JP5337472B2 - 医用三次元画像における切断面画像の表示方法、医用三次元画像の表示装置および医用画像表示プログラム - Google Patents

Description

この発明は、医用三次元画像における切断面画像の表示方法、医用三次元画像を表示するための表示装置およびその表示プログラムに関する。

近年のコンピュータ技術の発達により、ＣＴ、ＭＲＩ等で撮影された多断層画像から三次元画像を構築する技術が公知である。また、構築された三次元画像の、任意の箇所の切断面画像を作成することも可能となっている。たとえば、オブリーク（oblique）と言われる機能を使って、三次元画像上で任意の向きの切断面を作成する医用画像処理システムが知られている。

また、特許文献１には、医用画像処理において、臨床上必要な切断面を表示することのできる画像処理装置、方法および画像処理プログラムが開示されている。
特許第３７１７５０５号

多断層画像に基づいて構築された医用三次元画像を用いて医療診断等を行う場合には、解剖学的な特徴点（ランドマーク）に基づいて切断面の位置を特定して表示することが不可欠である。そして、たとえば歯科および口腔外科の分野においては、歯列の並びを正確に把握し、インプラント植立位置を決定したり、歯列の矯正治療を行う上で、切断面画像が非常に有益である。

しかし、従来の切断面画像は、三次元画像の解剖学的な特徴点（ランドマーク）等に基づくものではないことが多かった。また、特許文献1では、ランドマークに基づく断面が得られるが、より、操作性のよい切断面の表示方法が望まれていた。
この発明は、このような背景のもとになされたものであり、三次元的に位置決めされた任意の切断面を表示できる、使い勝手の良い、臨床上の画像診断に有効活用可能な切断面画像の表示方法、医用三次元画像の表示装置および医用画像表示プログラムを提供することを主たる目的とする。

請求項１記載の発明は、三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、表示された三次元画像の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させるステップと、基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させるステップと、基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させるステップと、基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画するステップと、基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に表示させるステップと、上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像として表示させるステップと、特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。

請求項２記載の発明は、三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、表示された三次元画像の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定するステップと、基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画もしくは設定するステップと、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像を表示させるステップと、特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。

請求項３記載の発明は、前記基準面を設定するステップに代えて、表示された三次元画像において、任意のランドマークを通り、上下に延びるＺ軸を設定するステップを有し、前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップは、前記Ｚ軸に直交する面を切断面として切断面像を形成することを含む、請求項２記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。

請求項４記載の発明は、前記基準アーチラインを描画するための切断面像を、基準アーチラインの描画に先立ち、上下、左右、前後方向に調整する切断面調整ステップを含む、請求項２または３記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。
請求項５記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、前記切断線は、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。

請求項６記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、前記切断線は、水平ラインに対して、その交差角が変更可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。
請求項７記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度が演算されて、各歯を縦断する切断線が自動的に描画されることを特徴とする、請求項１記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法である。

請求項８記載の発明は、医用三次元画像の表示装置であって、画像を表示するための表示器と、前記表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる手段と、前記表示された三次元画像において、少なくとも３点が特定されることにより、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる手段と、前記基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる手段と、前記基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる手段と、前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させる手段と、前記切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインの描画を受け付ける手段と、前記基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる手段と、上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる手段と、前記特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける手段と、前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる手段と、を含むことを特徴とする、医用三次元画像の表示装置である。

請求項９記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、前記切断線を、前記水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける手段と、を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置である。
請求項１０記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、前記切断線を、前記水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける手段と、を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置である。

請求項１１記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して、各歯を縦断する切断線を自動的に描画する手段と、を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置である。

請求項１２記載の発明は、三次元的に切断面の位置を決定して表示する医用画像表示プログラムであって、表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる処理と、表示された三次元画像上の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる処理と、基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる処理と、基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる処理と、基準面に沿って切断した切断面像を表示させ、切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインが描画されるのを受け付ける処理と、前記受け付けた基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる処理と、上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる処理と、特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける処理と、前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる処理と、を含むことを特徴とする、医用画像処理プログラムである。

請求項１３記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、前記切断線を、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける処理と、を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラムである。
請求項１４記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、前記切断線を、水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける処理と、を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラムである。

請求項１５記載の発明は、前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して各歯を縦断する切断線を自動的に描画する処理と、を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラムである。

請求項１〜４、８、１２記載の発明によれば、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な向きで、見たい歯の歯軸に沿ったターゲット切断面（ターゲット切断面像）を表示させることができ、臨床上使い勝手が良く、かつ診断に有効に寄与できる。
請求項５、９、１３記載の発明によれば、切断線を水平ラインに沿って水平方向に平行移動させられるので、見たい歯の歯軸に沿った切断面に加え、その歯と隣接する領域における顎骨や歯の状態等を切断面として表示させることができ、より的確な診断や治療に役立てることができる。

請求項６、１０、１４記載の発明によれば、切断線の角度を水平ラインに対して変更できるので、たとえば見たい歯に隣接する歯の歯軸に沿った切断面（ターゲット切断面像）を容易に表示させることができ、医療現場における使い勝手が向上する。
請求項７、１１、１５記載の発明によれば、いわゆるパノラマ画像様に表示された口腔部位三次元画像において、各歯の歯軸方向の切断面を自動的に表示させることができ、きわめて使い勝手が良く、診断効率の向上が図れる。

ところで、歯科用ＣＴ撮影装置では、撮影時に予め撮影範囲を必要な領域のみに限局して、撮影する場合がある。請求項２記載の発明では、このように撮影時にパノラマ様表示領域を指定撮影した撮影データを画像処理する場合などに、上下方向、左右方向の領域の設定を省略し、操作を簡単にすることができる。
また、従来の歯科パノラマ撮影時のように患者を位置決めして撮影したＣＴ撮影データにおいて、従来、撮影時のＸＹ平面が切断面向きと設定される。請求項３記載の発明は、このようなデータを画像処理する上で、このＸＹ平面の傾斜、すなわちＺ軸の向きを調整し、所望の切断向きを断面に水平に合わせることで、切断面向きを調整することができる。

また、請求項４記載の発明は、三次元画像上で基準アーチラインを設定する切断面の位置、向きを表示させ、その表示させた切断面を前後、左右、上下の直交する各視点方向から傾斜、位置を調整することで、三次元立体画像における切断面の位置を適正に調整、決定し、決定した位置を以後、切断面の向きを決定する基準面として設定することができる。これにより、画面の水平、垂直方向に関係なく、切断面の位置、向きを立体像と関連付けて設定することが容易となる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る医用三次元画像の表示装置の概略構成を示すブロック図である。表示装置には、中枢であるマイクロコンピュータ１が備えられており、マイクロコンピュータ１には、メモリ２、操作部３、表示器４およびプリンタ５が接続されている。メモリ２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等で構成することができる。メモリ２には、着脱自在なメモリ媒体６が装着できてもよい。操作部６はデータやコマンドを入力するためのもので、キーボードやタッチパネル式入力装置等で構成することができる。操作部３にはマウスが備えられていてもよい。

表示器４は、この発明の特徴となる画像データ、特に切断面画像を表示するためのものである。プリンタ５は、表示器４に表示される画像を必要に応じてプリントアウトするためのものである。なお、プリンタ５は省略された構成としてもよい。
この発明に係る医用三次元画像における切断面画像の表示方法は、図１に示す表示装置を用いて実現される。また、この発明に係る医用三次元画像における切断面画像の表示方法を実現するために、図１に示す表示装置にこの発明に係る医用画像表示プログラムがインストールされる。そして、表示装置、特にマイクロコンピュータ１がそのインストールされた医用画像表示プログラムに従って表示処理動作が行われる。

次に、表示器４に表示される画像の表示内容を、一実施形態に係る切断面画像の表示方法に基づいて具体的に説明をする。
図２は、表示器４に表示された歯列を含む頭蓋骨格の医用三次元画像の表示例を示す図である。かかる三次元画像において、まず、第１の視点向きを決める面としての基準面を設定する。ここでは、基準面を咬合平面とし、咬合面を構成する上下前歯中点１１を、基準面設定のための第１の点として設定する。中点１１を設定する際に、必要があれば、図２において右側の小さなウィンドウ内に示すように、中点１１を通る頭蓋骨格の縦断面を表示させ、中点１１の設定位置がずれていないことを確認するようにしてもよい。

次に、図３に示すように、左側上下第１大臼歯中点１２を、基準面設定のための第２の点として設定する。この場合も、必要があれば、当該中点１２を通る縦断面を、別ウィンドウとして表示させ、左側上下第１大臼歯中点１２の位置を確認するようにしてもよい。
図４に示すように、さらに、基準面を設定するための第３点として、右側上下第１臼歯中点１３を設定する。この右側上下第１臼歯中点１３の設定時にも、その断面図を別ウィンドウで表示し、位置確認をするようにしてもよい。

以上のようにして設定された３点１１、１２、１３を通る平面が、切断面設定の第１の向きを定義するための基準面となる。
この基準面は、図５Ａ、Ｂに示すように、三次元画像上に重ねて表示された場合は、基準ライン１４により表わされる。
この実施形態では、基準面（図５において基準ライン１４により表示された面）上で歯列に沿った基準アーチライン１５を描画し（図５Ｃ参照）、この基準アーチライン１５に対して垂直な視点で見た任意の切断面画像を表示して、歯科、口腔外科の治療等における診断、シミュレーションのための有益な断面像を提供する。

図６Ａ、Ｂは、垂直的表示域（垂直方向の表示範囲）を定めるための上限ライン１６および下限ライン１７の設定を説明するための図である。基準面が設定され、その基準面が三次元画像上に基準ライン１４として表示される。そして、この基準ライン１４に加えて、基準ライン１４の上方へ任意の距離離れた位置を指定することにより、その位置において、基準ライン１４と平行な上限ライン１６が表示される。上限ライン１６は、基準ライン１４により表わされる基準面と平行な平面であって、後述する三次元画像および断面画像における垂直的表示域の上限を規定するためのラインである。

同様に、基準ライン１４から下方へ任意の距離離れた位置が指定されると、その位置において、基準ライン１４と平行な下限ライン１７が表示される。下限ライン１７は、基準面と平行な平面であって、垂直的な表示位置の下限として設定される下限面を表わすものである。なお、位置の指定をマニュアルで行うことを省略し、自動的に上限ライン１６および下限ライン１７が表示される構成としてもよい。

図６Ａ、Ｂに示されるように、上限ライン１６および下限ライン１７は、垂直に、上下方向に変位させることができる。そして、上限ライン１６および下限ライン１７の位置を決めることにより、この上限ライン１６および下限ライン１７間に存在する三次元画像が、垂直方向の表示範囲内の画像として設定される。
図７Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、垂直的な表示領域に加えて、水平的な表示領域を設定するための処理を示す表示図である。水平的な表示領域は、基準アーチライン１５を囲むアウトアーチライン１８およびインアーチライン１９により設定される。アウトアーチライン１８は基準アーチライン１５の外側を囲み、基準アーチライン１５に平行なラインである。インアーチライン１９は基準アーチライン１５の内側を囲み、基準アーチライン１５に平行なラインである。アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９の間の領域が、水平的表示域（水平方向の表示範囲）であって、切断面の切断方向に沿った幅（厚み）を表わしている。このアウトアーチライン１８およびインアーチライン１９と基準アーチライン１５との距離は、調整することができる。

アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９の設定に先立ち、基準アーチライン１５を描画する必要がある。基準アーチライン１５の描画では、まず、基準ライン１４（基準面）に沿って切断した切断面画像が表示される（図７における右側Ｂ、Ｄの断面図参照）。なお、この断面図は、基準面に平行に上下方向に移動させ、基準面に平行な任意の断面を表示させることができる。

基準面に沿って切断した切断面像が表示されると、図８Ａ、Ｂに示すように、たとえば５つの点１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを指定することにより、切断面像上に歯列に沿った基準アーチライン１５を描画することができる。つまり、指定された複数個の点をつなぐように、ラインが自動的に描かれる。基準アーチライン１５は、指定点１５ａ〜１５ｅの位置を変えることにより、そのラインの長さを変化させたり、調整したりすることができる。そして、たとえば、基準アーチライン１５を後方に延長することで、第３大臼歯や顎関節部の領域までも表示領域に設定することが可能となる。

また、図９Ａ、Ｂに示すように、基準アーチライン１５は、指定点１５ａ〜１５ｅの位置を変えることにより、アーチ形状（湾曲形状）を調整することができる。そして基準アーチライン１５の形状を調整することにより、後述する切断線の切断方向が調整される。この調整では、通常、各歯を真横から見る方向に切断向きが来るように、基準アーチライン１５を調整する。

基準アーチライン１５が描画されると、アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９は自動的に設定されて表示される。そして、図１０Ａ、Ｂに示すように、基準アーチライン１５とアウトアーチライン１８との距離（間隔）および基準アーチライン１５とインアーチライン１９との距離（間隔）は、ユーザが手動により変更することができる。そしてこれにより切断面の切断方向に沿った幅（厚み）が調整される。

つまり、アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９で囲まれた領域が、水平的な表示領域となる。この水平的な表示領域は、後述するように、歯科分野で多用されているパノラマＸ線写真様に表示する際の、表示の厚みとなる。
図１１は、上限ライン１６、下限ライン１７、アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９で囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面（基準ライン１４）に平行な視点方向で、かつ、基準アーチライン１５に直角な視点方向で見た歯列の三次元画像の表示例である。（図１１Ａ）
図１１Ａの三次元画像は、いわゆるパノラマ画像様の三次元画像である。この三次元画像は、基準面に垂直で、かつ、基準アーチライン１５に垂直な向きの画像である。この向きを特定表示向きと定義することとし、図１１Ａの三次元画像を、特定表示向きの三次元画像と称する。

特定表示向きの三次元画像は、上述した上限ライン１６、下限ライン１７で制限された垂直的表示域の表示であり、かつ、その厚み（紙面に直交方向の奥行き）は、アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９で制限された水平的表示域内の画像（断面の厚み）となっている。
図１１Ａに示すパノラマ画像様の特定表示向き三次元画像は、第１の向きを決めるための基準面に垂直で、かつ、その基準面上で設定した基準アーチラインに垂直な向きで表示されている。

図１２に示すように、この実施形態では、特定表示向き三次元画像において、たとえば見たい歯の歯軸に沿って、任意に傾斜断面を作成することができる。
より具体的には、特定表示向き三次元画像において、点２０ａおよび点２０ｂを指定することにより、線分２０を描画することができる。この線分２０が切断線となり、当該切断線２０に垂直で、かつ、基準アーチライン１５にも垂直な切断面が表示される。

図１３に示すように、特定表示向き三次元画像には、切断線２０と交差する水平ライン２１が表示されてもよい。この場合、切断線２０は、水平ライン２１との交点２１ａを特定してその交点２１ａを左右に移動させることにより、線分（切断線）２０が水平ライン２１に沿って水平方向に平行移動可能になっている。
また、図１４に示すように、切断線２０は、水平ライン２１に対してその交差角を変化させることができる。

この交差角の変更、すなわち切断線２０の傾斜角の調整は、切断線２０の両端の点２０ａ、２０ｂを移動させることにより行うことができる。また、切断線２０の平行移動は、交点２１ａを移動させることにより行うことができる。
その結果、特定表示向き三次元画像、すなわち第１の向きを定義する基準面に対して垂直な視点方向である第２の視点方向（特定表示向き）で表わされたパノラマ画像様の三次元画像において、直接、切断面を作成することができるのである。そして、その切断面は、特定表示向き三次元画像において、任意の位置に、任意の傾斜角度で設定することができる。

このようにして設定された切断線２０に沿った切断面は、図１２、１３、１４において、それぞれ左下に表わされた図となる。
なお、図１２、１３、１４の右下の図は、水平ライン２１における太線部分の横断面を示している。
さらに、図１５に示すように、特定表示向き三次元画像において、基準ライン１４（基準面）を上下移動することにより、切断面表示エリアを調整することができる。つまり、切断線２０はそのままにし、基準ライン１４を上下動させることにより、切断線２０で切断された断面の位置を上下に平行移動させることができる。

さらに、図１６に示すように、基準ライン１４（基準面）の位置を調整することで、上下の歯列の噛み合わせ状態を観察することができる。
次に、歯列の軸方向断面を、自動的に表示する仕方について説明をする。
図１７に示すように、特定表示向き三次元画像において、まず、右上大臼歯の歯軸に切断面２０Ｒが設定され、記録される。

次に、図１８に示すように、左上大臼歯の歯軸に合わせて切断面２０Ｌを設定し、記録する。
左右の各大臼歯の傾斜向きは、左右ほぼ対称であるため、図１９に示すように、左奥歯から、順に連続断面を作成し、表示させることができる。すなわち、表示の際には、左大臼歯の傾斜から、右大臼歯の傾斜に順次移行するように演算設定することで、左大臼歯から右大臼歯に連続した断面を作成する際に、予め設定した切断面傾斜に基づき、調整され、常に適正な向きで断面が作成、表示される。

すなわち、図２０、図２１、図２２、図２３と順次切断線が移動され、その切断線の切断面が左下方に表示される。
下顎に植立された下歯列についても、同様に断面を連続的に自動表示させることができる。
下顎の歯列は、上顎の歯列の傾斜と多少異なるので、下顎についても、図２４に示すように、まず、左側臼歯の歯軸に沿った切断線２２Ｌが設定され、また右臼歯の切断線２２Ｒが設定される。そして右から左に向かう傾斜が水平ライン２３に沿って、図２５、図２６に示すように順次切断線が移動され、その傾斜角度が順に変化されることにより、下顎歯列の切断面を自動的に順次表示させることができる。

図２７は、図４に示すマイクロコンピュータ１により実行されるこの発明の一実施形態に係る画像の表示制御処理の内容を示すフローチャートである。
図２７の流れに従って説明する。まず、マイクロコンピュータ１は三次元画像を構築する（ステップＳ１）。三次元画像は、メモリ２等に記憶されている多断層画像データに基づいて構築される。構築された三次元画像は、表示器４に表示される（ステップＳ２）。表示器４に表示された三次元画像は、必要に応じて視点方向を変えるように移動させたり、回転させたりできる。三次元画像を見ながら、操作部３を操作することにより、基準面の設定が行われる（ステップＳ３）。基準面が設定されると、図５、６で説明したように、垂直的表示域の設定がされる（ステップＳ４）。垂直的表示域の設定では、基準ライン１４として表示された基準面の上下に、上限ライン１６および下限ライン１７が設定され、それが表示される。

次いで、水平的表示位置の設定がされる（ステップＳ５）。水平的表示域の設定の詳細については、後に説明をする。
そして、設定された垂直的表示域および水平的表示域により限定された関心表示領域の画像が、パノラマ画像様に表示される（ステップＳ６）。このパノラマ画像様の表示は、特定表示向きの三次元画像の表示であり、図１１Ａに示すような表示である。

そして、特定表示向きの三次元画像において、切断線が設定される（ステップＳ７）。切断線が設定されると、その切断線で切断された断面図、すなわち基準面に垂直で、かつ基準アーチラインに垂直な視点で見た断面図が表示される（ステップＳ８）。
図２８は、水平的表示域の設定内容を表わすフローチャートである。水平的表示域の設定では、まず、基準面に沿った切断面画像が表示される（ステップＳ５１）。この画像は、図７、図８、図９、図１０に示されるような画像である。切断面画像を見たユーザが、その切断面とは異なる切断面を望む場合は、基準ライン１４が上下されることにより、切断面の上下調整が行われる（ステップＳ５２）。

そして、切断面画像において、点１５ａ〜１５ｅの指定があったか否かが判別され（ステップＳ５３）、指定された点の数が所定数以上であれば（ステップＳ５４）、指定された点をつなぐように基準アーチラインが自動的に描画される（ステップＳ５５）。
そして指定点の変更があれば（ステップＳ５６）、その変更を反映させるように、基準アーチラインの形状も変更される（ステップＳ５５）。つまり、図９に示すように、基準アーチライン１５が、歯列に沿うような所望のアーチラインとして描画される。

基準アーチライン１４が描画されると、アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９が自動的に描画される（ステップＳ５７）。そして自動描画されたアウトアーチライン１８の調整操作があったり（ステップＳ５８）、自動描画されたインアーチライン１９の調整操作があると（ステップＳ５９）、図１０に示すように、基準アーチライン１５に対してアウトアーチライン１８およびインアーチライン１９の間隔が調整される（ステップＳ５７）。

その後、たとえば所定の時間が経過するとか、操作部３が操作されて、確定する旨の信号が入力されることにより（ステップＳ６０）、水平的表示位置の設定処理はリターンする。
図２９は、切断線の設定処理（ステップＳ７）のより詳細な処理手順を表わすフローチャートである。

図２９を参照して、切断線の設定処理では、まず、点２０ａ、点２０ｂ（図１２参照）の指定があったか否かが判別される（ステップＳ７１）。そして点２０ａ、２０ｂの指定があった時には、点２０ａおよび点２０ｂを一端および他端とする線分２０が描画される（ステップＳ７２）。また、線分２０の描画と共に、線分２０の上下方向中央を通る水平ライン２１が自動的に描画される（ステップＳ７３）。そして線分２０と水平ライン２１との交点が２１ａとして設定される（ステップＳ７４）。

そして、点２０ａまたは点２０ｂの変更があるか否かの判別がされ（ステップＳ７５）、点２０ａまたは点２０ｂの変更があった場合には、線分２０の角度や長さなどが修正されて、修正された線分２０が表示される（ステップＳ７６）。
一方、点２０ａまたは点２０ｂの変更はないが、交点２１ａの変更があったか否かの判別がされる（ステップＳ７７）。交点２１ａの変更とは、交点２１ａにたとえばマウスポインタが位置され、それが水平ライン２１に沿って左右に移動されることである。この交点２１ａの変更に伴い、線分２０が水平ライン２１に沿って平行移動されて表示される（ステップＳ７８）。

なお、図２９では示されていないが、線分２０が表示されると、同時に、図１３等に示されるように、線分２０に沿って切断した切断面が、左下方に表示される（図２７のステップＳ８参照）。
図３０は、複数の歯の軸方向断面の連続表示の処理を表わすフローチャートである。
図３０を参照して、右奥歯の切断線が描画され（ステップＳ２１、図１７の表示参照）、続いて水平ライン２１が自動描画される（ステップＳ２２）。そして左奥歯の切断線が描画される（ステップＳ２３、図１８の表示参照）。

次いで、操作部３が操作され、連続断面処理である旨の信号が入力されると（ステップＳ２４）、右奥歯切断線から左奥歯切断線までの傾きの差を歯数で分配して、各歯の傾きが演算される（ステップＳ２５）。この演算は、予めメモリにストアされた演算データ等に基づいて実行される。そして各歯の切断線が自動的に描画される（ステップＳ２６、図２０〜２３の表示を参照）。

各歯の切断線が自動描画されるのに合わせて、その切断線に基づく断面像も表示される（ステップＳ２７）。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。この発明は、請求項記載の表示方法、表示装置および表示方法を実行するためのプログラムに対して特許権を請求するものである。

この発明の一実施形態に係る医用三次元画像の表示装置の概略構成を示すブロック図である。 頭蓋骨格の医用三次元画像において、基準面を設定するための第１の点を設定する仕方を説明するための図である。 基準面を設定するための第２の点を設定する仕方を説明するための図である。 基準面を設定するための第３の点を設定する仕方を説明するための図である。 基準面上で基準アーチライン１５を描画し、切断面画像の表示領域を設定する仕方を表わす図である。 垂直的表示位置を定める上限ライン１６および下限ライン１７の設定を説明するための図である。 水平的な表示領域を設定するための処理を示す表示図である。 基準アーチライン１５の変更の仕方を説明するための図である。 基準アーチライン１５のアーチ形状の調整を説明するための図である。 アウトアーチライン１８およびインアーチライン１９の調整の仕方を説明するための図である。 パノラマ画像様の三次元画像の表示例を示す図である。 特定表示向き三次元画像における傾斜断面の作成を説明するための図である。 特定表示向き三次元画像における傾斜断面の作成を説明するための図である。 特定表示向き三次元画像における傾斜断面の作成を説明するための図である。 切断線２０で切断された断面の位置を上下に平行移動させることを説明するための図である。 上下の歯列の噛み合わせ状態の観察を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 歯列の軸方向断面を自動的に表示する仕方を説明するための図である。 下顎に植立された下歯列について、断面を連続的に自動表示させる仕方を説明するための図である。 下顎に植立された下歯列について、断面を連続的に自動表示させる仕方を説明するための図である。 下顎に植立された下歯列について、断面を連続的に自動表示させる仕方を説明するための図である。 マイクロコンピュータ１により実行されるこの発明の一実施形態に係る画像の表示制御処理の内容を示すフローチャートである。 水平的表示域の設定内容を表わすフローチャートである。 切断線の設定処理のより詳細な処理手順を表わすフローチャートである。 複数の歯の軸方向断面の連続表示の処理を表わすフローチャートである。

符号の説明

１ マイクロコンピュータ
２ メモリ
３ 操作部
４ 表示器
６ メモリ媒体
１４ 基準ライン
１５ 基準アーチライン
１６ 上限ライン
１７ 下限ライン
１８ アウトアーチライン
１９ インアーチライン
２１ 水平ライン
２２ 切断線

Claims (15)

1. 三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、
   表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、
   表示された三次元画像の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させるステップと、
   基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させるステップと、
   基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置における基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させるステップと、
   基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、
   切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画するステップと、
   基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に表示させるステップと、
   上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像として表示させるステップと、
   特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、
   を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
2. 三次元的に切断面の位置を決定して表示する方法であって、
   表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させるステップと、
   表示された三次元画像の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定するステップと、
   基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップと、
   切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインを描画もしくは設定するステップと、
   基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインに垂直な特定表示向き三次元画像を表示させるステップと、
   特定表示向き三次元画像において、任意の線分を描画すると、その線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させるステップと、
   を含むことを特徴とする、医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
3. 前記基準面を設定するステップに代えて、表示された三次元画像において、任意のランドマークを通り、上下に延びるＺ軸を設定するステップを有し、
   前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させるステップは、前記Ｚ軸に直交する面を切断面として切断面像を形成することを含む、請求項２記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
4. 前記基準アーチラインを描画するための切断面像を、基準アーチラインの描画に先立ち、上下、左右、前後方向に調整する切断面調整ステップを含む、請求項２または３記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
5. 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
   前記切断線は、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
6. 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
   前記切断線は、水平ラインに対して、その交差角が変更可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
7. 前記特定表示向き三次元画像には、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインが表示され、
   前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度が演算されて、各歯を縦断する切断線が自動的に描画されることを特徴とする、請求項１記載の医用三次元画像における切断面画像の表示方法。
8. 医用三次元画像の表示装置であって、
   画像を表示するための表示器と、
   前記表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる手段と、
   前記表示された三次元画像において、少なくとも３点が特定されることにより、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる手段と、
   前記基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる手段と、
   前記基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる手段と、
   前記基準面に沿って切断した切断面像を表示させる手段と、
   前記切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインの描画を受け付ける手段と、
   前記基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる手段と、
   上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる手段と、
   前記特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける手段と、
   前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる手段と、
   を含むことを特徴とする、医用三次元画像の表示装置。
9. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
   前記切断線を、前記水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける手段と、
   を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置。
10. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
    前記切断線を、前記水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける手段と、
    を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置。
11. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、前記基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる手段と、
    前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して、各歯を縦断する切断線を自動的に描画する手段と、
    を含むことを特徴とする、請求項８記載の医用三次元画像の表示装置。
12. 三次元的に切断面の位置を決定して表示する医用画像表示プログラムであって、
    表示器に歯列を含む医用三次元画像を表示させる処理と、
    表示された三次元画像上の少なくとも３点が特定されることによって、その３点を通る平面が咬合平面となるように基準面を設定し、その基準面を三次元画像上に基準ラインにより表示させる処理と、
    基準面から一方側である上方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の上限として設定し、その上限面を三次元画像上に上限ラインにより表示させる処理と、
    基準面から他方側である下方へ任意の距離離れた位置が特定されると、その位置を通り、基準面と平行な平面を垂直的表示域の下限として設定し、その下限面を三次元画像上に下限ラインにより表示させる処理と、
    基準面に沿って切断した切断面像を表示させ、切断面像上に歯列に沿った基準アーチラインが描画されるのを受け付ける処理と、
    前記受け付けた基準アーチラインの外側および内側を囲むように、基準アーチラインの外側および内側に、それぞれ、基準アーチラインと平行に延び、水平的表示域の外延を示すアウトアーチラインおよびインアーチラインを自動的に描画して表示させる処理と、
    上限ライン、下限ライン、アウトアーチラインおよびインアーチラインで囲まれた関心表示領域内の画像を、基準面に平行な視点方向で、かつ、基準アーチラインに直角な視点方向で見た、歯列を含むいわゆるパノラマ画像様の、基準面に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直な特定表示向き三次元画像として表示させる処理と、
    特定表示向き三次元画像において、任意の線分の描画を受け付ける処理と、
    前記受け付けた線分を切断線として、当該切断線に垂直で、かつ、基準アーチラインにも垂直なターゲット切断面を表示させる処理と、
    を含むことを特徴とする、医用画像処理プログラム。
13. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
    前記切断線を、水平ラインに沿って水平方向に平行移動可能に受け付ける処理と、
    を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラム。
14. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
    前記切断線を、水平ラインに対して、その交差角を変更可能に受け付ける処理と、
    を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラム。
15. 前記特定表示向き三次元画像に重ねて、前記切断線と交差する水平ラインであって、基準面に平行な平面を示す水平ラインを表示させる処理と、
    前記切断線として、左奥歯を縦断する切断線が描画され、かつ、右奥歯を縦断する切断線が描画されたことに応答して、左奥歯および右奥歯の間に配列された複数の歯に対し、その傾斜角度を演算して各歯を縦断する切断線を自動的に描画する処理と、
    を含むことを特徴とする、請求項１２記載の医用画像表示プログラム。