JPH10137236A - 医用画像表示装置 - Google Patents
医用画像表示装置Info
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- JPH10137236A JPH10137236A JP8303398A JP30339896A JPH10137236A JP H10137236 A JPH10137236 A JP H10137236A JP 8303398 A JP8303398 A JP 8303398A JP 30339896 A JP30339896 A JP 30339896A JP H10137236 A JPH10137236 A JP H10137236A
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Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
から見た断層像を、被検体との位置関係を把握し得るよ
うに表示する。 【解決手段】 操作者は、所望の断層像を見る視点位置
から小型カメラ2により被検体Mを撮影する。撮影され
ている被検体Mの像は表示装置1に表示される。このと
きの被検体Mに対する小型カメラ2の位置および撮影方
向が、送信機4、受信機5、3次元デジタイザ6、コン
ピュータ7により特定される。コンピュータ7は、さら
に被検体Mに対する小型カメラ2の位置および撮影方向
と、医用画像撮影機器で予め撮影された被検体Mの断層
像とに基づき、被検体Mに対する小型カメラ2の位置お
よび撮影方向から見た断層像を算出し、表示装置1に表
示している被検体Mの像に、算出した断層像を重ね合わ
表示する。
Description
磁気共鳴断層撮影装置(MRI)装置などの医用画像撮
影機器で撮影された断層像を表示するための装置に係
り、特には、被検体の任意の方向から見た断層像を、被
検体との位置関係を把握し得るように表示する医用画像
表示装置に関する。
は、一般的に、被検体の1または複数枚のスライス面の
断層像をモニタに表示させ、医師などに供して診断に役
立てられていた。
連続した多数枚の断層像を撮影しておき、これら断層像
から被検体の3次元像(輪郭像)を計算してこの像を平
面的に(陰線・陰面処理や陰影処理などを施して)モニ
タに表示し、モニタに表示された3次元像に対して、マ
ウスやトラックボールなどのポインティングデバイスを
操作して適宜の視点を指定し、その視点から見た断層像
を上記3次元像に重ね合わせて表示させるように構成さ
れた装置も開発されている。
ことで、例えば、正面から見た断層像(コロナル像)や
正面上方から見た断層像(トランスバース像又はアキシ
ャル像)、側面から見た断層像(サジタル像)などを、
指定した視点に応じた3次元像に重ね合わせてモニタに
表示させることができる。しかも、指定したスライス面
の断層像は3次元像と重ね合わせ表示されているので、
その断層像がどの部位をどの方向にスライスしたもので
あるかなど、断層像と被検体との位置関係をモニタ上で
把握することができる。
置による視点の指定は、モニタに表示された3次元像に
対して、マウスやトラックボールなどのポインティング
デバイスを操作して行わなければならず、所望の断層像
を表示させるための適切な視点を指定するのに相当の訓
練が必要であるなどその操作性に問題があった。また、
指定された視点に応じてモニタに表示する3次元像の方
向を変更させるときには、膨大な計算を必要とする3次
元像の再計算も必要になり、応答性にも問題があった。
れたものであって、操作性や応答性が良く、被検体の任
意の方向から見た断層像を、被検体との位置関係を把握
し得るように表示する医用画像表示装置を提供すること
を目的とする。
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項1に記載の発明は、(a)被検体の任意の方
向から被検体を撮影する携帯型の撮影手段と、(b)前
記撮影手段で撮影している被検体の像を表示する表示手
段と、(c)被検体に対する前記撮影手段の位置および
撮影方向を特定する位置情報特定手段と、(d)前記特
定された被検体に対する撮影手段の位置および撮影方向
と、医用画像撮影機器で予め撮影された被検体の断層像
とに基づき、被検体に対する撮影手段の位置および撮影
方向から見た断層像を算出する断層像算出手段と、
(e)前記表示手段に表示している被検体の像に、前記
断層像算出手段で算出した断層像を重ね合わせて表示す
る重ね合わせ表示手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
項1に記載の医用画像表示装置において、前記表示手段
を携帯型にし、その表示手段に前記撮影手段を取り付け
たことを特徴とするものである。
る。操作者(医師など)は、所望の断層像を見る視点位
置から撮影手段により被検体を撮影する。撮影されてい
る被検体の像は表示手段に表示される。このときの被検
体に対する(視点位置に位置されている)撮影手段の位
置および撮影方向が、位置情報特定手段により特定され
る。断層像算出手段は、この特定された被検体に対する
撮影手段の位置および撮影方向と、医用画像撮影機器で
予め撮影された被検体の断層像とに基づき、被検体に対
する撮影手段の位置および撮影方向から見た断層像を算
出する。そして、重ね合わせ表示手段により、表示手段
に表示している被検体の像に、前記断層像算出手段で算
出した断層像が重ね合わされて表示される。
断層像を、被検体との位置関係を把握し得るように表示
することができる。また、所望の断層像の視点を、撮影
手段の位置および撮影方向(被検体との位置関係)によ
り設定できるので操作性が良い。さらに、断層像と被検
体との位置関係を表示手段上で把握するための被検体の
像は、撮影手段で撮影される像であるので、3次元像を
再計算する必要がなく応答性も良い。
帯型にし、その表示手段に撮影手段を取り付けたので、
表示手段と被検体との位置関係を調節して所望の断層像
の視点を設定する。このように、表示手段を携帯型にす
ることで、装置構成のコンパクト化を図ることができ
る。
実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施例に
係る医用画像表示装置の全体構成を示す図である。な
お、この実施例では、X線CT装置やMRI装置で予め
撮影しておいた頭部の連続した多数枚の断層像に基づ
き、被検体の頭部の任意の方向から見た断層像を表示す
るように構成しているが、その他の部位についてもこの
発明は同様に適用することができる。
1、CCDカメラなどの小型カメラ2、カメラ制御器
3、送信機4、受信機5、3次元デジタイザ6、コンピ
ュータ7などで構成されている。
ナルコンピュータ(パソコン)の液晶表示部などを利用
することができる。また、液晶表示パネルに表示制御回
路など画像表示に必要な部品のみを備えた装置で構成し
てもよい。
す方向(医師などの操作者が表示装置1の表示面1aを
見る方向)にして表示装置1に固設されている。この小
型カメラ2は、焦点や露出を自動的に調節する機能を持
っている。
れた映像信号を処理し、表示装置1に表示させる制御を
行う。
6、コンピュータ7は、被検体Mに対する小型カメラ2
の位置および撮影方向を特定するためのものである。送
信機4は、小型カメラ2の先端部に固設されている。受
信機5は、所定の個数(3個程度)が、伸縮自在の例え
ばゴム製のヘアバンド8に取り付けられていて、このヘ
アバンド8を被検体Mの頭部に装着することで被検体M
の頭部の所定位置に各受信機5を固定させる。各受信機
5は、例えば、左右の耳の前方の点と鼻前額縫合線上の
正中部の3点に装着する。なお、上記正中部は両目の間
の点であって、鼻梁の上側が頭蓋骨と出会う点である。
作用をする導電性のワイヤーで作られた3個の直交した
コイルが設けられていて、送信機4から送信された互い
に直交した電磁波を、各受信機5で受信することで、送
信機4に対する各受信機5の3次元空間的な位置などが
計測される。この送信機4に対する各受信機5の位置な
どの計測の制御は3次元デジタイザ6で行われ、計測さ
れた情報はコンピュータ7に与えられる。
I装置などの医用画像撮影装置で予め撮影しておいた被
検体Mの頭部の連続した多数枚の断層像が記憶されてい
る。なお、これら断層像群を撮影する際には、断層像群
に写し込むことができる適宜のマーカーを、上記受信機
5を固定する被検体Mの頭部の所定位置に装着して撮影
しており、コンピュータ7に記憶されている断層像群に
はこれらマーカーが写し込まれている。
像座標系(uvw)における座標で表される。この画像
座標系は、例えば、図2に示すように、適宜の断層像S
Gの中心を原点gとし、原点gを採った断層像SG上で
直交する2軸をu軸、v軸とし、原点gを採った断層像
SG(u−v平面)に直交して原点gと通る軸をw軸と
した座標系である。通常は、w軸が断層像の並ぶ方向に
一致する。
イザ6から与えられた送信機4に対する各受信機5の位
置などに基づき、後述する頭部座標系における送信機4
の位置および被検体Mに対する方向を求める。
図3に示すように、被検体Mの左右の耳の前方の点P
1、P3を通る直線をX軸とし、鼻前額縫合線上の正中
部P2を通り前記X軸と直交する直線をY軸とし、前記
X軸、Y軸の交点を原点Oとし、前記X軸、Y軸で形成
されるX−Y平面と直交して前記原点Oを通る直線をZ
軸とした座標系である。送信機4は小型カメラ2の先端
部に取り付けられているので、この頭部座標系における
送信機4の位置が被検体Mに対する小型カメラ2の位置
となり、また、被検体Mに対する送信機4の方向が被検
体Mに対する小型カメラ2の撮影方向となる。
ように求められる。各受信機5は、図3におけるP1〜
P3に固定されて、送信機4に対する位置などが測定さ
れる。すなわち、3次元デジタイザ6では、図3に示す
ように、送信機4を基準とした座標系(送信機座標系)
xyzにおける各受信機5の位置を示す座標P1
(x1 ,y1 ,z1 )、P2(x2 ,y2 ,z2 )、P
3(x3 ,y3 ,z3 )などが測定される。
の位置座標を(x0 ,y0 ,z0 )とすると、原点Oは
直線P1、P3上にあるから、次式(1)が成立し、ま
た、直線P2、Oと直線P1、P3は直交するので、次
式(2)となる。
における頭部座標系の原点Oの位置座標は、送信機座標
系における点P1〜P3の座標を使って次式(3)のよ
うに求めることができる。
頭部座標系における座標(X,Y,Z)に変換するに
は、まず、送信機座標系の原点が頭部座標系の原点O
(x0 ,y0 ,z0 )になるように平行移動され、次
に、送信機座標系の各軸(x軸,y軸,z軸)を頭部座
標系の各軸(X軸,Y軸,Z軸)に一致するように回転
移動させればよい。ここで、(x軸,y軸,z軸)と
(X軸,Y軸,Z軸)の間の各々の余弦を次表で表させ
ば、送信機座標系の任意の点(x,y,z)を以下の
(4)式に代入することで、その点を頭部座標系におけ
る座標(X,Y,Z)に変換することができる。
角度、θxYはx軸とY軸との間の角度、θxZはx軸とZ
軸との間の角度であり、以下同様に、θyX、θ yY、
θyZ、は、y軸とX軸、Y軸、Z軸との間の角度、
θzX、θzY、θzZは、z軸とX軸、Y軸、Z軸との間の
角度である。
軸,Y軸,Z軸)の間の各々の余弦は、余弦の定理によ
って求めることができる。例えば、x軸とX軸との間の
余弦cosθxXは、以下のように求められる。
れる。従って、上記(4)式に、送信機座標系における
送信機4の位置座標を代入すれば、頭部座標系における
送信機4の位置座標が得られる。なお、x0 、y0 、z
0 は、上記(3)式で求められている。
以下のように求められる。送信機座標系は既知の座標系
であるから、送信機座標系において送信機4が被検体M
を向く方向を示す方向ベクトルを決めておく。この方向
ベクトルは、図1の矢印で示した小型カメラ2の撮影方
向と平行な方向ベクトルである。この方向ベクトルを以
下の(a)で表すと、上記(4)式の「x」に「xSY」
を、「y」に「ySY」を、「z」に「zSY」をそれぞれ
代入すれば、頭部座標系における送信機4の方向ベクト
ルが以下の(b)のように得られ、この方向ベクトルが
頭部座標系における被検体Mに対する送信機4の方向、
すなわち、小型カメラ2の撮影方向となる。
2の位置および撮影方向は頭部座標系上のものである
が、コンピュータ7に記憶されている断層像は画像座標
系上のものである。そこで、被検体Mに対する小型カメ
ラ2の位置および撮影方向と、コンピュータ7に記憶さ
れている断層像とに基づき、被検体Mに対する小型カメ
ラ2の位置および撮影方向から見た断層像を算出するた
めに、コンピュータ7は、被検体Mに対する小型カメラ
2の位置および撮影方向の座標系を、断層像の座標系に
合わせるように座標変換する。
における送信機4の位置(被検体Mに対する小型カメラ
2の位置)を画像座標系における送信機4の位置(画像
座標系を基準とした被検体Mに対する小型カメラ2の位
置)に変換するとともに、頭部座標系における送信機4
の方向ベクトル(上記(b))(小型カメラ2の撮影方
向)を画像座標系における送信機4の方向ベクトル(画
像座標系を基準とした小型カメラ2の撮影方向)に変換
する。
縮小を含む行列を用いた、以下の(5)式に示すアフィ
ン変換で行なうことができる。
すように、頭部座標系の各軸(X軸、Y軸、Z軸)と、
画像座標系の各軸(u軸、v軸、w軸)との間の余弦で
ある。
Y軸との間の角度、θ uZはu軸とZ軸との間の角度であ
り、以下同様に、θvX、θvY、θvZ、は、v軸とX軸、
Y軸、Z軸との間の角度、θwX、θwY、θwZは、w軸と
X軸、Y軸、Z軸との間の角度である。
位置座標を(5)式のX、Y、Zに代入すれば、画像座
標系における送信機4の位置座標(画像座標系を基準と
した被検体Mに対する小型カメラ2の位置座標)が得ら
れ、上記(b)のXSY、YSY、ZSYを(5)式のX、
Y、Zに代入すれば、画像座標系における送信機4の方
向ベクトル(画像座標系を基準とした小型カメラ2の撮
影方向)が得られる。
関する各余弦、拡大・縮小に関する係数「A」、
「B」、「C」、平行移動に関する係数「a」、
「b」、「c」は、後述する初期化処理により設定され
る。
影方向が決まれば、図5に示すように、小型カメラ2の
撮影方向から見た断層像のスライス方向SLが決める。
なお、再構成する断層像の深さdは予め決めておいてそ
の深さをデフォルト値としてコンピュータ7に記憶して
おいてもよいし、図示しない設定装置から所望の深さを
任意に設定できるように構成してもよい。
向から見た断層像のスライス方向SL、深さdの断層像
を、記憶している断層像群から再構成して、得られた断
層像を、小型カメラ2で撮影され、表示装置1に表示さ
れている被検体Mの像に重ね合わせて表示するが、小型
カメラ2で撮影され、表示装置1に表示されている被検
体Mの像の大きさに応じて、重ね合わせする断層像の大
きさを調節する必要がある。すなわち、小型カメラ2が
被検体Mから離れた位置に位置されて被検体Mを撮影す
れば、表示装置1に表示されている被検体Mの像は小さ
くなり、小型カメラ2が被検体Mに近づいた位置に位置
されて被検体Mを撮影すれば、表示装置1に表示されて
いる被検体Mの像は大きくなるので、表示装置1に表示
される被検体Mの像の大きさに比例して重ね合わせする
断層像の大きさを調節する。
行なう。後述する初期化処理の際の被検体Mと送信機4
との距離を基準距離とし、初期化処理の際に表示装置1
に表示する断層像の大きさを基準の大きさとする。送信
機4の位置は得られているので、被検体Mと送信機4と
の距離が求められ、この距離の上記基準距離に対する比
率を求める。現在の被検体Mと送信機4との距離が上記
基準距離に対してL倍(但し、0<L<1のときは現在
の被検体Mと送信機4との距離が基準距離より短く、L
=1のときは現在の被検体Mと送信機4との距離が基準
距離と同じ、L>1のときは現在の被検体Mと送信機4
との距離が基準距離よりも長い)であれば、表示装置1
に表示する断層像の大きさを上記基準の大きさの1/M
L倍にすればよい。なお、「M」は、小型カメラ2のレ
ンズの倍率や表示装置1への画像の表示方法などによっ
て決まる係数であり、予め実験で求めておく。
撮影方向から小型カメラ2で被検体Mを撮影すれば、表
示装置1には図6(b)のように被検体Mの像MB、断
層像SGが重ね合わせ表示され、同様に、図7(a)の
位置、撮影方向から小型カメラ2で被検体Mを撮影すれ
ば、表示装置1には図7(b)のように被検体Mの像M
B、断層像SGが重ね合わせ表示される。
検体Mの任意の方向から見た断層像を、被検体Mとの位
置関係を把握し得るように表示することができる。ま
た、所望の断層像の視点を、小型カメラ2の位置および
撮影方向(被検体Mとの位置関係)により設定できるの
で、マウスやトラックボールなどのポインティングデバ
イスを操作して適宜の視点を指定する従来装置よりも操
作性が良い。さらに、断層像と被検体Mとの位置関係を
表示装置1上で表示するための被検体Mの像は、小型カ
メラ2で撮影される像であるので、従来装置のように3
次元像を再計算する必要がなく応答性も良い。
携帯型にし、その表示装置1に小型カメラ2を取り付け
たので、装置構成がコンパクトになるが、例えば、表示
装置をデスクトップタイプの大型のもので構成し、先端
部に送信機4を取り付けた小型カメラ2と表示装置とを
分離して、操作者(医師など)がその小型カメラ2(送
信機4)を持って視点(被検体Mに対する小型カメラ2
の位置、撮影方向)を調節するように構成してもよい。
ず、コンピュータ7は、画像座標系上で適宜の送信機4
の位置、撮影方向を決め、その位置、撮影方向から見
た、適宜の深さの断層像を再構成して適宜の大きさで表
示装置1に表示させる。このときの、送信機4と被検体
Mとの距離を基準距離とし、表示装置1に表示する断層
像の大きさを基準の大きさとする。
が、上記(5)式におけるu、v、wになる。
いる断層像と、小型カメラ2で撮影している被検体Mの
像とが適切に重ね合わせ表示されるように、小型カメラ
2(送信機4)の位置、撮影方向を実際に移動させて調
節する。そして、適切に重ね合わせ表示された状態で、
図示しないスイッチなどによってコンピュータ7に指示
信号を送る。
ると、送信機座標系における各受信機5の位置情報を3
次元デジタイザ6から取り込み、この位置情報に基づ
き、上述したように、頭部座標系における送信機4の位
置座標を求める。この位置座標が、上記(5)式におけ
るX、Y、Zになる。
座標が特定されるので、変換前の座標が変換後の座標に
変換されるように(5)式の変数を決めればよい。
転移動に関する各余弦(9個)、拡大・縮小に関する係
数(3個)、平行移動に関する係数(3個)の合計15
個である。一方、上記では、変換前と変換後との関係を
示す情報がX−u、Y−v、Z−wの3個であり、15
個の変数全てを特定することができない。
置座標と、画像座標系におけるマーカーの位置座標(受
信機5の位置に対応する)とを用いる。送信機座標系に
おける受信機5の位置座標は、3次元デジタイザ6から
得られるので、その位置座標を上記(4)式に代入すれ
ば、頭部座標系における受信機5の位置座標が得られ
る。また、マーカーは断層像群に写し込まれているの
で、画像座標系におけるマーカーの位置座標も求めるこ
とがきる。頭部座標系における1個の受信機5の位置座
標と、その受信機5に対応する画像座標系における1個
のマーカーの位置座標ごとに、変換前と変換後との関係
を示す情報が3個得られる。従って、上記実施例の場
合、受信機5(マーカー)は3個であるから、送信機4
の位置座標に関する情報(3個)と合わせても12個の
情報しか得られず、15個の変数全てを特定することが
できない。そこで、受信器5(マーカー)を4個にする
か、あるいは、受信器5(マーカー)を3個のままとし
て、上記初期化処理を送信機4の位置、撮影方向を変え
て2回行なえば、15個の変数全てを特定することがで
きる。なお、上記処理を送信機4の位置、撮影方向を変
えて2回行なう場合には、いずれか一方の初期化処理の
際の送信機4と被検体Mとの距離を基準距離とし、表示
装置1に表示する断層像の大きさを基準の大きさとす
る。
1に記載の発明によれば、被検体の任意の方向から被検
体を撮影し得る携帯型の撮影手段により撮影している被
検体の像に、撮影手段の位置、撮影方向から見た断層像
を重ね合わせて表示手段に表示するように構成したの
で、被検体の任意の方向から見た断層像を、被検体との
位置関係を把握し得るように表示手段に表示することが
できる。また、所望の断層像の視点を、撮影手段の位
置、撮影方向(被検体との位置関係)により設定できる
ので操作性が良い。さらに、断層像と被検体との位置関
係を表示手段上で把握するための被検体の像は、撮影手
段で撮影される像であるので、3次元像を再計算する必
要がなく応答性も良い。
を携帯型にし、その表示手段に撮影手段を取り付けたの
で、表示手段の小型化に伴って、装置構成をコンパクト
にすることができる。
全体構成を示す図である。
の角度を示す図である。
ス方向を示す図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 (a)被検体の任意の方向から被検体を
撮影する携帯型の撮影手段と、(b)前記撮影手段で撮
影している被検体の像を表示する表示手段と、(c)被
検体に対する前記撮影手段の位置および撮影方向を特定
する位置情報特定手段と、(d)前記特定された被検体
に対する撮影手段の位置および撮影方向と、医用画像撮
影機器で予め撮影された被検体の断層像とに基づき、被
検体に対する撮影手段の位置および撮影方向から見た断
層像を算出する断層像算出手段と、(e)前記表示手段
に表示している被検体の像に、前記断層像算出手段で算
出した断層像を重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手
段とを備えたことを特徴とする医用画像表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の医用画像表示装置にお
いて、前記表示手段を携帯型にし、その表示手段に前記
撮影手段を取り付けたことを特徴とする医用画像表示装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8303398A JPH10137236A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 医用画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8303398A JPH10137236A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 医用画像表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10137236A true JPH10137236A (ja) | 1998-05-26 |
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ID=17920552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8303398A Pending JPH10137236A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 医用画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10137236A (ja) |
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