JP3514337B2

JP3514337B2 - ３次元データ位置合わせ方法

Info

Publication number: JP3514337B2
Application number: JP09330695A
Authority: JP
Inventors: 茂男水谷; 耕一佐野
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JPH08287228A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元形状を規定し、
かつ同一対象物に対する２つのボリュームデータ、例え
ば異なる方法、異なる日時、異なる撮影条件で同一対象
物を撮影して得られた２つのボリュームデータ中の対応
部分をそれぞれ指定し、それらの指定点数によって座標
変換処理の方法を変更し、３次元画像の位置合わせを行
うための操作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボリュームデータの値に基づいて
定まる３次元形状より３次元画像を生成する技術が、医
療分野をはじめ、その他の分野でも広く用いられてい
る。ＭＲＩ(Ｍagnetic Ｒesonance Ｉmaging)やＣＴ
（Ｃomputed Ｔomography)等の異種機器あるいは同一
種機器において、撮影日時や撮影条件の異なったボリュ
ームデータについての合成処理を行う場合、単に合成を
行っただけでは体の動き、撮影条件の違い、データサイ
ズの違いにより、正確な位置関係で表示することが困難
である。このようなボリュームデータの位置合わせ処理
には、従来、マーカーを使用した手法や、位置合わせを
行うべき解剖学的目標点を表示対象物中に決めておき、
その位置を指定することによって位置合わせ処理を行っ
ている方法はある。例えば、(1)の方法として、貞広佳
史,他,"64Ch Whole-Cortex SQUIDとMRIの3次元画像合成
表示システム",Msd. Imag. Tech. Vol. 11 No.3 July 1
993,349-350記載の技術がある。この（1）の方法では、
マーカー等を使用することにより３点を指定し、位置合
わせ処理を行っている。すなわち、撮影する際に、３点
のマーカーを付加しておき、３次元データ中に映し出さ
れたそれらのマーカーどうしを対応させて合成処理等を
行うのである。また、(2)の方法として、DerekL.G,Hil
l,PhD,他,"Accurate Frameless Registration of MR an
d CT Images of the Head:Applications in Planning S
urgeryand Radiation Therapy",Radiology,May,1994,p
p.447-454記載の技術がある。この（2）の方法では、頭
部のMRIとCTの３次元データに関し、１１点の解剖学的
目標点をあらかじめ設定し、その決められた目標点を指
定することによって位置合わせ処理を行っている。すな
わち、マーカー等を付加しなくても、１１点の目標点を
あるかじめ設定しておけば、大体の位置の対応が付けら
れるというのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(1)の方法では、３次元データ位置合わせ処理において
マーカーを用いた位置合わせ方法を行う場合、マーカー
を含まないデータに関しての位置合わせ処理は不可能で
ある。また、前記(2)の方法では、あらかじめ指定され
た解剖学的目標点の座標を指定して処理を行う場合、決
められた目標点以外の座標の指定を行った場合の結果の
保証がない。また、任意方向への平行移動やサイズ変更
処理のみを行う場合でも、目標点全ての指定を行う必要
がある。本発明の第１の目的は、これら従来の課題を解
決し、対応部分を順次指定するだけで、ボリュームデー
タを線形に位置合わせ処理を行うことが可能な３次元デ
ータ位置合わせ方法を提供することにある。また、本発
明の第２の目的は、指定を行う対応部分の指定点数の違
いにより処理を変化させることで、位置合わせ処理を簡
単に行い、かつ、位置合わせ処理の高速化を図ることが
できる３次元データ位置合わせ方法を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、次の事項に着目した。（ａ）２つのボリュームデータに関し、コロナル、サジ
タル、トランバースの３方向からの３次元画像を表示す
る。この３方向からの３次元投影画像上の任意の位置を
指定することにより、各投影画像の軸方向に垂直なボリ
ュームデータ中の断面画像を生成し、２つのボリューム
データの２次元断面画像の比較を行いながら対応部分の
指定を行う。（ｂ）座標変換処理を行う方法は、David F.Rogers/J.A
lan Adams著,山口富士夫訳,"コンピュータグラフィック
ス",日刊工業新聞,1983年、に記載されたアフィン変換
を用いた線形補正方法を用いる。アフィン変換を行う場
合に必要となるパラメータを決定するためには、２つの
ボリュームデータに関して、それぞれ最低４点の座標位
置が必要であって、任意方向へのサイズ変更処理のみを
行う場合でも、ボリュームデータ中から対応部分を４点
選択する必要がある。この方法では、順次指定を行い、
指定された座標の数によって座標変換処理の方法を変更
する。つまり、線形的に対応させる場合、空間上の４点
が決定されることにより、必要かつ十分な条件が整っ
て、必ず１対１の対応がとれることになる。（ｃ）本発明は、２つのボリュームデータの断面画像上
で、指定された対応部分の座標の数がそれぞれ１点であ
れば、任意方向の平行移動処理を行い、２点であれば、
任意方向の平行移動、サイズ変更、回転処理を行い、３
点であれば、任意方向の平行移動、サイズ変更、回転、
指定された３点を含む２次元平面での歪補正処理を行
い、４点であれば、任意方向の平行移動、サイズ変更、
回転、３次元的歪補正処理を行う方法である。

【０００５】（ｄ）１点指定された場合、２つのボリュ
ームデータの座標値を用いてボリュームデータの平行移
動処理を行う。（ｅ）２点指定、または３点指定が行われた場合、２つ
のボリュームデータに関する残りの２点、ないし１点の
対応部分の座標を推定し、４点が指定された場合には、
指定が行われた４点の対応部分の座標を基にアフィン変
換を用いてボリュームデータの変換処理を行い、位置合
わせを行う。（ｆ）また、３次元空間を規定する任意方向への平行移
動、サイズ変更、回転処理を行う機能を使用し、微調整
を行う。（ｇ）この時、２つのデータを同一画面上に映像して、
flicker機能(交互表示機能)により、２つのボリュームデ
ータの移動の程度を確認することが可能である。（ｈ）位置合わせ処理後のボリュームデータに関して
も、３次元投影画像上の任意の位置を指定することによ
り断面画像の表示を行い、flicker機能を使用すること
により処理後のデータを確認することが可能であり、位
置合わせ処理後のボリュームデータの確認や、やり直し
が簡単に行える。（ｉ）アフィン変換処理を行う場合、ボリュームデータ
内で有効データ未入力座標のデータに関しては処理を行
わずに、処理効率を向上する。これらの方法であれば、４点すべてを与える必要が無
く、平行移動処理のみの場合の位置合わせ処理の場合に
有効であり、位置合わせ処理方法を意識せず、対応部分
座標を指定するたびに座標変換処理を実行することによ
り、上記目的が達成される。

【０００６】

【作用】本発明に関わる３次元画像位置合わせ方法にお
いては、対応部分を順次指定することにより、ボリュー
ムデータを線形に位置合わせ処理を行うことができる。
また、指定を行う対応部分の指定点数によって処理が変
化することにより、位置合わせ処理を簡単に行うことが
できる。さらに、対応部分指定点数が２点・３点の場
合、それぞれ２点・１点を推定してアフィン変換処理を
行うことにより、処理の高速化を図ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に関わる３次元画像位置変換方
法の実施例について、図面に基づいて説明する。これ以
降では、２つのボリュームデータのうちの一方を基準と
なるボリュームデータ、他方を座標変換処理を行うボリ
ュームデータとする。図１は、本発明の動作原理を示す
もので、対応部分指定座標の追加により処理を変更する
ことを示す図である。図１において、〔１０１〕，〔１
０４〕，〔１０７〕は基準となるボリュームデータを、
また〔１０２〕，〔１０５〕，〔１０８〕は座標変換処
理を行う前のボリュームデータである。ここで、ボリュ
ームデータ〔１０１〕，〔１０２〕はそれぞれ１点ずつ
の対応部分指定座標が２つのボリュームデータ中に入力
されており、指定された１点ずつの対応部分の座標位置
が一致するように、ボリュームデータ〔１０２〕につい
て対応部分が１点の場合の座標変換処理〔１０３〕を行
う。次は、対応部分指定座標が１点ずつ追加され、ボリ
ュームデータ〔１０４〕，〔１０５〕の場合には２点ず
つの対応部分の座標位置が一致するように、ボリューム
データ〔１０５〕について対応部分が２点の場合の座標
変換処理〔１０６〕を行う。さらに、対応部分指定座標
の追加が行われ、〔１０７〕，〔１０８〕の場合には、
ｎ点ずつの対応部分指定座標が２つのボリュームデータ
中に入力されており、指定されたｎ点の対応部分の座標
位置が一致するように、ボリュームデータ〔１０８〕に
ついて対応部分がｎ点の場合の座標変換処理〔１０９〕
を行う。

【０００８】図２は、本発明において、指定した対応部
分の数による処理フローチャートである。〔ステップ２
０１〕で基準となるボリュームデータと座標変換処理を
行うボリュームデータに関し、対応部分指定座標を入力
する。〔ステップ２０２〕で座標変換処理を行わない場
合には、〔ステップ２０１〕に戻り、対応部分指定座標
の追加・変更を行う。〔ステップ２０２〕で座標変換処
理を行う場合には、〔ステップ２０３〕で指定点数が１
〜４点までについて、どの変換処理を行うかを選択す
る。〔ステップ２０３〕で、指定点１点時の処理が選択
された場合には、〔ステップ２０４〕の１点指定の場合
の変換処理を行い、〔ステップ２０３〕で、指定点２点
時の処理が選択された場合には、〔ステップ２０５〕の
２点指定の場合の変換処理を行い、〔ステップ２０３〕
で、指定点３点時の処理が選択された場合には、〔ステ
ップ２０６〕の３点指定の場合の変換処理を行い、〔ス
テップ２０３〕で、指定点４点時の処理が選択された場
合には、〔ステップ２０７〕の４点指定の場合の変換処
理を行う。

【０００９】図３は、アフィン変換パラメータ決定方法
の説明である。本発明においては、合計４点の座標位置
を決定した後、それらの座標位置についてアフィン変換
を用いて座標変換すべきボリュームデータに関する座標
変換処理を行う。以下、アフィン変換処理の概要を説明
する。DavidF.Rogers/J.Alan Adams著,山口富士夫訳,"
コンピュータグラフィックス",日刊工業新聞,1983に記
載のアフィン変換を、[式201]に示す。ここで、X,Y,Zは
アフィン変換前の座標、X',Y',Z'はアフィン変換後の座
標、A〜Lはアフィン変換行列[行列202]の要素を示す。
この場合、[行列202]の第４列目は[０００１]となる。
また、[式201]を計算したものが[式203]〜[式205]であ
る。ここで、基準となるボリュームデータ内で指定され
た４点の座標を(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),(x
4,y4,z4)とし、座標変換処理を行うボリュームデータ内
で指定された４点の座標を(x1d,y1d,z1d),(x2d,y2d,z2
d),(x3d,y3d,z3d),(x4d,y4d,z4d)とした場合、[式203]
〜[式205]にこれらの座標を代入すると、[式206]〜[式2
17]の連立方程式になる。これらの連立方程式を解くこ
とにより、アフィン変換行列[行列202]の要素(アフィン
変換パラメータ)A〜Lが決定される。

【００１０】図４は、本発明の一実施例を示す１点指定
の場合の変換処理を行うフローチャートである。[ステ
ップ４０１]では、アフィン変換パラメータDにx軸方向
の移動量、Hにy軸方向の移動量、Lにz軸方向の移動量を
設定し、A,F,Kには１を、残りのアフィン変換パラメー
タ（E,I,J,B,C)には０を設定をする。設定したアフィン
変換パラメータをもとにアフィン変換処理(座標変換処
理)[ステップ４０２]を実行し、処理後のデータを表示
する[ステップ４０３]。図５は、本発明の一実施例を示
す２点指定の場合の変換処理を行うフローチャートであ
る。基準となるボリュームデータと座標変換処理を行う
ボリュームデータに関し、[ステップ５０１]は指定され
た２点の座標を含む３次元座標上での平面を決定し、
[ステップ５０２]で指定された２点を頂点に含む正四面
体を作成する。[ステップ５０３]で正四面体の頂点の座
標を対応する４点の座標値としてアフィン変換パラメー
タを決定し、[ステップ５０４〕でアフィン変換処理を
行い、[ステップ５０５]で処理後のデータを表示する。
なお、平面の決定については後述の図８で、正四面体の
作成については後述の図９で、それぞれ説明する。

【００１１】図６は、本発明の一実施例を示す３点指定
の場合の変換処理を行うフローチャートである。基準と
なるボリュームデータと座標変換処理を行うボリューム
データに関し、[ステップ６０１]で指定された３点の座
標を含む３次元座標上での平面を決定し、[ステップ６
０２]で指定された３点を頂点に含む四面体を作成す
る。[ステップ６０３]で四面体の頂点の座標を対応する
４点の座標値としてアフィン変換パラメータを決定し、
[ステップ６０４〕でアフィン変換処理を行い、[ステッ
プ６０５]で処理後のデータを表示する。なお、四面体
の作成については、後述の図１０により説明する。図７
は、本発明の一実施例を示す４点指定の場合の変換処理
を行うフローチャートである。基準となるボリュームデ
ータと座標変換処理を行うボリュームデータに関し、
[ステップ７０１]で指定された４点の座標よりアフィン
変換パラメータを決定し、[ステップ７０２]でアフィン
変換処理を行い、[ステップ７０３]で処理後のデータを
表示する。

【００１２】図８は、本発明の一実施例を示す２点指定
の場合の指定された２点の座標を含む平面の決定方法で
ある。２点の座標を含む平面の決定方法は、この他にも
種々の方法がある。３次元空間[８０１]を規定する場合
の直交する３方向の軸をｘ軸[８０２],ｙ軸[８０３],ｚ
軸[８０４]とし、１点目の対応部分指定点を[８０５],
２点目の対応部分指定点を[８０６]とする。指定された
[８０５]，[８０６]をx-y平面[８０７]，z-y平面[８０
８]，z-x平面[８０９]に投影し、２点間距離が最大の平
面を決定する[８１０]。ここでは、[８０８]で決定した
平面に対して垂直で、指定された２点の[８０５],[８０
６]を通る平面[８１１]を決定する。すなわち、〔８０
７〕と〔８０８〕と〔８０９〕のうちの２点間距離が最
も大きい〔８０８〕を選択して、〔８１１〕とする。図
９は、本発明の一実施例を示す指定された２点から、残
りの２点を決定する方法である。なお、指定の２点から
残りの２点を決定する方法としては、この他にも種々の
方法がある。３次元空間[９０１]を規定する場合の直交
する３方向の軸をｘ軸[９０２],ｙ軸[９０３],ｚ軸[９
０４]とし、１点目の対応部分指定点を[９０５],２点目
の対応部分指定点を[９０６]とする。図５の[ステップ
５０１]で決定された平面[９０７]について、１つの点
[９０５]を始点、他の１点[９０６]を終点とするベクト
ル[９０８]を定義し、そのベクトルの反時計回りの方向
に存在し、２つの点[905]，[９０６]を頂点とする正三
角形の座標を１点目の推定点[９０９]とする。正三角形
作成時の反時計回りの方向に関し、右ねじが後退する向
きに存在し、正三角形を底面とする正四面体の頂点を２
点目の推定点[９１０]とする。

【００１３】図１０は、本発明の一実施例を示す指定さ
れた３点から、残りの１点を決定する方法である。３次
元空間[１００１]を規定する場合の直交する３方向の軸
をｘ軸[１００２],ｙ軸[１００３],ｚ軸[１００４]と
し、１点目の対応部分指定点を[１００５],２点目の対
応部分指定点を[１００６],３点目の対応部分指定点を
[１００７]として、３つの点[１００５],[１００６],
[１００７]を頂点とする三角形を含む平面[１００８]を
決定する。３つの点[１００５],[１００６],[１００７]
を頂点とする三角形を含む平面[１００８]上で、三角形
の重心[１００９]を決定する。１つの点[１００５]を始
点、他の１つの点[１００６]を終点とするベクトル[１
０１０]を定義し、そのベクトルが重心[１００９]の方
向に右ねじが進む向きに存在し、平面[１００８]に垂直
で重心[１００９]を通り、高さが重心[１００９]から３
つの点[１００５],[１００６],[１００７]の各点までの
距離の平均である四面体を作成し、四面体の頂点の座標
を１点目の推定点を[１０１１]とする。図１１は、本発
明の一実施例を示す医療システムのブロック構成図であ
る。Ｘ線ＣＴ[１１０２]，ＭＲＩ[１１０１]，３Ｄ超音
波撮像装置[１１０４]、EmissionＣＴ[１１０３]等の各
装置で計測されたボリュームデータは、ネットワーク
[１１０５]を介してオンラインでコンピュータ[１１０
６]に転送されるか、各装置に取り付けられた記憶媒体
を有する補助記憶装置[１１０７]を介してオフラインで
補助記憶駆動装置〔１１０７ａ〕を介してコンピュータ
[１１０６]に転送され、その後に外部記憶装置[１１０
８]に格納される。コンピュータ[１１０６]は、補助記
憶駆動装置[１１０７ａ]、外部記憶装置[１１０８]、入
力装置[１１１０]、出力装置[１１０９]を持つ。

【００１４】図１２は、図１１におけるコンピュータで
あるワークステーション操作盤上のレイアウト図であ
る。このワークステーションの操作盤上には、３次元空
間に配置された基準となるボリュームデータおよび座標
変換処理を行うボリュームデータ中の３次元座標の指定
を行う操作用ボタンと、それにより映像されるウィンド
ウ画面が複数個設置されている。先ず、[ボタン１２３
６]，[ボタン１２３７]を選択してボリュームデータを
ウィンドウ記憶部[１２１０]より読み込む。[ボタン１
２３６]より選択されたボリュームデータを基準となる
ボリュームデータとし、コロナル、サジタル、トランバ
ースの３方向からの３次元投影画像が[ウィンドウ１２
０３]〜[ウィンドウ１２０５]に表示される。また、[ボ
タン１２３７]より選択されたボリュームデータを座標
変換処理を行うボリュームデータとし、コロナル、サジ
タル、トランバースの３方向からの３次元投影画像が
[ウィンドウ１２０６]〜[ウィンドウ１２０８]に表示さ
れる。この[ウィンドウ１２０３]〜[ウィンドウ１２０
８]に表示されている３次元投影画像上を、図１１の入
力装置[１１１０]で指定することにより、[ウィンドウ
１２０３]〜[ウィンドウ１２０５]上を指定した場合は
基準となるボリュームデータの断面画像を[ウィンドウ
１２０１]に、[ウィンドウ１２０６]〜[ウィンドウ１２
０８]上を選択した場合は座標変換処理を行うボリュー
ムデータの断面画像を[ウィンドウ１２０２]に表示す
る。

【００１５】このようにして選択した[ウィンドウ１２
０１]と[ウィンドウ１２０２]の断面画像に対し、対応
部分を入力装置[１１１０]で指定する。この時、[ボタ
ン１２３８]を選択することにより、基準となるボリュ
ームデータと、座標変換処理を行うボリュームデータに
関し、[ウィンドウ１２０３]〜[ウィンドウ１２０８]で
指定された任意の断面画像のflicker表示を行う。この
場合には、１つのウィンドウ１２０１で両画像を交互に
flicker表示することになる。それぞれの断面画像で入
力装置[１１１０〕より入力した対応点と断面画像を、
[ウィンドウ記憶部１２０９]〜[ウィンドウ記憶部１２
１６]上を入力装置[１１１０]で指定することによって
記憶させる。つまり、４点ずつ指定したので、それぞれ
の点ごとにデータを４つの記憶部に記憶する。この場
合、[ウィンドウ記憶部１２０９]〜[ウィンドウ記憶部
１２１２]に記憶させるのは、[ウィンドウ１２０１]に
表示されている断面画像と対応点であり、[ウィンドウ
記憶部１２１３]〜[ウィンドウ１２１６]に記憶させる
のは[ウィンドウ１２０２]に表示されている断面画像と
対応点である。また、[ウィンドウ記憶部１２０９]〜
[ウィンドウ記憶部１２１６]に対応して[ラベル１２１
７]〜[ラベル１２２４]があり、[ウィンドウ記憶部１２
０９]〜[ウィンドウ記憶部１２１６]に記憶した断面画
像上の対応点の３次元的座標を表示する。

【００１６】指定した対応点の数が、それぞれ１点の場
合は[ボタン１２３１]を、２点の場合は[ボタン１２３
２]を３点の場合は[ボタン１２３３]を４点の場合は[ボタン１２３４]をそれぞれ指定することによって、前述したように、それ
ぞれ意味合いの違った座標変換処理を行う。座標変換処
理後、[ボタン１２３９]を指定することにより、座標変
換処理前のボリュームデータと、座標変換処理後のボリ
ュームデータに関し、[ウィンドウ１２０６]〜[ウィン
ドウ１２０８]で指定された任意の断面画像のflicker表
示を行う。なお、基準のボリュームデータと座標変換処
理後のボリュームデータに関して、１つの〔ウィンドウ
１２０１〕でflicker表示させることもできる。また、
〔ボタン１１３８〕を指定することにより、基準となる
ボリュームデータと、座標変換処理後のボリュームデー
タに関し、〔ウィンドウ１１０３〕〜〔ウィンドウ１１
０８〕で指定した断面画像のflicker表示を１つの〔ウ
ィンドウ１２０２〕で行い、処理結果を確認することが
できる。座標変換処理が終了し、座標変換処理後のボリ
ュームデータを図１１の外部記憶装置[１１０８]に保存
したい場合には[ボタン１２３０]を、また終了する場合
には[ボタン１２３５]を、それぞれ指定する。

【００１７】図１３は、アフィン変換処理の高速化のた
め、有効データ位置を決定する方法である。図１３にお
いて、[１３０１]はボリュームデータ全体を示し、[１
３０２]は表示対象物を示す。ボリュームデータの形状
は６面体のため、表面の四角形が６面存在するため、そ
れぞれの面から表示有効領域までの座標距離を別の領域
に保持しておく。[１３０１]のボリュームデータ中の
[１３０３]の平面での場合、表示有効領域は、[１３０
４]〜[１３０７]の４方向からの表示有効領域までの座
標距離により[１３０８]のように決定され、その場合に
は、[１３０９]は表示非関与領域となる。[１３０８]の
表示有効領域のみボリュームデータの位置変換処理を行
い、アフィン変換計算領域の減少により高速化が可能と
なる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準となるボリュームデータと、座標変換処理を行うボ
リュームデータに関する断面画像の比較を行いながら対
応部分の指定を行うことが可能である。また、座標変換
処理後のボリュームデータと基準となるボリュームデー
タや座標変換前のボリュームデータとの比較表示を、同
一インターフェイス上で処理することにより、処理結果
の確認が容易となり、対応部分指定位置の変更などのや
り直しが効率良く実施できる。さらに、対応部分の指定
点数によって処理方法を変更し、簡易にボリュームデー
タの位置合わせ処理を実行できる。また、ボリュームデ
ータ内で、表示に有効な領域に関してのみ座標変換処理
を行うことによって、処理の高速化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す処理の原理を示す説明
図である。

【図２】図１において、指定した対応部分の数による処
理変化のフローチャートである。

【図３】本発明で使用されるアフィン変換パラメータ決
定方法の図である。

【図４】本発明における１点指定の場合の変換処理フロ
ーチャートである。

【図５】本発明における２点指定の場合の変換処理フロ
ーチャートである。

【図６】本発明における３点指定の場合の変換処理フロ
ーチャートである。

【図７】本発明における４点指定の場合の変換処理フロ
ーチャートである。

【図８】本発明における２点指定の場合の指定された２
点の座標を含む平面の決定方法の説明図である。

【図９】本発明における指定された２点から残り２点の
決定方法の説明図である。

【図１０】本発明における指定された３点から残り１点
の決定方法の説明図である。

【図１１】本発明の一実施例を示す医療システムのブロ
ック構成図である。

【図１２】図１１における操作盤上の３次元座標位置指
定画面のレイアウト図である。

【図１３】本発明におけるボリュームデータの変換処理
の高速化のための動作説明図である。

【符号の説明】

１０１…対応部分指定座標が１つの基準ボリュームデー
タ、１０２…同じく座標変換されるボリュームデータ、
１０３…１点の座標変換処理、１０４…対応部分指定座
標が２つの基準ボリュームデータ、１０５…同じく座標
変換されるボリュームデータ、１０６…２点の座標変換
処理、１０７…対応部分指定座標がｎ個の基準ボリュー
ムデータ、１０８…同じく座標変換されるボリュームデ
ータ、１０９…ｎ点の座標変換処理、８０１…３次元空
間、８０２，９０２…ｘ軸、８０３，９０３…ｙ軸、８
０４，９０４…ｚ軸、９０７…平面、９０８…ベクト
ル、１００９…三角形の重心、１１０１…ＭＲＩ装置、
１１０２…Ｘ線ＣＴ装置、１１０３…Ｅｍｉｓｓｉｏｎ
ＣＴ、１１０４…３ＤＵＳ、１１０５…ネットワーク、
１１０６…コンピュータ、１１０７…記憶媒体を有する
補助記憶装置、１１０７ａ…補助記憶駆動装置、１１０
８…外部記憶装置、１１０９…出力装置、１１１０…入
力装置、１２０１，１２０２…ウィンドウ（大画面）、
１２０３〜１２０８…ウィンドウ（小画面）、１２０９
〜１２１６…ウィンドウ記憶部、１２３８，１２３９…
フリッカーボタン、１２１７〜１２２４…ラベル、１２
３０〜１２３７…操作ボタン、１３０８…表示有効領
域、１３０９…表示非関与領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−65146（ＪＰ，Ａ) 特開平２−54381（ＪＰ，Ａ) 特開平６−208608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 315 G06T 3/00 100

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】異種機器から得られた同一対象に対する３
次元画像データのデータ配列からなる２つのボリューム
データを持ち、前記２つのボリュームデータ間で対応す
る点をそれぞれ設定し、前記２つのボリュームデータの
３次元的位置を合わせる方法において、前記２つのボリュームデータのうち一方を基準となるボ
リュームデータ、他方を座標変換を行うボリュームデー
タとし、該２つのボリュームデータ間の対応部分指定座標が１点
の場合には、アフィン変換パラメータに各軸の移動量を
設定し、アフィン変換処理を行い、指定座標を追加する
たびに順次、追加された座標を含む３次元座標上での平
面を決定し、全ての点を頂点に含む四面体を作成し、該
四面体の頂点の座標に対応する全ての点の座標値として
アフィン変換パラメータを決定して、アフィン変換処理
を行い、前記座標変換を行うボリュームデータに対して
座標変換処理を行うことを特徴とする３次元データ位置
合わせ方法。
【請求項２】前記３次元画像データのデータ配列からな
る２つのボリュームデータに関し、それらの３次元的位
置を合わせる方法において、１点目対応部分指定座標を指定座標１２点目対応部分指定座標を指定座標２３点目対応部分指定座標を指定座標３４点目対応部分指定座標を指定座標４とした場合、前記指定座標１まで指定された場合は、前記３次元空間
に配置された前記ボリュームデータの平行移動処理を行
い、前記指定座標２まで指定された場合は、前記３次元空間
に配置された前記ボリュームデータの平行移動、サイズ
変更、回転処理を行い、前記指定座標３まで指定された場合は、前記３次元空間
に配置された前記ボリュームデータの平行移動、サイズ
変更、回転、指定された３点を含む２次元平面での歪補
正処理を行い、前記指定座標４以上指定された場合は、前記３次元空間
に配置された前記ボリュームデータの平行移動、サイズ
変更、回転、３次元的歪補正処理を行うことを特徴とす
る請求項１に記載の３次元データ位置合わせ方法。
【請求項３】３次元空間に配置された投影面に、前記３
次元画像データのデータ配列からなる２つのボリューム
データのコロナル、サジタル、トランバースの３方向か
らの３次元画像をそれぞれ表示し、前記３次元画像上を
指定することにより前記ボリュームデータ中の断面画像
を生成し、前記断面画像上を指定することによって前記
ボリュームデータ中の対応する部分を指定することを特
徴とする請求項１または２に記載の３次元データ位置合
わせ方法。
【請求項４】前記３次元画像データのデータ配列からな
る２つのボリュームデータに関し、前記指定座標２まで
の座標が指定された場合は残り２点の座標を、前記指定
座標３までの座標が指定された場合は残り１点の座標を
決定して、それぞれ合計４点の座標位置を決定し、アフ
ィン変換を用いて３次元空間上に配置されたボリューム
データに関する座標変換処理を行い、前記指定座標４ま
で指定された場合は、指定された４点の座標を用いてア
フィン変換を行い、前記３次元空間に配置されたボリュ
ームデータに関して座標変換処理を行うことを特徴とす
る請求項１または２に記載の３次元データ位置合わせ方
法。
【請求項５】前記３次元空間上で、前記指定座標２まで
の座標が指定された場合、残り２点の座標を決定する方
法として、前記３次元空間を規定する場合の直交する３つの軸方向
をｘ，ｙ，ｚ軸とし、前記３次元空間に指定された２点
をｘ−ｙ，ｙ−ｚ，ｚ−ｘ軸平面に投影し、前記各軸平
面の２点間距離が最大の平面に垂直で、前記指定座標
１，前記指定座標２を含む平面内において、前記指定座
標１を始点、前記指定座標２を終点とするベクトルにつ
いて、反時計回りの方向に存在する入力された２点の座
標を頂点とする正三角形の座標を推定座標１とし、前記
正三角形作成時に反時計回りの方向に関し、右ねじが進
む向きに存在し、前記正三角形を底面とする正四面体の
頂点を推定座標２とし、前記正４面体の頂点の座標であ
る前記指定座標１，前記指定座標２，前記推定座標１，
前記推定座標２を使用して座標変換処理を行うことを特
徴とする請求項４に記載の３次元データ位置合わせ方
法。
【請求項６】前記３次元空間上で、前記指定座標３まで
指定された場合、残りの１点の座標を決定する方法とし
て、前記３次元空間に前記指定座標１，前記指定座標
２，前記指定座標３を頂点とする三角形を含む平面を作
成し、前記三角形の重心を通り前記平面に垂直で、高さ
が前記三角形の重心と前記指定座標１，前記指定座標
２，前記指定座標３の距離の平均の距離である四面体の
頂点の座標を決定座標１とし、前記四面体の頂点の座標である前記指定座標１，前記指
定座標２，前記指定座標３，前記決定座標１を使用して
座標変換処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の
３次元データ位置合わせ方法。
【請求項７】請求項３または４に記載の方法により指
定、および決定を行った前記３次元空間上の座標を用い
て、前記３次元空間に配置された前記ボリュームデータ
の座標変換処理を行う場合、２つのボリュームデータ内
で指定された対応部分指定座標の数が５点以上の場合、
その中から４点の座標を求め、アフィン変換処理を用い
て座標変換処理を行い、さらに前記ボリュームデータ内
で投影表示に無効なデータに関しては処理を行わずに高
速化を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の
３次元データ位置合わせ方法。