(57)【要約】本願発明は、ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴといった医用機器による二次元画像を用いて、弾性情報が付加された三次元物体の情報を取得し、手術シミュレーションを行う装置に関する。手術シミュレーションには、第一のメッシュ情報を基に、手術情報に基づいて、変形した形状に対応する第二のメッシュ情報を取得する。
2010021309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納し得るスライス情報群格納部と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納し得る第一メッシュ情報格納部と、
手術に関する情報である手術情報を格納し得る手術情報格納部と、
前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部とを具備する手術シミュレーション装置。
【請求項２】
人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を格納し得る解剖学的情報格納部と、
前記解剖学的情報を用いて、前記第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部とをさらに具備し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報に基づいて、前記メッシュ情報補正部が構成した新たな第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項３】
前記手術情報は、
切開創の位置を示す情報である切開創位置情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項４】
前記手術情報は、
ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項５】
前記手術情報は、
つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項６】
人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を格納し得る解剖学的情報格納部と、
前記解剖学的情報を用いて、前記第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部とをさらに具備する請求項１から請求項５いずれか記載の手術シミュレーション装置。
【請求項７】
前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と弾性情報とを少なくとも有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部をさらに具備し、
前記スライス情報群出力部は、
前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力し、
前記指示受付部は、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付け、
前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、
前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報を出力する弾性情報出力部とをさらに具備する請求項１から請求項６いずれか記載の手術シミュレーション装置。
【請求項８】
前記三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部をさらに具備し、
前記第一メッシュ情報格納部に格納されている第一メッシュ情報は、前記複数のサンプリング位置情報により構成される請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項９】
前記弾性情報付加部は、
前記複数の各スライス情報を構成する各点のＣＴ値を用いて、弾性情報を取得する弾性情報取得手段と、
前記弾性情報取得手段が取得した弾性情報を、前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して付加する弾性情報付加手段とを具備する請求項７または請求項８記載の手術シミュレーション装置。
【請求項１０】
１以上の特異点を示す情報である特異点情報を受け付ける特異点情報受付部をさらに具備し、
前記弾性情報付加部は、
前記１以上の特異点からの距離を取得する距離取得手段をさらに具備し、
前記弾性情報取得手段は、
前記複数の各スライス情報を構成する各点の色情報と、前記距離取得手段が取得した距離を用いて弾性情報を取得する請求項７記載の手術シミュレーション装置。
【請求項１１】
スライス情報群出力部、指示受付部、第二メッシュ情報取得部、第一スライス情報群取得部、色情報決定部、第二スライス情報群取得部および変形物体出力部により実現される手術シミュレーション方法であって、
記憶媒体に、
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報と、
手術に関する情報である手術情報とを格納しており、
前記スライス情報群出力部により、前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、
前記指示受付部により、前記スライス情報群出力ステップで出力されたスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付ステップと、
前記第二メッシュ情報取得部により、前記指示受付ステップで受け付けられた手術指示と前記手術情報に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
前記第一スライス情報群取得部により、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記記憶媒体から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、
前記色情報決定部により、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定ステップと、
前記第二スライス情報群取得部により、前記色情報決定ステップで決定された各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得ステップで取得された第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、
前記変形物体出力部により、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップとを具備する手術シミュレーション方法。
【請求項１２】
記憶媒体に、
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報と、
手術に関する情報である手術情報とを格納しており、
コンピュータを、
前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の物体を示す画像を出力したり、三次元の物体を示す画像に対して操作したりできる手術シミュレーション装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴやＭＲＩなどによって計測された患者の医用画像集合（三次元画像）を用いて手術プロセスを表現し、手術計画、術中支援、臨床教育、患者への説明などに用いることが考えられている。一方、手術シミュレーションにおいて、医用画像集合には含まれない人体の形状（構造）や物理特性、手術内容に関する情報を取り扱い、手術シミュレーションのユーザである医師が望む形で表現する必要がある。【０００３】
かかる要求を受けて、従来、三次元物体の変形を指示する変形指示に基づいて、格納している三次元物体の第一メッシュ情報を変形し、第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得し、格納している３Ｄボクセル情報から変形後の各点の色情報を決定し、決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得し、当該第二スライス情報群を表示する情報処理装置があった。かかる情報処理装置により、三次元物体の形状の変化を、表面及び内部の色情報を伴って、実時間で描出することができた（特許文献１参照）。【０００４】
また、Ｘ線ＣＴ装置におけるＣＴ値から、生体組織の柔軟性、堅牢性を硬さで表現することを可能にする技術があった（特許文献２参照）。この技術は、計測された被測定物質のＸ線吸収値を入力する入力手段と、複数の参照物質についてＸ線吸収値データと硬さデータの対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、前記入力された被測定物質のＸ線吸収値から前記対応関係を用いて被測定物質の硬さに変換する演算を行う演算手段と、その変換された被測定物質の硬さを出力する出力手段を備えている物質硬さ測定装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０１３８１３（第１頁、第１図等）
【特許文献２】特開２００２−３１０９４５（第１頁、第１図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の装置においては、手術に特有の情報である手術情報を用いて、適切に手術のシミュレーションを行うことができなかった。【０００７】
また、従来の装置においては、シミュレーションのために対象領域の抽出、表面定義などを経て、メッシュ形式などで明確に形状を定義することが必要であった。また、物理条件（弾性値や境界条件など）の設定も必要であり、情報処理装置に対して、生体の弾性分布を手作業で定義したり、手術のプロセスを表現したりする等のために時間を要していた。【０００８】
また、医療現場では、手術の頻度の多さ等から、映画などのように人手と時間を割いてデータ（例えば、弾性情報など）を準備することはできず、迅速に手術シミュレーションが実施できることが強く望まれていた。また、医師が、メッシュなどの工学的な専門知識を必要とせずに実施できることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本第一の発明の手術シミュレーション装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納し得るスライス情報群格納部と、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納し得る第一メッシュ情報格納部と、手術に関する情報である手術情報を格納し得る手術情報格納部と、スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付部と、指示受付部が受け付けた手術指示と手術情報に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、第二メッシュ情報に基づいて、スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、第二スライス情報群を出力する変形物体出力部とを具備する手術シミュレーション装置である。【００１０】
かかる構成により、手術情報を用いて手術シミュレーションが可能となる。【００１１】
また、本第二の発明の手術シミュレーション装置は、第一の発明に対して、人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を格納し得る解剖学的情報格納部と、解剖学的情報を用いて、第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部とをさらに具備し、第二メッシュ情報取得部は、指示受付部が受け付けた手術指示と手術情報に基づいて、メッシュ情報補正部が構成した新たな第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する手術シミュレーション装置である。【００１２】
かかる構成により、手術情報を用いて、精度の高い手術シミュレーションが可能となる。【００１３】
また、本第三の発明の手術シミュレーション装置は、第一の発明に対して、手術情報は、切開創の位置を示す情報である切開創位置情報を有し、第二メッシュ情報取得部は、指示受付部が受け付けた手術指示と手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する手術シミュレーション装置である。【００１４】
かかる構成により、手術情報を用いて、切開の手術シミュレーションが可能となる。【００１５】
また、本第四の発明の手術シミュレーション装置は、第一の発明に対して、手術情報は、ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報を有し、第二メッシュ情報取得部は、指示受付部が受け付けた手術指示と手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する手術シミュレーション装置である。【００１６】
かかる構成により、手術情報を用いて、ひねる動作の手術シミュレーションが可能となる。【００１７】
また、本第五の発明の手術シミュレーション装置は、第一の発明に対して、手術情報は、つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報を有し、第二メッシュ情報取得部は、指示受付部が受け付けた手術指示と手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する手術シミュレーション装置である。【００１８】
かかる構成により、手術情報を用いて、つまむ動作の手術シミュレーションが可能となる。【００１９】
また、本第六の発明の手術シミュレーション装置は、第一から第五いずれかの発明に対して、人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を格納し得る解剖学的情報格納部と、前記解剖学的情報を用いて、前記第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部とをさらに具備する手術シミュレーション装置である。【００２０】
かかる構成により、被験者に合致した第一メッシュ情報を用いて、適切に手術シミュレーションができる。【００２１】
また、本第七の発明の手術シミュレーション装置は、第一から第六いずれかの発明に対して、複数の各スライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と弾性情報とを少なくとも有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部をさらに具備し、スライス情報群出力部は、弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力し、指示受付部は、スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付け、指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報を出力する弾性情報出力部とをさらに具備する手術シミュレーション装置である。【００２２】
かかる構成により、三次元の物体の画像に対して、弾性情報を自動的に付加することができる。そのために、例えば、手術シミュレーションの前に、弾性情報を手入力する多大な手間を省くことができる。【００２３】
また、本第八の発明の手術シミュレーション装置は、第一の発明に対して、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部をさらに具備し、第一メッシュ情報格納部に格納されている第一メッシュ情報は、複数のサンプリング位置情報により構成される手術シミュレーション装置である。【００２４】
かかる構成により、変形のために必要なメッシュ情報も自動取得ができる。そのために、例えば、手術シミュレーションの前に、明確に三次元形状を定義する必要がなく、例えば、医用画像集合を与えるだけで、手術シミュレーションが実現できる。【００２５】
また、本第九の発明の手術シミュレーション装置は、第七または第八の発明に対して、弾性情報付加部は、複数の各スライス情報を構成する各点のＣＴ値を用いて、弾性情報を取得する弾性情報取得手段と、弾性情報取得手段が取得した弾性情報を、複数の各スライス情報を構成する各点に対して付加する弾性情報付加手段とを具備する手術シミュレーション装置である。【００２６】
かかる構成により、複数の各スライス情報を構成する各点の色情報（例えば、濃淡値）を用いて、弾性情報を自動的に取得できる。そのため、簡単に相当程度の精度を有する弾性情報を自動生成できる。【００２７】
また、本第十の発明の手術シミュレーション装置は、第七の発明に対して、１以上の特異点を示す情報である特異点情報を受け付ける特異点情報受付部をさらに具備し、弾性情報付加部は、１以上の特異点からの距離を取得する距離取得手段をさらに具備し、弾性情報取得手段は、複数の各スライス情報を構成する各点の色情報と、距離取得手段が取得した距離を用いて弾性情報を取得する手術シミュレーション装置である。【００２８】
かかる構成により、特異点（例えば、腫瘍のある点）からの距離を用いて、弾性情報を自動的に決定できる。そのために、例えば、腫瘍のある患者の手術シミュレーションを精度高く行なうことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による手術シミュレーション装置によれば、適切な手術シミュレーションが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、情報処理装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。【００３１】
（実施の形態１）【００３２】
本実施の形態において、弾性情報を自動的に付加し、当該弾性情報を用いて、シミュレーションを行うことができる情報処理装置について説明する。また、本実施の形態において、メッシュ情報も自動取得する情報処理装置について説明する。つまり、本実施の形態において、シミュレーション前に、三次元形状を定義せずに、弾性マップと局所的な空間の変形、歪みによって三次元画像上に物理現象を表現することにより、例えば、簡単に手術シミュレーションを行える情報処理装置について説明する。なお、本実施の形態において、例えば、ＣＴ値などの生体情報を用いて、弾性情報を決定する情報処理装置について説明する。【００３３】
図１は、本実施の形態における情報処理装置１のブロック図である。【００３４】
情報処理装置１は、入出力機器１００、スライス情報群格納部１０１、第一メッシュ情報格納部１０２、弾性情報付加部１０３、サンプリング位置情報取得部１０４、第一メッシュ情報蓄積部１０５、指示受付部１０６、スライス情報群出力部１０７、位置情報取得部１０８、弾性情報取得部１０９、第二メッシュ情報取得部１１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部１１３、弾性情報出力部１１４、変形物体出力部１１５、物体情報格納部１１６、スライス情報群取得部１１７を具備する。【００３５】
弾性情報付加部１０３は、弾性情報取得手段１０３１、弾性情報付加手段１０３２を具備する。【００３６】
色情報決定部１１２は、対応点決定手段１１２１、色情報決定手段１１２２を具備する。【００３７】
入出力機器１００は、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、かつ、弾性情報出力部１１４の出力を受け付け、当該出力に対応する力ベクトルを出力する。「対応する力ベクトルを出力する」ことは、例えば、モータ駆動により実現する。入出力機器１００は、例えば、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）や振動する入力機器等である。なお、例えば、出力が画面出力である場合、入出力機器１００は、例えば、マウスとディスプレイである。入出力機器１００は、２以上の機器から構成されていても良い。また、入出力機器１００は、情報処理装置１に含まれると考えても、含まれないと考えても良い。なお、図１のブロック図において、情報処理装置１は入出力機器１００を含む場合の図である。領域に対する指示は、例えば、手術の器具である術具のイメージを示す術具メタファを用いて、複数の点（ノード）を含む領域に対する指示である。術具メタファは、手術で利用されるはさみやピンセットの図柄を有する画像データでも良いし、直方体や球などの形状を有する図形データや三次元画像データ等でも良い。なお、術具メタファは、図示していない。術具メタファについては、例えば、特許文献１を参照のこと。【００３８】
物体情報格納部１１６は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納し得る。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩなどで、人体の脳や、身体の中を撮影した二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性率）で構成される点の情報である。（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ、弾性率）の（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元空間内での座標情報である。「ｃｏｌ」は、当該点の色情報である。「弾性率」は、当該点の弾力を示す値であり、弾性情報の一例である。なお、弾性率は、例えば、ヤング率であるが、剛性率、体積弾性率などとしても良い。また、弾性情報の例として、例えば、ヤング率、ポワソン比、破断値、摩擦係数などがある。点の情報は、アルファ値などの透明度についての情報である透明度情報を含んでも良い。３Ｄボクセル情報は、ここでは、点の間隔がなく、詰まっている点の情報であることが好適であるが、離散的な点の情報でも良い。なお、３Ｄボクセル情報は、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）であり、弾性情報は、３Ｄボクセル情報への付加情報として保持していても良い。かかる場合も、３Ｄボクセル情報が弾性情報を有する、と考えても良い。物体情報格納部１１６は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。さらに、ＣＴ（コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ））は、放射線など（Ｘ線）を利用して物体を走査しコンピュータを用いて処理し、物体の内部画像を構成する技術である。ＣＴには、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）や単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、や核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）などの、コンピュータを用いて断面像を得る各種検査法を含む。【００３９】
スライス情報群取得部１１７は、物体情報格納部１１６に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得し、スライス情報群格納部１０１に少なくとも一時的に格納する。「視線に対して垂直である」とは、三次元物体が表示されている画面に垂直なベクトルである視線ベクトルに対して垂直である、ことである。なお、スライス情報は、平面を構成する点の情報の集合であり、通常、点間の間隔がなく、詰まっている。スライス情報群取得部１１７は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。スライス情報群取得部１１７の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４０】
スライス情報群格納部１０１は、複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納し得る。スライス情報は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報である。スライス情報は、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される。また、スライス情報は、位置情報と色情報と弾性情報を有することが好適である。なお、スライス情報群格納部１０１は、物体情報格納部１１６に格納されている３Ｄボクセル情報から、取得されたスライス情報群を格納していても良い。さらに、スライス情報群は、スライス情報群取得部１１７が取得しても良い。【００４１】
スライス情報群格納部１０１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。スライス情報群格納部１０１にスライス情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介してスライス情報がスライス情報群格納部１０１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信されたスライス情報がスライス情報群格納部１０１で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力されたスライス情報がスライス情報群格納部１０１で記憶されるようになってもよい。【００４２】
第一メッシュ情報格納部１０２は、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納し得る。三次元メッシュの情報は、三次元物体を構成する点の情報の集合である。三次元メッシュの情報は、間隔が空いている点の情報の集合である。ここでの点の情報は、通常、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性情報）のデータ構造を有する情報である。ただし、点の情報は、（ｘ，ｙ，ｚ）という座標情報のみでも良い。第一メッシュ情報は、後述する複数のサンプリング位置情報により構成されることは好適である。第一メッシュ情報格納部１０２は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。第一メッシュ情報格納部１０２に第一メッシュ情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０２で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０２で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０２で記憶されるようになってもよい。【００４３】
弾性情報付加部１０３は、複数の各スライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を、自動的に付加する。そして、弾性情報付加部１０３は、位置情報と色情報と弾性情報とを有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する。弾性情報付加部１０３は、構成した複数のスライス情報をスライス情報群格納部１０１に蓄積する処理を行っても良い。また、弾性情報付加部１０３は、物体情報格納部１１６に格納されている３Ｄボクセル情報の各点に対して、弾性情報を付加しても良い。弾性情報付加部１０３が３Ｄボクセル情報の各点に対して弾性情報を付加する場合も、複数の各スライス情報を構成する各点に対して弾性についての情報である弾性情報を付加することと同意義であると考える。複数の各スライス情報を構成する各点は、３Ｄボクセル情報の各点でもあるからである。弾性情報付加部１０３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報付加部１０３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４４】
弾性情報取得手段１０３１は、複数の各スライス情報を構成する各点（３Ｄボクセル情報の各点でも良い）の色情報を用いて、弾性情報を取得する。色情報とは、例えば、濃淡値である。弾性情報取得手段１０３１は、例えば、ＣＴ医用機器により取得される二次元画像の集合から取得された各スライス情報の各点が有するＣＴ値（濃淡値の一例）に従って、例えば、濃い色ほど弾性情報を大きくし、薄い色ほど弾性情報を小さくするように、弾性情報を決定する。弾性情報取得手段１０３１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報取得手段１０３１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４５】
弾性情報付加手段１０３２は、弾性情報取得手段１０３１が取得した弾性情報を、複数の各スライス情報を構成する各点（３Ｄボクセル情報の各点でも良い）に対して付加する。弾性情報付加手段１０３２は、例えば、スライス情報を構成する各点の構造（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性情報）のうち、「弾性情報」を埋める処理を行う。弾性情報付加手段１０３２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報付加手段１０３２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４６】
サンプリング位置情報取得部１０４は、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得する。サンプリング位置情報取得部１０４は、例えば、三次元の物体の三次元空間をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を１０等分し、三次元空間内に点を構成し、当該点を示す位置情報をサンプリング位置情報としても良い。この点は、三次元の物体内または三次元の物体上の点であることは好適である。また、サンプリング位置情報取得部１０４は、例えば、三次元の物体の三次元空間をＸ，Ｙ，Ｚのそれぞれの軸を１０の幅で区切り、区切った交点の位置情報をサンプリング位置情報としても良い。その他、サンプリング位置情報取得部１０４がサンプリング位置情報を取得するアルゴリズムは問わない。サンプリング位置情報取得部１０４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。サンプリング位置情報取得部１０４の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４７】
第一メッシュ情報蓄積部１０５は、サンプリング位置情報取得部１０４が取得した複数のサンプリング位置情報を用いて、当該第一メッシュ情報を第一メッシュ情報格納部１０２に蓄積する。例えば、サンプリング位置情報は、第一メッシュ情報を構成する各点である。第一メッシュ情報蓄積部１０５は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一メッシュ情報蓄積部１０５の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００４８】
指示受付部１０６は、指示を受け付ける。指示受付部１０６は、例えば、スライス情報群出力部１０７が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける。指示受付部１０６は、後述する手術指示を受け付けても良い。手術指示とは、手術に関する指示であり、例えば、切開する、ひねる、つまむ、などの指示である。または、指示受付部１０６が受け付ける手術指示は、一通りの指示でも良い。指示の入力手段は、上記の入出力機器１００、キーボードやマウスやテンキーやメニュー画面によるもの等、何でも良い。指示受付部１０６は、キーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。【００４９】
スライス情報群出力部１０７は、弾性情報付加部１０３が構成したスライス情報群を出力する。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、外部の装置（表示装置）への送信、音出力、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラム等への処理結果の引渡し等を含む概念である。スライス情報群出力部１０７は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。スライス情報群出力部１０７は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【００５０】
位置情報取得部１０８は、指示受付部１０６が受け付けた指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する。位置情報取得部１０８は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。位置情報取得部１０８の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５１】
弾性情報取得部１０９は、位置情報取得部１０８が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する。かかる１以上の弾性情報は、スライス情報群格納部１０１に格納されているスライス情報群を構成する点の情報に含まれる弾性情報であり、位置情報取得部１０８が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報である。弾性情報取得部１０９が取得する弾性情報に対応する位置情報は、位置情報取得部１０８が取得したすべての位置情報でなくても良い。弾性情報取得部１０９は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報取得部１０９の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５２】
第二メッシュ情報取得部１１０は、指示受付部１０６が受け付けた指示に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報のデータ構造は、通常、第一メッシュ情報と同じである。第二メッシュ情報取得部１１０が、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理は、通常、有限要素法による処理であり、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。第二メッシュ情報取得部１１０は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部１１０の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５３】
第一スライス情報群取得部１１１は、第二メッシュ情報に基づいて、スライス情報群格納部１０１から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第一スライス情報群取得部１１１は、第一メッシュ情報に対して変形したメッシュ情報である第二メッシュ情報から構成される三次元物体をスライスして取得できる情報であるスライス情報を複数取得する。かかるスライス情報間の間隔は一定であることが好適である。また、複数のスライス情報は、視線ベクトルに対して垂直であることが好適である。また、第一スライス情報群を構成するスライス情報が色情報を有しない、とは、最終的に表示されない色であるダミーの色の色情報を有することも含む。第一スライス情報群取得部１１１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一スライス情報群取得部１１１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５４】
色情報決定部１１２は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する。３Ｄボクセル情報の点に対応する各点は、３Ｄボクセル情報中の点であり、変形前の点である。色情報決定部１１２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定部１１２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５５】
対応点決定手段１１２１は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する、３Ｄボクセル情報の中の各点を決定する。なお、この３Ｄボクセル情報の中の各点は、変形前の各点である。対応点決定手段１１２１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。対応点決定手段１１２１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５６】
色情報決定手段１１２２は、対応点決定手段１１２１が決定した３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する。色情報決定手段１１２２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定手段１１２２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５７】
第二スライス情報群取得部１１３は、色情報決定部１１２が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する。つまり、第二スライス情報群取得部１１３は、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、色情報決定部１１２が決定した各点の色情報を設定する。かかる色情報を設定した複数のスライス情報が第二スライス情報群である。第二スライス情報群取得部１１３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群取得部１１３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００５８】
弾性情報出力部１１４は、弾性情報取得部１０９が取得した１以上の弾性情報を出力する。弾性情報の出力とは、弾性情報に基づいて、力についての情報（例えば、力ベクトル）を出力することでも良いし、弾性情報を表示することでも良いし、弾性情報に対応する色で表示すること等でも良い。つまり、弾性情報出力部１１４は、例えば、弾性情報取得部１０９が取得した１以上の弾性情報に基づいて、力についての情報（例えば、力ベクトル）を出力する。出力とは、ファントムなどの入出力機器１００への信号の送付、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信等を含む概念である。ここでの音出力は、例えば、力を音の強弱で表現した出力である。弾性情報出力部１１４は、ソフトウェアや、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【００５９】
変形物体出力部１１５は、第二スライス情報群を出力する。出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置（例えば、表示装置を具備する装置）への送信、記録媒体への蓄積等を含む概念である。表示は、ディスプレイやプロジェクターなどへの出力を言う。第二スライス情報群の表示態様は問わない。変形物体出力部１１５は、第二スライス情報群を構成する複数のスライスの中で、ディスプレイの奥行きの深い方のスライスから順に出力することが好適である。変形物体出力部１１５は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。変形物体出力部１１５は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【００６０】
次に、情報処理装置１の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。【００６１】
（ステップＳ２０１）指示受付部１０６は、入出力機器１００（キーボードやマウスなども場合もあり得る）からの指示を受け付けたか否かを判断する。指示を受け付ければステップＳ２０２に行き、指示を受け付けなければステップＳ２０１に戻る。【００６２】
（ステップＳ２０２）指示受付部１０６は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、情報処理装置１（例えば、手術シミュレーション）の起動指示であるか否かを判断する。起動指示であればステップＳ２０３に行き、起動指示でなければステップＳ２０５に行く。【００６３】
（ステップＳ２０３）サンプリング位置情報取得部１０４および第一メッシュ情報蓄積部１０５は、メッシュ蓄積処理を行う。メッシュ蓄積処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。【００６４】
（ステップＳ２０４）弾性情報付加部１０３は、弾性情報付加処理を行う。弾性情報付加処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。【００６５】
（ステップＳ２０５）指示受付部１０６は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、スライス情報群の出力指示であるか否かを判断する。出力指示であればステップＳ２０６に行き、出力指示でなければステップＳ２０８に行く。【００６６】
（ステップＳ２０６）スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０１からスライス情報群を読み出す。【００６７】
（ステップＳ２０７）スライス情報群出力部１０７は、ステップＳ２０６で読み出したスライス情報群を出力する。ステップＳ２０１に戻る。なお、スライス情報群の出力により、三次元物体が表示される。【００６８】
（ステップＳ２０８）指示受付部１０６は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、三次元物体の回転指示であるか否かを判断する。回転指示であればステップＳ２０９に行き、回転指示でなければステップＳ２１２に行く。【００６９】
（ステップＳ２０９）スライス情報群取得部１１７は、ステップＳ２０１で受け付けた回転指示に基づいて、視線ベクトルを取得する。視線ベクトルは、ディスプレイの表示面と垂直のベクトルである。回転指示は、マウス等の入出力機器１００により入力される。マウスで三次元物体を回転させる処理は公知技術による処理であるので、詳細な説明は省略する。【００７０】
（ステップＳ２１０）スライス情報群取得部１１７は、物体情報格納部１１６に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得する。スライス情報の間隔の値は予め格納されている、とする。【００７１】
（ステップＳ２１１）スライス情報群取得部１１７は、ステップＳ２０７で取得したスライス情報群を、スライス情報群格納部１０１に、少なくとも一時蓄積する。ステップＳ２０７に行く。【００７２】
（ステップＳ２１２）指示受付部１０６は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、点または領域の指示であるか否かを判断する。点または領域の指示であればステップＳ２１３に行き、点または領域の指示でなければステップＳ２０１に戻る。なお、点または領域の指示方法は、マウスを利用した方法など、問わない。【００７３】
（ステップＳ２１３）位置情報取得部１０８は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に対応する点、または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する。【００７４】
（ステップＳ２１４）弾性情報取得部１０９は、位置情報取得部１０８が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を、スライス情報群格納部１０１の各スライス情報、または物体情報格納部１１６の３Ｄボクセル情報から取得する。まず、弾性情報取得部１０９は、１以上の位置情報を有する点を、各スライス情報または３Ｄボクセル情報から検索する。次に、検索により得た点の弾性情報を取得する。【００７５】
（ステップＳ２１５）弾性情報出力部１１４は、弾性情報取得部１０９が取得した１以上の弾性情報から出力する弾性情報を演算して、算出する。弾性情報出力部１１４が取得する弾性情報と、出力する弾性情報が異なる情報でも良い。例えば、取得する弾性情報が弾性率であり、出力する弾性情報が力であっても良い。この場合、弾性情報出力部１１４は、１または２以上の弾性情報の平均値を算出し、出力する弾性情報としても良い。また、例えば、弾性情報出力部１１４は、１以上の弾性情報の最大値を出力する弾性情報としても良い。また、例えば、弾性情報出力部１１４は、１以上の弾性情報の最小値を出力する弾性情報としても良い。その他、弾性情報出力部１１４は、１以上の弾性情報（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ）をパラメータに用いた所定の関数ｆ（ｆ（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ））により、出力する弾性情報を算出しても良い。【００７６】
（ステップＳ２１６）弾性情報出力部１１４は、ステップＳ２１２で取得した１以上の弾性情報を、入出力機器１００（通常、ＰＨＡＮＴｏＭ）に出力する。【００７７】
（ステップＳ２１７）入出力機器１００は、モータ駆動により振動する。かかる処理により、ユーザに弾性が伝わる。【００７８】
（ステップＳ２１８）変形物体出力部１１５は、変形されたスライス情報群（三次元物体）を出力する。かかる処理を変形処理と言い、図５、図６のフローチャートを用いて説明する。三次元物体の変形処理は、ステップＳ２０１における指示に対応する。つまり、例えば、ユーザが、ＰＨＡＮＴｏＭにより、ある点または領域を押下した際、押下した強さ（または、時間など）により、三次元物体は変形する。ステップＳ２０７に行く。【００７９】
なお、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２１５の変形処理は、ステップＳ２１３の前に行っても良い。【００８０】
また、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０３のメッシュ蓄積処理と、ステップＳ２０４の弾性情報付加処理のうちのどちらか一方のみを実行しても良い。かかる場合、通常、他方の処理に対応する手作業（データ作成）を行う必要がある。【００８１】
さらに、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【００８２】
次に、ステップＳ２０３のメッシュ蓄積処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。【００８３】
（ステップＳ３０１）サンプリング位置情報取得部１０４は、三次元空間における分割幅ｘ，ｙ，ｚを取得する。分割幅ｘ，ｙ，ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を分割する場合の間隔を示す値である。サンプリング位置情報取得部１０４は、例えば、三次元空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の最大値を取得し、予め決められた分割数（ｎ）を読み出し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの最大値をｎ等分する分割幅ｘ，ｙ，ｚを取得する。【００８４】
（ステップＳ３０２）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｉに１を代入する。【００８５】
（ステップＳ３０３）サンプリング位置情報取得部１０４は、ｉはｎ以下であるか否かを判断する。「ｉ<＝ｎ」であればステップＳ３０４に行き、「ｉ<＝ｎ」でなければ上位処理にリターンする。【００８６】
（ステップＳ３０４）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｊに１を代入する。【００８７】
（ステップＳ３０５）サンプリング位置情報取得部１０４は、ｊはｎ以下であるか否かを判断する。「ｊ<＝ｎ」であればステップＳ３０６に行き、「ｊ<＝ｎ」でなければステップＳ３１３に行く。【００８８】
（ステップＳ３０６）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｋに１を代入する。【００８９】
（ステップＳ３０７）サンプリング位置情報取得部１０４は、ｋはｎ以下であるか否かを判断する。「ｋ<＝ｎ」であればステップＳ３０８に行き、「ｋ<＝ｎ」でなければステップＳ３１２に行く。【００９０】
（ステップＳ３０８）サンプリング位置情報取得部１０４は、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を算出する。サンプリング位置情報取得部１０４は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）を算出する。【００９１】
（ステップＳ３０９）サンプリング位置情報取得部１０４は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）が示す点が、三次元の物体内（その表面上も含む）に存在するか否かを判断する。三次元の物体内に存在すればステップＳ３１０に行き、三次元の物体内に存在しなければステップＳ３１１に行く。【００９２】
（ステップＳ３１０）第一メッシュ情報蓄積部１０５は、サンプリング位置情報取得部１０４が取得したサンプリング位置情報を用いて第一メッシュ情報を構成し、当該第一メッシュ情報を第一メッシュ情報格納部１０２に蓄積する。第一メッシュ情報が、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の構造を有する場合、第一メッシュ情報蓄積部１０５は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）を、そのまま第一メッシュ情報格納部１０２に蓄積する。【００９３】
（ステップＳ３１１）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｋを１、インクリメントする。ステップＳ３０７に戻る。【００９４】
（ステップＳ３１２）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ３０５に戻る。【００９５】
（ステップＳ３１３）サンプリング位置情報取得部１０４は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ３０３に戻る。【００９６】
なお、図３のフローチャートは、メッシュ蓄積処理の一例に過ぎない。第一メッシュ情報を構成するサンプリング位置情報をどのようなアルゴリズムで取得するかは問わない。後述するような４面体を構成する外部の点を示す情報をサンプリング位置情報としても良い。【００９７】
また、図３のフローチャートにおいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の分割数はすべて同じであったが、異なっていても良い。【００９８】
さらに、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０９における判断処理は必須ではない。【００９９】
次に、ステップＳ２０４の弾性情報付加処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。【０１００】
（ステップＳ４０１）弾性情報付加部１０３を構成する弾性情報取得手段１０３１は、カウンタｉに１を代入する。【０１０１】
（ステップＳ４０２）弾性情報取得手段１０３１は、複数の各スライス情報を構成する各点の中で、ｉ番目の点が存在するか否かを判断する。ｉ番目の点が存在すればステップＳ４０３に行き、ｉ番目の点が存在しなければ上位処理にリターンする。なお、複数の各スライス情報は、スライス情報群格納部１０１に格納されているスライス情報である。また、弾性情報取得手段１０３１は、物体情報格納部１１６内の３Ｄボクセル情報を構成する各点の中で、ｉ番目の点が存在するか否かを判断しても良い。【０１０２】
（ステップＳ４０３）弾性情報取得手段１０３１は、ｉ番目の点の色情報を取得する。なお、ここでは、弾性情報取得手段１０３１が取得する色情報は、色情報のうちの濃淡の値だけでも良い。【０１０３】
（ステップＳ４０４）弾性情報取得手段１０３１は、色情報から弾性情報を算出する演算式「ｆ（色情報）」を読み出し、当該演算式に色情報を代入し、弾性情報を取得する。なお、ここで演算式に代入する色情報は、ステップＳ４０３で取得した色情報である。【０１０４】
（ステップＳ４０５）弾性情報付加手段１０３２は、ステップＳ４０４で取得した弾性情報を書き込む。つまり、スライス情報群格納部１０１のスライス情報を構成する各点は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，色情報，弾性情報）の構造を有することとなる。弾性情報取得手段１０３１は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，色情報，弾性情報）のうちの弾性情報を書き込む。【０１０５】
（ステップＳ４０６）弾性情報取得手段１０３１は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ４０２に戻る。【０１０６】
なお、図４のフローチャートにおいて、スライス情報を構成する各点のデータ構造は問わない。【０１０７】
次に、ステップＳ２１８における変形処理について図５、図６のフローチャートを用いて説明する。【０１０８】
（ステップＳ５０１）第二メッシュ情報取得部１１０は、第一メッシュ情報格納部１０２から第一メッシュ情報を読み出す。【０１０９】
（ステップＳ５０２）第二メッシュ情報取得部１１０は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に基づいて、ステップＳ５０１で読み出した第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。変形指示に基づいてメッシュ情報を変形する処理は、公知技術（有限要素法の技術）であるので、詳細な説明は省略する。【０１１０】
（ステップＳ５０３）第一スライス情報群取得部１１１は、ステップＳ５０２で取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第二メッシュ情報が構成する三次元物体をスライスし、複数の平面の情報を得る。かかる平面の情報がスライス情報である。スライス情報は、座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）で示される点の集合であり、色情報は有さない。かかる場合、第一スライス情報群取得部１１１は、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔で、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。【０１１１】
（ステップＳ５０４）第二スライス情報群取得部１１３は、第二スライス情報群を取得する。かかる処理の詳細については、図６のフローチャートを用いて説明する。【０１１２】
（ステップＳ５０５）変形物体出力部１１５は、ステップＳ５０４で取得した第二スライス情報群を出力する。上位関数にリターンする。【０１１３】
次に、ステップＳ５０４における第二スライス情報群を取得する処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。【０１１４】
（ステップＳ６０１）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉに１を代入する。【０１１５】
（ステップＳ６０２）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ６０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。【０１１６】
（ステップＳ６０３）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊに１を代入する。【０１１７】
（ステップＳ６０４）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報の中に未処理のｊ番目の点があるかどうか判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ６０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ６０９に飛ぶ。なお、「未処理」とは、色情報を設定していないことを言う。【０１１８】
（ステップＳ６０５）対応点決定手段１１２１は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点に対応する点であり、３Ｄボクセル情報中の点を決定する。３Ｄボクセル情報中の点とは、変形前の点である。なお、ｊ番目の点は、変形後の点である。３Ｄボクセル情報中の点を決定するアルゴリズムの例の詳細は、後述する。【０１１９】
（ステップＳ６０６）色情報決定手段１１２２は、ステップＳ６０５で決定した３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得する。【０１２０】
（ステップＳ６０７）色情報決定手段１１２２は、ステップＳ６０６で取得した色情報を、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点の色情報に設定する。【０１２１】
（ステップＳ６０８）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ６０４に戻る。【０１２２】
（ステップＳ６０９）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ６０２に戻る。【０１２３】
以下、本実施の形態における情報処理装置１の具体的な動作について説明する。情報処理装置１において、例えば、三次元物体は、心臓や肺などの臓器である。そして、例えば、図７に示す医用画像の集合（三次元画像）が、物体情報格納部１１６に格納されている。この医用画像の集合は、ＣＴによって計測された患者の医用画像の集合である。ここでの３Ｄボクセル情報を構成する各点のデータ構造は（ｘ、ｙ、ｚ，ｃｏｌ）である。ここで、「ｘ」は三次元空間におけるｘ座標値、「ｙ」は三次元空間におけるｙ座標値、「ｚ」は三次元空間におけるｚ座標値、ｃｏｌは点の色を示す情報である。【０１２４】
次に、ユーザは、情報処理装置１に対して、起動指示を入力した、とする。すると、指示受付部１０６は、起動指示を受け付ける。【０１２５】
次に、サンプリング位置情報取得部１０４と第一メッシュ情報蓄積部１０５は、以下のようにメッシュ蓄積処理を行う。メッシュ蓄積処理により、第一メッシュ情報格納部１０２に第一メッシュ情報が蓄積される。【０１２６】
サンプリング位置情報取得部１０４は、例えば、三次元空間内の点であり、４面体の外側の点の位置情報を自動的に取得する、とする。つまり、心臓や肺などの臓器は三次元物体であり、４面体（正４面体）の集合で近似できる。したがって、ここでは、説明の簡単化のために、図８（ａ）に示す４面体を変形させる場合について説明する。図８（ａ）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｏの４点を有する。点Ｐは、４面体の内部のある点である。つまり、サンプリング位置情報取得部１０４は、三次元空間内を４面体の集合に分割し、その４面体を構成する外側の点の位置情報を自動的に取得する。なお、サンプリング位置情報取得部１０４は、正４面体の各辺の長さを予め保持している。そして、三次元空間内を正４面体の集合に分割し、その４面体を構成する外側の点の位置情報を自動的に取得する処理は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。サンプリング位置情報取得部１０４が取得した位置情報の例は、図９に示す。そして、第一メッシュ情報蓄積部１０５は、サンプリング位置情報取得部１０４が取得した図９のサンプリング位置情報を、第一メッシュ情報格納部１０２に蓄積する。なお、第一メッシュ情報は、例えば、４面体の外側および内側の点の情報（点の間は間隔があいている）の集合であっても良い。【０１２７】
次に、弾性情報付加部１０３は、以下に示す弾性情報付加処理を行う。つまり、弾性情報取得手段１０３１は、図７に示す２以上の医療用画像の集合（物体情報格納部１１６に格納されている）の各点に対して、色情報を取得する。【０１２８】
次に、弾性情報取得手段１０３１は、取得した色情報から弾性情報を算出する演算式「ｆ（色情報）」を読み出し、当該演算式に色情報を代入し、弾性情報を取得する。【０１２９】
次に、弾性情報付加手段１０３２は、取得した弾性情報を、３Ｄボクセル情報の各点に対して書き込む。そして、３Ｄボクセル情報の各点は、（ｘ，ｙ，ｚ，色情報，弾性情報）の構造を有することとなる。【０１３０】
弾性情報付加部１０３は、色情報の取得、弾性情報の取得、および弾性情報の書き込みをすべての点に対して行う。以上の処理により、自動的に弾性情報が付加される。【０１３１】
次に、ユーザは、スライス情報群の出力指示を入力した、とする。すると、指示受付部１０６はスライス情報群の出力指示を受け付ける。【０１３２】
次に、スライス情報群取得部１１７は、図１０に示すように、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔（スライス情報群取得部１１７は、当該間隔を予め保持している。）で、複数のスライス情報であるスライス情報群を、３Ｄボクセル情報から取得する。スライス情報群取得部１１７は、表示対象の三次元物体の位置「ｍｉｎＤ」と「ｍａｘＤ」を求め、所定の間隔「Ｄ」でスライスし、複数のスライス情報を取得する。スライス情報は、点の情報の集合である。また、スライス情報を構成する点間の間隔はない。つまり、スライス情報により示される平面は、点の情報により詰まっている。ここでの点の情報は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を有し、色情報を有さない。その結果、スライス情報群取得部１１７は、図１１に示すスライス情報群を取得する。スライス情報群は、スライス情報Ｓ１，スライス情報Ｓ２，スライス情報Ｓ３などを有する。なお、視線ベクトルに対して垂直にスライス情報を取得するのは、ユーザがスライス情報の集合を見た場合に、間引いたスライス情報でも、立体的に見えるようにするためである。また、所定の間隔で、間引いたスライス情報を取得するのは、表示処理の高速化のためである。また、一定の間隔でスライス情報を取得するのは、高品質な三次元物体を表示するためである。なお、視線ベクトルは、画面に対して垂直のベクトルであり、指示受付部１０６が回転指示を受け付けた場合、当該回転指示に応じて変化する。【０１３３】
そして、スライス情報群取得部１１７は、取得した図１１のスライス情報群を、少なくとも一時的に、スライス情報群格納部１０１に格納する。【０１３４】
次に、スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０１のスライス情報群を出力する。ここで、出力されたスライス情報群により、ユーザは、三次元の四面体を認識できる。なお、スライス情報群出力部１０７がスライス情報群を出力するトリガーは、ユーザ指示でも良いし、外部装置からの命令の受信等でも良い。そのトリガーは問わない。【０１３５】
次に、ユーザは、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、表示されている三次元の四面体を変形しようとする、とする。かかる指示を変形指示という。ここでは、変形指示は、例えば、情報処理装置１が具備するファントムで入力する。ファントムでの入力は、例えば、図８（ａ）に示す４面体の点Ｏを左横に所定の力で押下する入力である。そして、指示受付部１０６は、変形指示を受け付ける。かかる入力により、図８（ａ）に示す４面体は、図８（ｂ）に示すような４面体になる。そして、かかる変形指示に基づいて、第二メッシュ情報取得部１１０は、図９の第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報を図１２に示す。つまり、第二メッシュ情報は、図８（ｂ）の４面体を示す情報である。なお、第一メッシュ情報を変形し、第二メッシュ情報を取得する処理は、有限要素法による公知技術であるので詳細な説明は省略する。【０１３６】
次に、色情報の取得処理について説明する。図８（ａ），（ｂ）にあるように、メッシュ要素内部のある点Ｐが、変形指示の入力によってＰ'に変位したとき、Ｐ'の色情報には３Ｄボクセル情報内のＰの位置にある色情報を割り当てる必要がある。変形前後においてメッシュ内部の任意点の各頂点からの相対位置が変化しないとすれば、変形前後の内部点Ｐ，Ｐ'の位置は共通のパラメータｓ，ｔ，ｕを用いて、次のように各エッジの線形結合として表すことができる。【０１３７】
ＯＰ＝ｓＯＡ＋ｔＯＢ＋ｕＯＣ                  式（１）【０１３８】
Ｏ'Ｐ'＝ｓＯ'Ａ'＋ｔＯ'Ｂ'＋ｕＯ'Ｃ'  式（２）【０１３９】
ここで、対応点決定手段１１２１は、式（２）を解いて、変形後のメッシュから内部の点Ｐ'を定義するパラメータｓ，ｔ，ｕを求め、式（１）から変形前の位置Ｐを得る。そして、位置Ｐに対応する色情報を、３Ｄボクセル情報から取得する。そして、色情報決定手段１１２２は、対応点決定手段１１２１が決定した第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の中の各点の色情報を取得し、設定する。その結果、図１３の変形後の各スライス情報を構成する各点は、色情報を有することとなる。【０１４０】
以上の処理において、メッシュ情報を構成するノード（点）に変位が生じたり、メッシュ情報の再構成が行われたりした場合でも、シミュレーション前後において、要素内の点の各ノードからの相対位置が求められる限り、内部の任意点における色情報が再現可能である。【０１４１】
次に、変形物体出力部１１５は、第二スライス情報群を出力する。かかる処理により、変形指示を受け付けた後の三次元物体がリアルタイムに出力される。変形指示の受け付けと変形後の三次元物体の出力を繰り返すことで、例えば、医療分野における生体機能解析やリアルタイムの手術シミュレーション等が可能となる。【０１４２】
次に、位置情報取得部１０８は、受け付けた指示（変形指示）に対応する点、または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する。ここでは、例えば、点Ｏの位置情報を取得する。そして、次に、弾性情報取得部１０９は、位置情報取得部１０８が取得した点Ｏの位置情報と対になる１以上の弾性情報（ｅ）を、スライス情報群格納部１０１の各スライス情報、または物体情報格納部１１６の３Ｄボクセル情報から取得する。【０１４３】
次に、弾性情報出力部１１４は、弾性情報取得部１０９が取得した１以上の弾性情報から出力する力ベクトルを演算して、算出する。なお、弾性情報取得部１０９が取得した弾性情報が１つである場合、弾性情報出力部１１４は、通常、当該弾性情報をそのまま出力（例えば、後述するファントムへの出力）する。【０１４４】
次に、弾性情報出力部１１４は、取得した力ベクトルを、ファントムに出力する。そして、ファントムは、力ベクトルに対応して、モータを駆動する。そして、ユーザは、ファントムを使用して、与えた押し込みに対して得られる反力を感じることができる。【０１４５】
以上、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報を与えるだけで、自動的に弾性情報が付加され、ユーザが出力されている三次元物体に対して操作した場合、弾性情報が出力される。かかる情報処理装置１を手術のシミュレーションに利用した場合、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合を、情報処理装置１に与えるだけで、手術のシミュレーションが可能になる。【０１４６】
また、本実施の形態によれば、メッシュに生じた変形や破壊を、表面及び内部の色情報を伴って実時間で描出することができる。また、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができる。具体的には、ファントムなどの入出力機器を用いて、出力されている三次元物体を押したり、掴んだりした場合に、その押したり、掴んだりした箇所の硬さを感じながら三次元物体の形状を変えることができる。また、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報から取得したスライス情報群と、メッシュ情報を用いて、リアルタイムの三次元物体の変形を、硬さを感じながらシミュレーションできる。つまり、元画像のボクセルデータ（３Ｄボクセル情報）と対象領域のメッシュデータ（メッシュ情報）の両方を使用し、変形後のメッシュ要素をテクスチャマップされた断面の重なりによって表現することによって、物体表面・内部構造の高精細な描画を行え、かつ三次元物体を構成する各点、または／およびスライス情報群を構成する各点が弾性情報を有することにより、ユーザは、三次元物体の硬さを感じながら、当該三次元物体の変形をシミュレーションできる。また、本実施の形態によれば、有限要素法を代表とする力学計算アルゴリズムに対応し、専用のグラフィクスカードを必要とせずに、汎用ＰＣ上で、例えば、２５６×２５６×２５６  ｖｏｘｅｌからなるボリュームデータに対して、なめらかな変形アニメーションを生成することができる。【０１４７】
なお、本実施の形態によれば、情報処理装置１は、弾性情報を自動的に付加し、かつメッシュ情報も自動取得した。しかし、情報処理装置１は、弾性情報のみ、自動的に取得し、メッシュ情報は手作業により構築するなどしても良い。また、情報処理装置１は、メッシュ情報のみ自動取得し、弾性情報は手作業により構築するなどしても良い。【０１４８】
さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置１を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と色情報と弾性情報とを有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部と、前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部として機能させるためのプログラム、である。【０１４９】
また、上記プログラムは、前記指示受付部が受け付けた指示に基づいて、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、記憶媒体から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部として、コンピュータを、さらに機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０１５０】
また、上記プログラムは、コンピュータを、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部として、さらに機能させ、前記第一メッシュ情報は、前記複数のサンプリング位置情報により構成されることは好適である。【０１５１】
また、上記プログラムにおいて、前記弾性情報付加部は、前記複数の各スライス情報を構成する各点の色情報を用いて、弾性情報を取得する弾性情報取得手段と、前記弾性情報取得手段が取得した弾性情報を、前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して付加する弾性情報付加手段とを具備するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０１５２】
（実施の形態２）【０１５３】
本実施の形態において、弾性情報を自動的に付加し、当該弾性情報を用いて、シミュレーションを行うことができる情報処理装置について説明する。また、本実施の形態において、特異点（例えば、腫瘍のある点）からのユーグリッド距離をパラメータとする関数を用いて、弾性情報を決定する情報処理装置について説明する。【０１５４】
図１４は、本実施の形態における情報処理装置２のブロック図である。情報処理装置２は、スライス情報群格納部１０１、第一メッシュ情報格納部１０２、弾性情報付加部２０３、サンプリング位置情報取得部１０４、第一メッシュ情報蓄積部１０５、指示受付部１０６、特異点情報受付部２０６、スライス情報群出力部１０７、位置情報取得部１０８、弾性情報取得部１０９、第二メッシュ情報取得部１１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部１１３、弾性情報出力部１１４、変形物体出力部１１５、物体情報格納部１１６、スライス情報群取得部１１７を具備する。【０１５５】
弾性情報付加部２０３は、距離取得手段２０３１、弾性情報取得手段２０３２、弾性情報付加手段２０３３を具備する。【０１５６】
特異点情報受付部２０６は、１以上の特異点を示す情報である特異点情報を受け付ける。特異点情報は、通常、１以上の点を示す情報であり、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の構造を有する１以上の点を示す情報である。また、特異点とは、例えば、腫瘍のある領域の点や、傷や手術痕のある領域の点などである。特異点情報の入力手段は、キーボードやマウスやテンキーやメニュー画面によるもの等、何でも良い。特異点情報受付部２０６は、キーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。【０１５７】
弾性情報付加部２０３は、１以上の特異点からの距離をパラメータとして、各点の弾性情報を決定し、当該弾性情報を各点に対して付加する。かかる場合、弾性情報付加部２０３は、「弾性情報＝ｆ（１以上の特異点からの距離）」の演算式の情報を格納しており、当該演算式に１以上の特異点からの距離を代入し、弾性情報を決定する。また、弾性情報付加部２０３は、１以上の特異点からの距離、および各点の色情報とをパラメータとして、各点の弾性情報を決定し、当該弾性情報を各点に対して付加することは好適である。かかる場合、弾性情報付加部２０３は、「弾性情報＝ｆ（１以上の特異点からの距離，色情報）」の演算式の情報を格納しており、当該演算式に１以上の特異点からの距離を代入し、弾性情報を決定する。なお、各点とは、複数の各スライス情報を構成する各点、または物体情報格納部１１６に格納されている３Ｄボクセル情報の各点である。弾性情報付加部２０３は、腫瘍のある領域の点などの特異点付近は、硬くなっていることを考慮した弾性情報を決定できる。【０１５８】
距離取得手段２０３１は、前記複数の各スライス情報を構成する各点と、１以上の特異点からの距離を取得する。複数の各スライス情報を構成する各点は、３Ｄボクセル情報の各点に含まれるので、距離取得手段２０３１は、３Ｄボクセル情報の各点と、１以上の特異点からの距離を取得しても良い。スライス情報を構成する各点（または、３Ｄボクセル情報の各点）が（ｘ１，ｙ１，ｚ１）であり、特異点が（ｘ２，ｙ２，ｚ２）である場合の距離を算出する技術は公知技術であるので説明を省略する。特異点が複数存在する場合、距離取得手段２０３１は、スライス情報を構成する各点（または、３Ｄボクセル情報の各点）と最も近い特異点との距離を取得しても良いし、スライス情報を構成する各点（または、３Ｄボクセル情報の各点）と複数の特異点との距離の平均値等を取得しても良い。かかる平均値等も、１以上の特異点からの距離である、と考える。距離取得手段２０３１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。距離取得手段２０３１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１５９】
弾性情報取得手段２０３２は、距離取得手段２０３１が取得した距離を用いて弾性情報を取得する。また、弾性情報取得手段２０３２は、複数の各スライス情報を構成する各点の色情報と、距離取得手段２０３１が取得した距離を用いて弾性情報を取得しても良い。弾性情報取得手段２０３２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報取得手段２０３２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１６０】
次に、情報処理装置２の動作について、図１５のフローチャートを用いて説明する。図１５のフローチャートにおいて、図２のフローチャートと異なるステップについてのみ説明する。【０１６１】
（ステップＳ１５０１）特異点情報受付部２０６は、ステップＳ２０１で受け付けた指示（情報）が、特異点情報であるか否かを判断する。特異点情報であればステップＳ１５０２に行き、特異点情報でなければステップＳ２０２に行く。【０１６２】
（ステップＳ１５０２）特異点情報受付部２０６は、受け付けた特異点情報を、図示しない記憶媒体に少なくとも一時格納する。ステップＳ２０１に戻る。【０１６３】
（ステップＳ１５０３）弾性情報付加部２０３は、弾性情報付加処理を行う。弾性情報付加処理について、図１６のフローチャートを用いて説明する。【０１６４】
また、図１５のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【０１６５】
次に、ステップＳ１５０３の弾性情報付加処理について、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６のフローチャートにおいて、図４のフローチャートと異なるステップについてのみ説明する。【０１６６】
（ステップＳ１６０１）距離取得手段２０３１は、カウンタｊに１を代入する。【０１６７】
（ステップＳ１６０２）距離取得手段２０３１は、ｊ番目の特異点が存在するか否かを判断する。ｊ番目の特異点が存在すればステップＳ１６０３に行き、ｊ番目の特異点が存在しなければステップＳ１６０５に行く。【０１６８】
（ステップＳ１６０３）距離取得手段２０３１は、ｊ番目の特異点と，ｉ番目の点との距離を算出し、当該距離をメモリ上に配置する。【０１６９】
（ステップＳ１６０４）距離取得手段２０３１は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ１６０２に行く。【０１７０】
（ステップＳ１６０５）距離取得手段２０３１は、メモリ上に存在する距離（ステップＳ１６０３で算出）のうち、最も近い距離（最小の距離）を取得する。この距離を、特異点との距離とする。【０１７１】
（ステップＳ１６０６）弾性情報取得手段２０３２は、演算式「弾性情報＝ｆ（色情報，距離）」の情報を読み出し、取得されている色情報、および距離を演算式に代入して、当該演算式を実行する。そして、弾性情報取得手段２０３２は、弾性情報を取得し、メモリ上に配置する。【０１７２】
なお、図１６のフローチャートにおいて、演算式「弾性情報＝ｆ（色情報，距離）」のｆは、通常、色情報が示す色が濃い色であるほど、硬くなるような弾性情報を取得する。また、ｆは、通常、距離が小さいほど、硬くなるような弾性情報を取得する。ただし、ｆの内容は問わない。さらに、ｆは、距離のみをパラメータとする関数でも良い。【０１７３】
また、図１６のフローチャートのステップＳ１６０５において、複数の特異点が存在する場合、ｉ番目の点と、複数の特異点との距離のうち最小の距離を取得した。しかし、複数の特異点との距離の平均を取得するなど、他の距離に関する情報を取得しても良い。【０１７４】
さらに、図１６のフローチャートにおいて、距離の算出方法は問わない。【０１７５】
以下、本実施の形態における情報処理装置２の具体的な動作について説明する。情報処理装置２において、例えば、三次元物体は、心臓や肺などの臓器である。そして、実施の形態１で説明した情報処理装置１との差は、特異点の情報を用いて、弾性情報を自動付加する処理である。かかる弾性情報の自動付加処理について説明する。【０１７６】
今、弾性情報取得手段２０３２は、演算式「弾性率＝濃淡値＊距離係数＊定数」の情報を保持している。なお、演算式において、濃淡値は、色情報が有する濃淡値である。距離係数は、図１７に示す距離係数グラフから取得できる距離係数である。弾性情報取得手段２０３２は、図１７に示す距離係数グラフの情報を予め保持しており、特異点と点との距離（横軸の値）から距離係数を取得する。図１７の距離係数グラフは、距離が一定値以上である場合、特異点（腫瘍など）が、各点の弾性情報に影響を及ぼさない（距離係数が１である）ことを示す。定数は、弾性情報をヤング率とするための定数であり、弾性情報取得手段２０３２が予め保持している。【０１７７】
また、ユーザは、腫瘍のある点を示す情報である特異点情報（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）を入力した、とする。すると、特異点情報受付部２０６は、特異点情報（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）を受け付け、メモリ上に配置する。【０１７８】
次に、ユーザは、情報処理装置１に対して、起動指示を入力した、とする。すると、指示受付部１０６は、起動指示を受け付ける。【０１７９】
次に、サンプリング位置情報取得部１０４と第一メッシュ情報蓄積部１０５は、実施の形態１で説明したように、メッシュ蓄積処理を行う。【０１８０】
次に、弾性情報付加部２０３は、以下に示す弾性情報付加処理を行う。つまり、弾性情報取得手段２０３２は、例えば、図７に示す２以上の医療用画像の集合（物体情報格納部１１６に格納されている）の各点に対して、濃淡値を取得する。【０１８１】
そして、距離取得手段２０３１は、特異点（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）と、各点との距離を算出する。【０１８２】
次に、弾性情報取得手段２０３２は、図１７のグラフに対して、距離を用いて、距離係数を取得する。次に、弾性情報取得手段２０３２は、演算式「弾性率＝濃淡値＊距離係数＊定数」に対して、各点ごとに、濃淡値、距離係数、定数を代入し、弾性率を取得する。【０１８３】
次に、弾性情報付加手段２０３３は、３Ｄボクセル情報の各点に対して弾性率を書き込む。そして、３Ｄボクセル情報の各点は、（ｘ，ｙ，ｚ，色情報，弾性率）の構造を有することとなる。以上の処理により、自動的に弾性情報が付加される。【０１８４】
３Ｄボクセル情報の各点の構造が（ｘ，ｙ，ｚ，色情報，弾性率）となった後の、情報処理装置２の動作については、実施の形態１で説明した動作と同様であるので、説明を省略する。【０１８５】
以上、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報を与えるだけで、自動的に弾性情報が付加され、ユーザが出力されている三次元物体に対して操作した場合、弾性情報が出力される。また、本実施の形態によれば、腫瘍などの生体の特性をも考慮した弾性情報が自動付加できる。かかる情報処理装置２を手術のシミュレーションに利用した場合、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合を、情報処理装置２に与えるだけで、精度の高い手術シミュレーションが可能になる。【０１８６】
なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と色情報と弾性情報とを有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部と、前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部として機能させるためのプログラム、である。【０１８７】
また、上記プログラムにおいて、コンピュータを、１以上の特異点を示す情報である特異点情報を受け付ける特異点情報受付部としてさらに機能させ、前記弾性情報付加部は、前記１以上の特異点からの距離を取得する距離取得手段をさらに具備し、前記弾性情報取得手段は、前記複数の各スライス情報を構成する各点の色情報と、前記距離取得手段は取得した距離を用いて弾性情報を取得するようにコンピュータを機能させることは好適である。【０１８８】
（実施の形態３）【０１８９】
本実施の形態において、弾性情報を自動的に付加し、当該弾性情報を用いて、シミュレーションを行うことができる情報処理装置について説明する。また、本実施の形態において、オペレーション（手術）法に関する情報を持つことができ、その情報を用いて、手術のシミュレーションが可能な情報処理装置について説明する。なお、オペレーション情報は、例えば、切開創に関する情報や、「ひねる」ことを示す情報や、「つまむ」ことを示す情報である。さらに、本実施の形態において、解剖学的情報（胸骨、肋骨などの位置の情報）を持つことができ、その情報を用いて、被手術者の生体に合致したデータに補正できる情報処理装置について説明する。【０１９０】
図１８は、本実施の形態における情報処理装置３のブロック図である。情報処理装置３は、スライス情報群格納部１０１、第一メッシュ情報格納部１０２、手術情報格納部３０１、解剖学的情報格納部３０２、弾性情報付加部１０３、メッシュ情報補正部３０３、指示受付部１０６、スライス情報群出力部１０７、位置情報取得部１０８、弾性情報取得部１０９、第二メッシュ情報取得部３１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部１１３、弾性情報出力部１１４、物体情報格納部１１６、スライス情報群取得部１１７を具備する。【０１９１】
手術情報格納部３０１は、手術情報を格納し得る。手術情報は、手術に関する情報である。手術情報は、例えば、被手術者の生体に関する情報であったり、被手術者の生体内の点や領域を示す情報であったりする。手術情報は、例えば、切開創の位置を示す情報である切開創位置情報を有する。つまり、手術情報は、切開創の形状、属性などの情報を有しても良い。また、手術情報は、力のかけ方などの物理条件を有しても良い。また、手術情報は、例えば、ひねる動作（手術の動作の一つ）が行われる点または領域の情報である捻り位置情報であっても良い。捻り位置情報は、点を特定する情報であり、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の座標情報や、点の識別子である。また、手術情報は、つまむ動作（手術の動作の一つ）が行われる点または領域の情報である摘み位置情報であっても良い。摘み位置情報も、点を特定する情報であり、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の座標情報や、点の識別子である。手術情報の属性とは、例えば、肩甲骨、胸骨最下部等の位置を示す位置情報であり、人体のランドマークとなる解剖学的な情報である。なお、位置情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の座標情報や、点の識別子である。手術情報格納部３０１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。手術情報格納部３０１に手術情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して手術情報が手術情報格納部３０１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された手術情報が手術情報格納部３０１で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された手術情報が手術情報格納部３０１で記憶されるようになってもよい。【０１９２】
解剖学的情報格納部３０２は、人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を格納し得る。人体特徴点位置情報とは、例えば、胸骨、肋骨などの頂点位置を示す情報である。人体特徴点位置情報は、例えば、胸骨最上部、胸骨最下部、両肩甲骨最下部、両乳頭の６点の位置を示す情報である。解剖学的情報格納部３０２は、例えば、標準的な解剖学的情報と、手術を受ける個人の解剖学的情報とを格納している。解剖学的情報格納部３０２は、例えば、男女別や老若別に異なる標準的な解剖学的情報を保持していたり、人種別に異なる標準的な解剖学的情報を保持していたりすることは好適である。解剖学的情報格納部３０２は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。解剖学的情報格納部３０２に解剖学的情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して解剖学的情報が解剖学的情報格納部３０２で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された解剖学的情報が解剖学的情報格納部３０２で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された解剖学的情報が解剖学的情報格納部３０２で記憶されるようになってもよい。【０１９３】
メッシュ情報補正部３０３は、解剖学的情報を用いて、第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成する。メッシュ情報補正部３０３は、例えば、被手術者の生体に合致するように、切開創位置情報を修正するなどの処理を行う。つまり、具体的には、メッシュ情報補正部３０３は、第一メッシュ情報格納部１０２に格納されている第一メッシュ情報（例えば、標準的な人体のメッシュ情報）と、解剖学的情報（例えば、標準的な解剖学的情報）と、入力された個人の解剖学的情報とを用いて、第一メッシュ情報を補正する。メッシュ情報補正部３０３は、個人の解剖学的情報と、標準的な解剖学的情報との差から、第一メッシュ情報（例えば、標準的な人体のメッシュ情報）を修正する。また、複数の解剖学的情報が解剖学的情報格納部３０２に格納されている場合、メッシュ情報補正部３０３は、一の解剖学的情報を選択し、当該選択した解剖学的情報を用いて、第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成する。メッシュ情報補正部３０３が一の解剖学的情報を選択する方法は問わない。ユーザからの指示に基づいて、一の解剖学的情報を選択しても良い。【０１９４】
さらに具体的には、メッシュ情報補正部３０３は、例えば、以下の数式１に示す評価関数の情報を保持しており、例えば、パラメータωｉ＝１．０、λｉ＝１０．０を代入し、メッシュ情報補正部３０３は、数式１の評価関数を実行し、最小二乗法を用いて、評価関数が最小となる第一メッシュ情報を補正する。なお、数式１の評価関数は、２次関数であるので、その最小問題を解けば、補正された第一メッシュ情報を導出できる。また、評価関数が２次関数の場合、それを最小とするｐ'（移動後の頂点）のセットは、一意に求めることができることは公知である。また、数式１の評価関数における「制約をかける特徴点」とは、ここでは、解剖学的情報である。
【数１】
2010021309.tif 000003
【０１９５】
メッシュ情報補正部３０３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。メッシュ情報補正部３０３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１９６】
なお、指示受付部１０６は、出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける。手術指示とは、切開する、ひねる、つまむ、などの指示である。または、手術指示は、一通りの指示でも良い。つまり、ユーザは、切開する場合でも、ひねる場合でも、つまむ場合でも、同一の操作を行い、かかる操作を受け付けた点や領域が、動作識別子を有しても良い。動作識別子とは、例えば、「切開する（例えば、「１」）」「ひねる（例えば、「２」）」「つまむ（例えば、「３」）」などである。【０１９７】
第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた指示に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。特に、第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示と手術情報に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。【０１９８】
第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示と手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。【０１９９】
第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示と手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。なお、捻る場合の点の移動アルゴリズムは公知技術である。【０２００】
第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示と手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。なお、摘む場合の点の移動アルゴリズムは公知技術である。【０２０１】
第二メッシュ情報取得部３１０は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部３１０の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２０２】
次に、情報処理装置３の動作について説明する。情報処理装置３の動作は、情報処理装置１の動作と比較して、メッシュ補正処理が加わり、ステップＳ２１８の変形処理が異なる。したがって、メッシュ補正処理と変形処理のみについて説明する。【０２０３】
まず、メッシュ補正処理について、以下に説明する。メッシュ情報補正部３０３は、数式１の評価関数が最小となるように第一メッシュ情報を補正し、新しい第一メッシュ情報を取得し、少なくとも一時的に第一メッシュ情報格納部１０２に書き込む。ここで、「新しい第一メッシュ情報を書き込む」とは、第一メッシュ情報を更新する、という意味である。【０２０４】
次に、情報処理装置３の変形処理について、図１９のフローチャートを用いて説明する。図１９のフローチャートにおいて、図５のフローチャートと異なるステップについてのみ説明する。【０２０５】
（ステップＳ１９０１）第二メッシュ情報取得部３１０は、第二メッシュ情報の取得処理を行う。第二メッシュ情報取得処理について、図２０のフローチャートを用いて説明する。【０２０６】
次に、ステップＳ１９０１の第二メッシュ情報取得処理について、図２０のフローチャートを用いて説明する。【０２０７】
（ステップＳ２００１）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示が、切開の指示であるか否かを判断する。切開の指示であればステップＳ２００２に行き、切開の指示でなければステップＳ２００７に行く。【０２０８】
（ステップＳ２００２）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が指示を受け付けた１以上の点（領域でも良い）を取得する。【０２０９】
（ステップＳ２００３）第二メッシュ情報取得部３１０は、手術情報格納部３０１の切開創位置情報を取得する。【０２１０】
（ステップＳ２００４）第二メッシュ情報取得部３１０は、ステップＳ２００２で取得した１以上の点が、ステップＳ２００３で取得した切開創位置情報と合致するか否かを判断する。合致すればステップＳ２００５に行き、合致しなければステップＳ２００６に行く。なお、「合致する」とは、指示が切開する指示であるための条件を満たすことである。さらに具体的には、例えば、「合致する」とは、ステップＳ２００２で取得した１以上のすべての点が、切開創位置情報（例えば、１以上の点の集合）で構成される直線から、予め決められた閾値以内の距離を有することである。手術情報が、切開するための力の大きさなどの物理条件を有している場合、第二メッシュ情報取得部３１０は、当該物理条件に合致する入力があった場合のみ、「合致する」と判断しても良い。【０２１１】
（ステップＳ２００５）第二メッシュ情報取得部３１０は、第一メッシュ情報格納部１０２から第一メッシュ情報を読み出し、当該第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し（予め決められた移動のアルゴリズムにより移動する）、切開創の右側にある点は右側に移動して（予め決められた移動のアルゴリズムにより移動する）、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。上位処理にリターンする。予め決められた移動のアルゴリズムとは、切開のラインの中央部は大きく開き、両端部は小さく開いて両端部が尖った楕円形のような形状になるように点を移動するアルゴリズムである。【０２１２】
（ステップＳ２００６）第二メッシュ情報取得部３１０は、エラー出力する。第二メッシュ情報取得部３１０は、例えば、切開する位置が間違っている旨を出力する。上位処理にリターンする。【０２１３】
（ステップＳ２００７）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示が、ひねりの指示であるか否かを判断する。ひねりの指示であればステップＳ２００８に行き、ひねりの指示でなければステップＳ２０１３に行く。【０２１４】
（ステップＳ２００８）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が指示を受け付けた１以上の点（領域でも良い）を取得する。【０２１５】
（ステップＳ２００９）第二メッシュ情報取得部３１０は、手術情報格納部３０１の捻り位置情報を取得する。【０２１６】
（ステップＳ２０１０）第二メッシュ情報取得部３１０は、ステップＳ２００８で取得した１以上の点が、ステップＳ２００９で取得した捻り位置情報と合致するか否かを判断する。合致すればステップＳ２０１１に行き、合致しなければステップＳ２０１２に行く。なお、「合致する」とは、指示が捻り指示であるための条件を満たすことである。さらに具体的には、例えば、「合致する」とは、ステップＳ２００２で取得した１以上のすべての点が、捻る対象の領域の点であることである。【０２１７】
（ステップＳ２０１１）第二メッシュ情報取得部３１０は、第一メッシュ情報格納部１０２から第一メッシュ情報を読み出し、当該第一メッシュ情報内の点であり、指示を受け付けた点（領域の１以上の点）が捻られたように変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。上位処理にリターンする。【０２１８】
（ステップＳ２０１２）第二メッシュ情報取得部３１０は、エラー出力する。第二メッシュ情報取得部３１０は、例えば、捻ることがきでない領域に捻る指示を入力した旨を出力する。上位処理にリターンする。【０２１９】
（ステップＳ２０１３）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が受け付けた手術指示が、つまみの指示であるか否かを判断する。つまみの指示であればステップＳ２０１４に行き、つまみの指示でなければステップＳ５０２に行く。【０２２０】
（ステップＳ２０１４）第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が指示を受け付けた１以上の点（領域でも良い）を取得する。【０２２１】
（ステップＳ２０１５）第二メッシュ情報取得部３１０は、手術情報格納部３０１の摘み位置情報を取得する。【０２２２】
（ステップＳ２０１６）第二メッシュ情報取得部３１０は、ステップＳ２００８で取得した１以上の点が、ステップＳ２００９で取得した摘み位置情報と合致するか否かを判断する。合致すればステップＳ２０１７に行き、合致しなければステップＳ２０１８に行く。なお、「合致する」とは、指示が摘み指示であるための条件を満たすことである。さらに具体的には、例えば、「合致する」とは、ステップＳ２００２で取得した１以上のすべての点が、摘む対象の領域の点であることである。【０２２３】
（ステップＳ２０１７）第二メッシュ情報取得部３１０は、第一メッシュ情報格納部１０２から第一メッシュ情報を読み出し、当該第一メッシュ情報内の点であり、指示を受け付けた点（領域の１以上の点）が摘まれたように変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。上位処理にリターンする。【０２２４】
（ステップＳ２０１８）第二メッシュ情報取得部３１０は、エラー出力する。第二メッシュ情報取得部３１０は、例えば、摘むことがきでない領域に摘む指示を入力した旨を出力する。上位処理にリターンする。【０２２５】
以下、本実施の形態における情報処理装置３の具体的な動作について説明する。情報処理装置３において、例えば、三次元物体は、人体の胸部である。物体情報格納部１１６は、ある成人男性のＣＴボリュームデータを保持している。【０２２６】
そして、今、手術情報格納部３０１は、人体の胸部の中央部あたりの点の集合である切開創位置情報を格納している。また、解剖学的情報格納部３０２は、胸骨最上部、胸骨最下部、両肩甲骨最下部、両乳頭の６点の位置を示す情報を保持している。かかることを、図２１で示す。図２１（ａ）は、胸骨最上部の位置を示す情報、胸骨最下部の位置を示す情報が解剖学的情報であることを示す。図２１（ｂ）は、両肩甲骨最下部の位置を示す情報が解剖学的情報であることを示す。図２１（ｃ）は、両乳頭の位置を示す情報が解剖学的情報であることを示す。図２１（ｄ）は、切開創位置情報が示す点の情報を結んだ線である切開創を示す。なお、解剖学的情報（肩甲骨の位置情報、胸骨最下部の位置情報など）は、ユーザがマウス等の入力手段で入力しても良いし、画像処理により自動取得しても良い。画像処理により、特徴点を取得する技術は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。【０２２７】
そして、情報処理装置３は、図２１（ｄ）に示すような情報（以下、切開テンプレートと言う）を得たとする。切開テンプレートは、第一メッシュ情報から構成される形状の情報、弾性情報、切開創位置情報、解剖学的情報（６点の位置を示す情報）を有する。【０２２８】
かかる場合、メッシュ情報補正部３０３は、例えば、数式１の評価関数が最小になるように、第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成する。【０２２９】
以上の状態において、ユーザは、情報処理装置３に対して、起動指示を入力した、とする。すると、指示受付部１０６は、起動指示を受け付ける。情報処理装置３は、物体情報格納部１１６のＣＴボリュームデータから実施の形態１で説明した処理により、弾性情報を自動付加し、第一メッシュ情報を自動取得した、とする。【０２３０】
次に、ユーザは、スライス情報群の出力指示を入力した、とする。すると、指示受付部１０６はスライス情報群の出力指示を受け付ける。すると、実施の形態１で説明した処理（情報処理装置１と同様の処理）により、情報処理装置３は、胸部の表示を行う。【０２３１】
次に、ユーザは、切開創に沿って、切開する手術指示を入力した、とする。すると、第二メッシュ情報取得部３１０は、指示受付部１０６が指示を受け付けた１以上の点（領域でも良い）を取得する。【０２３２】
次に、第二メッシュ情報取得部３１０は、手術情報格納部３０１の切開創位置情報（図２１（ｄ）の切開創を示す点の集合）を取得する。【０２３３】
そして、第二メッシュ情報取得部３１０は、指示を受け付けた１以上の点が、取得した切開創位置情報と合致する、と判断した、とする。【０２３４】
そして、第二メッシュ情報取得部３１０は、第一メッシュ情報格納部１０２から第一メッシュ情報を読み出し、当該第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し（予め決められた移動のアルゴリズムにより移動する）、切開創の右側にある点は右側に移動して（予め決められた移動のアルゴリズムにより移動する）、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。【０２３５】
そして、第一スライス情報群取得部１１１は、取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。つまり、第一スライス情報群取得部１１１は、第二メッシュ情報が構成する三次元物体をスライスし、複数の平面の情報を得る。【０２３６】
次に、実施の形態１で説明した処理と同様の処理により、第二スライス情報群取得部１１３は、第二スライス情報群を取得する。【０２３７】
そして、実施の形態１で説明した処理と同様の処理により、変形物体出力部１１５は、取得された第二スライス情報群を出力する。【０２３８】
その結果、出力は、図２２（ａ）から図２２（ｂ）に変更され、切開創が開いた表示になる。なお、図２２（ｂ）の出力は、特徴点６点を制約条件とした評価関数（数式１）を用いて、医用画像に切開テンプレートを適合させ、その後に開創したものである。そして、図２２（ｂ）の出力は、像が削れていない、切開創が正しい位置にある、切開創から胸壁内部の空間が確認可能である、といった効果を奏する。【０２３９】
なお、図２３は、メッシュ情報補正部３０３が補正を行わなかった場合の出力例である。つまり、図２３は、事前に用意した標準体型の第一メッシュ情報を用いた場合の出力例である。図２３によれば、ボリュームが削れており（図２３（ａ）の丸印参照）、かつ、メッシュと画像にずれが大きく、切開創の位置がずれている（図２３（ｂ）参照）ことが確認できる。これは、事前に用意した標準体型の第一メッシュ情報は、被験者の体にフィットしていないため、その体にフィットしていないテンプレート（第一メッシュ情報）の内部に相当する領域のみ可視化しているために発生する現象である。さらに詳細には、図２３において、被験者が標準体型より太っており、被験者の三次元画像（または、被験者の体に合致した第一メッシュ情報と言っても良い。）に対して、標準体型の三次元画像（第一メッシュ情報）が小さいために、三次元画像の一部の箇所が削れている。なお、被験者の体にフィットした、補正された第一メッシュ情報を用いた場合は、上記のように、三次元画像の一部の箇所が削れることはない。【０２４０】
また、図２４は、テンプレートを患者個人の体型に適合させ、特徴点と評価点の理論値との平均距離誤差を算出したことを説明する表である。「特徴点の平均誤差」とは、特徴点（例えば、乳首の位置）の補正前の距離誤差の平均である。図２４において、成人男性Ａの補正前の複数の特徴点と理論的な複数の特徴点との距離誤差の平均は、１９．８５（ｖｏｘｃｅｌ）であったが、成人男性Ａの体型に補正することにより、補正後の複数の特徴点と理論的な複数の特徴点との距離誤差の平均が０．１８（ｖｏｘｃｅｌ）となった、ことを示す。また、「評価点の平均誤差」とは、補正前の複数の評価点と理論的な複数の評価点との距離誤差の平均と、補正後の複数の評価点と理論的な複数の評価点との距離誤差の平均とを示す。図２４において、成人男性Ａの補正前の複数の評価点と理論的な複数の評価点との距離誤差の平均は、１６．７７（ｖｏｘｃｅｌ）であったが、成人男性Ａの体型に補正することにより、補正後の複数の評価点と理論的な複数の評価点との距離誤差の平均が１０．６１（ｖｏｘｃｅｌ）となった、ことを示す。なお、評価点とは、特徴点ではないが、他の評価すべき人体上の点であり、例えば、臍の位置である。【０２４１】
図２４において、メッシュ情報補正部３０３が補正処理を行うことにより、成人男性Ａ、Ｂの特徴点は、ほぼ理論値に一致し、評価点も適応前と比べ、患者の体型に近づいていることが分かる。なお、情報処理装置３を用いれば、成人男性Ａ、Ｂの特徴点を、入力手段（例えば、マウスなど）により指定した後、ボリューム操作までは数分で作業可能となることが確認されている。【０２４２】
以上、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報を与えるだけで、自動的に弾性情報が付加され、ユーザが出力されている三次元物体に対して操作した場合、弾性情報が出力される。また、本実施の形態によれば、手術情報を持つことができ、その手術情報を用いて、手術のシミュレーションが可能となる。また、本実施の形態によれば、患者の体型に合わせた手術シミュレーションが可能となる。【０２４３】
また、従来、物体（臓器、頭、手、脚等の物体）を操作可能にするために、ＭＲＩなどの撮像装置で取得した三次元画像から、物体の輪郭を抽出してベクトル化していた。これをメッシュ化と呼ぶ。このメッシュ化の作業には、多大な労力を要していた。一方、本実施の形態の情報処理装置３では、予めメッシュを保持しておき、さらに、撮像対象物が一般的に有する特徴点（例えば、乳首や肩甲骨の突起部など）や手術情報（例えば、切開箇所と切開方向など）をメッシュ上に保持させておく。そのため、情報処理装置３では、特徴点や手術情報と第一メッシュ情報とを、三次元画像に適用することにより、メッシュ化の作業を大幅に省略できる。【０２４４】
なお、本実施の形態における情報処理装置３を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と色情報と弾性情報とを有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部と、前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部として機能させるためのプログラム、である。【０２４５】
また、上記プログラムにおいて、前記指示受付部は、前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付け、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示受付部が受け付けた手術指示と、記憶媒体に格納されている手術情報に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０２４６】
また、上記プログラムにおいて、前記手術情報は、切開創の位置を示す情報である切開創位置情報を有し、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０２４７】
また、上記プログラムにおいて、前記手術情報は、ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報を有し、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０２４８】
また、上記プログラムにおいて、前記手術情報は、つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報を有し、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。【０２４９】
また、上記プログラムにおいて、コンピュータを、人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する解剖学的情報を用いて、前記第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部としてさらに機能させるプログラム、であることは好適である。【０２５０】
また、図２５は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した実施の形態の情報処理装置等を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図２５は、このコンピュータシステム３４０の概観図であり、図２６は、コンピュータシステム３４０の内部構成を示す図である。【０２５１】
図２５において、コンピュータシステム３４０は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２を含むコンピュータ３４１と、キーボード３４２と、マウス３４３と、モニタ３４４とを含む。【０２５２】
図２６において、コンピュータ３４１は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２に加えて、ＭＰＵ３４１３と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２及びＦＤドライブ３４１１に接続されたバス３４１４と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ３４１５と、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのＲＡＭ３４１６と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク３４１７とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ３４１は、さらに、ＬＡＮへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。【０２５３】
コンピュータシステム３４０に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、またはＦＤ３５０２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２またはＦＤドライブ３４１１に挿入され、さらにハードディスク３４１７に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ３４１に送信され、ハードディスク３４１７に記憶されても良い。プログラムは実行の際にＲＡＭ３４１６にロードされる。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、ＦＤ３５０２またはネットワークから直接、ロードされても良い。【０２５４】
プログラムは、コンピュータ３４１に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム３４０がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。【０２５５】
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信する送信ステップや、情報を受信する受信ステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理（ハードウェアでしか行われない処理）は含まれない。【０２５６】
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。【０２５７】
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。【０２５８】
また、上記各実施の形態において説明した情報処理装置は、主として、手術のシミュレーションで利用されるので、手術シミュレーション装置、と言い換えても良い。【０２５９】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０２６０】
以上のように、本発明にかかる手術シミュレーション装置は、適切な手術シミュレーションができる、という効果を有し、例えば、手術用のシミュレーション装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２６１】
【図１】実施の形態１における情報処理装置のブロック図
【図２】同情報処理装置１の動作について説明するフローチャート
【図３】同メッシュ蓄積処理の動作について説明するフローチャート
【図４】同弾性情報付加処理の動作について説明するフローチャート
【図５】同変形処理の動作について説明するフローチャート
【図６】同変形処理の動作について説明するフローチャート
【図７】同医用画像の集合を示す図
【図８】同変形対象の三次元物体を構成する４面体を示す図
【図９】同サンプリング位置情報取得部が取得した位置情報の例を示す図
【図１０】同第一スライス情報群を取得する際のイメージを示す図
【図１１】同スライス情報群を示す図
【図１２】同第二メッシュ情報を示す図
【図１３】同変形後のスライス情報群を示す図
【図１４】実施の形態２における情報処理装置のブロック図
【図１５】同情報処理装置２の動作について説明するフローチャート
【図１６】同弾性情報付加処理の動作について説明するフローチャート
【図１７】同距離係数グラフを示す図
【図１８】実施の形態３における情報処理装置３のブロック図
【図１９】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図２０】同第二メッシュ情報取得処理の動作について説明するフローチャート
【図２１】同解剖学的情報を説明する図
【図２２】同切開した場合の動作を示す図
【図２３】同メッシュ情報補正部による補正を行わなかった場合の出力例
【図２４】同テンプレートを患者個人の体型に適合させることを説明する表を示す図
【図２５】同コンピュータシステムの概観図
【図２６】同コンピュータシステムの内部構成を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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２２】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月7日(2010.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納し得るスライス情報群格納部と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納し得る第一メッシュ情報格納部と、
手術に関する指示である手術指示が入力される前に、手術に関する情報であり、切開創の位置を示す切開創位置情報または捻る位置を示す捻り位置情報または摘む位置を示す摘み位置情報を有する手術情報を、予め格納している手術情報格納部と、
前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付部と、
前記手術情報格納部から前記手術情報を読み出し、当該手術情報が有する切開創位置情報または捻り位置情報または摘み位置情報と前記指示受付部が受け付けた手術指示が示す点または領域とが合致するか否かを判断し、合致する場合に、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取
得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部とを具備し、
前記手術情報は、
切開創の位置を示す情報である切開創位置情報、ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報、つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報のうちのいずれか１以上の情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理のうちのいずれか１以上の処理を行う手術シミュレーション装置。
【請求項２】
人体の構造を示す情報であり、人体の部分の位置を示す情報である人体特徴点位置情報を有する標準的な解剖学的情報と、手術を受ける個人の解剖学的情報とを格納し得る解剖学的情報格納部と、
前記標準的な解剖学的情報と前記個人の解剖学的情報との差を用いて、前記第一メッシュ情報を補正し、新たな第一メッシュ情報を構成するメッシュ情報補正部とをさらに具備し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報に基づいて、前記メッシュ情報補正部が構成した新たな第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部をさらに具備し、
前記第一メッシュ情報格納部に格納されている第一メッシュ情報は、前記複数のサンプリング位置情報により構成される請求項１記載の手術シミュレーション装置。
【請求項９】
前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と弾性情報とを少なくとも有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部をさらに具備し、
前記スライス情報群出力部は、
前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力し、
前記指示受付部は、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付け、
前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、
前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報を出力する弾性情報出力部とをさらに具備し、
前記弾性情報付加部は、
前記複数の各スライス情報を構成する各点のＣＴ値を用いて、弾性情報を取得する弾性情報取得手段と、
前記弾性情報取得手段が取得した弾性情報を、前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して付加する弾性情報付加手段とを具備する請求項１または請求項２記載の手術シミュレーション装置。
【請求項１０】
前記複数の各スライス情報を構成する各点に対して、弾性についての情報である弾性情報を付加し、位置情報と弾性情報とを少なくとも有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を構成する弾性情報付加部をさらに具備し、
前記スライス情報群出力部は、
前記弾性情報付加部が構成したスライス情報群を出力し、
前記指示受付部は、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付け、
前記指示に対応する点または領域を構成する点の、１以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した１以上の位置情報と対になる１以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、
前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報を出力する弾性情報出力部とをさらに具備し、
腫瘍のある領域の点、または傷や手術痕のある領域の点である１以上の特異点を示す情報である特異点情報を受け付ける特異点情報受付部をさらに具備し、
前記弾性情報付加部は、
前記１以上の特異点からの距離を取得する距離取得手段をさらに具備し、
前記弾性情報取得手段は、
前記距離取得手段が取得した距離を用いて、距離が小さいほど硬くなるような弾性情報を取得する請求項１または請求項２記載の手術シミュレーション装置。
【請求項１１】
スライス情報群出力部、指示受付部、第二メッシュ情報取得部、第一スライス情報群取得部、色情報決定部、第二スライス情報群取得部および変形物体出力部により実現される手術シミュレーション方法であって、
記憶媒体に、
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報と、
手術に関する情報であり、切開創の位置を示す切開創位置情報または捻る位置を示す捻り位置情報または摘む位置を示す摘み位置情報を有する手術情報とを、手術に関する指示である手術指示が入力される前に格納しており、
前記スライス情報群出力部により、前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、
前記指示受付部により、前記スライス情報群出力ステップで出力されたスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付ステップと、
前記第二メッシュ情報取得部により、前記記憶媒体から前記手術情報を読み出し、当該手術情報が有する切開創位置情報または捻り位置情報または摘み位置情報と前記指示受付ステップで受け付けられた手術指示が示す点または領域とが合致するか否かを判断し、合致する場合に、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
前記第一スライス情報群取得部により、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記記憶媒体から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、
前記色情報決定部により、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定ステップと、
前記第二スライス情報群取得部により、前記色情報決定ステップで決定された各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得ステップで取得された第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、
前記変形物体出力部により、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップとを具備し、
前記手術情報は、
切開創の位置を示す情報である切開創位置情報、ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報、つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報のうちのいずれか１以上の情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得ステップは、
前記指示受付ステップで受け付けられた手術指示と前記手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付ステップで受け付けられた手術指示と前記手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付ステップで受け付けられた手術指示と前記手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理のうちのいずれか１以上の処理を行う手術シミュレーション方法。
【請求項１２】
記憶媒体に、
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群と、
三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報と、
手術に関する情報であり、切開創の位置を示す切開創位置情報または捻る位置を示す捻り位置情報または摘む位置を示す摘み位置情報を有する手術情報とを、手術に関する指示である手術指示が入力される前に格納しており、
コンピュータを、
前記スライス情報群格納部のスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群の所定の点または領域に対する指示であり、手術に関する指示である手術指示を受け付ける指示受付部と、
前記手術情報格納部から前記手術情報を読み出し、当該手術情報が有する切開創位置情報または捻り位置情報または摘み位置情報と前記指示受付部が受け付けた手術指示が示す点または領域とが合致するか否かを判断し、合致する場合に、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部として機能させるためのプログラムであり、前記手術情報は、
切開創の位置を示す情報である切開創位置情報、ひねる動作が行われる点または領域の情報である捻り位置情報、つまむ動作が行われる点または領域の情報である摘み位置情報のうちのいずれか１以上の情報を有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する切開創位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、切開創位置情報に対応する点のうち、切開創の左側にある点は左側に移動し、切開創の右側にある点は右側に移動して、切開創が開くように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する捻り位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、捻り位置情報に対応する点を移動して、捻るように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理、
前記指示受付部が受け付けた手術指示と前記手術情報が有する摘み位置情報に基づいて、前記第一メッシュ情報内の点であり、摘み位置情報に対応する点を移動して、摘むように第二メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理のうちのいずれか１以上の処理を行うように、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【国際調査報告】
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