JP4435430B2 - 3次元仮想細分化および検査を実施するシステムおよび方法 - Google Patents
3次元仮想細分化および検査を実施するシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4435430B2 JP4435430B2 JP2000605971A JP2000605971A JP4435430B2 JP 4435430 B2 JP4435430 B2 JP 4435430B2 JP 2000605971 A JP2000605971 A JP 2000605971A JP 2000605971 A JP2000605971 A JP 2000605971A JP 4435430 B2 JP4435430 B2 JP 4435430B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- large intestine
- image data
- image
- virtual
- processing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/08—Volume rendering
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/04—Texture mapping
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T19/20—Editing of 3D images, e.g. changing shapes or colours, aligning objects or positioning parts
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0012—Biomedical image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/11—Region-based segmentation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/147—Details of sensors, e.g. sensor lenses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
- G06V10/28—Quantising the image, e.g. histogram thresholding for discrimination between background and foreground patterns
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20112—Image segmentation details
- G06T2207/20156—Automatic seed setting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30028—Colon; Small intestine
- G06T2207/30032—Colon polyp
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
- G06T2210/28—Force feedback
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
- G06T2210/41—Medical
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T2219/20—Indexing scheme for editing of 3D models
- G06T2219/2021—Shape modification
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V2201/00—Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
- G06V2201/03—Recognition of patterns in medical or anatomical images
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Architecture (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Geometry (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
(発明の属する技術分野)
本発明は、計画的および誘導的ナビゲーション法を用いたボリュームに基づく3次元仮想検査を実施するシステムおよび方法に関する。このような用途のひとつには、仮想内視鏡検査の実施がある。
【0002】
(従来の技術)
大腸ガンは、引き続き世界中で主たる死亡原因となっている。ガンの進行はヒトの大腸においては当初ポリープとして発現するが、これの早期発見により、患者の回復の可能性を大きく向上させることができる。現在、患者の大腸におけるポリープまたは他の腫瘤を検出するには2つの慣用法がある。第1の方法は、大腸内視鏡処置であり、大腸内視鏡と呼ばれる光ファイバーチューブを用いて、内視鏡を肛門から物理的に入れることにより大腸を視診する。医師は該チューブを操作して、大腸内に異常増殖がないかを調べる。信頼性はあるが、大腸内視鏡は比較的費用と時間のかかるものであり、侵襲性で、かつ患者にとって不快で苦痛な処置である。
【0003】
第2の検出法は、バリウム注腸および大腸の2次元X線イメージを用いるものである。バリウム注腸を用いて大腸をバリウムで覆い、2次元X線イメージを撮って大腸のイメージを捕らえる。しかし、バリウム注腸により必ずしも大腸全体の像が得られず、広範な前処置および患者の操作を必要とし、操作を実施する際には技師の技量に依存しがちであり、患者に過剰の放射線を照射し、かつ大腸内視鏡より感度が低い場合がある。前記の従来の診療における欠点のため、より信頼性があり、低侵襲で、かつより費用の安い大腸のポリープを点検する方法が望まれる。他のヒトの臓器、例えば肺の腫瘤を、信頼性があり費用効果の高い方法で、かつ患者の不快感をより少なくして検査する方法が望まれる。
【0004】
コンピュータ断層撮影法やMRI(磁気共鳴影像法)等の現在利用可能な医用画像装置を用いたヒトの臓器の2次元(2D)可視化が、患者の診断に広範に用いられている。スキャン装置により作られた複数の2次元写真を積み重ね、かつ補間することにより3次元イメージを作ることができる。3次元空間に臓器をイメージ化し、かつそのボリュームを可視化することは、物理的侵襲がなくデータ操作が容易であるので、有益であろう。しかし、臓器を内側から仮想的に見るという利点を活用するためには、3次元ボリュームイメージ調査を正確に行わなければならない。
【0005】
環境の3次元(3D)ボリューム仮想イメージを見る場合、仮想空間を調査するのに機能モデルを用いなければならない。考えられるモデルのひとつは、観察者が仮想空間を調査する基準点として使うことのできる仮想カメラである。一般の3D仮想環境内でのナビゲーションにおけるカメラ制御については、従来から研究がなされてきた。仮想空間のナビゲーションを提供するカメラ制御には従来2種類ある。第1には、オペレータに自由にカメラを制御させ、オペレータがカメラを異なる位置および方向に操作することを可能にして、所望の視界を得るものである。これにより、他の部位を無視しながら、関心のある特定の部位をオペレータが調査できる。しかし、広い範囲でカメラを完全に制御するのは、冗漫で疲れるものであり、調査の開始点と終了点との間の重要な特徴を見落とすかもしれない。また、不注意なオペレータや多数の予期せぬ障害物により、カメラが遠隔領域内で容易に「迷子」になったり、壁に「衝突」したりする場合もある。
【0006】
カメラ制御の第2の方法は、計画的ナビゲーション法であり、これはカメラがオペレータには変更することのできない所定の経路を取るものである。これは拘束された「自動操縦」を取るのに似ている。これにより、オペレータは仮想空間を観察することに集中でき、検査する周囲の壁に進路を取ることを心配する必要がなくなる。しかし、この第2の方法では、観察者が進路を変えたり、飛行路に沿って見える興味深い領域を調査したりするといった柔軟性に欠ける。
【0007】
(発明が解決しようとする課題)
前記の2つのナビゲーション法を組み合わせて用い、それぞれの欠点を最小限にしながら、両方の方法の利点を実現することが望まれる。仮想3D空間に代表される柔軟なナビゲーション法をヒトまたは動物の臓器の検査に適用して、検査を通じて非侵襲であり、痛みのない検査が望まれる。所望のナビゲーション法により、臓器全体および周辺の円滑な経路および検査を確保しながらオペレータに柔軟性を与えて、さらに3D空間の仮想臓器を完全に検査することが可能になるであろう。臓器を観察するのに必要な計算を最小限にする方法を用いることにより、リアルタイム設定で臓器の調査を表示することができることがさらに望まれるであろう。所望の方法は、いかなる仮想物体を調査する場合にも適用可能であるべきである。
【0008】
(課題を解決するための手段)
本発明は、ボリューム可視化法を用いてヒトの臓器等の物体の3次元仮想イメージを作り、かつ誘導ナビゲーションシステムを用いて仮想イメージを調査するものである。該ナビゲーションシステムは、オペレータが事前に決められた飛行路に沿って移動することを可能にし、かつオペレータが、ポリープ、嚢胞または他の臓器の異常な特徴を同定するために、事前に決められた経路から外れた、イメージ中の関心のある特定の部位に位置と視角を調整することを可能にする。
【0009】
本発明の物体の3次元仮想検査法は、物体の離散的表現をボリュームエレメントで作り、物体の検査する部位を画定し、仮想物体中のナビゲーション操作を行い、かつナビゲーション中に仮想物体をリアルタイムで表示することを含む。
【0010】
患者の臓器に適用する本発明の3次元仮想検査法は、必要に応じて臓器をスキャンに備えて前処置し、臓器をスキャンしてデータをボリュームエレメントに変換し、臓器の検査部位を画定し、仮想臓器内で誘導ナビゲーション操作を行い、かつ誘導ナビゲーション中に仮想臓器をリアルタイムで表示することを含む。
【0011】
仮想検査を行うに当たり、特定の物質型を表示するしながら、他の物質型をイメージから除去することがしばしば望まれる。このような操作を行うために、各ボリュームエレメントが輝度値を有する複数のボリュームエレメントにイメージデータを変換することにより、イメージを電子的に洗浄する方法を実施することができる。次に、分類操作を行って、ボリュームエレメントを輝度値に従って複数の群に分類する。分類がされると、ボリュームエレメントの少なくとも1つの群を、イメージデータから取り除く。
【0012】
複数のイメージデータのボリュームエレメントを複数の隣接するボリュームエレメントに関して評価して、ボリュームエレメントに対する隣接類似度を求めることにより、分類操作を行うことができる。
【0013】
混合確率関数を前記群に適用して、2以上の物質型を含むことにより輝度値の生じるボクセルを分類することにより、前記群をさらに分類することができる。
【0014】
別の分類操作には、関心物質のイメージデータを含む少なくとも1つの群に対して特徴ベクトル解析を行う工程と、続いて高レベル特徴抽出を行って関心物質を実質的に表していないボリュームエレメントをイメージから取り除く工程とを含む。
【0015】
電子的にイメージを洗浄する方法による方法は、イメージデータが少なくとも大腸の一部を含む人体の領域を表現し、かつ関心物質が大腸組織である用途に非常に好適である。大腸イメージ化用途において、除去操作により大腸液、大腸に残留する糞便、骨および非大腸組織を表現するボリュームエレメントを取り除くことができる。
【0016】
本発明の目的は、比較的痛みが無く、安価で、かつ非侵襲性の臓器のインビボ検査であって、患者が居合わせなくともスキャンした大腸の実際の分析を行うことのできる検査を実施するためのシステムおよび方法の使用である。大腸をスキャンし、かつリアルタイムで可視化するか、または記憶したデータを後程可視化することができる。
【0017】
本発明の別の目的は、物体の領域をレイヤーごとに剥いで、描画した物体の領域の表面下分析を行うことができる、臓器等の物体の3Dボリューム表示を生成することである。物体(臓器等)の表面を透明または半透明に描画して、物体壁の内側または後ろにある更なる物体を描画する。また、物体をスライスして、物体の特定の断面を検査する。
【0018】
本発明の別の目的は、ポテンシャル場を用いた、臓器等の物体の3Dボリューム表現による誘導ナビゲーションシステムおよび方法である。
【0019】
本発明の更なる目的は、ここで説明したレイヤー剥離法を用いた仮想飛行のための、臓器等の物体の中心線を計算することである。
【0020】
本発明のさらに別の目的は、修正Zバッファ法を用いて、表示画面を作るのに必要な計算回数を最小にすることである。
【0021】
本発明の別の目的は、不透明係数を表示の各ボリュームエレメントに与えて、特定のボリュームエレメントを透明または半透明にし、その度合いを変えて物体の見えている部分の可視化をカスタマイズすることである。また、不透明係数を用いて、物体の断面も合成することができる。
【0022】
(発明の実施の形態)
本願明細書で説明する方法およびシステムをいかなる被検査物体にも適用することができるが、説明する好適な実施態様を人体の臓器、特には大腸の検査とする。大腸は長くかつ捻れているので、患者の費用負担および物理プローブの不快感・危険性の両方を減ずる仮想検査に特に好適である。検査可能な臓器の他の例には、肺、胃および消化器系、心臓および血管が含まれる。
【0023】
図1はボリューム可視化法を用いた仮想大腸内視鏡検査を実施するのに必要な手順を表す。ステップ101では、医師または特定のスキャン装置が必要とする場合に、スキャンする大腸を前処置して検査時に見えるようにしておく。この前処置には、経口摂取した後、胃を通過して大腸に入る「カクテル」または液体で大腸を洗浄することを含むことができる。カクテルにより患者は腸内にある汚物を強制的に排出する。使用される物質の一例はゴリテリー(Golytely)である。さらに、大腸の場合には、大腸を膨張させて大腸のスキャンおよび検査を容易にするために、空気またはCO2を強制的に大腸内に入れる。これは、直腸に取り付けた小チューブと大腸を膨らませるために大腸に送り込まれる約1,000ccの空気とにより達成される。使用するスキャナの種類によっては、大腸内の汚物を大腸壁自体から区別するために患者がバリウム等の造影物質を飲んで未排出の糞便をコートすることが必要である。または、大腸を仮想検査する方法により、本願明細書中で後述するように、仮想検査の前または検査中に仮想汚物を除去することができる。図1中において点線で示した通り、ステップ101を全ての検査で実施する必要は無い。
【0024】
ステップ103では検査する臓器をスキャンする。スキャナは、大腸検査用スパイラルCTスキャナまたは例えばキセノンガスで標識化した肺のスキャン用ZenitaMRI機等の当業で周知の装置とすることができる。スキャナは、ボリューム可視化に必要なデータを作るために、呼吸を止めている間に体の周囲の異なる位置から複数のイメージを撮ることができなければならない。単一CT画像の例では、幅5mm、ピッチ1:1乃至2:1のX線ビームを用い、視野40cmで、大腸の脾曲の最上部から直腸にかけて実施する。
【0025】
スキャン以外の他の方法により、前記物体の離散的データ表現を作ることができる。物体を表現するボクセルデータを、ここに参照して取り込むKaufmanによる米国特許第5,038,302号「連続3次元幾何学表現を3次元ボクセル系システム内の離散的3次元ボクセル系表現に変換する方法」、1991年8月8日公表、1988年7月26日出願、に説明されている方法による幾何学モデルから得ることができる。さらに、3次元ボクセルに変換可能であり、かつ本発明により調査可能なイメージのコンピュータモデルによりデータを作ることができる。この種のデータの一例としては、スペースシャトル船体を囲む乱流のコンピュータシミュレーションがある。
【0026】
ステップ104では、スキャンしたイメージを3次元ボリュームエレメント(ボクセル)に変換する。大腸を検査するための好適な実施態様において、操作データを増分1mmまたは2.5mmで5mm厚のスライスに再変換する。各スライスは512×512ピクセルのマトリクスで表示される。したがって、スキャン長によっては多数の2Dスライスが作られる。次いで、2Dスライスの集合を3Dボクセルに再構築する。スキャナからの2Dイメージを3Dボクセルに変換するプロセスは、スキャン装置自体または当業で周知の方法(例えば、Kaufmanらによる米国特許第4,985,856号「ボクセル系データを記憶し、アクセスし、かつ処理する方法および装置」、1991年1月15日公表、1988年11月11日出願を参照のこと。これを参照して取り込む。)を備えるコンピュータ等の別装置のいずれによっても行うことができる。
【0027】
ステップ105では、オペレータに選択した臓器の検査する部位を画定させる。医師は、ポリープが発生しそうな大腸の特定部位に関心があるかもしれない。医師は、2次元スライス概略図を見て、検査する部分を指示することができる。医師/オペレータにより観察する経路の開始点および終了点を示すことができる。従来のコンピュータおよびコンピュータインターフェース(例えばキーボード、マウスまたはスペースボール)を用いて視診する大腸の部位を示すことができる。座標付格子系を用いてキーボード入力することが可能であり、または医師/オペレータが所望の場所を「クリック」することができる。所望により、大腸の全体イメージを見ることもできる。
【0028】
ステップ107では、検査された仮想臓器の計画的または誘導的ナビゲーション操作を行う。誘導ナビゲーション操作の実施とは、周囲を通り、いつでもオペレータにより手動で調整することのできる予め定義した、または自動的に予定される飛行路に沿って航行することと定義される。スキャンデータを3Dボクセルに変換した後、選択した開始点から選択した終了点まで臓器の内部を横断しなければならない。仮想検査は、レンズを終了点に向けて、微小カメラを仮想空間を旅行させて行う。誘導ナビゲーション法によりある水準のカメラとの相互作用が得られ、オペレータの相互作用の無い場合には、カメラは自動的に仮想環境を航行可能であり、同時に必要な場合にはオペレータがカメラを操縦することができる。誘導ナビゲーションを達成する好適な実施態様は、ポテンシャル場を用いてカメラの動きを制御する、図2および3で詳細に説明する物理的に基づいたカメラの使用である。
【0029】
ステップ109はステップ107と同時に実施可能であり、このステップでは、誘導ナビゲーション操作の選択された経路に沿ったカメラモデルの視点から臓器の内部を表示する。マーチングキューブ法等の当業で周知の方法を用いて3次元表示を作ることができる。しかし、大腸のリアルタイム表示を行うためには、仮想大腸の表示に必要な膨大なデータの計算を減らす方法が必要である。図9はこの表示ステップをより詳細に説明する。
【0030】
図1で説明した方法を体内の複数の臓器を同時にスキャンするのにも使うことができる。例えば、大腸と肺の両方のガンの進行に関して患者を検査することができる。図1の方法を変更して、ステップ103における全ての関心領域をスキャンし、かつステップ105で検査する現在の臓器を選択する。例えば、医師/オペレータが最初に大腸を選択して仮想調査を行い、後ほど肺を調査してもよい。または、専門の異なる2人の医師が、それぞれの専門に関連して、異なった臓器を仮想調査してもよい。ステップ109に続き、次に検査する臓器を選択し、その部位を画定し調査する。検査が必要な全ての臓器を処置するまで、これを続ける。
【0031】
図1と共に説明したステップを、ボリュームエレメントで表現することのできる物体であれば、その調査に適用することができる。例えば、建築構造物または無生物を同じ方法で表現し、調査することができる。
【0032】
図2はステップ107の誘導ナビゲーション法を実施する「潜水艦」カメラ制御モデルを表す。誘導ナビゲーション中にオペレータによる制御が無い場合、初期ナビゲーションは、大腸の選択された一端から別の端までカメラを飛行路に沿って自動的に導く計画ナビゲーションと同様である。計画ナビゲーション段階の間、大腸表面をよりよく観察するためにカメラは大腸の中心に留まる。関心領域に遭遇すると、誘導ナビゲーションを用いた仮想カメラのオペレータは、仮想カメラを相互作用的に特定境域に接近させ、カメラの動きと角度を指示して、意思に反して大腸壁に衝突することなく、関心領域を詳細に調べることができる。オペレータは、キーボード、マウス等の標準インターフェース装置またはスペースボール等の非標準装置を用いてカメラを制御することができる。仮想環境内で完全にカメラを操作するためには、カメラには6自由度が必要である。カメラは、水平、垂直、およびZ方向(軸217)に移動可能であると同時に、他の3自由度(軸219)で回転可能で、カメラが仮想環境の全ての面と角度を動き、かつスキャンできなければならない。誘導ナビゲーション用カメラモデルは、2つの粒子x1203およびx2205に接続した、非伸張性で重さの無いロッド201を含む。粒子はいずれもポテンシャル場215にさらされる。カメラを臓器の壁から押し離すために、ポテンシャル場は臓器の壁で最も高く定義されている。
【0033】
粒子の位置はx1およびx2で与えられ、これらは同じ質量mを有するものとする。カメラを潜水艦x1203の頭部に取り付ける。カメラの観察方向はx2x1に一致する。2つの粒子は以下に定義されるポテンシャル場V(x)からの力、もしあれば摩擦力、およびもしあればシミュレートした外力により影響されるので、潜水艦はモデルの質量mの重心の周りを移動および回転をすることができる。x1、x2およびxの間の関係は次のとおりである。
【数1】
式中、r、θおよびφはベクトルxx1の極座標である。モデルの運動エネルギーTは、x1およびx2の移動の運動エネルギーの和として定義される。
【数2】
次いで、ラグランジェの式を用いて、潜水艦モデルの運動方程式が得られる。
【数3】
式中、qjsはモデルの一般化座標であり、次の式で表される時間tの変数と考えることができる。
【数4】
ここで、Ψは本カメラシステムの横転角を表し、これについては後述する。Fisは一般化した力と呼ばれる。シミュレートした外力、
Fext=(Fx,Fy,Fz)
をx1に加えることにより、潜水艦の制御を行う。x1およびx2はいずれもポテンシャル場からの力および各粒子の速度方向と反対に作用する摩擦の影響を受けと仮定する。その結果、一般化した力は次の式で表される。
【数5】
式中、kはシステムの摩擦係数を表す。図2に示す通り、生成したイメージ中の所望の方向207にマウスボタンをクリックするだけで、オペレータにより外力Fextが加える。このカメラモデルは、その後この方向に移動する。これによりマウスボタンを1回クリックするだけでオペレータがカメラの少なくとも5自由度を制御することができる。式(2)、(3)および(5)から、本潜水艦モデルの5つのパラメータの加速度を次の通り導くことができる。
【数6】
式中、
【外1】
および
【外2】
はそれぞれxの1次導関数、2次導関数であり、
【外3】
は点xにおけるポテンシャルの勾配を表す。
【外4】
の項
【外5】
および
【外6】
の項
【外7】
は、それぞれ遠心力およびコリオリの力と呼ばれ、潜水艦の角速度の置換に関わる。モデルは潜水艦のロッドに対して定義された慣性モーメントを有していないので、これらの項はφの数値計算のオーバーフローを引き起こす傾向にある。幸い、これらの項は、潜水艦モデルの角速度が顕著な場合、すなわち、カメラが非常に速く移動していることを本質的に意味する場合にのみ顕著になる。臓器を厳密に観察することができないので、カメラをこのように速く動かすことは無意味であり、本発明の実施においてはこれらの項を最小限にしてオーバーフローの問題を回避する。
【0034】
式(6)の最初の3つの式から、次の条件を満たす場合、外力により潜水艦をポテンシャル場に反して推進することができないことが分かる。
【数7】
潜水艦の速度および外力Fextは、本発明の実施において上限を有するので、物体の境界において十分に高いポテンシャル値を仮定することにより、潜水艦が環境中の物体または壁に衝突しないことを保証することができる。
【0035】
前記の通り、カメラシステムの横転角Ψを考える必要がある。可能性のある選択肢の1つは、オペレータに角度Ψの制御を完全に許すことである。しかし、オペレータはモデルのロッドの周りを自由にカメラを回転することができるが、オペレータが容易に方向を見失ってしまう。好適な方法では、カメラの上方向を潜水艦のロッドの周りを自由に回転する質量m2を有する振り子301に接続すると仮定する。振り子の方向r2は次のように表される。
【数8】
潜水艦の動きと共にこの振り子の正確な動きを計算することは可能であるが、システムの方程式が複雑になりすぎる。そこで、横転角Ψを除く全ての一般化座標を一定にし、これにより振り子系の独立した運動エネルギーを次のように定義する。
【数9】
これにより横転角に対してモデルが単純化される。このモデルでは、重力
Fg=m2g=(m2gx,m2gy,m2gz)
が質点m2に作用すると仮定するので、Ψの加速度をラグランジェの方程式を用いて次のように導くことができる。
【数10】
式(6)および(7)から、潜水艦を自由に動かすために、一般化座標q(t)およびその導関数q(t)をテーラー級数を用いて次のように近似計算する。
【数11】
潜水艦の動きを滑らかにするために、時間ステップhを、動きを滑らかにすることのできる最小値と計算コストを削減することのできる最大値との間の平衡値として選択する。
【0036】
(ポテンシャル場の定義)
図2の潜水艦モデルのポテンシャル場は、潜水艦カメラが壁または他の物体と衝突しないことを保証するために、境界に高いポテンシャルを与えることにより、仮想臓器内の境界(壁または他の物体)を画定する。オペレータがカメラモデルを高ポテンシャル領域に動かそうとしても、オペレータが境界の後ろにある臓器またはポリープ内を検査しようと望んでいるのでなければ、カメラモデルはそのように動くことを制限される。仮想大腸内視鏡検査を実施する場合には、ポテンシャル場の値をボリュメトリック大腸データ(ボリュームエレメント)の1つ1つに与える。図1のステップ105において、開始点および終了点と共に特定の関心領域を指示した場合、スキャンした大腸の選択領域内のボクセルを従来の遮断操作を用いて識別する。続いて、次の3つの距離値に基づきポテンシャル値を選択したボリュームのボクセルxに与える。すなわち、終了点からの距離dt(x)、大腸表面からの距離ds(x)および大腸の中心線からの距離dc(x)である。dt(x)を従来の拡張法(growing strategy)を用いて計算する。大腸表面からの距離ds(x)を表面ボクセル内部から拡張する従来の技法により計算する。dc(x)を求めるために、まずボクセルからの大腸の中心線を抽出し、次いで大腸の中心線から従来の拡張法を用いてdc(x)を計算する。
【0037】
ユーザ指示開始点とユーザ指示終了点とにより画定される選択大腸領域の中心線を計算するために、ds(x)の最大値を探し出し、dmaxで表す。次いで、関心領域内の各ボクセルに対し、dmax−ds(x)のコスト値(cost value)を割り当てる。したがって、大腸表面に近いボクセルはコスト値が高く、中心線に近いボクセルはコスト値が比較的低い。次に、コスト割り当てに基づき、当業で周知の単一起点最短経路法を適用して起点から終了点までの最小コスト経路を効率的に計算する。この低コスト線が、探検することが望ましい大腸部の中心線または骨格を表す。中心線を求めるためのこの方法は、本発明の好ましい方法である。
【0038】
関心領域内のボクセルxに対するポテンシャル値V(x)を計算するために、次の式を用いる。
【数12】
式中、C1、C2、μおよびνは当該タスクのために選択された定数である。仮想カメラと仮想大腸表面との間のいかなる衝突をも回避するために、十分に大きなポテンシャル値を大腸外の全ての点に割り当てる。したがって、ポテンシャル場の勾配は、潜水艦モデルカメラが走行中に決して大腸壁に衝突しない程度に大きくなる。
【0039】
大腸内の経路の中心線を求める別の方法を「レイヤー剥離(peel-layer)」法と呼び、これを図4〜図8に示す。
【0040】
図4はボリュメトリック大腸の2D断面を示すと共に、大腸の2つの側壁401および403を示す。検査に関心のある大腸の部位を画定するためにオペレータが2つの遮断壁を選択する。遮断壁を超えては何も見ることができない。仮想像を表示する際に、これは計算回数を減らすのに役立つ。遮断壁は側壁と共に探検すべき大腸の収容ボリュメトリック形状を同定する。
【0041】
図5は仮想診察の飛行路の2つの終点、開始ボリュームエレメント501および終了ボリュームエレメント503を示す。開始点および終了点はオペレータにより図1のステップ105において選択される。図6において「x」で示された領域により表されるように、開始点および終了点と大腸側面との間のボクセルを同定し、標識を付ける。ボクセルは画素の3次元表現である。
【0042】
次に、レイヤー剥離法を適用して図6のボクセルを同定し標識付けする。全ボクセルの最外(最も大腸壁に近い)レイヤーを、ボクセルの内部レイヤーが1つだけ残るまで段階的に剥離する。換言すれば、除去により開始ボクセルと終了ボクセルとの間の経路が断絶しない限り、中心点から最も遠い各ボクセルを除去する。図7は、仮想大腸内のボクセルの剥離を何回か繰り返して完了した後の中間結果を示す。大腸壁に最も近いボクセルが除去されている。図8は、剥離の繰り返しが全て完了した後のカメラモデルから大腸中心までの最終飛行路を示す。この手順により大腸の中心における骨格が本質的に作られ、カメラモデルの所望の飛行路となる。
【0043】
(Zバッファ補助視界)
図9は、臓器の仮想3次元ボリューム表現内のカメラモデルにより見える仮想イメージを表示するためのリアルタイム視界法を説明する。図9は、図1のステップ109に対応する、改良Zバッファを用いた表示法を示す。カメラモデルから見える可能性のあるボクセルの数は非常に多数である。計算し、可視化なければならない要素(またはポリゴン)の総数をスキャンした環境内の全部のボクセルから減らさない限り、全部を計算することにより広大な内部領域に対する可視表示処理が非常に遅くなるであろう。しかし、本発明においては、大腸表面上に見えているイメージのみを表示のために計算すればよい。スキャンした環境をより小さな区分またはセルに細分することができる。次いで、Zバッファ法によりカメラから見えるセルの部分のみを描画する。また、Zバッファ法を3次元ボクセル表現に用いる。改良Zバッファを用いることにより計算すべき可視ボクセルの数が減り、かつ医師または医療技術者により仮想大腸をリアルタイム診察することができる。
【0044】
ステップ107において関心領域から中心線を計算するが、表示法を適用する前にこの関心領域をセルに細分する。セルとは可視単位となるボクセルの集合群である。各セルのボクセルを一群として表示するものとする。各セルは多数の門(portal)を含み、この門を通して他のセルを見ることができる。選択した開始点を開始点とし、中心線1001に沿って終了点に向けて移動することにより大腸を細分する。次いで、中心経路に沿った所定の限界距離に達した時、大腸をセルに分割する(例えば、図10中のセル1003、1005および1007)。限界距離は、可視化法を実行するプラットフォームの仕様ならびにその記憶容量および処理能力に基づく。セルの大きさは、プラットフォームにより記憶し、かつ処理することのできるボクセル数に直接関係する。限界距離は非常に変化するが、一例としては5cmである。図10に示す通り、各セルは2つの断面をセルの外部を見るための門として有する。
【0045】
図9のステップ901は、現在カメラを収容する、選択した臓器内のセルを同定する。現在のセルを、カメラの方向を与える他の可視セルと同時に表示する。ステップ903は、カメラから(定義した門を通して)潜在的可視セルの階層データのスタブツリー(樹形図)を構築する。これについては後ほどより詳細に説明する。スタブツリーは、カメラで見ることのできる全てにセルに対するノードを含む。セルの幾つかはいかなる遮断体をも有せず透明であってよく、一方向に2以上のセルを見ることができる。ステップ905は、隣接するセル端の交点を含むセルからのボクセルの下位集合を記憶し、どのセルを見ることができるのかをより効率的に求めるためにこの下位集合をスタブツリーの外側端に記憶する。
【0046】
ステップ907は、スタブツリー内のループノードの有無を調べる。単一のセルの2以上の端がいずれも近隣の同一セルの境界上にある場合にループノードが生じる。これは、単一のセルが別のセルで取り囲まれた場合に起こる。スタブツリー内にループノードを確認した場合、この方法はステップ909に続く。ループノードがない場合、処理はステップ911に進む
【0047】
次いで、ステップ911は最大Z値でZバッファを初期化する。Z値は骨格経路に沿ったカメラからの距離を定義する。次いで、ツリーを横断して、まず各ノードにおける交差値を調べる。ノード交差が網羅されている、すなわち現在の門系列が塞がっている(Zバッファテストにより決まる)場合、ツリーの現在のブランチの横断を止める。ステップ913は、各ブランチを横断してノードが網羅されているかどうかを調べ、網羅されていない場合にはそのノードを表示する。
【0048】
ステップ915は、ステップ913で同定された可視セル内のボリュームエレメントから、合成によるボリュームレンダリング等の当業で既知の種々の方法の1つを用いて、オペレータの画面に表示すべきイメージを構築する。潜在的に可視であると識別されたセルのみを示す。この方法は、リアルタイム表示を達成するために計算を必要とするセルの数を限定し、それに対応して表示速度をより高能力にする。実際に見えていようが見えていまいが、見える可能性のある全てのデータ点を計算する従来技術に対して、この方法は改良されている。
【0049】
図11Aは、誘導ナビゲーションにより探検されており、オペレータに対して表示する必要のある臓器の2次元図表現である。臓器1101は2つの側壁1102および経路の中心に物体1105を見せる。この臓器は4つのセル、A1151、B1153、C1155およびD1157に分割されている。カメラ1103はセルD1157に対面しており、視線ベクトル1107、1108により定義される円錐形領域を識別する視野を有している。潜在的に可視なセルは、セルB1153、C1155およびD1157である。セルC1155はセルBによって完全に囲まれており、ノードループを構成する。
【0050】
図11Bは、図11Aのセルから構築されたスタブツリーを表す。カメラを含むノードA1109はツリーのルートにある。遮られることのない可視経路である、視線または視線円錐をノードB1110まで引く。ノードBは連結した矢印で示された、ノードC1112およびノードD1114への直接可視視線を有する。観察カメラの方向にあるノードC1112の視線をノードBと合成する。図11Cに示す通り、ノードC1112およびノードB1110は圧潰されて、1つの大きなノードB′1122となる。
【0051】
図11Cは、ノードB′1122(ノードBおよびノードCの両者を含む)およびノードD1114に隣接した、カメラを含むノードA1109を示す。ノードA、B′およびDは、少なくとも部分的にはオペレータに表示されている。
【0052】
図12A〜12Eは、観察を妨げる物体を含んだセルに改良Zバッファを用いた場合を図示する。物体は仮想大腸の一部にある排泄物かもしれない。図12Aは10個の潜在セルA1251、B1253、C1255、D1257、E1259、F1261、G1263、H1265、I1267およびJ1269を有する仮想空間を示す。セルの幾つかは物体を包含する。カメラ1201がセルI1267に位置し、視線ベクトル1203で示す通りセルF1267に面している場合、図9のフロー図で図解した方法に従ってスタブツリーを作る。図12Bは、図12Aに示す仮想表示のために示した交差点ノードと共に作成したスタブツリーを示す。図12BはセルI1267をツリーのルートノードとして示す。なぜなら、セルI1267はカメラ1201を含むからである。セルFはカメラの視線に直接接続しているので、ノードI1211はノードF1213を向いている(矢印で示す通り)。ノードF1213は、ノードB1215およびノードE1219の両方に向いている。ノードB1215はノードA1217に向いている。ノードC1202は、カメラ1201の視線から完全に遮られているので、スタブツリーには含めていない。
【0053】
図12Cは、ノードI1211をオペレータ用ディスプレーに描画した後のスタブツリーを示す。次に、ノードI1211をスタブツリーから取り除く。なぜなら、ノードI1211はすでに表示されており、かつノードF1213がルートとなるからである。図12Dは、ノードF1213を描画してノードI1213を結合することを示す。ツリー中の矢印で接続された次のノードを照合して、既に網羅されているか(既に処理されているか)どうかを調べる。この例では、セルI1267内に位置するカメラからの交差点ノードの全てを網羅してあり、したがってノードB515(および従属ノードA)はディスプレーに描画する必要がない。
【0054】
図12Eは、交差点が網羅されたかどうかを求めるために調べたノードE515を示す。既に網羅されているので、図12A〜12Eの例で描画されるノードはノードIおよびFのみであり、ノードA、BおよびEは不可視であり、かつそれらのセルを表示のため準備する必要がない。
【0055】
図9で説明した改良Zバッファ法は、より少ない計算を可能とし、かつボクセルまたはポリゴン等の他のデータエレメントにより描画された物体に適用することができる。
【0056】
図13は、壁の1つに沿って大きなポリープのある大腸の2次元仮想図を示す。図13は、さらに検査をする患者の大腸の選択部位を示す。図は、1305で表される増殖を有する2つの大腸壁1301および1303を示す。レイヤー1307、1309および1311は、増殖の内部レイヤーを示す。患者にとっては、ポリープまたは腫瘍のレイヤーを剥して、腫瘤内にガンまたは他の有害物質がないかどうかを確認可能であることが望ましい。この処理は、実際に腫瘤内に切り込むことなく、事実上腫瘤の仮想生体組織検査を実施する。ボクセルにより大腸を仮想的に表現すると、物体の層を剥ぐ処理は、図4〜8に関連して説明したのと同様の方法で容易に実施される。また、腫瘤をスライスして、特定の断面を検査することもできる。図13において、平面切片1313を作り、増殖の特定部位を検査することができる。さらに、ユーザ定義スライス1319を増殖内で任意の方法で作ることができる。ボクセル1319を次に説明するように剥したり、変更したりすることができる。
【0057】
関心領域内の各ボクセルに変換機能を実施する。これにより、各ボクセルに対する半透明度を表す係数を変えて、物体を透明、半透明または不透明にすることができる。密度に基づいて、各ボクセルに不透明係数を割り当てる。次に、マッピング機能により密度値を半透明度を表す係数に変換する。高密度のスキャンされたボクセルは、単なる空間の他に、壁または他の緻密物体の何れかを表す。次いで、オペレータまたはプログラムルーチンにより、1つまたは1群のボクセルの不透明係数を変えて、潜水艦カメラモデルに対して透明または半透明にすることができる。例えば、オペレータは内部の腫瘍または増殖全体の外観を見ることができる。または、透明ボクセルを図9の表示ステップに存在しないかのように見せることもできるであろう。物体の一部の合成を、その部分のボクセルの不透明係数の加重平均を用いて作ることができる。
【0058】
ガン性領域を捜すためにポリープの種々のレイヤーを見ることを医師が望むのであれば、ポリープの外側層1305を取り除き第1レイヤー1307を得ることにより、これを行うことができる。さらに第1内部レイヤー1307を剥して第2内部レイヤー1309を見ることができる。第2内部レイヤーを剥して、第3内部レイヤー1311を見ることができる等である。また、医師がポリープ1305をスライスし、所望の部位内のボクセルのみを見ることができる。スライスした領域を、完全にユーザが定義できる。
【0059】
不透明係数の付加を仮想システムの探検を援助する他の方法にも用いることができる。汚物が存在し、かつ既知のある範囲内の他の特性として密度を有する場合、検査中に不透明係数を変えることにより、仮想カメラに対して汚物を透明にすることができる。これにより、患者が処置の前に腸洗浄剤を摂取しなくてもよくなり、検査が迅速かつ容易になる。実施の用途によっては、他の物体も同様に消すことができる。さらに、ポリープのような物体を造影剤により、続いて適当な変換機能を用いることにより電子的に強調することができる。
【0060】
図14は、本願明細書で説明した方法を用いてヒトの臓器等の物体を仮想検査するシステムを示す。スキャン装置1405が検査する臓器または臓器群を含む領域をスキャンする間、患者1401は台1402上に横たわる。スキャン装置1405は、実際に患者のイメージを撮影するスキャン部1403および電子機器部1406を含む。電子機器部1406は、インターフェース1407、中央演算処理装置1409、スキャンデータを一時的に記憶するためのメモリー1411、および仮想ナビゲーションプラットフォームにデータを送るための第2インターフェース1413を備える。インターフェース1407および1413を1台のインターフェース部品に入れることもできるし、同じ部品とすることもできる。1406部の構成要素を従来のコネクタで互いに連結する。
【0061】
システム1400において、装置のスキャン部1403から与えられたデータを処理部1405に転送し、メモリー1411に記憶する。中央処理演算装置1409は、スキャンした2Dデータを3Dボクセルデータに変換し、その結果をメモリー1411の別の部分に記憶する。または、変換したデータをインターフェースユニット1413に直接送り、仮想ナビゲーション端末1416に転送する。2Dデータの変換は、インターフェース1413からデータが転送された後に仮想ナビゲーション端末1416において行うこともできる。好適な実施態様において、オペレータが仮想検査を行うことができるように、変換されたデータを搬送体1414越しに仮想ナビゲーション端末1416に転送する。また、データを記憶媒体に記録して物理的に端末1416まで搬送する、または衛星伝達を使う等の他の従来法によりデータを搬送することもできる。
【0062】
可視描画エンジンが3D形式でデータを必要としない限り、スキャンしたデータを3D表現に変換しなくてもよい。これにより計算ステップと記憶装置空間を節約する。
【0063】
仮想ナビゲーション端末1416は、仮想臓器または他のスキャンイメージを表示するスクリーン、電子機器部1415およびキーボード、マウスまたはスペースボール等のインターフェースコントロール1419を含む。電子機器部1415は、インターフェースポート1421、中央処理演算装置1423、端末を動かすのに必要な他の構成要素1427およびメモリー1425を備える。端末1416の構成要素は従来のコネクタで相互に接続されている。変換したボクセルデータは、インターフェースポート1421に受信され、メモリー1425に記憶される。次いで、中央処理演算装置1423が3Dボクセルを仮想像に組み立て、図2および3で説明したように潜水艦カメラモデルを走らせて、仮想検査を実施する。潜水艦カメラが仮想臓器を移動するにつれて、図9で説明した可視法を用いて仮想カメラから見える領域のみを計算し、スクリーン1417上に表示する。また、描画にグラフィックアクセラレータを用いることもできる。オペレータはインターフェース装置1419を用いて、スキャンした体のどの部位を探検したいかを示すことができる。さらにインターフェース装置を用いて、図2および付随した説明において検討したように、望ましく潜水艦カメラを制御し動かすことができる。端末部1415を、ニューヨーク州立大ストーニーブルック校コンピュータサイエンス学部(the Department of Computer Science at the State University of New York at Stony Brook)から一般に入手可能な、Cube−4専用システムボックスとすることができる。
【0064】
スキャン装置1405および端末1406、またはこれらの部品を同じユニットの一部とすることができる。1台のプラットフォームを用いて、スキャンイメージデータを受信し、必要に応じてこれを3Dボクセルと接続し、誘導ナビゲーションを行う。
【0065】
システム1400の重要な特徴は、患者の立会い無しに後で仮想臓器を検査できる点にある。さらに、患者をスキャンしながら、仮想検査を行うことができる。また、スキャンデータを複数の端末に送り、2人以上の医師が臓器内部を同時に見ることができるようにすることもできる。したがって、ニューヨークの医師が、病状を討議しながら、カリフォルニアの医師と同時に患者の臓器の同じ部分を観察することができる。また、データを異なる時間に見ることができる。2人以上の医師が、異なる情況で同じデータに対して独自の診察を行うことができる。複数の仮想ナビゲーション端末を用いて同じスキャンデータを見ることができる。データの離散集合を用いて仮想臓器として臓器を再現することにより、正確性、コストおよび可能性のあるデータ操作等の領域において多数の利益がある。
【0066】
改良した腸前処理操作とこれに続くイメージ細分化操作とを用いた、例えばコンピュータ断層撮影(CT)または磁気共鳴映像(MRI)スキャンの間に大腸内に残留している液体や糞便を検出して仮想大腸内視鏡検査イメージから除去可能にする改良電子大腸洗浄技術を使用することにより、前記の方法を仮想大腸内視鏡検査用途にさらに改善することができる。このような方法を使用することにより、従来の大腸の物理的洗浄、およびこれに伴う不便さと不快さを最小限にするか、または完全に回避する。
【0067】
図15を参照して、電子大腸洗浄の第1ステップは腸前処理(ステップ1510)である。このステップは、CTまたは磁気共鳴(MRI)スキャンの実施前に行うものであり、かつ大腸内に残る残留糞便および液体が気体で満たされた大腸内および大腸壁と顕著に異なるイメージ特性を現すような情況を作ることを意図するものである。腸前処理操作の例には、CTまたはMRIスキャンの前日中に、ニューヨーク州ウェストベリーのE−Z−EM社製等の、2.1%W/Vの硫酸バリウム懸濁液を250ccの服用量で3回摂取することが含まれる。3回の服用量はその日のうちに時間を空けて行うべきであり、それぞれ3回の食事と共に摂取することができる。硫酸バリウムは、大腸内に残留する糞便があればそのイメージを強調する役目を果す。硫酸バリウムの摂取に加え、CTまたはMRIスキャンの前日中は水分摂取を増やすことが望ましい。水を摂取することもできるが、クランベリージュースが腸液を増やすことが知られており、好ましい。CTスキャンの前日の夜およびCTスキャンの当日の朝の両方において、60mlのジアトリゾ酸メグルミン(Diatrizoate Meglumine)とジアズトリゾ酸ナトリウム(Diaztrizoate Sodium)との溶液(ミズーリ州セントルイスのマリンクロット社製のMD−Gastroviewとして市販されている)を飲んで、大腸液のイメージ特性を高めることができる。また、溶液にリン酸ナトリウムを加えて大腸内の糞便を液状化することができる。これにより大腸液および残留糞便をより均一に強調することができる。
【0068】
前記した予備腸前処理操作の例により、CTスキャンの前に1ガロンのゴリテリー溶液を摂取する必要のあり得る従来の大腸洗浄手順の必要をなくすことができる。
【0069】
CTスキャンを実施する直前に、インディアナ州インディアナポリスのエリーリリー社製のGlucagonを1ml静脈注射することにより、大腸の萎縮(collapse)を最小限にすることができる。次いで、CO2または大気等の圧縮ガス約1000ccを用いて大腸を膨張させることができる。このガスは直腸チューブを通して導入することができる。ここで、従来のCTスキャンを実施して大腸領域からのデータを得る(ステップ1520)。例えば、GE/CTIスパイラルモードスキャナを用い、ヘリカルモード5mm、ピッチ1.5〜2.0:1で操作してデータを得ることができる。ここで、患者の身長に合わせて既知の方法でピッチを調節する。120kVpおよび200〜280maのルーチンイメージング手順をこの操作に用いることができる。データを得て、視野内に512×512ピクセルの大きさのアレーを有する厚さ1mmのスライスイメージとして再構築することができる。この視野は患者の体格により34〜40cmに変動する。このような条件下で、スライスの数は患者の身長により通常300〜450の間で変動する。イメージデータ集合をボリュームエレメントまたはボクセルに変換する(ステップ1530)。
【0070】
多くの方法でイメージ細分化を行うことができる。あるイメージ細分化法においては、局所近傍法を用いてイメージデータのボクセルを類似の輝度値に分類する。この方法では、得られたイメージの各ボクセルを近傍ボクセル群に関して評価する。関心ボクセルを中心ボクセルと呼び、関連輝度値を有する。中心ボクセルの値を近傍ボクセルの各値と比較することにより、各ボクセルに対する分類指標を定める。近傍ボクセルが中心ボクセルと同じ値を有する場合、分類指標の値を増やす。しかし、近傍ボクセルが中心ボクセルと異なる値を有する場合、中心ボクセルに対する分類指標を減らす。次いで、中心ボクセルを、局所近傍の間で最も均一な近傍を示す、最大指標値を有するカテゴリーに分類する。各分類は特定の輝度範囲を示しており、描画された1以上の物質型を代表する。導かれた類似性分類に混合確率関数を用いることにより、この方法をさらに強調することができる。
【0071】
イメージ細分化の別法を、低レベル処理および高レベル特徴抽出の2大操作として実施する。低レベル処理では、体の輪郭の外部領域を後の処理から排除し、かつ体の輪郭内のボクセルを輝度特性の明確な分類に関して大まかに類別する。例えば、腹部領域のCTスキャンは、明確な輝度分布を示す傾向にあるデータ集合を生成する。図16のグラフは、このような輝度分布を、輝度閾値にしたがって分類可能な4つの明確なピーク1602、1604、1606、1608を有する例示的ヒストグラムとして図示したものである。
【0072】
腹部CTデータ集合のボクセルを輝度閾値により大まかに4つの群として分類する(ステップ1540)。例えば、群1は輝度が140未満のボクセルを含むことができる。この群は、通常大腸を満たすガス内部の最も密度の低い領域に対応する。群2は輝度値が2200を超えるボクセルを含むことができる。この輝度値は骨と同時に大腸内の強調された糞便および液体に対応する。群3は約900乃至約1080の範囲の輝度を有するボクセルを含む。この輝度領域は一般に、大腸に関連する可能性の低い、脂肪および筋肉等の軟組織を表す。残るボクセルをまとめて群4とすることができる。このボクセルは、肺組織および軟骨と同時に大腸壁(粘膜および大腸壁周辺の部分容積混合物を含む)に関連する可能性がある。
【0073】
群1および3は大腸壁の識別においては特に価値はなく、したがって仮想大腸内視鏡検査のイメージ細分化手順の間に実質的な処理を受けない。群2に関連するボクセルは、糞便および液体を大腸壁から分離するのに重要であり、後の高レベル特徴抽出操作の間に処理される。低レベル処理を、大腸組織に最も関係のある可能性が高い第4群に集中する(ステップ1550)。
【0074】
第4群の各ボクセルに対して、輝度ベクトルをボクセル自体およびその近傍を用いて生成する。輝度ベクトルは、所定のボクセルに近接する近傍における輝度の変化の指標を備える。輝度ベクトルを定めるために用いる近傍ボクセルの数は重要ではないが、処理費用と正確性との間のトレードオフに関与している。例えば、単純ボクセル輝度ベクトルを、関心領域、前後の近傍、左右の近傍および上下の近傍を含む7つのボクセルを用いて定める。7つのボクセルは全て、関心ボクセルを3つの互いに直交する軸上で取り囲む。図17は、1次、2次および3次近傍と同時に選択ボクセル1702を含む、25ボクセル輝度ベクトルモデルの形態で輝度ベクトルの例を図示した斜視図である。選択ボクセル1702はこのモデルの中心点であり、固定ボクセルと呼ぶ。固定ボクセルと同じ平面状の12個の近傍を含むボクセルの平面スライスを固定スライス1704と呼ぶ。固定スライスに隣接する平面上に、それぞれ5つのボクセルを有する2つの隣接スライス1706がある。第1隣接スライス1706に隣接して、それぞれ1つのボクセルを有する2つの第2隣接スライス1708がある。第4群の各ボクセルに対する輝度ベクトルをまとめて局所ベクトル系列と呼ぶ。
【0075】
腹部イメージのデータ集合は通常300より多いスライスイメージを含み、それぞれのスライスイメージが512×512ボクセルアレーを有し、かつ各ボクセルが関連する25ボクセル局所ベクトルを有するので、特徴分析(ステップ1570)を局所ベクトル系列に対して行い、計算負荷を低減することが望ましい。このような特徴分析の1つは主成分分析(PCA)であり、局所ベクトル系列に適用して群4のボクセルに対する特徴ベクトル系列および直交変換マトリクス次元を求めることができる。
【0076】
CTイメージ輝度のヒストグラム(図16)は、特定のスキャナ、所定の等価な前処理およびスキャニングパラメータに対して、どの患者でも全く一定である傾向にあることが分かっている。この観察に基づき、直交変換マトリクス定めることができる。この直交変換マトリクスは、同様の条件下で同じスキャナを用いて得た訓練データの幾つかの集合を用いることにより求めた所定のマトリクスである。このデータから、カールネンルーベ(K−L)変換等の変換マトリクスを既知の方法で作ることができる。変換マトリクスを局所ベクトル系列に適用して、特徴ベクトル系列を作る。特徴ベクトル空間領域に一度、ベクトル定量化法を用いて特徴ベクトル系列を分類することができる。
【0077】
分析的自己適応アルゴリズムを特徴ベクトルの分類に用いることができる。このアルゴリズムの定義において、{Xi∈R4:i=1,2,3,・・・,N}を特徴ベクトルの系列とする。式中、Nは特徴ベクトルの数であり、Kは分類の最大数を表し、Tはデータ集合に適応可能な閾値である。各分類に対して、該アルゴリズムにより代表要素を作る。akを分類kの代表要素とし、nkをこの分類の特徴ベクトルの数とする。
【0078】
アルゴリズムの概略を次のように説明できる。
【数13】
【0079】
このアルゴリズムにおいて、dist(x,y)はベクトルxとyとの間のユークリッド距離であり、arc min djはdjを最小値にする整数jを与える。
【0080】
前記のアルゴリズムはパラメータTおよびKのみに従属する。しかし、各ボクセル群内の分類の数に関係するKの値は、臨界的ではなく、かつK=18等の一定値に設定することができる。しかし、ベクトル類似性閾値であるTは、分類結果に大きく影響する。Tの選択値が大きすぎる場合、1つの分類だけが作られるであろう。一方、Tの値が小さすぎると、得られる分類は望ましくない冗長性を示す。Tの値を特徴ベクトル系列の最大成分変異と等しくすることにより、離散的分類の最大数が得られる。
【0081】
初期分類処理の結果、選択した群の各ボクセルに分類を与える(ステップ1570)。仮想大腸内視鏡検査の例において、群4にいくつかの分類がある。したがって、次なる作業は、群4のどの分類が大腸壁に対応しているかを決めることである。最も高い変動を示す特徴ベクトルの座標である、特徴ベクトルの第1座標は、3D局所ボクセル輝度の平均に関する情報を反映する。特徴ベクトルの残りの座標は局所近傍内の方向性輝度変化の情報を含む。大腸内部のための大腸壁ボクセルは、通常群1のガスボクセルに近いので、典型的CTデータ集合の典型的大腸壁輝度から選択したデータサンプルにより閾値間隔を決めて、大腸壁ボクセル候補を大まかに識別する。特定のイメージング手順および装置の各々に対して特定の閾値を選択する。次に、この閾値間隔を全てのCTデータ集合(同じイメージング手順を用いて、同じ機械から得られた)に適用することができる。代表要素の第1座標を閾値間隔内に配置した場合、対応する分類を大腸壁分類とみなし、この分類の全てのボクセルを大腸壁様ボクセルとして標識する。
【0082】
各大腸壁様ボクセルは大腸壁ボクセルの候補である。大腸壁に属しない場合には3つの結果が考えられる。第1の場合は大腸内の糞便/液体に近いボクセルに関するものである。第2の場合はボクセルが肺組織領域内にある時に起きる。第3の場合は粘膜ボクセルを表す。したがって、明らかに低レベル分類は分類の度合いを不確実にする。低レベル分類の不確実性の原因は様々である。例えば、2以上の物質型(すなわち液体および大腸壁)を含むボクセルから得られた部分容積効果により不確実性の第1の場合を招く。不確実性の第2および第3の場合は、部分容積効果およびCTイメージのコントラストが低いことの両方による。したがって、高レベル特徴抽出法を本方法に用いて、CTイメージの先見的解剖学知識に基づき、大腸壁の候補を他の大腸壁様ボクセルからさらに識別する(ステップ1580)。
【0083】
高レベル特徴抽出法の初期ステップを、例レベル分類結果から肺細胞領域の除去とすることができる。図18Aは肺領域1802を明確に図示したスライスイメージの例である。肺領域1802は、図18Bに図示する通り、大腸様ボクセルにより囲まれた通常隣接する3次元ボリュームとして識別可能である。この特性により、領域拡張法を用いて肺領域を識別することができる。この方法の第1ステップは、拡張する領域内のシードボクセルを見つけることである。CTスキャンの一番上のスライスがいかなる大腸ボクセルをも含まないように、CTイメージスキャンを行うオペレータがイメージ領域を設定することが好ましい。肺の内部を空気で満たすべきであるので、単に空気ボクセルを選択することにより低レベル分類によってシードが得られる。図18の肺領域輪郭が決まると、イメージスライスから肺ボリュームを取り除くことができる(図18C)。
【0084】
高レベル特徴抽出を行う際の次のステップを、群2の強調された糞便/液体からの骨ボクセルの分離とすることができる。骨組織ボクセル1902は一般に比較的大腸壁から離れており、かつ大腸ボリュームの外側に存在する。反対に、残留糞便1906および液体1904は大腸ボリューム内に封入されている。先見的近接情報と低レベル分類処理から得られた大腸壁情報とを組み合わせることにより、大まかな大腸壁ボリュームを作る。所定の数(例えば3)より多い大腸壁からのボクセル単位により分離されたボクセル、および大腸ボリュームの外側を骨として標識し、イメージから取り除くものとする。群2の残ったボクセルを大腸ボリューム内の糞便および液体を表しているとみなすことができる(図19A〜C参照)。
【0085】
糞便1906および液体1904として識別された大腸ボリューム内のボクセルをイメージから除去して、清浄な大腸管および大腸壁イメージを作ることができる。一つの領域の型は大腸壁に付着した糞便1906の小さな残留領域である。もう一方の領域の型は、盆地状大腸ヒダ(basin-like colonic folds)に集まる液体1904の大きな塊である(図19A〜C参照)。
【0086】
付着した残留糞便領域1906を識別し、取り除くことができる。なぜなら、この領域は低レベル分類処理の間に作られた大まかな大腸ボリューム内部にあるからである。盆地状大腸ヒダ内の液体1906は、通常重力の効果により水平表面1908を有する。表面の上方は常にガス領域であり、液体輝度とは非常に高いコントラストをなす。したがって、液体領域の表面境界を容易に識別することができる。
【0087】
領域拡張法を用いて、付着糞便領域1906の輪郭を縁取ることができ、また大腸壁ボリュームから離れた部分を取り除くことができる。同様に、液体領域1904の輪郭も縁取ることができる。水平表面1908を除去した後、大腸壁輪郭を明らかにし、かつ清浄な大腸壁をえる。
【0088】
粘膜ボクセルを大腸壁ボクセルから区別することは困難である。前記の3次元処理によりいくつかの粘膜ボクセルを除去することができるが、全ての粘膜ボクセルを除去することは難しい。光学大腸内視鏡検査では、医師が直接大腸粘膜を視診し、粘膜の色と組織から病変を探す。仮想大腸内視鏡検査では、さらなる情報を保持するために、大腸壁上のほとんどの粘膜ボクセルをそのまま残すことができる。これは3次元ボリュームレンダリングにとって非常に有用となり得る。
【0089】
細分化した大腸壁ボリュームから、大腸の内表面、外表面および大腸壁自体を抽出して仮想物体として見ることができる。これにより、大腸の外壁を内壁と同様に検査することができるという点において、従来の光学大腸内視鏡検査よりも明らかに有利となる。さらに、大腸壁および大腸管を細分化とは別に得ることができる。
【0090】
イメージ化の前に大腸を実質的に空にしているので、一般に遭遇する問題は、大腸内腔が所々で萎縮することである。空気またはCO2等の圧縮ガスで大腸を膨張することにより萎縮領域の発生頻度は減少するが、それでもこのような領域が発生する。仮想大腸内視鏡検査を実施する際、萎縮領域を通った飛行路を自動的に維持することが望ましく、またスキャンしたイメージデータを用いて萎縮領域の大腸内腔を少なくとも部分的に再現することが望ましい。前記したイメージ細分化法は、大腸壁の内部および外部の両方を効率的に得るので、この情報を用いて萎縮領域を通る飛行路の生成を促進することができる。
【0091】
大腸の萎縮領域を通る飛行路を延長する際、または大腸の萎縮領域を膨張する際の、第1段階は萎縮領域の検出である。大腸壁外部周辺からのイメージデータのグレースケール値は、脂肪、筋肉および他の組織等の他の領域内におけると同様に大腸壁自体のグレースケール値よりも非常に劇的に変化すると仮定して、エントロピー分析を用いて大腸の萎縮領域を検出することができる。
【0092】
例えば中心線に沿ったグレースケール値の変化の度合いをエントロピー値により表現しかつ測定することができる。エントロピー値を計算するために、大腸壁の外面上のボクセルを選択する。前記したイメージ細分化法によりこのような点を識別する。5×5×5立方窓を画素に適用し、関心ピクセルの中心にすることができる。エントロピーを計算する前に、より小さな(3×3×3)窓を関心ピクセルに適用して、イメージデータからノイズを除去する。その後、選択したピクセルについての窓のエントロピー値を次式により求めることができる。
【数14】
式中、Eはエントロピーであり、C(i)はグレースケールがi(i=0,1,2,・・・,255)である窓内の点の数である。次いで、各窓に対して計算したエントロピー値を所定の閾値と比較する。空気の領域では、組織領域に比べてエントロピー値は非常に低いであろう。したがって、大腸内腔の中心線に沿ってエントロピー値が増加し、所定の閾値を越えた場合、萎縮領域が示される。正確な閾値は重要ではなく、部分的にはイメージ化手順に依存し、特にはイメージ化装置に依存するであろう。
【0093】
萎縮領域が検出されると、1ボクセル幅のナビゲーション線で萎縮の中心を貫通することにより、事前に決めた中心線飛行路を萎縮領域を通して延長することができる。
【0094】
大腸内腔を通して仮想カメラの飛行路を自動的に継続するのに加えて、物理的モデル法を用いて大腸の萎縮領域を仮想的に広げて、萎縮領域の特性のいくつかを回復することができる。この方法では、大腸壁の物理的特性のモデルを開発する。このモデルから、動き、質量密度、減衰密度、伸びおよび曲げ係数のパラメータをラグランジェ方程式のために概算する。次いで、膨張力モデル(すなわち、大腸に送り込まれた空気等の気体または液体)を立て、ラグランジェ方程式により定まるように、大腸の弾性特性に関して適用して、大腸イメージの萎縮領域を自然な形状に復元する。
【0095】
大腸を表すために、有限要素法を大腸内腔の萎縮領域または閉塞領域に適用することができる。8ボクセルの長方形等の一定のグリッド内の要素をサンプリングし、次いで伝統的なボリュームレンダリング法を適用することによりこれを行うことができる。または、四面形等の不規則ボリューム表現法を萎縮領域に適用することができる。
【0096】
外力(空気注入)モデルを大腸モデルに適用する際、外力の大きさをまず決定して萎縮大腸壁領域を適当に分離する。3次元拡張モデルを用いて、並列的に大腸壁の内表面および外表面をたどることができる。それぞれの表面を、萎縮領域の開始点から拡張発信源まで印をつけて、力モデルを適用して類似かつ自然な方法で表面を広げる。内表面と外表面との間の領域、すなわち大腸壁を共有領域として分類する。外部反発力モデルをこれらの共有領域に適用して、自然な方法で萎縮大腸壁部分を分離し、かつ膨張する。
【0097】
仮想検査に供せられる大腸等の仮想物体の特徴をより鮮明に可視化するために、該物体の種々のテクスチャのレンダリングを与えることが有利である。このようなテクスチャは光学大腸内視鏡検査中に示されるカラーイメージ中に観察することができるが、このテクスチャはCTイメージデータで得られる白黒グレースケールではしばしば失われてしまう。したがって、仮想検査中にテクスチャをイメージ化するシステムおよび方法が必要とされる。
【0098】
図20は、テクスチャ成分を有する仮想物体を生成する本発明の方法を示すフローチャートである。この方法の目的は、光学大腸内視鏡イメージにより例えば有形の人間から赤−緑−青(RGB)色空間中で得られたテクスチャを仮想物体を生成するのに用いたグレースケール白黒CTイメージデータ上に描くことである。光学大腸内視鏡イメージは、ビデオカメラ等のカメラからのアナログ光学像を受けて、インターフェースポート1431を経由してCPU1423に提供可能なデジタルデータに像を変換するデジタル「フレームグラバー(frame grabber)」1429(図14)等の従来のデジタルイメージ収集法により得ることができる。この処理の第1ステップは、CTイメージデータの細分化である(ステップ2010)。前記したイメージ細分化法をグレースケールイメージの輝度閾値の選択に適用して、CTイメージデータを骨、大腸壁および空気等の種々の組織型に分類する。
【0099】
CTイメージデータにイメージ細分化を施すのに加えて、光学イメージのテクスチャ特徴を光学イメージデータから抽出しなければならない(ステップ2020)。これを行うために、ガウシアンフィルターを光学イメージデータに適用し、続いて副標本を取ってデータを多解像度ピラミッドに分解することができる。また、ラプラシアンフィルタおよび操縦可能(steerable)フィルタを多解像度ピラミッドに適用してデータの指向性および非指向性特徴を得ることもできる。この方法はテクスチャ特徴を抽出し捕らえるには効果的であるものの、この方法を実行するには多大なメモリーと処理能力が必要である。
【0100】
光学イメージからテクスチャ特徴を抽出する別の方法は、ウェーブレット変換を用いるものである。しかし、ウェーブレット変換は通常計算的には効率的であるが、従来のウェーブレット変換は、軸に平行な指向性を有する特徴を捉えるのみであり、関心領域に直接適用できないという制限があった。この制限を克服するために、分離不能なフィルタを使うことができる。例えば、リフティングスキームを用いて、予測および更新の2段階を用いるどの次元においてもウェーブレット変換用フィルタバンクを作ることができる。このようなフィルタバンクを、多次元多項補間用ブーアロム(Boor-Rom)アルゴリズムにより合成することができる。
【0101】
テクスチャの特徴を光学イメージデータから抽出した後、モデルを生成してこれらの特徴を記述しなければならない(ステップ2030)。これは、例えば自然テクスチャ起因性の非ガウシアン分布のエントロピーの概算および操作に基づくノンパラメトリック・マルチスケール統計モデルを用いて実行することができる。
【0102】
一旦光学イメージデータからテクスチャモデルを作ると、テクスチャマッチングを行ってこれらのモデルを細分化CTイメージデータと関連させなければならない(ステップ2050)。テクスチャが連続的なCTイメージデータの領域において、対応するテクスチャの分類は容易に一致する。しかし、2つ以上のテクスチャ領域の間の境界領域においては、処理はより複雑である。境界領域周辺のCTデータの細分化によりしばしばデータが曖昧になる。すなわち、結果が各物質または各組織からのテクスチャの割合を反映し、各物質または各組織の種々の重み付けによって変化する。重み付けの割合を用いて、一致基準の重要度を設定することができる。
【0103】
ノンパラメトリック・マルチスケール統計モデルの場合、交差エントロピーまたはカルバックライバー(Kullback-Leiber)分岐アルゴリズムを用いて、境界領域の異なるテクスチャの分布を測定することができる。
【0104】
テクスチャマッチングの後、CTイメージデータにテクスチャ合成を施す(ステップ2050)。光学イメージデータをCTイメージデータと融合することによりこれを行う。骨に現れるような等方性テクスチャパターンに対しては、テクスチャを直接光学データからサンプリングして細分化CTイメージデータにすることができる。大腸粘膜等の不等方性テクスチャ領域に対しては、多解像度サンプリング手順が好ましい。この処理では、均一および不均一領域の選択的再サンプリングを用いる。
【0105】
強制イメージ化に加え、前記した方法により、検査している領域に仮想電子生体組織検査を実施して、柔軟かつ非侵襲な生体組織検査を行うためのシステムの基礎も作ることができる。ボリュームレンダリング法は定義した伝達関数を用いて、本来のボリュームデータの異なる領域のサンプル値を異なる色および不透明度に表す。仮想検査の間に疑わしい領域が検出されると、医師はボリュームレンダリング処置の間に用いた伝達関数を相互作用的に変えて、見えている壁が実質的に透明となり、領域内部を見ることができるようにすることができる。
【0106】
仮想生体組織検査を実施するのに加えて、本発明のシステムおよび方法を延長して、自動化したポリープ検出を行うことができる。例えば大腸内に発生したポリープは、通常大腸壁から伸びる小さな出っ張った丘状構造である。この構造は、大腸壁のヒダから識別可能である。したがって、微分幾何モデルを用いて、大腸壁上のこのようなポリープを検出することができる。
【0107】
C−2平滑表面モデルを用いて大腸内腔の表面を表現することができる。このモデルでは、表面上の各ボクセルは、ガウシアン曲率を有する関連幾何学的特徴を有し、これをガウシアン曲率場と呼ぶ。ポリープを示すかもしれない表面に出っ張った丘は、ガウシアン曲率場に独特の局所特徴を持つ。したがって、ガウシアン曲率場で具体的局所特徴を探すことにより、ポリープを検出することができる。
【0108】
図14に図示するシステムを、CPU1409およびCPU1423の操作を制御するために設けられた適当なソフトウェアと共に用いて前記の方法のいずれをも実施することができる。
【0109】
前記のものは単に本発明の原理を説明したのみである。したがって、ここで例示または説明をしていないが、本発明の原理を具体化し、かつ特許請求の範囲で定められる本発明の精神および範囲内である多数のシステム、装置および方法を当業者が考え出すことは可能であるということが理解されるであろう。
【0110】
例えば、ここで説明したシステムおよび方法を、動物、魚または無生物の仮想検査に適用することができる。記載した医療分野での使用の外に、本発明を応用して、開けることのできない密封した物体の内容物を検出することができる。また、本発明をビル等の建築構造物または洞窟の内部に用い、オペレータが構造内を航行可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に関して、物体、特には大腸の仮想検査を実施するステップのフローチャートである。
【図2】 仮想臓器内で誘導ナビゲーションを行う「潜水艦」カメラモデルの説明図である。
【図3】 「潜水艦」カメラのピッチおよびロールを表す振り子の説明図である。
【図4】 2つの遮断壁を同定するボリュメトリック大腸の2次元断面を表す略図である。
【図5】 開始ボリュームエレメントおよび終了ボリュームエレメントを選択したボリュメトリック大腸の2次元断面を表す略図である。
【図6】 遮断壁および大腸表面により囲まれた離散的サブボリュームを示す、ボリュメトリック大腸の2次元断面を表す略図である。
【図7】 複数のレイヤーを剥したボリュメトリック大腸の2次元断面を表す略図である。
【図8】 残留飛行路を含むボリュメトリック大腸の2次元断面を表す略図である。
【図9】 スキャンした臓器のボリューム画像を作る工程のフローチャートである。
【図10】 セルに副分割した仮想大腸の図解ある。
【図11】 (a)は仮想的に検査した臓器の図解であり、(b)は(a)の臓器を描画する際に作られたスタブツリーの図解であり、(c)は(a)の臓器を描画する間に作られたスタブツリーのさらなる図解である。
【図12a】 (a)はあるセル内に物体を有する描画する情況の図解である。
【図12b】 (b)は(a)の情況を描画する間に作られたスタブツリーの図解である。
【図12c】 (c)は(a)の画像を描画する間に作られたスタブツリーのさらなる図解である。
【図12d】 (d)は(a)の画像を描画する間に作られたスタブツリーのさらなる図解である。
【図12e】 (e)は(a)の画像を描画する間に作られたスタブツリーのさらなる図解である。
【図13】 レイヤーの除去が可能なポリープを含む仮想大腸の2次元表示である。
【図14】 本発明に係るヒトの臓器の仮想検査を実施するのに用いるシステムの略図である。
【図15】 改良した画像細分化法を表すフローチャートである。
【図16】 典型的な腹部CTデータセットのボクセル輝度対頻度のグラフである。
【図17】 関心ボクセルを含む輝度ベクトル構造およびその選択された隣接部の斜視略図である。
【図18】 Aは主として肺を含む領域を表す、ヒトの腹部のCTスキャンからの画像スライスの一例であり、BはAの画像スライス中の肺領域を識別して表した絵図であり、CはBで識別された肺ボリュームを取り除いて表した絵図である。
【図19】 Aは主として大腸の一部と骨を含む領域を表す、ヒトの腹部のCTスキャンからの画像スライスの一例であり、BはAの画像スライス中の大腸と骨を識別して表した絵図であり、CはAから骨の領域を除いた画像スキャンを表す絵図である。
【図20】 テクスチャを白黒画像データに適用する方法を表すフローチャートである。
Claims (24)
- イメージデータから作られた仮想物体を電子的に洗浄する方法であって、該方法が、
処理装置により、イメージデータを、仮想物体を形成する複数のボリュームエレメントであって各々が輝度を有するボリュームエレメントに変換し、
前記処理装置により、輝度値にしたがって該ボリュームエレメントを複数の群に分類し、および
前記処理装置により、該仮想物体から少なくとも一つのボリュームエレメント群を取り除く、ことを含み、
前記分類操作が、複数のイメージデータのボリュームエレメントを複数の隣接するボリュームエレメントに関して評価して、ボリュームエレメントの近隣類似値を求めることをさらに含み、混合確率関数を前記群に適用して、2以上の物質型を含むことから輝度値が生じたボクセルを分類することにより前記群をさらに分類する、方法。 - 前記群を前記ボリュームエレメントの類似値にしたがって分類する、請求項1記載の仮想物体を電子的に洗浄する方法。
- 前記分類操作が、
関心物質のイメージデータを含む群の少なくとも1つに対して特徴ベクトル分析を行い、および
高レベル特徴抽出を行って、実質的に関心物質の指標となっていないボリュームエレメントを仮想物体から取り除く、ことをさらに含む、請求項1記載の仮想物体を電子的に洗浄する方法。 - 前記イメージデータが大腸の少なくとも一部を含む人体の領域を表現し、かつ前記関心物質が大腸組織である、請求項3記載の仮想物体を電子的に洗浄する方法。
- 前記イメージデータが大腸の少なくとも一部を含む人体の領域を表現する、請求項1記載の仮想物体を電子的に洗浄する方法。
- 前記除去操作が、大腸液、大腸内の残留糞便、骨および大腸以外の組織の少なくとも1つを表現するボリュームエレメントを取り除く、請求項5記載の仮想物体を電子的に洗浄する方法。
- 仮想大腸内視鏡検査用イメージデータを前処理する方法であって、該方法が、
イメージ化スキャナにより、大腸の少なくとも一部を含むイメージデータ集合を取得し、
処理装置により、該イメージデータ集合を複数のボリュームエレメントであって、各々が輝度値を有するボリュームエレメントに変換し、
前記処理装置により、輝度値にしたがって該ボリュームエレメントを複数の群であって、各々が大腸に近接する少なくとも1つの物質を表現する群に分類し、
前記処理装置により、ボリュームエレメントの少なくとも1つの群をイメージデータ集合から除去し、および
処置を行う前に、大腸内に残留する液体および糞便のボリュームエレメントの輝度値を強調する、ことを含む方法。 - 前記強調操作が、大腸内の糞便および液体のイメージ輝度を強調するための物質を患者が摂取する工程を含む、請求項7に記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 前記摂取工程が、硫酸バリウム、ジアトリゾ酸メグルミンおよびジアズトリゾ酸ナトリウム溶液の少なくとも1つの摂取を含む、請求項8記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 前記大腸に近接する少なくとも1つの物質が大腸壁と、骨、液体、糞便および非大腸物質の少なくとも1つとを含む、請求項7記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 複数の群の少なくとも1つが液体および糞便を表現する輝度強調ボリュームエレメントを含み、かつ除去操作中にこの群を取り除く、請求項10記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 複数の群の少なくとも1つが大腸壁と他の大腸壁様物質とのボリュームエレメントを含み、かつこの群に対してさらに分類操作を実施して、大腸壁のボリュームエレメントを識別する、請求項7記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 大腸の内部を識別し、
大腸内部を航行するための中心線を作成し、
大腸内部の萎縮部を検出し、および
萎縮部を通して中心線を延ばす、ことをさらに含む、請求項12記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。 - 中心線に近接する輝度値のためにエントロピー値を計算し、かつ検出操作が少なくとも1つの閾値より大きいエントロピー値を識別することを含む、請求項13記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- 大腸壁の特性に基づいて検出した萎縮領域を仮想的に膨張することをさらに含む、請求項14記載の仮想大腸内視鏡検査を実施する方法。
- イメージ細分化機能を含むイメージ化システムであって、該システムが、
イメージデータを取得するためのイメージ化スキャナ、
処理装置であって、該処理装置がイメージデータをボリュームエレメント集合を形成する複数のボリュームエレメントに変換し、各ボリュームエレメントが輝度を有し、該処理装置がボリュームエレメントデータ集合に対して、ボリュームエレメントを輝度値に基づき複数の群に分類し、かつ少なくとも1つのボリュームエレメントをイメージデータから取り除くことを含むイメージ細分化操作を実施する、処理装置、および
該処理装置に作動的に接続した、少なくとも1つのボリュームエレメント群を除去したイメージデータの像を表示するためのディスプレー、を含み、
該処理装置により行われる分類操作が、輝度値が2以上の物質型を含むことにより生じるボクセルを分類する混合確率アルゴリズム、を含むイメージ化システム。 - 処理装置により行われる分類操作が、イメージデータの複数のボリュームエレメントを複数の近接するボリュームエレメントに関して評価して、ボリュームエレメントに対する近隣類似値を求めることをさらに含む、請求項16記載のイメージ化システム。
- 処理装置により行われる分類操作が、前記群を前記ボリュームエレメントの類似値にしたがって分類する、請求項17記載のイメージ化システム。
- 処理装置により行われる分類操作が、
関心物質のイメージデータを含む少なくとも1つの群に対して特徴ベクトル分析を行い、および
高レベル特徴抽出を行って、実質的に関心物質の示していないイメージをボリュームエレメントから取り除く、ことをさらに含む、請求項16記載のイメージ化システム。 - イメージ化スキャナを、大腸の少なくとも1部を含む人体のイメージデータの取得に適応し、かつ関心物質が大腸の組織である、請求項19記載のイメージ化システム。
- イメージ化スキャナを、大腸の少なくとも1部を含む人体のイメージデータの取得に適応する、請求項16記載のイメージ化システム。
- 処理装置により行われる分類操作が、ボリュームエレメントデータ集合から大腸液、大腸内に残留する糞便、骨、および非大腸組織の少なくとも1つを表現するボリュームエレメントを取り除く、請求項16記載のイメージ化システム。
- 仮想大腸内視鏡検査を実施するシステムであって、該システムが、
大腸のイメージデータを取得するためのイメージスキャナ、
処理装置であって、該処理装置がイメージデータを受信して大腸の内部を識別し、大腸内部を通る航行用中心線を生成し、大腸内部の萎縮部を検出し、かつ萎縮部を通って中心線を延ばす、処理装置、および
該処理装置に作動的に接続した、大腸の像を表示するためのディスプレーユニット、を含み、
前記処理装置が、中心線に隣接するイメージデータの輝度値に対するエントロピー値を計算し、かつ少なくとも1つの閾値より大きいエントロピー値を識別することにより前記萎縮領域を検出する、
仮想大腸内視鏡検査を実施するシステム。 - 仮想大腸内視鏡検査を実施するシステムであって、該システムが、
大腸のイメージデータを取得するためのイメージスキャナ、
処理装置であって、該処理装置がイメージデータを受信して大腸の内部を識別し、大腸内部を通る航行用中心線を生成し、大腸内部の萎縮部を検出し、かつ萎縮部を通って中心
線を延ばす、処理装置、および
該処理装置に作動的に接続した、大腸の像を表示するためのディスプレーユニット、を含み、
前記処理装置が、大腸壁の特性に基づいて検出した大腸の萎縮領域を仮想的に拡張する、仮想大腸内視鏡検査を実施するシステム。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12504199P | 1999-03-18 | 1999-03-18 | |
US09/343,012 | 1999-06-29 | ||
US60/125,041 | 1999-06-29 | ||
US09/343,012 US6331116B1 (en) | 1996-09-16 | 1999-06-29 | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
PCT/US2000/007352 WO2000055814A2 (en) | 1999-03-18 | 2000-03-17 | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002539568A JP2002539568A (ja) | 2002-11-19 |
JP4435430B2 true JP4435430B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=26823212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000605971A Expired - Fee Related JP4435430B2 (ja) | 1999-03-18 | 2000-03-17 | 3次元仮想細分化および検査を実施するシステムおよび方法 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6331116B1 (ja) |
EP (1) | EP1173830B1 (ja) |
JP (1) | JP4435430B2 (ja) |
KR (1) | KR100701235B1 (ja) |
CN (1) | CN1248167C (ja) |
AU (1) | AU3901800A (ja) |
BR (1) | BR0009098A (ja) |
CA (1) | CA2368390C (ja) |
IL (1) | IL145516A0 (ja) |
IS (1) | IS6079A (ja) |
WO (1) | WO2000055814A2 (ja) |
Families Citing this family (255)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7194117B2 (en) * | 1999-06-29 | 2007-03-20 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual examination of objects, such as internal organs |
US6331116B1 (en) | 1996-09-16 | 2001-12-18 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
DE19835215C2 (de) * | 1998-08-05 | 2000-07-27 | Mannesmann Vdo Ag | Kombinationsinstrument |
EP1115328A4 (en) * | 1998-09-24 | 2004-11-10 | Super Dimension Ltd | SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING A CATHETER DURING AN ENDOCORPOREAL MEDICAL EXAMINATION |
US6765566B1 (en) * | 1998-12-22 | 2004-07-20 | Che-Chih Tsao | Method and apparatus for displaying volumetric 3D images |
US7477768B2 (en) | 1999-06-29 | 2009-01-13 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual examination of objects, such as internal organs |
US6692258B1 (en) * | 2000-06-26 | 2004-02-17 | Medical Learning Company, Inc. | Patient simulator |
US6621918B1 (en) | 1999-11-05 | 2003-09-16 | H Innovation, Inc. | Teleradiology systems for rendering and visualizing remotely-located volume data sets |
US6674880B1 (en) * | 1999-11-24 | 2004-01-06 | Confirma, Inc. | Convolution filtering of similarity data for visual display of enhanced image |
US6476803B1 (en) * | 2000-01-06 | 2002-11-05 | Microsoft Corporation | Object modeling system and process employing noise elimination and robust surface extraction techniques |
JP3254451B2 (ja) * | 2000-03-06 | 2002-02-04 | 経済産業省産業技術総合研究所長 | 多チャンネルmri画像処理によるカラー化方法及び装置 |
US7591998B2 (en) * | 2000-03-07 | 2009-09-22 | Kevin Tait | Stool marker |
US6477401B1 (en) | 2000-03-10 | 2002-11-05 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Colonography of an unprepared colon |
EP1275086A2 (en) | 2000-04-07 | 2003-01-15 | Stephen R. Aylward | Systems and methods for tubular object processing |
US6947784B2 (en) * | 2000-04-07 | 2005-09-20 | The General Hospital Corporation | System for digital bowel subtraction and polyp detection and related techniques |
WO2001088882A2 (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Simbionics Ltd. | Endoscopic tutorial system for the pancreatic system |
US7356367B2 (en) | 2000-06-06 | 2008-04-08 | The Research Foundation Of State University Of New York | Computer aided treatment planning and visualization with image registration and fusion |
US6775405B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-08-10 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Image registration system and method using cross-entropy optimization |
EP1402478A4 (en) | 2000-10-02 | 2006-11-02 | Univ New York State Res Found | IMPROVED VIRTUAL NAVIGATION AND INVESTIGATION |
US6643533B2 (en) * | 2000-11-28 | 2003-11-04 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and apparatus for displaying images of tubular structures |
US6718193B2 (en) * | 2000-11-28 | 2004-04-06 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and apparatus for analyzing vessels displayed as unfolded structures |
SE518252C2 (sv) * | 2001-01-24 | 2002-09-17 | Goeteborg University Surgical | Metod för simulering av ett kirurgiskt moment, metod för simulering av kirurgisk operation och system för simulering av ett kirurgiskt moment |
US7034831B2 (en) * | 2001-02-05 | 2006-04-25 | National Instruments Corporation | System and method for generating a low discrepancy curve in a region |
US6917710B2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-07-12 | National Instruments Corporation | System and method for scanning a region using a low discrepancy curve |
US6909801B2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-06-21 | National Instruments Corporation | System and method for generating a low discrepancy curve on an abstract surface |
US7630750B2 (en) | 2001-02-05 | 2009-12-08 | The Research Foundation For The State University Of New York | Computer aided treatment planning |
US6950552B2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-09-27 | National Instruments Corporation | System and method for precise location of a point of interest |
US6959104B2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-10-25 | National Instruments Corporation | System and method for scanning a region using a low discrepancy sequence |
US6792131B2 (en) * | 2001-02-06 | 2004-09-14 | Microsoft Corporation | System and method for performing sparse transformed template matching using 3D rasterization |
EP2362346B1 (en) * | 2001-04-18 | 2013-07-10 | Landmark Graphics Corporation | Method and computer program product for volume rendering |
US20050114831A1 (en) * | 2001-04-18 | 2005-05-26 | Andres Callegari | Volume body renderer |
US20020164061A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-07 | Paik David S. | Method for detecting shapes in medical images |
US7043064B2 (en) * | 2001-05-04 | 2006-05-09 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for characterizing shapes in medical images |
US7127100B2 (en) * | 2001-06-25 | 2006-10-24 | National Instruments Corporation | System and method for analyzing an image |
US7039723B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-05-02 | Hinnovation, Inc. | On-line image processing and communication system |
US7596256B1 (en) | 2001-09-14 | 2009-09-29 | The Research Foundation For The State University Of New York | Computer assisted detection of lesions in volumetric medical images |
US7324104B1 (en) | 2001-09-14 | 2008-01-29 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method of centerline generation in virtual objects |
US20030086595A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-08 | Hui Hu | Display parameter-dependent pre-transmission processing of image data |
WO2003045303A2 (en) | 2001-11-21 | 2003-06-05 | E-Z-Em, Inc. | Device, system, kit or method for collecting effluent from an individual |
WO2003046811A1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Viatronix Incorporated | Registration of scanning data acquired from different patient positions |
WO2003051200A2 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method, system and computer program of visualizing the surface texture of the wall of an internal hollow organ of a subject based on a volumetric scan thereof |
US20030152897A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-08-14 | Bernhard Geiger | Automatic navigation for virtual endoscopy |
US6956373B1 (en) * | 2002-01-02 | 2005-10-18 | Hugh Keith Brown | Opposed orthogonal fusion system and method for generating color segmented MRI voxel matrices |
KR100439756B1 (ko) * | 2002-01-09 | 2004-07-12 | 주식회사 인피니트테크놀로지 | 3차원 가상내시경 화면 표시장치 및 그 방법 |
AU2003215836A1 (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method, system and computer program for stereoscopic viewing of 3d medical images |
CA2481692A1 (en) * | 2002-04-06 | 2003-10-23 | E-Z-Em, Inc. | Method for tagging colonic residue |
US6658080B1 (en) * | 2002-08-05 | 2003-12-02 | Voxar Limited | Displaying image data using automatic presets |
TW558689B (en) * | 2002-08-30 | 2003-10-21 | Univ Taipei Medical | Three-dimensional surgery simulation system and method |
US7224827B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-05-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for matching and registering medical image data |
SE0202864D0 (sv) * | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Goeteborgs University Surgical | Device and method for generating a virtual anatomic environment |
US7260250B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-08-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Computer-aided classification of anomalies in anatomical structures |
US7272251B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-09-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for detecting and classifying a structure of interest in medical images |
US7346209B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-03-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Three-dimensional pattern recognition method to detect shapes in medical images |
US6996500B2 (en) * | 2002-10-30 | 2006-02-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method for communicating diagnostic data |
ATE384314T1 (de) * | 2002-11-21 | 2008-02-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Verfahren und vorrichtung zur visualisierung einer sequenz von volumenbildern |
US20040147830A1 (en) * | 2003-01-29 | 2004-07-29 | Virtualscopics | Method and system for use of biomarkers in diagnostic imaging |
US7304644B2 (en) * | 2003-03-12 | 2007-12-04 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for performing a virtual endoscopy |
US7639855B2 (en) * | 2003-04-02 | 2009-12-29 | Ziosoft, Inc. | Medical image processing apparatus, and medical image processing method |
US7417636B2 (en) * | 2003-05-08 | 2008-08-26 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and apparatus for automatic setting of rendering parameter for virtual endoscopy |
US7457444B2 (en) | 2003-05-14 | 2008-11-25 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and apparatus for fast automatic centerline extraction for virtual endoscopy |
US7499572B2 (en) * | 2003-06-30 | 2009-03-03 | The Salk Institute For Biological Studies | Surface segmentation from luminance and color differences |
US20050015004A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Hertel Sarah Rose | Systems and methods for combining an anatomic structure and metabolic activity for an object |
US8308682B2 (en) | 2003-07-18 | 2012-11-13 | Broncus Medical Inc. | Devices for maintaining patency of surgically created channels in tissue |
US7301538B2 (en) * | 2003-08-18 | 2007-11-27 | Fovia, Inc. | Method and system for adaptive direct volume rendering |
US8276091B2 (en) * | 2003-09-16 | 2012-09-25 | Ram Consulting | Haptic response system and method of use |
US7049319B2 (en) | 2003-09-23 | 2006-05-23 | Semaan Abboud | Colon cleansing composition and method |
US20050074150A1 (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-07 | Andrew Bruss | Systems and methods for emulating an angiogram using three-dimensional image data |
US7440601B1 (en) | 2003-10-10 | 2008-10-21 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Automated identification of ileocecal valve |
US7454045B2 (en) * | 2003-10-10 | 2008-11-18 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Determination of feature boundaries in a digital representation of an anatomical structure |
US7574032B2 (en) * | 2003-10-31 | 2009-08-11 | General Electric Company | Method and apparatus for virtual subtraction of stool from registration and shape based analysis of prone and supine scans of the colon |
US7868900B2 (en) * | 2004-05-12 | 2011-01-11 | General Electric Company | Methods for suppression of items and areas of interest during visualization |
WO2005043465A2 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-12 | Bracco Imaging S.P.A. | Stereo display of tube-like structures and improved techniques therefor ('stereo display') |
US20070133849A1 (en) * | 2003-11-14 | 2007-06-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for visualisation of a tubular structure |
US7101336B2 (en) * | 2003-11-25 | 2006-09-05 | General Electric Company | Methods and systems for motion adaptive spatial compounding |
US20050110791A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-05-26 | Prabhu Krishnamoorthy | Systems and methods for segmenting and displaying tubular vessels in volumetric imaging data |
US20070116332A1 (en) * | 2003-11-26 | 2007-05-24 | Viatronix Incorporated | Vessel segmentation using vesselness and edgeness |
WO2005055148A1 (en) * | 2003-11-29 | 2005-06-16 | Vital Images, Inc. | Segmented volume rendering using a programmable graphics pipeline |
WO2005061008A1 (en) * | 2003-12-01 | 2005-07-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Bowel preparation for virtual colonscopy |
US7480412B2 (en) * | 2003-12-16 | 2009-01-20 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Toboggan-based shape characterization |
DE102004011155A1 (de) * | 2004-03-08 | 2005-08-18 | Siemens Ag | Verfahren zur Visualisierung von mit einem bildgebenden, endoluminalen Instrument aufgezeichneten 2D-Bilddaten eines Hohlkanals |
WO2005096694A2 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Three time point lung cancer detection, diagnosis and assessment of prognosis |
US7609910B2 (en) * | 2004-04-09 | 2009-10-27 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for creating a panoramic view of a volumetric image |
US7590310B2 (en) | 2004-05-05 | 2009-09-15 | Facet Technology Corp. | Methods and apparatus for automated true object-based image analysis and retrieval |
JPWO2005111944A1 (ja) * | 2004-05-19 | 2008-03-27 | 国立大学法人京都大学 | データ表示方法、データ表示装置、データ表示プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
WO2005119505A2 (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Stereotaxis, Inc. | User interface for remote control of medical devices |
CN1301494C (zh) * | 2004-06-07 | 2007-02-21 | 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 | 一种医学图像的三维分割方法 |
DE102004027708B4 (de) * | 2004-06-07 | 2006-07-27 | Siemens Ag | Verfahren zur medizinischen 3D-Bilddarstellung und -verarbeitung, Computertomografiegerät, Arbeitsstation und Computerprogrammprodukt |
ATE484811T1 (de) * | 2004-06-23 | 2010-10-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Virtuelle endoskopie |
US7724258B2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-05-25 | Purdue Research Foundation | Computer modeling and animation of natural phenomena |
US8409167B2 (en) | 2004-07-19 | 2013-04-02 | Broncus Medical Inc | Devices for delivering substances through an extra-anatomic opening created in an airway |
US20060024236A1 (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Pickhardt Perry J | Bowel preparation for virtual colonoscopy |
SE528068C2 (sv) | 2004-08-19 | 2006-08-22 | Jan Erik Solem Med Jsolutions | Igenkänning av 3D föremål |
US20060047227A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Anna Jerebko | System and method for colon wall extraction in the presence of tagged fecal matter or collapsed colon regions |
US20060079746A1 (en) * | 2004-10-11 | 2006-04-13 | Perret Florence M | Apparatus and method for analysis of tissue classes along tubular structures |
US7127095B2 (en) * | 2004-10-15 | 2006-10-24 | The Brigham And Women's Hospital, Inc. | Factor analysis in medical imaging |
US7590271B2 (en) * | 2004-10-28 | 2009-09-15 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for automatic detection and localization of 3D bumps in medical images |
US20060149127A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Seddiqui Fred R | Disposable multi-lumen catheter with reusable stylet |
US20080021274A1 (en) * | 2005-01-05 | 2008-01-24 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscopic medical device with locking mechanism and method |
US8289381B2 (en) | 2005-01-05 | 2012-10-16 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope with an imaging catheter assembly and method of configuring an endoscope |
US8872906B2 (en) | 2005-01-05 | 2014-10-28 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope assembly with a polarizing filter |
US8797392B2 (en) | 2005-01-05 | 2014-08-05 | Avantis Medical Sytems, Inc. | Endoscope assembly with a polarizing filter |
US8182422B2 (en) | 2005-12-13 | 2012-05-22 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope having detachable imaging device and method of using |
US20070293720A1 (en) * | 2005-01-05 | 2007-12-20 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope assembly and method of viewing an area inside a cavity |
US8235887B2 (en) | 2006-01-23 | 2012-08-07 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope assembly with retroscope |
JP4146438B2 (ja) * | 2005-01-19 | 2008-09-10 | ザイオソフト株式会社 | 識別方法 |
US20060184003A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Lewin Jonathan S | Intra-procedurally determining the position of an internal anatomical target location using an externally measurable parameter |
US7583831B2 (en) * | 2005-02-10 | 2009-09-01 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for using learned discriminative models to segment three dimensional colon image data |
US8031921B2 (en) * | 2005-02-14 | 2011-10-04 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Electronic stool subtraction in CT colonography |
WO2006087981A1 (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Olympus Corporation | 医用画像処理装置、管腔画像処理装置、管腔画像処理方法及びそれらのためのプログラム |
US20060187221A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-24 | Sarang Lakare | System and method for identifying and removing virtual objects for visualization and computer aided detection |
US20080160489A1 (en) * | 2005-02-23 | 2008-07-03 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Method For the Prediction of the Course of a Catheter |
US20060228003A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Silverstein D A | Method and apparatus for detection of optical elements |
CN101966071B (zh) * | 2005-04-13 | 2012-10-17 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 图像处理装置以及图像处理方法 |
JP4105176B2 (ja) * | 2005-05-19 | 2008-06-25 | ザイオソフト株式会社 | 画像処理方法および画像処理プログラム |
US7889905B2 (en) * | 2005-05-23 | 2011-02-15 | The Penn State Research Foundation | Fast 3D-2D image registration method with application to continuously guided endoscopy |
US7756563B2 (en) * | 2005-05-23 | 2010-07-13 | The Penn State Research Foundation | Guidance method based on 3D-2D pose estimation and 3D-CT registration with application to live bronchoscopy |
JP4241673B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2009-03-18 | 本田技研工業株式会社 | 移動体の経路生成装置 |
US20100067753A1 (en) * | 2005-06-21 | 2010-03-18 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Method and device for imaging a blood vessel |
EP1895901A2 (en) * | 2005-06-22 | 2008-03-12 | The Research Foundation of State University of New York | System and method for computer aided polyp detection |
US7702141B2 (en) * | 2005-06-29 | 2010-04-20 | General Electric Company | Method for quantifying an object in a larger structure using a reconstructed image |
US20070015989A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope Image Recognition System and Method |
DE102005046385B4 (de) * | 2005-09-28 | 2012-03-22 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Nachbearbeitung eines 3D-Bilddatensatzes, insbesondere für die virtuelle Kolonographie |
CA2626040A1 (en) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | The General Hospital Corporation | Structure-analysis system, method, software arrangement and computer-accessible medium for digital cleansing of computed tomography colonography images |
JP5323486B2 (ja) * | 2005-10-21 | 2013-10-23 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | レンダリング方法及び装置 |
US7806850B2 (en) | 2005-10-24 | 2010-10-05 | Bracco Diagnostics Inc. | Insufflating system, method, and computer program product for controlling the supply of a distending media to an endoscopic device |
US20070109299A1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-17 | Vital Images, Inc. | Surface-based characteristic path generation |
US7983462B2 (en) * | 2005-11-22 | 2011-07-19 | Purdue Research Foundation | Methods and systems for improving quality of an image |
US7574029B2 (en) * | 2005-11-23 | 2009-08-11 | Vital Images, Inc. | Characteristic path-based colon segmentation |
JP4808477B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2011-11-02 | ザイオソフト株式会社 | 画像処理方法及び画像処理プログラム |
US7809177B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-10-05 | The General Hospital Corporation | Lumen tracking in computed tomographic images |
US8452061B2 (en) * | 2005-11-30 | 2013-05-28 | The Research Foundation Of State University Of New York | Electronic colon cleansing method for virtual colonoscopy |
EP2412300B1 (en) * | 2005-12-28 | 2014-03-26 | Olympus Medical Systems Corp. | Image processing device and image processing method in image processing device |
DE102006001655A1 (de) * | 2006-01-12 | 2007-08-02 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur virtuellen Darmreinigung |
US7907772B2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-03-15 | Accuray Incorporated | Delineation on three-dimensional medical image |
US8287446B2 (en) | 2006-04-18 | 2012-10-16 | Avantis Medical Systems, Inc. | Vibratory device, endoscope having such a device, method for configuring an endoscope, and method of reducing looping of an endoscope |
US7613539B2 (en) * | 2006-05-09 | 2009-11-03 | Inus Technology, Inc. | System and method for mesh and body hybrid modeling using 3D scan data |
WO2007136859A2 (en) | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Avantis Medical Systems, Inc. | Device and method for reducing effects of video artifacts |
US20070279436A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Hern Ng | Method and system for selective visualization and interaction with 3D image data, in a tunnel viewer |
US20070279435A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Hern Ng | Method and system for selective visualization and interaction with 3D image data |
DE102006026752B4 (de) * | 2006-06-08 | 2009-04-16 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Registrierung von funktionellen MR-Bilddaten mit Röntgendurchleuchtung |
WO2008005953A2 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-10 | Broncus Technologies, Inc. | Airway bypass site selection and treatment planning |
US8023703B2 (en) * | 2006-07-06 | 2011-09-20 | The United States of America as represented by the Secretary of the Department of Health and Human Services, National Institues of Health | Hybrid segmentation of anatomical structure |
KR100802137B1 (ko) | 2006-07-21 | 2008-02-12 | 한국과학기술원 | 대장모델 생성 방법, 충돌 검사 방법 및 이를 이용한내시경 시뮬레이션 방법 |
US7927272B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-04-19 | Avantis Medical Systems, Inc. | Surgical port with embedded imaging device |
US7983463B2 (en) * | 2006-11-22 | 2011-07-19 | General Electric Company | Methods and apparatus for suppressing tagging material in prepless CT colonography |
US8244015B2 (en) * | 2006-11-22 | 2012-08-14 | General Electric Company | Methods and apparatus for detecting aneurysm in vasculatures |
US8126238B2 (en) * | 2006-11-22 | 2012-02-28 | General Electric Company | Method and system for automatically identifying and displaying vessel plaque views |
US8160395B2 (en) * | 2006-11-22 | 2012-04-17 | General Electric Company | Method and apparatus for synchronizing corresponding landmarks among a plurality of images |
US7840051B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-11-23 | Toshiba Medical Visualization Systems Europe, Limited | Medical image segmentation |
US20080117210A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-22 | Barco N.V. | Virtual endoscopy |
KR100805387B1 (ko) * | 2006-11-24 | 2008-02-25 | 충북대학교 산학협력단 | 내시경 영상의 변환 장치 및 방법 |
US8672836B2 (en) * | 2007-01-31 | 2014-03-18 | The Penn State Research Foundation | Method and apparatus for continuous guidance of endoscopy |
US20090156895A1 (en) * | 2007-01-31 | 2009-06-18 | The Penn State Research Foundation | Precise endoscopic planning and visualization |
US9037215B2 (en) | 2007-01-31 | 2015-05-19 | The Penn State Research Foundation | Methods and apparatus for 3D route planning through hollow organs |
US20090231419A1 (en) * | 2007-02-06 | 2009-09-17 | Avantis Medical Systems, Inc. | Endoscope Assembly and Method of Performing a Medical Procedure |
US8023710B2 (en) * | 2007-02-12 | 2011-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Virtual colonoscopy via wavelets |
US8064666B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-11-22 | Avantis Medical Systems, Inc. | Method and device for examining or imaging an interior surface of a cavity |
US7970226B2 (en) * | 2007-04-23 | 2011-06-28 | Microsoft Corporation | Local image descriptors |
US8175348B2 (en) * | 2007-06-05 | 2012-05-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Segmenting colon wall via level set techniques |
US8514218B2 (en) | 2007-08-14 | 2013-08-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Image-based path planning for automated virtual colonoscopy navigation |
US20090055137A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Imed Gargouri | Method for obtaining geometric properties of an anatomic part |
US8184888B2 (en) | 2007-09-19 | 2012-05-22 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and system for polyp segmentation for 3D computed tomography colonography |
US8126244B2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-02-28 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | User interface for polyp annotation, segmentation, and measurement in 3D computed tomography colonography |
US20090213211A1 (en) * | 2007-10-11 | 2009-08-27 | Avantis Medical Systems, Inc. | Method and Device for Reducing the Fixed Pattern Noise of a Digital Image |
US20100228100A1 (en) * | 2007-10-15 | 2010-09-09 | Vining David J | Apparatus and method for use in analyzing a patient's bowel |
DE102007056800A1 (de) | 2007-11-23 | 2009-06-04 | Siemens Ag | Verfahren zur tomographischen Darstellung eines mit einer Substanz versehenen Hohlorgans und Tomographiegerät |
ES2367202T3 (es) * | 2007-12-28 | 2011-10-31 | Im3D S.P.A. | Clasificación de material marcado en un conjunto de imágenes tomográficas de la región colorrectal. |
DE102008003878B3 (de) * | 2008-01-10 | 2009-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung von 3D-Bilddaten der tomographischen Bildgebung |
WO2009109205A1 (de) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | Georg-Friedemann Rust | Bildliche darstellung in der virtuellen endoskopie |
DE102008016655B3 (de) * | 2008-04-01 | 2009-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Visualisierung eines Bilddatensatzes eines einen Hohlraum umschließenden Organs, insbesondere eines CT-Bilddatensatzes eines Kolons |
WO2009122273A2 (en) | 2008-04-03 | 2009-10-08 | Superdimension, Ltd. | Magnetic interference detection system and method |
DE102009014764B4 (de) * | 2008-05-28 | 2019-05-23 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Visualisierung tubulärer anatomischer Strukturen, insbesondere Gefäßstrukturen, in medizinischen 3D-Bildaufnahmen |
GB2461682A (en) * | 2008-05-28 | 2010-01-13 | Univ Dublin City | Electronic Cleansing of Digital Data Sets |
WO2009147671A1 (en) | 2008-06-03 | 2009-12-10 | Superdimension Ltd. | Feature-based registration method |
US8218847B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-07-10 | Superdimension, Ltd. | Hybrid registration method |
JP5374078B2 (ja) * | 2008-06-16 | 2013-12-25 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
US8200466B2 (en) | 2008-07-21 | 2012-06-12 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for tuning patient-specific cardiovascular simulations |
US8131036B2 (en) * | 2008-07-25 | 2012-03-06 | Icad, Inc. | Computer-aided detection and display of colonic residue in medical imagery of the colon |
JP2012503501A (ja) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | シーエーイー ヘルスケア インク | 医用画像診断のシミュレーション |
US8131770B2 (en) * | 2009-01-30 | 2012-03-06 | Nvidia Corporation | System, method, and computer program product for importance sampling of partitioned domains |
US9405886B2 (en) | 2009-03-17 | 2016-08-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for determining cardiovascular information |
WO2010106525A1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Visualizing a view of a scene |
US8392853B2 (en) * | 2009-07-17 | 2013-03-05 | Wxanalyst, Ltd. | Transparent interface used to independently manipulate and interrogate N-dimensional focus objects in virtual and real visualization systems |
CN102483862B (zh) * | 2009-09-11 | 2016-03-02 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 对曲面重组的改进 |
US20110066406A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-17 | Chung Yuan Christian University | Method for Generating Real-Time Haptic Response Information for a Haptic Simulating Device |
BR112012012818A2 (pt) * | 2009-11-27 | 2016-08-16 | Dog Microsystems Inc | método e sistema para determinar uma estimativa do apoio topológico de uma estrutura tubular e sua utilização em endoscopia virtual |
WO2011092594A2 (en) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Superdimension, Ltd. | Region-growing algorithm |
US20110206250A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Icad, Inc. | Systems, computer-readable media, and methods for the classification of anomalies in virtual colonography medical image processing |
JP5535725B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-07-02 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡観察支援システム、並びに、内視鏡観察支援装置、その作動方法およびプログラム |
JPWO2011136336A1 (ja) | 2010-04-30 | 2013-07-22 | 味の素株式会社 | Ctコロノグラフィに用いられる経口投与用液剤及び消化管造影用組成物 |
RU2587427C2 (ru) * | 2010-07-30 | 2016-06-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Улучшающий фильтр для конкретного органа для надежной сегментации медицинских изображений |
US8315812B2 (en) | 2010-08-12 | 2012-11-20 | Heartflow, Inc. | Method and system for patient-specific modeling of blood flow |
US8157742B2 (en) | 2010-08-12 | 2012-04-17 | Heartflow, Inc. | Method and system for patient-specific modeling of blood flow |
DE102010040402B4 (de) * | 2010-09-08 | 2012-12-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Vereinfachte Definition von gekrümmten Anregungen in der parallelen MR-Bildgebung |
AU2011331936B2 (en) | 2010-11-24 | 2015-03-05 | Bracco Diagnostics Inc. | System, device, and method for providing and controlling the supply of a distending media for CT colonography |
EP2651309B1 (en) | 2010-12-13 | 2020-10-14 | The Trustees of Columbia University in the City of New York | Medical imaging devices, methods, and systems |
US9921712B2 (en) | 2010-12-29 | 2018-03-20 | Mako Surgical Corp. | System and method for providing substantially stable control of a surgical tool |
US9119655B2 (en) | 2012-08-03 | 2015-09-01 | Stryker Corporation | Surgical manipulator capable of controlling a surgical instrument in multiple modes |
EP2673738A4 (en) | 2011-02-11 | 2017-08-23 | E-4 Endeavors, Inc. | System and method for modeling a biopsy specimen |
CN103501699B (zh) * | 2011-02-24 | 2016-01-13 | 卡丹医学成像股份有限公司 | 用于隔离成像数据中的潜在异常的方法和装置和其对医学图像的应用 |
US9486229B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-11-08 | Broncus Medical Inc. | Methods and devices for excision of tissue |
US8709034B2 (en) | 2011-05-13 | 2014-04-29 | Broncus Medical Inc. | Methods and devices for diagnosing, monitoring, or treating medical conditions through an opening through an airway wall |
JP6006307B2 (ja) * | 2011-07-07 | 2016-10-12 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティー | ボリューム測定位相コントラストmriによる総合的心血管解析 |
CN103702613A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-04-02 | 松下电器产业株式会社 | 切割模拟装置以及切割模拟程序 |
US8965062B2 (en) | 2011-09-16 | 2015-02-24 | The Invention Science Fund I, Llc | Reporting imaged portions of a patient's body part |
WO2013078235A1 (en) | 2011-11-23 | 2013-05-30 | Broncus Medical Inc | Methods and devices for diagnosing, monitoring, or treating medical conditions through an opening through an airway wall |
US9153045B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-10-06 | The Cleveland Clinic Foundation | Augmented reconstruction for computed tomography |
US8548778B1 (en) | 2012-05-14 | 2013-10-01 | Heartflow, Inc. | Method and system for providing information from a patient-specific model of blood flow |
JP6083435B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2017-02-22 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよび情報処理システム |
EP2879608B1 (en) | 2012-08-03 | 2020-03-18 | Stryker Corporation | Systems for robotic surgery |
US9820818B2 (en) | 2012-08-03 | 2017-11-21 | Stryker Corporation | System and method for controlling a surgical manipulator based on implant parameters |
US9226796B2 (en) | 2012-08-03 | 2016-01-05 | Stryker Corporation | Method for detecting a disturbance as an energy applicator of a surgical instrument traverses a cutting path |
JP6080248B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2017-02-15 | 富士フイルム株式会社 | 3次元画像表示装置および方法並びにプログラム |
JP6080249B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2017-02-15 | 富士フイルム株式会社 | 3次元画像表示装置および方法並びにプログラム |
CN103903303B (zh) * | 2012-12-27 | 2018-01-30 | 清华大学 | 三维模型创建方法和设备 |
KR101348680B1 (ko) * | 2013-01-09 | 2014-01-09 | 국방과학연구소 | 영상추적기를 위한 표적포착방법 및 이를 이용한 표적포착장치 |
AU2014248758B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-04-12 | Stryker Corporation | System for establishing virtual constraint boundaries |
JP6442472B2 (ja) | 2013-03-13 | 2018-12-19 | ストライカー・コーポレイション | 外科処置に備えて手術室内で複数の対象物を手配するためのシステム |
JP5957409B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-07-27 | 富士フイルム株式会社 | 領域抽出装置および方法並びにプログラム |
WO2014168350A1 (ko) | 2013-04-10 | 2014-10-16 | 재단법인 아산사회복지재단 | 폐동맥과 폐정맥을 구분하는 방법 및 이를 이용한 혈관의 정량화 방법 |
KR101851221B1 (ko) | 2013-07-05 | 2018-04-25 | 삼성전자주식회사 | 초음파 영상 장치 및 그 제어 방법 |
CN104778743B (zh) * | 2013-10-30 | 2018-04-17 | 宏达国际电子股份有限公司 | 用于产生三维景象的装置及由电脑执行的产生三维景象的方法 |
JP5844438B2 (ja) * | 2014-07-25 | 2016-01-20 | 富士設計株式会社 | 三次元測定対象物の形態調査方法 |
US10242488B1 (en) * | 2015-03-02 | 2019-03-26 | Kentucky Imaging Technologies, LLC | One-sided transparency: a novel visualization for tubular objects |
US9892506B2 (en) * | 2015-05-28 | 2018-02-13 | The Florida International University Board Of Trustees | Systems and methods for shape analysis using landmark-driven quasiconformal mapping |
US9672747B2 (en) | 2015-06-15 | 2017-06-06 | WxOps, Inc. | Common operating environment for aircraft operations |
US20170084036A1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Registration of video camera with medical imaging |
CA3009787A1 (en) | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Stryker Corporation | System and methods for performing surgery on a patient at a target site defined by a virtual object |
JP6639935B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2020-02-05 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 画像処理装置およびmri装置 |
US10418705B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-09-17 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
US10638952B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-05-05 | Covidien Lp | Methods, systems, and computer-readable media for calibrating an electromagnetic navigation system |
US10751126B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-08-25 | Covidien Lp | System and method for generating a map for electromagnetic navigation |
US10517505B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-12-31 | Covidien Lp | Systems, methods, and computer-readable media for optimizing an electromagnetic navigation system |
US10446931B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-10-15 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
US10792106B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-10-06 | Covidien Lp | System for calibrating an electromagnetic navigation system |
US10722311B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-07-28 | Covidien Lp | System and method for identifying a location and/or an orientation of an electromagnetic sensor based on a map |
US10615500B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-04-07 | Covidien Lp | System and method for designing electromagnetic navigation antenna assemblies |
WO2018112025A1 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Mako Surgical Corp. | Techniques for modifying tool operation in a surgical robotic system based on comparing actual and commanded states of the tool relative to a surgical site |
DE102017203248B3 (de) * | 2017-02-28 | 2018-03-22 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer Biopsieposition, Verfahren zum Optimieren eines Positionsbestimmungsalgorithmus, Positionsbestimmungseinheit, bildgebende medizinische Vorrichtung, Computerprogrammprodukte und computerlesbare Speichermedien |
KR101930905B1 (ko) | 2017-02-28 | 2018-12-19 | 메디컬아이피 주식회사 | 의료영상의 영역 분리 방법 및 그 장치 |
TWI632893B (zh) | 2017-05-16 | 2018-08-21 | 國立陽明大學 | 偵測與分析消化道黏膜組織之方法及系統 |
US10025950B1 (en) * | 2017-09-17 | 2018-07-17 | Everalbum, Inc | Systems and methods for image recognition |
IL294778B2 (en) | 2017-10-06 | 2023-10-01 | Advanced Scanners Inc | Creation of one or more edges of light intensity to create three-dimensional models of objects |
US10426424B2 (en) | 2017-11-21 | 2019-10-01 | General Electric Company | System and method for generating and performing imaging protocol simulations |
JP7084193B2 (ja) * | 2018-04-10 | 2022-06-14 | ザイオソフト株式会社 | 医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラム |
JP7131080B2 (ja) * | 2018-05-28 | 2022-09-06 | 大日本印刷株式会社 | ボリュームレンダリング装置 |
US10813612B2 (en) | 2019-01-25 | 2020-10-27 | Cleerly, Inc. | Systems and method of characterizing high risk plaques |
US10849696B2 (en) | 2019-03-01 | 2020-12-01 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Map of body cavity |
WO2020254845A1 (en) | 2019-04-02 | 2020-12-24 | Autoid Polska S.A. | System for analysis and compression of video results of an endoscopic examination |
US11969280B2 (en) | 2020-01-07 | 2024-04-30 | Cleerly, Inc. | Systems, methods, and devices for medical image analysis, diagnosis, risk stratification, decision making and/or disease tracking |
CA3162872A1 (en) | 2020-01-07 | 2021-07-15 | James K. MIN | Systems, methods, and devices for medical image analysis, diagnosis, risk stratification, decision making and/or disease tracking |
US20220392065A1 (en) | 2020-01-07 | 2022-12-08 | Cleerly, Inc. | Systems, methods, and devices for medical image analysis, diagnosis, risk stratification, decision making and/or disease tracking |
CN111821021B (zh) * | 2020-06-19 | 2021-10-26 | 湖州市中心医院 | 一种基于人工智能的肠镜最优路径计算方法和系统 |
EP4036865A1 (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-03 | Siemens Healthcare GmbH | Method, device and system for visualizing colon |
US20230289963A1 (en) | 2022-03-10 | 2023-09-14 | Cleerly, Inc. | Systems, devices, and methods for non-invasive image-based plaque analysis and risk determination |
Family Cites Families (63)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK273280A (da) * | 1979-06-28 | 1980-12-29 | Schering Ag | Trijoderede 5-aminoisophthalsyrederivater |
US4391280A (en) * | 1980-04-04 | 1983-07-05 | Miller Roscoe E | Enema apparata improvements relating to double contrast studies |
US4630203A (en) * | 1983-12-27 | 1986-12-16 | Thomas Szirtes | Contour radiography: a system for determining 3-dimensional contours of an object from its 2-dimensional images |
US4737921A (en) | 1985-06-03 | 1988-04-12 | Dynamic Digital Displays, Inc. | Three dimensional medical image display system |
US4729098A (en) | 1985-06-05 | 1988-03-01 | General Electric Company | System and method employing nonlinear interpolation for the display of surface structures contained within the interior region of a solid body |
US4710876A (en) | 1985-06-05 | 1987-12-01 | General Electric Company | System and method for the display of surface structures contained within the interior region of a solid body |
US4719585A (en) * | 1985-08-28 | 1988-01-12 | General Electric Company | Dividing cubes system and method for the display of surface structures contained within the interior region of a solid body |
DE3611018C1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-06-19 | Wiest Peter P | Vorrichtung zum Insufflieren von Gas |
US4751643A (en) | 1986-08-04 | 1988-06-14 | General Electric Company | Method and apparatus for determining connected substructures within a body |
US4791567A (en) | 1986-09-15 | 1988-12-13 | General Electric Company | Three dimensional connectivity system employing an equivalence schema for determining connected substructures within a body |
US4879668A (en) | 1986-12-19 | 1989-11-07 | General Electric Company | Method of displaying internal surfaces of three-dimensional medical images |
US4823129A (en) * | 1987-02-24 | 1989-04-18 | Bison Instruments, Inc. | Analog-to-digital converter |
FR2613509B1 (fr) | 1987-04-03 | 1989-06-09 | Thomson Cgr | Procede de calcul et de representation d'images de vues d'un objet |
FR2614163B1 (fr) * | 1987-04-17 | 1989-06-09 | Thomson Cgr | Procede de representation d'images de vues d'un objet |
US4831528A (en) * | 1987-11-09 | 1989-05-16 | General Electric Company | Apparatus and method for improvement of 3D images derived from tomographic data |
US5170347A (en) * | 1987-11-27 | 1992-12-08 | Picker International, Inc. | System to reformat images for three-dimensional display using unique spatial encoding and non-planar bisectioning |
US5038302A (en) | 1988-07-26 | 1991-08-06 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method of converting continuous three-dimensional geometrical representations into discrete three-dimensional voxel-based representations within a three-dimensional voxel-based system |
US5023072A (en) | 1988-08-10 | 1991-06-11 | University Of New Mexico | Paramagnetic/superparamagnetic/ferromagnetic sucrose sulfate compositions for magnetic resonance imaging of the gastrointestinal tract |
US4993415A (en) * | 1988-08-19 | 1991-02-19 | Alliance Pharmaceutical Corp. | Magnetic resonance imaging with perfluorocarbon hydrides |
US4987554A (en) | 1988-08-24 | 1991-01-22 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method of converting continuous three-dimensional geometrical representations of polygonal objects into discrete three-dimensional voxel-based representations thereof within a three-dimensional voxel-based system |
FR2636752B1 (fr) | 1988-09-16 | 1990-10-26 | Gen Electric Cgr | Procede et systeme de correction des defauts d'images d'un scanner dus aux deplacements de ce dernier |
US4984157A (en) | 1988-09-21 | 1991-01-08 | General Electric Company | System and method for displaying oblique planar cross sections of a solid body using tri-linear interpolation to determine pixel position dataes |
US4985856A (en) | 1988-11-10 | 1991-01-15 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for storing, accessing, and processing voxel-based data |
US4985834A (en) * | 1988-11-22 | 1991-01-15 | General Electric Company | System and method employing pipelined parallel circuit architecture for displaying surface structures of the interior region of a solid body |
US5101475A (en) | 1989-04-17 | 1992-03-31 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for generating arbitrary projections of three-dimensional voxel-based data |
FR2648304B1 (fr) * | 1989-06-12 | 1991-08-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede de determination d'un espace a partir d'un espace discret connu pour la reconstruction d'images bi ou tridimensionnelles, dispositif de mise en oeuvre et application du procede |
JP2714164B2 (ja) | 1989-07-31 | 1998-02-16 | 株式会社東芝 | 三次元画像表示装置 |
US5006109A (en) | 1989-09-12 | 1991-04-09 | Donald D. Douglas | Method and device for controlling pressure, volumetric flow rate and temperature during gas insuffication procedures |
US5187658A (en) | 1990-01-17 | 1993-02-16 | General Electric Company | System and method for segmenting internal structures contained within the interior region of a solid object |
US5086401A (en) | 1990-05-11 | 1992-02-04 | International Business Machines Corporation | Image-directed robotic system for precise robotic surgery including redundant consistency checking |
US5047772A (en) | 1990-06-04 | 1991-09-10 | General Electric Company | Digital error correction system for subranging analog-to-digital converters |
US5127037A (en) | 1990-08-15 | 1992-06-30 | Bynum David K | Apparatus for forming a three-dimensional reproduction of an object from laminations |
US5204625A (en) * | 1990-12-20 | 1993-04-20 | General Electric Company | Segmentation of stationary and vascular surfaces in magnetic resonance imaging |
US5270926A (en) | 1990-12-21 | 1993-12-14 | General Electric Company | Method and apparatus for reconstructing a three-dimensional computerized tomography (CT) image of an object from incomplete cone beam projection data |
US5166876A (en) * | 1991-01-16 | 1992-11-24 | General Electric Company | System and method for detecting internal structures contained within the interior region of a solid object |
DE4117117A1 (de) | 1991-05-25 | 1992-11-26 | Hoehne Karl Heinz Prof Dr | Dreidimensionale darstellung von raeumlichen strukturen |
US5345490A (en) * | 1991-06-28 | 1994-09-06 | General Electric Company | Method and apparatus for converting computed tomography (CT) data into finite element models |
US5261404A (en) | 1991-07-08 | 1993-11-16 | Mick Peter R | Three-dimensional mammal anatomy imaging system and method |
US5283837A (en) * | 1991-08-27 | 1994-02-01 | Picker International, Inc. | Accurate estimation of surface normals in 3-D data sets |
US5371778A (en) * | 1991-11-29 | 1994-12-06 | Picker International, Inc. | Concurrent display and adjustment of 3D projection, coronal slice, sagittal slice, and transverse slice images |
US5734384A (en) | 1991-11-29 | 1998-03-31 | Picker International, Inc. | Cross-referenced sectioning and reprojection of diagnostic image volumes |
US5442733A (en) | 1992-03-20 | 1995-08-15 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for generating realistic images using a discrete representation |
US5295488A (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-22 | General Electric Company | Method and apparatus for projecting diagnostic images from volumed diagnostic data |
US5322070A (en) * | 1992-08-21 | 1994-06-21 | E-Z-Em, Inc. | Barium enema insufflation system |
US5361763A (en) | 1993-03-02 | 1994-11-08 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method for segmenting features in an image |
US5365927A (en) * | 1993-11-02 | 1994-11-22 | General Electric Company | Magnetic resonance imaging system with pointing device |
JP3483929B2 (ja) | 1994-04-05 | 2004-01-06 | 株式会社日立製作所 | 3次元画像生成方法 |
US5458111A (en) | 1994-09-06 | 1995-10-17 | William C. Bond | Computed tomographic colonoscopy |
US5920319A (en) * | 1994-10-27 | 1999-07-06 | Wake Forest University | Automatic analysis in virtual endoscopy |
US5782762A (en) | 1994-10-27 | 1998-07-21 | Wake Forest University | Method and system for producing interactive, three-dimensional renderings of selected body organs having hollow lumens to enable simulated movement through the lumen |
US5611025A (en) | 1994-11-23 | 1997-03-11 | General Electric Company | Virtual internal cavity inspection system |
US5699799A (en) | 1996-03-26 | 1997-12-23 | Siemens Corporate Research, Inc. | Automatic determination of the curved axis of a 3-D tube-shaped object in image volume |
US6331116B1 (en) | 1996-09-16 | 2001-12-18 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
US6343936B1 (en) | 1996-09-16 | 2002-02-05 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual examination, navigation and visualization |
US5971767A (en) | 1996-09-16 | 1999-10-26 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual examination |
US5986662A (en) | 1996-10-16 | 1999-11-16 | Vital Images, Inc. | Advanced diagnostic viewer employing automated protocol selection for volume-rendered imaging |
US6130671A (en) * | 1997-11-26 | 2000-10-10 | Vital Images, Inc. | Volume rendering lighting using dot product methodology |
US6369812B1 (en) * | 1997-11-26 | 2002-04-09 | Philips Medical Systems, (Cleveland), Inc. | Inter-active viewing system for generating virtual endoscopy studies of medical diagnostic data with a continuous sequence of spherical panoramic views and viewing the studies over networks |
US6556210B1 (en) * | 1998-05-29 | 2003-04-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing method and apparatus therefor |
US6084407A (en) * | 1998-09-10 | 2000-07-04 | Pheno Imaging, Inc. | System for measuring tissue size and marbling in an animal |
US6771262B2 (en) * | 1998-11-25 | 2004-08-03 | Siemens Corporate Research, Inc. | System and method for volume rendering-based segmentation |
US6317137B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-11-13 | Silicon Graphics, Inc. | Multi-threaded texture modulation for axis-aligned volume rendering |
US6603877B1 (en) * | 1999-06-01 | 2003-08-05 | Beltronics, Inc. | Method of and apparatus for optical imaging inspection of multi-material objects and the like |
-
1999
- 1999-06-29 US US09/343,012 patent/US6331116B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-17 AU AU39018/00A patent/AU3901800A/en not_active Abandoned
- 2000-03-17 CN CNB008076383A patent/CN1248167C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-17 EP EP00918154.6A patent/EP1173830B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 CA CA2368390A patent/CA2368390C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 JP JP2000605971A patent/JP4435430B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-17 KR KR1020017011901A patent/KR100701235B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 WO PCT/US2000/007352 patent/WO2000055814A2/en active IP Right Grant
- 2000-03-17 BR BR0009098-0A patent/BR0009098A/pt not_active Application Discontinuation
- 2000-03-17 IL IL14551600A patent/IL145516A0/xx active IP Right Grant
-
2001
- 2001-09-18 IS IS6079A patent/IS6079A/is unknown
- 2001-10-10 US US09/974,548 patent/US7148887B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-10 US US09/974,569 patent/US6514082B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6514082B2 (en) | 2003-02-04 |
EP1173830B1 (en) | 2013-05-08 |
IL145516A0 (en) | 2002-06-30 |
EP1173830A2 (en) | 2002-01-23 |
AU3901800A (en) | 2000-10-04 |
CN1352781A (zh) | 2002-06-05 |
CA2368390C (en) | 2010-07-27 |
US6331116B1 (en) | 2001-12-18 |
BR0009098A (pt) | 2002-05-28 |
CA2368390A1 (en) | 2000-09-21 |
IS6079A (is) | 2001-09-18 |
WO2000055814A2 (en) | 2000-09-21 |
KR100701235B1 (ko) | 2007-03-29 |
US20020045153A1 (en) | 2002-04-18 |
CN1248167C (zh) | 2006-03-29 |
KR20010113840A (ko) | 2001-12-28 |
JP2002539568A (ja) | 2002-11-19 |
WO2000055814A3 (en) | 2001-06-28 |
US20020039400A1 (en) | 2002-04-04 |
US7148887B2 (en) | 2006-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4435430B2 (ja) | 3次元仮想細分化および検査を実施するシステムおよび方法 | |
KR100790536B1 (ko) | 가상 결장 내강을 통한 이동 경로를 생성하는 방법 | |
US7194117B2 (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual examination of objects, such as internal organs | |
US7477768B2 (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual examination of objects, such as internal organs | |
US5971767A (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual examination | |
EP1133257A1 (en) | Virtual endoscopy with improved image segmentation and lesion detection | |
WO2000032106A1 (en) | Virtual endoscopy with improved image segmentation and lesion detection | |
IL178768A (en) | System and method for optical mapping of texture properties from at least one optical image to a monochromatic array of information | |
MXPA01009388A (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination | |
MXPA01009387A (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual examination, navigation and visualization | |
CHENCHEN | Virtual colon unfolding for polyp detection | |
Hong | Computer aided diagnosis for virtual endoscopy | |
MXPA99002340A (en) | System and method for performing a three-dimensional virtual examination |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070205 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090324 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090622 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090804 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091201 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4435430 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |