(57)【要約】【課題】本発明は、被検者ごとの３次元人体モデルを容易に生成する。【解決手段】本発明は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された３次元画像データＤ１を基に３次元同定モデル３８の体内空間３７を抽出し、標準とされる各器官を３次元でモデル化した３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を当該体内空間３７に合わせて変形させた３次元被検者モデル８０を生成することにより、被検者ごとの３次元被検者モデル８０を容易に生成することができる。【選択図】図２
2010221015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内空間データと、当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルと、
人体の断層像を示す３次元画像データから体内空間を抽出する体内空間抽出部と、
上記体内領域データを上記体内空間抽出部により抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形部と
を有することを特徴とする３次元人体モデル生成装置。
【請求項２】
上記体内空間抽出部は、骨格及び／又は筋肉に囲まれた空間を体内空間として抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項３】
上記体内空間抽出部は、体表に囲まれた空間を体内空間として抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項４】
上記３次元画像データから上下方向において特徴となる点を特徴点として抽出する特徴点抽出部と
をさらに有し、
上記人体モデル変形部は、
上記特徴点抽出部により抽出された特徴点を含む水平面により上記体内空間を複数の分割空間に分割し、上記３次元標準人体モデルにおける特徴点を含む水平面により上記体内領域が分割された複数の分割領域を、上記それぞれ対応する上記複数の分割空間に合わせて変形させる
ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項５】
人体の断層像を示す３次元画像データから体内空間を抽出する体内空間抽出ステップと、
体内空間データと当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの上記体内領域データを上記体内空間抽出ステップにより抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形ステップと
を有する３次元人体モデル生成方法。
【請求項６】
人体の断層像を示す３次元画像データから体内空間を抽出する体内空間抽出ステップと、
体内空間データと当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの上記体内領域データを上記体内空間抽出ステップにより抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形ステップと
を有する３次元人体モデル生成プログラム。
【請求項７】
体内空間データと、当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルと、
人体の断層像を示す３次元画像データから骨格を抽出する骨格抽出部と、
上記骨格抽出部により抽出された骨格から複数の肋骨を同定し、当該複数の肋骨に囲まれた体内空間を抽出する肋骨同定部と、
上記体内領域データを上記肋骨同定部により抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形部と
を具える３次元人体モデル生成装置。
【請求項８】
上記骨格抽出部により抽出された骨格から複数の椎体を同定すると共に、当該複数の椎体の特徴点を抽出する椎体同定部と
をさらに具え、
上記人体モデル変形部は、
上記椎体同定部により抽出された特徴点を含む水平面により上記体内空間を複数の分割空間に分割し、上記３次元標準人体モデルにおける特徴点を含む水平面により上記体内領域が分割された複数の分割領域を、それぞれ対応する分割空間に合わせて変形させる
ことを特徴とする請求項７に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項９】
上記人体モデル変形部は、
上記３次元標準人体モデルにおける複数の分割領域の高さがそれぞれ対応する上記複数の分割空間の高さと一致するように、当該分割領域を上下方向に伸縮する
ことを特徴とする請求項８に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１０】
上記人体モデル変形部は、
所定の基準位置を基準とした上記複数の分割領域の矢状断面が、それぞれ対応する上記複数の分割空間の矢状断面と一致するように、当該複数の分割領域を前後方向に伸縮する
ことを特徴とする請求項８に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１１】
上記人体モデル変形部は、
所定の基準位置を基準とした上記複数の分割領域の前額断面が、それぞれ対応する上記複数の分割空間の前額断面と一致するように、当該複数の分割領域を左右方向に伸縮する
ことを特徴とする請求項８に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１２】
上記人体モデル変形部は、
所定の基準位置を基準とした上記体内空間を前後方向に分割する前額断面と、上記肋骨同定部により同定された複数の肋骨との交点をそれぞれ算出し、上記３次元標準人体モデルの複数の肋骨を、上記交点と対応する位置を通り、かつ上記体内空間に合わせるように変形された上記体内領域に外接するよう変形する
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１３】
上記３次元標準人体モデルは、具現化情報を含み、上記人体モデル変形手段により変形された後も上記具現化情報が継承される
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１４】
上記椎体の特徴点は、椎体の幾何学的な重心又は形態学的な中点である
ことを特徴とする請求項８に記載の３次元人体モデル生成装置。
【請求項１５】
人体の断層像を示す３次元画像データから骨格を抽出する骨格抽出ステップと、
上記骨格抽出ステップにより抽出された骨格から複数の肋骨を同定し、当該複数の肋骨に囲まれた体内空間を抽出する肋骨同定ステップと、
体内空間データと、当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの上記体内領域データを上記肋骨同定部により抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形ステップと
を有する３次元人体モデル生成方法。
【請求項１６】
人体の断層像を示す３次元画像データから骨格を抽出する骨格抽出ステップと、
上記骨格抽出ステップにより抽出された骨格から複数の肋骨を同定し、当該複数の肋骨に囲まれた体内空間を抽出する肋骨同定ステップと、
体内空間データと、当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの上記体内領域データを上記肋骨同定部により抽出された体内空間に合わせるように変形させる人体モデル変形ステップと
をコンピュータに実行させる３次元人体モデル生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元人体モデル生成装置、３次元人体モデル生成方法及び３次元人体モデル生成プログラムに関し、例えばバーチャルリアリティ手術シミュレータ（以下、これをＶＲシミュレータとも呼ぶ）に用いられる３次元人体モデルを生成する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療現場では、患者への侵襲が少ない内視鏡外科手術が盛んに行われるようになってきた。内視鏡外科手術は、小さい傷、術後痛の軽減、入院期間の短縮、早期の社会復帰など、患者にとって大きなメリットがある。
【０００３】
しかしながら内視鏡外科手術では、医師が視野の狭く立体感のない映像を見ながら自由度が少なく感覚の乏しい鉗子を操作しなければならず、開腹手術とは異なった特別な技術が必要となる。そのため、安全かつ高品質な内視鏡外科手術を提供するために十分なトレーニングを医師に行わせる必要があり、最近では多くの手術トレーニング装置が考案されている。
【０００４】
手術トレーニング装置の１つに、ＶＲシミュレータがある。ＶＲシミュレータは、３次元人体モデル及び手術器具を仮想的な３次元空間に表現し、その３次元空間をディスプレイに表示することにより、当該ディスプレイを見せながら手術のトレーニングを医師に行わせるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また手術トレーニングのなかには、樹脂などの材料を利用して等身大の人体造形モデルを作製し、当該人体造形モデル及び実際の手術器具を用いてトレーニングを医師に行わせるものもある。因みに人体造形モデルは、３次元人体モデルを用いて例えば光造形装置により作製される。
【０００６】
このような手術トレーニングをより現実的に医師に行わすためには、３次元人体モデルが骨格、関節、臓器などの器官に細かく分割されていると共に、３次元人体モデルをＶＲシミュレータや３次元造形などのアプリケーションで利用するための具現化情報を有する必要がある。
【０００７】
ここで３次元人体モデルをＶＲシミュレータや３次元造形などのアプリケーションで利用するための具現化情報とは、３次元人体モデルをバーチャルリアリティへ適用する場合、テクスチャとテクスチャの添付手法等である。さらにＶＲシミュレータへ適用する場合は、心臓の拍動数や血圧等の生理学的情報、臓器や骨格の接続情報、解剖学的情報、臓器や骨格のヤング率、ポアソン比、及びばね質点モデルを用いた力学シミュレーションにおけるばね定数や減衰係数等の物理特性情報である。３次元造形へ適用する場合は、光造形用の樹脂、サポート形状および色等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２３１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで３次元人体モデルを生成する従来の３次元人体モデル生成装置では、ＣＴ（Computed Tomography）装置又はＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置により被検者の主に胸部が撮像された３次元画像データを基に３次元人体モデルを生成する際、当該３次元画像データから臓器や関節、並びに接続情報等を容易に抽出することができないため、ユーザに手作業で当該臓器や関節、並びに接続情報等を抽出させる場面が多くなる。
【００１０】
具体的には、３次元人体モデル生成装置は、３次元画像データの濃淡を基に対象臓器を抽出した後、抽出欠損や誤抽出をユーザに手作業で修正させる。また３次元人体モデル生成装置は、３次元画像データから抽出した骨格から形態学的な位置関係によりユーザに手作業で骨格の区分を行わせ、当該区分された骨格を基に関節を抽出する。さらに３次元人体モデル生成装置は、３次元画像データから抽出された臓器、骨格及び関節を形態学的位置関係に照らし合わせて接続情報をユーザに手作業で抽出させた後、当該臓器、骨格及び関節に対して物理特性情報を添付する。
【００１１】
このように従来の３次元人体モデル生成装置では、３次元人体モデルを生成する際、多大な時間及び煩雑な作業をユーザに強いることになり、容易に被検者ごとの３次元人体モデルを生成することができないという問題があった。
【００１２】
また上述したように被検者ごとの３次元人体モデルを容易に生成することができないので、ＶＲシミュレータは、特定の３次元人体モデルを用いたトレーニングしか医師に行わせることができず、限定された状況でのトレーニングのみを行わせることになる。
【００１３】
従ってＶＲシミュレータは、そのトレーニング効果にも限界が見え始めており、ＣＴ装置やＭＲＩ装置により撮像された３次元画像データから容易に被検者ごとの３次元人体モデルを生成できる３次元人体モデル生成装置の開発が望まれていた。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、被検者ごとの３次元人体モデルを容易に生成し得る３次元人体モデル生成装置、３次元人体モデル生成方法及び３次元人体モデル生成プログラムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するため本発明においては、人体の断層像を示す３次元画像データから体内空間を抽出し、体内空間データと当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの体内領域データを体内空間抽出ステップにより抽出された体内空間に合わせるように変形させるようにした。因みに３次元標準人体モデルは、性別、年齢及び病変毎に標準とされる位置及び大きさの各器官で構成される。
【００１６】
また本発明においては、人体の断層像を示す３次元画像データから骨格を抽出し、骨格抽出ステップにより抽出された骨格から複数の肋骨を同定し、当該複数の肋骨に囲まれた体内空間を抽出し、体内空間データと、当該体内空間データに関連付けられた各器官データとを含む体内領域データを備える３次元標準人体モデルの体内領域データを肋骨同定部により抽出された体内空間に合わせるように変形させるようにした。
【００１７】
これにより、３次元画像データに基づいた体内空間に、３次元標準人体モデルにおける当該体内空間に対応した体内領域が合うように、当該３次元標準人体モデルを変形することにより、被検者ごとの３次元人体モデルを生成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、３次元画像データに基づいた体内空間に３次元標準人体モデルにおける当該体内空間に対応した体内領域が合うように、当該３次元標準人体モデルを変形することにより、被検者ごとの臓器、骨格、関節等の器官も含む３次元人体モデルを生成することができ、かくして被検者ごとの３次元人体モデルを容易に生成し得る３次元人体モデル生成装置、３次元人体モデル生成方法及び３次元人体モデル生成プログラムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】３次元人体モデル生成装置の構成を示す略線図である。
【図２】第１の実施の形態におけるＣＰＵの機能的構成を示す略線図である。
【図３】３次元画像データに基づく水平断面画像、矢状断面画像及び前額断面画像を示す略線図である。
【図４】２値化画像を示す略線図である。
【図５】３次元骨格モデルを示す略線図である。
【図６】３次元骨格モデルの椎体同定の様子を示す略線図である。
【図７】３次元骨格モデルの肋骨同定の様子を示す略線図である。
【図８】３次元同定モデル及び３次元標準人体モデルを示す略線図である。
【図９】上下方向への変形の様子（１）を示す略線図である。
【図１０】上下方向への変形の様子（２）を示す略線図である。
【図１１】前後方向への変形の様子（１）を示す略線図である。
【図１２】前後方向への変形の様子（２）を示す略線図である。
【図１３】左右方向への変形の様子（１）を示す略線図である。
【図１４】左右方向への変形の様子（２）を示す略線図である。
【図１５】肋骨の変形の様子を示す略線図である。
【図１６】３次元人体モデル生成処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１７】骨格抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１８】椎体同定処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１９】肋骨同定処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２０】人体モデル変形処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２１】第２の実施の形態におけるＣＰＵの機能的構成を示す略線図である。
【図２２】３次元画像データに基づく水平断面図である。
【図２３】３次元骨格・体表モデルを示す略線図である。
【図２４】３次元同定モデル及び３次元標準人体モデルを示す略線図である。
【図２５】３次元人体モデル生成処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２６】骨格・体表抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２７】椎体同定処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２８】体内空間抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２９】人体モデル変形処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３０】第３の実施の形態におけるＣＰＵの機能的構成を示す略線図である。
【図３１】３次元骨格・筋モデルを示す略線図である。
【図３２】３次元骨格・筋モデルの水平断面を示す略線図である。
【図３３】３次元同定モデル及び３次元標準人体モデルを示す略線図である。
【図３４】３次元人体モデル生成処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３５】骨格・筋抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３６】椎体同定処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３７】体内空間抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３８】人体モデル変形処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図３９】第４の実施の形態におけるＣＰＵの機能的構成を示す略線図である。
【図４０】３次元骨格・筋モデルを示す略線図である。
【図４１】第１７椎体、仙骨及び尾骨の特徴点を示す略線図である。
【図４２】３次元骨格・筋モデルにおける水平断面を示す略線図である。
【図４３】３次元同定モデル及び３次元標準人体モデルを示す略線図である。
【図４４】３次元人体モデル生成処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図４５】骨格・筋抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図４６】椎体同定処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図４７】体内空間抽出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図４８】人体モデル変形処理手順の説明に供するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２１】
＜１．第１の実施の形態＞
（１）３次元人体モデル生成装置の構成
図１に示すように、１は全体として３次元人体モデル生成装置を示し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、インターフェース部１４、記憶部１５及び表示部１６がバス１７を介して接続されている。
【００２２】
この３次元人体モデル生成装置１は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に格納された基本プログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開し、当該基本プログラムに従って全体を統括制御すると共に、ＲＯＭ１２又は記憶部１５に格納された各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ１３に展開し、当該各種アプリケーションプログラムに従って各種処理を実行するようになされている。
【００２３】
３次元人体モデル生成装置１は、インターフェース部１４を介して外部機器と接続されるようになされており、例えばＣＴ装置やＭＲＩ装置により撮像された３次元画像データを取得したり、後述する３次元人体モデル生成処理により生成された３次元被検者モデルをＶＲシミュレータに出力し得るようになされている。
【００２４】
また３次元人体モデル生成装置１は、インターフェース部１４を介して取得した３次元画像データ、及び３次元人体モデル生成処理により生成された３次元被検者モデル等を記憶部１５に記憶し、また当該３次元画像データや３次元被検者モデル等を表示部１６に表示し得るようになされている。
【００２５】
（２）３次元人体モデル生成処理
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された３次元人体モデル生成処理プログラムをＲＡＭ１３に展開した場合、当該３次元人体モデル生成処理プログラムに基づいてインターフェース部１４、記憶部１５及び表示部１６を適宜制御し、３次元人体モデル生成処理を実行するようになされている。
【００２６】
このＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行する際、図２に示すように、骨格抽出部２１、椎体同定部２２、肋骨同定部２３、及び人体モデル変形部２４として機能するようになされている。
【００２７】
（２−１）骨格抽出処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行すると、骨格抽出部２１により骨格抽出処理を実行する。この骨格抽出処理について詳しく説明する。
【００２８】
３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって例えば被検者の胸部が所定のスライス幅で撮像されることにより得られた断面画像が多数積層してなる３次元画像データＤ１を記憶部１５に記憶しておく。
【００２９】
この３次元画像データＤ１は、例えばＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に準拠したデータ形式でなり、付帯情報として患者情報、検査情報、撮影条件等が含まれる。
【００３０】
骨格抽出部２１は、骨格抽出処理を実行すると、記憶部１５から３次元画像データＤ１を読み出し、当該３次元画像データＤ１に基づいてボリュームデータを作成し、当該ボリュームデータを３方向へスライスすることにより、図３に示すように、当該３次元画像データＤ１に基づく水平断面画像ＣＧ１、矢状断面画像ＣＧ２及び前額断面画像ＣＧ３を作成して表示部１６に表示する。
【００３１】
ここで３次元画像データＤ１は、水平断面画像ＣＧ１と、矢状断面画像ＣＧ２と、前額断面画像ＣＧ３とによって、体内の３次元的な位置における画素点に対応する生体組織を輝度（従って画像の濃淡レベル）によって表現している。
【００３２】
ところで３次元画像データＤ１が例えばＣＴ装置によって撮像された場合、当該３次元画像データＤ１では、Ｘ線の吸収率が高い骨格が白く写り、Ｘ線の吸収率が低い部分である空気などが黒く写り、その中間の吸収率である臓器や筋肉が白と黒との中間色（灰色）で写る。
【００３３】
また３次元画像データＤ１がＭＲＩ装置によって撮像された場合であっても、骨格とその他の部分との濃淡レベルが大きく異なる。
【００３４】
そこで骨格抽出部２１は、３次元画像データＤ１に映し出された骨格の濃淡レベルが「１」となり、その他の組織の濃淡レベルが「０」となるような所定の上限閾値及び下限閾値を基準として２値化処理を施す。
【００３５】
因みに３次元画像データＤ１に映し出された骨格の濃淡レベルが上限閾値と下限閾値との間となり、その他の組織の濃淡レベルが上限閾値を超える又は下限閾値未満となるように、上限閾値及び下限閾値が設定されている。
【００３６】
骨格抽出部２１は、２値化処理を施した結果、図４に示すように、骨格が白色（濃淡レベルが「１」）となり、当該骨格を除くすべてが黒色（濃淡レベルが「０」）となる２値化画像ＢＷＧを生成し、当該２値化画像ＢＷＧを表示部１６に表示する。
【００３７】
そして骨格抽出部２１は、図５に示すように、２値化処理によって得られた２値化画像ＢＷＧの濃淡レベルが「１」（白色）である画素を抽出し、その画素に対応するボクセルを生成して３次元的に配置することにより、骨格３１が３次元でモデル化された３次元骨格モデル３０を生成し、当該３次元骨格モデル３０のデータ（以下、これを３次元骨格モデルデータとも呼ぶ）Ｄ１１（図２）を記憶部１５に記憶し、骨格抽出処理を終了する。
【００３８】
因みに、各ボクセルには、当該ボクセルの特性を表す固有の値（以下、これをボクセル値とも呼ぶ）を付加し得るようになされており、骨格３１に対応する各ボクセルには、例えば、当該各ボクセルが骨格３１であることを示すボクセル値が付加されている。
【００３９】
また骨格抽出部２１は、３次元画像データＤ１に含まれる撮影条件に基づく前後、上下、左右の向きと、断面画像のスライス幅及び当該断面画像の画素サイズに基づく実寸法とを持つ座標系に３次元骨格モデル３０の座標系を変換する。
【００４０】
このようにして骨格抽出部２１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置から得られた３次元画像データＤ１に対して２値化処理を施し、その結果得られる２値化画像ＢＷＧから被検者の骨格３１を抽出して３次元骨格モデル３０を生成する。
【００４１】
（２−２）椎体同定処理
ＣＰＵ１１は、骨格抽出処理を終了すると、椎体同定部２２（図２）により椎体同定処理を実行する。この椎体同定処理について詳しく説明する。
【００４２】
椎体同定部２２は、記憶部１５に記憶された３次元骨格モデルデータＤ１１を読み出し、当該３次元骨格モデルデータＤ１１に基づく３次元骨格モデル３０から椎体を同定する。
【００４３】
ここで人の脊柱は、複数の椎体が軟性組織である椎間板によって連結されている。従って骨格抽出部２１により３次元画像データＤ１に対して２値化処理が施された際、軟性組織である椎間板は濃淡レベルが「０」となるので、骨格として抽出されることはない。従って３次元骨格モデル３０では、複数の椎体が連結されることなくそれぞれ独立して抽出される。
【００４４】
また人の椎体の形状は類似形であることから、椎体同定部２２は、予め記憶部１５に記憶された椎体テンプレートデータＤ２を読み出し、当該椎体テンプレートデータＤ２に基づく標準的な椎体形状をした椎体テンプレートと、３次元骨格モデル３０とをパターンマッチングし、その結果として略円柱状でなる複数の椎体を検出する。
【００４５】
そして椎体同定部２２は、検出した複数の椎体の形態学的な中点を特徴点として検出すると共に、検出した複数の椎体を形態学的な特徴に基づいて同定する。ここで、椎体の形態学的な中点とは、椎体に内接する直方体の重心等であり、形態学的な特徴に基づいて検出される。
【００４６】
具体的には、椎体同定部２２は、検出した複数の椎体の中に、頚椎、胸椎及び腰椎の椎体の全てが検出されていた場合、上から順に複数の椎体をそれぞれ同定する。
【００４７】
また椎体同定部２２は、図６に示すように、検出した複数の椎体の中に、頚椎、胸椎及び腰椎の椎体の全てが検出されていない場合、椎体の中に左右に伸びる骨格があり、そのような骨格が上側及び下側にも存在する場合、上中位の胸椎の椎体として第１胸椎の椎体３２Ａ〜第８胸椎の椎体３２Ｈのいずれかであると同定する。
【００４８】
また椎体同定部２２は、左右に伸びる骨格がある椎体で、上側にだけ左右に伸びる骨格が存在する場合、下位の胸椎の椎体として第１０胸椎の椎体３２Ｊ〜第１２胸椎の椎体３２Ｌのいずれかであると同定する。
【００４９】
因みに右第１０肋骨３４Ｊ及び左第１０肋骨３５Ｊ（図７）は、第９胸椎の椎体３２Ｉ及び第１０胸椎の椎体３２Ｊにまたがっている場合と、第９胸椎の椎体３２Ｉまで伸び出していない場合とがあるため、上述のように上中位及び下位のどちらの属性に含まれるか同定しない。
【００５０】
なお椎体同定部２２は、椎体の形状や傾き、椎体以外の骨格の位置情報、並びに３次元画像データＤ１を基に、ユーザにより第１胸椎の椎体３２Ａ〜第１２胸椎の椎体３２Ｌを同定させるようにしても良い。なお、以下の説明では第１胸椎の椎体３２Ａ〜第１２胸椎の椎体３２Ｌをそれぞれ第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌとも呼ぶ。
【００５１】
このようにして椎体同定部２２は、検出した複数の椎体の中から例えば第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌをそれぞれ同定する。また椎体同定部２２は、同定した第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの特徴点を第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとして検出する。
【００５２】
そして椎体同定部２２は、同定した第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの位置情報及び解剖学的名称、及び第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌの位置情報を椎体情報Ｄ１２として記憶部１５に記憶し、椎体同定処理を終了する。
【００５３】
（２−３）肋骨同定処理
ＣＰＵ１１は、椎体同定処理を終了すると、肋骨同定部２３（図２）により肋骨同定処理を実行する。この肋骨同定処理について詳しく説明する。
【００５４】
肋骨同定部２３は、記憶部１５に記憶された３次元骨格モデルデータＤ１１、及び椎体情報Ｄ１２を読み出し、３次元骨格モデル３０の骨格３１から椎体情報Ｄ１２に基づいて肋骨を同定する。
【００５５】
ここで、人の肋骨は、椎体の一部である胸椎から左右に伸びる弓形の骨格である。そこで肋骨同定部２３は、３次元骨格モデルデータＤ１１に基づく３次元骨格モデル３０の骨格３１に対して、椎体情報Ｄ１２に基づく第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌのそれぞれを起点として左右方向に伸びる骨格３１の一部分を検出し、その検出した部分を起点として骨格３１部分をトレースしていくことにより、図７に示すように、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌを同定する。
【００５６】
因みに人の肋骨は肋軟骨を介して胸骨３６と接続されており、当該肋軟骨は骨格抽出部２１により３次元画像データＤ１に対して２値化処理が施された際、濃淡レベルが「０」となるので骨格３１として抽出されることはない。従って３次元骨格モデル３０は、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌだけを抽出し得るようになされている。
【００５７】
肋骨同定部２３は、同定した右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌのそれぞれについて、所定間隔ごとに前額断面を検出し、当該前額断面の中心点を曲線補間することにより中心線（図示せず）を検出する。
【００５８】
次に肋骨同定部２３は、同定した右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌに内接する体内空間を抽出する。
【００５９】
具体的には、肋骨同定部２３は、右第１肋骨３４Ａ及び左第１肋骨３５Ａに内接する略楕円形状の曲面（図示せず）を抽出する。ここで右第１肋骨３４Ａと左第１肋骨３５Ａとが連結されていないので、肋骨同定部２３は、右第１肋骨３４Ａ及び左第１肋骨３５Ａの第１椎体３２Ａ側の一端同士を第１特徴点３３Ａを通るように曲線により補間して接続し、また前方端側についても胸骨３６を通るように曲線により補間することにより、右第１肋骨３４Ａ及び左第１肋骨３５Ａに内接する略楕円形状の曲面を抽出する。
【００６０】
ここで前方端側の曲線による補間に用いる胸骨３６は、３次元骨格モデル３０の骨格３１から胸椎の高さ位置で前方にあるものを胸骨柄、胸骨体及び剣状突起を区別せずに全て胸骨として同定される。
【００６１】
同様にして肋骨同定部２３は、右第２肋骨３４Ｂ及び左第２肋骨３５Ｂから右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１２肋骨３５Ｌまでのそれぞれに内接する略楕円形状の曲面を抽出する。ここで、肋骨の前方端の先に胸骨３６がない場合、特に右第６肋骨３４Ｆ及び左第６肋骨３５Ｆから右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１２肋骨３５Ｌまでの場合、前方端からの外挿により内接する略楕円形状の曲面を抽出する。このように肋骨同定部２３は、右第１肋骨３４Ａ及び左第１肋骨３５Ａから右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１２肋骨３５Ｌまでにそれぞれ内接する上下方向に積層された１２の曲面を抽出する。
【００６２】
そして肋骨同定部２３は、抽出した１２の曲面が上下方向に積層してなる３次元空間のうち、上下方向に第１特徴点３３Ａから第１２特徴点３３Ｌまでの空間を体内空間３７（図８（Ａ）及び（Ｂ））として抽出する。
【００６３】
肋骨同定部２３は、３次元骨格モデル３０の骨格３１から同定した胸骨３６、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌの位置情報及び中心線情報を肋骨情報Ｄ１３として記憶部１５に記憶する。
【００６４】
また肋骨同定部２３は、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌに内接する体内空間３７の位置情報を体内空間情報Ｄ１４として記憶部１５に記憶し、肋骨同定処理を終了する。
【００６５】
（２−４）人体モデル変形処理
ＣＰＵ１１は、肋骨同定処理を終了すると、人体モデル変形部２４（図２）により人体モデル変形処理を実行する。この人体モデル変形処理について詳しく説明する。
【００６６】
人体モデル変形部２４は、骨格抽出部２１により生成された３次元骨格モデルデータＤ１１、椎体同定部２２により生成された椎体情報Ｄ１２、及び肋骨同定部２３により生成された肋骨情報Ｄ１３及び体内空間情報Ｄ１４を記憶部１５から読み出す。
【００６７】
ここで骨格抽出部２１により生成された３次元骨格モデルデータＤ１１、椎体同定部２２により生成された椎体情報Ｄ１２、及び肋骨同定部２３により生成された肋骨情報Ｄ１３及び体内空間情報Ｄ１４を合わせて３次元同定モデルデータＤ１５とも呼ぶ。
【００６８】
人体モデル変形部２４は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３次元同定モデルデータＤ１５に基づいた骨格３１に対して、第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌ、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ、左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌ及び胸骨３６が同定され、また第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌ及び体内空間３７が付加された３次元同定モデル３８を生成する。
【００６９】
そして人体モデル変形部２４は、３次元同定モデル３８の体内空間３７を、第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割空間３７Ａ〜第１１分割空間３７Ｋに分割する（図８（Ｂ））。
【００７０】
因みに図８（Ａ）は、３次元同定モデル３８の右側面図である。また図８（Ｂ）は、３次元同定モデル３８の第３特徴点３３Ｃを通る矢状断面図である。
【００７１】
一方、人体モデル変形部２４は、記憶部１５から３次元標準人体モデル４０（図８（Ｃ））のデータ（以下、これを３次元標準人体モデルデータとも呼ぶ）Ｄ３を読み出す。
【００７２】
この３次元標準人体モデル４０は、図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、標準的な体型の人体を多数のボクセルにより３次元でモデル化したものであり、当該多数のボクセルごとに、骨格、関節、臓器等の人体を構成する生体組織を示す値がボクセル値（各器官データ）としてそれぞれ付加されている。さらに３次元標準人体モデル４０には、距離の次元を持った座標系が張られており、この座標系は人体モデル生成処理に依存しないグローバル座標系である。
【００７３】
また３次元標準人体モデルデータＤ３は、３次元標準人体モデル４０における椎体の特徴点の情報、及び肋骨に囲まれた領域（以下、これを体内領域とも呼ぶ）４７の位置情報も含むようになされている。
【００７４】
従って人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデルデータＤ３を読み出すことにより、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌと、右第１肋骨４４Ａ〜右第１２肋骨４４Ｌ及び左第１肋骨〜左第１２肋骨（図示せず）に囲まれた体内領域４７とを認識し得るようになされている。
【００７５】
ここで体内領域４７は、３次元同定モデル３８における体内空間３７と対応する位置にあり、その内部には、臓器等の生体組織（各器官データ）が含まれる。
【００７６】
そして人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデルデータＤ３を読み出すと、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋに分割する。
【００７７】
ここで、図８（Ｃ）は、３次元標準人体モデル４０の右側面図である。また図８（Ｄ）は、３次元標準人体モデル４０の第３特徴点４３Ｃを通る矢状断面図である。
【００７８】
因みに、ここでは３次元標準人体モデル４０の体内領域４７が３次元同定モデル３８の体内空間３７より小さい場合、すなわち標準的な体格より被検者の体格が大きい場合について具体的な説明をするが、体内領域４７が体内空間３７より大きい場合についても同様に行うことができる。
【００７９】
また、ここでは主に３次元同定モデル３８の第５特徴点３３Ｅ及び第６特徴点３３Ｆをそれぞれ通る水平面に挟まれた空間、及び３次元標準人体モデル４０の第５特徴点４３Ｅ及び第６特徴点４３Ｆをそれぞれ通る水平面に挟まれた領域について具体的な説明をするが、その他の空間及び領域についても同様に行うものとする。
【００８０】
人体モデル変形部２４は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３次元同定モデル３８において、第３特徴点３３Ｃを通る第５分割空間３７Ｅの矢状断面３７Ｅａを抽出する。
【００８１】
また人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデル４０において、第３特徴点４３Ｃ（図８（Ｄ））を通る第５分割領域４７Ｅの矢状断面４７Ｅａを抽出する。
【００８２】
人体モデル変形部２４は、矢状断面３７Ｅａ及び矢状断面４７Ｅａを抽出する際、当該矢状断面３７Ｅａ及び矢状断面４７Ｅａを台形に近似して抽出するようになされている。
【００８３】
ここで、図９（Ａ）は、第３特徴点３３Ｃを通る３次元同定モデル３８の矢状断面図に、矢状断面４７Ｅａを重ねて示した図である。また図９（Ｂ）は、第５分割空間３７Ｅの左側部分、及び第５分割領域４７Ｅの左側部分を重ねて示した図である。
【００８４】
人体モデル変形部２４は、抽出した矢状断面３７Ｅａの上下方向の高さＴａと、矢状断面４７Ｅａの上下方向の高さＴｂとの比率（Ｔａ／Ｔｂ）を算出する。
【００８５】
そして人体モデル変形部２４は、図９（Ｃ）に示すように、第５分割領域４７Ｅを上下方向に所定間隔ごとに複数の水平面で分割し、当該水平面の間隔を比率（Ｔａ／Ｔｂ）に応じて上下方向に伸縮することにより、高さがＴａでなる矢状断面５７Ｅａを有する第５分割領域５７Ｅを生成する。
【００８６】
このとき人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデル４０（図８（Ｃ）及び（Ｄ））における骨格４１の第５特徴点４３Ｅ及び第６特徴点４３Ｆをそれぞれ通る水平面に挟まれた部分についても、第５分割領域４７Ｅと同様に、比率（Ｔａ／Ｔｂ）に応じて上下方向に伸縮させる。
【００８７】
従って第５特徴点４３Ｅ及び第６特徴点４３Ｆの間隔は、３次元同定モデル３８における第５特徴点３３Ｅ及び第６特徴点３３Ｆの間隔と同一になる。
【００８８】
同様にして人体モデル変形部２４は、第１分割領域４７Ａ〜第４分割領域４７Ｄ及び第６分割領域４７Ｆ〜第１１分割領域４７Ｋについても上下方向に伸縮させると共に、それぞれに対応する骨格４１部分についても上下方向に伸縮させる。
【００８９】
従って人体モデル変形部２４は、図１０（Ａ）に示す３次元標準人体モデル４０を上下方向に伸縮するように変形させ、図１０（Ｂ）に示すように、骨格５１及び体内領域５７を有する３次元変形モデル５０を生成する。
【００９０】
次に人体モデル変形部２４は、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３次元変形モデル５０（図１０（Ｂ））における第５分割領域５７Ｅの矢状断面５７Ｅａの斜辺が３次元同定モデル３８における第５分割空間３７Ｅの矢状断面３７Ｅａの対応する斜辺に一致するよう、当該第５分割領域５７Ｅを前後方向に伸縮させる変形を行う。
【００９１】
具体的には、人体モデル変形部２４は、３次元同定モデル３８における例えば第３分割空間３７Ｃの上面（第３特徴点３３Ｃを通る体内空間３７の水平断面）を前後方向に均等に２分割する前額断面を基準面ＳＳ１として設定する。また人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル５０の例えば第３分割領域（図示せず）の上面（第３特徴点４３Ｃを通る体内領域５７の水平断面）を前後方向に均等に２分割する前額断面を基準面ＳＳ２として設定する。
【００９２】
ここで、図１１（Ａ）は、第３特徴点３３Ｃを通る３次元同定モデル３８の矢状断面図に、矢状断面５７Ｅａを重ねて示した図である。また図１１（Ｂ）は、第５分割空間３７Ｅの左側部分、及び第５分割領域５７Ｅの左側部分を重ねて示した図である。
【００９３】
人体モデル変形部２４は、図１１（Ｃ）に示すように、第５分割空間３７Ｅの矢状断面３７Ｅａについて、基準面ＳＳ１を基準として前後方向の上底の長さＬ１ａ及びＬ２ａと下底の長さＬ３ａ及びＬ４ａとを算出する。
【００９４】
また人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの矢状断面５７Ｅａについても、基準面ＳＳ２を基準として前後方向の上底の長さＬ１ｂ及びＬ２ｂと下底の長さＬ３ｂ及びＬ４ｂとを算出する。
【００９５】
そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの基準面ＳＳ２より前側について、上底から下底にかけて比率（Ｌ１ａ／Ｌ１ｂ）と比率（Ｌ３ａ／Ｌ３ｂ）とを線形補間することにより、上底から下底にかけて所定間隔ごとの第５分割領域５７Ｅを前方向に伸縮させるための比率を算出する。そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの基準面ＳＳ２より前側部分を、算出した比率を用いて前方向へ伸縮させる。
【００９６】
同様に人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの基準面ＳＳ２より後側について、上底から下底にかけて比率（Ｌ２ａ／Ｌ２ｂ）と比率（Ｌ４ａ／Ｌ４ｂ）とを線形補間することにより、上底から下底にかけて所定間隔ごとの第５分割領域５７Ｅを後方向へ伸縮させるための比率を算出する。そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの基準面ＳＳ２より後側部分を、算出した比率を用いて後方向へ伸縮させる。
【００９７】
このように人体モデル変形部２４は、図１１（Ｄ）に示すように、第５分割領域５７Ｅを前後方向に伸縮させることにより、矢状断面３７Ｅａと一致する矢状断面６７Ｅａを有する第５分割領域６７Ｅを生成する。
【００９８】
このとき人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル５０における第５特徴点４３Ｅ及び第６特徴点４３Ｆをそれぞれ通る水平面に挟まれた骨格５１部分についても、第５分割領域５７Ｅと同様に、基準面ＳＳ２を基準として前後方向に伸縮させる。
【００９９】
同様にして人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル５０の他の分割領域（図示せず）についても基準面ＳＳ２を基準として前後方向に伸縮すると共に、それぞれに対応する骨格５１部分についても前後方向に伸縮させる。
【０１００】
従って人体モデル変形部２４は、図１２（Ａ）に示す３次元変形モデル５０を基準面ＳＳ２を基準として前後方向に伸縮させることにより、図１２（Ｂ）に示すように、骨格６１及び体内領域６７を有する３次元変形モデル６０を生成する。
【０１０１】
続いて人体モデル変形部２４は、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３次元同定モデル３８において、第５分割空間３７Ｅと基準面ＳＳ１とが交わる台形近似した断面を前額断面３７Ｅｂとして抽出する。
【０１０２】
また人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル６０において、第５分割領域６７Ｅと基準面ＳＳ２が交わる台形近似した断面を前額断面６７Ｅｂとして抽出する。
【０１０３】
ここで、図１３（Ａ）は、３次元同定モデル３８の基準面ＳＳ１での前額断面図に、前額断面６７Ｅｂを重ねて示した図である。また図１３（Ｂ）は、第５分割空間３７Ｅの後部分、及び第５分割領域６７Ｅの後部分を重ねて示した図である。
【０１０４】
人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル６０における第５分割領域６７Ｅの前額断面６７Ｅｂの斜辺が３次元同定モデル３８における第５分割空間３７Ｅの前額断面３７Ｅｂの対応する斜辺に一致するよう、第５分割領域６７Ｅを左右方向に伸縮させる変形を行う。
【０１０５】
具体的には、人体モデル変形部２４は、３次元同定モデル３８における例えば第３特徴点３３Ｃを通る矢状断面を基準面ＳＳ３とし、また３次元変形モデル６０の例えば第３特徴点４３Ｃを通る矢状断面を基準面ＳＳ４として設定する。
【０１０６】
そして人体モデル変形部２４は、図１３（Ｃ）に示すように、３次元同定モデル３８における第５分割空間３７Ｅの前額断面３７Ｅｂについて、基準面ＳＳ３を基準として左右方向の上底の長さＷ１ａ及びＷ２ａと下底の長さＷ３ａ及びＷ４ａとを算出する。
【０１０７】
また人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル６０における第５分割領域６７Ｅの前額断面６７Ｅｂについて、基準面ＳＳ４を基準として左右方向の上底の長さＷ１ｂ及びＷ２ｂと下底の長さＷ３ｂ及びＷ４ｂとを算出する。
【０１０８】
そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域６７Ｅの基準面ＳＳ４より左側について、上底から下底にかけて比率（Ｗ１ａ／Ｗ１ｂ）と比率（Ｗ３ａ／Ｗ３ｂ）とを線形補間することにより、上底から下底にかけて所定間隔ごとの第５分割領域６７Ｅを左方向に伸縮させるための比率を算出する。そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域６７Ｅの基準面ＳＳ４より左側部分を、算出した比率を用いて左方向へ伸縮させる。
【０１０９】
同様に人体モデル変形部２４は、第５分割領域６７Ｅの基準面ＳＳ４より右側について、上底から下底にかけて比率（Ｗ２ａ／Ｗ２ｂ）と比率（Ｗ４ａ／Ｗ４ｂ）とを線形補間することにより、上底から下底にかけて所定間隔ごとの第５分割領域６７Ｅを右方向へ伸縮させるための比率を算出する。そして人体モデル変形部２４は、第５分割領域６７Ｅの基準面ＳＳ４より右側部分を、算出した比率を用いて右方向へ伸縮させる。
【０１１０】
これにより人体モデル変形部２４は、図１３（Ｄ）に示すように、第５分割領域６７Ｅを左右方向に伸縮することにより、前額断面３７Ｅｂと一致する前額断面７７Ｅｂを有する第５分割領域７７Ｅを生成する。
【０１１１】
このとき人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル６０における骨格６１の第５特徴点４３Ｅ及び第６特徴点４３Ｆをそれぞれ通る水平面に挟まれた部分についても、第５分割領域６７Ｅと同様に、基準面ＳＳ４を基準として左右方向に伸縮させる。
【０１１２】
同様にして人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル６０の他の分割領域（図示せず）についても基準面ＳＳ４を基準として左右方向に伸縮させると共に、それぞれに対応する骨格６１部分についても左右方向に伸縮させる。
【０１１３】
従って人体モデル変形部２４は、図１４（Ａ）に示す３次元変形モデル６０を基準面ＳＳ４を基準として左右方向に伸縮するように変形し、図１４（Ｂ）に示すように、３次元変形モデル７０を生成する。
【０１１４】
このようにして人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデル４０の第５分割領域４７Ｅを３次元同定モデル３８の第５分割空間３７Ｅの形状に合わせて上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させる。
【０１１５】
また人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデル４０の第１分割領域４７Ａ〜第４分割領域４７Ｄについても第５分割領域４７Ｅと同様に、３次元同定モデル３８の第１分割空間３７Ａ〜第４分割空間３７Ｄの形状に合わせて上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させる。
【０１１６】
さらに人体モデル変形部２４は、３次元標準人体モデル４０の第６分割領域４７Ｆ〜第１１分割領域４７Ｋについても同様に、３次元同定モデル３８の第６分割空間３７Ｆ〜第１１分割空間３７Ｋの形状に合わせて上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮することにより変形させる。
【０１１７】
続いて人体モデル変形部２４は、図１５（Ａ）に示すように、３次元同定モデル３８において、基準面ＳＳ１と右第１肋骨３４Ａ〜右第１１肋骨３４Ｋの中心線（図示せず）との交点３９Ａ〜３９Ｋをそれぞれ検出する。さらに人体モデル変形部２４は、３次元同定モデル３８において、右第１２肋骨３４Ｌの中心線を基準面ＳＳ１まで外挿し、その点を交点３９Ｌとして算出する。そして人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル７０において、検出した交点３９Ａ〜３９Ｋとそれぞれ対応する点を通過点７９Ａ〜７９Ｋとして検出し、通過点７９Ｌに関しても交点３９Ｌと同様に算出する。
【０１１８】
さらに人体モデル変形部２４は、通過点７９Ａ〜７９Ｌの高さ位置を対応する交点３９Ａ〜３９Ｌの高さ位置へそれぞれ移動させ、通過点８９Ａ〜８９Ｌを生成する。
【０１１９】
そして人体モデル変形部２４は、図１５（Ｂ）に示すように、３次元変形モデル７０の右第１肋骨７４Ａ〜右第１２肋骨７４Ｌを、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌを始点として通過点８９Ａ〜８９Ｌを通り、かつ体内領域７７に外接するようにそれぞれ変形させる。
【０１２０】
ここで図１５（Ｂ）は、変形前の右第１肋骨７４Ａ〜右第１２肋骨７４Ｌを破線で示し、変形後の右第１肋骨８４Ａ〜右第１２肋骨８４Ｌを実線で示す。
【０１２１】
また人体モデル変形部２４は、３次元変形モデル７０の左第１肋骨〜左第１２肋骨（図示せず）についても同様に変形させる。このような変形を行うことにより人体モデル変形部２４は、３次元被検者モデル８０を生成する。
【０１２２】
そして人体モデル変形部２４は、生成した３次元被検者モデル８０のデータ（以下、これを３次元被検者モデルデータとも呼ぶ）Ｄ１６を記憶部１５（図２）に記憶する。
【０１２３】
これにより３次元人体モデル生成装置１は、インターフェース部１４を介して接続されたＶＲシミュレータ等に３次元被検者モデルデータＤ１６を送出し、当該３次元被検者モデルデータＤ１６に基づく３次元被検者モデル８０を用いた手術シミュレートを医師に行わせることができる。
【０１２４】
ところで３次元人体モデル生成装置１は、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を３次元同定モデル３８の体内空間３７に合うよう変形させて３次元被検者モデル８０を生成する際、当該３次元標準人体モデル４０の具現化情報を失われることなく継承するようになされている。
【０１２５】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元被検者モデル８０を生成した後、各ステップにおいて生成されたモデルデータ等をユーザが確認でき、さらにユーザが指定したステップへ戻り、そのステップから３次元人体モデル生成処理をやり直せるようになされている。
【０１２６】
（３）３次元人体モデル生成処理手順
次に、上述した３次元人体モデル生成処理の手順についてフローチャートを用いて詳しく説明する。
【０１２７】
すなわちＣＰＵ１１は、図１６に示すように、ルーチンＲＴ１の開始ステップからサブルーチンＳＲＴ１へ移り、骨格抽出部２１により骨格抽出処理を行う。
【０１２８】
具体的には、ＣＰＵ１１は、図１７に示すように、サブルーチンＳＲＴ１の開始ステップから入って次のステップＳＰ１へ移り、３次元画像データＤ１を記憶部１５から読み出し、当該３次元画像データＤ１に写し出された骨格の濃淡レベルが「１」となるような所定の上限閾値及び下限閾値を設定し、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１２９】
ステップＳＰ２においてＣＰＵ１１は、３次元画像データＤ１に対して上限閾値及び下限閾値を用いて２値化処理を施し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１３０】
ステップＳＰ３においてＣＰＵ１１は、２値化処理を施すことで得られた２値化画像ＢＷＧ（図４）から被検者の骨格３１を抽出することにより３次元骨格モデル３０を生成し、骨格抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ２（図１６）へ移る。
【０１３１】
サブルーチンＳＲＴ２においてＣＰＵ１１は、椎体同定部２２により椎体同定処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図１８に示すように、サブルーチンＳＲＴ２の開始ステップから入って次のステップＳＰ１１へ移り、３次元骨格モデル３０と椎体テンプレートデータＤ２に基づく椎体テンプレートとをパターンマッチングすることにより、略円柱状でなる複数の椎体を検出し、次のステップＳＰ１２へ移る。
【０１３２】
ステップＳＰ１２においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ１１において検出した複数の椎体の中点を特徴点として検出し、次のステップＳＰ１３へ移る。
【０１３３】
ステップＳＰ１３においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ１２において検出した複数の椎体について形態学的な特徴に基づいて第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌ（図６）を同定し、当該第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの特徴点をそれぞれ第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとし、椎体同定処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ３（図１６）へ移る。
【０１３４】
サブルーチンＳＲＴ３においてＣＰＵ１１は、肋骨同定部２３により肋骨同定処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図１９に示すように、サブルーチンＳＲＴ３の開始ステップから入って次のステップＳＰ２１へ移り、３次元骨格モデル３０における第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌから左右に伸びる骨格３１部分を検出し、次のステップＳＰ２２へ移る。
【０１３５】
ステップＳＰ２２においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ２１において検出された骨格３１部分を起点として当該骨格３１をトレースしていくことにより、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌを同定し、次のステップＳＰ２３へ移る。
【０１３６】
ステップＳＰ２３においてＣＰＵ１１は、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌの中心線を検出し、次のステップＳＰ２４へ移る。
【０１３７】
ステップＳＰ２４においてＣＰＵ１１は、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ、左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌ、胸骨３６、第１特徴点３３Ａを通る水平面及び第１２特徴点３３Ｌを通る水平面に囲まれた体内空間３７を抽出し、肋骨同定処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ４（図１６）へ移る。
【０１３８】
サブルーチンＳＲＴ４においてＣＰＵ１１は、人体モデル変形部２４により人体モデル変形処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図２０に示すように、サブルーチンＳＲＴ４の開始ステップから入って次のステップＳＰ３１へ移り、３次元同定モデル３８の体内空間３７を、第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割空間３７Ａ〜第１１分割空間３７Ｋに分割する（図８（Ｂ））。
【０１３９】
またＣＰＵ１１は、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋに分割し、次のステップＳＰ３２へ移る。
【０１４０】
ステップＳＰ３２においてＣＰＵ１１は、３次元標準人体モデル４０における例えば第５分割領域４７Ｅの高さＴｂを３次元同定モデル３８の第５分割空間３７Ｅの高さＴａと一致するように、当該第５分割領域４７Ｅを上下方向に伸縮させると共に、対応する骨格４１部分についても上下方向に伸縮させる。
【０１４１】
同様にＣＰＵ１１は、第１分割領域４７Ａ〜第４分割領域４７Ｄ及び第６分割領域４７Ｆ〜第１１分割領域４７Ｋについても上下方向に伸縮させると共に、それぞれに対応する骨格４１部分についても上下方向に伸縮させ、３次元変形モデル５０を生成し、次のステップＳＰ３３へ移る。
【０１４２】
ステップＳＰ３３においてＣＰＵ１１は、３次元同定モデル３８における例えば第５分割空間３７Ｅの矢状断面３７Ｅａ、及び３次元変形モデル５０における第５分割領域５７Ｅの矢状断面５７Ｅａを抽出し、次のステップＳＰ３４へ移る。
【０１４３】
ステップＳＰ３４においてＣＰＵ１１は、矢状断面５７Ｅａの斜辺が矢状断面３７Ｅａの斜辺に一致するように、基準面ＳＳ２を基準として第５分割領域５７Ｅを前後方向に伸縮させる。
【０１４４】
同様にＣＰＵ１１は、３次元変形モデル５０における他の分割領域（図示せず）についても前後方向に伸縮させると共に、骨格５１を前後方向に伸縮させることにより、３次元変形モデル６０を生成し、次のステップＳＰ３５へ移る。
【０１４５】
ステップＳＰ３５においてＣＰＵ１１は、３次元同定モデル３８における例えば第５分割空間３７Ｅの前額断面３７Ｅｂ、及び３次元変形モデル６０における第５分割領域６７Ｅの前額断面６７Ｅｂを抽出し、次のステップＳＰ３６へ移る。
【０１４６】
ステップＳＰ３６においてＣＰＵ１１は、前額断面６７Ｅｂの斜辺が前額断面３７Ｅｂの斜辺に一致するように、基準面ＳＳ４を基準として第５分割領域６７Ｅを左右方向に伸縮させる。
【０１４７】
同様にＣＰＵ１１は、３次元変形モデル６０における他の分割領域（図示せず）についても左右方向に伸縮させると共に、骨格６１を左右方向に伸縮させることにより、３次元変形モデル７０を生成し、次のステップＳＰ３７へ移る。
【０１４８】
ステップＳＰ３７においてＣＰＵ１１は、３次元同定モデル３８において、基準面ＳＳ１と右第１肋骨３４Ａ〜右第１１肋骨３４Ｋの中心線との交点３９Ａ〜３９Ｋをそれぞれ検出する。さらにＣＰＵ１１は、３次元同定モデル３８において、右第１２肋骨３４Ｌの中心線を基準面ＳＳ１まで外挿し、交点３９Ｌを算出する。
【０１４９】
ＣＰＵ１１は、３次元変形モデル７０において、検出した交点３９Ａ〜３９Ｋとそれぞれ対応する点を通過点７９Ａ〜７９Ｋとして検出し、通過点７９Ｌに関しても交点３９Ｌと同様に算出する。またＣＰＵ１１は、通過点７９Ａ〜７９Ｌの高さ位置を対応する交点３９Ａ〜３９Ｌの高さ位置へそれぞれ移動させて通過点８９Ａ〜８９Ｌを生成する。
【０１５０】
そしてＣＰＵ１１は、３次元変形モデル７０の右第１肋骨７４Ａ〜右第１２肋骨７４Ｌを第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌを始点として通過点８９Ａ〜８９Ｌを通り、かつ体内領域７７に外接するように変形させる。
【０１５１】
同様にＣＰＵ１１は、３次元変形モデル７０の左第１肋骨〜左第１２肋骨（図示せず）についても変形させる。このような変形を行うことによりＣＰＵ１１は、３次元被検者モデル８０を生成し、次のステップへ移って処理を終了する。
【０１５２】
（４）動作及び効果
以上の構成において、３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された３次元画像データＤ１を取得すると、当該３次元画像データＤ１に対して所定の上限閾値及び下限閾値を用いて２値化処理を施すことにより、濃淡レベルが「１」となった骨格３１だけを抽出して３次元骨格モデル３０を生成する。
【０１５３】
３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格モデル３０と標準的な椎体形状をした椎体テンプレートとをパターンマッチングすると共に、形態学的な特徴に基づいて略円柱状でなる第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌを同定する。また３次元人体モデル生成装置１は、第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの形態学的な中点をそれぞれ算出し、当該中点を第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとして抽出する。
【０１５４】
３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格モデル３０に対して、第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌのそれぞれを起点として左右方向に伸びる骨格３１部分をトレースしていくことにより、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ及び左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌを同定する。
【０１５５】
そして３次元人体モデル生成装置１は、右第１肋骨３４Ａ〜右第１２肋骨３４Ｌ、左第１肋骨３５Ａ〜左第１２肋骨３５Ｌ、胸骨３６、第１特徴点３３Ａを通る水平面及び第１２特徴点３３Ｌを通る水平面に囲まれた体内空間３７を抽出する。
【０１５６】
次に３次元人体モデル生成装置１は、３次元同定モデル３８の体内空間３７を第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割空間３７Ａ〜第１１分割空間３７Ｋに分割する。
【０１５７】
また３次元人体モデル生成装置１は、標準の位置及び大きさとされる各器官を３次元でモデル化した３次元標準人体モデル４０のうち、３次元同定モデル３８の体内空間３７と対応する体内領域４７についても、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋに分割する。
【０１５８】
そして３次元人体モデル生成装置１は、３次元同定モデル３８における第１分割空間３７Ａ〜第１１分割空間３７Ｋに、３次元標準人体モデル４０における第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋをそれぞれ合わせるように、当該３次元標準人体モデル４０を変形させ、その結果として３次元変形モデル７０を生成する。
【０１５９】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元変形モデル７０を生成すると共に、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌを始点として通過点８９Ａ〜８９Ｌを通り、体内領域７７に外接するように右第１肋骨７４Ａ〜右第１２肋骨７４Ｌをそれぞれ変形させる。さらに３次元人体モデル生成装置１は、左第１肋骨〜左第１２肋骨（図示せず）についても同様に変形を行うことにより、３次元被検者モデル８０を生成するようにした。
【０１６０】
従って３次元人体モデル生成装置１は、従来のように、３次元画像データＤ１の濃淡レベルを基に対象臓器を抽出した後の抽出欠損や誤抽出を修正させたり、骨格から形態学的な位置関係により骨格の分割を行わせるなどの煩雑な作業をユーザに強いることなく、被検者ごとの３次元被検者モデル８０を容易に生成することができる。
【０１６１】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元画像データＤ１から抽出した骨格３１に囲まれた体内空間３７の形状に合わせて、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７の形状を変形させるので、被検者ごとの体型を正確に再現した３次元被検者モデル８０を生成することができる。
【０１６２】
これにより被検者ごとの体型を再現した３次元被検者モデル８０を用いて、ＶＲシミュレータや光造形装置により作製された被検者モデルにより手術トレーニングを例えば手術前に医師に行わせることができるので、内視鏡外科手術の安全性や手術品質をより向上させるよう貢献することができる。
【０１６３】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７の形状を変形させる際、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋに分割し、当該第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋごとに変形を行うようにした。
【０１６４】
これにより３次元人体モデル生成装置１は、第１分割領域４７Ａ〜第１１分割領域４７Ｋにそれぞれ含まれる生体組織の形状をより精度よく被検者の体型に合わせて変形することができる。
【０１６５】
また３次元人体モデル生成装置１は、各ステップにおいて生成されたモデルデータを読み出すことができる。さらにユーザが指定したステップへ戻り、３次元人体モデル生成処理を何度でもやり直すことができる。このため３次元人体モデル生成装置１は、誤った同定及び変形を減少させることができる。
【０１６６】
以上の構成によれば、３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された３次元画像データＤ１を基に３次元同定モデル３８の体内空間３７を抽出し、標準的な体型の人体を３次元でモデル化した３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を当該体内空間３７に合わせて変形させることにより、体内領域４７に含まれる各器官データ（例えば、心臓や肺などの臓器データ）も変形させた３次元被検者モデル８０を生成する。これにより３次元人体モデル生成装置１は、煩雑な作業をユーザに強いることなく、被検者ごとの３次元被検者モデル８０を容易に生成することができる。
【０１６７】
＜２．第２の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から抽出した肋骨に囲まれた空間を体内空間３７として抽出し、３次元標準人体モデル４０の体内領域４７を当該体内空間３７に合わせて変形させる。
【０１６８】
これに対して第２の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から体表を抽出し、当該体表に囲まれた空間を体内空間として抽出する。また３次元標準人体モデル４０の体内領域を体表に囲まれた体内空間に合わせて変形させる。なお、３次元人体モデル生成装置１の構成については、第１の実施の形態と同様であるためその説明を省略する。
【０１６９】
（１）３次元人体モデル生成処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行する際、図２との対応部分に同一符号を付した図２１に示すように、骨格・体表抽出部１２１、椎体同定部１２２、体内空間抽出部１２３、及び人体モデル変形部１２４として機能するようになされている。
【０１７０】
（１−１）骨格・体表抽出処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行すると、骨格・体表抽出部１２１により骨格・体表抽出処理を実行する。この骨格・体表抽出処理について詳しく説明する。
【０１７１】
骨格・体表抽出部１２１は、骨格・体表抽出処理を実行すると、記憶部１５から３次元画像データＤ１を読み出し、当該３次元画像データＤ１に基づいてボリュームデータを作成する。
【０１７２】
ここで、図２２に示すように、ＣＴ装置によって撮像された場合、３次元画像データＤ１に基づく水平断面画像ＣＧ４では、骨格は白色に写り、体表及び臓器は白と黒との中間色（灰色）に写り、体外及び体内腔は黒色に写る。ＭＲＩ装置によって撮像された場合にも、同様に、骨格や臓器によって濃淡レベルが異なる。
【０１７３】
そこで骨格・体表抽出部１２１は、３次元画像データＤ１に写し出された骨格が白色（濃淡レベルが「１」）となり、体外及び体内腔が黒色（濃淡レベルが「０」）となり、当該骨格、体外及び体内腔を除く組織部分が灰色（濃淡レベルが「０．５」）となるように所定の上限閾値及び下限閾値を基準として３値化処理を施す。
【０１７４】
骨格・体表抽出部１２１は、３値化処理を施した結果得られる３値化画像から、濃淡レベルが「１」（白色）である画素、及び濃淡レベルが「０．５」（灰色）である画素をそれぞれ抽出し、それら画素に対応するボクセルを生成して３次元的に配置することにより、図２３に示すように、骨格３１及び体表１３１を含む３次元骨格・体表モデル１３０を生成する。
【０１７５】
そして骨格・体表抽出部１２１は、生成した３次元骨格・体表モデル１３０のデータ（以下、これを３次元骨格・体表モデルデータとも呼ぶ）Ｄ１１１（図２１）を記憶部１５に記憶し、骨格・体表抽出処理を終了する。
【０１７６】
（１−２）椎体同定処理
ＣＰＵ１１は、骨格・体表抽出処理を終了すると、椎体同定部１２２（図２１）により椎体同定処理を実行する。
【０１７７】
椎体同定部１２２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、記憶部１５に記憶された３次元骨格・体表モデルデータＤ１１１、及び予め記憶部１５に記憶された椎体テンプレートデータＤ２を読み出す。
【０１７８】
そして椎体同定部１２２は、椎体テンプレートデータＤ２に基づく標準的な椎体形状をした椎体テンプレートと、３次元骨格・体表モデル１３０の骨格３１とをパターンマッチングし、その結果として略円柱状でなる複数の椎体３２を検出する。
【０１７９】
椎体同定部１２２は、検出した複数の椎体から形態学的な特徴に基づいて第１胸椎の椎体（第１椎体）３２Ａ〜第１２胸椎の椎体（第１２椎体）３２Ｌを同定する。また椎体同定部１２２は、同定した第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの特徴点を第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとして検出する。
【０１８０】
椎体同定部１２２は、同定した第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの位置情報及び解剖学的名称、及び第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌの位置情報を椎体情報Ｄ１１２として記憶部１５に記憶し、椎体同定処理を終了する。
【０１８１】
（１−３）体内空間抽出処理
ＣＰＵ１１は、椎体同定処理を終了すると、体内空間抽出部１２３（図２１）により体内空間抽出処理を実行する。
【０１８２】
体内空間抽出部１２３は、記憶部１５に記憶された３次元骨格・体表モデルデータＤ１１１を読み出し、３次元骨格・体表モデル１３０における濃淡レベルが「０．５」（灰色）として抽出された組織部分の最外郭である体表１３１に囲まれた空間を体内空間１３２（図２４）として抽出する。
【０１８３】
なお、体内空間１３２として抽出する際、体内空間抽出部１２３は、体表１３１における腕に相当する部分を形態学的形状に基づいて分離し、分離したことにより体表１３１がない部分を胸部に相当する部分の体表１３１を曲線補間することにより外挿する。そして体内空間抽出部１２３は、胸部に相当する部分の体表１３１に囲まれた空間を体内空間１３２として抽出する。
【０１８４】
体内空間抽出部１２３は、体内空間１３２の位置情報を体内空間情報Ｄ１１３として記憶部１５に記憶し、体内空間抽出処理を終了する。
【０１８５】
（１−４）人体モデル変形処理
ＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を終了すると、人体モデル変形部１２４（図２１）により人体モデル変形処理を実行する。この人体モデル変形処理について詳しく説明する。
【０１８６】
人体モデル変形部１２４は、骨格・体表抽出部１２１により生成された３次元骨格・体表モデルデータＤ１１１、椎体同定部１２２により生成された椎体情報Ｄ１１２、及び体内空間抽出部１２３により生成された体内空間情報Ｄ１１３を記憶部１５から読み出す。
【０１８７】
ここで骨格・体表抽出部１２１により生成された３次元骨格・体表モデルデータＤ１１１、椎体同定部１２２により生成された椎体情報Ｄ１１２、及び体内空間抽出部１２３により生成された体内空間情報Ｄ１１３を合わせて３次元同定モデルデータＤ１１４とも呼ぶ。
【０１８８】
人体モデル変形部１２４は、図２４（Ａ）に示すように、３次元同定モデルデータＤ１１４に基づいた骨格３１に対して、第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌが同定され、また第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌ及び体表１３１に囲まれた体内空間１３２が付加された３次元同定モデル１３３を生成する。
【０１８９】
そして人体モデル変形部１２４は、３次元同定モデル１３３の体内空間１３２を、第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割空間１３２Ａ〜第１１分割空間１３２Ｋに分割する。
【０１９０】
一方、人体モデル変形部１２４は、記憶部１５から３次元標準人体モデル１４０のデータ（３次元標準人体モデルデータ）Ｄ１０３を読み出す。
【０１９１】
この３次元標準人体モデル１４０は、図２４（Ｂ）に示すように、３次元標準人体モデル１４０における椎体の特徴点の情報、及び体表１４１に囲まれた体内領域１４２の位置情報も含むようになされている。
【０１９２】
従って人体モデル変形部１２４は、３次元標準人体モデルデータＤ１０３を読み出すことにより、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌと、体表１４１に囲まれた体内領域１４２とを認識し得るようになされている。
【０１９３】
ここで体内領域１４２は、３次元同定モデル１３３における体内空間１３２と対応する位置にあり、その内部には、臓器等の生体組織（各器官データ）が含まれる。
【０１９４】
人体モデル変形部１２４は、３次元標準人体モデル１４０の体内領域１４２を、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割領域１４２Ａ〜第１１分割領域１４２Ｋに分割する。
【０１９５】
人体モデル変形部１２４は、第１の実施の形態と同様に、第１分割領域１４２Ａ〜第１１分割領域１４２Ｋをそれぞれ第１分割空間１３２Ａ〜第１１分割空間１３２Ｋに合わせるよう、上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成する。これに伴って、体表も肋骨と同様に変形される。
【０１９６】
人体モデル変形部１２４は、生成した３次元被検者モデルのデータ（３次元被検者モデルデータ）Ｄ１１５を記憶部１５に記憶する。
【０１９７】
（２）人体モデル変形処理手順
次に、上述した３次元人体モデル生成処理の手順についてフローチャートを用いて詳しく説明する。
【０１９８】
すなわちＣＰＵ１１は、図２５に示すように、ルーチンＲＴ２の開始ステップからサブルーチンＳＲＴ１１へ移る。ＣＰＵ１１は、図２６に示すように、サブルーチンＳＲＴ１１の開始ステップから入って次のステップＳＰ４１へ移り、３次元画像データＤ１を記憶部１５から読み出し、当該３次元画像データＤ１の骨格の濃淡レベルが「１」となり、体外及び体内腔の濃淡レベルが「０」となり、その他の組織部分の濃淡レベルが「０．５」となるような所定の上限閾値及び下限閾値を設定し、次のステップＳＰ４２へ移る。
【０１９９】
ステップＳＰ４２においてＣＰＵ１１は、３次元画像データＤ１に対して上限閾値及び下限閾値を用いて３値化処理を施し、次のステップＳＰ４３へ移る。
【０２００】
ステップＳＰ４３においてＣＰＵ１１は、３値化処理を施すことで得られた３値化画像から３次元骨格・体表モデル１３０を生成し、骨格・体表抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ１２（図２５）へ移る。
【０２０１】
サブルーチンＳＲＴ１２においてＣＰＵ１１は、椎体同定処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図２７に示すように、サブルーチンＳＲＴ１２の開始ステップから入って次のステップＳＰ５１へ移り、３次元骨格・体表モデル１３０と椎体テンプレートデータＤ２に基づく椎体テンプレートとをパターンマッチングすることにより、略円柱状でなる複数の椎体を検出し、次のステップＳＰ５２へ移る。
【０２０２】
ステップＳＰ５２においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ５１において検出した複数の椎体の中点を特徴点として検出し、次のステップＳＰ５３へ移る。
【０２０３】
ステップＳＰ５３においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ５２において検出した複数の椎体から形態学的な特徴に基づいて第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌを同定し、当該第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの特徴点をそれぞれ第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとし、椎体同定処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ１３（図２５）へ移る。
【０２０４】
サブルーチンＳＲＴ１３においてＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図２８に示すように、サブルーチンＳＲＴ１３の開始ステップから入って次のステップＳＰ６１へ移り、３次元骨格・体表モデル１３０における濃淡レベルが「０．５」（灰色）として抽出された組織部分の最外郭である体表１３１に囲まれた空間を体内空間１３２として抽出し、体内空間抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ１４（図２５）へ移る。
【０２０５】
サブルーチンＳＲＴ１４においてＣＰＵ１１は、人体モデル変形処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図２９に示すように、サブルーチンＳＲＴ４の開始ステップから入って次のステップＳＰ７１へ移り、３次元同定モデル１３３の体内空間１３２を、第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割空間１３２Ａ〜第１１分割空間１３２Ｋに分割する。
【０２０６】
またＣＰＵ１１は、３次元標準人体モデル１４０の体内領域１４２を、第１特徴点４３Ａ〜第１２特徴点４３Ｌをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１分割領域１４２Ａ〜第１１分割領域１４２Ｋに分割し、次のステップＳＰ７２へ移る。
【０２０７】
ステップＳＰ７２〜ＳＰ７７においてＣＰＵ１１は、第１の実施の形態におけるステップＳＰ３２〜ＳＰ３７と同様に、第１分割領域１４２Ａ〜第１１分割領域１４２Ｋをそれぞれ第１分割空間１３２Ａ〜第１１分割空間１３２Ｋと一致するように上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成し、次のステップへ移って処理を終了する。
【０２０８】
（３）動作及び効果
以上の構成において、３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された胸部を含む３次元画像データＤ１を取得すると、当該３次元画像データＤ１に対して３値化処理を施して３次元骨格・体表モデル１３０を生成する。
【０２０９】
３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・体表モデル１３０から第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌを同定すると共に、第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌを抽出する。また３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・体表モデル１３０から体表１３１に囲まれた空間を体内空間１３２として抽出する。
【０２１０】
そして３次元人体モデル生成装置１は、３次元標準人体モデル１４０の体内領域１４２を体内空間１３２に合わせるように変形させることにより、体内領域１４２に含まれる各器官データ（例えば、心臓、肺などの臓器データ、関節データや骨格データ）も変形させた３次元被検者モデルを生成するようにした。
【０２１１】
従って３次元人体モデル生成装置１は、３次元画像データＤ１を基に、被検者ごとの胸部が正確に再現された３次元被検者モデルを容易に生成することができる。
【０２１２】
＜３．第３の実施の形態＞
第１及び第２の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から胸部の体内空間３７及び１３２を抽出し、３次元標準人体モデル４０及び１４０における胸部の体内領域４７及び１４２を当該体内空間３２及び１３２に合わせて変形させる。
【０２１３】
これに対して第３の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から腹部の体内空間を抽出し、３次元標準人体モデルにおける腹部の体内領域を当該体内空間に合わせて変形させる。なお、３次元人体モデル生成装置１の構成については、第１の実施の形態と同様であるためその説明を省略する。
【０２１４】
（１）３次元人体モデル生成処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行する際、図２との対応部分に同一符号を付した図３０に示すように、骨格・筋抽出部２２１、椎体同定部２２２、体内空間抽出部２２３、及び人体モデル変形部２２４として機能するようになされている。
【０２１５】
（１−１）骨格・筋抽出処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行すると、骨格・筋抽出部２２１により骨格・筋抽出処理を実行する。この骨格・筋抽出処理について詳しく説明する。
【０２１６】
骨格・筋抽出部２２１は、ＣＴ装置によって撮像された場合、記憶部１５から腹部を含む３次元画像データＤ１を読み出し、当該３次元画像データＤ１に基づいてボリュームデータを作成する。
【０２１７】
ここで、図２２に示したように、３次元画像データＤ１の水平断面画像ＣＧ４では、骨格は白色に写り、筋、内臓等は白と黒との中間色（灰色）に写り、体外及び体内腔は黒色に写る。また筋と内臓とは輝度レベルが異なる。ＭＲＩ装置によって撮像された場合にも同様に、骨格や臓器によって濃淡レベルが異なる。
【０２１８】
そこで骨格・筋抽出部２２１は、３次元画像データＤ１の骨格が白色（濃淡レベルが「１」）となり、筋（筋肉）が灰色（濃淡レベルが「０．５」）となり、当該骨格及び筋を除く組織部分が黒色（濃淡レベルが「０」）となるように所定の第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を基準として３値化処理を施す。
【０２１９】
因みに、３次元画像データＤ１における骨格の濃淡レベルが第１上限閾値と第１下限閾値との間となり、筋の濃淡レベルが第２上限閾値と第２下限閾値との間となり、骨格及び筋を除く組織部分が第１上限閾値超、第１下限閾値と第２上限閾値との間、及び第２下限閾値未満となるように、第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値が設定される。
【０２２０】
骨格・筋抽出部２２１は、３値化処理を施した結果得られる３値化画像から、濃淡レベルが「１」（白色）である画素、及び濃淡レベルが「０．５」（灰色）である画素をそれぞれ抽出し、それら画素に対応するボクセルを生成して３次元的に配置することにより、図３１に示すように、骨格２３１及び筋２３２を含む３次元骨格・筋モデル２３０を生成する。
【０２２１】
そして骨格・筋抽出部２２１は、生成した３次元骨格・筋モデル２３０のデータ（以下、これを３次元骨格・筋モデルデータとも呼ぶ）Ｄ２１１（図３０）を記憶部１５に記憶し、骨格・筋抽出処理を終了する。
【０２２２】
（１−２）椎体同定処理
ＣＰＵ１１は、骨格・筋抽出処理を終了すると、椎体同定部２２２（図２１）により椎体同定処理を実行する。
【０２２３】
椎体同定部２２２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、記憶部１５に記憶された３次元骨格・筋モデルデータＤ２１１、及び予め記憶部１５に記憶された椎体テンプレートデータＤ２を読み出す。
【０２２４】
そして椎体同定部２２は、椎体テンプレートデータＤ２に基づく標準的な椎体形状をした椎体テンプレートと、３次元骨格・筋モデル２３０の骨格２３１とをパターンマッチングし、その結果として略円柱状でなる複数の椎体３２を検出する。
【０２２５】
続いて椎体同定部２２２は、検出した複数の椎体から形態学的な特徴に基づいて例えば第１２胸椎の椎体３２Ｌ〜第５腰椎の椎体３２Ｑを同定する（図３３）。なお第１腰椎の椎体３２Ｍ〜第５腰椎の椎体３２Ｑを第１３椎体３２Ｍ〜第１７椎体３２Ｑとも呼ぶ。
【０２２６】
また椎体同定部２２２は、同定した第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑの中点を第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑとして検出する。
【０２２７】
椎体同定部２２２は、同定した第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑの位置情報及び解剖学的名称、及び第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑの位置情報を椎体情報Ｄ２１２として記憶部１５に記憶し、椎体同定処理を終了する。
【０２２８】
（１−３）体内空間抽出処理
ＣＰＵ１１は、椎体同定処理を終了すると、体内空間抽出部２２３（図３０）により体内空間抽出処理を実行する。
【０２２９】
体内空間抽出部２２３は、記憶部１５に記憶された３次元骨格・筋モデルデータＤ２１１を読み出し、図３２に示すように、３次元骨格・筋モデル２３０における濃淡レベルが「０．５」（灰色）として抽出された筋２３２のうち、最も外周側にある筋を検出する。
【０２３０】
そして体内空間抽出部２２３は、３次元骨格・筋モデル２３０の水平断面で、検出した筋２３２の外側を囲む外周線２３３を検出する。体内空間抽出部２２３は、３次元骨格・筋モデル２３０における所定間隔ごとの水平断面で外周線２３３を検出し、複数の外周線２３３に囲まれた空間を体内空間２３４（図３３）として抽出する。
【０２３１】
体内空間抽出部２２３は、外周線２３３に囲まれた体内空間２３４の位置情報を体内空間情報Ｄ２１３として記憶部１５に記憶し、体内空間抽出処理を終了する。
【０２３２】
（１−４）人体モデル変形処理
ＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を終了すると、人体モデル変形部２２４（図３０）により人体モデル変形処理を実行する。この人体モデル変形処理について詳しく説明する。
【０２３３】
人体モデル変形部２２４は、骨格・筋抽出部２２１により生成された３次元骨格・筋モデルデータＤ２１１、椎体同定部２２２により生成された椎体情報Ｄ２１２、及び体内空間抽出部２２３により生成された体内空間情報Ｄ２１３を記憶部１５から読み出す。
【０２３４】
ここで骨格・筋抽出部２２１により生成された３次元骨格・筋モデルデータＤ２１１、椎体同定部２２２により生成された椎体情報Ｄ２１２、及び体内空間抽出部２２３により生成された体内空間情報Ｄ２１３を合わせて３次元同定モデルデータＤ２１４とも呼ぶ。
【０２３５】
人体モデル変形部２２４は、図３３（Ａ）に示すように、３次元同定モデルデータＤ２１４に基づいた骨格２３１に対して、第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑが同定され、また第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑ及び体内空間２３４を付加した３次元同定モデル２３５を生成する。
【０２３６】
そして人体モデル変形部２２４は、３次元同定モデル２３５の体内空間２３４を、第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１２分割空間２３４Ｌ〜第１６分割空間２３４Ｐに分割する。
【０２３７】
一方、人体モデル変形部２２４は、記憶部１５から３次元標準人体モデル２４０のデータ（３次元標準人体モデルデータ）Ｄ２０３を読み出す。
【０２３８】
この３次元標準人体モデル２４０は、図３３（Ｂ）に示すように、３次元標準人体モデル２４０における椎体の特徴点の情報、及び筋の外周線に囲まれた体内領域２４４の位置情報も含むようになされている。
【０２３９】
従って人体モデル変形部２２４は、３次元標準人体モデルデータＤ２０３を読み出すことにより、第１２特徴点４３Ｌ〜第１７特徴点４３Ｑと、外周線に囲まれた体内領域２４４とを認識し得るようになされている。
【０２４０】
ここで体内領域２４４は、３次元同定モデル２３５における体内空間２３４と対応する位置にあり、その内部には、臓器等の生体組織（各器官データ）が含まれる。
【０２４１】
人体モデル変形部２２４は、３次元標準人体モデル２４０の体内領域２４４を、第１２特徴点４３Ｌ〜第１７特徴点４３Ｑをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１２分割領域２４４Ｌ〜第１６分割領域２４４Ｐに分割する。
【０２４２】
人体モデル変形部２２４は、第１の実施の形態と同様に、第１２分割領域２４４Ｌ〜第１６分割領域２４４Ｐをそれぞれ第１２分割空間２３４Ｌ〜第１６分割空間２３４Ｐに合わせるよう、上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成する。これに伴って、筋（筋肉）についても、肋骨と同様に変形させる。
【０２４３】
人体モデル変形部２２４は、生成した３次元被検者モデルのデータ（３次元被検者モデルデータ）Ｄ２１５を記憶部１５に記憶する。
【０２４４】
（２）人体モデル変形処理手順
次に、上述した３次元人体モデル生成処理の手順についてフローチャートを用いて詳しく説明する。
【０２４５】
すなわちＣＰＵ１１は、図３４に示すように、ルーチンＲＴ３の開始ステップからサブルーチンＳＲＴ２１へ移る。ＣＰＵ１１は、図３５に示すように、サブルーチンＳＲＴ２１の開始ステップから入って次のステップＳＰ８１へ移り、３次元画像データＤ１を記憶部１５から読み出し、当該３次元画像データＤ１における骨格の濃淡レベルが「１」となり、筋の濃淡レベルが「０．５」となり、その他の組織部分の濃淡レベルが「０」となるような第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を設定し、次のステップＳＰ８２へ移る。
【０２４６】
ステップＳＰ８２においてＣＰＵ１１は、３次元画像データＤ１に対して第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を用いて３値化処理を施し、次のステップＳＰ８３へ移る。
【０２４７】
ステップＳＰ８３においてＣＰＵ１１は、３値化処理を施すことで得られた３値化画像から３次元骨格・筋モデル２３０を生成し、骨格・筋抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ２２（図３４）へ移る。
【０２４８】
サブルーチンＳＲＴ２２においてＣＰＵ１１は、椎体同定処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図３６に示すように、サブルーチンＳＲＴ２２の開始ステップから入って次のステップＳＰ９１へ移り、３次元骨格・筋モデル２３０の骨格２３１と椎体テンプレートデータＤ２に基づく椎体テンプレートとをパターンマッチングすることにより、略円柱状でなる複数の椎体を検出し、次のステップＳＰ９２へ移る。
【０２４９】
ステップＳＰ９２においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ９１において検出した複数の椎体の中点を特徴点として検出し、次のステップＳＰ９３へ移る。
【０２５０】
ステップＳＰ９３においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ９１において検出した複数の椎体から形態学的な特徴に基づいて第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑを同定し、当該第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑの特徴点をそれぞれ第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑとし、椎体同定処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ２３（図３４）へ移る。
【０２５１】
サブルーチンＳＲＴ２３においてＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図３７に示すように、サブルーチンＳＲＴ２３の開始ステップから入って次のステップＳＰ１０１へ移り、３次元骨格・筋モデル２３０における所定間隔ごとの水平断面で、筋２３２の外周を囲む外周線２３３を検出し、次のステップＳＰ１０２へ移る。
【０２５２】
ステップＳＰ１０２においてＣＰＵ１１は、所定間隔ごとに検出された外周線２３３に囲まれた空間を体内空間２３４として抽出し、体内空間抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ２４（図３４）へ移る。
【０２５３】
サブルーチンＳＲＴ２４においてＣＰＵ１１は、人体モデル変形処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図３８に示すように、サブルーチンＳＲＴ２４の開始ステップから入って次のステップＳＰ１１１へ移り、３次元同定モデル２３５の体内空間２３４を、第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１２分割空間２３４Ｌ〜第１６分割空間２３４Ｐに分割する。
【０２５４】
またＣＰＵ１１は、３次元標準人体モデル２４０の体内領域２４４を、第１２特徴点４３Ｌ〜第１７特徴点４３Ｑをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１２分割領域２４４Ｌ〜第１６分割領域２４４Ｐに分割し、次のステップＳＰ１１２へ移る。
【０２５５】
ステップＳＰ１１２〜ＳＰ１１７においてＣＰＵ１１は、第１の実施の形態におけるステップＳＰ３２〜ＳＰ３７と同様に、第１２分割領域２４４Ｌ〜第１６分割領域２４４Ｐをそれぞれ第１２分割空間２３４Ｌ〜第１６分割空間２３４Ｐと一致するように上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成し、次のステップへ移って処理を終了する。
【０２５６】
（３）動作及び効果
以上の構成において、３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された腹部の３次元画像データＤ１を取得すると、当該３次元画像データＤ１に対して３値化処理を施して３次元骨格・筋モデル２３０を生成する。
【０２５７】
３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・筋モデル２３０から第１２椎体３２Ｌ〜第１７椎体３２Ｑを同定すると共に、第１２特徴点３３Ｌ〜第１７特徴点３３Ｑを抽出する。
【０２５８】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・筋モデル２３０から筋２３２の外周を囲む外周線２３３に囲まれた空間を体内空間２３４として抽出する。そして３次元人体モデル生成装置１は、３次元標準人体モデル２４０の体内領域２４４を体内空間２３４に合わせるように変形させることにより、体内領域２４４に含まれる各器官データ（例えば、胃、肝臓などの臓器データ、関節データや骨格データ）も変形させた３次元被検者モデルを生成するようにした。
【０２５９】
従って３次元人体モデル生成装置１は、３次元画像データＤ１を基に、被検者ごとの腹部が正確に再現された３次元被検者モデルを容易に生成することができる。
【０２６０】
＜４．第４の実施の形態＞
第１及び第２の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から胸部の体内空間３７及び１３２を抽出し、３次元標準人体モデル４０及び１４０における胸部の体内領域４７及び１４２を当該体内空間３２及び１３２に合わせて変形させる。
【０２６１】
また第３の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から腹部の体内空間２３４を抽出し、３次元標準人体モデル２４０における腹部の体内領域２４４を当該体内空間２３４に合わせるように変形させる。
【０２６２】
これに対して第４の実施の形態においては、３次元画像データＤ１から骨盤周辺である下腹部の体内空間を抽出し、３次元標準人体モデルにおける下腹部の体内領域を当該体内空間に合わせて変形させる。なお、３次元人体モデル生成装置１の構成については、第１の実施の形態と同様であるためその説明を省略する。
【０２６３】
（１）３次元人体モデル生成処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行する際、図２との対応部分に同一符号を付した図３９に示すように、骨格・筋抽出部３２１、椎体同定部３２２、体内空間抽出部３２３、及び人体モデル変形部３２４として機能するようになされている。
【０２６４】
（１−１）骨格・筋抽出処理
ＣＰＵ１１は、３次元人体モデル生成処理を実行すると、骨格・筋抽出部３２１により骨格・筋抽出処理を実行する。この骨格・筋抽出処理について詳しく説明する。
【０２６５】
骨格・筋抽出部３２１は、骨格・筋抽出処理を実行すると、記憶部１５から下腹部を含む３次元画像データＤ１を読み出し、当該３次元画像データＤ１に基づいてボリュームデータを作成する。
【０２６６】
骨格・筋抽出部３２１は、第３の実施の形態と同様に、３次元画像データＤ１における骨格が白色（濃淡レベルが「１」）となり、筋が灰色（濃淡レベルが「０．５」）となり、当該骨格及び筋を除く組織部分が黒色（濃淡レベルが「０」）となるように所定の第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を基準として３値化処理を施す。
【０２６７】
骨格・筋抽出部３２１は、３値化処理を施した結果得られる３値化画像から、濃淡レベルが「１」（白色）である画素、及び濃淡レベルが「０．５」（灰色）である画素をそれぞれ抽出し、それら画素に対応するボクセルを生成して３次元的に配置することにより、図４０に示すように、骨格３３１及び筋３３２を含む３次元骨格・筋モデル３３０を生成する。
【０２６８】
そして骨格・筋抽出部３２１は、生成した３次元骨格・筋モデル３３０のデータ（３次元骨格・筋モデルデータ）Ｄ３１１を記憶部１５に記憶し、骨格・筋抽出処理を終了する。
【０２６９】
（１−２）椎体同定処理
ＣＰＵ１１は、骨格・筋抽出処理を終了すると、椎体同定部３２２（図３９）により椎体同定処理を実行する。
【０２７０】
椎体同定部３２２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、記憶部１５に記憶された３次元骨格・筋モデルデータＤ３１１、及び予め記憶部１５に記憶された椎体テンプレートデータＤ２を読み出す。
【０２７１】
そして椎体同定部３２２は、椎体テンプレートデータＤ２に基づく標準的な椎体形状をした椎体テンプレートと、３次元骨格・筋モデル３３０の骨格３３１とをパターンマッチングし、その結果として略円柱状でなる複数の椎体を検出する。
【０２７２】
続いて椎体同定部３２２は、検出した複数の椎体から形態学的な特徴に基づいて例えば第５腰椎の椎体（第１７椎体）３２Ｑを同定する。また椎体同定部３２２は、同定した第１７椎体３２Ｑの中点を第１７特徴点３３Ｑとして検出する。
【０２７３】
また椎体同定部３２２は、第１７椎体３２Ｑの下方に存在する骨格３３１部分をトレースしていくことにより仙骨３３３を同定する。椎体同定部３３２は、図４１に示すように、同定した仙骨３３３の対をなす第１仙骨孔３３３Ａ〜第４仙骨孔３３３Ｄを検出し、それぞれ対をなす第１仙骨孔３３３Ａ〜第４仙骨孔３３３Ｄの中心を通る水平断面により仙骨３３３を５つに分割する。
【０２７４】
そして椎体同定部３２２は、分割された仙骨３３３それぞれの例えば中点を第１８特徴点３３Ｒ〜第２２特徴点３３Ｖとして検出する。
【０２７５】
また椎体同定部３２２は、仙骨３３３の下方に存在する骨格３３１部分をトレースしていくことにより尾骨３３４を同定する。そして椎体同定部３２２は、同定した尾骨３３４の例えば中点を第２３特徴点３３Ｗとして検出する。
【０２７６】
椎体同定部３２２は、同定した第１７椎体３２Ｑ、仙骨３３３及び尾骨３３４の位置情報及び解剖学的名称、及び第１７特徴点３３Ｑ〜第２３特徴点３３Ｗの位置情報を椎体情報Ｄ３１２として記憶部１５に記憶し、椎体同定処理を終了する。
【０２７７】
（１−３）体内空間抽出処理
ＣＰＵ１１は、椎体同定処理を終了すると、体内空間抽出部３２３（図３９）により体内空間抽出処理を実行する。
【０２７８】
体内空間抽出部３２３は、記憶部１５に記憶された３次元骨格・筋モデルデータＤ３１１を読み出し、３次元骨格・筋モデル３３０における濃淡レベルが「０．５」（灰色）として抽出された筋３３２のうち、最も前方及び最も左右にある筋を検出する。
【０２７９】
また体内空間抽出部３２３は、椎体情報Ｄ３１２に基づいて、３次元骨格・筋モデル３３０の骨格３３１のうち、仙骨３３３から左右に伸びる骨格３３１部分を検出する。そして体内空間抽出部３２３は、検出した仙骨３３３近傍の骨格３３１部分を起点にして隣り合う骨格をトレースしていくことにより腸骨及び恥骨を骨盤３３５として同定する。
【０２８０】
体内空間抽出部３２３は、図４２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、３次元骨格・筋モデル３３０における所定間隔ごとの水平断面で、検出した筋３３２及び骨盤３３５の内側境界を通る内周線３３６を検出し、当該内周線３３６に囲まれた空間を体内空間３３７（図４３）として抽出する。なお、図４２（Ａ）〜（Ｃ）の水平断面図は、説明の便宜上、ＣＴ画像を用いている。
【０２８１】
体内空間抽出部３２３は、同定した骨盤３３５の位置情報及び解剖学的名称を骨盤情報Ｄ３１３として記憶部１５に記憶し、また内周線３３６に囲まれた体内空間３３７の位置情報を体内空間情報Ｄ３１４として記憶部１５に記憶し、体内空間抽出処理を終了する。
【０２８２】
（１−４）人体モデル変形処理
ＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を終了すると、人体モデル変形部３２４（図３９）により人体モデル変形処理を実行する。この人体モデル変形処理について詳しく説明する。
【０２８３】
人体モデル変形部３２４は、骨格・筋抽出部３２１により生成された３次元骨格・筋モデルデータＤ３１１、椎体同定部３２２により生成された椎体情報Ｄ３１２、及び体内空間抽出部３２３により生成された骨盤情報Ｄ３１３及び体内空間情報Ｄ３１４を記憶部１５から読み出す。
【０２８４】
ここで骨格・筋抽出部３２１により生成された３次元骨格・筋モデルデータＤ３１１、椎体同定部３２２により生成された椎体情報Ｄ３１２、及び体内空間抽出部３２３により生成された骨盤情報Ｄ３１３及び体内空間情報Ｄ３１４を合わせて３次元同定モデルデータＤ３１５とも呼ぶ。
【０２８５】
人体モデル変形部３２４は、図４３（Ａ）に示すように、３次元同定モデルデータＤ３１５に基づいた骨格３３１に対して、第１７椎体３２Ｑ、仙骨３３３、尾骨３３４及び骨盤３３５が同定され、また第１７特徴点３３Ｑ〜第２３特徴点３３Ｗ及び体内空間３３７が付加された３次元同定モデル３３８を生成する。
【０２８６】
そして人体モデル変形部３２４は、３次元同定モデル３３８の体内空間３３７を、第１７特徴点３３Ａ〜第２３特徴点３３Ｑをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１７分割空間３３７Ｑ〜第２２分割空間３３７Ｖに分割する。
【０２８７】
一方、人体モデル変形部３２４は、記憶部１５から３次元標準人体モデル３４０のデータ（３次元標準人体モデルデータとも呼ぶ）Ｄ３０３を読み出す。
【０２８８】
この３次元標準人体モデル３４０は、図４３（Ｂ）に示すように、３次元標準人体モデル３４０における椎体、仙骨及び尾骨の特徴点４３Ｑ〜４３Ｗの情報、及び筋、骨盤の内周線に囲まれた体内領域３４７の位置情報も含むようになされている。
【０２８９】
従って人体モデル変形部３２４は、３次元標準人体モデルデータＤ３０３を読み出すことにより、第１７特徴点４３Ｑ〜第２３特徴点４３Ｗと、筋、骨盤の内周線に囲まれた体内領域３４７とを認識し得るようになされている。
【０２９０】
ここで体内領域３４７は、３次元同定モデル３３８における体内空間３３７と対応する位置にあり、その内部には、臓器等の生体組織（各器官データ）が含まれる。
【０２９１】
そして人体モデル変形部３２４は、３次元標準人体モデル３４０の体内領域３４７を、第１７特徴点４３Ｑ〜第２３特徴点４３Ｗをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１７分割領域３４７Ｑ〜第２２分割領域３４７Ｖに分割する。
【０２９２】
人体モデル変形部３２４は、第１の実施の形態と同様に、第１７分割領域３４７Ｑ〜第２２分割領域３４７Ｖをそれぞれ第１７分割空間３３７Ｑ〜第２２分割空間３３７Ｖに合わせるよう、上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成する。これに伴って、筋、腸骨、恥骨についても、肋骨と同様に変形させる。
【０２９３】
人体モデル変形部３２４は、生成した３次元被検者モデルのデータ（３次元被検者モデルデータ）Ｄ３１６を記憶部１５に記憶する。
【０２９４】
（２）人体モデル変形処理手順
次に、上述した３次元人体モデル生成処理の手順についてフローチャートを用いて詳しく説明する。
【０２９５】
すなわちＣＰＵ１１は、図４４に示すように、ルーチンＲＴ４の開始ステップからサブルーチンＳＲＴ３１へ移る。ＣＰＵ１１は、図４５に示すように、サブルーチンＳＲＴ３１の開始ステップから入って次のステップＳＰ１２１へ移り、３次元画像データＤ１を記憶部１５から読み出し、当該３次元画像データＤ１の骨格の濃淡レベルが「１」となり、筋の濃淡レベルが「０．５」となり、その他の組織部分の濃淡レベルが「０」となるような第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を設定し、次のステップＳＰ１２２へ移る。
【０２９６】
ステップＳＰ１２２においてＣＰＵ１１は、３次元画像データＤ１に対して第１上限閾値、第１下限閾値、第２上限閾値及び第２下限閾値を用いて３値化処理を施し、次のステップＳＰ１２３へ移る。
【０２９７】
ステップＳＰ１２３においてＣＰＵ１１は、３値化処理を施すことで得られた３値化画像から３次元骨格・筋モデル３３０を生成し、骨格抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ３２（図４４）へ移る。
【０２９８】
サブルーチンＳＲＴ３２においてＣＰＵ１１は、椎体同定処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図４６に示すように、サブルーチンＳＲＴ３２の開始ステップから入って次のステップＳＰ１３１へ移り、３次元骨格・筋モデル３３０と椎体テンプレートデータＤ２に基づく椎体テンプレートとをパターンマッチングすることにより、略円柱状でなる複数の椎体を検出し、次のステップＳＰ１３２へ移る。
【０２９９】
ステップＳＰ１３２においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ１３１において検出した複数の椎体の中点を特徴点として検出し、次のステップＳＰ１３３へ移る。
【０３００】
ステップＳＰ１３３においてＣＰＵ１１は、ステップＳＰ１３１において検出した複数の椎体について形態学的な特徴に基づいて第１７椎体３２Ｑを同定し、当該第１７椎体３２Ｑの特徴点を第１７特徴点３３Ｑとし、次のステップＳＰ１３４へ移る。
【０３０１】
ステップＳＰ１３４においてＣＰＵ１１は、第１７椎体３２Ｑの下方に存在する仙骨３３３及び尾骨３３４を同定し、次のステップＳＰ１３５へ移る。
【０３０２】
ステップＳＰ１３５においてＣＰＵ１１は、仙骨３３３の第１８特徴点３３Ｒ〜第２２特徴点３３Ｖを検出する。またＣＰＵ１１は、尾骨３３４の第２３特徴点３３Ｗを検出し、椎体同定処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ３３（図４４）へ移る。
【０３０３】
サブルーチンＳＲＴ３３においてＣＰＵ１１は、体内空間抽出処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図４７に示すように、サブルーチンＳＲＴ３３の開始ステップから入って次のステップＳＰ１４１へ移り、３次元骨格・筋モデル３３０における筋３３２のうち、最も前方及び最も左右にある筋を検出し、次のステップＳＰ１４２へ移る。
【０３０４】
ステップＳＰ１４２においてＣＰＵ１１は、椎体情報Ｄ３１２に基づいて、３次元骨格・筋モデル３３０の骨格３３１のうち、仙骨３３３から左右に伸びる骨格３３１部分を検出し、次のステップＳＰ１４３へ移る。
【０３０５】
ステップＳＰ１４３においてＣＰＵ１１は、検出した仙骨３３３近傍の骨格３３１部分を起点にして隣り合う骨格をトレースしていくことにより、腸骨及び恥骨を骨盤３３５として同定し、次のステップＳＰ１４４へ移る。
【０３０６】
ステップＳＰ１４４においてＣＰＵ１１は、３次元骨格・筋モデル３３０における所定間隔ごとの水平断面で、検出した筋３３２及び骨盤３３５の内側境界を通る内周線３３６を検出し、当該内周線３３６に囲まれた空間を体内空間３３７として抽出し、体内空間抽出処理を終了して次のサブルーチンＳＲＴ３４（図４４）へ移る。
【０３０７】
サブルーチンＳＲＴ３４においてＣＰＵ１１は、人体モデル変形処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、図４８に示すように、サブルーチンＳＲＴ３４の開始ステップから入って次のステップＳＰ１５１へ移り、３次元同定モデル３３８の体内空間３３７を、第１７特徴点３３Ｑ〜第２３特徴点３３Ｗをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１７分割空間３３７Ｑ〜第２２分割空間３３７Ｖに分割する。
【０３０８】
またＣＰＵ１１は、３次元標準人体モデル３４０の体内領域３４７を、第１７特徴点４３Ｑ〜第２３特徴点４３Ｗをそれぞれ含む水平面で輪切りにすることにより、第１７分割領域３４７Ｑ〜第２２分割領域３４７Ｖに分割し、次のステップＳＰ１５２へ移る。
【０３０９】
ステップＳＰ１５２〜ＳＰ１５７においてＣＰＵ１１は、第１の実施の形態におけるステップＳＰ３２〜ＳＰ３７と同様に、第１７分割領域３４７Ｑ〜第２２分割領域３４７Ｖをそれぞれ第１７分割空間３３７Ｑ〜第２２分割空間３３７Ｖと一致するように上下方向、前後方向及び左右方向に伸縮させて３次元被検者モデルを生成し、次のステップへ移って処理を終了する。
【０３１０】
（３）動作及び効果
以上の構成において、３次元人体モデル生成装置１は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮像された下腹部の３次元画像データＤ１を取得すると、当該３次元画像データＤ１に対して３値化処理を施して３次元骨格・筋モデル３３０を生成する。
【０３１１】
３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・筋モデル３３０から第１７椎体３２Ｑ、仙骨３３３、尾骨３３４及び骨盤３３５を同定すると共に、第１７特徴点３３Ｑ〜第２３特徴点３３Ｗを抽出する。
【０３１２】
また３次元人体モデル生成装置１は、３次元骨格・筋モデル３３０から筋３３２及び骨盤３３５に囲まれた空間を体内空間３３７として抽出する。そして３次元人体モデル生成装置１は、３次元標準人体モデル３４０の体内領域３４７を体内空間３３７に合わせるように変形させることにより、体内領域３４７に含まれる各器官データ（例えば、大腸、膀胱などの臓器データ）も変形させた３次元被検者モデルを生成するようにした。
【０３１３】
従って３次元人体モデル生成装置１は、３次元画像データＤ１を基に、被検者ごとの下腹部が正確に再現された３次元被検者モデルを容易に生成することができる。
【０３１４】
＜５．他の実施の形態＞
なお、第１及び第２の実施の形態においては胸部の体内空間を抽出し、第３の実施の形態においては腹部の体内空間を抽出し、第４の実施の形態においては下腹部の体内空間を抽出して、当該体内空間に対応する３次元標準モデルの体内領域を体内空間に合わせるよう変形させるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、胸部、腹部及び下腹部のすべての中から任意の範囲を対象にして体内空間を抽出し、当該体内空間に対応する３次元標準モデルの体内領域を体内空間に合わせるように変形させるようにしてもよい。
【０３１５】
一例として、胸部及び腹部を対象とする場合、３次元画像データＤ１から例えば第１椎体３２Ａ〜第１７椎体３２Ｑまでを同定し、第１又は第２の実施の形態で説明したように胸部の体内空間を抽出し、また第３の実施の形態で説明したように腹部の体内空間を抽出し、これら体内空間を合わせて１つの体内空間とし、これに対応する体内領域を当該体内空間に合わせるように変形させる。
【０３１６】
また別例として、胸部の途中である例えば第５椎体３２Ｅ〜腹部の途中である第１５椎体３２Ｏまでを同定し、第１又は第２の実施の形態で説明したように胸部の体内空間を抽出し、また第３の実施の形態で説明したように腹部の体内空間を抽出し、これら体内空間を合わせて１つの体内空間とし、これに対応する体内領域を当該体内空間に合わせるように変形させる。
【０３１７】
さらに上述した実施の形態においては、腹部及び下腹部に関しても第２の実施の形態のように、体表に囲まれた空間を体内空間として抽出してもよい。
【０３１８】
上述した第２〜第４の実施の形態においては、椎体同定処理を実行した後、体内空間抽出処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、体内空間抽出処理を実行した後、椎体同定処理を実行してもよい。
【０３１９】
また上述した第３の実施の形態においては、筋２３２の外周を囲む外周線２３３に囲まれた空間を体内空間として抽出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば骨格２３１から肋骨を検出し、当該肋骨及び筋２３２の外周を囲む外周線に囲まれた空間を体内空間として抽出するようにしてもよい。また３次元画像データＤ１から肋軟骨を抽出し、当該肋軟骨、肋骨及び筋２３２の外周を囲む外周線に囲まれた空間を体内空間として抽出するようにしてもよい。
【０３２０】
以下、主に第１の実施の形態に対する他の実施の形態の説明するが、第２〜第４の実施の形態についても同様である。
【０３２１】
さらに上述した実施の形態においては、３次元画像データＤ１に対して所定の上限閾値及び下限閾値を用いて２値化処理を施すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば水平断面画像ＣＧ１、矢状断面画像ＣＧ２及び前額断面画像ＣＧ３を参考に任意の上限閾値及び下限閾値をユーザに設定させるようにしても良い。
【０３２２】
さらに上述した実施の形態においては、３次元骨格モデル３０の前後、上下及び左右方向を３次元画像データＤ１に含まれる撮影条件から設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、前後、上下、左右方向設定後の３次元骨格モデル３０若しくは３次元同定モデル３８をユーザが座標軸周りで回転させることによってモデル体位の微調整を行わせるようにしても良い。
【０３２３】
さらに上述した実施の形態においては、３次元骨格モデル３０、３次元同定モデル３８、３次元標準人体モデル４０、３次元変形モデル５０、６０、７０、３次元被検者モデル８０が複数のボクセルを３次元的に配置することにより構成されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばワイヤフレームデータやサーフェースデータによって構成されるようにしても良い。
【０３２４】
例えばワイヤフレームデータを用いる場合、椎体、肋骨、関節、臓器等を異なるワイヤフレームで構成することにより実現することができる。
【０３２５】
さらに上述した実施の形態においては、断層画像の各画素に対応するサイズのボクセルを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画素サイズより小さなボクセルサイズにしても良いし、またより大きなボクセルサイズにしても良い。
【０３２６】
さらに上述した実施の形態においては、第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとして、当該第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの形態学的な中点を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの幾何学的な重心を第１椎体３２Ａ〜第１２椎体３２Ｌの第１特徴点３３Ａ〜第１２特徴点３３Ｌとして用いるようにしても良い。
【０３２７】
さらに上述した実施の形態においては、３次元変形モデル５０の例えば第５分割領域５７Ｅを前後方向に伸縮させる変形を行った後に、その結果得られる第５分割領域６７Ｅを左右方向に伸縮させる変形を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第５分割領域５７Ｅを左右方向に伸縮させた後に、前後方向へ伸縮させるようにしても良い。
【０３２８】
さらに上述した実施の形態においては、３次元変形モデル５０を前後方向に伸縮させる変形を行い、その結果得られる３次元変形モデル６０を左右方向に伸縮させる変形を行った後に、３次元変形モデル７０の右第１肋骨７４Ａ〜右第１２肋骨７４Ｌ及び左第１肋骨〜左第１２肋骨の変形を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３次元変形モデル５０（図１０（Ｂ））の肋骨を変形させた後に、その肋骨に囲まれる体内領域を左右方向及び前後方向へ伸縮させるようにしても良い。
【０３２９】
さらに上述した実施の形態においては、第３特徴点３３Ｃ及び４３Ｃを通る矢状断面を基準面ＳＳ１及びＳＳ２とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、好ましくは第３特徴点３３Ｃ〜第７特徴点３３Ｇのいずれかを通る矢状断面を基準面ＳＳ１とし、また第３特徴点４３Ｃ〜第７特徴点４３Ｇのいずれかを通る矢状断面を基準面ＳＳ２とするようにしてもよい。
【０３３０】
さらに上述した実施の形態においては、第３分割空間３７Ｃ及び第３分割領域４７Ｃの上面を前後方向に均等に分割する前額断面を基準面ＳＳ３及びＳＳ４とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、好ましくは第３分割空間３７Ｃ〜第７分割空間３７Ｇの上面のいずれかを前後方向に均等に分割する前額断面を基準面ＳＳ３とし、また第３分割領域４７Ｃ〜第７分割領域４７Ｇの上面のいずれかを前後方向に均等に分割する基準面ＳＳ４とするようにしてもよい。
【０３３１】
さらに上述した実施の形態においては、例えば矢状断面３７Ｅａ、４７Ｅａ、５７Ｅａ及び前額断面３７Ｅｂ、６７Ｅｂを台形に近似するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば四角形に近似するようにしても良い。
【０３３２】
さらに上述した実施の形態においては、３次元画像データＤ１に対して２値化処理を施すことにより得られた２値化画像ＢＷＧの濃淡レベルが「１」（白色）である画素を抽出して３次元骨格モデル３０を生成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、２値化画像ＢＷＧの濃淡レベルが「１」（白色）である画素を抽出し、当該画素に対応するボクセルを３次元的に配置した骨格３１に対してスムージング処理を施して３次元骨格モデル３０を生成するようにしても良い。このようにすることで、２値化画像ＢＷＧから抽出した骨格３１の表面に発生する凹凸を除去することができる。
【０３３３】
さらに上述した実施の形態においては、例えば第５分割領域５７Ｅ（図１１（Ｂ）及び（Ｃ））の基準面ＳＳ２より前側部分を、上底から下底にかけて比率（Ｌ１ａ／Ｌ１ｂ）と比率（Ｌ３ａ／Ｌ３ｂ）とを線形補間した比率を用いて前方向へ伸縮し、また基準面ＳＳ２より後側について、上底から下底にかけて比率（Ｌ２ａ／Ｌ２ｂ）と比率（Ｌ４ａ／Ｌ４ｂ）とを線形補間した比率を用いて基準面ＳＳ２より後方向へ伸縮するように、当該第５分割領域５７Ｅを変形するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、人体モデル変形部２４は、第５分割領域５７Ｅの矢状断面５７Ｅａの斜辺が第５分割空間３７Ｅの矢状断面３７Ｅａの斜辺に一致するよう、当該第５分割領域５７Ｅを前後方向に伸縮させる変形を行うようにすれば、その方法は問わない。
【０３３４】
さらに上述した実施の形態においては、例えば第５分割領域６７Ｅ（図１３（Ｂ）及び（Ｃ））の基準面ＳＳ４より左側部分を、上底から下底にかけて比率（Ｗ１ａ／Ｗ１ｂ）と比率（Ｗ３ａ／Ｗ３ｂ）とを線形補間した比率を用いて左方向へ伸縮し、また基準面ＳＳ４より右側について、上底から下底にかけて比率（Ｗ２ａ／Ｗ２ｂ）と比率（Ｗ４ａ／Ｗ４ｂ）とを線形補間した比率を用いて基準面ＳＳ４より右方向へ伸縮するように、当該第５分割領域６７Ｅを変形するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、人体モデル変形部２４は、第５分割領域６７Ｅの前額断面６７Ｅｂの斜辺が第５分割空間３７Ｅの前額断面３７Ｅｂの斜辺に一致するよう、当該第５分割領域６７Ｅを左右方向に伸縮させる変形を行うようにすれば、その方法は問わない。
【０３３５】
さらに上述した実施の形態においては、３次元画像データＤ１が異なるにもかかわらず３次元標準人体モデルデータＤ３から常に一定の処理により同じ値が返されるような手順、例えば第５分割領域５７Ｅの矢状断面５７Ｅａから基準面ＳＳ２を基準として前後方向の上底の長さＬ１ｂ及びＬ２ｂと下底の長さＬ３ｂ及びＬ４ｂとを算出する手順を毎回行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、予め算出されるこれらの値を３次元標準人体モデルデータＤ３へ含めて記憶部１５に記憶させるようにしても良い。
【０３３６】
さらに上述した実施の形態においては、第１２特徴点４３Ｌを始点として通過点８９Ｌを通り、体内領域７７に外接するように３次元変形モデル７０の右第１２肋骨７４Ｌを変形させる際、３次元同定モデル３８の右第１２肋骨３４Ｌの中心線を基準面ＳＳ１まで外挿して交点３９Ｌを算出し、また３次元変形モデル７０の右第１２肋骨７４Ｌの中心線を基準面ＳＳ２まで外挿して通過点７９Ｌを算出し、当該通過点７９Ｌを交点３９Ｌと同じ高さ位置に移動させることにより通過点８９Ｌを生成し、３次元変形モデル７０の右第１肋骨７４Ａ〜右第１１肋骨７４Ｋと同様の変形をするようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、上述した実施で右第１肋骨７４Ａ〜右第１１肋骨７４Ｋの変形を行った３次元変形モデル７０の右第１１肋骨７４Ｋを基準として第１１特徴点４３Ｋと第１２特徴点４３Ｌの上下方向の間隔を保つように右第１２肋骨７４Ｌを変形させても良く、また右第１１肋骨７４Ｋを変形させた方向へ同じ距離だけ右第１２肋骨７４Ｌを変形させても良い。
【０３３７】
さらに上述した実施の形態においては、各ステップにおいて生成されたモデルデータ等のユーザによる確認及び３次元人体モデル生成処理のやり直しを始めるステップのユーザによる指定を３次元被検者モデル８０を生成した後に行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意のステップとステップとの間において、モデルデータ等の確認及びやり直しステップの指定を行えるようにしても良い。
【０３３８】
さらに上述した実施の形態においては、３次元人体モデル生成処理を実行する際、ソフトウェア構成としての骨格抽出部２１、椎体同定部２２、肋骨同定部２３及び人体モデル生成部２４として機能するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ハードウェア構成でなる骨格抽出部２１、椎体同定部２２、肋骨同定部２３及び人体モデル生成部２４により３次元人体モデル生成処理を実行するようにしても良い。
【０３３９】
さらに上述した実施の形態においては、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２又は記憶部１５に格納されている３次元人体モデル生成処理プログラムに従い、上述した３次元人体モデル生成処理を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記憶媒体からインストールしたり、インターネットからダウンロードした３次元人体モデル生成処理プログラム、その他種々のルートによってインストールした３次元人体モデル生成処理プログラムに従って上述した３次元人体モデル生成処理を行うようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０３４０】
本発明の３次元人体モデル生成装置１は、例えば医療分野に適用することができる。
【符号の説明】
【０３４１】
１……３次元人体モデル生成装置、１１……ＣＰＵ、１２……ＲＯＭ、１３……ＲＡＭ、１４……インターフェース部、１５……記憶部、１６……表示部、１７……バス、２１……骨格抽出部、２２、１２２、２２２、３２２……椎体同定部、２３……肋骨同定部、２４、１２４、２２４、３２４……人体モデル変形部、３０……３次元骨格モデル、３１、４１、５１、６１、７１，８１、１３１、２３１、３３１……骨格、３２……椎体、３３……特徴点、３４Ａ〜３４Ｌ、４４Ａ〜４４Ｌ、７４Ａ〜７４Ｌ、８４Ａ〜８４Ｌ……右第１肋骨〜右第１２肋骨、３５Ａ〜３５Ｌ……左第１肋骨〜左第１２肋骨、３６……胸骨、３７、１３２、２３４、３３７……体内空間、３７Ａ〜３７Ｋ……第１分割空間〜第１１分割空間、３７Ｅａ、４７Ｅａ、５７Ｅａ、６７Ｅａ……矢状断面、３７Ｅｂ、６７Ｅｂ、７７Ｅｂ……前額断面、３８、１３３、２３５、３３８……３次元同定モデル、４０、１４０、２４０、３４０……３次元標準人体モデル、４７、５７、６７、７７、１４２、２４４、３４７……体内領域、４７Ａ〜４７Ｋ、５７Ａ〜５７Ｋ、６７Ａ〜６７Ｋ、７７Ａ〜７７Ｋ……第１分割領域〜第１１分割領域、５０、６０、７０……３次元変形モデル、８０……３次元被検者モデル、１２１……骨格・体表抽出部、１２３、２２３、３２３……体内空間抽出部、１３０……３次元骨格・体表モデル、１３１……体表、２２１、３２１……骨格・筋抽出部、２３０、３３０……３次元骨格・筋モデル、２３２、３３２……筋、３３３……仙骨、３３４……尾骨、３３５……骨盤。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図３】
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【図２２】
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【図４２】
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