KR20080110739A

KR20080110739A - 의료용 화상의 처리 방법

Info

Publication number: KR20080110739A
Application number: KR1020087021113A
Authority: KR
Inventors: 김한준
Original assignee: 이마그노시스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-12-19
Also published as: CA2645538A1; WO2007102509A1; US20090310832A1; JPWO2007102509A1; CN101394791A; EP1992288A4; EP1992288A1

Abstract

화상 위에 묘출된 의료용 촬영용 마커를, 실체와 관련지어서 정확하게 특정하기 위한 방법이 요구되고 있었다. 본 발명에서는 마커 화상(1b, 2b, 3b)에 의해 특정되는 복수의 특정점 중에서, 표시 화상 위에서 특정하기 쉬운 하나의 특정점(예를 들어 1b)을, 실제 마커 평면도(4)로부터 얻어지는 마커 특정점 1a와 대응지우고, 나머지의 특정점 2b, 3b를, 화상 단면 5를 면과 수직 방향으로 평행하게 이동시키거나 회전시키는 것에 의해, 순차적으로, 실제 마커 평면도(4)의 마커의 형태 및 위치 마커도(1a, 2a, 3a)에 일치시켜서, 수정 화상 마커 단면(5')을 작성한다. 이것에 의해, 실체와 화상이 양호한 정밀도로 관련지어진다.

Description

의료용 화상의 처리 방법{MEDICAL IMAGE PROCESSING METHOD}

본 발명은 촬영된 의료용 화상 데이터에 기초하여 원하는 위치를 나타내는 의료용 화상을 정확하게 작성하기 위한 처리 방법에 관한 것이다. 특히, 의료용 촬영용 마커를 이용하고, 당해 마커의 화상 위치를 정확하게 반영시켜 위치가 정확하게 특정된 마커 화상에 기초하여, 원하는 위치를 나타내는 의료용 화상을 작성하기 위한 처리 방법에 관한 것이다.

의료 분야에 있어서 3차원적 화상 진단 및 수술 방식의 시뮬레이션 등에, CT, MRI 등으로 촬영된 의료용 3차원 화상 정보가 주목받아 활발하게 임상 응용되고 있다.

그러나 촬영 데이터의 좌표계는 공통 좌표계가 아니고, 개개의 촬영 때마다 다르다. 또, 촬영 기종, 촬영 수단이 다르면, 묘출(描出) 내용이 다르다. 예를 들어 CT에서는 뼈 등의 경조직(硬組織), 피부 등의 연조직(軟組織)을 묘출할 수 있고, MRI에서는 주로 연조직이 묘출된다. SPECT, PET 등에서는 주로 트레이서의 집적상(集積像)이 묘출된다.

이와 같이, 의료용 화상은 묘출된 화상이 촬영 기기 등에서 다르며, 또한 촬영마다 좌표계가 다르기 때문에, 화상끼리를 비교하여 데이터의 관련짓기를 행하는 것은 곤란하였다.

즉, 동일 환자의 시기가 다른 데이터간, 또는 다른 촬영 기기(촬영 수단)로 촬영된 데이터간에서, 공통된 방향 및 위치의 의료용 화상을 작성하는 것이 곤란하였다.

그래서, 각 데이터를 관련짓는 공통의 지표로서 의료용 촬영용 마커가 이용되고 있다. 의료용 촬영용 마커는 동일 환자의 시기가 다른 데이터의 관련짓기, 예를 들어 수술 전, 수술 후라고 하는 치료 전후의 변화의 평가나, 촬영 기기(촬영 수단)가 다른 데이터의 관련짓기, 예를 들어 SPECT나 PET에서 묘출되는 트레이서의 집적 부위의 해부학적인 위치를 CT, MRI 등의 촬영 데이터와 관련지어서 확인 평가하는 것 등에 이용되고 있다.

의료용 촬영용 마커는 상기의 목적으로 이용되기 때문에, 화상으로서 묘출된 마커 화상(예를 들어 마커 특정점)을 정확하게 특정할 수 있는지의 여부가 화상 데이터를 임상 활용하는 경우의 유효성에 크게 영향을 미친다.

또, 의료용 촬영용 마커를 기준으로, 실체와 화상을 관련지어서 내비게이션하거나, 시뮬레이션하는데 있어서도, 마커 화상의 정확한 특정이 중요하다.

특허 문헌 1에는 2개의 화상의 촬영 부위의 위치 맞춤을 행할 때의 처리 방법이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는 화상의 마커(1)를 검출하고, 동양(同樣)으로 같은 촬영 단면의 촬영 시각이 다른 화상의 마커(2)를 검출하고, 한 쪽의 화상을 이동시켜 참조점이 일치하도록 화상의 위치 맞춤을 행하는 것이 설명되어 있다(특허 문헌 1의 단락 [0028] ~ [0030] 참조).

또, 특허 문헌 2에서는 마커의 근처에, 수동 조작에 의해서 관심 영역(ROI)을 설정하고, ROI내에서, 마커의 위치 좌표를 정확하게 구하는 방식이 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2003-339666호 공보

특허 문헌 2: 일본 특개 2001-170072호 공보

특허 문헌 3: 일본 특개 2006-141640호 공보

특허 문헌 4: 일본 특원 2005-347080호

특허 문헌 1에서는 촬영 시기 등이 다른 데이터의 관련짓기에 있어서, 마커 화상끼리를 위치 맞춤하고, 촬영 부위의 위치 맞춤을 행하는 처리를 개시하지만, 촬영 화상에 묘출되어 있는 마커 화상을, 정확하게 위치 결정하는 것에 관해서는 개시도 교시도 없다. 특히, 마커 화상을 실체에 장착된 마커와 관련지어서, 정확하게 위치 결정하는 것에 대해서는 아무것도 교시되어 있지 않다.

또, 특허 문헌 2에서는 마커 근처에 ROI를 설정하는 것에 의해, 마커의 중심 좌표를 구하는 방법이 개시되어 있으나, 이 방식은 하나의 촬영 화상에 있어서 마커의 위치를 특정하는 것에 지나지 않고, 복수의 촬영 화상을 대비하는 경우에 있어서, 마커를 어떻게 활용하는가에 대해서는 언급되어 있지 않다. 특히, 실체에 첨부된 마커와 그것이 촬영된 마커 화상과의 관련짓기에 대해서는 아무것도 교시되어 있지 않다.

본 발명은, 이와 같은 배경 아래에서 이루어진 것으로, 화상 위에 묘출된 의료용 촬영용 마커를, 실체와 관련지어서 정확하게 특정하기 위한 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

또, 본 발명은, 의료용 촬영용 마커를 실체와 관련지어서 정확하게 특정하고, 그에 기초하여 원하는 의료용 화상을 작성하기 위한 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 적어도 3개의 점을 특정하는 의료용 촬영용 마커가 장착된 실체를 측정하는 것에 의해 얻어진 실제 마커 정보를 준비하고, 실제 마커 정보에 기초하여, 상기 마커가 특정하는 3개의 점을 통과하는 평면으로서 그 평면내에 마커의 형태 및 위치를 나타내는 마커도가 표시된 실제 마커 평면도를 작성하고, 적어도 3개의 점을 특정하는 의료용 촬영용 마커가 장착된 실체를 소정의 촬영 기기에 의해서 촬영하는 것에 의해 얻어진 화상 데이터를 준비하고, 화상 데이터로부터 묘출된 마커 화상이 특정하는 3개의 점을 통과하는 평면으로서 그 평면내에 마커 화상의 형태 및 위치가 표시된 화상 마커 단면을 작성하고, 작성한 실제 마커 평면도와 화상 마커 단면을 오버랩시키고, 화상 마커 단면 위의 마커 화상이 실제 마커 평면도 위의 마커도의 형태 및/또는 위치와 다른 경우에, 전자가 후자에 일치하도록, 화상 마커 단면을 평행 이동 및/또는 회전 이동시켜서 실제 마커 평면도에 일치 또는 가장 근사한 수정 화상 마커 단면을 작성하고, 오버랩된 실제 마커 평면도 위의 마커 특징점에 상당하는 수정 화상 마커 단면 위의 개소(箇所)를, 화상 위의 각 마커의 특징점으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처리 방법이다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 수정 화상 마커 단면의 작성은 마커 화상이 실제 마커 평면도의 마커도의 형태와 다른 경우에, 화상 마커 단면의 마커 단면 위치를 면에 수직 방향으로 평행 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 의료용 화상의 처리 방법이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 수정 화상 마커 단면의 작성은 마커 화상이 실제 마커 평면도의 마커도의 위치와 다른 경우에, 화상 마커 단면의 마커 단면 위치가 면에 수직 방향으로 움직이도록 회전 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 의료용 화상의 처리 방법이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 상기 회전 이동은 마커 화상이 특정하는 2개의 점을 통과하는 선분(線分)을 회전축으로 하여 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 의료용 화상의 처리 방법이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 상기 회전 이동은 마커 화상이 특정하는 2개의 점 중 한 쪽의 점만이 면에 수직 방향으로 이동하도록, 다른 쪽의 점을 중심으로, 양 점을 통과하는 선분을 면에 수직 방향으로 기울이는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 의료용 화상의 처리 방법이다.

종래, 의료용 촬영용 마커를 이용하여 의료용 화상을 작성한 경우, 화상 중에 묘출된 마커 화상에 기초하여 화상의 위치나 방향을 특정하고 있었다. 즉, 화상에 묘출된 마커 화상을 엄밀하게 평가하는 일 없이, 마커 화상에 기초하여 화상 위의 위치 결정이나 방향의 특정 등이 이루어지고 있었다.

그런데 묘출된 마커 화상은 표시되는 방향(각도)이나 화상 위치(특히, 2차원의 단면상에서는 어느 깊이의 단면을 표시하는가)에 의해서, 묘출된 마커 화상의 형태나 위치가 약간이기는 하나 달라진다.

그리고, 종래는 이러한 마커 화상이 정확하게 표시되고 있는지 여부의 판단은 행해져 있지 않았으므로, 마커 화상에 의해 특정되는 특정점의 정밀도의 신뢰성을 확인할 수 없었다.

본 발명에서는 실제 마커 정보에 기초하여 작성된 실제 마커 평면도에 있어서 마커의 형태 및 위치를 나타내는 마커도를 기준으로, 촬영된 화상 데이터에 있어서 마커 화상의 형태 및 위치를 정확하게 특정하고, 마커 화상에 의해 특정되는 특정점의 위치 정밀도를 향상시킨다. 그 결과, 원하는 위치 및 각도의 의료용 화상을 작성할 수 있고, 의료용 화상과 실체와의 관련짓기를 정확하게 행할 수 있다.

본 발명에서는 수정 화상 마커 단면을 작성하는 경우에, 화상 마커 단면을 평행 이동시키거나, 회전 이동시킨다.

종래는 단면 화상 위에 전체 마커를 동시에 표시시켜 최적인 단면(단면상)으로 되도록, 단면(단면상)을 평행 이동시키는 정도의 처리 밖에 행해지지 않았다. 이에 대해, 본 발명에서는 마커 화상에 의해 특정되는 복수의 특정점 중에서, 표시 화상 위에서, 특정하기 쉬운 하나의 특정점을, 실제 마커 평면도로부터 얻어지는 마커 특정점과 대응짓게 하고, 나머지의 특정점을, 단면 화상을 면과 수직 방향으로 평행하게 이동시키거나, 회전 이동시키는 것에 의해, 순차적으로 실제 마커 평면도의 마커의 형태 및 위치(마커도)에 일치시켜, 수정 화상 마커 단면을 작성한다.

이것에 의해, 마커 화상에 의해 특정되는 화상 데이터 위의 복수의 특정점을, 실제 마커 평면도에서 특정된 특정점과 정확하게 대응지을 수 있다. 따라서, 마커 화상의 위치를 정확하게 확인하여, 정확한 마커 특정점에 기초하여 화상 데이터의 처리를 행할 수 있다.

마커 특정점이 정확하게 특정된 경우, 그 특정점(적어도 3개)을 기준으로 하여 기준 좌표 등을 결정할 수 있기 때문에, 화상 데이터에 있어서 임의 위치의 단면, 임의 방향의 단면, 임의 방향의 3차원 화상 등을 재현 가능하게 정확하게 표시하는 것이 가능하다.

또, 동일 환자의 시기가 다른 데이터간, 및 촬영 기기(촬영 수단)가 다른 데이터간의 관련짓기 및 실체와 화상, 또는 실체 모델과 화상의 정확한 관련짓기를 행할 수 있다. 그 결과, 정확한 화상 진단, 및 화상에 기초하는 의료 처치의 내비게이션이나, 시뮬레이션 등을 올바르게 행할 수 있다.

도 1은 실체(환자) 위에, 적어도 3점이 특정할 수 있는 의료용 촬영용 마커가 부여된 상태의 도면이다.

도 2는 CT 뼈 표시 위에, 마커 화상(1b, 2b, 3b)이 묘출되어 있는 표시 화상의 예이다.

도 3에서 (A)는 작성된 실제 마커 평면도(4)의 일례를 나타내는 도면이고, (B)는 작성된 화상 마커 단면(5)에, 미리 작성한 실제 마커 평면도(4)를 오버랩시켜서 표시한 표시예이다.

도 4는 작성한 화상 마커 단면(5)의 표시예이다.

도 5는 표시된 화상 마커 단면(5)에, 미리 작성한 실제 마커 평면(4)을 중합한 도면이다.

도 6은 3개의 마커도(1a, 2a, 3a) 중 임의의 하나, 예를 들어 마커도(2a)와, 마커 화상(2b)이 일치하도록, 화상 마커 단면(5)을 조작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 나머지 2개의 마커 화상 중에서, 예를 들어 마커 화상(1b)을, 마커도(1a)와 일치시키는 조작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 제1 특정점(마커 화상(2b)의 중심)을 통과하고, 화상 마커 단면(5)에 수직인 축을 중심으로, 축과 직선 L₁₂의 각도를 변화시키도록, 화상 마커 단면(5)을 화살표 A4에 나타내는 바와 같이 회전시키는(경사시키는) 방법을 설명하는 도면이다.

도 9는 마커 화상(2b 및 1b)이 마커도(2a 및 1a)와 일치하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 마커 화상(2b, 1b)을 통과하는 직선 L₁₂를 축으로 하여 화상 마커 단면(5)을 회전시켜서 마커 화상(3b)의 단면 슬라이스 위치를 조정하고, 마커 화상(3b)을 마커도(3a)와 일치시키는 처리를 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 처리 방법을 설명하기 위한 도면이며, 본 발명에 있어서 옵션 처리 내용의 설명도이다.

도 12는 수정 화상 마커 단면을 작성하기 위해 이용되는 컴퓨터 시스템(10)의 구성 블록도이다.

도 13은 도 12에 나타내는 컴퓨터 시스템(10)에 의해 실행되는 수정 화상 마커 단면의 작성 프로그램의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.

<부호의 설명>

1, 2, 3 의료 촬영용 마커

1a, 2a, 3a 마커도

1b, 2b, 3b 마커 화상

1c, 2c, 3c 마커(1, 2, 3)의 각각 중심점

4 실제 마커 평면도

5 화상 마커 단면

5' 수정 화상 마커 단면

이하에는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 구체적으로 설명을 한다. 도 1은 실체(환자) 위에, 적어도 3점을 특정할 수 있는 의료용 촬영용 마커(이하, 단순히 마커라 함)가 부여된 상태의 도면이다. 이 도면에서는 실체 위에 있어서 3개의 점을 특정하기 위해, 3개의 마커(1, 2, 3)가 이용되고 있다. 그러나 3점을 특정함에 있어서 반드시 3개의 마커를 이용할 필요는 없고, 예를 들어 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 하나의 마커에 3개의 조영용(造影用) 구체(球體)가 포함된 것과 같은 마커를 이용하면, 하나의 마커에 의해 실체 위의 3점 을 특정하는 것도 가능하다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 3점을 특정하기 위한 마커가 부여된 실체(환자)를 예를 들어 3차원 계측기 등을 이용하여 측정하고, 실체 위에 있어서 마커(1, 2, 3)의 형태 및 위치 정보를 포함하는 실제 마커 정보를 얻는다.

또, 실제 마커 정보를 얻는 작업에 맞추어, 마커가 부여된 실체(환자)를 예를 들어 CT 촬영 기기로 촬영한다. CT 촬영에 의해, 예를 들어 도 2에 나타내는 의료용 화상 데이터의 표시 화상이 얻어진다.

도 2의 표시 화상은 CT 뼈 표시 위에, 마커 화상(1b, 2b, 3b)이 묘출되어 있는 화상이다.

한편, 도 1에 나타내는 3개의 마커(1, 2, 3)가 부여된 실체를 측정하는 것에 의해 얻어진 실제 마커 정보로부터, 마커(1, 2, 3)가 특정하는 3개의 점을 통과하는 평면으로서, 그 평면내에 마커의 형태 및 위치를 나타내는 마커도가 표시된 실제 마커 평면도를 작성한다.

도 3(A)에, 작성된 실제 마커 평면도(4)의 일례를 나타낸다. 실제 마커 평면도(4)에는 마커의 형태 및 위치를 나타내는 마커도(1a, 2a, 3a)가 표시되어 있다. 또, 마커도(1a, 2a, 3a)의 중심(1c, 2c, 3c) 사이를 잇는 직선 L₁₂, L₂₃, L₃₁도 표시되어 있다. 실제 마커 평면도(4)에서는 3개의 마커도(1a, 2a, 3a)의 각 중심(1c, 2c, 3c)이 특정점으로 되고, 그들 3개의 특정점(1c, 2c, 3c)을 통과하는 평면이 실제 마커 평면도(4)로 되어 있다.

도 3(A)에 나타내는 실제 마커 평면도는 예를 들어 3차원 계측기에 의해 측정된 실체 위의 3개의 마커(1, 2, 3)의 형태 및 위치 데이터를 처리하고, 3개의 마커(1, 2, 3)의 중심을 통과하는 평면의 작성을 행하는 것에 의해 작성할 수 있다. 그리고, 작성된 실제 마커 평면도의 데이터를 임의의 PC 등에 부여하는 것에 의해, 표시기 등에 표시하는 것이 가능하다.

다음에, 도 2에 나타내는 표시 화상으로부터, 묘출된 3개의 마커 화상(1b, 2b, 3b)을 통과하는 면으로서, 그 면내에 마커 화상의 형태 및 위치가 표시된 화상 마커 단면(5)을 작성한다. 그리고, 작성된 화상 마커 단면(5)에, 미리 작성한 상기 실제 마커 평면도(4; 도 3(A))를 오버랩시켜서 표시한다.

이 표시예가 도 3(B)이다. 마커의 실제 형상, 크기 및 위치 관계에 기초하는 마커도나 실제 마커 평면도를, 묘출된 마커의 화상과 오버랩시키는 것으로, 마커 특정점의 정밀도를 확인할 수 있다.

화상 마커 단면(5)에 실제 마커 평면도(4)를 중합한 경우, 묘출된 마커 화상(1b, 2b, 3b)과, 계측된 마커도(1a, 2a, 3a)의 형태 및 위치가 반드시 완전히 일치하지 않는 경우가 많다. 즉, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 마커 화상(1b, 2b, 3b)과, 마커도(1a, 2a, 3a)는 통상 그 형태가 미묘하게 다르며, 또 위치가 조금 어긋나 있는 것이 많다.

그래서, 화상 마커 단면(5)에 묘출되어 있는 마커 화상(1b, 2b, 3b)이, 실제 마커 평면도(4)에 표시되어 있는 마커도(1a, 2a, 3a)의 형태 및 위치와 일치하도록, 이하에 설명하는 바와 같이, 화상 마커 단면(5)을 평행 이동시키거나, 회전 이 동시키는 처리를 행한다.

또한, 상기의 처리에 앞서, 실제 마커 평면도(4)와 화상 마커 단면(5) 사이에 확대율의 차가 생기고 있는 경우, 이용 촬영 기기의 묘출상의 확대율을 입수하여, 화상 마커 단면(5)의 확대율을 보정한다.

이 실시 형태에서는 3차원 계측기 등에 의해 얻어진 실제 마커 정보에 기초하여 3차원 화상을 작성하고, 그 3차원 화상과 예를 들어 CT 촬영에 의해 얻어진 3차원 화상을 대비하여, 양자를 중합하는 것에 의해, 촬영에 의해 묘출된 마커 화상이, 실제 마커의 형태나 위치와 다른지의 여부를 판별하는 것이 아니라, 대비하는 2개의 화상을 모두 평면 화상(단면 화상)으로 하고, 평면 위에서 마커 화상과 실제 마커의 형태 및 위치를 대비하고 있다.

이 이유는 촬영된 화상 데이터에 기초하여 3차원 화상을 작성한 경우에 있어서, 주위와의 컨트라스트 강약 등에 의해, 3차원 화상에 있어서, 마커 화상이 관찰하기 위한 충분한 형태로 묘출되지 않는 경우가 있기 때문이다. 그래서, 이 실시 형태에서는 3차원 표시에 비해 표시가 선명한 2차원 화상, 즉 평면 화상(단면 화상) 위에서, 마커 화상과 실제 마커도의 위치 관계를 대비하여, 마커 화상의 위치를 수정하도록 하고 있다.

또한, 3차원 화상의 표시 성능이 양호한 경우는 실제 마커 평면 및 화상 마커 평면을 작성하고 양자를 중합하는 대신에, 실제 마커 3차원 화상과 화상 마커 3차원 화상을 중합하여, 마커 화상과 실제 마커도의 형태 및 위치를 대비하도록 해도 된다.

마커 화상과 실제 마커도를 대비하기 위해, 먼저 도 4에 나타내는 바와 같이, 작성한 화상 마커 단면(5)을 표시한다. 이 화상 마커 단면(5)에는 묘출된 마커 화상(1b, 2b, 3b)이 포함되어 있다.

다음에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 표시된 화상 마커 단면(5)에, 미리 작성한 실제 마커 평면도(4)를 중합한다. 그 결과, 마커 화상(1b, 2b, 3b)과, 마커도(1a, 2a, 3a)는 반드시 일치하지 않고, 양자의 외형이나 크기가 달라져 있거나, 위치가 미묘하게 어긋나 있는 것이 보통이다.

그래서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 3개의 마커도(1a, 2a, 3a) 중 임의의 하나, 예를 들어 마커도(2a)와 마커 화상(2b)이 일치하도록, 화상 마커 단면(5)을 조작한다. 즉, 화상 마커 단면(5)을, 그 면 방향으로 화살표 A1로 나타내는 바와 같이 평행 이동시켜서, 마커 화상(2b)의 중심이 마커도(2a)의 중심과 일치하도록 조정한다. 또한, 마커 화상(2b)의 크기가 마커도(2a)의 크기와 일치하고 있지 않는 경우는 화상 마커 단면(5)의 단면 슬라이스 위치가 적절하지 않기 때문에, 화상 마커 단면(5)의 단면 슬라이스 위치를 조정하기 위해, 화상 마커 단면(5)을 면에 수직 방향으로 평행 이동시킨다. 환언하면, 화상 마커 단면(5)의 단면 슬라이스 위치를 변경하기 위해, 화살표 A2로 나타내는 바와 같이, 화상 마커 단면(5)의 슬라이스 위치를 평행하게 변화시켜서, 마커 화상(2b)의 크기가 마커도(2a)의 크기에 일치하도록 조정한다.

마커도(2a)와 마커 화상(2b)이 일치하는 것에 의해, 이 마커(2)로 특정되는 특정점(제1 특정점)이 올바르고 정확하게 화상 데이터 위에서 특정된 것으로 된다.

다음에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 나머지 2개의 마커 화상 중에서, 예를 들어 마커 화상(1b)을, 마커도(1a)와 일치시키는 조작을 한다.

이 조작에서는 제1 특정점(마커 화상(2b)의 중심)을 통과하고, 화상 마커 단면(5)에 수직인 축을 중심으로 하여, 화상 마커 단면(5)을 화살표 A3으로 나타내는 바와 같이 회전 이동시켜, 마커도(2a, 1a)의 중심을 통과하는 직선 L₁₂가 마커 화상(1b)의 중심을 통과하도록 조정한다.

이 조정만으로는 마커 화상(1b)의 크기가 마커도(1a)의 크기와 일치하지 않거나, 그 위치가 직선 L₁₂상에서 어긋나 있는 경우가 있다.

그래서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 특정점(마커 화상(2b)의 중심)을 통과하고, 화상 마커 단면(5)에 수직인 축과 직선 L₁₂의 교차점을 중심으로, 직선 L₁₂의 1c측이 지면(紙面)에 대하여 상하(上下)하도록, 축과 직선 L₁₂의 각도를 변화시켜 화상 마커 단면(5)을 이동시킨다(경사시킨다). 이것에 의해, 마커 화상(2b)의 단면 슬라이스 위치는 변화하는 일 없이, 마커 화상(1b)의 단면 슬라이스 위치가 변화하여, 마커 화상(1b)의 크기나 위치가 변화하여 마커 화상(1b)을 마커도(1a)에 일치하도록 조정할 수 있다.

그 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이, 마커 화상(2b 및 1b)은 마커도(2a 및 1a)와 일치한다.

이 경우에 있어서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 나머지 1개의 마커 화상(3b)는 마커도(3a)와 크기가 다른 경우가 많다.

그래서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 마커 화상(2b, 1b)을 통과하는 직선 L₁₂를 축으로 하여 화상 마커 단면(5)을 회전시켜서 마커 화상(3b)의 단면 슬라이스 위치를 조정하고, 마커 화상(3b)을 마커도(3a)와 일치시킨다.

그 결과, 화상 마커 단면(5)이 3개의 마커(1, 2, 3)의 중심에서 특정된 3개의 특정점을 통과하는 단면 화상으로서, 정확하게 위치 결정되어 표시된다.

따라서, 수정 화상 마커 단면(5')을 기준으로 하여 화상 데이터의 좌표계를 특정하는 것에 의해, 정확하게 화상 데이터의 위치 및 방향을 재현할 수 있고, 더구나, 실체와 정확하게 위치 및 각도가 관련된 화상을 표시할 수 있다.

이상의 실시 형태에서는 3점을 특정하는 마커 화상(1b, 2b, 3b) 중에서, 먼저 임의의 한 마커 화상을, 계측한 마커도와 일치시키고, 나머지 2개의 마커 화상을 순차적으로, 계측한 마커도와 일치시키는 처리를 행하여, 마커 화상에 의해 특정되는 3개의 특정점을 정확하게 설정하는 방식을 설명하였다.

이와 같은 방식 대신에, 예를 들어 도 11A에 나타내는 바와 같이, 3개의 마커도(1a, 2a, 3a)를 통과하는 직선 L₁₂, L₂₃, L₃₁ 위를 마커 화상이 평행 이동하도록, 화상 마커 단면(5)을 평면 방향으로 이동시키거나, 회전시켜도 된다.

또는 도 11B에 나타내는 바와 같이, 3개의 마커도(1a, 2a, 3a)를 통과하는 직선 L₁₂, L₂₃, L₃₁에 각각 수직으로, 하나의 마커도(1a, 2a, 3a)의 중심을 통과하는 직선에 따라서, 마커 화상이 이동하도록, 화상 마커 단면(5)을 평면 방향으로 이동시키거나 회전시키고, 마커 화상이 계측된 마커도와 일치하도록 조정하는 것도 가 능하다.

또는 3개의 마커도(1a, 2a, 3a)를 잇는 삼각형의 중심, 내심 또는 외심을 중심으로하여 화상 마커 단면(5)을 회전시키는 것에 의해, 마커 화상이 측정한 마커도와 일치하도록 조정하는 것도 가능하다.

어떻든, 본 발명에 의하면, 촬영된 의료용 화상 데이터에 묘출되어 있는 마커 화상과, 실체 위의 마커의 위치가 측정되어서 표시된 마커도를 대비하고, 측정한 마커의 크기 및 위치에 묘출된 마커 화상의 크기 및 위치를 일치시킨다. 이것에 의해, 화상 데이터에 있어서 마커 화상은 실제 마커와 대비되어 정확하게 위치 결정되고 마커 화상에 기초하여 표시되는 단면 화상 데이터는 그 단면 슬라이스 위치가 데이터마다 달라지는 등의 염려가 없고, 재현성을 유지하면서 일의적(一義的)으로 정해지는 올바르게 표시된 화상 데이터로 된다.

즉, 마커에 의해, 특정점의 특정이 정밀도 높게 행해지고, 얻어지는 의료용 화상은 신뢰성이 극히 높은 화상으로 된다. 또, 실체와의 관련짓기가 극히 정확한 화상으로 된다.

이상 설명한 수정 화상 마커 단면(5')의 작성은 컴퓨터 시스템을 이용하는 것에 의해, 거의 자동적으로 행할 수 있다.

이상의 실시 형태에서는 인체(환자)에 부여하는 마커(1, 2, 3)는 구(球) 형상의 마커를 이용하는 예를 설명하였다. 이 대신에, 마커(1, 2, 3) 중 어느 하나의 마커에, 예를 들어 특허 문헌 4(일본 특원 2005-347080호)에 개시되어 있는 의료용 촬영용 마커를 이용해도 된다.

즉, 마커가 서로 직교하는 2개 직선의 교차점을 사이에 두고 대칭인 영역에 형성되고, 직선을 변으로 하는 평면으로 이루어지는 2개의 주면과, 직선의 적어도 일부를 경계변(境界邊)으로 하고, 각 주면에 대해 각각 직각으로 설치된 2쌍의 측면과, 2개의 주면 및 2쌍의 측면을 포함하고, 조영성 재료로 형성된 판 형상 부재를 갖는 의료용 촬영용 마커를 이용해도 된다.

이러한 의료용 촬영 마커를 이용하면, 마커의 화상 자체가 방향성을 갖기 때문에, 마커 화상을 적절히 표시하는 것에 의해, 실체와 촬영 화상의 위치 관계를 보다 정확하게 대응지을 수 있다.

도 12는 수정 화상 마커 단면을 작성하기 위해 이용되는 컴퓨터 시스템(10)의 구성 블록도이다. 이 컴퓨터 시스템(10)은 공지된 퍼스널 컴퓨터 시스템 또는 오피스 컴퓨터 시스템 등이다.

시스템(10)에는 CPU를 포함하는 제어부(11)가 구비되어 있다. 제어부(11)에는 메모리(12; 예를 들어 하드디스크 메모리나 고체 메모리 등을 예시할 수 있으나, 종류는 상관없음), 리더ㆍ라이터(13), 조작부(14; 예를 들어 키보드나 조작 패널 등을 예시할 수 있음), 조작 부재로서의 마우스(15), 및 표시기(16; 액정 표시기, CRT 표시기, 플라즈마 표시기 등을 예시할 수 있음)가 접속되어 있다.

리더ㆍ라이터(13)는 예를 들어 디스크 형상 기록 매체(17, 18)에 기록된 CT 데이터나 3차원 계측기로 계측된 계측 데이터가 세트되는 것에 의해, 그들 디스크(17, 18)로부터 CT 데이터나 3차원 계측 데이터를 읽어 들이고, 제어부(11)에 부여할 수 있다.

또, 리더ㆍ라이터(13)를 이용하는 것에 의해, 이 컴퓨터 시스템에 대해 수정 화상 마커 단면을 작성하기 위한 프로그램을 인스톨할 수 있다.

당해 프로그램이 인스톨된 컴퓨터 시스템(10)은 이하에 설명하는 바와 같이, 수정 화상 마커 단면의 작성 처리를, 거의 자동적으로 실행할 수 있다.

제어가 시작하면, 우선, 리더ㆍ라이터(3)를 통하여, 3차원 계측 데이터(18)가 읽어 들여지고(단계 S1), 또 촬영된 CT 데이터(17)가 읽어 들여진다(단계 S2).

이들 계측 데이터(18) 및 CT 데이터(17)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 3점을 특정하는 마커(1, 2, 3)가 부여된 상태에서 실체가 계측되고, 또 촬영되는 것에 의해 얻어진 계측 데이터 및 CT 촬영 데이터이다.

이어서, 제어부(11)는 계측 데이터를 처리하여 표시기(16)에 계측 데이터를 표시한다(단계 S3). 표시기(16)에 표시된 계측 데이터에는 마커도(1a, 2a, 3a)가 표시되어 있기 때문에, 이들 마커도(1a, 2a, 3a)가 예를 들어 마우스(15)를 이용하여 이용자에 의해 특정되는 것에 의해(단계 S4, S5), 제어부(11)는 특정된 마커도(1a, 2a, 3a)의 중심을 통과하는 실제 마커 평면도(4, 도 3(A) 참조)를 작성하여 기억한다(단계 S6).

이어서, 제어부(11)는 표시기(16)에 CT 데이터를 표시한다(단계 S7).

표시기(16)에 표시된 CT 데이터는 예를 들어 도 2에 나타내는 것이며, 3개의 마커 화상(1b, 2b, 3b)이 묘출되어 있다.

이용자에 의해, 이들 3개의 묘출된 마커 화상(1b, 2b, 3b)이 특정되면(단계 S8, S9), 3개의 마커 화상(1b, 2b, 3b)을 통과하는 화상 마커 단면(5)이 자동적으로 작성된다(단계 S10).

그리고, 작성된 화상 마커 단면(5)은 표시기(16)에 표시되고(단계 S11), 그 화상 마커 단면(5)에, 단계 S6에서 작성되어 기억된 실제 마커 평면도(4)의 마커도가 중합되어 표시된다(단계 S12).

이 표시예는 도 3(B)에 나타낸 것으로 된다.

이어서, 제어부(11)에서는 마커 화상(1b, 2b, 3b)과, 마커도(1a, 2a, 3a)가 일치하는지 여부의 판별을 하고(단계 S13), 어느 하나라도 불일치하면, 마커 화상(1b, 2b, 3b)과 마커도(1a, 2a, 3a)가 모두 일치하도록, 화상 마커 단면(5)의 이동 및 회전을 행하고(단계 S14), 수정 화상 마커 단면(5')을 작성한다(단계 S15). 그리고 그 단면(5')을 기억한다(단계 S15).

단계 S14에서 행해지는 처리는 구체적으로 도 4 ~ 도 10을 참조하여 설명한 처리이며, 이 처리가 프로그램에 기초하여 자동적으로 실행된다.

또는 이용자가 표시기(16)에 표시된 중합 화상을 관찰하면서 조작하는 것에 의해, 제어부(11)가 그 조작을 접수하여 수정 화상 마커 단면(5')의 작성 처리를 행하도록 해도 된다.

그렇게 얻어진 수정 화상 마커 단면(5')을 기준으로 하여 CT 화상 데이터의 기준 좌표가 작성된다(단계 S16).

따라서, 기준 좌표가 작성된 후는 CT 화상 데이터를, 기준 좌표에 기초하여 일의적으로 정해지는 임의 방향으로 재현성 좋게 표시할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위내에 있어서 여러 가지의 변경이 가능하다.

본 발명에 의하면, 화상 위에 묘출된 의료용 촬영용 마커를, 실체와 관련지어서 정확하게 특정하기 위한 방법을 제공할 수 있다.

Claims

적어도 3개의 점을 특정하는 의료용 촬영용 마커가 장착된 실체를 측정하는 것에 의해 얻어진 실제 마커 정보를 준비하고,

실제 마커 정보에 기초하여, 상기 마커가 특정하는 3개의 점을 통과하는 평면으로서 그 평면내에 마커의 형태 및 위치를 나타내는 마커도가 표시된 실제 마커 평면도를 작성하고,

적어도 3개의 점을 특정하는 의료용 촬영용 마커가 장착된 실체를 소정의 촬영 기기에 의해서 촬영하는 것에 의해 얻어진 화상 데이터를 준비하고,

화상 데이터로부터, 묘출(描出)된 마커 화상이 특정하는 3개의 점을 통과하는 평면으로서 그 평면내에 마커 화상의 형태 및 위치가 표시된 화상 마커 단면을 작성하고,

작성한 실제 마커 평면도와 화상 마커 단면을 오버랩시키고,

화상 마커 단면 위의 마커 화상이 실제 마커 평면도 위의 마커도의 형태 및/또는 위치와 다른 경우에, 전자가 후자에 일치하도록, 화상 마커 단면을 평행 이동 및/또는 회전 이동시켜서 실제 마커 평면도에 일치 또는 가장 근사한 수정 화상 마커 단면을 작성하고, 오버랩된 실제 마커 평면도 위의 마커 특징점에 상당하는 수정 화상 마커 단면 위의 개소(箇所)를, 화상 위의 각 마커의 특징점으로서 특정하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처리 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 수정 화상 마커 단면의 작성은 마커 화상이 실제 마커 평면도의 마커도의 형태와 다른 경우에, 화상 마커 단면의 마커 단면 위치를 면에 수직 방향으로 평행 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처리 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 수정 화상 마커 단면의 작성은 마커 화상이 실제 마커 평면도의 마커도의 위치와 다른 경우에, 화상 마커 단면의 마커 단면 위치가 면에 수직 방향으로 움직이도록 회전 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처리 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 회전 이동은 마커 화상이 특정하는 2개의 점을 통과하는 선분(線分)을 회전축으로 하여 이동시키는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처리 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 회전 이동은 마커 화상이 특정하는 2개의 점 중 한 쪽의 점만이 면에 수직 방향으로 이동하도록, 다른 쪽의 점을 중심으로, 양 점을 통과하는 선분을 면에 수직 방향으로 기울이는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상의 처 리 방법.