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醫用圖像處理裝置、方法以及處理程序.pdf

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醫用 圖像 處理 裝置 方法 以及 程序
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摘要
申請專利號:

CN02821675.X

申請日:

20021031

公開號:

CN1625369A

公開日:

20050608

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A61B6/14,A61B6/03,A61B5/00 主分類號: A61B6/14,A61B6/03,A61B5/00
申請人: 畫像診斷株式會社
發明人: 金漢俊
地址: 日本兵庫縣
優先權: 335080/2001
專利代理機構: 中科專利商標代理有限責任公司 代理人: 張立巖
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法律狀態
申請(專利)號:

CN02821675.X

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種醫用圖像處理裝置、方法和處理程序。以往的醫用圖像處理裝置,雖然能夠制作與基準平面垂直的切斷面,但仍有不能制作與基準平面不垂直、以所希望的角度交叉的切斷面的問題。在與基準平面垂直觀察的三維圖像中,設定切斷線。接著,將顯示圖像轉換成在切斷線方向上看的圖像,在該圖像上顯示表示切斷面的直線,該切斷面基于表示基準平面的直線和切斷線。然后,使表示所顯示的切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行傾斜。并且,顯示由以被傾斜的直線而規定的切斷面切斷的斷面圖像。

權利要求書

1.一種醫用圖像處理裝置,其特征在于,包括:用于顯示圖像的顯示器,和在顯示器上顯示醫用三維圖像的裝置,和由規定所顯示的三維圖像的至少3點、對三維圖像設定通過該3點的基準平面的裝置,和第1顯示轉換裝置,該裝置,將顯示在顯示器上的圖像轉換成在垂直于基準平面的觀察點方向上看的三維圖像,和第2顯示轉換裝置,該裝置,響應于在垂直于基準平面的觀察點方向的三維圖像上設定切斷線的操作,將顯示在顯示器上的圖像轉換成在切斷線方向的觀察點方向看的三維圖像,并與該三維圖像一起顯示表示基準平面的直線和表示基于切斷線的切斷面的直線,和調整裝置,該裝置,將表示與切斷線方向的觀察點方向的三維圖像一起顯示的切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行傾斜,和顯示由被傾斜的直線規定的切斷面的圖像的裝置。2.按照權利要求1所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于:在三維圖像中被規定的至少3點,是以作為解剖學的特征點的界標或指向標規定的點。3.按照權利要求1或2所述的醫用圖像處理裝置,其特征在于:所述調整裝置,進而可以將表示切斷面的直線、向表示基準平面的直線方向移動。4.一種醫用圖像處理方法,其特征在于,包括:顯示醫用三維圖像的步驟,和通過規定顯示的三維圖像的至少3點、對三維圖像設定通過該3點的基準平面的步驟,和將所顯示的圖像轉換成在垂直于基準平面的、在觀察點看的三維圖像的步驟,和接受在垂直于基準平面的觀察點方向的三維圖像上設定切斷面的操作的步驟,和將所顯示的圖像轉換成與基準平面平行且在被設定的切斷線方向的觀察點方向看的三維圖像,并與該三維圖像一起,顯示表示切斷面的直線的步驟,其中,所述切斷面,基于表示基準平面的直線和切斷線,和使表示與切斷線方向的觀察點方向的三維圖像一起顯示的切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行傾斜的步驟,和顯示由被傾斜的直線規定的切斷面的圖像的步驟。5.按照權利要求4所述的醫用圖像的處理方法,其特征在于:在所顯示的三維圖像中被規定的至少3點,是以作為解剖學的特征點的界標或包含在三維圖像中的指向標規定的點。6.一種醫用圖像處理程序,其特征在于,具有:顯示在垂直于基準平面的觀察點方向看的醫用三維圖像的處理,和對所顯示的醫用三維圖像設定切斷線的處理,和將與基準平面平行且在被設定的切斷線方向看的圖像、與表示切斷面的直線一起顯示的處理,其中,所述切斷面,基于表示基準平面的直線和切斷線,和接受對表示切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行修正的操作的處理,和顯示以切斷面切斷的斷面圖像的處理,其中,所述切斷面,由表示被修正的切斷面的直線規定。7.按照權利要求6所述的醫用圖像處理程序,其特征在于:進而具有:以規定在所顯示的醫用三維圖像中的至少3點,將通過該3點的平面作為所顯示的醫用三維圖像的基準平面而進行設定的處理。

說明書

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技術領域

本發明涉及一種醫用圖像處理裝置和醫用圖像處理程序,特別是關于 用于由以CT、MRI等拍攝的多斷層圖像構筑三維圖像、制作該三維圖像 的任意地方的斷面圖像的圖像處理裝置、方法以及圖像處理程序。

背景技術

通過近年的計算機技術的發展,已知有由以CT、MRI等拍攝的多斷 層圖像構筑三維圖像的技術。另外,也可以制作被構筑成三維圖像的任意 地方的斷面圖像。例如,已知有使用被稱為傾斜拍攝(Oblique)的功能, 在三維圖像上制作任意方向的切斷面的醫用圖像處理系統。

在以往的醫用圖像處理系統中的切斷面的制作功能中,可以進行如下 的處理:

①對于三維圖像能夠制作任意的切斷面。

②以任意制作的切斷面為基準平面,能夠制作與該基準平面垂直的切 斷面。

然而,在以往的醫用圖像處理系統中制作的切斷面有下述等缺點:

①由于基于解剖學的特征點(界標)不制作基準平面及切斷面,所以 在臨床上有顯示圖像和實體(患者)的相關關系不正確、不能充分運用于 圖像診斷的情況。

②以切斷面為基準平面,進而能夠制作與該基準平面垂直的切斷面, 但不能夠制作與基準平面不垂直的、以所希望的角度交叉的切斷面。

發明內容

本發明是為了解決這樣的缺點而開發的發明,其目的在于提供一種在 醫用圖像處理中,能夠顯示臨床上必須的切斷面的圖像處理裝置、方法以 及圖像處理程序。

本發明另外的目的在于提供基于解剖學的特征點(界標)能夠正確地 顯示可再現的切斷面的圖像處理裝置、方法以及醫用圖像處理程序。

該發明進一步的目的在于提供,能夠有效地運用于臨床上的圖像診斷 的圖像處理裝置、方法和醫用圖像處理程序。

本發明之1的醫用圖像處理裝置,其特征在于,包括:用于顯示圖像 的顯示器;在顯示器上顯示醫用三維圖像的裝置;由規定所顯示的三維圖 像的至少3點、對三維圖像設定通過該3點的基準平面的裝置;第1顯示 轉換裝置,該裝置,將顯示在顯示器上的圖像轉換成在垂直于基準平面的 觀察點方向上看的三維圖像;第2顯示轉換裝置,該裝置,響應于在垂直 于基準平面的觀察點方向的三維圖像上設定切斷線的操作,將顯示在顯示 器上的圖像轉換成在切斷線方向的觀察點方向看的三維圖像,并與該三維 圖像一起顯示表示基準平面的直線和表示基于切斷線的切斷面的直線;調 整裝置,該裝置,使表示與切斷線方向的觀察點方向的三維圖像一起顯示 的切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行傾斜;顯示由被傾斜的 直線規定的切斷面的圖像的裝置。

本發明之2,是根據本發明之1所述的醫用圖像處理裝置,其特征在 于,在三維圖像中被規定的至少3點,是以作為解剖學的特征點的界標或 指向標規定的點。

本發明之3,是根據本發明之1或2所述的醫用圖像處理裝置,其特 征在于,上述調整裝置,進而可以將表示切斷面的直線、向表示基準平面 的直線方向移動。

本發明之4的醫用圖像的處理方法,其特征在于,包括:顯示醫用三 維圖像的步驟;通過規定顯示的三維圖像的至少3點、對三維圖像設定通 過該3點的基準平面的步驟;將所顯示的圖像轉換成在垂直于基準平面 的、在觀察點看的三維圖像的步驟;接受在垂直于基準平面的觀察點方向 的三維圖像上設定切斷面的操作的步驟;將所顯示的圖像轉換成與基準 平面平行且在被設定的切斷線方向的觀察點方向看的三維圖像,并與該三 維圖像一起,顯示表示切斷面的直線的步驟,其中,所述切斷面,基于表 示基準平面的直線和切斷線;使表示與切斷線方向的觀察點方向的三維圖 像一起顯示的切斷面的直線、相對于表示基準平面的直線進行傾斜的步 驟;顯示由被傾斜的直線規定的切斷面的圖像的步驟。

本發明之5,是根據本發明之4所述的醫用圖像的處理方法,其特征 在于,在所顯示的三維圖像中被規定的至少3點,是以作為解剖學的特征 點的界標或包含在三維圖像中的指向標規定的點。

本發明之6的醫用圖像處理程序,其特征在于,具有:顯示在垂直于 基準平面的觀察點方向看的醫用三維圖像的處理;對所顯示的醫用三維圖 像設定切斷線的處理;將與基準平面平行且在被設定的切斷線方向看的圖 像、與表示切斷面的直線一起顯示的處理,其中,所述切斷面,基于表示 基準平面的直線和切斷線;接受對表示切斷面的直線、相對于表示基準平 面的直線進行修正的操作的處理;顯示以切斷面切斷的斷面圖像的處理, 其中,所述切斷面,由表示被修正的切斷面的直線規定。

本發明之7,是根據本發明之6所述的醫用圖像的處理程序,其特征 在于,進而具有:以規定在所顯示的醫用三維圖像中的至少3點,將通過 該3點的平面作為所顯示的醫用三維圖像的基準平面而進行設定的處理。

根據本發明,在以往目視的基礎上,作為基于基準平面的、再現性高 的切斷面的顯示處理,能夠實現憑感覺進行的切斷面制作。另外,能夠設 定相對與基準平面傾斜的切斷面。

附圖說明

圖1是切斷面頭蓋骨部的上頜和上齒列的三維圖像的圖解圖。

圖2是從基準平面(咬合平面)的下方看的、垂直于基準平面的觀察 點方向的三維圖像的圖解圖。

圖3是對圖2所示的圖像在切斷線C的方向從側方看的三維圖像。

圖4是表示本發明的一實施例的醫用圖像處理裝置的概略構成的方 塊圖。

圖5是表示由微機執行的圖像處理動作的內容的流程圖。

圖6是用于說明被顯示的三維圖像的顯示轉換用的圖。

圖7是詳細表示基準平面的設定處理的流程圖。

圖8是詳細表示切斷面的設定處理的流程圖。

圖9是詳細表示切斷面的傾斜、位置調整處理的流程圖。

圖10是用于說明對將關心區域X圍住的最小限度的抽出區域實行特 定的處理內容的圖。

具體實施方式

以下,以牙科為例參照附圖對本發明的具體實施例進行說明。

例如,當在上頜的犬齒缺損部位植入人造齒根的時候,需要在植入預 定部位參考相鄰齒的齒軸,確定犬齒的齒軸,沿該確定的齒軸植入人造齒 根。

為此,制作沿犬齒的齒軸、在植入預定方向切開的頜骨斷面圖像,并 用于診斷。如果,頜骨斷面圖像是與犬齒的齒軸不同的方向的圖像,則會 顯示與植入預定部位不同的頜骨內部。因此,不能夠恰當地診斷并決定在 植入預定部位的頜骨內的狀態、及植入所需的人造齒根的長度、大小和形 態等。

在這里,本實施例提供在顯示器中顯示圖1~圖3所示的圖像、在臨 床上可以活用于圖像診斷的切斷面。

圖1表示臉面頭蓋骨部的上頜和上齒列的三維圖像。該三維圖像,是 由以CT、MRI等拍攝的患者的頭部的多斷層圖像構筑的圖像。

對于上頜和上齒列的三維圖像,規定咬合平面。

規定的咬合平面,通過計算機識別基準平面R,在顯示器上顯示從與 基準平面R垂直方向看的三維圖像。即,顯示從圖2所示的基準平面R (咬合平面)的下方看的、與基準平面R垂直的觀察點方向的圖像。

在圖2的圖像中,由牙科醫生等(以下稱為「用戶」)指定切斷線。 切斷線,例如可通過輸入起點A和終點B來進行。設定的切斷線與圖像 一起顯示。

并且,沿切斷線方向,顯示從側方看圖2所示的圖像的三維圖像。這 是圖3A、B、C。

3A的三維圖像,表示在基準平面(咬合平面)方向看的上頜和上齒 列,同時一起顯示基準平面R和與基準平面R垂直方向的切斷面C(基 于由圖2指定的切斷線的切斷面)。

如圖3A所示,通常,切斷面C對于基準平面R為垂直方向。

該實施例的特征如圖3B所示,能夠使切斷面C對于基準平面R傾斜。 即,能夠以基準平面R和切斷面C的交線為軸,令切斷面C如圖3B所 示那樣傾斜。通過使切斷面C傾斜,能夠使切斷面C與犬齒齒軸的角度 一致。該處理能夠通過將切斷面上方C1向右側拖動等來進行。

進而,如圖3C所示,能夠使切斷面C的位置沿基準平面R平行移動。 該移動能夠通過使切斷面C和基準平面R的交線部分E向左側拖動等來 進行。通過切斷面C的移動,切斷面C的傾斜角度不改變。通過切斷面 C的移動,能夠使切斷面C在相當于犬齒齒軸的部位吻合。

并且,顯示該結果所得到的切斷面C。該切斷面C是頜骨的犬齒欠 缺部位(人造齒根的植入預定部位)的切斷面。

圖4是表示本發明的一實施例的醫用圖像處理裝置的概略構成的方 塊圖。在處理裝置中,具有作為中樞的微機1,在微機1上連接存儲器2、 操作部3、顯示器4和打印機5。存儲器2可由RAM、ROM、硬盤等構 成。在存儲器2中,也能夠裝入可自由裝卸的盤狀的存儲媒體6。操作部 3,是輸入數據及指令用的部分,可以由鍵盤及觸摸式輸入裝置等構成。 在操作部3還可以具有鼠標。

顯示器4,是用于顯示作為本發明的特征的圖像數據的部分。打印機 5是用于將在顯示器4顯示的圖像數據、根據需要而打印出來的部分。

圖5是表示由圖4所示微機1執行的圖像處理動作的內容的流程圖。

按照圖5的流程進行說明。首先,微機1構筑三維圖像(步驟S1)。 三維圖像,基于被儲存在存儲器2等中的多斷層圖像數據而構筑。被構筑 的三維圖像,被顯示在顯示器4上(步驟S2)。在顯示器4上顯示的三維 圖像,根據需要能夠改變觀察點方向地進行移動、旋轉。通過邊看三維圖 像邊操作操作部3,進行基準平面的設定(步驟S3)。設定基準平面后, 如圖1所示,與三維圖像一起,顯示所設定的基準平面R(例如咬合平面)。

在設定基準平面后,微機1將在顯示器4上顯示的圖像轉換成垂直于 基準平面的觀察點方向的三維圖像(步驟S4)。該圖像是圖2所示的圖像。 與該基準平面垂直的觀察點方向的三維圖像,通過操作操作部3能夠向平 行于基準平面的斷面圖像移動(步驟S5→S6→S4)。

即,如圖6的圖解所示,能夠將在顯示器4上顯示的三維圖像轉換為 從物體的外側看的三維圖像、或物體的任意的深度的切斷部圖像。

對于垂直于在顯示器4上顯示的基準平面的觀察點方向的圖像(三維 圖像或斷面圖像)進行切斷線的設定處理(步驟S7)。該處理是由圖2說 明的處理,詳細情況后面敘述。

在進行切斷線的設定處理后,微機1將在顯示器4上顯示的圖像轉換 成在切斷線方向的觀察點方向的三維圖像(步驟S8)。該圖像是圖3A所 示的圖像。在切斷線方向的觀察點方向的三維圖像中,同時還將基于由步 驟S7設定的切斷線(在顯示上以直線表示)的切斷面與基準平面(在顯 示上以直線表示)一起顯示。

接著,通過操作操作部3,邊看在顯示器4上顯示的切斷線方向的觀 察點方向的三維圖像、邊進行切斷面的傾斜調整和切斷面的位置調整(步 驟S9)。

然后,在進行這些調整后,在顯示器4上顯示該斷面圖像(步驟S10)。

然后,通過指示結束(步驟S11),結束處理。

圖7是詳細表示在圖5的步驟S3中設定已說明的基準平面的處理的 的流程圖。在基準平面的設定處理中,首先,規定第1界標(步驟S31)。 接著規定第2界標(步驟S32)。進一步規定第3界標(步驟S33)。

這3個界標,通過操作操作部3,由指定在顯示器4上顯示的三維圖 像中的任意的解剖學的基準點來確定。例如,在圖1所示的上頜和上齒列 的三維圖像中,在規定咬合平面的時候,能夠將第1界標作為左第1大臼 齒的臉頰側面中央,將第2界標作為右第1大臼齒的臉頰側面中央,將第 3界標作為左中門牙的中央。另外,也可以將第3界標作為右中門牙的中 央,或者作為左右中門牙的左右間的中央。

在微機1中,在規定3個界標后(步驟S31~S33),進行通過被規定 的3個界標的平面的運算,以其為基準平面進行儲存(步驟S34)。

這樣,通過3個界標、即通過剖學的特征點規定基準平面,能夠將通 過該3個界標的基準平面設為有再現性的、有臨床意義的基準平面。對于 人骨,由于有種種的界標,所以在含有人骨的圖像的時候,利用界標是理 想的,但除界標以外,也能夠使用指向標。在將指向標預先貼在患者身上、 用CT等得到多斷層圖像、將其構筑成三維圖像時,指向標的顯示也包含 在圖像中。也能夠將通過該指向標的顯示位置的平面為基準平面。

圖8是詳細表示在圖5的步驟S7中所示的切斷線的設定處理的流程 圖。在切斷線的設定處理中,首先,操作操作部3,規定起始點(步驟S71)。 即、在顯示器4中顯示的圖2的圖像中,例如用鼠標規定點A的位置。 由此,儲存起始點A的位置(步驟S72)。進而,將鼠標移動到與起始點 A不同的位置,例如用鼠標點擊B的位置,進行終點B的規定(步驟S73)。 這樣,終點B的坐標就被儲存在微機1中(步驟S74)。

并且在微機1中,通過連接起始點A和終點B的線部分,以垂直于 在顯示器4顯示的畫面、即圖2的畫面的面,作為切斷面進行計算,將其 儲存(步驟S75)。

然后,在三維圖像上重疊顯示連接起始點A和終點B的線部分(步 驟S76)。其顯示表示在圖2中。

在看該顯示、給出由操作部3決定的要點的指令、并且例如按決定鍵 時(步驟S77中的“是”),返回該處理。

圖9是詳細表示在圖5的步驟S9說明的切斷面的傾斜、位置調整處 理的流程圖。

在切斷面的傾斜、位置調整處理中,如在圖5的步驟S8所示,在顯 示器4中顯示圖3A所示的圖像。即,顯示在切斷線C(參照圖2)方向 的觀察點方向看的三維圖像和在該三維圖像上重疊顯示的基準平面R(其 顯示以直線表示)以及切斷面C(其顯示以直線表示)。

看在顯示器4中顯示的該內容,操作操作部3。例如,切斷面C的 C1部分,例如用鼠標規定并拖動。這樣,根據其拖動量,表示切斷面C 的直線以與基準平面R的交點為中心,其傾斜角僅傾斜拖動量(參照圖 3B)。即,能夠使切斷面C以與基準平面R的交線為軸進行傾斜(步驟 S92)。

另外,規定切斷面C和基準平面R的交線,通過向基準平面R方向 拖動,可僅以被拖動的量平行移動基準平面R(步驟S93、S94)。

根據以上的處理,能夠將切斷面C以基準平面R為基準調整到所希 望的傾斜角度和位置。并且通過按動決定鍵等,將被決定的切斷面儲存到 微機1中(步驟S95、S96)。然后返回處理。

在上述處理中,以基準平面R為基準,說明了能夠調整切斷面C的 傾斜角度和位置的情況,但在調整切斷面C的傾斜角度和位置后,為了 使基準平面R成為相對于切斷面C垂直相交的面,也可以將基準平面旋 轉移動,并儲存該基準平面。這樣,當因在不能得到界標的區域或方向而 不能設定基準平面的時候,以另外的基準平面為基礎規定切斷面,并基于 該切斷面能夠設定新的基準平面。這樣,由于基于原來的基準平面設定切 斷面,并基于該切斷面設定新的基準平面,所以能夠以原來的基準平面為 基準而根本地把握各面相互的位置關系。因此,可以不損失斷面圖像的再 現性,可以制作成切斷面連續的斷面圖像。

另外,在上述各處理中,在基準平面的設定中使用的界標的坐標顯示、 于切斷面設定所需要的輸入點坐標及傾斜度、平行移動量等,由于全部被 儲存在微機1中,所以可以使其數值化,并根據需要進行顯示。這樣的數 據顯示,可幫助用戶認識相對于作為基準的面的切斷面的位置關系,能夠 提供提高操作性的裝置。

在以上的說明中,例舉了在垂直于基準平面的觀察點方向的圖像上, 設定切斷線C(參照圖5的步驟S7)的方法。但是,本發明在設定切斷 線C的時候,也能夠對切斷線C追加厚度(寬),并抽出具有該厚度的切 斷線區域內的三維圖像(信息)。

具體地說明,在圖10A所示的三維圖像中,首先,設定基準平面R。

然后,顯示對基準平面R垂直的觀察點方向的圖像。該圖像是圖10B 所示的圖像。然后,在該圖像中,在設定切斷線A-B的同時規定與切斷 線A-B垂直方向的厚度W1-W2。

其后,在切斷線A-B方向的觀察點方向顯示圖像。該圖像是圖10C 所示的圖像。在圖10C中,R是基準平面,C是切斷面,W1、W2分別 表示以切斷面C為中心的寬度。另外,對表示切斷面C的直線C的長度 也可以規定為從與基準平面R的交點開始的一定的長度。由此,可以由 所希望的范圍內具體地規定后述的抽出區域。

然后,在該顯示畫面上,如圖10D所示,相對于基準平面R調整切 斷面C的傾斜,如果有必要,可將切斷面C沿基準平面R平行移動。由 此,表示切斷面C的寬的線W1、W2也自動地變化。

然后,如在圖10E所示那樣,能夠抽出以切斷面C為中心由W1-W2 規定的切斷面區域。

由此,能夠規定圍住所關心區域的最小限度的抽出區域,能夠取出關 心區域X作為三維圖像信息。

在上述的實施例中,以對于頜骨的犬齒缺損部位的人造齒根的植入為 例進行了說明,但在作為以咬合平面為基準的斷面圖像而顯示的時候,也 能夠利用例如沿配置在上齒列上的所有的齒的齒軸的斷面圖像。這時,構 成上齒列的各個齒,對于咬合平面的傾斜角度按每個齒不同。在這里,預 先設定該齒的傾斜角度,也能夠自動地顯示沿各齒的齒軸的切斷面圖像。 即,當在于同一基準面上制作連續的寬范圍的切斷面的時候,在多個區域 設定各個傾斜條件,可以以按該區域設定的傾斜度連續地制作切斷面。這 樣的功能,通過預先設定平均的傾斜角度自動地進行。

另外,本發明不限定于在牙科領域中用的圖像處理裝置和其處理程 序。例如也能夠利用于將胃等人體構成要素以三維圖像來顯示,將其任意 的切斷面等作為以基準平面為基準的切斷面來顯示圖像。這樣,本發明可 以作為各種醫用領域中的圖像處理裝置和其處理程序而靈活運用。

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