(57)【要約】【課題】表示されたベクトル量のカラーコーディングと共に画面表示の方位を描出する。【解決手段】  測定またはシミュレーションから得られた三次元ベクトル量が、カラーコード化された方向情報を用いて可視化され、三次元ベクトル量がその三次元ベクトル量の方向に依存して異なるカラーで三次元表示または２次元投影された表示で画像出力手段に表示され、画像出力手段には表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素と使用されたカラーコーディングに対する少なくとも１つの説明用指示とが表示され、表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素が、データ処理装置に格納されている測定データまたはシミュレーションデータの処理および／または画像処理を行うためのプログラム手段により、三次元要素としてカラーで構成され、参照要素のカラー構成によって、使用されたカラーコーディングが説明用に表示され、方位を指示するための参照要素とカラーコーディングを説明するための三次元凡例とが１つの要素に結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定またはシミュレーションから得られ、データ処理装置側に存在するおよび／またはデータ処理装置によって受信された三次元ベクトル量が、カラーコード化された方向情報を用いて可視化され、三次元ベクトル量がそのベクトル量の方向に依存して異なるカラーで三次元表示または２次元投影された表示にて画像出力手段に表示され、画像出力手段には表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素と使用されたカラーコーディングに対する少なくとも１つの説明用指示とが表示される三次元ベクトル量の可視化方法において、
表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素が、データ処理装置に格納されている測定データまたはシミュレーションデータの処理および／または画像処理を行うためのプログラム手段により、三次元要素としてカラーで構成され、参照要素のカラー構成によって、使用されたカラーコーディングが説明用に表示され、方位を指示するための参照要素とカラーコーディングを説明するための三次元凡例とが１つの要素に結合されることを特徴とする三次元ベクトル量の可視化方法。
【請求項２】
ベクトル量として、磁気共鳴装置による拡散テンソル画像化の際に、拡散プロセスの優先方向が表示されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
参照要素として、立方体、球体、直方体および楕円体の内の少なくとも１つが使用されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
参照要素の辺と、参照要素の辺面と、緯度および経度または三角測量の導入によって生じる参照要素の分解面との内の少なくとも１つがカラーで構成されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
参照要素が、表示の方位を指示するテキスト要素を含み、テキスト要素がカラーコーディングを説明するためにカラーで構成されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
表示において主方向のコーディングのために使用された基本色がそれぞれの方向に対応して参照要素上に表示されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
主方向が直交三脚であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
隣接方向をコード化する混合色がそれぞれの方向に応じて参照要素上に表示されることを特徴とする請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
画像処理ツールによる参照要素の回転時に画像出力手段のベクトル量の表示が相応に回転され、逆にベクトル量の表示の回転時に参照要素が相応に回転されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
カラーコード化された方向情報により三次元ベクトル量を可視化する三次元ベクトル量の可視化装置（１６）において、存在するデータおよび／または受信されたデータを処理するデータ処理装置（２３）と、カラー表示に適した画像出力手段とが設けられ、請求項１乃至９の１つに記載の方法を実施するための装置を構成していることを特徴とする三次元ベクトル量の可視化装置。
【請求項１１】
三次元ベクトル量の可視化装置（１６）は、画像処理ツールを操作するための入力装置（２５）を有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の１つに記載の三次元ベクトルの磁気共鳴量の可視化装置を含むことを特徴とする磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定またはシミュレーションから得られ、データ処理装置側に存在するおよび／またはデータ処理装置によって受信された三次元ベクトル量が、カラーコード化された方向情報を用いて可視化され、ベクトル量がそのベクトル量の方向に依存して異なるカラーで三次元表示または２次元投影された表示にて画像出力手段に表示され、画像出力手段には表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素と使用されたカラーコーディングに対する少なくとも１つの説明用指示とが表示される三次元ベクトル量の可視化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医学、地質学あるいは材料検査において三次元データを可視化する場合に、表示された情報の空間方位を記録することが必要である。このために画像平面の位置または描出されたボリューム表示に関する方位を推論できる参照要素が使用される。ベクトル場として表示される三次元ベクトル量の使用されたカラーコーディングを説明する表示用の付加的な説明用凡例がしばしば必要である。使用されたカラーコーディングのための説明用指示としてのこのような三次元凡例は、本来の画面表示に付加しておよび参照要素に付加して画像出力手段に表示される。
【０００３】
しかしながら、このように、一方では参照要素により方位を表示することと、他方では使用されたカラーコーディングのための指示を三次元凡例として表示することとは、画像出力手段においては画像の重なりによる急な遮蔽が生じ得るので、画面表示を用いて作業する使用者にとって場合によっては重要な情報が失われるという問題を必然的に伴う。その上、すばやく表示を見通すことができない。同時に、一方での方位指示および他方での三次元凡例の実現は、可視化に使用されたプログラム手段のために些細とは言いがたい量のソースコードの使用を必要とする。これによって、誤りが発生しやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の課題は、これに関して改善された可視化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題の解決のために、本発明によれば、冒頭に述べた方法において、表示の方位を指示する少なくとも１つの参照要素が三次元要素としてカラーで構成され、参照要素のカラー構成によって、使用されたカラーコーディングが説明用に表示される。
【０００６】
従って、従来において独立に存在する要素、すなわち方位を指示するための参照要素とカラーコーディングを説明するための三次元凡例とが１つの要素に組み合わされることによって、問題点が解決される。グラフィック要素またはテキストマークとして構成された参照要素は、同時に、使用されたカラーコーディングの説明を行うようにカラーで構成される。それにより、結果において、同時に直観的であるコンパクトな表示が生じる。画像出力手段、例えば画面または印刷において表示されたベクトル量を用いて作業する使用者は、方位もしくはカラーコーディングの指示に関して習得した知識を無制限に使用することができる。この場合、本来は方位を表示するためにのみ使用された参照要素の解釈拡張が行なわれるだけである。方位を指示する参照要素にカラーコーディングを組み込むことによって簡単な実現が可能であるので、量の画面表示の基礎をなすプログラム手段によって場合によっては発生する誤りの回数が低減される。
【０００７】
ベクトル量は、測定またはシミュレーションから得られ地質学または材料検査において取得された量、例えば機械的応力における力伝達を記述するベクトル、または液体の岩層透過を描出するベクトルである。他の適用分野は、医学分野、例えば拡散プロセスの表示にある。同様に血流もしくは筋肉組織の運動方向をカラーコード化して表示することができる。この場合に、解剖学方位もカラーコーディングも量の画面表示に使用される画像出力手段で表示することができ、このために本発明によればこれらのために単一の要素しか必要とされない。
【０００８】
従って、本発明によれば、ベクトル量として、特に磁気共鳴装置による拡散テンソル画像化（ＤＴＩ）の際に、拡散プロセスの優先方向を表示することができる。この場合に分子が拡散移動するが、種々の方向に使える自由経路長さは一般に異なっており、それによって移動の異方性が生じる。指向性拡散が存在する組織は、拡散の解剖学的優先方向がカラーで分かるようにカラー表示される。このような拡散量の本発明による可視化においては、使用されたカラーコーディングが参照要素のカラー構成によって指示され、参照要素は同時に撮影の解剖学方位を描出する。同じようにして、工学分野における拡散量の可視化を行うことができる。
【０００９】
参照要素として、立方体、球体、直方体および楕円体の内の少なくとも１つを使用することができる。この場合に、同時に、より複雑なカラーコーディングの表示に用いるべき参照要素として、カラー移行を特に良好に指示できる球体または楕円体のような湾曲面を有する要素が考えられ得る。他方において、平らな面を有する参照要素は、それぞれの平らな面に、特定の方位の指示、例えば解剖学においては左および右または前および後の指示を割り当てることができる利点を有する。
【００１０】
楕円体または異なる辺長を有する直方体を使用すると、一方では画面または紙印刷のような画像出力手段でベクトル量の表示の分解または特定のゆがみを描出することができ、他方では場合によっては特定の方向においてカラーコーディングのより正確な表示を行なうことができる。
【００１１】
本発明によれば、更に、参照要素の辺と、参照要素の面と、緯度および経度または三角測量の導入によって生じる参照要素の分解面との内の少なくとも１つがカラーで構成される。例えば、立方体の辺が、水平または垂直な方向に割り当てられているカラーに応じて着色されるとよい。同様に立方体の面がカラーコーディングに応じてカラーで構成されるか、または球体を構成している分解面がカラーで構成されるとよい。
【００１２】
更に、参照要素が、表示の方位を指示するテキスト要素を含み、テキスト要素がカラーコーディングを説明するためにカラーで構成されるとよい。例えば解剖学的表示の場合、「前」（“ａｎｔｅｒｉｏｒ”）を表す符号「Ａ」を、この方向に割り当てられたカラーに従ってカラーで構成することができる。従って、例えば「垂直」または「水平」のような方位を指示するために、いずれにせよ使用されるテキスト要素をカラーで構成することができるので、付加的に、使用されたカラーコーディングに関する情報を伝達するためにテキスト要素を利用することができる。
【００１３】
表示において主方向のコーディングのために使用された基本色がそれぞれの方向に対応して参照要素に表示されると好ましい。例えば、医学においては、しばしば「前−後」の主方向が「緑」のカラーによってコード化され、「左−右」の主方向が「赤」によって表示され、「上−下」の主方向が「青」によって表示される。主方向のコーディングに使用されるこれらの基本色、もしくは場合によっては他の基本色が、それぞれの方向に応じて参照要素に表示されるので、例えば、解剖学的写像の際に方位を指示するために「前（ａｎｔｅｒｉｏｒ）」について「Ａ」が記されている立方体の面は「緑」に着色される。同様にして直方体の水平方向の辺は左から右への方向に対応して「赤」に着色される。従って、球体要素の北極は「青」に着色され、これにより上−下方向に対して平行または逆平行の向きが表現される。
【００１４】
主方向が直交三脚であるとよい。これは医学の用途においても自然科学もしくは工学の用途においても慣例であり、これらの用途においては、主方向に対してたいていｘｙｚ直交座標系が使用される。
【００１５】
本発明の一実施態様においては、隣接方向をコード化する混合色がそれぞれの方向に応じて参照要素に表示される。主方向に対して赤、緑または青の如きそれぞれ１つの基本色が指定されると、隣接方向に対して基本色の組み合わせによって生じる混合色が使用されるならば、カラーコーディングの直観的な分かりやすさが改善される。例えば、上−下方向に比較して僅かに傾斜しているベクトルについてはより明るい青が使用され、この青は前−後方向により多く対応するベクトルに向かって緩やかに緑に移行する。
【００１６】
本発明によれば、画像処理ツールによる参照要素の回転時に画像出力手段におけるベクトル量の表示が相応に（すなわち参照要素の回転に対応して）回転され、逆にベクトル量の表示の回転時に参照要素が相応に（すなわち表示の回転に対応して）回転される。従って、使用者は、キーボードまたはマウスを介して制御する画像処理ツールを使用することができる。例えば、回転角および回転方向の指定によって、あるいは矢印表示もしくは表示されたグリップハンドにより、参照要素を望みどおりに回転させることができる。この場合に、画面表示は、方位が参照要素において描出された方位に一致するように合わせられる。逆に、例えば基礎をなしているパラメータの調整によって、画像出力手段における表示を回転させることができる。この場合にも、自動的に参照要素が表示の回転に応じて回転するので、参照要素はそれぞれ、該当カラーコーディングを有する正しい方位を描出する。
【００１７】
従って、本発明によれば、単一の参照要素を使用して、表示されたベクトル量についての基礎をなしているカラーコーディングと共に画面表示の方位を描出することができる。
【００１８】
更に、本発明は、カラーコード化された方向情報により三次元ベクトル量を可視化する三次元ベクトル量の可視化装置において、存在するデータおよび／または受信されたデータを処理するデータ処理装置と、カラー表示に適した画像出力手段とが設けられ、上述の方法を実施するための装置を構成している三次元ベクトル量の可視化装置に関する。データ処理装置にはベクトル量が保存されているか、あるいはベクトル量がデータ処理装置に、例えば測定装置からデータ記憶媒体またはデータ接続線を介して伝達される。モニタまたは平面型画面などである画像出力手段は、ベクトル量をカラーコード化して表示するのに適している。同様に、カラー構成されかつそれにより方位のほかにカラーコーディングも指示する参照要素が表示される。これは、一般には、データ処理装置に格納されかつ測定データまたはシミュレーションデータの如きデータの処理もしくは画像処理を行うプログラム手段により行なわれる。
【００１９】
三次元ベクトル量の可視化装置は、画像処理ツールを操作するための入力装置、特にキーボードおよび／またはマウスを有すると好ましい。画像処理ツールにより、例えば参照要素をつかんで回転させることができ、制御はマウス等を介して行なうことができる。そのほかに入力装置は、例えば表示の方位を決定するパラメータを変更することによって、テキスト入力により画像処理を制御するために使用することができる。同様に、入力装置により、新たな表示のための画像範囲または切断平面の選択を行なうことができる。
【００２０】
更に、本発明は、上述のような三次元ベクトルの磁気共鳴量の可視化装置を含む磁気共鳴装置に関する。この場合に、可能な量は、拡散テンソル画像化の際にプロトンの種々の運動もしくはそれにより発生し優先方向を定める異方性によって生じる拡散の優先方向のベクトルである。同様に、例えば心筋層の運動方向をベクトル量によって描出することができる。本発明による三次元ベクトル量の可視化装置を使用することによって、磁気共鳴装置により検査を行なう使用者のために、一方では重なりによる遮蔽を回避し、しかし他方では非常に直観的であるコンパクトな表示がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
添付図面に基づいて実施例から本発明の他の利点、特徴および詳細を明らかにする。
図１は本発明による三次元ベクトル量の可視化方法の枠内における画面表示を示し、
図２は球状の参照要素を有する別の画面表示を示し、
図２Ａは図２の部分図を示す。
図３は本発明に従って構成された参照要素を示し、
図４は本発明による方法を実施するための三次元ベクトル量の可視化装置を有する本発明による磁気共鳴装置を示す。
【００２２】
図１は本発明による三次元ベクトル量の可視化方法の枠内における画面表示１を示す。これらのベクトル量は、データ処理装置の側に存在するか、またはデータ処理装置によってデータ線を介してまたは記憶媒体により受け取られたベクトル量である。代替または補足として、ここでは図示されていない画像印刷を考慮してもよい。医学分野におけるデータ取得の際に求められたベクトル量が、画面表示１における三次元表示２で描出される。三次元表示２は、それぞれのベクトルの方向に依存してカラーコード化されているベクトル量の表示３のほかに、ここでは検査された患者の頭部範囲である指定検査範囲の参照目的に役立つ表示４を含む。ここでは目下、相応の皮膚組織および脂肪組織、脳塊ならびに骨格を有する患者頭部が示されている。更に、方位決定のために、三次元表示２の頭部範囲を水平方向に切断する切断平面５が描写されている。
【００２３】
画面表示１は三次元表示２のほかに立方体形状の参照要素６を有する。立方体の面は、解剖学表示２の方位を指示し、「左方」に対してテキスト要素「Ｌ」を、「後方」に対して「Ｐ」を、「上方」に対して「Ｈ」を付されている。立方体の面７は、ここでは異なるハッチングで示されているように、カラーで区別して構成され、それによってベクトル量の表示３に使用されたカラーコーディングが説明用に示される。後方向に相当する方向を有するベクトル量は、ここではハッチングで分かるように、参照要素６の「Ｐ」を付されている該当面７と同じカラーを有する。従って、左方向に相当する方向を有するベクトルは、ベクトル量の表示３において、「Ｌ」を付されている立方体６の該当面７において指定されているのと同じカラーで描出されている。これらの互いに直交する３つの主方向に相当しない方向を有する量は、表示３において、異なるハッチングによって示されている混合色によって描出されている。
【００２４】
それゆえ、本発明による可視化方法によれば、方位と、ベクトル量の方向情報をカラーコード化するカラーコーディングとを、カラーで相応に形成された単一の参照要素に基づいて迅速に把握できるように表示可能である。
【００２５】
図２は球体状の参照要素９を有する画面表示８を示す。この画面表示８において、ベクトル量は、図２Ａの部分図において認識できるように、２次元で楕円１０として表示されている。楕円１０の半軸比が量の異方性の尺度となる。ベクトル量の方向情報は楕円１０のカラー構成によって描出される。このカラー構成はここでは異なるハッチングによって示されている。表示の分かり易さの理由から、表示８には楕円構造が示されておらず、むしろカラー範囲はハッチングに従って描出されているだけである。更に、このカラーコーディングは参照要素９のカラー構成によって説明されている。参照要素９はまず楕円１０によって構成されている表示８の方位を指示する。このために、球体の形の参照要素９がテキスト要素１１を備え、ここでは「下方」に対しては「Ｆ」、「前方」に対しては「Ａ」のテキスト要素１１を備えている。というのは、ここでも医学データが取得されたので、テキスト要素には解剖学方位が割り当てられると望ましいからである。これらのテキスト要素は、それぞれ割り当てられた主方向のためのカラーコーディングと同じカラーで構成されている。隣接方向は混合色によってコード化される。彩色（ここでの表示においてハッチング）が参照要素９における相応の彩色（またはハッチング）に対応する楕円１０は、参照要素９の方位によって相応に表示された方向を有する。
【００２６】
図１または図２において、それぞれ、相応の画像処理ツールの使用によってあるいは表示を決定する指示の入力によって参照要素を回転させると、ベクトル量の表示の回転と、場合によっては表示された検査範囲の回転とが対応して起こる。逆に画面表示の回転時には参照要素が一緒に回転するので、参照要素がもたらす方位に対する指示が常にベクトル量の表示に一致する。
【００２７】
図３は、本発明に従って構成された立方体の形の参照要素１２を示す。ここでは、方位はｘ，ｙもしくはｚ方向を指示するテキスト要素１３によって表示される。これらの主方向は直交三脚をなす。更に、参照要素１２は、参照要素１２の辺１４ａが空間におけるその方位に応じて異なるカラー（ここでは異なる破線または点線によって示されている）で構成されていることによって、ここには図示されていないベクトル量のカラーコーディングに対する説明用指示を含んでいる。従って、参照要素１２から即座に、当該表示において垂直の優先方向を有するベクトル量がどのカラーを持たねばならないかを知ることができる。面１４ｂは、ここに示されている参照要素１２の場合には、カラー構成ではなく、むしろ、カラーコーディングと混同されない単一の彩色、例えばグレーを有する。
【００２８】
図４には、本発明による方法を実施するための三次元ベクトル量の可視化装置１６を備えた本発明による磁気共鳴装置１５が示されている。磁気共鳴装置１５は、磁気共鳴断層撮影装置１７と、ハウジング１８と、患者２１が横たわっている患者用寝台２０を収容するのに適した開口１９とを含む。
【００２９】
磁気共鳴断層撮影装置１７により、拡散テンソル画像化の枠内において、拡散方向によりベクトル量が測定される画像撮影が行なわれる。これらのベクトル量はデータ接続線２２を介して三次元ベクトル量の可視化装置１６に伝送される。三次元ベクトル量の可視化装置１６は、メモリユニットおよびコンピュータユニットを備えたデータ処理装置２３ならびに画面２４および入力装置２５を含む。入力装置２５はキーボード２５ａおよびマウス２５ｂからなる。磁気共鳴断層撮影装置１７からデータ接続線２２を介して受信されたベクトル量は、データ処理装置２３によって、画面２４において参照要素も含む表示２６にベクトル量がカラーコード化されて表示されるように処理される。ここでは図の見易さの理由から示されていない参照要素は、撮影された検査範囲の三次元表示もしくは２次元投影された表示の方位と共に、ベクトル量の方向情報をコード化したカラーコーディングを描出するように構成されている。なお、方位はテキスト要素によって指示されるのが望ましく、テキスト要素は、さらに、カラー構成されていることによって、同時にカラーコーディングの指示に役立ち得る。しかも、参照要素に対応する面はカラーで構成されていてもよい。
【００３０】
従って、三次元ベクトル量の可視化装置１６を使用した本発明による磁気共鳴装置１５により、カラーコード化された方向情報を有する三次元ベクトル量の可視化が可能になり、可視化のための主要な特性つまり方位もしくはカラーコーディングを説明するために、単一の参照要素が必要とされだけである。従って、本発明による磁気共鳴装置１５により簡単に、データ可視化の理解に必要な情報が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による三次元ベクトル量の可視化方法の枠内における画面表示を示す図
【図２】球状の参照要素を有する別の画面表示を示す図
【図２Ａ】図２の部分図
【図３】本発明に従って構成された参照要素を示す図
【図４】三次元ベクトル量の可視化装置を有する本発明による磁気共鳴装置を示す概略図
【符号の説明】
【００３２】
１        画面表示
２        三次元表示
３        ベクトル量の表示
４        参照目的のための表示
５        切断平面
６        参照要素
７        面
８        画面表示
９        参照要素
１０        楕円
１１        テキスト要素
１２        参照要素
１３        テキスト要素
１４ａ      辺
１４ｂ      面
１５        磁気共鳴装置
１６        三次元ベクトル量の可視化装置
１７        磁気共鳴断層撮影装置
１８        ハウジング
１９        開口
２０        患者用寝台
２１        患者
２２        データ接続線
２３        データ処理装置
２４        画面
２５        入力装置
２５ａ      キーボード
２５ｂ      マウス
２６        表示
【図１】
2006223863.tif 000003
【図２】
2006223863.tif 000004
【図２Ａ】
2006223863.tif 000005
【図３】
2006223863.tif 000006
【図４】
2006223863.tif 000007