援システムの概略構成を示す概念図である。 記憶媒体に記憶されている画像生成出力処理プログラムが画像処理装置にインストールされる態様の一例を示すブロック図である。

添付図面に従って本開示の技術に係る切開シミュレーション装置、切開シミュレーション方法、及びプログラムの実施形態の一例について説明する。

一例として図１に示すように、医療業務支援装置１０は、画像処理装置１２、受付装置１４、及びディスプレイ１６を備えており、ユーザ１８によって使用される。ここで、ユーザ１８としては、例えば、医師及び技師等が挙げられる。

画像処理装置１２には、受付装置１４が接続されている。受付装置１４は、キーボード２０及びマウス２２等を有しており、ユーザ１８からの指示を受け付ける。図１に示す例では、受付装置１４として、キーボード２０及びマウス２２が示されているが、これは、あくまでも一例に過ぎず、キーボード２０及び／又はマウス２２に代えて、或いは、キーボード２０及び／又はマウス２２と共に、タッチパネル及び／又はタブレット等が用いられてもよい。キーボード２０、マウス２２、近接入力を受け付けるタッチパネル又はタブレット、音声入力を受け付ける音声入力装置、ジェスチャー入力を受け付ける撮影装置、及び、センサーのうちの少なくとも１つを、受付デバイス１４として用いてもよい。また、受付デバイス１４と画像処理装置１２との接続は、有線であっても無線であってもよい。

画像処理装置１２には、ディスプレイ１６が接続されている。ディスプレイ７２としては、例えば、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ又は液晶ディスプレイ等が挙げられる。ディスプレイ１６は、画像処理装置１２の制御下で、各種情報（例えば、画像及び文字等）を表示する。

一例として図２に示すように、医療業務支援装置１０は、画像処理装置１２、受付装置１４、及びディスプレイ１６の他に、通信Ｉ／Ｆ（Interface）３０、外部Ｉ／Ｆ３２、及びバス３４を備えている。

画像処理装置１２は、本開示の技術に係る「切開シミュレーション装置」及び「コンピュータ」の一例であり、プロセッサ２４、ストレージ２６、及びＲＡＭ（Random access memory）２８を備えている。プロセッサ２４、ストレージ２６、ＲＡＭ２８、通信Ｉ／Ｆ３０、及び外部Ｉ／Ｆ３２は、バス３４に接続されている。

プロセッサ２４には、メモリが接続されている。メモリは、ストレージ２６及びＲＡＭ２８を含む。プロセッサ２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を有する。ＧＰＵは、ＣＰＵの制御下で動作し、画像に関する処理の実行を担う。画像に関する処理には、例えば、後述の切開シミュレーション処理（図３及び図１７参照）が含まれる。

ストレージ２６は、各種プログラム及び各種パラメータ等を記憶する不揮発性の記憶装置である。ストレージ２６としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及びＳＳＤ（Solid State Drive）が挙げられる。なお、ＨＤＤ及びＳＳＤは、あくまでも一例に過ぎず、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ、磁気抵抗メモリ、及び強誘電体メモリのうちの少なとも１つストレージ２６として用いてもよい。

ＲＡＭ２８は、一時的に情報が記憶されるメモリであり、プロセッサ２４によってワークメモリとして用いられる。ＲＡＭ２８としては、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）又はＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等が挙げられる。

通信Ｉ／Ｆ３０は、ネットワーク（図示省略）に接続されている。ネットワークは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）及びＷＡＮ（Wide Area Network）等のうちの少なくとも１つで構成されていても良い。ネットワークには、外部装置（図示省略）等が接続されており、通信Ｉ／Ｆ３０は、ネットワークを介して外部通信装置との間の情報の授受を司る。外部通信装置は、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、パーソナル・コンピュータ、及びスマートデバイス等のうちの少なくとも１つを含んでもよい。例えば、通信Ｉ／Ｆ３０は、プロセッサ２４からの要求に応じた情報を、ネットワークを介して外部通信装置に送信する。また、通信Ｉ／Ｆ３０は、外部通信装置から送信された情報を受信し、受信した情報を、バス３４を介してプロセッサ２４に出力する。

外部Ｉ／Ｆ３２は、医療業務支援装置１０の外部に存在する外部装置（図示省略）との間の各種情報の授受を司る。外部装置は、例えば、スマートデバイス、パーソナル・コンピュータ、サーバ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、及びプリンタ等のうちの少なくとも１つであってもよい。外部Ｉ／Ｆ３２の一例としては、ＵＳＢインタフェースが挙げられる。ＵＳＢインタフェースには、外部装置が直接的又は間接的に接続される。

ところで、肺癌及び／又は肝臓癌などの悪性腫瘍を臓器から摘出する手術前には、ＣＴ（Computed Tomography）装置及び／又はＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等のモダリティによって被検体である患者が撮像されることで得られた複数の２次元スライス画像等を用いて手術前に切除領域が決定されてプランニングされることによって、手術の安全性を高めることが行われている。

しかし、実際にはプランニングされた切開ラインから切除領域を少しずつ切開しながら手術が行われるが、部分的に切開して開いていくという状況のシミュレーションについては、患者標準モデルを用いたサーフェスモデルでの手術シミュレーションが多い。サーフェスモデルでの手術シミュレーションにおいて、実際の患者に関する複数の２次元スライス画像を用いる場合は、複数の２次元スライス画像から臓器を示す臓器画像等を抽出して３次元画像を作成する必要がある。臓器画像等を抽出して３次元臓器画像を作成する場合、非常に手間がかかるという問題点と、複数の２次元スライス画像をそのまま用いようとするとボリュームデータの変形が必要になり、計算コストがかかるという問題点がある。

前者の問題点については、前述の手術プランニングソフトによって臓器画像等の抽出の自動化等を行うことで、手間を最小限にできるが、後者の問題点については、計算コストをできるだけ下げるための技術が必要になる。

計算コストを下げる技術としては、ボリュームデータである３次元臓器画像を変形せずにボリュームレンダリング（以下、「レンダリング」と称する）時に変形を考慮してレンダリングする技術が知られている（“リアルタイムボリュームグラフィクス”， 中尾， MEDIACAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.25，No.3， May 2007参照）。しかしながら、切開をシミュレーションする場合には、ただ変形させるだけでなく、切り開いたところに何もない空間を表現しなければならない。何もない空間を表現する方法も提案されている（“肝切除支援のための臓器切離プロセスの可視化”，小田，奈良先端科学技術大学 修士論文，NAIST-IS-MT1051024，2012参照）。しかしながら、この方法では徐々に切り開く際にその都度何もない空間を計算しなければならないという計算コストがかかっていた。

そこで、本実施形態では、切開過程をシミュレーションする際の計算コストをより削減することで、よりスムーズに切開シミュレーションを行えるように、一例として図３に示すように、プロセッサ２４によって切開シミュレーション処理が行われる。ストレージ２６には、切開シミュレーション処理プログラム３６が記憶されている。プロセッサ２４は、ストレージ２６から切開シミュレーション処理プログラム３６を読み出し、読み出した切開シミュレーション処理プログラム３６をＲＡＭ２８上で実行することにより切開シミュレーション処理を行う。切開シミュレーション処理は、プロセッサ２４が抽出部２４Ａ、レンダリング部２４Ｂ、制御部２４Ｃ、切開パラメータ取得部２４Ｄ、切り開き最大量算出部２４Ｅ、最大切り開き領域特定部２４Ｆ、及び切開領域特定部２４Ｇとして動作することによって実現される。なお、切開シミュレーション処理プログラム３６は、本開示の技術に係る「プログラム」の一例である。

一例として図４に示すように、ストレージ２６には、３次元画像３８が記憶されている。３次元画像３８は、モダリティによって患者が撮像されることで得られた複数の２次元スライス画像４０が積み重ねられてボクセルＶに分割されることで得られた画像である。モダリティの一例としては、ＣＴ装置が挙げられる。ＣＴ装置は、一例に過ぎず、モダリティの他の例としては、ＭＲＩ装置又は超音波診断装置等が挙げられる。また、図４に示す例では、２次元スライス画像４０として、冠状面の２次元スライス画像が示されているが、これに限らず、横断面の２次元スライス画像であってもよいし、矢状面の２次元スライス画像であってもよい。３次元画像を規定している全てのボクセルＶの各々の位置は３次元座標で特定される。各ボクセルＶには、不透明度、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の色情報、及び輝度等（以下、これらを「ボクセルデータ」とも称する）が付与されている。

抽出部２４Ａは、ストレージ２６から３次元画像３８を取得し、取得した３次元画像３８から３次元臓器画像４２を抽出する。３次元臓器画像４２は、臓器を示す３次元画像である。例えば、３次元画像３８には、複数の３次元臓器画像４２が含まれており、各３次元臓器画像４２には固有の識別子が付与されている。３次元臓器画像４２は、受付装置１４によって受け付けられた指示に従って３次元画像３８から抽出される。例えば、抽出部２４Ａは、受付装置１４によって受け付けられた識別子に対応する３次元臓器画像４２を３次元画像３８から抽出する。図４に示す例では、３次元臓器画像４２の一例として、肝臓を示す画像が示されている。

なお、ここでは、３次元臓器画像４２の一例として、肝臓を示す画像を例示しているが、これは、あくまでも一例に過ぎず、心臓及び／又は肺等の他の臓器を示す画像であってもよい。また、固有の識別子を用いて３次元臓器画像４２が抽出される方法は、あくまでも一例に過ぎず、受付装置１４を介してユーザ１８によって何等かの方法で指定された３次元臓器画像４２が抽出部２４Ａによって抽出されるようにすればよい。

レンダリング部２４Ｂは、レイキャスティングを行うことで、ディスプレイ１６の画面に対応する投影面４４に対して３次元臓器画像４２をレンダリングする。投影面４４には、レンダリング画像４６が投影される。

投影面４４は、例えば、ディスプレイ１６の画面の解像度に相当する解像度で規定された仮想的な平面である。レンダリング部２４Ｂによってレイキャスティングが行われることで、投影面４４の各画素（すなわち、ピクセル）に対応する各視点４８から仮想的な光線５０が３次元臓器画像４２の中を通って投影面４４に投射される。３次元臓器画像４２に対する各視点４８の位置は、例えば、受付装置１４によって受け付けられた指示に従って変更され、これによって、様々な方向から３次元臓器画像４２を観察した場合のレンダリング画像４６が投影面４４に投影される。なお、投影面４４に投影されたレンダリング画像４６は、例えば、ディスプレイ１６に表示されたり、既定の記憶デバイス（例えば、ストレージ２６等）に記憶されたりする。

一例として図６に示すように、光線５０は、３次元臓器画像４２の中を通過する間に、指定ボクセル、すなわち、指定された位置のボクセルＶまでのサンプリングポイント（例えば、１ボクセル間隔で規定されたポイント）で得たボクセルデータを累積したデータ（以下、「累積データ」とも称する）を投影面４４に投影する。これにより、投影面４４の各画素には、画素値として累積データが付与される。レンダリング部２４Ｂは、各画素に付与された累積データに応じてレンダリング画像４６を生成する。

ところで、仮に、レンダリング部２４Ｂが、３次元臓器画像４２に対して設定された切開領域内の態様を示すレンダリング画像４６を生成する場合、切開領域の内側に生じる空白領域の計算（例えば、空白領域の位置及び大きさの計算）が必要となる。しかし、一例として図７に示すように、３次元臓器画像４２に対して設定された切開領域５２を変化せると、切開領域５２を変化させる毎に、切開領域５２によって生じた空白領域５４の計算が必要となり、空白領域５４を１回だけ計算する場合に比べ、計算にかかる負荷が大きくなる。そこで、本実施形態では、プロセッサ２４によって、一例として図８～図１６に示す処理が行われる。

一例として図８に示すように、制御部２４Ｃは、受付装置１４によって受け付けられた指示に応じてＧＵＩ（Graphical User Interface）制御を行うことで、ディスプレイ１６に対して画面５６を表示させる。また、制御部２４Ｃは、受付装置１４によって受け付けられた指示に応じた各種設定を行う。

画面５６には、レンダリング部２４Ｂによって生成されたレンダリング画像４６が表示される。画面５６には、案内メッセージ表示領域５６Ａが含まれている。案内メッセージ表示領域５６Ａには、案内メッセージ５６Ａ１が表示される。案内メッセージ５６Ａ１は、レンダリング画像４６を介した３次元臓器画像４２（図４～図７参照）に対する切開ライン６０の設定をユーザ１８に案内するメッセージである。図８に示す例では、案内メッセージ５６Ａ１の一例として、「切開ラインを設定して下さい。」というメッセージが示されている。

画面５６にはポインタ５８が表示されている。ユーザ１８は、受付装置１４（ここでは、一例として、マウス２２）を介してポインタ５８を操作することでレンダリング画像４６に対して切開ライン６０を形成する。図８に示す例では、ポインタ５８が操作されることによってレンダリング画像４６に対して形成された切開ライン６０の一例として、直線的なラインが示されている。レンダリング画像４６に対して形成された切開ライン６０は、受付装置１４によって受け付けられた指示に従って確定される。

切開ライン６０の設定が終了すると、一例として図９に示すように、制御部２４Ｃによってディスプレイ１６に表示される画面が画面５６から画面６２に切り替えられる。画面６２には、切開ライン６０が描かれたレンダリング画像４６が表示されている。また、画面６２には、深さ設定ボックス６２Ａが含まれている。深さ設定ボックス６２Ａは、案内メッセージ６２Ａ１、入力ボックス６２Ａ２、及び確定キー６２Ａ３を有する。

案内メッセージ６２Ａ１は、３次元臓器画像４２（図４～図７参照）に対する切開の深さ６４（以下、単に「深さ６４」とも称する）の設定をユーザ１８に対して案内するメッセージである。図９に示す例では、「切開の深さを設定して下さい。」というメッセージが示されている。

入力ボックス６２Ａ２は、深さ６４が入力されるボックスである。例えば、入力ボックス６２Ａ２には、深さ６４がミリメートル単位の数値で入力される。ユーザ１８は、受付装置１４（ここでは、一例として、キーボード２０）を介して入力ボックス６２Ａ２に深さ６４を入力する。

確定キー６２Ａ３は、入力ボックス６２Ａ２に入力された深さ６４を確定する場合にオンされるソフトキーである。ユーザ１８は、入力ボックス６２Ａ２に深さ６４が入力された場合に、受付装置１４（ここでは、一例として、マウス２２）を介して確定キー６２Ａ３をオンする。これにより、入力ボックス６２Ａ２に入力された深さ６４が確定される。

深さ６４の設定が終了すると、一例として図１０に示すように、制御部２４Ｃによってディスプレイ１６に表示される画面が画面６２から画面６６に切り替えられる。画面６６には、案内メッセージ表示領域６６Ａが含まれている。案内メッセージ表示領域６６Ａには、案内メッセージ６６Ａ１が表示される。案内メッセージ６６Ａ１は、レンダリング画像４６を介した３次元臓器画像４２（図４～図７参照）に対する切開幅６８の設定をユーザ１８に案内するメッセージである。図１０に示す例では、案内メッセージ６６Ａ１の一例として、「切開幅を設定して下さい。」というメッセージが示されている。

切開幅６８は、切開ライン６０を基準とした幅である。図１０に示す例では、切開幅６８の一例として、切開ライン６０の中心６０Ａを基準にして切開ライン６０から切り開かれる幅が破線で示されている。画面６６にはポインタ５８が表示されている。ユーザ１８は、受付装置１４（ここでは、一例として、マウス２２）を介してポインタ５８を操作することでレンダリング画像４６に対して切開幅６８を設定する。例えば、ユーザ１８は、マウス２２を用いて中心６０Ａにポインタ５８を位置させてからドラッグアンドドロップを行うことで切開幅６８を設定する。具体的には、マウス２２で、中心６０Ａをドラッグし、切開ライン６０から離れる方向（図１０に示す例では、画面６６上で切開ライン６０に対して垂直な方向）にポインタ５８を移動させてドロップさせる。ドロップした位置が切開幅６８の一端として設定され、切開幅６８の一端が切開ライン６０を介してミラーリングされた位置、すなわち、切開ライン６０に対して切開幅６８の一端と線対称な位置が切開幅６８の他端として設定される。

ここでは、切開幅６８の一端が設定されることによって切開幅６８の他端も設定される形態例を挙げて説明したが、切開幅６８の設定方法は、これに限定されない。例えば、切開ライン６０を横切るようにポインタ５８を移動させることで得られる移動軌跡が切開幅６８として設定されてもよいし、キーボード２０によって受け付けられた指示に従って切開幅６８が設定されてもよい。また、切開幅６８は、受付装置１４によって受け付けられた指示に限らず、各種条件（例えば、臓器の種類）に応じて定められていてもよく、切開対象物に対して与えられた条件を満たす幅であればよい。

一例として図１１に示すように、切開パラメータ取得部２４Ｄは、受付装置１４によって受け付けられた切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８を取得する。以下では、説明の便宜上、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８を区別して説明する必要がない場合、符号を付さずに「切開パラメータ」とも称する。

切り開き最大量算出部２４Ｅは、切開パラメータ取得部２４Ｄによって受け付けられた切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８に基づいて切り開き最大量７０を算出する。切り開き最大量７０は、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８従って３次元臓器画像４２（図４～図７参照）が切り開かれた領域の大きさ（例えば、切開領域の面積）である。切り開き最大量７０は、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８に基づいて規定されている。

切り開き最大量７０は、切り開き最大量算出部２４Ｅによって切り開き最大量演算式（図示省略）から算出される。切り開き最大量演算式は、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８を独立変数とし、切り開き最大量７０を従属変数とした演算式である。なお、切り開き最大量演算式に代えて、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８を入力値とし、切り開き最大量７０を出力値とした切り開き最大量テーブル（図示省略）から切り開き最大量７０が導出されるようにしてもよい。

最大切り開き領域特定部２４Ｆは、切り開き最大量算出部２４Ｅによって算出された切り開き最大量７０を用いて３次元臓器画像４２（図４～図７参照）から最大切り開き領域７２を特定する。最大切り開き領域７２とは、切開領域５２（図７）が最大化された領域を指す。最大切り開き領域７２の特定とは、例えば、３次元臓器画像４２で切開領域５２が最大化された領域の位置を特定する３次元座標の決定を意味する。３次元臓器画像４２で切開領域５２が最大化された領域の位置を特定する３次元座標は、例えば、切開ライン６０、深さ６４、切開幅６８、及び切り開き最大量７０等を独立変数とし、３次元臓器画像４２で切開領域５２が最大化された領域の外縁の位置を特定する３次元座標を従属変数とした演算式に従って算出されることによって決定される。

最大切り開き領域特定部２４Ｆによる最大切り開き領域の特定が終了すると、一例として図１２に示すように、制御部２４Ｃによってディスプレイ１６に表示される画面が画面６６（図１０参照）から画面７４に切り替えられる。画面７４には、案内メッセージ表示領域７４Ａが含まれている。案内メッセージ表示領域７４Ａには、案内メッセージ７４Ａ１が表示される。案内メッセージ７４Ａ１は、レンダリング画像４６を介した３次元臓器画像４２（図４～図７参照）に対する切開過程位置７６Ａの設定をユーザ１８に案内するメッセージである。切開過程位置７６Ａとは、切開ライン６０と最大切り開き領域７２との間の位置、すなわち、切開ライン６０から最大切り開き領域７２に至るまでの切り開きの過程で通る位置を指す。図１２に示す例では、案内メッセージ７４Ａ１の一例として、「切開過程位置を設定して下さい。」というメッセージが示されている。

画面７４には、レンダリング画像４６上において、切開幅６８を規定するラインとして中心６０Ａ上で切開ライン６０を横切る切開幅ライン７６（図１２に示す例では、破線ライン）が表示されている。切開過程位置７６Ａは、受付装置１４によって受け付けられた指示に従って設定される。例えば、ユーザ１８は、マウス２２を用いて切開幅ライン７６上の１点にポインタ５８を合わせてクリックすると、ポインタ５８を合わせた位置が切開過程位置７６Ａとして設定される。ここでは、マウス２２による操作に従って切開過程位置７６Ａが設定される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術は、これに限定されず、キーボード２０、タッチパネル、及び／又はタブレット端末等が操作されることによって切開過程位置７６Ａが設定されるようにしてもよい。また、切開過程位置７６Ａは、受付装置１４によって受け付けられた指示に限らず、各種条件（例えば、臓器の種類）に応じて定められていてもよい。

切開過程位置７６Ａの設定が終了すると、一例として図１３に示すように、切開領域特定部２４Ｇは、１次元データとして、切開ライン６０を基準とした距離データである第１の単軸距離データ７８を生成する。３次元臓器画像４２は、臓器の表面を示す３次元臓器表面画像４２Ａを有する。

ここで、３次元データとして、切開ライン６０を基準とした距離データを第１距離データＸと称する。第１距離データＸは、レンダリング画像４６を介して３次元臓器表面画像４２Ａに対して設定された臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離を示すデータである。臓器画像切開ライン４２Ｂは、レンダリング画像４６を介して３次元臓器表面画像４２Ａに対して、切開ライン６０に相当するラインとして設定されたラインである。

言い換えると、臓器画像切開ライン４２Ｂは、切開ライン６０及び切開の深さ６４に基づいて定められる最小の切り開き領域に対応する。また、第１距離データＸは、三次元臓器画像４２Ａを構成するボクセルＶごとに臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離を示す３次元データである。ここで、図１３に示す例では、第１距離データＸのうち、切開ライン６０と切開の深さ６４とで規定される平面と直交する断面における第１距離データＸを、臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離が近いほど濃くなるように表現された画像が第１距離画像８０として示されている。

第１距離画像８０は、３次元臓器表面画像４２Ａに対応する表面上の第１距離データＸに対応している。すなわち、第１距離画像８０は、３次元臓器表面画像４２上の臓器画像切開ライン４２Ｂに対応するライン８０Ａを基準とした第１距離データＸの分布状態を示す画像である。また、第１距離画像８０上の臓器画像切開ライン４２Ｂに交差する方向の位置（以下、「第１交差方向位置」と称する）と、第１交差方向位置毎の臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離を示した線分は、第１の単軸距離データ７８のように示される。臓器切開ライン４２Ｂに対応する位置は、基準距離の“０”として示される。

第１距離データＸは、第１の単軸距離データ７８により示されるように、臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離が臓器画像切開ライン４２Ｂから切開される方向（以下、「切開方向」とも称する）に離れるに従って増加する。

一例として図１４に示すように、切開領域特定部２４Ｇは、１次元データとして、３次元臓器画像４２に対して指定された最大切り開き領域７２、すなわち、最大切り開き領域特定部２４Ｆによって特定された最大切り開き領域７２を基準とした距離データである第２の単軸距離データ８２を生成する。

ここで、３次元データとして、最大切り開き領域７２を基準とした距離データを第２距離データＹと称する。第２距離データＹは、最大切り開き領域７２からの距離を示すデータである。また、第２距離データＹは、３次元臓器画像４２Ａを構成するボクセルＶごとに最大切り開き領域７２からの距離を示す３次元データである。ここで、図１４に示す例では、第２距離データＹのうち、切開ライン６０と切開の深さ６４で規定される平面と直交する断面における第２距離データＹを、切り開き領域７２からの距離が近いほど濃くなるように表現された画像が第２距離画像８４として示されている。

第２距離画像８４は、三次元臓器表面画像４２Ａに対応する表面上の第２距離データＹに対応している。また、第２距離画像８４は、３次元臓器表面画像４２Ｂ上の最大切り開き領域７２に対応する外縁ライン８４Ａからの距離を示している。すなわち、第２距離画像８４は、外縁ライン７２Ａを基準とした第２距離データＹの分布状態を示す画像である。

外縁ライン７２Ａは、レンダリング画像４６に対して設定された切開ライン６０（図８参照）、深さ６４（図９参照）、及び切開幅６８（図１０参照）に応じて定められた切開面４６Ａの外縁ライン４６Ａ１に対応している。また、第２距離画像８４上の外縁ライン７２Ａに交差する方向の位置（以下、「第２交差方向位置」と称する）と、第２交差方向位置毎の外縁ライン７２Ａからの距離を示した線分は、第２の単軸距離データ８２のように示される。なお、第２の単軸距離データ８２において、最大切り開き領域７２（すなわち、外縁ライン７２Ａ）に対応する位置は、基準距離“０”として示される。

第２距離データＹ、すなわち、最大切り開き領域７２からの距離を示すデータは、３次元臓器画像４２のうちの最大切り開き領域７２の内側を負値で表現し、３次元臓器画像４２のうちの最大切り開き領域７２の外側を正値で表現したデータである。例えば、第２の単軸距離データ８２により示される距離は、３次元臓器画像４２の切開方向において、外縁ライン７２Ａから内側に離れるに従って値が減少し、外縁ライン７２Ａから内側に離れるに従って値が増大する。

図１４に示す例では、外縁ライン７２Ａのうち、切開幅ライン７６の一端に相当する位置、及び、切開幅ライン７６の他端に相当する位置が、基準距離の“０”である。この場合、第２距離データＹにより示される距離は、３次元臓器画像４２の切開方向において、外縁ライン７２Ａのうちの切開幅ライン７６の一端に相当する位置から最大切り開き領域７２の内側に離れるに従って負側に距離が増大し、３次元臓器画像４２の切開方向において、外縁ライン７２Ａのうちの切開幅ライン７６の一端に相当する位置から最大切り開き領域７２の外側に離れるに従って正側に距離が増大する。また、第２距離データＹにより示される距離は、３次元臓器画像４２の切開方向において、外縁ライン７２Ａのうちの切開幅ライン７６の他端に相当する位置から最大切り開き領域７２の内側に離れるに従って負側に距離が増大し、３次元臓器画像４２の切開方向において、外縁ライン７２Ａのうちの切開幅ライン７６の他端に相当する位置から最大切り開き領域７２の外側に離れるに従って正側に距離が増大する。

切開領域特定部２４Ｇは、切開過程位置７６Ａ（図１２参照）、第１距離データＸ、及び第２距離データＹに基づいて、３次元臓器画像４２から切開領域８８（図１５参照）を特定する。

一例として図１５に示すように、切開領域特定部２４Ｇは、第１距離データＸを示す“Ｄ（０）”、第２距離データＹを示す“Ｄ（１）”、及び切開過程位置７６Ａを示す数値である“α”に基づいて、３次元データとして、第３距離データＺを算出する。αは、臓器画像切開ライン４２Ｂの位置を下限値の“０”とし、最大切り開き領域（すなわち、外縁ライン７２Ａ）（図１４参照）の位置を上限値の“１”とした範囲内の値である。第３の単軸距離データ８６は、第１の単軸距離データ７８と第２の単軸距離データ８２とを補間したデータである。例えば、第３の単軸距離データ８６は、以下の式（１）から算出される。式（１）において、Ｄ（α）は、第３の単軸距離データ８６を示している。

Ｄ（α）＝（１－α）Ｄ（０）＋αＤ（１）・・・・（１）

第３距離データＺは、切開方向の位置毎の距離を示すデータである。第３距離データＺにより示される距離が“０”の位置は、切開幅ライン７６の切開過程位置７６Ａに対応する位置である。

また、第３距離データＺは、３次元臓器表面画像４２Ａを構成するボクセルＶごとに、切開過程位置７６Ａで切り開いた場合の切開領域８８からの距離を示す三次元データに対応している。ここで、図１５に示す例では、第３距離データＺのうち、切開ライン６０と切開の深さ６４で規定される平面と直交する断面における第３距離データＺを、切開領域８８からの距離が近いほど濃くなるように表現された画像が第３距離画像９０として示されている。言い換えると、第３距離画像９０は、３次元臓器表面画像４２Ａに対応する表面上の第３距離データＺに対応している。

また、第３距離画像８４は、３次元臓器表面画像４２Ａ上の切開領域８８の外縁ライン８８Ａからの距離を示している。第３距離画像９０は、３次元臓器表面画像４２Ａ上の切開領域８８に対応する外縁ライン９０Ａを基準とした第３距離データＺの分布状態を示す画像である。また、第３距離画像９０上の外縁ライン８８Ａに交差する方向の位置（以下、「第３交差方向位置」と称する）と、第３交差方向位置毎の外縁ライン８８Ａからの距離を示した線分は、第３の単軸距離データ８６のように示される。なお、第３の単軸距離データ８６において、切開領域８８（すなわち、外縁ライン８８Ａ）に対応する位置は、基準距離“０”として示される。

また、第３距離データＺは、切開幅ライン７６上の切開過程位置７６Ａから切開ライン６０側の位置までの距離は負値で表現し、切開幅ライン７６上の切開過程位置７６Ａから切開ライン６０とは反対側の位置までの距離は正値で表現したデータである。第３距離データＺにより示される距離は、３次元臓器画像４２の切開方向において、切開過程位置７６Ａから切開ライン６０側に離れるに従って値が減少し、切開過程位置７６Ａから切開ライン６０とは反対側に離れるに従って値が増大する。

切開領域特定部２４Ｇは、第３距離データＺに基づいて切開領域８８を特定する。切開領域８８の特定とは、切開領域８８を構成する複数のボクセルＶ（図６、図７及び図１１参照）の３次元座標の特定を指す。第３距離画像９０のライン９０Ａは、切開領域８８の外縁ライン８８Ａに対応している。外縁ライン８８Ａよりも内側のボクセルＶの位置は、第３距離画像９０のうちのライン９０Ａで囲まれた領域よりも内側の第３距離データＺから特定される。

切開領域特定部２４Ｇによって切開領域８８が特定されると、一例として図１６に示すように、レンダリング部２４Ｂは、切開領域８８に対するレンダリングを行う。すなわち、レンダリング部２４Ｂは、最大切り開き領域７２内に対するレンダリングをスキップし、切開領域特定部２４Ｇによって切開領域８８が特定されたタイミングに合わせて切開領域８８内のレンダリングを行う。これにより、レンダリング画像４６の切開領域８８の位置に対応する切開領域４６Ｂ内に、切開領域８８に対応するレンダリング画像である切開領域レンダリング画像４６Ｂ１が生成される。なお、最大切り開き領域７２内に対するレンダリングのスキップとは、最大切り開き領域７２内に対するレンダリングを行わないことを意味する。

制御部２４Ｃは、切開領域レンダリング画像４６Ｂ１を含むレンダリング画像４６をディスプレイ１６に対して表示させるための画面データ９１を生成し、生成した画面データ９１をディスプレイ１６に出力する。ここで、画面データ９１は、本開示の技術に係る「データ」の一例である。

図１６に示す例において、画面データ９１は、画面９２を示すデータである。ディスプレイ１６には、制御部２４Ｃから画面データ９１が入力され、画面データ９１により示される画面９２が表示される。画面９２には、切開領域レンダリング画像４６Ｂ１を含むレンダリング画像４６が表示される。

次に、医療業務支援装置１０の作用について図１７を参照しながら説明する。

図１７には、プロセッサ２４によって行われる切開シミュレーション処理の流れの一例が示されている。なお、図１７に示す切開シミュレーション処理の流れは、本開示の技術に係る「切開シミュレーション方法」の一例である。

図１７に示す切開シミュレーション処理では、先ず、ステップＳＴ１０で、抽出部２４Ａは、ストレージ２６から３次元画像３８を取得する（図４参照）。ステップＳＴ１０の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ１２へ移行する。

ステップＳＴ１２で、抽出部２４Ａは、ステップＳＴ１０で取得した３次元画像３８から３次元臓器画像４２を抽出する（図４参照）。ステップＳＴ１２の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ１４へ移行する。

ステップＳＴ１４で、レンダリング部２４Ｂは、ステップＳＴ１２で抽出された３次元臓器画像４２に対してレンダリングを行うことでレンダリング画像４６を生成する（図５及び図６参照）。ステップＳＴ１４の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ１６へ移行する。

ステップＳＴ１６で、制御部２４Ｃは、ステップＳＴ１４で生成されたレンダリング画像４６をディスプレイ１６に表示させる（図８～図１０参照）。ステップＳＴ１６の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ１８へ移行する。

ステップＳＴ１８で、切開パラメータ取得部２４Ｄは、受付装置１４によって受け付けられた切開パラメータ（すなわち、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８）を取得する（図１１参照）。ステップＴ１８の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２０へ移行する。

ステップＳＴ２０で、切り開き最大量算出部２４Ｅは、ステップＳＴ１８で取得された切開パラメータに基づいて切り開き最大量７０を算出する（図１１参照）。ステップＳＴ２０の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２２へ移行する。

ステップＳＴ２２で、最大切り開き領域特定部２４Ｆは、ステップＳＴ２０で算出された切り開き最大量７９を用いて、ステップＳＴ１２で抽出された３次元臓器画像４２から最大切り開き領域７２を特定する（図１１参照）。ステップＳＴ２２の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２４へ移行する。

ステップＳＴ２４で、制御部２４Ｃは、受付装置１４によって受け付けられた指示に従って切開過程位置７６Ａを設定する（図１２参照）。ステップＳＴ２４の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２６へ移行する。

ステップＳＴ２６で、切開領域特定部２４Ｇは、ステップＳＴ１８で取得された切開パラメータに含まれる切開ライン６０を基準とした第１距離データＸを生成し（図１３参照）、かつ、ステップＳＴ２２で特定された切り開き最大領域７２を基準とした第２距離データＹを生成する（図１４参照）。ステップＳＴ２６の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２８へ移行する。

ステップＳＴ２８で、切開領域特定部２４Ｇは、ステップＳＴ２４で設定された切開過程位置７６Ａ、ステップＳＴ２６で生成された第１距離データＸ、及びステップＳＴ２６で生成された第２距離データＹに基づいて、ステップＳＴ１２で抽出された３次元臓器画像４２から切開領域８８を特定する（図１４及び図１５）。ステップＳＴ２８の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ３０へ移行する。

ステップＳＴ３０で、レンダリング部２４Ｂは、ステップＳＴ２８で特定された切開領域８８に対するレンダリングを行うことで切開領域レンダリング画像４６Ｂ１を生成する。ステップＳＴ３０の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ３２へ移行する。

ステップＳＴ３２で、制御部２４Ｃは、ステップＳＴ３０で生成された切開領域レンダリング画像４６Ｂ１を含むレンダリング画像４６をディスプレイ１６に対して表示させる。ステップＳＴ３２の処理が実行された後、切開シミュレーション処理はステップＳＴ３４へ移行する。

ステップＳＴ３４で、切開領域特定部２４Ｇは、切開過程位置７６Ａが変更されたか否かを判定する。ステップＳＴ３４において、切開過程位置７６Ａが変更された場合は、判定が肯定されて、切開シミュレーション処理はステップＳＴ２６へ移行する。ステップＳＴ３４において、切開過程位置７６Ａが変更されていない場合は、判定が否定されて、切開シミュレーション処理はステップＳＴ３６へ移行する。

ステップＳＴ３６で、切開領域特定部２４Ｇは、切開シミュレーション処理が終了する条件（以下、「終了条件」と称する）を満足したか否かを判定する。終了条件の一例としては、切開シミュレーション処理を終了させる指示が受付装置１４によって受け付けられた、との条件が挙げられる。ステップＳＴ３６において、終了条件を満足していない場合は、判定が否定されて、切開シミュレーション処理はステップＳＴ３４へ移行する。ステップＳＴ３８において、終了条件を満足した場合は、判定が肯定されて、切開シミュレーション処理が終了する。

以上説明したように、医療業務支援装置１０では、切開過程位置７６Ａ、第１距離データＸ、及び第２距離データＹに基づいて３次元臓器画像４２から切開領域８８が特定される。従って、本構成によれば、３次元臓器画像４２の切開領域５２（図７参照）を徐々に拡げるに従って切開領域５２内に関する演算（例えば、図１１に示す空白領域５４に関する演算）を追従して実行する場合に比べ、切開領域８８（図１４～図１６参照）内に関する演算にかかる負荷を軽減することができる。

また、医療業務支援装置１０では、抽出部２４Ａによってストレージ２６から３次元画像３８が取得され、３次元画像３８から３次元臓器画像４２が抽出される。そして、抽出部２４Ａによって抽出された３次元臓器画像４２から、切開過程位置７６Ａ、第１距離データＸ、及び第２距離データＹに基づいて切開領域８８が特定される。従って、本構成によれば、３次元画像３８から抽出した３次元臓器画像４２の切開領域５２（図７参照）を徐々に拡げるに従って切開領域５２内に関する演算を追従して実行する場合に比べ、３次元画像３８から抽出した３次元臓器画像４２の切開領域８８（図１４～図１６参照）内に関する演算にかかる負荷を軽減することができる。

また、医療業務支援装置１０では、受付装置１４によって受け付けられた切開ライン６０が切開パラメータ取得部２４Ｄによって取得される。そして、切開ライン６０を基準とした第１距離データＸが生成される。従って、本構成によれば、切開ライン６０が固定化されている場合に比べ、ユーザ１８が意図する切開ライン６０を基準とした第１距離データＸを得やすくすることができる。

また、医療業務支援装置１０では、３次元臓器画像４２に対して設定された切り開き最大量７０を用いて３次元臓器画像４２から最大切り開き領域７２が特定される。従って、本構成によれば、切り開き最大量７０とは無関係な値のみを用いて最大切り開き領域７２を特定する場合に比べ、最大切り開き領域７２を高精度に特定することができる。

また、医療業務支援装置１０では、切り開き最大量７０が切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８に基づいて規定されている。従って、本構成によれば、切開ライン６０、深さ６４、及び切開幅６８の何れも用いずに切り開き最大量７０を規定する場合に比べ、切り開き最大量７０を高精度に規定することができる。

また、医療業務支援装置１０では、受付装置１４によって受け付けられた切開幅６８が切開パラメータ取得部２４Ｄによって取得される。従って、本構成によれば、切開幅６８が固定化されている場合に比べ、ユーザ１８が意図する切開幅６８を設定し易くすることができる。

また、医療業務支援装置１０では、第１距離データＸとして、３次元臓器表面画像４２Ａに対して設定された臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離を示すデータが用いられている。従って、本構成によれば、第１距離データＸが、３次元臓器表面画像４２Ａに対して設定された臓器画像切開ライン４２Ｂからの距離を示すデータとは全く無関係なデータである場合に比べ、切開領域８８を高精度に特定することができる。

また、医療業務支援装置１０では、第２距離データＹとして、最大切り開き領域７２の外縁ライン７２Ａからの距離を示すデータが用いられている。従って、本構成によれば、第２距離データＹが、最大切り開き領域７２の外縁ライン７２Ａからの距離を示すデータとは全く無関係なデータである場合に比べ、切開領域８８を高精度に特定することができる。

また、医療業務支援装置１０では、外縁ライン７２Ａからの距離を示すデータとして、最大切り開き領域７２の内側を負値で表現し、最大切り開き領域７２の外側を正値で表現したデータが用いられている。なお、最大切り開き領域７２の内側が正値で表現され、最大切り開き領域７２の外側を負値で表現されていてもよい。従って、本構成によれば、外縁ライン７２Ａからの距離を示すデータが、最大切り開き領域７２の内側と外側とは無関係に常に正値又は負値で表現されたデータである場合に比べ、最大切り開き領域７２の内側と外側とを容易に特定することができる。

また、医療業務支援装置１０では、切開領域８８が第１距離データＸと第２距離データＹとを補間したデータに基づいて特定される。従って、本構成によれば、切開領域５２（図７参照）を徐々に拡げる場合に比べ、最終的な切開領域８８（図１４～図１６参照）を特定するのに要する演算負荷を軽減することができる。

また、医療業務支援装置１０では、切開領域８８が特定されたタイミングに合わせて切開領域８８内に対してレンダリングが行われる。従って、本構成によれば、切開領域５２（図７参照）を徐々に拡げるのに追従して常に切開領域５２内のレンダリングを行う場合に比べ、レンダリングにかかる演算の負荷を軽減することができる。

また、医療業務支援装置１０では、切開領域レンダリング画像４６Ｂ１を含むレンダリング画像４６がディスプレイ１６に表示される。従って、本構成によれば、ユーザ１８に対して、切開領域８８内の態様を視覚的に把握させることができる。

更に、医療業務支援装置１０では、最大切り開き領域７２（図１４参照）内に対するレンダリングがスキップされる。従って、本構成によれば、最大切り開き領域７２内に対するレンダリングの演算を行う場合に比べ、演算負荷を軽減することができる。

なお、上記実施形態では、第１距離画像８０、第２距離画像８４、及び第３距離画像９０が切開領域特定部２４Ｇによって生成される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術は、これに限定されず、第１距離画像８０、第２距離画像８４、及び第３距離画像９０が生成されなくとも本開示の技術は成立する。すなわち、第１距離データＸ及び第２距離データＹに基づいて第３距離データＺが生成され、第３距離データＺを用いて切開領域８８が特定されるようにすればよい。

また、上記実施形態では、医療業務支援装置１０に含まれる画像処理装置１２のプロセッサ２４によって切開シミュレーション処理が行われる形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、切開シミュレーション処理を行うデバイスは、医療業務支援装置１０の外部に設けられていてもよい。

この場合、一例として図１８に示すように、医療業務支援システム１００を用いればよい。医療業務支援システム１００は、情報処理装置１０１と外部通信装置１０２を備えている。情報処理装置１０１は、上記実施形態で説明した医療業務支援装置１０に含まれる画像処理装置１２のストレージ２６から切開シミュレーション処理プログラム３６が除かれた装置である。外部通信装置１０２は、例えば、サーバである。サーバは、例えば、メインフレームによって実現される。ここでは、メインフレームを例示しているが、これは、あくまでも一例に過ぎず、サーバは、クラウドコンピューティングによって実現されてもよいし、フォグコンピューティング、エッジコンピューティング、又はグリッドコンピューティング等のネットワークコンピューティングによって実現されてもよい。ここでは、外部通信装置１０２の一例として、サーバを挙げているが、これは、あくまでも一例に過ぎず、サーバに代えて、少なくとも１台のパーソナル・コンピュータ等を外部通信装置１０２として用いてもよい。

外部通信装置１０２は、プロセッサ１０４、ストレージ１０６、ＲＡＭ１０８、及び通信Ｉ／Ｆ１１０を備えており、プロセッサ１０４、ストレージ１０６、ＲＡＭ１０８、及び通信Ｉ／Ｆ１１０は、バス１１２で接続されている。通信Ｉ／Ｆ１１０は、ネットワーク１１４を介して情報処理装置１０１に接続されている。ネットワーク１１４は、例えば、インターネットである。なお、ネットワーク１１４は、インターネットに限らず、ＷＡＮ、及び／又は、イントラネット等のＬＡＮであってもよい。

ストレージ１０６には、切開シミュレーション処理プログラム３６が記憶されている。プロセッサ１０４は、ＲＡＭ１０８上で切開シミュレーション処理プログラム３６を実行する。プロセッサ１０４は、ＲＡＭ１０８上で実行する切開シミュレーション処理プログラム３６に従って、上述した切開シミュレーション処理を行う。

情報処理装置１０１は、外部通信装置１０２に対して切開シミュレーション処理の実行を要求する要求信号を送信する。外部通信装置１０２の通信Ｉ／Ｆ１１０は、ネットワーク１１４を介して要求信号を受信する。プロセッサ１０４は、切開シミュレーション処理プログラム３６に従って切開シミュレーション処理を行い、処理結果を通信Ｉ／Ｆ１１０を介して情報処理装置１０１に送信する。情報処理装置１０１は、外部通信装置１０２から送信された処理結果（例えば、切開領域特定部２４Ｇによる処理結果、及び／又は、画面データ９１）を通信Ｉ／Ｆ３０（図２参照）で受信し、受信した処理結果をディスプレイ１６等の各種装置に対して出力する。

なお、図１８に示す例において、外部通信装置１０２は、本開示の技術に係る「切開シミュレーション装置」の一例であり、プロセッサ１０４は、本開示の技術に係る「プロセッサ」の一例である。

また、切開シミュレーション処理は、情報処理装置１０１及び外部通信装置１０２を含む複数の装置によって分散されて行われるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、プロセッサ２４がＣＰＵ及びＧＰＵによって実現される形態例を挙げたが、本開示の技術は、これに限定されず、プロセッサ２４は、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つＧＰＵ、少なくとも１つのＧＰＧＰＵ（General-purpose computing on graphics processing units）、及び／又は、少なくとも１つのＴＰＵ（Tensor processing unit）によって実現されるプロセッサであってもよい。

また、上記実施形態では、ストレージ２６に切開シミュレーション処理プログラム３６が記憶されている形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、図１９に示すように、切開シミュレーション処理プログラム３６がＳＳＤ又はＵＳＢメモリなどの記憶媒体１１６に記憶されていてもよい。記憶媒体１１６は、可搬型の非一時的記憶媒体である。記憶媒体１１６に記憶されている切開シミュレーション処理プログラム３６は、医療業務支援装置１０の画像処理装置１２にインストールされる。プロセッサ２４は、切開シミュレーション処理プログラム３６に従って切開シミュレーション処理を実行する。

また、ネットワーク（図示省略）を介して医療業務支援装置１０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶装置に切開シミュレーション処理プログラム３６を記憶させておき、医療業務支援装置１０の要求に応じて切開シミュレーション処理プログラム３６がダウンロードされ、画像処理装置１２にインストールされるようにしてもよい。

医療業務支援装置１０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶装置、又はストレージ２６に切開シミュレーション処理プログラム３６の全てを記憶させておく必要はなく、切開シミュレーション処理プログラム３６の一部を記憶させておいてもよい。なお、記憶媒体１１６、医療業務支援装置１０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶装置、及びその他の外部ストレージ（例えば、データベース等）は、プロセッサ２４に直接的又は間接的に接続されて用いられるメモリとして位置付けられる。

また、上記実施形態では、画像処理装置１２がコンピュータとして例示されているが、本開示の技術はこれに限定されず、コンピュータに代えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、及び／又はＰＬＤ（Programmable Logic Device）を含むデバイスを適用してもよい。また、コンピュータに代えて、ハードウェア構成及びソフトウェア構成の組み合わせを用いてもよい。

上記実施形態で説明した切開シミュレーション処理を実行するハードウェア資源としては、次に示す各種のプロセッサを用いることができる。プロセッサとしては、例えば、ソフトウェア、すなわち、プログラムを実行することで、切開シミュレーション処理を実行するハードウェア資源として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵが挙げられる。また、プロセッサとしては、例えば、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、又はＡＳＩＣなどの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路が挙げられる。何れのプロセッサにもメモリが内蔵又は接続されており、何れのプロセッサもメモリを使用することで切開シミュレーション処理を実行する。

切開シミュレーション処理を実行するハードウェア資源は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、又はＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、切開シミュレーション処理を実行するハードウェア資源は１つのプロセッサであってもよい。

１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが、切開シミュレーション処理を実行するハードウェア資源として機能する形態がある。第２に、ＳｏＣ（System-on-a-chip）などに代表されるように、切開シミュレーション処理を実行する複数のハードウェア資源を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、切開シミュレーション処理は、ハードウェア資源として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて実現される。

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路を用いることができる。また、上記の切開シミュレーション処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。

以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０ 医療業務支援装置
１２ 画像処理装置
１４ 受付装置
１６ ディスプレイ
１８ ユーザ
２０ キーボード
２２ マウス
２４，１０４ プロセッサ
２４Ａ 抽出部
２４Ｂ レンダリング部
２４Ｃ 制御部
２４Ｄ 切開パラメータ取得部
２４Ｅ 切り開き最大量算出部
２４Ｆ 最大切り開き領域特定部
２４Ｇ 切開領域特定部
２６，１０６ ストレージ
２８，１０８ ＲＡＭ
３０，１１０ 通信Ｉ／Ｆ
３２ 外部Ｉ／Ｆ
３４，１１２ バス
３６ 切開シミュレーション処理プログラム
３８ ３次元画像
４０ ２次元スライス画像
４２ ３次元臓器画像
４４ 投影面
４６ レンダリング画像
４６Ｂ，５２，８８ 切開領域
４６Ｂ１ 切開領域レンダリング画像
４８ 視点
５０ 光線
５４ 空白領域
５６，６２，６６，７４ 画面
５６Ａ，６６Ａ、７４Ａ 案内メッセージ表示領域
５６Ａ１，６２Ａ１，６６Ａ１，７４Ａ１ 案内メッセージ
５８ ポインタ
６０ 切開ライン
６０Ａ 中心
６２Ａ 深さ設定ボックス
６２Ａ２ 入力ボックス
６２Ａ３ 確定キー
６８ 切開幅
７０ 切り開き最大量
７２ 最大切り開き領域
７２Ａ，８８Ａ 外縁ライン
７６ 切開幅ライン
７６Ａ 切開過程位置
７８ 第１の単軸距離データ
８０ 第１距離画像
８０Ａ，８４Ａ ライン
８２ 第２の単軸距離データ
８４ 第２距離画像
８６ 第３の単軸距離データ
９０ 第３距離画像
９１ 画面データ
１００ 医療業務支援システム
１０１ 情報処理装置
１０２ 外部通信装置
１１４ ネットワーク
１１６ 記憶媒体
Ｖ ボクセル
Ｘ 第１距離データ
Ｙ 第２距離データ
Ｚ 第３距離データ

Claims (15)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得し、
   前記切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、前記切開ラインを基準とした第１距離データ、及び前記３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、前記３次元臓器画像から切開領域を特定する
   切開シミュレーション装置。
2. 前記プロセッサは、
   前記３次元臓器画像を含む３次元画像を取得し、
   前記３次元画像から前記３次元臓器画像を抽出する
   請求項１に記載の切開シミュレーション装置。
3. 前記プロセッサは、受付装置により受け付けられた前記切開ラインを取得する
   請求項１又は請求項２に記載の切開シミュレーション装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記３次元臓器画像に対して設定された切り開き最大量を用いて前記３次元臓器画像から前記最大切り開き領域を特定する
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
5. 前記切り開き最大量は、前記切開ライン、前記切開ラインを基準とした切開幅、及び前記３次元臓器画像に対して設定された切開の深さに基づいて規定されている
   請求項４に記載の切開シミュレーション装置。
6. 前記プロセッサは、受付装置により受け付けられた前記切開幅を取得する
   請求項５に記載の切開シミュレーション装置。
7. 前記３次元臓器画像は、前記臓器の表面を示す３次元臓器表面画像を有し、
   前記第１距離データは、前記３次元臓器表面画像に対して設定された前記切開ラインからの距離を示すデータである
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
8. 前記第２距離データは、前記最大切り開き領域の外縁ラインからの距離を示すデータである請求項１から請求項７の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
9. 前記外縁ラインからの距離を示すデータは、前記３次元臓器画像のうちの前記最大切り開き領域の内側を正値及び負値の一方で表現し、前記３次元臓器画像のうちの前記最大切り開き領域の外側を正値及び負値の他方で表現したデータである
   請求項８に記載の切開シミュレーション装置。
10. 前記切開領域は、前記第１距離データと前記第２距離データとを補間したデータに基づいて特定される
    請求項１から請求項９の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
11. 前記プロセッサは、前記切開領域を特定したタイミングに合わせて前記切開領域内のボリュームレンダリングを行う
    請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
12. 前記プロセッサは、前記切開領域内のボリュームレンダリングが行われることで得られた切開領域レンダリング画像をディスプレイに対して表示させるためのデータを出力する
    請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
13. 前記プロセッサは、前記最大切り開き領域内に対するボリュームレンダリングの演算をスキップする
    請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の切開シミュレーション装置。
14. 切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得すること、並びに、
    前記切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、前記切開ラインを基準とした第１距離データ、及び前記３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、前記３次元臓器画像から切開領域を特定すること
    を含む切開シミュレーション方法。
15. コンピュータに、
    切開シミュレーション対象の臓器を示す３次元臓器画像に対する切開ラインを取得すること、並びに、
    前記切開ラインと最大切り開き領域との間の切開過程位置、前記切開ラインを基準とした第１距離データ、及び前記３次元臓器画像に対して指定された最大切り開き領域を基準とした第２距離データに基づいて、前記３次元臓器画像から切開領域を特定すること
    を含む処理を実行させるためのプログラム。

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