(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データ内の物体を、前記物体の解剖学的構造モデルに結合された第１の湾曲した横断表面を使用して可視化するシステムであって、前記システムは、
前記画像データにおける前記物体に前記解剖学的構造モデルを適合させるモデル装置と、
前記第１の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて、前記適合させた解剖学的構造モデルに前記第１の横断表面を適合させる表面装置と、
前記適合させた第１の湾曲した横断表面に基づいて前記画像データから画像を計算する可視化装置と
を備え、前記物体の前記解剖学的構造モデルに結合された第２の湾曲した横断表面を使用して更に構成され、
前記表面装置は、前記第２の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて、前記適合させた解剖学的構造モデルに前記第２の湾曲した横断表面を適合させるよう更に構成され、
前記可視化装置により、前記画像データから計算された前記画像は、前記適合させた第２の湾曲した横断表面に更に基づくシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、前記第１の湾曲した横断表面は、剛体であり、前記解剖学的構造モデルに可動に結合されるシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムであって、前記第１の湾曲した横断表面が弾性であるシステム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムであって、前記第１の湾曲した横断表面は、前記モデルに硬性的に、又は弾性的に結合された複数の制御点を含むシステム。
【請求項５】
報告を生成する報告システムであって、前記報告システムは、請求項１記載のシステムを備え、前記報告は前記可視化装置によって計算された前記画像を含む報告システム。
【請求項６】
請求項１記載のシステムを備える画像獲得装置。
【請求項７】
請求項１記載のシステムを備えるワークステーション。
【請求項８】
画像データ内の物体を、前記物体の解剖学的構造モデルに結合された第１の湾曲した横断表面を使用して可視化する方法であって、
前記画像データにおける前記物体に前記解剖学的構造モデルを適合させるモデル工程と、
前記第１の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて、前記適合させた解剖学的構造モデルに前記第１の湾曲した横断表面を適合させる表面工程と、
前記適合させた第１の湾曲した横断表面に基づいて前記画像データから画像を計算する可視化工程と
を含み、
前記物体の前記解剖学的構造モデルに結合された第２の湾曲した横断表面を使用するよう更に構成され、
前記表面工程は、前記第２の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて、前記適合させた解剖学的構造モデルに前記第２の湾曲した横断表面を適合させるよう更に構成され、
前記可視化工程において、前記画像データから計算される前記画像は、前記適合させた第２の湾曲した横断表面に更に基づく方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記第１の湾曲した横断表面は、モデルに硬性的に、又は弾性的に結合された複数の制御点を含む方法。
【請求項１０】
コンピュータ装置によってロードされる対象のコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・プログラムは、
物体の解剖学的構造モデルに結合された第１の湾曲した横断表面を使用して画像データ内の物体を可視化するための命令を含み、前記コンピュータ装置は処理装置及びメモリを含み、前記コンピュータ・プログラムは、ロードされた後、前記画像データ内の前記物体に前記解剖学的構造モデルを適合させる機能と、前記第１の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて前記第１の湾曲した横断表面を、前記適合させた解剖学的構造モデルに適合させる機能と、前記適合させた第１の湾曲した横断表面に基づいて前記画像データから画像を計算する機能と
を行うための機能を処理装置に提供し、
前記物体の前記解剖学的構造モデルに結合された第２の湾曲した横断表面を使用して前記画像データ内の前記物体を可視化するための命令を更に含み、前記コンピュータ・プログラムは、ロードされた後、前記第２の湾曲した横断表面と前記解剖学的構造モデルとの間の結合に基づいて前記第２の湾曲した横断表面を、前記適合させた解剖学的構造モデルに適合させる機能と、前記適合させた第２の湾曲した横断表面に基づいて前記画像データから画像を計算する機能と
を行うための機能を処理装置に提供するコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湾曲平面再構成として知られている手法を使用した医用画像内の構造の可視化に関し、特に、画像データにおける物体を可視化するための、横断表面の画定に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元（３Ｄ）又は４次元（４Ｄ）画像データの場合、表示の２次元（２Ｄ）表示平面上へのマッピングを行う投影機能が必要である。一般的な可視化手法は、画像データを通した平面切り込み（すなわち、画像データの断面）の表示、最大強度投影（ＭＩＰ）などの投影手法、及び伝達関数に基づいたボリューム・レンダリング手法を含む。他の手法には、例えば、Ｓ．Ｅ．Ｊ．  Ｃｏｎｎｏｒ及びＣ．  Ｆｌｉｓによる「Ｔｈｅ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ  ｒｅｆｏｒｍａｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｋｕｌｌ  ｂａｓｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｋｕｌｌ−ｂａｓｅ  ｆｒａｃｔｕｒｅｓ，  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ６０，  Ｉｓｓｕｅ  ８，  ２００５，  Ｐａｇｅｓ  ８７８−８８５」に記載された平面及びマルチ平面再構成（ＭＰＲ）、及び、例えば、Ａｒｍｉｎ  Ｋａｎｉｔｓａｒ，  Ｄｏｍｉｎｉｋ  Ｆｌｅｉｓｃｈｍａｎｎ，  Ｒａｉｎｅｒ  Ｗｅｇｅｎｋｉｔｔｌ，  Ｐｅｔｒ  Ｆｅｌｋｅｌ，  Ｍｅｉｓｔｅｒ  Ｅｄｕａｒｄ  Ｇｒｏｌｌｅｒによる「ＣＰＲ  −  ｃｕｒｖｅｄ  ｐｌａｎａｒ  ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ’０２  Ｂｏｓｔｏｎ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，  ＳＥＳＳＩＯＮＳｅｓｓｉｏｎ  Ｐｌ：ｍｅｄｉｃａｌ  ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｇｅｓ：３７−４４（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｇ．ｔｕｗｉｅｎ．ａｃ．ａｔ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／２００２／ｋａｎｉｔｓａｒ−２００２−ＣＰＲＸ／ＴＲ−１８６−０２−０６Ｐａｐｅｒ．ｐｄｆにおいても入手可能である）（以降、Ｒｅｆ．１として表す）」に記載されたその一般化（湾曲平面再構成）がある。ＣＰＲの目標は、単一の画像内で管構造をその長さ全体において可視にすることである。この目的で、構造の中心線が得られる。ユーザによって選択される関心の任意のベクトル及び中心線により、Ｒｅｆ．  １のｓｅｃｔｉｏｎ  ３  ＣＰＲ  Ｍｅｔｈｏｄｓの導入部に開示されたように、再サンプリング表面が定められる。再サンプリングされたデータは、Ｒｅｆ．１のｓｅｃｔｉｏｎ  ３．１、３．２又は３．３にそれぞれ開示されたような、投影されたＣＰＲ、引き伸ばされたＣＰＲ、又はまっすぐにしたＣＰＲを使用して可視化することができる。
【０００３】
Ｒｅｆ．１に開示された方法の課題は、中心線の判定に基づき、よって、上記方法は特に、管構造用に企図されており、人間の心臓又は脳などの他の物体の可視化に容易に適合させることが可能でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像データにおける物体を可視化するために横断表面を画定することができるシステムであって、その物体が非管状の物体であることが効果的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
よって、本発明の一局面では、物体のモデルに結合された第１の横断表面を使用して画像データにおける物体を可視化するシステムが提供され、システムは、
画像データにおける物体にモデルを適合させるモデル装置と、
第１の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて、適合されたモデルに第１の横断表面に適合させる表面装置と、
適合させた第１の横断表面に基づいて画像データから画像を計算する可視化装置と
を備える。
【０００６】
第１の横断表面は、物体の有用な特徴を可視化するために画像データのスライスを画定するために使用することができる。何れかの適切なレンダリング手法（例えば、最大強度投影（ＭＩＰ））は、第１の横断表面によって画定された画像データのスライスに基づいて画像を計算するために、可視化装置によって使用することが可能である。本発明の第１の横断表面はモデルに結合され、表面の位置、向き及び／又は形状は、画像データにおける物体に適合されたモデルによって定められる。効果的には、第１の横断表面とモデルとの間の結合、及び画像データ内の物体にモデルを適合させることにより、第１の横断表面を画像データに適合させることが可能になる。よって、適合された第１の横断表面の形状、向き、及び／又は位置は、適合されたモデルの形状、向き及び／又は位置に基づく。同様な効果を達成するために画像データにおける特徴に基づいて物体に直接、第１の横断表面を適合させることにより、信頼度及び精度がより低くなる。これは、表面が、モデルよりも、含まれる物体の特徴が少ないからである。
【０００７】
一実施例では、システムは、物体のモデルに結合された第２の横断表面を使用するよう更に構成され、
表面装置が、第２の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて第２の横断表面を適合モデルに適合させるよう更に構成され、
可視化装置により、画像データから計算された画像は、更に、適合された第２の横断表面に更に基づく。
【０００８】
よって、適合された第２の横断表面の形状、向き、及び／又は位置は、更に、適合モデルの形状、向き及び／又は位置に基づき、よって、間接的に、画像データに基づく。
【０００９】
システムの実施例では、第１の横断表面は剛体であり、モデルに可動に結合される。例えば、表面は矩形であり得、矩形の平面は、モデルの特徴によって画定される非共線的な３点によって画定され得る。表面装置は、（ｉ）矩形の表面が、適合モデルの３点によって定められ、（ｉｉ）矩形の中心が３点の質量中心によって定められ、（ｉｉｉ）矩形の軸が、適合モデルの３点への線形回帰によって得られる線によって定められるように矩形をモデルに適合させるよう構成し得る。
【００１０】
システムの実施例では、第１の横断表面は弾性である。例えば、表面は、複数のノードを含む表面メッシュとして実現することができる。近傍ノードは、弾性力を介して互いに相互作用し得る。弾性力は、実現及び計算が簡単である。更に、弾性力は、物体のモデルの変形から生じる表面の期待された変形を表す。しかし、別の実施例では、一部のノードが非弾性力により、互いに相互作用し得るということを当業者は認識するであろう。
【００１１】
システムの実施例では、第１の横断表面は、モデルに硬性的に、又は弾性的に結合された複数の制御点を含む。例えば、複数の制御点の位置は、モデルの特徴に基づき得る。硬性結合の場合、制御点の座標は、モデルに対して固定である。弾性結合の場合、複数の制御点の位置は、モデルとのそれらの弾性的な相互作用によって定められる。弾性的な相互作用は、調和力などの弾性力などによって表し得る。表面は、例えば、補間手法を使用して、制御点によって画定することができる。非弾性結合の使用も可能であるということを当業者は理解するであろう。
【００１２】
本発明の更なる局面によれば、システムは、報告を生成するための報告システムに含まれ、報告は、適合された第１の横断表面に基づき、可視化装置により、画像データから計算される。
【００１３】
本発明の更なる局面では、システムは画像獲得装置に含まれる。
【００１４】
本発明の更なる局面では、システムはワークステーションに含まれる。
【００１５】
本発明の更なる局面では、物体のモデルに結合された第１の横断表面を使用して画像データにおける物体を可視化する方法が提供され、方法は、
画像データ内の物体にモデルを適合させるモデル工程と、
第１の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて第１の横断表面を、適合モデルに適合させる表面工程と、
適合された第１の横断表面に基づいて画像データから画像を計算する可視化工程と
を含む。
【００１６】
本発明の更なる局面では、コンピュータ装置によってロードされる対象のコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供し、コンピュータ・プログラム・プロダクトは、物体のモデルに結合された第１の横断表面を使用して画像データ内の物体を可視化するための命令を含み、コンピュータ装置は、処理装置及びメモリを含み、コンピュータ・プログラム・プロダクトは、ロードされた後、
画像データ内の物体にモデルを適合させる機能と、
第１の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて第１の横断表面を、適合モデルに適合させる機能と、
適合された第１の横断表面に基づいて画像データから画像を計算する機能と
を行うための機能を処理装置に提供する。
【００１７】
本発明の上記実施例、実現形態、及び／又は局面のうちの２つ以上を、有用と認められる何れかのやり方で組み合わせることができるということを当業者は認識するであろう。
【００１８】
本願記載のシステムの修正及び変形に対応する報告システム、画像獲得装置、ワークステーション、方法、及び／又はコンピュータ・プログラム・プロダクトは、本願明細書に基づいて当業者によって行うことが可能である。
【００１９】
当業者は、例えば、限定列挙でないが、標準Ｘ線撮像、コンピュータ・トモグラフィ（ＣＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、シングル・フォトン・エミッション・コンピュータ・トモグラフィ（ＳＰＥＣＴ）、及び核医学（ＮＭ）などの種々の獲得手法によって獲得された複数次元画像データ（３次元又は４次元画像）に上記方法を適用することができるということを当業者は認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】システムの例示的な実施例を略示したブロック図である。
【図２】脊柱モデルに関して画定されたいくつかの例示的な横断表面を示す図である。
【図３】２つの横断画像に基づいて、胸椎Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５及びＴ６を有する脊柱の一部の画像を示す図である。
【図４】報告システムの例示的な実施例を略示する図である。
【図５】方法の例示的な実現形態を示すフローチャートである。
【図６】画像獲得装置の例示的な実施例を略示する図である。
【図７】ワークステーションの例示的な実施例を略示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の前述の及び他の局面は、以下に説明する実現形態及び実施例に関し、添付図面を参照して明らかにする。
【００２２】
図を通じて、同様な部分を表すために同じ参照符号を使用している。
【実施例】
【００２３】
図１は、物体のモデルに結合された第１の横断表面を使用して画像データ内の物体を可視化するシステム１００の例示的な実施例のブロック図を略示する。上記システムは、
画像データにおける物体にモデルを適合させるモデル装置１１０と、
第１の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて、適合モデルに第１の横断表面を適合させる表面装置１２０と、
適合させた第１の横断表面に基づいて画像データから画像を計算する可視化装置１３０と
を備える。
【００２４】
システム１００の例示的な実施例は、
システム１００内のワークフローを制御する制御装置１６０、
システム１００のユーザと通信するためのユーザ・インタフェース１６５、及び
データを記憶するメモリ装置１７０
の装置を更に備える。
【００２５】
システム１００の実施例では、入ってくるデータ用の３つの入力コネクタ１８１、１８２、及び１８３が存在している。第１の入力コネクタ１８１は、限定列挙でないが、ハード・ディスク、磁気テープ、フラッシュ・メモリ、又は光ディスクなどのデータ記憶手段から入ってくるデータを受け取るよう構成される。第２の入力コネクタ１８２は、限定列挙でないが、マウスやタッチ画面などのユーザ入力装置から入ってくるデータを受け取るよう構成される。第３の入力コネクタ１８３は、キーボードなどのユーザ入力装置から入ってくるデータを受け取るよう構成される。入力コネクタ１８１、１８２及び１８３は入力制御装置１８０に接続される。
【００２６】
システム１００の実施例では、出ていくデータ用の２つの出力コネクタ１９１及び１９２が存在している。第１の出力コネクタ１９１は、ハード・ディスク、磁気テープ、フラッシュ・メモリ、又は光ディスクなどのデータ記憶手段にデータを出力するよう構成される。第２の出力コネクタ１９２は、表示装置にデータを出力するよう構成される。出力コネクタ１９１及び１９２は、出力制御装置１９０を介して、それぞれのデータを受け取る。
【００２７】
入力装置をシステム１００の入力コネクタ１８１、１８２及び１８３に接続し、出力装置をシステム１００の出力コネクタ１９１及び１９２に接続するためのやり方が多く存在しているということを当業者は認識するであろう。前述のやり方には、限定列挙でないが、有線及び無線接続、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）及びワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、ディジタル電話ネットワーク、並びにアナログ電話ネットワークが含まれる。
【００２８】
システム１００の実施例では、システム１００はメモリ装置１７０を備える。システム１００は、入力コネクタ１８１、１８２、及び１８３の何れかを介して外部装置から入力データを受け取り、メモリ装置１７０に、受け取られた入力データを記憶するよう構成される。メモリ装置１７０に入力データをロードすることにより、システム１００の装置による、適切なデータ部分へのすばやいアクセスが可能になる。入力データは例えば、画像データを含み得る。メモリ装置１７０は、限定列挙でないが、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）チップ、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）チップ、並びに／又は、ハード・ディスク・ドライブ及びハード・ディスクなどの装置によって実現し得る。メモリ装置１７０は、出力データを記憶するよう更に構成し得る。出力データは、例えば、適合された第１の横断表面に基づいて画像データから計算された画像を含み得る。メモリ装置１７０は、更に、システムに含まれる装置（すなわち、メモリ・バス１７５を介した、モデル装置１１０、表面装置１２０、可視化装置１３０、制御装置１６０、及びユーザ・インタフェース１６５）との間でデータを受け渡すよう構成し得る。メモリ装置１７０は、出力コネクタ１９１及び１９２の何れかを介して外部装置に出力データを利用可能にするよう更に構成される。メモリ装置１７０に、システム１００の装置からのデータを記憶することにより、効果的には、システム１００の装置の性能、及び外部装置へのシステム１００の装置からの出力データの転送のレートを向上させ得る。
【００２９】
あるいは、システム１００は、メモリ装置１７０を含まず、メモリ・バス１７５を含まないことがあり得る。システム１００によって使用される入力データは、システム１００の装置に接続された、外部メモリやプロセッサなどの少なくとも１つの外部装置によって供給し得る。同様に、システム１００によって生成される出力データは、システム１００の装置に接続された、外部メモリやプロセッサなどの少なくとも１つの外部装置に供給し得る。システム１００の装置は、内部接続を介して、又はデータ・バスを介して互いにデータを受け取るよう構成し得る。
【００３０】
システム１００の実施例では、システム１００は、システム１００におけるワークフローを制御する制御装置１６０を含む。制御装置は、システム１００の装置との間で制御データを受け渡すよう構成し得る。例えば、画像データ内の物体にモデルを適合させた後、モデル装置１１０は、制御装置１６０に「適合されたモデル」たる制御データを供給するよう構成し得、制御装置１６０は、表面装置１２０に、「モデルに第１の横断表面を適合させる」制御データを供給するよう構成し得る。あるいは、制御機能は、システム１００の装置において実現し得る。
【００３１】
システム１００の実施例では、システム１００はシステム１００のユーザと通信するためのユーザ・インタフェース１６５を備える。ユーザ・インタフェース１６５は、モデル、及び／又は、モデルに結合された第１若しくは第２の横断表面を選択するためのユーザ入力を受け取るよう構成し得る。ユーザ・インタフェースは、ユーザに情報を供給し得る。例えば、適合された第１の横断断面に基づいて画像データから計算された画像を表示し得る。任意的には、ユーザ・インタフェースは、システムの動作のモードを選択するための（第１の横断表面をモデルに結合するための結合力を選択するため等などの）のユーザ入力を受け取り得る。より多くの機能を効果的にシステム１００のユーザ・インタフェース１６５において実現し得るということを当業者は理解するであろう。
【００３２】
一実施例では、システム１００は、患者の脊柱の頸椎を可視化するために使用される。適合装置１１０は、個々の頸椎の複数の変形可能なメッシュ・モデルを含む脊柱モデルを使用し、患者のＣＴ画像データにおける脊柱の物体の頸椎に個々の頸椎を適合させるよう構成される。脊柱をセグメント化するためのモデルは、例えば、Ｔｏｂｉａｓ  Ｋｌｉｎｄｅｒ，  Ｃｒｉｓｔｉａｎ  Ｌｏｒｅｎｚ，  Ｊｅｎｓ  ｖｏｎ  Ｂｅｒｇ，  Ｓｅｂａｓｔｉａｎ  Ｐ．  Ｍ．  Ｄｒｉｅｓ，  Ｔｈｏｍａｓ  Ｂｕｅｌｏｗ，  Ｊｏｅｒｎ  Ｏｓｔｅｒｍａｎｎによる「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍｏｄｅｌ−Ｂａｓｅｄ  Ｒｉｂ  Ｃａｇｅ  Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｂｅｌｉｎｇ  ｉｎ  ＣＴ  Ｉｍａｇｅｓ，  ＭＩＣＣＡＩ  （２）  ２００７：  ｐｐ  １９５−２０２」に記載されている。
【００３３】
表面装置１２０は、第１の横断表面及び第２の横断表面を、適合モデルに適合させるよう構成される。脊柱モデルは実質的に対称であるので、第１の横断表面は脊柱の対称面であり得る。あるいは、第１の横断表面は制御点によって画定される。図２は、モデルの頸椎それぞれに配置された制御点に基づいて脊柱モデルに対して画定された、いくつかの例示的な横断表面を示す。図２は、脊髄に実質的に垂直であり、その高さの実質的に中央で椎体に交差する平面による、頸椎の断面２００を示す。前述の複数の頸椎断面（モデルの頸椎毎に画定された複数の頸椎断面のうちの１つの頸椎断面２００）が、頸椎横断表面を画定するために使用される。第１の横断表面２１０は、各頸椎断面２００上の制御点２１１及び２１２の対によって画定される。第１の制御点２１１は椎体の最上部に配置されており、第２の制御点２１２は、棘状突起の先端部に配置されている。第２の横断表面２２０は、第１の横断表面２１０に垂直であり、第１の横断表面から最も離れた位置にある各頸椎断面上の２つの制御点２２１及び２２２（１点が椎体の左側にあり、１点が椎体の右側にある）によって画定される。第２の横断表面と第１の制御点２２１との間の距離は、第２の横断表面と第２の制御点２２２との間の距離と同じである。第３の横断表面２３０も、第１の横断表面２１０に対して垂直であり、各頸椎断面上の５つの点２３１、２３２、２３３、２３４及び２３５によって画定される。２つの制御点２３１及び２３２が、実質的に、横突起の先端部に配置されている。前述の２点は、横断表面上にある。２つの制御点２３３及び２３４は、椎孔から最も離れていない各頸椎断面上の対向する位置に（一方の点は左椎弓根上に、他方の点は右椎弓根上に）配置されている。前述の２点は、第３の横断表面を引きつけるよう構成される。最後の制御点２３５は、椎孔上に配置され、部位表面２３０をはねつけるよう構成される。
【００３４】
一実施例では、横断表面それぞれには弾性がある。最小弾性エネルギは、平坦な横断表面に対応する。制御点２１１、２１２、２２１、２２２及び２３１は、特定の表面制約を規定する。前述の点は、それぞれの横断表面において自由に滑り得る。第３の横断表面と、制御点２３３及び２３４それぞれとの間の相互作用は、各点と第３の横断表面との間の距離の二乗に依存するポテンシャルに基づく。第３の横断表面と制御点２３５との間の相互作用は、前述の点と第３の横断表面との間の距離に反比例するポテンシャルに基づく。横断表面は、合計ポテンシャル・エネルギの最小値に対応する。
【００３５】
モデル装置１１０によるモデルの適合後、適合頸椎モデル上の制御点の新たな位置が求められる。表面装置１２０は、合計ポテンシャル・エネルギ、及び制御点の前述の新たな位置に基づいて横断表面を計算し、それにより、最小ポテンシャル・エネルギに対応する適合された横断表面を生成する。適合された横断表面は、可視化装置１３０により、患者の脊柱の個々の特性を可視化することを可能にする。
【００３６】
図３は、胸椎Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５及びＴ６を有する脊柱の一部の画像を示す。上記画像は、図２を参照して説明したように定められた第１の横断表面及び第２の横断表面によって画定される２つの断面画像に基づく。
【００３７】
画像強度をレンダリングするために、各種標準レンダリング手法（光線投射、画素スプラッティングや、テクスチャ・マッピングなど）を使用することが可能である。図３に示す画像では、テクスチャ・マッピングは、以下のやり方で使用されている。
【００３８】
まず、レンダリング幾何構造が、三角形に分けられた表面として表され、
次に、個々の三角形それぞれの表面に対応する画像強度値は、２Ｄ画像（いわゆるテクスチャ画像）において集められ、
最後に、レンダリング・エンジン（例えば、グラフィックスカードの一部、又はソフトウェアｏｐｅｎＧＬレンダラ）が、三角形幾何学、及びそれぞれのテクスチャ画像によって提供される。
【００３９】
システムは、限定列挙でないが、心臓、血管及び脳などの種々の解剖学的構造を介して平面切り込み又は曲線切り込みのビューの表示に有用であり得るということを当業者は理解するであろう。
【００４０】
効果的には、システム１００は、報告システム４００に含まれ得る。よって、システム１００の可視化装置１３０によって計算されるビューは、画像データを検査する医師による注釈とともに報告装置４１０によって生成された医療報告（カルテ）に含まれ得る。一実施例では、報告システム４００は、システム１００のデータを取得するための、第１の報告システム入力コネクタ４０１、並びに、ユーザ注釈、患者の氏名及び年齢、他の検査結果、報告を作成する医師によるコメント等などの他のデータを取得するための第２の報告システム入力コネクタ４０２を含む。報告装置４１０は、報告を作成するために、システム１００の可視化装置１３０によって計算される画像、及び第２の入力４０２からのその他のデータを受け取るよう構成される。報告は、報告システム出力コネクタ４０３を介して出力される。
【００４１】
システム１００の他の実施例も考えられるということを当業者は更に理解するであろう。とりわけ、システムの装置を再規定し、その機能を再分散させることが考えられる。前述の実施例は医用画像に適用されるが、医療アプリケーションに関するものでない、システムの他のアプリケーションも考えられる。
【００４２】
システム１００の装置は、プロセッサを使用して実現することができる。通常、ソフトウェア・プログラム・プロダクトの制御下で行われる。実行中、ソフトウェア・プログラム・プロダクトは、通常、ＲＡＭのようなメモリにロードされ、そこから実行される。プログラムは、ＲＯＭ、ハード・ディスク、又は、磁気記憶装置及び／若しくは光記憶装置などのバックグラウンド・メモリからロードし得、あるいは、インターネットのようなネットワークを介してロードし得る。任意的には、アプリケーション特有集積回路は、上記機能を提供し得る。
【００４３】
図５は、物体のモデルに結合された第１の横断表面を使用して画像データ内の物体を可視化する方法５００の例示的な実現形態のフローチャートを示す。方法５００は、画像データ内の物体にモデルを適合させるためのモデル工程５１０で始まる。モデル工程５１０後、方法は、第１の横断表面とモデルとの間の結合に基づいて第１の横断表面を、適合モデルに適合させるための表面工程５２０に続く。表面工程５２０後、方法は、適合された第１の横断表面に基づいて画像データから画像を計算するための可視化工程５３０に続く。可視化工程５３０後、方法５００は終了する。
【００４４】
本発明が意図する概念から逸脱しない限り、スレッド・モデル、マルチプロセッサ・システム又は複数の処理を同時に使用して一部の工程の順序を変更するか、又は一部の工程を変更し得る。任意的には、本発明の方法の２つ以上の工程は、１つの工程に組み合わせることができる。例えば、モデル工程５１０及び表面工程５２０は、複数の部分適合工程を含む１つの適合工程に組み合わせることができ、各部分適合工程は、画像データ内の物体にモデルを適合させ、続いて、第１の横断表面をモデルに適合させる（これは、所定の条件が満たされるまで（例えば、部分適合工程の数が所定数に等しくなるまで）行われる）、よう構成される。任意的には、本発明の方法の工程は、複数の工程に分けることができる。
【００４５】
図６は、システム１００を使用する画像獲得装置６００の例示的な実施例を略示し、画像獲得装置６００は、出力コネクタ６０２、入力コネクタ６０１、及びシステム１００との内部接続を介して接続されたＣＴ画像獲得装置６１０を含む。前述の構成は効果的には、画像獲得装置６００の機能を向上させ、それにより、システム１００の効果的な機能を画像獲得装置６００に提供する。
【００４６】
図７は、ワークステーション７００の例示的な実施例を略示する。ワークステーションはシステム・バス７０１を含む。プロセッサ７１０、メモリ７２０、ディスク入出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ７３０、及びユーザ・インタフェース（ＵＩ）７４０は、動作するようシステム・バス７０１に接続される。ディスク記憶装置７３１は、動作するようディスクＩ／Ｏアダプタ７３０に結合される。キーボード７４１、マウス７４２及びディスプレイ７４３は、動作するようＵＩ７４０に結合される。コンピュータ・プログラムとして実現された、本発明のシステム１００は、ディスク記憶装置７３１に記憶される。ワークステーション７００は、プログラム及び入力データをメモリ７２０にロードし、プロセッサ７１０上のプログラムを実行するよう構成される。ユーザは、キーボード７４１及び／又はマウス７４２を使用してワークステーション７００に情報を入力することが可能である。ワークステーションは、表示装置７４３及び／又はディスク７３１に情報を出力するよう構成される。当該技術分野において知られているワークステーション７００の他の実施例が数多く存在し、本願の実施例は、本発明を例証する目的を担い、この特定の実施例に本発明を限定するものと解されるべきでないということを当業者は理解するであろう。
【００４７】
前述の実施例が本発明を限定するよりも例証するものであり、本特許請求の範囲記載の範囲から逸脱しない限り、当業者は別の実施例を設計することができるであろうということを特筆する。特許請求の範囲では、括弧内にある参照符号は何れも、当該請求項を限定するものと解されるべきでない。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の語は、請求項又は明細書に記載したもの以外の構成要素又は工程が存在していることを排除するものでない。構成要素に先行する語「ａ」又は「ａｎ」は、前述の複数の構成要素が存在していることを排除するものでない。本発明は、別個のいくつかの構成要素を備えたハードウェアにより、かつ、プログラムされたコンピュータによって実現することが可能である。いくつかのユニットを列挙したシステム・クレームでは、それらのユニットのいくつかを同一のハードウェアによって実施することが可能である。第１、第２及び第３等の語を使用していることは、何れの順序を示すものでもない。前述の語は名称として解されるものとする。
【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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