JP5665761B2 - 医用三次元画像の表示向き調整装置および調整プログラム - Google Patents
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Description
画像処理装置は、たとえば、パーソナルコンピュータ(PC)等のコンピュータによって実現される。画像処理装置は、CPU、ROM、RAMおよびハードディスク等を備えた制御部1を含んでいる。制御部1には、表示器(モニタ)2、キーボード3、マウス4等が接続されている。制御部1のハードディスクには、たとえば、この発明の一実施形態に係る表示向き調整プログラムが記憶された記憶媒体5等から、当該表示向き調整プログラムがインストールされる。
ランドマークに基づく基準軸Xo、Yo、Zoの設定方法は、例えば、特許文献1(特開平8−131403号公報)に開示されている方法を用いることができる。特許文献1では、原点を左右の耳孔を結ぶ線分の中点、Xo軸を左右眼球中心を通る直線に平行な直線、Yo軸を左右眼球中心を通る直線とZ軸に垂直な直線、Zo軸を左右眼球中心を通り、原点を通る面に垂直な直線、とするルールに従って、基準軸Xo、Yo、Zoが設定される。これにより、基準軸Xoは人体頭部をほぼ左右方向に貫通した直線となり、基準軸Yoは人体頭部をほぼ前後方向に貫通した直線となり、基準軸Zoは人体頭部をほぼ上下方向に貫通した直線となる。
ところで、歯列の正中を顔の正中に合わせる際や、顔の左右対称性を診断、治療する際には、顔の正面向きの設定が重要となる。顔の皮膚上のランドマークを指定することにより、顔の正面向きを設定するのが一般的である。しかし、ランドマークの多くがX線写真上での形態計測用として定義されたものであるため、この二次元的に定義されたランドマークを三次元的に特定する際に誤差が生じたり、例えば顔頬部などのように、形状上、ランドマークを設定できない領域を位置決めに反映することが困難であるなどの問題がある。加えて、CT撮影データの最小構成単位(ボクセル)の一辺の長さは最小でも0.5mm程度であるため、CT撮影データでランドマークを高精度に指定することは不可能である。このため、ランドマークの指定のみによって、顔の正面向きを正確に設定することは困難である。
表示器2の表示画面領域40には、頭部画像(医用三次元画像)を表示するための画像表示領域41と、画像表示領域41の左側に配置されかつ各種操作ボタンが表示される操作領域42とが設けられている。操作領域42には、観察方向を変更するための観察方向変更用操作部50、画像基準軸に対する平行移動または回転を伴う表示向きの変更を行なうための表示向き変更用操作部60、調整終了ボタン70等が設けられている。
制御部1は、例えば、図4(a)に示すように、まず、調整対象の頭部画像11と、頭部画像11の基準軸Xo,Yo,Zoと、頭部画像11の顔の正面向きの調整に参考となる参考画像12とを表示器2の画像表示領域41に表示させる(ステップS1)。調整対象の頭部画像11は、例えば、ハードディスクに記憶されている医用三次元画像データのうちから、ユーザによって選択された医用三次元画像データに基づいて表示される。
この状態において、ユーザは、表示画像の観察方向を変更するために、表示画像全体(頭部画像11、参考画像12および基準軸Xo,Yo,Zo)を、画面表示軸Xd,Yd,Zdを中心として回転移動させるための操作(以下、「観察方向変更操作」という)を行うことが可能である。
また、ユーザは、顔の正面向きを調整するために、ユーザが指定した基準軸(回転移動用指定基準軸)を中心として、頭部画像11のみを回転移動させるための操作(以下、「回転移動による正面向き調整操作」という)を行うことが可能である。さらに、正面向きの調整操作が終了したことを制御部1に通知するための調整終了操作を行なうことが可能である。
前記ステップS2の観察方向変更操作が行なわれたか否かは、観察方向変更ボタン54または55がクリックされたか否かに基づいて判別される。前記ステップS3の平行移動による正面向き調整操作が行なわれたか否かは、平行移動モードを指定するための移動モード指定用ボタン65が指定されている状態において、いずれかの表示向き変更ボタン66〜69がクリックされたか否かに基づいて判別される。前記ステップS4の回転移動による正面向き調整操作が行なわれたか否かは、回転移動モードを指定するための移動モード指定用ボタン64が指定されている状態において、表示向き変更ボタン66または67がクリックされたか否かに基づいて判別される。前記ステップS5の調整終了操作が行なわれたか否かは、調整終了ボタン70がクリックされたか否かに基づいて判別される。
表示器2の画像表示領域41には、例えば、図5(a)に示すような画像が表示されているものとする。ユーザは、参考画像12によって表示されている等高線を参考にして、Zo軸を中心として顔の左右(左右両側の等高線)が対称に現れるように、頭部画像をYo軸を中心として、時計方向または反時計方向に回転させるための指令を入力する。より具体的には、ユーザは、基準軸指定用ボタン62をクリックすることによってYo軸を指定するととともに、移動モード指定用ボタン64によって回転移動モードを指定する。そして、表示向き調整ボタン66または67をクリックする。
表示器2の画像表示領域41には、例えば、図5(a)に示すような画像が表示されているものとする。ユーザは、観察方向を変更させたい場合には、観察方向変更用操作部50内のボタンを操作する。例えば、ユーザが表示軸指定用ボタン51をクリックすることにより画面表示軸Xdを指定した後、第1の観察方向変更ボタン54をクリックしたとする。この場合には、ステップS6では、表示画像全体(頭部画像11、参考画像12および基準軸Xo,Yo,Zo)が画面表示軸Xdを中心として反時計方向に所定量だけ回転移動される。これにより、表示画像は、例えば、図6(a)に示すような画像となる。図6(a)では、基準軸Xoの図示が省略されている。この例では、頭部画像11は、顔の前方斜め下方位置から、顔を見たような画像となる。
次に、Zo軸を中心として頭部画像を回転させることによって、顔の正面向きを調整する場合について説明する。
表示器2の画像表示領域41には、例えば、図8(a)に示すような画像が表示されているものとする。ユーザは、観察方向を変更させたい場合には、観察方向変更用操作部50内のボタンを操作する。例えば、ユーザが表示軸指定用ボタン51をクリックすることにより画面表示軸Xdを指定した後、第1の観察方向変更ボタン54をクリックしたとする。この場合には、ステップS6では、表示画像全体が画面表示軸Xdを中心として反時計方向に所定量だけ回転移動される。これにより、表示画像は、例えば、図9(a)に示すような画像となる。図9(a)では、基準軸Xo,Yoの図示が省略されている。この例では、頭部画像11は、顔の前方斜め下方位置から、顔を見たような画像となる。
図示はしていないが、ユーザは、基準軸Xoを中心として頭部画像11のみを回転させることができる。具体的には、ユーザは、基準軸指定用ボタン61をクリックすることによってXo軸を指定するととともに、移動モード指定用ボタン64によって回転移動モードを指定する。そして、表示向き調整ボタン66または67をクリックすればよい。基準軸Xoを中心として頭部画像11を回転させた場合には、頭部画像に対して、回転移動用指定基準軸Xo以外の2つの基準軸Yo,Zoの位置が修正されることになる。
また、前記実施形態によれば、複数の観察方向から、頭部画像11の顔の正面向きを調整することができるので、顔の正面向きをより正確に調整することができる。つまり、正面、上面、下面に限られた向きだけでなく、観察方向を変えて、斜め下、斜め上などから、頭部画像と参考画像とを比較できるので、凹凸のある顎顔面形態のすべての形状を参考にし、頭部画像を的確に位置決めすることができる。
調整対象のデータは三次元画像データであっても、画面に表示される画像は二次元画像であるため、左右同時に表示される向きは、正面と、上面と、下面しかない。この三方向で頭部画像を位置決めする際に、参考にできる領域は限られる。そこで、前記実施形態では、頭部画像を自由に360度回転させることにより、複数の視点方向で頭部画像と参考画像を観察できるようになるから、真に立体的な位置決めが可能となる。第3画像基準軸方向に投影した等高線またはモアレは、頭部画像のみを平行移動または回転移動させた際に、等高線またはモアレ形状が変化することで、等高線またはモアレ形状が最も対称となる位置、向きを参考に、頭部画像が最も左右対称となるように頭部画像の位置決めをすることができる。
また、参考画像として、参考画像のために設定または指定された所定の画像基準軸(以下、第3画像基準軸という,顔の正面向きを調整する場合にはYo軸)に直交する参考平面の他、第3画像基準軸に直交するマス目、顔対称モデル外形線、第3画像基準軸方向に投影した等高線やモアレなどを用いることができる。
2 表示器
3 キーボード
4 マウス
5 記憶媒体
11 頭部画像
12 参考画像
50 観察方向変更用操作部
60 表示向き変更用操作部
Claims (6)
- 所定の三次元基準座標系に従う医用三次元画像データに基づいて医用三次元画像を表示手段に表示させる手段と、
前記医用三次元画像の正面向きの調整に参考となる参考画像を前記表示手段に表示させる手段と、
前記表示手段に表示されている表示画像の観察方向を変化させるための観察方向変更指令を入力するための観察方向変更指令入力手段と、
前記観察方向変更指令入力手段によって入力された観察方向変更指令に応じて、前記医用三次元画像および前記参考画像を含む表示画像全体を移動させる観察方向変更手段と、
前記表示手段に表示されている前記医用三次元画像および前記参考画像のうち、前記医用三次元画像のみを、前記三次元基準座標系の画像基準軸のうちから指定された第1画像基準軸を中心に回転移動させるための指令を入力するための表示向き変更指令入力手段と、
前記表示向き変更指令入力手段によって入力された表示向き変更指令に応じて、前記医用三次元画像のみを前記第1画像基準軸を中心に、回転移動させる表示向き変更手段と、
前記表示向き変更手段による前記医用三次元画像の回転移動に応じて、前記三次元基準座標系の医用三次元画像データを修正する第1修正手段と、を含む医用三次元画像の表示向き調整装置。 - 前記第1修正手段は、前記第1画像基準軸と、前記表示向き変更手段による前記医用三次元画像の回転移動の方向および大きさとに基づいて、前記第1画像基準軸を除く他の2つの画像基準軸を修正するものである請求項1に記載の医用三次元画像の表示向き調整装置。
- 前記表示手段に表示されている前記医用三次元画像を、前記三次元画像基準軸のうちから指定された第2画像基準軸に対して相対的に平行移動させるための平行移動指令を入力するための平行移動指令入力手段と、
前記平行移動指令入力手段によって入力された平行移動指令に応じて、前記表示手段に表示されている前記医用三次元画像を、前記第2画像基準軸に対して相対的に平行移動させる平行移動手段と、
前記平行移動手段による平行移動に応じて、前記三次元基準座標系の医用三次元画像データを修正する第2修正手段と、をさらに含む請求項1または2に記載の医用三次元画像の表示向き調整装置。 - コンピュータを、所定の三次元基準座標系に従う医用三次元画像データに基づいて医用三次元画像を表示手段に表示させる手段、前記医用三次元画像の正面向きの調整に参考となる参考画像を前記表示手段に表示させる手段、所与の観察方向変更指令に応じて、前記医用三次元画像および前記参考画像を含む表示画像全体を移動させる観察方向変更手段、所与の表示向き変更指令に応じて、前記表示手段に表示されている前記医用三次元画像および前記参考画像のうち、前記医用三次元画像のみを、前記三次元基準座標系の画像基準軸のうちから指定された第1画像基準軸を中心に回転移動させる表示向き変更手段、ならびに前記表示向き変更手段による前記医用三次元画像の回転移動に応じて、前記三次元基準座標系の医用三次元画像データを修正する第1修正手段、として機能させるための医用三次元画像の表示向き調整プログラム。
- 前記第1修正手段は、前記第1画像基準軸と、前記表示向き変更手段による前記医用三次元画像の回転移動の方向および大きさとに基づいて、前記第1画像基準軸を除く他の2つの画像基準軸を修正するものである請求項4に記載の医用三次元画像の表示向き調整プログラム。
- コンピュータを、所与の平行移動指令に応じて、前記表示手段に表示されている前記医用三次元画像を、前記三次元画像基準軸のうちから指定された第2画像基準軸に対して相対的に平行移動させる平行移動手段、および前記平行移動手段による平行移動に応じて、前記三次元基準座標系の医用三次元画像データを修正する手段、として機能させるためのプログラムをさらに含む請求項4または5に記載の医用三次元画像の表示向き調整プログラム。
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