WO2008072335A1

WO2008072335A1 - 医用三次元画像の表示方向修正装置、修正方法および修正用プログラム

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Publication number: WO2008072335A1
Application number: PCT/JP2006/324968
Authority: WO
Inventors: Han-Joon Kim
Original assignee: Imagnosis Inc.
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: US20100328304A1; CN101547647A; DE602006017605D1; EP2090228A4; EP2090228B1; CA2670705A1; CN101547647B; KR20090089401A; EP2090228A1

Abstract

　この発明の医用三次元画像の表示方向修正装置では、表示された医用三次元画像の右側領域のランドマークＰ１および左側領域のランドマークＰ２を指定できる。指定された左右一対のランドマークを登録し、それを基準に、三次元座標系を構成する三方向（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）のうちの一方向（Ｙ軸）はそのままに保ち、二方向（Ｘ軸およびＺ軸）の傾きを修正する処理手段を有する。よって、三次元画像の形態評価および分析を行う際に重要な画像の表示向きの自由度を高め、三次元画像情報の臨床活用への有効性を飛躍的に向上させることができる。

Description

明細書

医用三次元画像の表示方向修正装置、修正方法および修正用プログラム

技術分野

[0001] この発明は、医用三次元画像の表示に関し、特に、医用三次元画像の表示方向を修正するための装置、方法およびプログラムに関する。

背景技術

[0002] 医療分野にお!、て、顔面頭蓋骨格の形態評価をしたり、計測する上で、 CT撮像データ等の三次元医用画像が活用されている。顔面骨格形態評価は、顎顔面の偏位や変形を治療する外科的な治療処理に多用されており、評価された数 mmの歪みが、診断や処置上重要な意味を持つ。

このため、顔面頭蓋骨格を評価測定する上で、その向きの定義が重要であり、向きを決定する座標系を微調整して、顔面頭蓋骨格を正しく評価計測する必要がある。

[0003] 従来利用されている医用三次元画像の表示において、三次元画像中の解剖学的な特徴点（以下「ランドマーク」という。）を抽出し、その特徴点に基づいて解剖学的に見て一義的に決まる基準座標系を設定し、その基準座標系に従って表示すべき三次元画像を座標変換し、座標変換後の医用三次元画像を表示する技術が開示されている（たとえば特許文献 1の特開平 8— 131403号公報参照)。

特許文献 1：特開平 8 - 131403号公報

特許文献 2：米国特許第 6888546号明細書

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところが、基準座標系を決めるにあたり、ランドマークをどこに求め、画像座標をどのように定義付けるかで、表示される三次元画像の向きが異なる。つまり、解剖学的に一義的に定義される基準座標系は、 1つに限られず、複数個存在するので、画像診断する上では、必要な条件で適宜複数の基準座標系を作成して、総合的に評価する必要がある。従来の医用三次元画像の表示の仕方では、一旦決められた基準座標系を調整する場合、その基準座標系を決定するのに使用したランドマークを変える必要があり、元の基準座標系が失われるという課題があった。

[0005] つまり、ランドマークに基づき一義的に決められた基準座標系による表示向きだけでは、三次元医用画像を臨床活用する上で必要な表示向きや座標構築に限界があり、より多様で再現性のある向きの設定方法、および座標の設定方法が求められていた力それに応える装置、方法およびプログラム等が実現されていな力つた。

この発明は、上述のような従来の医用三次元画像の表示方法が抱えていた課題を解決するためになされたものである。この発明は、一度決められた基準座標系を基礎とし、画像の表示方向を修正することのできる医用三次元画像の表示方向修正のための装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] この発明は、ランドマークに基づき決められる基本座標および表示を基礎とし、この基準座標系の設定に利用されていない別のランドマークを利用し、新たに一義的に決まり、再現性の得られる向きの座標系を構築するための装置、方法およびプロダラムが、課題解決手段である。

具体的には、請求項 1記載の構成、すなわち、画像に含まれているランドマークを基準とする三次元座標系に従う医用三次元画像を表示する処理手段と、表示された医用三次元画像の右側領域にお!、て少なくとも 1点、および左側領域にお!、て少なくとも 1点の左右一対の元の三次元座標系の基準となっていない任意のランドマークが指定されたことに応じて、それら指定されたランドマークを登録する処理手段と、登録された左右一対のランドマークを基準に、三次元座標系を構成する三方向のうちの一方向はそのままに保ち、二方向の傾きを修正する処理手段と、を含むことを特徴とする医用三次元画像の表示方向修正装置である。

[0007] 請求項 2記載の発明は、元の医用三次元画像は、ランドマークを基準とする水平基準面、前頭面および正中面に従って表示される人体頭部の画像を含み、前記修正処理手段は、登録された左右一対のランドマークを基準に、前頭面はそのままに、水平基準面および正中面の傾きを修正することを特徴とする、請求項 1記載の医用三次元画像の表示方向修正装置である。

[0008] 請求項 3記載の発明は、元の医用三次元画像は、ランドマークを基準とする水平基準面、前頭面および正中面に従って表示される人体頭部の画像を含み、前記修正処理手段は、登録された左右一対のランドマークを基準に、水平基準面はそのままに、前頭面および正中面の傾きを修正することを特徴とする、請求項 1記載の医用三次元画像の表示方向修正装置である。

[0009] 請求項 4記載の発明は、前記登録された左右一対のランドマークは、それぞれ、複数のランドマークが指定されたときにおいて、複数のランドマークの中点を含むことを特徴とする、請求項 1〜3のいずれかに記載の医用三次元画像の表示方向修正装置である。

請求項 5記載の発明は、画像に含まれているランドマークを基準とする三次元座標系に従う医用三次元画像を表示する処理と、表示された医用三次元画像において、基準座標系を修正するために必要な一対のランドマークであって、元の三次元座標系の基準となっていない任意のランドマーグが指定されたことに応じて、それら指定されたランドマークを登録する処理と、登録された一対のランドマークを基準に、三次元座標系を構成する互いに直交する三面のうちの一面はそのままに保ち、二面の傾きを修正する処理と、を実行することを特徴とする医用三次元画像の表示方向修正方法である。

[0010] 請求項 6記載の発明は、請求項 1〜4のいずれかに記載の一連の処理を行うための医用三次元画像の表示方向修正プログラムである。

なお、課題解決手段の記載は、装置、方法およびプログラムに区分して記載したが、この発明は、コンピュータ装置を用いて実現できるものであり、この発明に係る一連の処理を実行するコンピュータ装置自体であっても、この発明に係る処理を行うために作成されたプログラムであっても、あるいは、一連の処理を含む処理方法であっても、この発明は対象としている。

発明の効果

[0011] この発明によれば、ランドマークを基準とする三次元座標系に従う医用三次元画像が表示された場合において、その医用三次元画像の表示方向を、新たに指定したランドマークを基準に修正することができる。三次元座標系の修正では、ランドマークに基づき決められた基本座標および表示を基礎とし、この元の座標系設定に利用されていない別のランドマークを利用し、新たに一義的に決まり、再現性の得られる向きおよび座標系を構築できる。

[0012] たとえば、三次元座標系を構成する互いに直交する三方向のうちの一方向は元のままに保ち、二方向の傾きを元のままに保った一方向を中心に回転させることによつて修正する。

あるいは、三次元座標系を構成する互いに直交する三面のうちの一面は元のままに保ち、二面の傾きを、元のままに保たれた面と交差する軸を中心に回転させることによって、二面の傾きを修正する。

[0013] その結果、修正された三次元座標系も、ランドマークに基づく座標系であるから、表示される医用三次元画像は、ランドマークに基づく修正後の新たな座標系に従って表示される。よって、ランドマークに基づいて再現可能な多様な方向から、医用三次元画像を表示することができる。

この発明によれば、三次元画像の形態評価および分析を行う際に重要な画像の表示向きの自由度を高め、三次元画像情報の臨床活用への有効性を飛躍的に向上させることができる。

[0014] この発明の好ましい態様によれば、三次元座標系を構成する水平基準面の傾きを、新たに登録されたランドマークに基づ、て修正することができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]この発明の一実施形態に係る画像表示が行われるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。

[図 2]図 1に示す表示器 2に示された医用三次元画像の一例を示す図解図である。

[図 3]図 1に示す表示器 2に表示された医用三次元画像の他の例を示す図解図であり、人体頭部の三次元画像が、水平基準面 HP、前頭面 VP1および正中面 VP2を基準に表示されている例を示す図である。

[図 4]図 2に示すランドマークに基づく基準軸に従って表示された人体頭部の三次元画像において、 X軸を修正する仕方を説明するための図である。

圆 5]人体頭部を左側から見た画像にぉ、て、追加のランドマークを指定する仕方を説明するための図解図である。

[図 6]正中面 VP2に垂直方向力見た、人体頭部の右側面から見た三次元画像の表示例である。

圆 7]水平基準面 HPを修正し、修正後の水平基準面を新たな水平基準面とする場合の仕方を説明する図である。

圆 8]前頭面 VP1を修正する場合の仕方を説明するための図である。

[図 9]基準軸の修正を、制御部 1が実行する場合における、処理の流れを表わすフロ一チャートである。

[図 10]基準面の修正を、制御部 1が実行する場合における、処理の流れを表わすフローチャートである。

[図 11]この発明の他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

[図 12]この発明の他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

[図 13]この発明の他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

[図 14]この発明の他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

[図 15]この発明の他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

圆 16]この発明のさらに他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

圆 17]この発明のさらに他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

圆 18]この発明のさらに他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。 [図 19]この発明のさらに他の実施形態に係る基準座標系の修正の仕方を説明するための図解図である。

符号の説明

[0016] 1 制御部

3¾

3 キーボード

4 マウス

5 記憶媒体

HP 水平基準面

VP1 前頭面 (第 1垂直基準面）

VP2 正中面 (第 2垂直基準面）

発明を実施するための最良の形態

[0017] 図 1は、この発明の一実施形態に係る画像表示が行われるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。表示を行うコンピュータシステムは、 CPU, ROM, RA Mおよびノ、ードディスク等が内蔵された制御部 1、制御部 1に接続された表示器 2、キーボード 3ならびにマウス 4を含んでいる。また、制御部 1は、この発明の一実施形態に係るプログラムが記憶された記憶媒体 5等から、当該プログラムをインストール可能な構成である。

[0018] 力かるコンピュータを用いた表示システムは、既存のコンピュータ装置を用いて実現することができる。

図 2は、図 1に示す表示器 2に表示された医用三次元画像の一例を示す図解図である。図 2に示す医用三次元画像は、人体頭部を表わしており、この三次元画像の方向および座標の基準となる基準軸、すなわち X軸、 Y軸および Z軸が一緒に表示されている。

[0019] これら X軸、 Y軸および Z軸は、画像中の解剖学的特徴点（以下「ランドマーク」という。）を元に設定された基準軸である。ランドマークに基づく基準軸の設定の仕方は、たとえば、特開平 8— 131403号公報に開示されている方法を採用できる。

すなわち、原点を左右の耳孔を結ぶ線分の中点、 X軸を左右眼球中心を通る直線に平行な直線、 Y軸を左右眼球中心を通る直線と Z軸に垂直な直線、 Z軸を左右眼球中心を通り、原点を通る面に垂直な直線、というルールに従って規定することができる。

[0020] 基準軸である X軸、 Y軸および Z軸を、上述のように、ランドマークに基づ、て規定することにより、その基準軸に従って表示される医用三次元画像は、複数の画像を評価する際に、各画像を同じ向きに向けることができ、計測や評価が正しく行えるという禾 IJ点がある。

基礎となる医用三次元画像は、図 2に示すように、ランドマークに基づく基準軸 (X 軸、 Y軸および Z軸）に従って表示されたものに限らず、図 3に示すように、基準面に従って表示された画像であってもよヽ。

[0021] 図 3の人体頭部の三次元画像は、水平基準面 HP、前頭面 (第 1垂直基準面) VP1 、および正中面 (第 2垂直基準面) VP2を基準に表示されている。これら水平基準面 HP、前頭面 VP 1および正中面 VP2も、ランドマークに基づいて定められた面であるランドマークに基づく基準面の設定の仕方は、特許文献 2の米国特許第 6888546 号明細書に記載のやり方を利用することができる。

[0022] 図 2に示す三次元画像も、図 3に示す三次元画像も、共に、ランドマークに基づく基準軸または基準面に従って表示されており、三次元画像 (人体頭部）における顔面骨格形態評価をする際に、三次元画像の向きを、ランドマークに基づいて、再現性良く特定の向きに表示させることができる。

ところで、図 2または図 3に示す三次元画像において、 X軸または Y軸上にないランドマーク、または、水平基準面 HP上にないランドマークを用い、そのランドマークの位置を反映させて、既存のたとえば Y軸情報を維持したまま、あるいは、既存の水平面情報を一部維持したまま、新たな X軸または新たな水平基準面を作成することができれば、ランドマークを基準にした三次元画像を、再現性良く表示でき、し力も、向きを多様に決めることができるので、顔面骨格の形態評価や計測を行う上で、非常に有用である。

[0023] そこでこの実施形態では、次に説明するように、図 2に示す表示画像において、ランドマークを基準にして決められた X軸、 Y軸および z軸の情報の一部を維持したまま、これら基準軸を微調整し、新たな基準軸を作成できるようにした。

また、図 3に示す表示画像において、既存の水平基準面 HP上にないランドマークを用い、そのランドマークの位置を反映させて、既存の水平基準面 HP情報を一部維持したまま微調整し、新たな水平基準面を作成できるようにした。

[0024] 図 4は、図 2に示すランドマークに基づく基準軸 (X軸、 Y軸および Z軸）に従って表示された人体頭部の三次元画像にぉヽて、 X軸を修正する仕方を説明するための図である。

人体頭部の三次元画像が、 3D— CT画像 (三次元の CT画像)であるとする。 CT画像では、 CT値を調整することにより、内部構造である頭蓋骨格を表示することができるし、また、外表面形状である皮膚を表示することもできる。そこで、たとえば、 CT値を調整して皮膚を表示させる。そして、右の外眼角 P1および左の外眼角 P2を、たとえばマウス 4を操作してカーソルで指定する。

[0025] これに応じて、制御部 1では、指定点 P1および P2を新たなランドマークとして登録し、 PI— P2を通る直線と、 X軸との角度 δを算出する。すなわち、 X軸に対する PI PSを通る直線の傾きを算出する。

そして、 X軸が、 P1— P2を通る直線と平行になるように、 Y軸を中心に X軸を角度 δ傾けて、新たな X軸とする。

[0026] また、 Υ軸を角度 δ傾けたことに伴い、 Ζ軸も、角度 δ傾けて、新たな Ζ軸とする。

その結果、三次元画像を表示する新たな基準軸は、新 X軸、元の Υ軸および新 Ζ軸となり、元の Υ軸の位置座標を残した状態で、 X軸および Ζ軸が修正される。

新しい基準軸である、新 X軸、元の Υ軸、新 Ζ軸は、元のランドマークに基づくとともに、さらに、新たなランドマークの P1および Ρ2に基づいて規定された基準軸であり、解剖学的に再現性のある基準軸である。

[0027] 次に、図 3に示す水平基準面 ΗΡ、前頭面 VP1および正中面 VP2に従って表示された人体頭部の三次元画像において、表示基準面を修正する仕方について説明する。

水平基準面 ΗΡ、前頭面 VP1および正中面 VP2に従って表示された人体頭部の三次元画像を、所望の向きに回転させ、 CT値を調整して、たとえば図 5に示すように、頭部左側力も見た画像を表示させる。

[0028] そして、この画像にぉ、て、頭蓋骨中に含まれて!/、る、前頭頰骨縫合点（外側） P3 を指定し、その点 P3をランドマークとして登録する。この登録は、たとえば、カーソルを前頭頰骨縫合点（外側）に合わせて、マウス 4をクリックすること〖こより行うことができる。

次に、図示しないが、人体頭部の表示画像を回転させ、右側から見た人体頭部を表示させて、右側の前頭頰骨縫合点 (外側) P4をランドマークとして登録する。

[0029] そして、正中面 VP2に垂直方向力見た、人体頭部の右側面から見た三次元画像を、図 6に示すように表示させる。その際、ランドマーク P3および P4も併せて表示されるようにする。

そして、手動操作または自動で、 2つのランドマーク P3および P4力水平方向に並ぶように、表示された三次元画像を、前頭面 VP1を中心に回転させる。回転後の三次元画像が、図 7に示す画像である。図 7の三次元画像では、前頭面 VP1の方向は変化させず、水平基準面 HPが、 Y軸を中心に所定角度 (ランドマーク P3と P4とが水平に並ぶ角度）回転された三次元画像となっている。

[0030] そして、図 7に示す画像の向きが、新たな右側面になるように、水平基準面 HPを修正し、修正後の水平基準面を新たな水平基準面とする。

つまり、上記の実施例の場合、前頭面 VP1はそのままにして、水平基準面 HPの向きが修正されたことにより、正中面 VP2も、修正された水平基準面 HPと直交するように、回転され、修正される。

[0031] そして、これら修正された水平基準面 newHP、元の前頭面 VP1および修正された正中面 newVP2によって、新たな基準面が構築され、三次元画像は、この基準面に基づいて、方向が定められ、表示される。

新たな画像は、ランドマークに基づいて作成された基準面に従って表示された画像力さらに、左右の前頭頰骨縫合点という追加のランドマークに基づいて修正された基準面に従った表示画像であり、解剖学的に再現性のある基準面を元に表示されている。 [0032] 図 6に示す表示画面において、ランドマーク P3および P4の高さを一致させる操作または処理に代えて、図 8に示すように、ランドマーク P3および P4の左右方向の位置を一致させる操作または処理を行うようにしてもょ、。力かる操作または処理をすることにより、三次元画像の表示方向の基準面を、水平基準面 HPを中心に回転させ、前頭面 VP 1を修正することができる。

[0033] 図 8に示す状態で、前頭面 VP1は、元の前頭面 VP1から微小角度回転している (Z 軸を中心に回転)。この状態の前頭面 VP 1を、新たな前頭面 newVPlとすることにより、すなわち図 8において、新たな前頭面 newVPlが、前頭面 VP1幅方向中心を上下に貫く上下方向の直線と規定することにより、新たな前頭面 newVP 1を定義することができる。その場合、前頭面 VP 1と垂直な正中面 VP2も、自動的に修正される。

[0034] 図 9は、上述した基準軸の修正を、制御部 1が実行する場合における、処理の流れを表わすフローチャートである。

次に、図 9を参照して、制御部 1が行う基準軸の修正について説明をする。制御部 1は、特定のモード、たとえば基準軸修正モードにされたときに、基準軸の修正を行うことができる。

[0035] 基準軸修正モードにおいて、表示器 2に医用三次元画像が表示される（ステップ S D o表示された三次元画像を、任意の角度方向に回転させ、あるいは、 CT値を調整して、三次元画像において、ユーザが特定したい右側ランドマークが表示されるようにする。そして、表示された右側ランドマークを、たとえばマウス 4等によって指定するユーザによる右側ランドマークの指定に応じて、制御部 1は、指定されたランドマークを登録し、三次元画像上に重ねて表示する (ステップ S3)。

[0036] 同様にして、ユーザは、表示器 2に表示された三次元画像を回転させ、左側ランドマークが表示されるようにして、左側ランドマークをマウス 4等で指定する。左側ランドマークが指定されたことに応じて (ステップ S4で YES)、制御部 1は、左側ランドマークを登録し、表示器 2上に三次元画像と重ねて表示させる (ステップ S5)。

次いで、制御部 1は、左右のランドマークが水平に並ぶように Y軸を中心に三次元画像を回転させる (ステップ S6)。この回転処理は、制御部 1が自動で行ってもよいし、ユーザの操作に基づいて行われてもよい。

[0037] そして、左右のランドマークが水平に並べられた状態で、基準軸の修正を行う旨の入力（たとえば、マウス 4またはキーボード 3による修正すべき旨の信号入力）が与えられたことに応答して (ステップ S7で YES)、制御部 1は、 X軸および Z軸を修正し、新たな X軸および新たな Z軸を登録する。

そして、三次元画像データの座標を、修正した X軸、修正した Z軸および元の丫軸（ Y軸は元のまま変わらず)を基に、三次元画像データの座標を変換する (ステップ S8

) o

[0038] 図 10は、基準平面の修正を、制御部 1が実行する場合における、処理の流れを表わすフローチャートである。

次に、図 10を参照して、制御部 1が行う基準平面の修正について説明をする。制御部 1は、特定のモード、たとえば基準面修正モードにされたときに、基準平面の修正を行うことができる。

[0039] 基準面修正モードにおいて、表示器 2に医用三次元画像が表示される (ステップ S D o表示された三次元画像を、任意の角度方向に回転させ、あるいは、 CT値を調整して、三次元画像において、ユーザが特定したい右側ランドマークが表示されるようにする。そして、表示された右側ランドマークを、たとえばマウス 4等によって指定するユーザによる右側ランドマークの指定に応じて、制御部 1は、指定されたランドマークを登録し、三次元画像上に重ねて表示する (ステップ S3)。

[0040] 同様にして、ユーザは、表示器 2に表示された三次元画像を回転させ、左側ランドマークが表示されるようにして、左側ランドマークをマウス 4等で指定する。左側ランドマークが指定されたことに応じて (ステップ S4で YES)、制御部 1は、左側ランドマークを登録し、表示器 2上に三次元画像と重ねて表示させる (ステップ S5)。

次いで、制御部 1は、左右のランドマークが水平に並ぶように前頭面を中心に三次元画像を回転させる (ステップ S6)。この回転処理は、制御部 1が自動で行ってもよいし、ユーザの操作に基づいて行われてもよい。

[0041] そして、左右のランドマークが水平に並べられた状態で、基準面の修正を行う旨の入力（たとえば、マウス 4またはキーボード 3による修正すべき旨の信号入力）が与えられたことに応答して (ステップ S7で YES)、制御部 1は、水平基準面、正中面を修正し、あらたな水平基準面および正中面を登録する。

そして、三次元画像データの座標を、新たに設定登録した水平基準面、正中面および前頭面 (前頭面は元のまま変わらず)を元に変換する。

[0042] 上述の説明では、図 2の画像を元に、 X軸および Z軸を修正する仕方を説明し、また、図 3の画像を元に、水平基準面 HPおよび正中面 VP2を修正する仕方について説明した。

さらに、図 3に示す画像において、水平基準面 HPはそのままとし、前頭面 VP1および正中面 VP2を修正できることについても、既に説明した。（図 8の説明を参照）以上の説明から、医用三次元画像において、ランドマークを元に定められた基準となる X軸、 Y軸および Z軸につき、いずれかの基準軸をそのままに、残りの 2つの基準軸を修正するやり方が説明された。また、互いに直交する 3つの基準面に従って医用三次元画像が表示されて、る場合にぉ、て、 V、ずれ力 1つの基準面をそのままに、残り 2つの基準面を修正する方法が説明された。

[0043] それゆえ、このやり方を適用することにより、医用三次元画像において、ランドマークを利用して、三次元画像の向きを所望の向きに修正することができ、医用三次元画像を多様な向き力再現性良く表示することができる。その結果、たとえば顔面骨格形態の評価において、評価計測する顔面骨格の向きを所望の向きに、再現性良く表示できる。

この発明は、以上の説明に限定されるものではない。この発明は、次のような基準軸や基準面の座標系修正も含む。

[0044] 図 11は、ランドマークを元に設定された既存の基準座標系 X軸、 Y軸および Z軸に従って表示された人体頭部の三次元画像であり、図 12は、その三次元画像を正面から見た図であり、 X軸および Z軸が直線で示されている。 Y軸は X軸および Z軸の交点である原点を前後に貫く点になる。

次に、 X軸および Z軸を修正し、三次元画像の表示方向を修正する仕方について説明する。 [0045] 図 12において、人体頭部の正面図に現れている、右外眼角 A1および左外眼角 A 2が、たとえばマウス 4等（図 1参照）によって指定される。右左外眼角 Al、 A2の指定に応じて、制御部 1により、自動的に、線分 A1— A2の中点、すなわち右左外眼角の中点 A3が計算により算出され、ランドマークとして登録されると共に、人体頭部の画像上に表示される。

[0046] また、ユーザにより、マウス 4等によって、鼻尖 B1が指定される。それに応じ、鼻尖 B 1の位置がランドマークとして登録され、人体頭部の画像上に表示される。次に、図 1 3に示すように、線分 A3— B1と平行になるように、 Z軸が Y軸を中心に回転されて、新たな Z軸が作成される。

そして、図 14に示すように、新たな Z軸の作成により、 Z軸と直角な X軸も、 Y軸を中心に Z軸と同じ角度だけ回転されて、新たな X軸が作成される。

[0047] この結果、 Y軸は既存の Y軸を用い、 Z軸および X軸が新たな軸に修正される。そして、新たな基準座標系、すなわち新 X軸、 Y軸および新 Z軸に基づく人体頭部の三次元画像の正面図は、図 15に示すものとなる。

上述の説明は、ランドマークに基づく基準座標系として、 X軸、 Y軸および Z軸を用いた座標系を例にとって説明したが、ランドマークに基づく基準座標系として、基準水平面、前頭面および正中面に従って表示されている三次元画像に対しても、同様のやり方で、前頭面はそのままとし、正中面および水平基準面を回転させて修正することができる。

[0048] 図 16〜図 19は、基準座標系の修正の他の具体例を説明するための図である。

図 16〜図 19は、人体頭部の側面前方部を表示しており、三次元 Raysum表示 (等方向等価投影像表示)である。人体頭部の表示に加え、図 16に示すように、水平基準面 HPおよび前頭面 VP1が直線で示されている。図 16において、前鼻棘 C1および後鼻棘 D1がマウス等によって指定されたとする。指定に応じ、点 C1および点 D1 がそれぞれランドマークとして登録される。また、線分 C1— D1と水平基準面 HPとの角度 αが算出される。この算出の仕方は、たとえば、 2点 Cl、 D1が、正中面に投影され、正中面上で、線分 C1 D1が平行移動され、水平基準面 HPとの角度 αが求められるというやり方力一例として例示できる。（図 17参照）次いで、図 18に示すように、水平基準面 HPおよび前頭面 VP1が、それぞれ、 X軸を中心に角度 (X回転されて、新水平基準面 newHPおよび newVPlが作成される。なお、正中面は、元の正中面がそのまま用いられる。

[0049] その結果、修正された新基準面による座標系に従って表示される三次元画像の側面は、図 19に示すものとなる。図 19では、新水平基準面 newHPに対し、前鼻棘および後鼻棘の高さ、言い換えれば前鼻棘および後鼻棘を結ぶ仮想線を想定した場合、この仮想線が、新水平基準面 newHPと平行になるように表示されている。

この発明は、さらに、次のような基準軸や基準面の座標系修正も含む。

[0050] 上述したように、図 10の説明までは、基準座標系を修正するためのランドマークを、人体頭部の左右一対のランドマークを指定することによって行った例である力図 11 以降においては、人体頭部の上下一対のランドマークに基づく基準座標系の修正、および、前後一対のランドマークに基づく基準座標系の修正を例示した。

この例示から明らかなように、基準座標系を修正するためのランドマークは、画像中における任意の一対であればよぐ左右、上下、前後等の特定の向きに限定されるものではない。

[0051] たとえば、眼耳平面で位置決めされた 3D— CT画像上で、 CT値を調整し皮膚を表示し、左右の外眼角を入力し、その 2点の位置座標を前頭面に投影するように指定した場合、前頭面に投影された左右外眼角を結ぶ直線と、水平基準面 (X軸)との傾斜分だけ、 X軸および Z軸を傾斜させ、座標系および三次元画像の表示向きを修正することがでさる。

同様に、左右外眼角の 2点が指定され、その中点が求められ、さらに鼻尖が指定され、前頭面にそれら指定点が投影されることで、前頭面に投影された 2点を結ぶ直線と、 Z軸との傾斜分だけ、 X軸および Z軸を修正することができる。

[0052] 同様に、画像上で、上顎骨の先端である前鼻棘と、後端である後鼻棘が指定され、この 2点を正中面に投影することにより、正中面に投影されたこれら 2点を結ぶ直線と、 Y軸との傾斜分だけ、 Y軸および Z軸を回転させて修正することができる。

さらに、眼耳平面で位置決めされ、皮膚が表示された 3D画像上で、左右の外眼角、左右の内眼角、左右鼻翼、左右の口角、という複数の左右対の特徴点と、前頭面とが指定されたことにより、これら各点が前頭面に投影され、各投影点を結ぶ直線と X 軸との傾きの平均値を求め、その平均値の分だけ X軸および Z軸を傾けるようにして

、基準軸の修正を行うことができる。

なお、上記各場合にぉ、て、左右の特徴点の指定は、左右それぞれ 1点だけに限らず、左右それぞれ複数点が指定され、その複数点の中点または複数点の中央が、それぞれ、左右の指定点とされるようにしてもよい。

この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなぐ請求項記載の範囲内にお、て種々の変更が可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 画像に含まれて、る解剖学的特徴点（以下「ランドマーク」、う。 )を基準とする三次元座標系に従う医用三次元画像を表示する処理手段と、

表示された医用三次元画像の右側領域において少なくとも 1点、および左側領域にお、て少なくとも 1点の左右一対の元の三次元座標系の基準となってヽな、任意のランドマークが指定されたことに応じて、それら指定されたランドマークを登録する処理手段と、

登録された左右一対のランドマークを基準に、三次元座標系を構成する三方向のうちの一方向はそのままに保ち、二方向の傾きを修正する処理手段と、

を含むことを特徴とする医用三次元画像の表示方向修正装置。

[2] 元の医用三次元画像は、ランドマークを基準とする水平基準面、前頭面および正中面に従って表示される人体頭部の画像を含み、

前記修正処理手段は、登録された左右一対のランドマークを基準に、前頭面はそのままに、水平基準面および正中面の傾きを修正することを特徴とする、請求項 1記載の医用三次元画像の表示方向修正装置。

[3] 元の医用三次元画像は、ランドマークを基準とする水平基準面、前頭面および正中面に従って表示される人体頭部の画像を含み、

前記修正処理手段は、登録された左右一対のランドマークを基準に、水平基準面はそのままに、前頭面および正中面の傾きを修正することを特徴とする、請求項 1記載の医用三次元画像の表示方向修正装置。

[4] 前記登録された左右一対のランドマークは、それぞれ、複数のランドマークが指定されたときにおいて、複数のランドマークの中点を含むことを特徴とする、請求項 1〜

3のいずれかに記載の医用三次元画像の表示方向修正装置。

[5] 画像に含まれているランドマークを基準とする三次元座標系に従う医用三次元画像を表示する処理と、

表示された医用三次元画像において、基準座標系を修正するために必要な一対のランドマークであって、元の三次元座標系の基準となっていない任意のランドマーグが指定されたことに応じて、それら指定されたランドマークを登録する処理と、登録された一対のランドマークを基準に、三次元座標系を構成する互いに直交する三面のうちの一面はそのままに保ち、二面の傾きを修正する処理と、

を実行することを特徴とする医用三次元画像の表示方向修正方法。

請求項 1〜5のいずれかに記載の一連の処理を行うための医用三次元画像の表示方向修正用プログラム。