KR100770248B1 - 삼차원 화상을 위한 점입력장치 및 방법, 및 그 방법을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 - Google Patents

삼차원 화상을 위한 점입력장치 및 방법, 및 그 방법을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

의료화상분야에서, 화상 상의 임의의 점을 지정하는 경우, 단면 화상 상에서 행하는 것이 일반적이고, 삼차원 화상 상에서 임의의 점을 지정하는 것이 가능하지 않았다. 그래서, 본 발명에서는, 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 표시제어한다. 또한 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정되면, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 평면을 작성하여 기억한다. 다음에, 삼차원 화상을 제2방향으로 하고, 제2방향에서 임의의 점이 유저에 의해서 지정되면, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 직선을 작성한다. 또한 기억된 평면과 직선의 교점좌표를 구하여, 그 교점좌표의 점을 삼차원 화상 상에 표시시킨다. 이로써, 처리조작이 간이하고, 삼차원 화상 상의 임의의 점을 지정할 수 있다.

Description

삼차원 화상을 위한 점입력장치 및 방법, 및 그 방법을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체{POINT INPUTTING DEVICE AND METHOD FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGES, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM TO PERFORM THE METHOD}
본 발명은, 표시면 상에 표시되는 삼차원 화상에 대해서 임의의 점을 지정하여 입력하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 의료화상분야에 있어서 사용되고, 삼차원 화상에 대한 임의의 지정점의 입력장치 및 방법에 관한 것이다.
의료화상분야에서는, MRI, CT 등의 단층화상을 삼차원 구축한 화상처리가 널리 이용되고 있다. 의료용 삼차원 화상의 구축방법은, 크게 나누면, 서페이스 렌더링(surface rendering)법과 볼륨 렌더링(volume rendering)법의 2종류로 나누어진다. 서페이스 렌더링법은, 표시하고자 하는 대상의 윤곽, 표면형상을(알고리즘 상에서는 삼각 패치로 대표되는 표면패치나 타일에 의해) 구축하는 수법이다. 볼륨 렌더링법은, 레이 캐스팅(ray casting)의 알고리즘에 기초하는 수법이며, 삼차원 물체를 구성하는 각 보셀(voxel)에 대해서, 불투명도 및 색정보를 할당하여, 물체의 내부를 가시화하는 방법이다. 이들 수법에 의해 삼차원 구축한 화상을, 임상에서 사용하는 것에서는, 구축화상 상에서의 계측, 마킹, 추출 등의 화상처리를 행하기 위하여, 삼차원 화상 상의 임의의 점(개소)을 잡을(지정 또는 특정) 필요가 있다.
서페이스 렌더링법에서는, 윤곽이 추출되고 있기 때문에, 윤곽표시 상의 점은 잡을 수 있지만, 다른 구조물과 겹쳐져 있는 내부를 잡는 것은 불가능하다.
한편, 볼륨 렌더링법에 있어서는, 내부정보뿐이기 때문에, 삼차원 화상 상에서 직접 임의의 점을 잡는 것은 전혀 가능하지 않다.
이 때문에, 종래, 임상에 있어서의 임의의 점의 지정은, 삼차원 구축화상 상에서뿐만 아니라, 단층화상 상(정면, 상면, 측면 등의 시점상)에서 행하는 것이 일반적이다(또한, 상기한 바와 같이, 서페이스 렌더링법에서는, 직접 삼차원 화상 상에서 잡을 수 있지만, 그 지정점은 외형윤곽 상에 한정되어 버린다). 이 때문에, 화상 상의 임의의 점을 지정하기에는, 처리조작이 많고, 번잡하며, 또한 시간이 걸린다라는 과제가 있다.
본 발명은, 이러한 배경으로 된 것이므로, 삼차원 화상의 임의의 점을 간단한 조작에 의해서 지정할 수 있는 점입력장치 및 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 서페이스 렌더링, 볼륨 렌더링 등의 삼차원 구축수법에 관계없이, 삼차원 화상 상에서 임의의 점을 특정할 수 있고, 이를 위한 처리조작이 간단하며, 또한 처리시간이 짧은 점입력장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 발명은, 삼차원 화상을 표시면 상에 표시시키기 위한 표시수단, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을 원하는 방향으로 하는 표시제어 수단, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 면을 작성하는 수단, 표시면 상에, 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 직선을 작성하는 수단, 및 상기 작성된 면과 직선의 교점좌표를 구하고, 그 교점을 지정점으로서 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상을 위한 점입력장치이다.
청구항 2에 기재된 발명은, 삼차원 화상에 상기 지정점을 표시하거나, 또는 상기 지정점의 데이터값을 표시하거나, 또는 지정점을 중심으로 하는 그 주위부분의 추출을 행하는 등의 지정점 관련처리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 청구항 1에 기재된 삼차원 화상을 위한 점입력장치.
청구항 3에 기재된 발명은, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 면을 작성하는 스텝, 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하는 스텝, 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 직선을 작성하는 스텝, 및 상기 작성한 면과 직선의 교차좌표를 구하여 지정점으로서 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입 력방법이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 삼차원 화상을 표시면 상에 표시시키기 위한 표시수단, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을 원하는 방향으로 하는 표시제어수단, 표시면에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 따라서, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면을 작성하는 수단, 표시면 상에, 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하는 수단, 및 상기 기억된 3개의 평면이 교차하는 교점좌표를 구하고, 그 교점을 지정점으로서 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상을 위한 점입력장치이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서, ① 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면 또는 표시면에 수직방향의 1개의 직선을 작성하고, ② 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하고, 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하고, ③ 상기 ①의 처리에서 작성된 2개의 면과 상기 ②의 처리에서 작성된 1개의 면인 3개의 면이 서로 교차하는 교점의 좌표를 구하거나, 또는, 상기 제1 처리에서 작성된 직선과 상기 제2 처리에서 작성된 1개의 면의 교점의 좌표를 구하고, ④ 구한 교점좌표의 점을 지정점으로서 유지하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법이다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 입력방법으로서, 상기 ①의 처리와 상기 ②의 처리를 전후 반대로 한 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법이다.
청구항 7에 기재된 발명은, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 프로그램으로서,
① 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면 또는 표시면에 수직방향의 1개의 직선을 작성하는 처리,
② 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하고, 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하는 처리,
③ 상기 ①의 처리에서 작성된 2개의 면과 상기 ②의 처리에서 작성된 1개의 면인 3개의 평면이 서로 교차하는 교점의 좌표를 구하거나, 또는, 상기 제1 처리에서 작성된 직선과 상기 제2 처리에서 작성된 1개의 면의 교점의 좌표를 구하는 처리, 및
④ 구한 교점좌표의 점을 지정점으로서 유지하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 프로그램이다.
청구항 8에 기재된 발명은, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 단면화상을 작성하는 스텝, 작성된 단면화상을 표시면에 표시하는 스텝, 표시면에 표시된 단면화상 상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점좌표를 기억하는 스텝, 및 단면화상 상의 기억된 점좌표를 삼차원 좌표로 변환하여 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점의 입력방법이다.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 발명에 의하면, 유저는, 표시면에 표시되는 삼차원 화상을 확인하면서, 그 삼차원 화상에 나타나는 임의의 점을 지정할 수 있다. 또한, 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점의 지정은, 제1방향으로 표시되는 삼차원 화상과, 제2방향으로 표시되는 삼차원 화상에서 확인하면서 행할 수 있고, 원하는 점을 간단히 지정할 수 있다.
본 발명의 점입력장치 또는 점입력방법에서는, 삼차원 화상의 제1에 지정된 지정점을 지나서, 표시면에 수직방향의 평면과, 제2에 지정된 지정점을 통하며 표시면에 수직방향의 직선과의 교점좌표에 따라서 삼차원 화상에 있어서의 지정점을 특정하기 위하여, 지정점이 바르게 또한 단 한점을 특정할 수 있다.
또한, 본 발명의 지정점의 특정방법은, 평면과 직선의 교점에 의해서 구하는 이외에, 청구항 4에 기재된 바와 같이, 제1방향으로 표시되는 삼차원 화상에 기초하여, 지정된 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 평면과, 제2방향으로 표시되는 삼차원 화상에 기초하여, 지정된 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 평면과의 3개의 평면의 교차하는 교차좌표에 따라서, 단 한점을 특정할 수 있다.
또한, 지정점을 특정하기에는, 3개의 평면의 교점에 의해 특정하는지, 1개의 평면과 직선의 교점에 의해 특정하는지가 중요하고, 우선 삼차원 화상을 제2방향으로 표시시켜서, 그때에 직선 또는 1개의 평면을 작성하고, 다음에 삼차원 화상을 제1방향으로 표시시켜서, 그때에 1개의 평면 또는 2개의 평면을 작성하여도 좋고, 평면 및 직선의 작성순서로 순서가 정해져 있는 것은 아니다.
청구항 2의 발명에서는, 특정된 지정점에 관련하여, 그 지정점을 중심으로 한 각종 처리를 행하는 것이 가능하다.
청구항 8의 발명에서도, 간단한 조작으로 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 바르게 지정할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 삼차원 화상을 위한 점입력장치의 하드웨어구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 표시기의 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 일예를 나타내는 도이다.
도 3은, 작성된 면(수평면)을 나타내는 도이다.
도 4는, 도 2의 삼차원 화상을 별도의 시점에서 바라본 상태의 표시예를 나타내는 도이다.
도 5는, 삼차원 화상 상에 표시된 지정점의 표시예를 나타내는 도이다.
도 6은, 표시기의 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 7은, 작성된 면(종단면)을 나타내는 도이다.
도 8은, 도 6의 삼차원 화상을 별도의 시점에서 바라본 상태의 표시예를 나타내는 도이다.
도 9는, 도 6~도 8에 나타내는 처리를, 평면적으로 표시한 설명도이다.
도 10은, 제어부의 처리동작을 나타내는 플로오챠트이다.
도 11은, 제어부의 처리동작을 나타내는 플로오챠트이다.
도 12는, 임의방향으로부터의 삼차원 투영표시를 행하는 표시법의 화상에 대해서, 본 발명에 관한 점지정처리를 행하는 경우의 설명도이다.
이하에는, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 관해서 구체적으로 설명을 한다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 삼차원 화상을 위한 점입력장치의 하드웨어구성을 나타내는 블럭도이다. 본 장치는, 마이크로컴퓨터 등을 포함하는 제어부(1)를 갖고 있고, 제어부(1)에는 동작프로그램이나 각종 데이터를 기억하기 위 한 메모리(2)가 포함되어 있다. 제어부(1)에는 삼차원 화상을 표시하기 위한 표시기(3)가 접속되어 있다. 표시기(3)는, 브라운관을 이용한 디스플레이나, 액정디스플레이, 그 외로 구성할 수 있다. 제어부(1)에는, 또한, 조작부(4)가 접속되어 있다. 조작부(4)에는 키보드, 마우스 그 외의 신호나 데이터의 입력기기가 포함된다.
제어부(1)는, CD-ROM이나 광디스크 그 외의 정보기록매체(5)에 기록된 정보를 판독하고, 그 판독한 정보를 필요에 따라서 메모리(2)에 기록하는 것이 가능하다. 또한, 제어부(1)에는 통신용 모뎀(6)이 접속되어 있고, 이 모뎀(6)을 통해서 정보네트워크 등으로부터 필요한 정보나 데이터를 거둬들이거나, 정보네트워크로 소정의 데이터를 송신하는 것이 가능하다.
본 실시형태에 관한 점입력장치의 특징은, 표시기(3)의 표시면 상에 표시되는 삼차원 화상에 대해서, 유저가 원하는 위치를 지정할 수 있고, 이 지정된 점이 삼차원 화상에 관련되어서 기억되고, 표시되는 것이다.
이러한 처리는, 제어부(1)에 의해 행해지는 이하에 설명하는 프로그램에 따라서 실행된다. 본 발명은, 또한, 이러한 프로그램에 의해서 실행되는 삼차원 화상 상의 임의의 점의 지정방법이 특징이다.
본 발명을 실현하는 프로그램은, 제어부(1)의 메모리(2)에 미리 기억되어 있어도 좋고, 정보기록매체(5)에 기록되어 있어도 좋다. 정보기록매체(5)에 기록된 프로그램은, 제어부(1)에 인스톨됨으로써, 제어부(1)의 메모리(2)에 기억된다. 또한, 본 발명에 관한 프로그램은, 모뎀(6)을 통해서, 외부의 정보네트워크로부터 제어부(1)에 다운로드하는 것이 가능하여도 좋다.
이하, 제어부(1)에 의해 실행되는 동작, 즉 이 실시형태에 관한 프로그램의 특징에 관해서 구체적으로 설명을 한다.
제어부(1)는, 상기한 바와 같이 정보기록매체(5)에 기록된 프로그램이나, 모뎀(6)을 통해서 수신한 프로그램을 메모리(2)에 인스톨할 수 있음과 아울러, MRI나 CT 등으로 촬영된 단층화상데이터를 거둬들여서 메모리(2)에 기억할 수 있다. 단충화상데이터도, 정보기록매체(5)에 기록된 것을 거둬들여도 좋고, 모뎀(6)을 통해서 보내져 오는 단층화상데이터를 거둬들이는 것도 가능하다. 또한, 단층화상데이터가 제어부(1)에 주어지고, 제어부(1)에 있어서 의료용 삼차원 화상이 구축되는 경우에 한정되지 않고, 의료용 삼차원 화상데이터 그 자체가, 제어부(1)에 주어져도 좋다.
도 2는, 표시기(3)의 표시면(7) 상에 표시된 삼차원 화상(8)의 일예를 나타내는 도이다. 삼차원 화상(8)은, 제어부(1)에 주어진 MRI, CT 등의 단층화상을 원래 삼차원으로 구축된 화상이다. 또는, 제어부(1)에 주어진 삼차원 화상 데이터 자체를 표시한 것이다. 유저는, 조작부(4)를 조작함으로써, 표시면(7)에 표시된 삼차원 화상(8)을, 원하는 방향으로 되도록 회전시키거나, 원하는 부위를 확대시키거나, 원하는 부위의 단층면을 표시시키는 것이 가능하다.
본 실시형태에서는, 표시면(7)에 표시되는 삼차원 화상(8)의 방향을 원하는 방향으로 하고, 삼차원 화상(8)에 나타나는 임의의 점을 지정할 수 있다. 이 점지정은, 가령 마우스에 의해서, 삼차원 화상(8)의 지정하고 싶은 부분에 커서를 맞추고, 마우스를 클릭하는 것 등으로 행할 수 있다.
제어부(1)에서는, 삼차원 화상(8)의 임의의 점이 지정되면, 이것에 응답하 여, 그 지정점을 지나서, 표시면(7)에 수직방향의 가령 수평면을 작성하여 기억한다.
도 3에, 작성하여 기억된 수평면을 나타낸다. 이 도 3에 나타내는 수평면은, 제어부(1) 내에서 작성되어서 메모리(2)에 기억되면 좋고, 표시기(3)에 표시되는 필요는 없다.
유저는, 다음으로, 표시기(3)의 표시면(7)에 표시되어 있는 삼차원 화상(8)을, 도 2에 표시되는 방향과는 다른 방향으로 되도록 조작한다. 가령 도 4에 나타내는 방향으로 한다. 도 2에 나타내는 삼차원 화상(8)의 방향이나, 도 4에 나타내는 삼차원 화상(8)의 방향은, 유저가 삼차원 화상 내의 임의의 점을 특정하는 경우에 있어서, 그 점이 눈으로 인식가능한 방향이면 좋다.
도 4에 나타내는 삼차원 화상(8)에 있어서, 유저는, 원하는 점을 지정한다. 이 점지정도, 상기 조작과 마찬가지로, 마우스 등에 의해 행할 수 있다.
제어부(1)에서는, 도 4에 나타내는 삼차원 화상(8)이 표시되어 있을 때에, 유저에 의해 임의의 점이 지정되면, 그 지정점을 지나서, 표시면(7)에 수직방향의 직선을 작성하여 기억한다. 이 작성된 직선은, 표시기(3)에 표시되는 필요는 없다.
또한, 제어부(1)는, 도 2의 표시화면이 표시되었을 때에 작성하여 기억된 수평면과, 도 4의 표시화면이 표시되어 있을 때에 작성한 직선과의 교점좌표를 구하여, 그 교점좌표의 점을 지정점으로서 삼차원 화상 상에 표시한다. 가령, 도 5에 나타내는 바와 같이, 지정점(9)에 표시한다.
이상의 처리에 의해, 유저는, 삼차원 화상(8)의 임의의 점을, 삼차원 화상을 보면서 직접 지정할 수 있다. 또한, 점지정은, 표시면(7) 상에 표시된 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상과, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상에 기초하여 행하는 것이므로, 확실하게 또한 간이하게 지정점을 특정할 수 있다.
이 실시형태에 있어서의 처리에 관해서, 별도의 구체예를 기술한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 표시기(3)의 표시면(7) 상에 임의의 방향으로 삼차원 화상(8)을 표시시키고, 특정한 화상의 부위를 지정한다. 지정된 점을 ×표로 나타낸다.
이 점지정에 응답하여, 그 지정점을 지나서, 표시면(7)에 수직방향의 종단면이 작성된다. 작성된 종단면을 도 7에 나타낸다.
유저는, 다음에 도 6의 표시면(7)에 표시되어 있는 삼차원 화상을, 가령 도 8의 방향으로 회전, 이동시키고, 도 8의 삼차원 화상(8)에 나타내져 있는 지정하고 싶은 부위(×표로 나타낸다. 이 지정하고 싶은 부위는, 도 6에 있어서도 나타내져 있던 부위이다.)를 특정한다.
이 도 8에 있어서의 점지정에 의해, 그 지정점을 지나서, 표시면(7)에 수직방향의 직선이 작성하여 기억된다.
도 9는, 도 6~도 8의 처리를, 평면도적으로 표시한 설명도이다. 도 9에 있어서의 7A는, 도 6의 표시면(7)이고, 7B는 도 8에 있어서의 표시면(7)이다. 도 7에서 형성된 표시면(7)에 수직방향의 종단면은, 도 9에서는 VS로서 표시된다. 한편, 도 8에서 지정한 점을 지나서, 표시면(7B)에 수직한 선은 도 9에 있어서 VL로 표시된다. 또한, 면(VS)와 직선(VL)의 교점좌표를 구하면, 이것이 특정한 삼차원 화상의 점(P)으로 된다.
이와 같이 하여, 삼차원 화상 내의 임의의 점을, 간단한 조작으로 바르게 특정할 수 있다.
도 10, 도 11은, 도 1에 나타내는 제어부(1)의 처리동작을 나타내는 플로오챠트이다. 다음에, 도 10, 도 11에 흐름에 따라서, 도 1~도 9를 참조하면서 설명을 한다.
우선, 표시기(3)에 삼차원 화상이 표시된다(스텝(S1)). 이 표시되는 삼차원 화상은, MRI, CT 등의 단층화상을 기초로 삼차원 구축되는 화상이다. 이러한 삼차원 구축을 위한 프로그램은, 제어부(1)에 미리 인스톨되어 있고, 제어부(1)는 이 삼차원 화상 구축의 프로그램에 기초하여, 단층화상을 삼차원 화상으로서 표시한다. 삼차원 화상은, 서페이스 렌더링법에 의해 구축된 화상이어도 좋고, 볼륨 렌더링법에 의해 구축된 화상이어도 좋다. 또는, 유사투영법 등의 데이터에 기초하는 삼차원 화상이어도 좋다.
다음에, 제어부(1)는 삼차원 점입력모드인지 아닌지의 판별을 한다 (스텝(S2)). 삼차원 점입력을 행하는 경우는, 장치는 그 모드로 설정된다. 만약 삼차원 점입력모드가 아니면, 제어부(1)는 다른 처리를 행한다(스텝(S18)).
삼차원 점입력모드의 경우는, 유저는, 표시기(3)의 표시면(7)에 표시된 삼차원 화상(8)의 방향을, 원하는 방향(제1방향)으로 되도록 조작한다. 이 조작에 따라서, 제어부(1)는 표시(3)의 표시면(7)에 표시되어 있는 삼차원 화상(3)을, 유저가 원하는 방향으로 표시하는 처리를 행한다(스텝(S3)).
유저가 원하는 방향이란, 유저가 삼차원 화상 중의 지정하고 싶은 점을 눈으로 인식할 수 있는 방향이다. 삼차원 화상의 방향에 따라서는, 유저는 그 지정하고 싶은 점을 눈으로 인식할 수 없기 때문에, 그 점이 눈으로 인식가능한 방향으로 삼차원 화상을 회전시키고, 표시시킨다. 따라서, 지정하고 싶은 점을 삼차원 화상 상에서 확인하면서 지정할 수 있다.
표시면(7)에 표시된 삼차원 화상(8)에 대해서, 유저는 점을 특정한다. 이 점지정은, 상기한 바와 같이, 마우스 등에 의해 커서를 지정해야할 개소에 맞춤으로써 행할 수 있다.
제어부(1)는, 1점째의 지정점입력 있음으로 판정하면(스텝(S4)), 그 입력점을 지나서, 시점방향에 평행하며, 표시면(7)에 대해서 수직방향의 평면(표시면(7)에 수직방향은, 표시면(7)에 대해서, 종방향 또는 횡방향의 단면이다.)을 작성하여 메모리(2)에 기억한다(스텝(S5)).
다음에, 2점째의 지정점을 입력해야할 취지의 지시를 표시기(3)에 나온다. 그 지시에 따라서, 유저는 표시면(7)에 표시되는 화상의 방향을 제1방향과는 다른 방향으로 되도록 조작한다. 이 조작에 따라서 표시면(7)의 삼차원 화상(8)은, 제2방향으로 표시된다(스텝(S6)).
또한 그 제2방향에 있어서, 유저는 지정해야할 점을 눈으로 인식하고, 그 점을 2점째의 지정점으로서 입력한다. 이로써, 제어부(1)는 2점째의 지정점 입력있음의 판별을 하고(스텝(S7)), 이 지정된 입력점을 지나서, 시점방향에 평행한 선(표시면(7)에 수직방향의 직선)을 작성하여 기억한다(스텝(S8)).
또한, 스텝(S5)에서 작성한 평면(단면)과, 스텝(S7)에서 작성한 직선과의 교점좌표를 산출하고(스텝(S8)), 그 교점좌표를 지정점으로서 메모리에 기억함과 아울러, 해당 교점좌표에서 특정되는 점을, 표시면(7)의 삼차원 화상(8) 상에 표시한다(스텝(S9)).
이 표시예는, 상기 도 5에 나타내는 것이다. 지정점의 표시에서는, 스텝(S5)에서 작성한 평면이나, 스텝(S8)에서 작성한 직선이, 지정점을 한꺼번에 표시되어 있어도 좋고, 이들 평면이나 직선은 표시가 생략되어도 좋다.
유저는, 표시된 지정점이, 원하는 점과는 다른 위치이면, 취소해야할 의사를 입력할 수 있다(스텝(S10)). 취소입력이 있으면, 제어부(1)는 스텝(S4, S7, S9)에서 특정된 점을 무효로 하고(스텝(S11)), 처리는 스텝(S3)으로 돌아간다.
교점좌표에서 표시되는 지정점이, 유저가 원하는 점인 경우는, 다음에 유저는 그 지정점을 표시하는 마크의 형태, 크기 및 색을 변경할 수 있다.
유저가 지정점을 표시하는 마크의 형태, 크기 및 색을 변경하고 싶은 경우는, 그 취지를 조작부(4)로부터 입력하면, 제어부(1)에서 그 변경처리가 행해진다(스텝(S13)).
표시되는 삼차원 화상과의 관계 상, 지정점을 표시하는 마크가 삼차원 화상 상에 표시되면, 삼차원 화상이 보이기 어려운 등의 문제가 있는 경우는, 지정점을 표시하는 마크를 삼차원 화상 상에 표시하지 않아도 좋다. 이 경우에 있어서, 이미 지정한 지정점을 호출하고 싶은 경우, 가령 지정점의 주위부분을 추출하여 확대표시시키고 싶은 경우 등에, 그 지정점을 특정하기 쉽도록, 표시면의 끝부(화상표시영역 외 등)에 지정점을 특정하기 위한 아이콘을 표시하여도 좋다. 이러한 아이콘을 표시면의 끝부에 표시함으로써, 일단 지정한 삼차원 화상 상의 점을 호출하고 싶은 경우, 지정한 삼차원 화상 상의 점의 주위부분을 추출하여 확대표시하고 싶은 경우, 또는 그 지정점을 포함하는 단층상을 작성하고 싶은 경우 등에, 삼차원 화상 상에서 지정점을 잡는 것은 아니고, 화상 외의 란에 표시된 아이콘을 잡는 것이므로, 기존의 지정점을 선택할 수 있고, 조작이 간이화한다.
또한, 지정점의 CT값(CT화상은, 방사선을 조사하고, 인체조직에 의해서 반사되어 오는 방사선의 값을, X선 흡수계수의 상대값으로 표시한 것이다. 즉, 물의 X선흡수계수를 0으로 하였을 때의 인체조직의 X선흡수계수의 상대치이고, 가령 뼈나 석회물에서는, 80~1000정도이고, 혈액이나 간장에서는 20~70정도이다. 지정점의 CT값을 판단함으로써, 가령 뼈의 석회화의 정도를 판단할 수 있고, 간장의 경우, 그 부위에 종양이 생겼는지 여부의 판단의 참조로 된다.)을 표시시킬 수 있다(스텝(S14)). 표시시키고 싶은 경우, 유저는 조작부(4)를 조작하면 좋고, 이것에 따라서, 지정점 근방에 CT값이 표시된다(스텝(S15)). 또한, 지정점 근방에 CT값이 표시되는 것은 아니고, CT값은, 표시면(7)의 한쪽 구석 등의 특정한 표시영역에 표시되는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 지정한 지정점을 중심으로, 가령 소정 치수의 반경의 영역을 추출하는 것이 가능하다. 추출조작이 행해진 것으로 판별되면, 제어부(1)에서는, 필요한 추출처리를 행한다(스텝(S17)). 그 추출부위를 가령 확대표시 등을 시킨다.
이상 설명한 실시형태에서는, 삼차원 화상을 제1방향으로 표시시켜서, 그때 의 표시면에 대한 수직방향의 면을 작성하고, 다음에 삼차원 화상을 제2방향으로 하여, 그 때의 표시면에 대한 수직방향의 직선을 작성하는 예를 나타내었지만, 삼차원 화상을 제1방향으로 향하였을 때에, 표시면에 대해서 수직방향의 2개의 면(가령 표시면에 대해서 종방향 및 횡방향의 2개의 수직방향의 면)을 작성하고, 삼차원 화상을 제2방향으로 향하였을 때에, 표시면에 대해서 수직방향의 1개의 면을 작성하여, 이들 3개의 면의 교점을 구하여 그 점을 지정점으로 하여도 좋다.
또한, 우선 직선을 작성하고, 다음에 면을 작성하여, 그 교점을 지정점으로서 특정하여도 좋다.
중요한 점은, 2개의 시점방향으로부터 삼차원 화상을 바라봤을 때, 각 시점방향으로부터 바라본 삼차원 화상 상에 있어서, 임의의 점을 각각 지정하고, 그 지정점을 통하며 표시면에 수직방향의 면 또는 직선을 작성하여, 이들 교점으로부터 지정점을 특정하는 방식이면 좋다.
상기 실시형태에서는, 표시면에 표시되는 화상은 삼차원 구축된 화상으로서 설명하였지만, 표시면에 표시되는 화상은, 삼차원 구축화상에 한정되지 않고, Max-IP, Min-IP, Raysum 등의 임의방향으로부터의 삼차원 투영표시화상이어도 좋다.
의료용 화상으로서, MIP(Maximum Intensity Projection)법이나, Laysum법이라는, 임의방향으로부터의 삼차원 투영표시를 행하는 표시법의 화상이 사용되는 것이 있다. 이 표시법의 화상은, 통상의 x-ray와 같은 화상으로서 표시되지만, 삼차원 정보를 가지고 있다. 이 때문에, 화상을 임의방향으로 회전시키면서, 그 상태에서의 투영화상을 수시 작성하여 표시하는 것이 가능하다. 본 발명은, 이러한 표시 법의 화상에 대해서도 적용하는 것이 가능하다. 즉, 도 12를 참조하여 설명하면, 1개의 방향에서의 투영표시화면 상에서, 점지정을 행하면, 그 점을 지나서, 화면에 수직한 면이 작성된다. 이 작성된 면은 투영화면 상에 직선으로서 표시되지만, 이것은, 시점방향으로부터 화면에 수직한 면을 투영하였기 때문에 직선으로서 화상 상에 표시되는 것이므로, 제어부(1)(컴퓨터) 내에서는 삼차원 정보를 가지고 있다.
다음에, 다른 방향에서의 투영표시화면을 표시한다. 즉 시점방향을 바꾼 투영표시화면을 표시시킨다. 이 경우에, 앞에 점지정에 의해 작성된 면을 표시시키면, 직선이 아닌 면으로서 표시된다. 또한 이 시점에서, 제2 점지정을 행하면, 그 점을 통해서 화면에 수직한 직선과 상기 면과의 교점의 삼차원적인 좌표를, 제어부(1) 내에서 산출할 수 있고, 지정점의 좌표를 유지할 수 있다. 또한, 그 지정점을 화상의 상에 표시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은, 임의의 방향으로부터 삼차원 투영표시된 의료용 화상에 있어서의 점입력에 대해서도 적용가능하다.
본 발명의 또 다른 실시형태로서, 다음과 같이 하여 의료용 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 특정하는 것이 가능하다.
즉, 표시면 상에 표시된 삼차원 화상 또는 삼차원 투영화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 임의의 제1방향으로 되도록 표시제어한다. 또한 표시화면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상 또는 삼차원 투영화상 상의 임의의 점이 지정되면, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 단면화상을 작성한다. 또한 작성된 단면화상을 표시면에 표시시킨다.
유저는, 표시된 단면화상 상의 임의의 점을 지정할 수 있다. 또한 지정된 점은, 단면화상 상의 점이기 때문에, 그 점의 삼차원 좌표가 제어부(1)에서 산출되어서 유지된다. 이로써, 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 특정할 수 있다.
즉 본 실시형태에서는, 제1방향으로 표시되는 삼차원 화상 또는 삼차원 투영화상에 있어서, 임의의 점이 표시되면, 표시면에 수직방향의 면을 작성할 때에, 작성한 면, 즉 단면화상을 표시시키는 것이다. 이로써, 제2방향(단면에 직교방향)으로부터 행하는 점지정을 단면화상 상에서 직접 행할 수 있게 된다. 이로써, 삼차원 화상표시에 의한 겹침, 걸침에 관계없는 점의 지정이 가능하다.
이러한 방식은, 종래의 이차원 화상 상에서의 점입력에 비해서, 직접 삼차원 표시화상 상에서 조작을 행하기 위하여, 삼차원적인 위치결정이 용이하다. 또한, 조작마다, 삼차원 화상, 이차원 화상으로 전환할 필요가 없다. 또한, 단면화상작성을 위한 조건설정이, 제1방향으로 지정된 점을 지나서, 표시면에 수직한 단면과 특정되어 있기 때문에, 종래와 같이, 위치나 방향 등의 단면화상작성을 위한 복잡한 설정을 하지 않아도, 제1방향으로 1점을 지정하는 것만으로, 그 점을 지나서, 표시면에 수직한 단면이 자동적으로 작성되기 때문에, 단면작성이 용이하다.
본 발명은, 이상 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 기재된 범위 내에서 각종 변경이 가능하다.
본 출원은, 2000년 6원 16일에 일본 특허청에 제출된 특원2000-182069호에 기초하여, 조약에 의한 우선권을 주장하고 있고, 본 출원의 전체개시는 본 출원에 조립되는 것으로 한다.

Claims (8)

  1. 삼차원 화상을 표시면 상에 표시시키기 위한 표시수단;
    상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을 원하는 방향으로 하는 표시제어수단;
    상기 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 면을 작성하는 수단;
    상기 표시면 상에, 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 직선을 작성하는 수단; 및
    상기 작성된 면과 직선의 교점좌표를 구하고, 그 교점을 지정점으로서 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상을 위한 점입력장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 삼차원 화상에 상기 지정점을 표시하거나, 또는 상기 지정점의 데이터값을 표시하거나, 또는 지정점을 중심으로 하는 그 주위부분의 추출을 행하는 등의 지정점 관련처리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상을 위한 점입력장치.
  3. 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서,
    상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 면을 작성하는 스텝;
    상기 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하는 스텝;
    상기 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 직선을 작성하는 스텝; 및
    상기 작성한 면과 직선의 교차좌표를 구하여 지정점으로서 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법.
  4. 삼차원 화상을 표시면 상에 표시시키기 위한 표시수단;
    상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을 원하는 방향으로 하는 표시제어수단;
    상기 표시면에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 따라서, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면을 작성하는 수단;
    상기 표시면 상에, 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하는 수단; 및
    상기 기억된 3개의 평면이 교차하는 교점좌표를 구하고, 그 교점을 지정점으로서 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상을 위한 점입력장치.
  5. 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서,
    ① 상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면 또는 표시면에 수직방향의 1개의 직선을 작성하고,
    ② 상기 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하고, 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하고,
    ③ 상기 ①의 처리에서 작성된 2개의 면과 상기 ②의 처리에서 작성된 1개의 면인 3개의 면이 서로 교차하는 교점의 좌표를 구하거나, 또는, 상기 제1처리에서 작성된 직선과 상기 제2 처리에서 작성된 1개의 면의 교점의 좌표를 구하고,
    ④ 구한 교점좌표의 점을 지정점으로서 유지하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 ①의 처리와 상기 ②의 처리를 전후 반대로 한 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법.
  7. 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체로서,
    ① 상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 2개의 면 또는 표시면에 수직방향의 1개의 직선을 작성하는 처리단계;
    ② 상기 표시면에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따라 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 되도록 제어하고, 표시면 상에, 제2방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 1개의 면을 작성하는 처리단계;
    ③ 상기 ①의 처리에서 작성된 2개의 면과 상기 ②의 처리에서 작성된 1개의 면인 3개의 평면이 서로 교차하는 교점의 좌표를 구하거나, 또는, 상기 제1처리에서 작성된 직선과 상기 제2 처리에서 작성된 1개의 면의 교점의 좌표를 구하는 처리단계; 및
    ④ 구한 교점좌표의 점을 지정점으로서 유지하는 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점을 지정하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  8. 표시면 상에 표시된 삼차원 화상에 있어서의 임의의 점을 지정하기 위한 방법으로서,
    상기 표시면 상에 표시된 삼차원 화상의 방향을, 유저의 조작에 따른 제1방향으로 되도록 표시제어하고, 표시면 상에 제1방향으로 표시되어 있는 삼차원 화상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점을 지나서, 표시면에 수직방향의 단면화상을 작성하는 스텝;
    작성된 단면화상을 표시면에 표시하는 스텝;
    상기 표시면에 표시된 단면화상 상의 임의의 점이 유저에 의해서 지정된 것에 응답하여, 그 점좌표를 기억하는 스텝; 및
    상기 단면화상 상의 기억된 점좌표를 삼차원 좌표로 변환하여 유지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 화상에 대한 임의의 점의 입력방법.
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