JPH08252217A - 内視鏡を模擬する方法及び被検体の内腔のビューを得るための仮想検査システム - Google Patents

内視鏡を模擬する方法及び被検体の内腔のビューを得るための仮想検査システム

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JPH08252217A
JPH08252217A JP7304059A JP30405995A JPH08252217A JP H08252217 A JPH08252217 A JP H08252217A JP 7304059 A JP7304059 A JP 7304059A JP 30405995 A JP30405995 A JP 30405995A JP H08252217 A JPH08252217 A JP H08252217A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体の内腔の画像と共に、被検体全体に対
する内部画像の観察位置を表す画像を非侵襲的に求める
ことのできる仮想検査システムを提供する。 【解決手段】 取得ユニット２１が被検体の内部構造に
ついてのイメージング情報を取得する。このイメージン
グ情報は別々の構造に分割され、三次元表面モデルが組
み立てられる。操作者５は三次元モデルの画像を見て、
目標観察位置及び始点観察位置を選択する。始点観察位
置と目標観察位置とを結合する観察位置経路が作成され
る。観察位置経路に沿った観察位置で、画像が作成され
る。種々の付加的な可視化手法により、現在の画像観察
位置及びそれの被検体に対する関係を観察者５が突き止
めることが助けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】本出願は、１９９２年１月２日に出願され
たジョナサン・エー・ザーゲ及びウィリアム・ジェー・
シュレーダ（Ｊｏｎａｔｈａｎ Ａ，Ｚａｒｇｅ ａｎ
ｄＷｉｌｌｉａｍ Ｊ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）による米
国特許出願第０７／８１５，７７２号、「多角形メッシ
ュの複雑さを低減するための方法」（Ａ Ｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｌｅｘ
ｉｔｙ ｏｆ ａＰｏｌｙｇｏｎａｌ Ｍｅｓｈ）、並
びに１９９３年１０月２８日に出願されたウィリアム・
イー・ローレンセン（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｅ．Ｌｏｒｅｎ
ｓｅｎ）による米国特許出願第０８／１４４，２７０
号、「ブール組織を用いた幾何学的クリッピング」（Ｇ
ｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｃｌｉｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｂ
ｏｏｌｅａｎ Ｔｅｘｔｕｒｅｓ）（「組織写像」（Ｔ
ｅｘｔｕｒｅ Ｍａｐｐｉｎｇ））に関連する。この２
つの特許共に、本発明の譲り受け人に譲渡されている。
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、固体内の導管の可視化
に関し、更に詳しくは、イメージングデータから、導管
内からのビュー（ｖｉｅｗ）を非侵襲的に模擬すること
に関する。
【０００３】
【従来の技術】導管内の観察位置からの、固体被検体を
通る導管のビューを得ることが必要になることがある。
被検体が患者である場合には、結腸、腸、気管支、動脈
等で閉塞又は組織のビューを得る必要がある。内視鏡
は、人体の内部に存在している中空臓器及び腔の内部の
実時間、高分解能のビューを提供するような装置であ
る。内視鏡検査の多くは非侵襲的であるが、患者の不快
感を低減するためには手順に尚、鎮静又は麻酔が必要に
なる。
【０００４】内視鏡に類似した内部観察装置を非医用環
境で用いて、固体構造内の導管を観察することができ
る。これらのうちのある装置では、導管若しくは腔が外
部への開口を有していないか、又は外部への連続的な開
口があっても内部観察装置を受け入れるのに十分大きく
ないために、内部を見ることができない。内部観察装置
のもう１つの問題は、視野が導管の内側の小さな区域に
限られるということである。被検体内の正確な位置を決
定することにより、内部イメージング装置からの画像を
被検体の大きな組織と相関させることは非常に難しい。
【０００５】被検体内の位置を決定するために、Ｘ線コ
ンピュータ断層撮影（ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍ
ｏｇｒａｐｈｙ））及び磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ
（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉ
ｎｇ））を用いて被検体の内部解剖学的構造を表示して
きた。これらの方法は、非破壊的／非侵襲的イメージン
グ手法である。典型的にはこれらを用いて、内部イメー
ジング装置によって得られる画像を補足することによ
り、観察している画像を被検体内の位置と相関させよう
としてきた。
【０００６】医用環境では、放射線医が通常、二次元
（２Ｄ（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ））の断面を
見て、三次元構造の心的画像を作成し、導管内からの画
像を被検体内のそれの三次元位置に相関させる。しかし
ながら、被検体が複雑な内部構造を有していると、例え
ば身体内の管状組織は、断面を繰り返し前後に横切る。
固体の内部導管の画像を非侵襲的に表示すると共に、そ
のビューが被検体内のどこで取得されているかを表すこ
とのできる装置が現在必要とされている。
【０００７】
【発明の目的】本発明の１つの目的は、被検体内の腔の
画像と共に、被検体全体に対する内部画像の観察位置を
表す画像を非侵襲的に求める表示システムを提供するこ
とにある。本発明のもう１つの目的は、被検体の外側へ
の開口を有していない被検体の腔内の構造及び表面を操
作者が見えるようにするシステムを提供することにあ
る。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、内部の「仮想内視鏡」ビュー
及び内視鏡の瞬時位置を示す大きな全体ビューの両方の
形式のビューを提供する。新規であると考えられる本発
明の特徴は、特許請求の範囲に明確に記述されている。
しかしながら、本発明自体の構成及び動作方法、並びに
本発明の上述以外の目的及び利点は、図面と共に以下の
説明を参照することにより最も良く理解することができ
る。
【０００９】
【実施例】本発明により、被検体内部の導管の可視化、
並びにこれらの導管内の表面及び構造の探査が可能とな
る。図１に示すように、本発明による仮想腔検査システ
ムは、次のようないくつかの下位（サブ）システムを含
んでいる。
【００１０】１．被検体の内部構造のイメージング情報
を非侵襲的に発生することが可能な画像取得ユニット２
１。これはＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ））及び磁気共鳴イメ
ージング（ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ））、又は超音波システムとする
ことができる。
【００１１】２．イメージング情報により記述された体
積内の関心のある組織を識別する分解ユニット２３。 ３．選択された各組織の多角形モデルを作成する表面抽
出器２５。 ４．多角形データの組を変換すると共に操作することが
可能なモデル表現器２９。
【００１２】５．イメージング情報を記憶するための機
能的に分割されたメモリ。 ６．選択的に、ユーザによって選択された臓器を通る
「安全」な軌道を計算する経路探索下位（サブ）システ
ム３５。 ［画像取得］Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気
共鳴イメージング（ＭＲＩ）、又は超音波システムを取
得ユニット２１として用いることにより、被検体３の内
部構造に関連する多次元イメージング情報を取得するこ
とができる。この情報は、事前に取得してメモリ１０に
記憶しておいてもよいし、又は必要に応じて対話的に取
得してもよい。メモリ１０は、メモリ１０に記憶された
他の情報を乱すことなく種々の形式の情報を独立に記憶
すると共に検索することができるように、機能的に分割
されている。 ［分割］メモリ１０に記憶されたイメージング情報は、
分割ユニット２３に供給される。分割ユニット２３は、
イメージング情報を分析し、同じ型の組織を有している
隣接位置を確定して、これらのすべての位置を臓器とし
て識別する。これにより、情報は位置に応じて識別可能
な固体構造に分割される。ここで、従来の分割方法を用
いてもよい。本発明と両立し得る分割手法が、１９８８
年６月１４日に付与されたダブリュー・ローレンセン、
エッチ・クライン（Ｗ．Ｌｏｒｅｎｓｅｎ，Ｈ．Ｃｌｉ
ｎｅ）による米国特許第４，７５１，６４３号、「身体
内の連結された構造を決定するための方法及び装置」
（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｓｕ
ｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａ Ｂｏｄ
ｙ）に記述されている。使用可能な第２の方法が、１９
９３年２月１６日に付与されたエッチ・クライン、ダブ
リュー・ローレンセン（Ｈ．Ｃｌｉｎｅ，Ｗ．Ｌｏｒｅ
ｎｓｅｎ）による米国特許第５，１８７，６５８号、
「固体対象物の内部領域内に含まれている内部構造を分
割するためのシステム及び方法」（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎ
ｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｅｇｍｅｎｔｉｎｇ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｔａｉ
ｎｅｄ Ｗｉｔｈｉｎ Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｒ
ｅｇｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｏｌｉｄ Ｏｂｊｅｃｔ）に
記述されている。両方の特許共に、本発明の譲り受け人
に譲渡され、ここに引用されている。 ［表面抽出器］画像情報のボクセルが、分割され、組織
／臓器識別子でラベル付けされると、進行立方体（マー
チング・キューブ）アルゴリズムのような従来の手法を
用いている表面抽出器２５によってイメージング・ユニ
ット２１からの体積データから表面モデルを作成するこ
とができる。進行立方体アルゴリズムについては、１９
８７年１２月１日に付与され、本発明の譲り受け人に譲
渡されたハーベイ・イー・クライン及びウィリアム・イ
ー・ローレンセン（Ｈａｒｖｅｙ Ｅ．Ｃｌｉｎｅ ａ
ｎｄ Ｗｉｌｌｉａｍ Ｅ．Ｌｏｒｅｎｓｅｎ）による
米国特許第４，７１０，８７６号、「固体の内部領域内
に含まれている表面構造の表示のためのシステム及び方
法」（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ
ｔｈｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔ
ｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ｗｉｔｈｉｎ
ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ａ
Ｓｏｌｉｄ Ｂｏｄｙ）（「進行立方体法」Ｍａｒｃ
ｈｉｎｇ Ｃｕｂｅｓ ｍｅｔｈｏｄ）に記述されてい
る。この特許は、ここに参照されるべきものである。
【００１３】進行立方体法では、線形補間を用いて、確
認された組織の表面点を突き止めることにより、８つの
隣接したボクセルによって画定されている「立方体」内
の組織境界を突き止める。ボクセル・データの勾配から
三角形の頂点ごとに、表面に垂直な単位ベクトルも得ら
れる。内視鏡の用途の場合には、点及び直接体積表現よ
りも、三角形で画定された表面の方が好ましい。所望の
対話表現速度に対して、体積データの再補間は計算の観
点で費用がかかり過ぎるからである。
【００１４】表面のモデルを作成するために多数の三角
形が必要とされることが多いので、間引き器（デシメー
タ）２７によって表面の比較的平らな部分で三角形の数
を少なくする。間引き器２７は、上述の「関連出願」の
欄で挙げたザルゲ、シュレーダ（Ｚａｒｇｅ，Ｓｃｈｒ
ｏｅｄｅｒ）による「間引きの応用」のような多数の異
なる公知の間引き方法を用いることができる。間引きさ
れた表面は、細部のわずかな損失だけで表現速度を改善
する。
【００１５】モデルを表示するもう１つの方法が、１９
８８年１月１２日に付与され、本発明の譲り受け人に譲
渡されたハーベイ・イー・クライン、ジーグバルト・ル
トケ及びウィリアム・イー・ローレンセン（Ｈａｒｖｅ
ｙ Ｅ．Ｃｌｉｎｅ，Ｓｉｅｇｗａｌｔ Ｌｕｄｋｅ
ａｎｄ Ｗｉｌｌｉａｍ Ｅ．Ｌｏｒｅｎｓｅｎ）によ
る米国特許第４，７１９，５８５号、「固体の内部領域
内に含まれている表面構造の表示のための立方体分割シ
ステム及び方法」（Ｄｉｖｉｄｉｎｇ Ｃｕｂｅｓ Ｓ
ｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ
Ｄｉｓｐｌａｙｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅｓ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ
Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｏｌｉ
ｄ Ｂｏｄｙ）（「立方体分割」（Ｄｉｖｉｄｉｎｇ
Ｃｕｂｅｓ））に記述されている。この特許は、ここに
参照されるべきものである。この方法では、ボリウム
（体積）データで始まり、多角形よりむしろ、各点に関
連する多数の点ベクトル及び法線ベクトルによって記述
された表面が形成される。「立方体分割」法は、体積測
定データ内に含まれている表面を表示するために用いら
れてきた。
【００１６】間引きは、点表示及び法線表示のような、
規則正しい間隔の情報を必要とする表示に対しては用い
ることができない。間引き器２７からの間引きされた画
像情報は、三次元（３Ｄ）表面モデルを記述しており、
メモリ１０に記憶されている。モデル表現器２９は、選
択された観察位置から見た三次元表面モデルの画像を形
成する。表現器２９は、従来のコンピュータ・グラフィ
ック表現設計に従って構成することができる。 ［仮想カメラ観察位置］本発明は、３つの手法のどれか
を用いることにより、三次元表面モデルの画像観察位
置、又は一連の画像観察位置を選択することができる。
これらの観察位置をまとめて観察位置経路と呼ぶことに
する。
【００１７】第１の手法では、操作者がコンピュータ・
マウスのようなグラフィック・インタフェース３１で画
像観察位置を制御する。グラフィック・インタフェース
３１によって、画像観察位置を動かすことができる。操
作者５はグラフィック・インタフェース３１で視野及び
表現器２９の他のイメージング・パラメータを制御する
ことができる。この手動手法は、手術の計画及び手術の
シミュレーションのような用途に最も適している。
【００１８】第２の手法は、キー・フレーミングと呼ば
れるコンピュータ・アニメーション手法を用いている。
表現器２９は、内部導管も示している被検体３の内部構
造の画像を提供する。操作者５は、「キー」フレームと
して知られている、画像を見る異なる観察位置を選択す
るために、グラフィック・インタフェース３１を用い
る。一旦キー・フレームが設定されれば、経路円滑化ユ
ニット３７がキー・フレームを結合する滑らかな経路を
発生する。立方体スプラインのような公知の円滑化手法
を用いることができる。円滑化された経路に沿った観察
位置からの画像を連続的に発生することにより、仮想映
画を表現器２９によって再生することができる。これに
より、操作者は経路に沿って仮想カメラを動かしている
感じがする。キー・フレーミングは、開放した内部及び
外部環境を通るカメラの大きな動きに適している。 ［経路計画作成］操作者５が探査したい中空臓器の横断
は、上述の第１及び第２の手法に対する課題となる。限
られた空間内で手動で観察位置を動かすことは難しい。
窮屈な空間内で画像に対する観察位置を選択する際に、
ロボット経路計画作成に類似した手法が用いられる。
【００１９】この手法は、導管を通る経路を自動的に見
出す。操作者５はグラフィック・インタフェース３１を
用いて、画像観察位置に対する最終目標である三次元位
置を指定する。航行体積計算ユニット３３が、すべての
ボクセルに目標までの距離をラベルによって表示する。
図２は単一のスライスに対する距離ラベルの二次元表現
を示す。目標は点Ｇである。図２の具体例では、ボクセ
ルを横切る波頭伝搬手法が用いられる。効率のため、マ
ンハッタン（街区）距離のような距離が格子上に定めら
れている。「障害物」の一部でない航行体積内の各々の
ボクセルには、目標までの整数距離がラベル表示されて
いる。障害物を含んでいるボクセルは、ラベル表示され
ていない。これは、処理されていないすべての隣接した
ボクセルに対して繰り返され、その結果、「波頭」の処
理が行われる。波頭の新しい隣がラベル表示できないと
きに、距離のラベル表示が終了する。
【００２０】一旦、航行体積が作成されれば、分割され
たモデルのスライスを解剖学的なスライスであるかのよ
うに表示することができる。操作者５は始点も選択す
る。体積内の選択された始点から目標までの提案された
観察位置経路は経路計算ユニット３５によって、従来の
方法により、好ましくはメモリ１０に記憶された航行体
積の値に対して最急降下法を用いて計算される。経路計
算ユニット３５は、各々の始点から目標点までの距離を
計算して、その距離を操作者５に表示することもでき
る。図３は２つの始点からの計算された経路を示す。
【００２１】経路円滑化ユニット３７は従来の円滑化手
法を用いて、始点と目標との間の選択された経路点を結
合する滑らかな飛行経路を計算する。経路計算ユニット
３５は目標に向かって動くときに小さなステップを発生
するので、観察位置経路上の点の数は典型的には、円滑
化の前の１／２又は１／３に減少する。一旦、観察位置
経路が作成されると、操作者５は表現器２９に送られた
適当な信号によって、計算された観察位置経路に沿って
始動、停止及び歩進を行うことができる。 ［表示−表現］表現器２９はいくつかの異なる代替表示
を用いてもよい。
【００２２】１．単一三次元画像 被検体３の内部構造の表面表現は、市販されているハー
ドウェアを用いて表現することができる。大きな取り囲
んでいる組織（例えば、皮膚）の透明な表現により、上
述の「関連出願」の欄に挙げた「組織写像」に記述され
ているように、ユーザに三次元の背景を示すと共に、よ
り深い構造の障害のないビューが得られる。
【００２３】２．立体 立体的なビューを用いることにより、立体−三次元の関
係の認識を強化することができる。このためには、２つ
の別個の画像が操作者５に与えられなければならない。
１つは左目のビューに対応し、１つは右目のビューに対
応する。 ３．分割画面 表現器２９によって、表示装置３９に２つのビューが同
時に表示される。１つの画像は、操作者５が選択した観
察位置からのものであり、これは写像として作用する被
検体３の全体参照ビューとしての役目を果たす。第２の
画像は腔内の観察位置からのものである。
【００２４】４．現在位置 作成された観察位置経路に沿って動く観察位置からの画
像が表示されている間に、操作者５はグラフィック表示
装置３１上の「現在位置」ボタンを押すことができる。
これにより、現在の内部画像は概観画像に切り替わり、
記号は前の内部画像の内部観察位置の位置を示す。
【００２５】５．断面スライス上のカメラ追跡 表現器２９によって作成された表示装置３９上のもう１
つの窓には、取得ユニット２１によって取得されたもと
のＣＴ又はＭＲＩスライス上の記号で現在の観察位置が
示される。これにより、慣れた横断面画像を見て位置を
突き止めることができる。 ［実験結果］被検者の部位について仮想腔検査システム
の試験を行った。
【００２６】図４では、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃ
Ｔ）装置を取得ユニット２１として用いることにより、
被検体３の内部構造の画像情報を取得した。表面抽出器
２５は、６００００個の三角形で記述される表面を抽出
した。図４のビューは、結腸を通る観察位置経路に沿っ
た観察位置からのものである。このように観察位置を選
択することにより、従来の内視鏡が模擬される。
【００２７】図５は、結腸の拡大全体図を示す「写像」
画像であり、図４の画像を作成する際に使用された観察
位置を示す記号として円筒が用いられている。この「写
像」画像は、表現器２９によって同時に作成されて、表
示装置３９に表示される。これにより、図４の模擬され
た内視鏡のビューの位置を突き止めることができる。本
発明は、被検者の頭蓋、脳血管及び大動脈にも用いら
れ、すべてについて良好な画像が得られた。本発明によ
り、医学的に重要な構造、例えば血管内の斑、消化管内
のポリープの増強された可視化が非侵襲的に得られるの
で、重症となるおそれのある病気の早期の検出及び治療
が可能となる。
【００２８】本発明は、死体又は無生物にも用いること
ができる。必要とされるのは、その内部構造のイメージ
ング情報のみである。これらは、上述のように取得して
もよいし、又はＣＡＤ／ＣＡＭ法により合成してもよ
い。イメージング情報は、種々の形式で与えることがで
き、上述のような処理のすべてを必要とするわけではな
い。例えば、イメージング情報は分割された情報として
既に与えられていてもよく、この場合には、分割ユニッ
ト２３は不要となる。同様に、イメージング情報が表面
として与えられているならば、表面抽出器２５は不要と
なる。又、表面も既に間引かれていてもよく、これによ
り、間引き器２７を削除することができる。
【００２９】本発明によって作成される内部ビューは、
内視鏡のような腔検査装置で得ることができるビューの
形式を模擬する。本当の内視鏡のビューと比べて、本発
明には、次のような利点がある。 １．視野を含むすべての仮想カメラ・パラメータの対話
形制御。 ２．臓器の壁を通過することにより、隣接した組織を見
ることができる。
【００３０】３．内部画像腔の観察位置の三次元位置を
突き止めることができる。 ４．コンピュータで生成された経路に沿ったユーザ制御
の移動。 ５．無限の被写界深度。 本発明のいくつかの現在好ましい実施例を詳細に説明し
てきたが、当業者には多くの改変及び変更が明らかとな
る。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨に入るこ
のような改変及び変更をすべて包含するように記述して
あることが理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の経路計画で用いるための二次元（２
Ｄ）距離のラベル表示図である。
【図３】本発明の一実施例による経路計画図である。
【図４】被検体の結腸の内側の、コンピュータによって
作成されたビューである。
【図５】図４の画像の観察位置を円筒形の記号で示すよ
うに作成された全体の「写像画像」である。
【符号の説明】
５ 操作者 １０ メモリ ３１ グラフィック・インタフェース ３３ 航行体積計算ユニット ３５ 経路計算ユニット ３７ 経路円滑化ユニット ３９ 表示装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年３月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】コンピュータによって作成された被検体の結腸
の内側のビューを表示装置上に表した画像の写真を示す
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィアンク・アンドラス・ヨレツ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ブ ルックライン、ローソン・ロード、20番 (72)発明者 ロン・キキニス アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ブ ルックライン、アパートメント・804エー、 チャペル・ストリート、20番

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ） 被検体の内部構造の画像情報を
    取得する工程と、 （ｂ） 前記画像情報の三次元の表面モデルを作成する
    工程と、 （ｃ） 始点観察位置を選択する工程と、 （ｄ） 目標観察位置を選択する工程と、 （ｅ） 前記始点と前記目標位置とを結合している観察
    位置経路であって、障害物の周りの観察位置経路を計算
    する工程と、 （ｆ） 前記観察位置経路に沿った観察位置を有してい
    る複数の内部画像を作成する工程と、 （ｇ） 内視鏡を模擬するように、前記観察位置経路に
    沿った位置に従って順次画像を表示する工程とを備えた
    内視鏡を模擬する方法。
  2. 【請求項２】 前記観察位置経路を計算する工程は、 （ａ） 前記表面モデルの各々のボクセルから前記目標
    位置までの距離であって、障害物の周りを通る距離を計
    算する工程と、 （ｂ） 各々のボクセルに該ボクセルの計算された距離
    をラベル表示する工程と、 （ｃ） 前記始点を含んでいるボクセルを現在のボクセ
    ルとして設定する工程と、 （ｄ） 前記現在のボクセルを前記観察位置経路に付け
    加える工程と、 （ｅ） 前記現在のボクセルに隣接したボクセルであっ
    て、最低のラベル表示された距離値を有しているボクセ
    ルを確定する工程と、 （ｆ） 前記最低のラベル表示された距離値を有してい
    るボクセルを前記現在のボクセルに設定する工程と、 （ｇ） 前記目標を含んでいるボクセルに達するまで、
    工程（ｄ）から工程（ｆ）を繰り返す工程とを含んでい
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記観察位置経路を計算する工程は、 （ａ） 前記三次元のモデルの画像を操作者に表示する
    工程と、 （ｂ） 前記観察位置経路が通過すべき位置であって、
    キー・フレームである位置を選択するように、操作者と
    対話する工程と、 （ｃ） 前記始点観察位置、前記目標観察位置及び中間
    のキー・フレームを円滑化された観察位置経路に当ては
    める工程とを含んでいる請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 （ａ） 前記観察位置経路の外側の観察
    位置を選択する工程と、 （ｂ） 写像画像として作用するように、前記観察位置
    経路に沿った観察位置で作成された内部画像よりも実質
    的に大きな視野を有しているもう１つの画像を作成する
    工程と、 （ｃ） 現在表示される前記内部画像を作成するために
    用いられている観察位置を示す写像画像上の任意の記号
    を表示する工程とを更に含んでいる請求項１に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 （ａ） 写像画像として作用するよう
    に、前記観察位置経路に沿った観察位置で作成された内
    部画像よりも実質的に大きな視野を有している被検体の
    内部構造の画像情報から断面画像を作成する工程と、 （ｃ） 現在表示される内部画像を作成するために用い
    られている観察位置を示す断面画像上の任意の記号を表
    示する工程とを更に含んでいる請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 （ａ） 前記観察位置経路に沿った観察
    位置を有している内部画像の複数の立体対が作成され、 （ｂ） 該立体対は、前記観察位置経路に沿った位置に
    応じて順次操作者に供給され、これにより立体内視鏡を
    模擬する請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 被検体の内腔のビューを得るための仮想
    検査システムであって、 （ａ） 画像情報を記憶するメモリと、 （ｂ） 該メモリに接続されており、観察位置経路に沿
    った選択された観察位置から見た前記メモリに記憶され
    た画像情報を表示する三次元のモデル表示手段と、 （ｃ） 始点観察位置及び目標観察位置を画定するため
    に操作者と対話するグラフィック・インタフェースと、 （ｄ） 前記メモリに接続されている航行体積計算ユニ
    ットであって、各々のボクセルから前記腔を通って前記
    目標観察位置までの距離を決定すると共に、そのボクセ
    ルに対応する距離がそれぞれにラベル表示されたボクセ
    ルを有している航行体積を形成する航行体積計算ユニッ
    トと、 （ｅ） 前記メモリに接続されている経路計算ユニット
    であって、前記観察位置経路である前記始点観察位置と
    前記目標観察位置との間の最短距離を決定すると共に、
    前記経路を前記メモリに記憶して、前記三次元のモデル
    表示手段が計算された前記観察位置経路に沿った点から
    見た一連の画像を作成できるようにする経路計算ユニッ
    トとを備えた被検体の内腔のビューを得るための仮想検
    査システム。
  8. 【請求項８】 前記メモリに接続されている経路円滑化
    ユニットであって、前記三次元のモデル表示手段が前記
    一連の画像を作成する前に、前記観察位置経路を円滑化
    する経路円滑化ユニットを更に含んでいる請求項７に記
    載の仮想検査システム。
  9. 【請求項９】 被検体の内腔のビューを得るための仮想
    検査システムであって、 （ａ） 画像情報を記憶するメモリと、 （ｂ） 該メモリに接続されており、観察位置経路に沿
    った選択された観察位置から見た前記メモリに記憶され
    た画像情報を表示する三次元のモデル表示手段と、 （ｃ） 前記内腔の内部にキー・フレームと呼ばれる始
    点観察位置、目標観察位置及び中間観察位置を画定する
    ために、操作者と対話するグラフィック・インタフェー
    スと、 （ｄ） 前記メモリに接続されている経路円滑化ユニッ
    トであって、前記始点観察位置、目標観察位置及び中間
    観察位置を結合している円滑化された観察位置経路を作
    成すると共に、該経路を前記メモリに記憶して、前記三
    次元のモデル表示手段が計算された前記観察位置経路に
    沿った点から見た一連の画像を作成できるようにする経
    路円滑化ユニットとを備えた被検体の内腔のビューを得
    るための仮想検査システム。
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