TWI793008B

TWI793008B - 內在資訊表面映射的方法

Info

Publication number: TWI793008B
Application number: TW111117483A
Authority: TW
Inventors: 陳怡文; 施政廷; 蔡俊灝
Original assignee: 中國醫藥大學; 中國醫藥大學附設醫院
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202345101A

Abstract

一種內在資訊表面映射方法，其步驟包含建立一三維立體影像，係由外部輸入或內部成形一三維立體影像；建立該三維立體影像之一網格：係將該三維立體影像切割為一網格，使該三維立體影像於三維座標系統內的每個座標點都代表該網格內之一網格點；定義一深度資訊並計算取得該網格對應該深度之該內部資訊，係決定深度資訊後朝一深度向量方向取得該深度所對應的該網格點的該內部資訊；以及將該深度之所有該內部資訊逐一顯示於該三維立體影像之表面網格點，係取得指定深度之內部該網格之該內部資訊後，將該內部資訊投影呈現於表面之該網格點。

Description

內在資訊表面映射的方法

本發明涉及一種內在資訊表面映射的方法，尤其是關於一種將內部資訊映射顯示於物體影像表層的資訊呈現與演算方法。

隨著計算機硬體之發展飛速，軟體技術也隨之不斷演進，例如立體影像技術也受惠於計算機之發展而蓬勃發展。

以醫療影像為例，CT、MRI等等影像技術，早已經是非常普遍應用於醫療的三維影像呈現技術。CT、MRI影像因為可以包含人體立體的內部資訊，因此對於現代醫學提升診斷精確度有非常重要的貢獻，其應用也是越來越廣泛。為了完成詳細的診療，醫生經常將CT、MRI影像以平面切層剖面方式，呈現與觀察人體立體影像中不同深度的內部資訊，藉此觀察影像中所顯示不同深度之人體組織之病理特徵資訊。

然而，前述的平面切層剖面方式，雖有助於診斷，但是對於臨床手術之規劃卻略顯不足，例如，醫生很難由每一層切層剖面圖，瞭解手術路徑、器械所經組織的構造，使用上並不方便。例如，骨釘貫穿組織路徑，對於三維影像之切片而言，其路徑位置之顯示於不同深度的剖面難以直觀對應，容易造成誤解。

為了解決現有三維影像之呈現方式對於不同角度、深度規劃難以清楚顯示、容易造成混淆的技術問題，本發明提出一種內在資訊表面映射方法，其步驟包含：建立一三維立體影像，係由外部輸入或內部成形一三維立體影像；建立該三維立體影像之一網格：係將該三維立體影像切割為一網格，使該三維立體影像於三維座標系統內的每個座標點都代表該網格內之一網格點；定義一深度資訊並計算取得該網格對應該深度之該內部資訊，係決定深度資訊後朝一深度向量方向取得該深度所對應的該網格點的該內部資訊；以及將該深度之所有該內部資訊逐一顯示於該三維立體影像之表面網格點，係取得指定深度之內部該網格之該內部資訊後，將該內部資訊投影呈現於表面之該網格點。

進一步地，該深度向量為對應該網格點之一法線向量。

由前述說明可知，本發明提供之內在資訊表面映射方法，可將內部組成非均勻之物體、物件，如骨骼、器官、金屬製件、地質樣本，經特定手段取得內部資訊後，依據定義之深度，將內部資訊投影映射至一模型表面呈現，讓使用者可以維持立體外觀下，快速了解內部組成分布特性，解決現有切片剖面觀察不夠直觀容易迷失觀察位置的技術問題，達到更有效率且快速分析的技術效果。

本發明內在資訊表面映射方法較佳實施例，其步驟包含：

STEP 1）建立一三維立體影像：由外部輸入或內部成形一三維立體影像。所謂的外部輸入，例如是某些可以產出三維影像的設備，在醫學上可為一電腦斷層（ Computed Tomography，CT）、一核磁共振影像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）等可產出三維人體影像的設備輸出取得該三維立體影像，或例如基於地球科學、生活物品等物件所建構的三維立體影像，其中，本實施例所述的該三維立體影像除了包含內部構造外型之外，更可包含材質、密度、組織、成分、微結構…等。

請配合參考圖1～3，以CT、MRI等醫療專用的三維立體影像為例，其為人體全部或特定部位組織的三維立體影像，該三維立體影像包含不同位置之材質、密度、組織、成分、微結構等一內部資訊，例如器官、骨骼、肌肉、血管…等。以圖1為例，其為一人體髖部對應的CT或MRI之三維立體影像，該三維立體影像中包含不同器官、組織、血管、肌肉、病變等分布，也包含不同器官組織內微構造如肌肉纖維、微血管、脂肪、骨質密度等。

STEP 2）建立該三維立體影像之一網格：係將該三維立體影像切割為一網格，使該三維立體影像於三維座標系統內的每個座標點都代表該網格內之一網格點，每個網格點則除了紀錄其座標位置之外，也記錄其材質、組織等其他資訊，例如前述的骨質密度、孔隙率、血管、肌肉等；以本實施例為例，可為將該人體髖部之三維立體影像切分為複數個網格點組成該三維立體影像之該網格。

STEP 3）定義一深度資訊並計算取得該網格對應該深度之該內部資訊：決定深度資訊後朝一深度向量方向取得該深度所對應的該網格點的該內部資訊。以本實施例為例，本方法對圖1之髖部骨骼之該三維立體影像，選擇深度為2mm後，計算並取得每個該三維立體影像位於表面之網格點朝該深度向量往內2mm所對應的內部該網格點及其所對應的內部資訊。該深度向量可為參照該三維立體影像位於表面之每一該網格點之一法線向量或與對該法線向量夾角之任一向量。

STEP 4）將該深度之所有該內部資訊逐一顯示於該三維立體影像之表面網格點：取得指定深度之內部該網格之該內部資訊後，將該內部資訊投影呈現於表面網格點。

請參考圖3，依據前述步驟，可將該三維立體影像之內部資訊投影於該三維立體影像的表面，透過不同程度的深度調節，讓使用者可以對任何該三維立體影像之表面更為直觀地觀察不同深度的內部狀態與該內部資訊。

（實施例1）

該三維立體影像為一人體骨架的CT影像，其包含觀察部位的內部骨質密度，透過深度的調整，可以把不同深度的硬度、密度狀況，投射描繪於該人體骨架CT影像的表面，如此，醫生可以很快的決定施做手術時，利用本發明找尋植釘穩定性較高之區域。

（實施例2）

該三維立體影像為一CT or MRI影像，其包含器官、組織之位置、內部資訊，因此，醫師透過調整深度，可以於該立體影像的表面，瞭解由特定位置逐漸深入時其器官或者組織之血管、病灶位置及深度衰減分布，更進一步瞭解腫瘤或其他病徵之深度分布狀況。

（實施例3）

該三維立體影像為一MVCT（Megavoltage CT）影像，其可能是某種工具或者金屬產品，因此，相關研究人員可以在維持影像外型不變化的狀態下，由表面選擇特定該網格點，逐漸表面逐漸深入金屬製件內部衰減資訊，瞭解金屬製件中缺陷位置、深度。

（實施例4）

該三維立體影像可為由超音波檢測結果對應的影像，例如地質探勘的結果；因此，研究者可以用外觀不變的該三維立體影像條件下，於相同地形地貌的表面看到同一觀察點內地質樣本之內部資訊，例如特定部位的地質硬度、成分資訊呈現於地表面，如此，對於施工、挖掘工程等之事前評估非常有利。

無。

圖1 為本發明較佳實施例之三維醫療立體影像示意圖。

圖2 為本發明較佳實施例映射特定深度內部組織於該三維醫療立體影像表面之示意圖。

圖3為本發明較佳實施例映射不同深度內部組織於該三維醫療立體影像表面之示意圖。

Claims

一種內在資訊表面映射方法，其步驟包含：建立一三維立體影像，係由外部輸入或內部成形一三維立體影像；建立該三維立體影像之一網格：係將該三維立體影像切割為一網格，使該三維立體影像於三維座標系統內的每個座標點都代表該網格內之一網格點；定義一深度資訊並計算取得該網格對應該深度之該內部資訊，係決定深度資訊後朝一深度向量方向取得該深度所對應的該網格點的該內部資訊；以及將該深度之所有該內部資訊逐一顯示於該三維立體影像之表面網格點，係取得指定深度之內部該網格之該內部資訊後，將該內部資訊投影呈現於表面之該網格點。
如請求項1所述的內在資訊表面映射方法，該深度向量為對應該網格點之一法線向量。
如請求項1或2所述的內在資訊表面映射方法，該三維立體影像為一電腦斷層影像或一核磁共振影像，該內部資訊包含材質、密度、組織、成分或微結構。
如請求項1或2所述的內在資訊表面映射方法，該三維立體影像為一電腦斷層影像或一核磁共振影像，該內部資訊包含材質、密度、組織、成分及微結構。