(57)【要約】  生体構造についての印象を与えるボリュームレンダリングされた医療画像の動画が、ますます重要になっている。なぜなら、この種の視覚化が、より現実に近いからである。しかしながら、（円のような）幾何学的なプリミティブとは別の経路が好まれる場合、これらの動画を構成することは時間がかかるものである。更に、かなり複雑で手動で構成される飛行経路を再現することは、事実上不可能である。提案される装置は、心臓全体のＭＲスキャンのボリュームレンダリング動画に焦点をあてる。冠状動脈のセグメント化データから飛行経路を自動的に得ることにより、本発明は、上述の問題を解決する。関連する方法、コンピュータ可読媒体及び使用も、提供される。
2011504117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを有する画像データセットを処理する装置であって、
前記オブジェクトの画像セグメント化を実行するよう構成されるセグメント化ユニットと、
前記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出し、前記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出し、前記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出し、前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出し、前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出し、及び、前記第１の投影開始点及び前記第１の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される算出ユニットと、
前記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するよう構成される動画作成ユニットであって、前記画像の各々が、前記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ、動画作成ユニットとを有する、装置。
【請求項２】
前記経路が、閉じたループ経路である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記経路が、前記オブジェクトを有する仮想的な球体の表面上に配置され、前記中央点は、前記仮想的な球体の中央点である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記計算ユニットが更に、前記第１の開始点及び前記第１の終了点の間に配置される第１の中間点を算出するように構成され、
前記計算ユニットは、
前記中央点を用いて前記中間点を投影面上へ投影することにより、投影中間点を算出し、及び
前記投影中間点を介して前記第１の投影開始点及び前記第１の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記中間点が、前記サブ・オブジェクトの中央線上に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記中間点が、前記第１の開始点及び前記第１の終了点の間の直線上に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記終了点が、平均化された終了点である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記オブジェクトが心臓であり、前記第１のサブ・オブジェクトは冠状動脈である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記計算ユニットが更に、
前記オブジェクトの第２のサブ・オブジェクトの第２の開始点を定める第１の位置を算出し、
前記第２のサブ・オブジェクトの第２の終了点を定める第２の位置を算出し、
前記中央点を用いて前記第２の開始点を投影面上へ投影することにより、第２の投影開始点を算出し、
前記中央点を用いて前記第２の開始点を投影面上へ投影することにより、第２の投影終了点を算出し、並びに
前記第１の投影開始点、前記第１の投影終了点、前記第２の投影開始点及び前記第２の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記中央点が、前記第１の開始点、前記第１の終了点、前記第２の開始点及び前記第２の終了点を用いて算出される、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記投影平面の点に対する法線ベクトルが前記中心点と交差するよう、各画像の前記投影平面が方向付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
好ましい飛行経路に関する情報をユーザから受信するよう構成される入力ユニットを更に有し、
前記計算ユニットが、
第１の開始点及び第１の終了点に関して、ユーザ規定による飛行経路からの少なくとも１つの追加的な点を前記情報に基づき算出し、及び、
前記第１の投影開始点と、第１の投影終了点と、中央点と、前記第１の開始点及び前記第１の終了点の位置に対する前記少なくとも１つの追加的な点の関係とに基づき経路を算出するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
オブジェクトを有する画像データセットを処理する方法において、
前記オブジェクトの画像セグメント化を実行するステップと、
前記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出するステップと、
前記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出するステップと、
前記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出するステップと、
前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出するステップと、
前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出するステップと、
前記第１の投影開始点及び前記第１の投影終了点の間の経路を算出するステップと、
前記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するステップであって、前記画像の各々が、前記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ、ステップとを有する、方法。
【請求項１４】
プロセッサによる処理のためのコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
画像データセットに含まれるオブジェクトの画像セグメント化を実行するよう構成されるセグメント化コードセグメントと、
前記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出し、前記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出し、前記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出し、前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出し、前記中央点を用いて前記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出し、及び、前記第１の投影開始点及び前記第１の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される算出コードセグメントと、
前記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するよう構成される動画作成コードセグメントであって、前記画像の各々が、前記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ、動画作成コードセグメントとを有する、コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
患者における生体構造の診断又は後続の処置又は外科的療法を容易にする、請求項１に記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、医療撮像の分野に関する。より詳細には、本発明は、医療画像データセットにおける自動動画飛行経路計算に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体構造に関する印象を与えるボリュームレンダリングされた医療画像の動画が、ますます重要になっている。なぜなら、この種の視覚化が、より現実に近いからである。
【０００３】
心臓撮像において、例えば冠状動脈における狭窄を検出するため、取得された心臓画像データセットにおいて心臓の冠状動脈を視覚化することを可能にしたいという願望が存在する。心臓画像データセットは、患者の心臓の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャンを実行することにより得られることができる。一旦スキャンが記録されると、適切な分類及びセグメント化を適用した後、このスキャンは例えば、ボリュームレンダリングとして視覚化されることができる。異なる方向のカメラのボリュームレンダリング画像を選択することにより、動画を形成する一連の画像が、得られることができる。
【０００４】
この種の視覚化は、医師が見るものに非常に似ているので、患者に手術を行うとき、心臓専門医は、冠状動脈を備える心臓のボリュームレンダリング画像を好む。冠状動脈を検査する自然な方法は、大動脈で始まり下方に移動する血流の方向に冠状動脈を個別に表示することである。
【０００５】
現在、心臓全体のスキャンのかなりフリーハンドの概要動画を再現的に構成することは、事実上不可能である。ユーザは、特定のいわゆるキー画像を選択する。これらのキー画像は、カメラの飛行経路上の画像である。一旦ユーザが好みのキー画像をすべて選択すると、飛行経路が、キー画像の幾何学特性を補間することにより算出される。この幾何学特性は、空間における原点、空間における方向及びズーム係数である。また、これらの手動で選択されたキー画像とは別に、自動の飛行経路も存在する。しかしながら、これらの経路は、例えば対象物の周りの円といった簡単な数学的経路である。動画のすべての画像は、同じ分類／不透明度を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在のソリューションの欠点は、例えば円といった幾何学的なプリミティブとは別の経路が好まれる場合、キー画像を定めるのに非常に時間がかかるということである。更に、かなり複雑な、手動構成による飛行経路を再現的に定めることは、事実上不可能である。
【０００７】
従って、柔軟性が増加され、コスト効率が更に良い装置、方法、コンピュータ可読媒体及び使用が有利である。
【０００８】
したがって、本発明は好ましくは、単独で又は任意の組合せにおいて従来技術における上述の欠点又は不都合点の１つ又は複数を緩和、軽減又は除去しようとするものであり、添付の特許請求の範囲に記載の装置、方法、コンピュータ可読媒体及び使用を提供することにより、少なくとも上述した問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面において、オブジェクトを有する画像データセットを処理する装置が提供される。この装置は、上記オブジェクトの画像セグメント化を実行するよう構成されるセグメント化ユニットと、上記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出し、上記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出し、上記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出し、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出し、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出し、及び、上記第１の投影開始点及び上記第１の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される算出ユニットとを有する。この装置は、上記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するよう構成される動画作成ユニットも有し、上記画像の各々が、上記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ。
【００１０】
本発明の別の側面において、オブジェクトを有する画像データセットを処理する方法が提供される。この方法は、上記オブジェクトの画像セグメント化を実行するステップと、上記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出するステップと、上記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出するステップと、上記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出するステップと、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出するステップと、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出するステップと、上記第１の投影開始点及び上記第１の投影終了点の間の経路を算出するステップと、上記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するステップとを有し、上記画像の各々が、上記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ。
【００１１】
更に別の実施形態では、プロセッサによる処理のためのコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体が提供される。このコンピュータプログラムは、画像データセットに含まれるオブジェクトの画像セグメント化を実行するよう構成されるセグメント化コードセグメントと、上記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点を定める第１の位置を算出し、上記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点を定める第２の位置を算出し、上記画像データセットの中央点を定める第３の位置を算出し、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影開始点を算出し、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより、第１の投影終了点を算出し、及び、上記第１の投影開始点及び上記第１の投影終了点の間の経路を算出するよう構成される算出コードセグメントとを有する。このコンピュータプログラムは、上記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するよう構成される動画作成コードセグメントも有し、上記画像の各々が、上記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ。
【００１２】
本発明のある側面では、患者における生体構造の診断又は後続の処置又は外科的療法を容易にする、請求項１に記載の装置の使用が提供される。
【００１３】
提案される方法は、心臓全体のＭＲスキャンのボリュームレンダリング動画に焦点をあてる。冠状動脈のセグメント化データから飛行経路を自動的に得ることにより、本発明は、上述の問題を解決する。結果として、自然に見える飛行経路が算出されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】心臓のボリュームレンダリング画像及びカメラの好適な飛行経路を示す図である。
【図２】ある実施形態による装置を示すブロック図である。
【図３】ある実施形態による飛行経路を算出するときに使用される、画像データセットにおけるセグメント化されたサブ・オブジェクト及び点を示す図である。
【図４】ある実施形態による対象物の周りの飛行経路を示す図である。
【図５】ある実施形態による方法を示す図である。
【図６】ある実施形態によるコンピュータプログラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のこれら及び他の側面、特徴及び利点が、本発明の実施形態に関する以下の説明から明らかとなり、対応する図面を参照して説明されることになる。
【００１６】
図１は、心臓のボリュームレンダリング画像を示す図である。図１において、カメラの好適な飛行経路が、従来技術に基づかれるボリュームレンダリング画像の表面に描画される。
【００１７】
当業者が本発明を実施することができるよう、本発明の複数の実施形態が、添付の図面を参照して以下更に詳細に説明されることになる。しかしながら、本発明は、多くの異なる形式において実現されることができ、本願明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきでない。むしろ、この開示が、完全であり完結するよう、及び当業者に対して本発明の範囲を完全に伝えるよう、これらの実施形態が提供される。これらの実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。更に、添付の図面に示される特定の実施形態の詳細な説明において使用される用語は、本発明を限定することを目的とするものではない。以下の説明は、画像データセットに含まれる対象物の自動動画飛行経路を作成するため、撮像の分野に適用可能な本発明の実施形態に焦点をあてる。
【００１８】
本発明のメインのアイデアは、いくつかの実施形態によれば、画像データセットにおける例えば心臓といった対象物を通る飛行経路を、自動的に算出する装置及び方法を提供することである。
【００１９】
いくつかの実施形態では、任意の不連続箇所のない閉じた飛行経路を生成するよう、作成された飛行経路動画が構成される。この実施形態の利点は、迷惑な飛躍点なしに、動画が何度も再生されることができる点にある。
【００２０】
図２を参照すると、ある実施形態において、装置２０が提供される。この装置は、例えばボリュメトリック画像データセットといった画像データセットにおいて、例えば心臓のような生体構造における例えば冠状動脈といった注目対象物のセグメント化を実行するセグメント化ユニット２１を有する。
【００２１】
任意の適切な一般に既知の画像セグメント化技術が、このセグメント化を実行するために使用されることができる。装置において使用される特定のセグメント化技術は、オブジェクト・タイプに基づき時々変化することができるか、又は、例えば、セグメント化技術は常に改善される。いくつかの実施形態によれば本発明は、特定のセグメント化技術に限定されない点を理解されたい。
【００２２】
この装置は、例えば第１の冠状動脈といった第１のサブ・オブジェクトの開始点３１を規定する第１の位置を計算する計算ユニット２２を有することもできる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、ユーザは、開始点及び終了点を定めることができるか、又はポインティングデバイスを用いて、例えば、画像データセットにおいてマウスをクリックすることにより、注目するサブ・オブジェクトの終了点を平均化することができる。例えば最小コスト・アルゴリズムを適用することにより、これらの点を接続する動脈の中央線が発見されることができる。別の既知の技術は、開始点となる１つの点をクリックすることである。この開始点から、ツリー構造が、好ましい方向に成長することができる。これは、サイド分岐を持つ冠状動脈の中央線を生じさせる。いずれの場合においても、セグメント化ステップにおいてユーザによりクリックされた開始点が、飛行経路上のカメラの開始位置として使用されることができる。一旦中央線が見つかると、各画像データセットにおいて例えば動脈といったサブ・オブジェクトの境界を見つけるために、この中央線に対して垂直にリング・アルゴリズムが適用されることができる。従ってセグメント化は、開始及び終了点（又は複数の終了点）を持つ中央線と、オブジェクト又はサブ・オブジェクトを表すボクセルの集合とを含むことができる。
【００２４】
使用されるセグメント化技術に関係なく、カメラの開始点は、サブ・オブジェクトのセグメント化された中央線の投影開始点と同一である。
【００２５】
計算ユニットは、第１のサブ・オブジェクトの終了点３２を定める第２の位置を算出するよう構成されることもできる。
【００２６】
更に、計算ユニット２２は、例えば第２の冠状動脈といった第２のサブ・オブジェクトの開始点３３を定める第３の位置を算出するよう構成されることができる。計算ユニットは、第２のサブ・オブジェクトの終了点３４を定める第４の位置を算出するよう構成されることもできる。
【００２７】
計算ユニット２２は、例えば開始点及び終了点の間の上記サブ・オブジェクトの中央線上に配置される中間点を算出するよう構成されることもできる。計算ユニットは、例えば既知の画像処理セグメント化アルゴリズムを用いて、中央線に沿って中間点の位置を算出することができる。
【００２８】
計算ユニットは、画像データセットの中央点を算出するよう構成されることもできる。中央点は、例えばセグメント化されたオブジェクトの中央に配置されるよう、算出されることができる。
【００２９】
算出された中央点と、算出された点、即ち開始点、中間点及び終了点とに基づき、サブ・オブジェクトに沿って、カメラ飛行経路が算出されることができる。飛行経路に沿うすべての点は、中央点に対して所定の距離を持つことができる。
【００３０】
サブ・オブジェクトがツリー構造体といった分割された構造体を有する場合、結果としてこのサブ・オブジェクトは各分岐に関して１つの終了点を持つことになる。これは、サブ・オブジェクトが、少なくとも２つの終了点を持つ冠状動脈である場合である。なぜなら、冠状動脈は分離するからである。この場合、計算ユニット２２は、各サブ・オブジェクトに対して１つの平均終了点を算出するよう構成される。従って、例えば、中央点から各終了点までのベクトルを算出し、続いて平均化された終了点が算出されることができるよう、これらのベクトルを平均化することにより、各サブ・オブジェクトに対するすべての算出された終了点に関する１つの平均終了点が、算出されることができる。
【００３１】
第１、第２、第３及び第４の位置に基づき、計算ユニットは、図３に示されるように長軸３５の近似方向を算出することができる。この近似方向上に中央点が配置される。全飛行経路の間、例えば仮想カメラといったカメラがこの中央点に向けられることができる。
【００３２】
図３では、算出された開始及び終了点３１、３２、３３、３４が、セグメント化された冠状動脈画像において示される。点３６及び３７の間の算出された近似長軸も示される。点３５は、この長軸の真ん中である。点３１、３２、３３及び３４は、空間におけるベクトルである。点３５は、以下のように算出されることができる。
[36] = ([31] + [33])/2。
[37] = ([32] + [34])/2。
[35] = ([36] + [37])/2。
【００３３】
図４は、この例では心臓であるオブジェクト４０と心臓の２つの冠状動脈を表す２つのサブ・オブジェクト４１、４２との周りの飛行経路を示す。各サブ・オブジェクトに対する開始点Ｓ１、Ｓ２及び平均終了点ＡＥ１、ＡＥ２が、観察されることができる。Ｃは、中央点を示す。Ｐ１は、中央点を起点とし、サブ・オブジェクト４１における開始点Ｓ１へと延びるベクトルを示す。Ｐ２は、中央点を起点とし、サブ・オブジェクト４１における終了点Ｓ２へと延びるベクトルを示す。カメラ飛行経路は、中央点からの所定距離で規定されることができる。従って、カメラ飛行経路は、仮想的な球体の表面上に配置されるものとして示されることができる。この球体は、心臓全体がこの仮想的な球体内部に適合するような半径を持つ。カメラは、この仮想的な球体の表面上にあり、常に中央点の方向を指している。飛行経路の点の座標は、サブ・オブジェクトに沿った各点に対する中央点を起点とするベクトルを利用して算出されることができる。このベクトルが仮想的な球体の表面と交差する座標は、飛行経路の点であろう。従って、ベクトルＰ１が仮想的な球体の表面と交差する座標は、飛行経路の開始点を表すことになる。同様に、ベクトルＰ２が仮想的な球体の表面と交差する座標は、飛行経路の終了点を表すであろう。このようにして、飛行経路Ｆ１が算出されることができる。従って、飛行経路は、仮想的な球体の表面上の弧であることになる。
【００３４】
ある実施形態において、計算ユニットは、各開始点Ｓ１、Ｓ２、終了点Ｅ１、Ｅ２又は平均終了点ＡＥ１、ＡＥ２を仮想的な球体面上に投影するよう構成される。これは、投影点Ｓ１'、Ｓ２'、Ｅ１'、Ｅ２'、ＡＥ１'、ＡＥ２'のセットを生じさせる。この計算は、投影点の座標を算出するため、参照として中央点を利用することができる。例えば、中央点から各算出点を通り進むベクトルを利用する。投影点の座標がわかると、飛行経路は、仮想的な球体の表面における投影点間の最短経路、即ち弧として算出されることができる。こうして、飛行経路は、複数のセグメントを有するであろう。各セグメントは、仮想的な球体面上の２つの投影点の間の弧を表す。
【００３５】
例えば、４つのセグメントが、提供されることができる。
１．冠状動脈１の開始点Ｓ１から冠状動脈１の終了点ＡＥ１までのセグメント。
２．冠状動脈１の終了点ＡＥ１から冠状動脈２の開始点Ｓ２までのセグメント。
３．冠状動脈２の開始点Ｓ２から冠状動脈２の終了点ＡＥ２までのセグメント。
４．冠状動脈２の終了点ＡＥ２から冠状動脈１の開始点Ｓ１までのセグメント。
【００３６】
こうして、結果として生じる飛行経路は閉じられたループ経路を構成する。なぜなら、最後のセグメントを除けば、すべてのセグメントに関して各セグメントの終了点が次のセグメントの開始点であるからである。最後のセグメントでは、終了点が、第１のセグメントの開始点となる。
【００３７】
ある実施形態において、中央点は、開始点ｓ１及びｓ２並びに終了点ｅ１及びｅ２を用いて計算されることができる。カメラの焦点ｆは、
f = (((s 1 + s2)/2) + ((e1 + e2)/2))/2
を用いて計算されることができる。
【００３８】
焦点は、仮想的な球体の中央点である。
【００３９】
装置２０は、動画作成ユニット２３を有することもできる。このユニットは、飛行経路の算出に続き、飛行経路動画を構成する一連の画像を作成するよう構成される。
【００４０】
動画作成ユニットは、飛行経路に沿った仮想的なカメラの方向に関する情報と算出された飛行経路とに基づき、上記画像のシーケンスにおける各画像を算出することができる。
【００４１】
３つの直交軸の周りでの回転により、仮想的なカメラの方向が３次元で規定されることができる。ある実施形態において、カメラ平面は、中央点の方を指すよう方向付けられる。これは、カメラ平面における任意の点、例えば中点に対する法線ベクトルが、中央点と交差することになることを意味する。
【００４２】
更に、これは、３つの回転軸のうちの２つが、この関係により完全に定められることを意味する。ある実施形態において、残りの回転軸は、飛行経路に対する特定の回転関係を持つよう算出されることができる。この残りの軸は、この方向の水平成分を表すものとして解釈されることができる。カメラの「この方向の水平成分」は、各セグメントにおけるすべての画像に対して固定される。しかし、各セグメントに対して、カメラは、異なる水平成分を持つ。点Ｓ、ＡＥ及びＣにより決定される各平面の法線ベクトルｎは、この特定のセグメントにおけるカメラの方向の水平成分を定める。この法線ベクトルは、水平に対して平行なものとして解釈されることができる。
【００４３】
このようにして、この方向は、水平としての法線ベクトルと、現在の位置及び焦点、即ち中央点により規定される方向ベクトルとにより完全に規定されることができる。
【００４４】
仮想的なカメラの方向は、サブ・オブジェクトが垂直位置にあり、及びサブ・オブジェクトの中央線の方向ベクトルが投影平面に平行であるように配置されることができる。中央線に沿った各点に対して、画像が、仮想的なカメラにより位置合わせされることができる。一旦仮想的なカメラが第１のサブ・オブジェクトの終了点３２に到達すると、その位置は、例えば主動脈である第２のサブ・オブジェクトの開始点３３へと自動的に変化されることができる。
【００４５】
仮想的なカメラは、第２のサブ・オブジェクトの中央線をたどることができる。第２のサブ・オブジェクトの終了点３４に達するとき、動画作成ユニットは、中央線に沿って位置合わせされた各画像に基づき、閉じられた飛行経路動画を作成することができる。従って、動画作成ユニットは、中央線に沿って撮られた連続的な画像に基づき、画像シーケンスを作成するよう構成される。動画作成ユニット２３は、閉じられた飛行経路を得るため、第２のサブ・オブジェクトの終了点を第１のサブ・オブジェクトの開始点３１で補間するだけでなく、第２のサブ・オブジェクトの開始点３３を第１のサブ・オブジェクトの終了点で補間することができる。
【００４６】
カメラのジオメトリは、３つの軸及び原点により表されることができる。これは、数学的には、行列とズーム係数を表す大きさとして記載される。例えば、仮想的な球体上の２つのカメラ位置は、既知のパラメタを持つ２つの行列を生じさせる。補間により、例えば既知のカメラ行列のパラメタを補間することにより、飛行経路に沿った２つのカメラ位置の間の各カメラ位置に対するカメラ行列が、算出されることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、動画作成ユニットは、開始画像で始まり終了画像で終わる方向において等しい三角形（delta）を持つそれぞれの弧セグメントにおいて、ｎ個の画像を算出することができる。これは、各弧セグメントに対して繰り返されることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、仮想的な球体上の飛行経路を定めるため、例えばサブ・オブジェクトの中央線に沿って、サブ・オブジェクトの開始点及び終了点の間に配置される少なくとも１つの中間点Ｉ１が、サブ・オブジェクトの開始点及び終了点並びに中央点と共に使用される。中間点は、開始又は終了点と同じように仮想的な球体面上に投影されることができる。従って、投影された開始点Ｓ１'から投影された平均終了点ＡＥ１'までの結果として生じる飛行経路は、Ｓ１'からＡＥ１'までの直接の１つの弧の代わりに、２つの弧セグメントを有することになる。１つは、Ｓ１'からＩ１'までのセグメント、もう１つは、Ｉ１'からＥ１'までのセグメントである。
【００４９】
飛行経路の計算において使用される中間点Ｉ１、Ｉ２等の量を増やすことにより、結果として生じる画像シーケンスは、次第に揺れるものとして経験される場合がある。この揺れは、例えば動脈のようなサブ・オブジェクトが完全な弧ではないこと、従って、このことが、サブ・オブジェクトの開始点から終了点まで進むとき、カメラの方向における変更を増加させるという事実によるものである。
【００５０】
他方、Ｓ、ＡＥ（及びＣ）により規定される最短の弧は、このサブ・オブジェクトを画像の中央に保つものではない場合がある。従って、サブ・オブジェクトの外観に基づき、結果として生じる画像シーケンスが揺れを経験しないよう、同時に、サブ・オブジェクトが、画像シーケンスにおける各画像の中央にできるだけ近いような態様で、複数の中間点が、飛行経路の計算に含まれるよう選択されることができる。
【００５１】
ある実施形態では、開始点と終了点との間で同じ距離に配置される１つの中間点が、飛行経路の計算に使用されることができる。他の実施形態では、例えば開始点から終了点までの距離の１／３と２／３の所にある２つの中間点が、カメラ飛行経路の計算に使用されることができる。
【００５２】
他の実施形態では、任意の数の中間点が、カメラ飛行経路の計算に使用されることができる。
【００５３】
従って、サブ・オブジェクトの投影された開始点Ｓ１'と投影された平均終了点ＡＥ１'との間の飛行経路は、Ｓ１、ＡＥ１及びＣにより定められる完全な弧であるか、又は仮想的な球体上のサブ・オブジェクトのｎ個の中間点の投影を計算することにより任意の分解能を持つことができるサブ・セグメントから構成されるものとすることができる。中間点は、いくつかの実施形態によれば、サブ・オブジェクトの開始点及び終了点の間の直線上に配置されることができる。
【００５４】
中間点は、いくつかの実施形態によれば、２つの異なるサブ・オブジェクトの任意の開始点及び／又は終了点の間の直線上に配置されることができる。
【００５５】
中間点は、サブ・オブジェクトの開始点及び終了点の間の直線上に配置されることができる。こうしてこの直線は、算出された中央線と異なる場合があり、仮想的な球体上での投影が、より滑らかな特性を飛行経路にもたらすことができる。すると、動画作成ユニットは、上記の実施形態で述べた中央線の代わりに、補間されたラインに沿って撮られた位置合わせされた仮想カメラ画像を有する動画を作成することができる。補間された線の投影に仮想的なカメラを追従させる結果として、例えば動脈といったサブ・オブジェクトはオプションで、もはや各位置合わせされた画像の中央に位置することができないが、結果として生じる画像シーケンスは、全体として、仮想的なカメラの飛行経路に対する基準として中央線又は中央線に沿った中間点を使用する実施形態よりも滑らかなものとなることができる。
【００５６】
ある実施形態では、この装置２０は更に、放射線科医又は心臓専門医といったユーザから、自動的に算出された動画飛行経路と異なる好適な飛行経路に関する入力を受信するよう構成される入力装置２４を有する。計算ユニットは、算出された開始点３１、３３及び終了点３２、３４それぞれに関してユーザ規定による飛行経路からの追加的な点を算出するよう構成されることができる。これらの追加的な点は、ユーザ規定の飛行経路上に配置される。開始点、終了点及び追加的な点は、ユーザ規定の飛行経路を定める。追加的な点は、絶対的な座標値として格納されるのではなく、算出された開始及び終了点の位置に対する相対的な位置として格納される。
【００５７】
いくつかの実施形態では、計算ユニットは、標準飛行経路から逸脱する飛行経路を算出するため、算出された追加的な点を利用することができる。各新しい患者に対して、飛行経路は、算出された開始点３１、３３、終了点３２、３４及び追加的な点から算出される点に基づかれることになる。その後、動画作成ユニット２３は、修正された標準飛行経路を構成する線に沿った仮想的なカメラにより位置合わせされる画像を用いて、動画を作成する。
【００５８】
いくつかの実施形態では、セグメント化ユニット２１、計算ユニット２２、動画作成ユニット２３又は入力ユニット２４は、１つの統合されたユニットに含まれることができる。
【００５９】
図５によれば、ある実施形態において、オブジェクトを有する画像データセットの処理方法が提供される。この方法は、上記オブジェクトの画像セグメント化を実行するステップ５１を有する。この方法は、上記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点３１、Ｓ１を規定する第１の位置を算出するステップ５２を有することもできる。この方法は、上記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点３２、Ｅ１、ＡＥ１を規定する第２の位置を算出するステップ５３を有することもできる。この方法は、上記画像データセットの中央点３５、Ｃを定める第３の位置を算出するステップ５４を有することもできる。この方法は、上記中央点を用いて第１の開始点を投影面に投影することにより、第１の投影開始点Ｓ１'を算出するステップ５５を有することもできる。この方法は、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面に投影することにより、第１の投影終了点Ｅ１'、ＡＥ１'を算出するステップ５６を有することもできる。この方法は、上記第１の投影開始点及び上記第１の投影終了点の間の経路Ｆ１を算出するステップ５７を有することもできる。この方法は、上記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するステップ５８を有することもできる。上記画像の各々は、上記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ。
【００６０】
図６によれば、ある実施形態において、プロセッサによる処理のためのコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータプログラムは、画像データセットに含まれるオブジェクトの画像セグメント化を実行するよう構成されるセグメント化コードセグメント６１と、上記オブジェクトの第１のサブ・オブジェクトの第１の開始点３１、Ｓ１を定める第１の位置を算出するよう構成される計算コードセグメント６２とを有する。計算コードセグメントは、上記第１のサブ・オブジェクトの第１の終了点３２、Ｅ１、ＡＥ１を定める第２の位置及び上記画像データセットの中央点３５、Ｃを定める第３の位置を算出するよう構成されることもできる。計算コードセグメントは、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより第１の投影開始点Ｓ１'を算出するよう、上記中央点を用いて上記第１の開始点を投影面上へ投影することにより第１の投影終了点Ｅ１'、ＡＥ１'を算出するよう構成されることもできる。計算コードセグメントは、上記第１の投影開始点及び上記第１の投影終了点の間の経路Ｆ１を算出するよう構成されることもできる。コンピュータプログラムは、上記経路に沿って少なくとも２つの連続的な画像を算出するよう構成される動画作成コードセグメント６３を有することもできる。上記画像の各々は、上記経路及び中央点に対する所定の関係により定められる投影平面を持つ。
【００６１】
ある実施形態において、患者における生体構造の診断又は後続の処置又は外科的療法を容易にする装置、方法又はコンピュータプログラムの使用が提供される。
【００６２】
本発明による上記の実施形態の適用及び使用は、多様であり、例えば心臓のデータを有するボリュームレンダリング画像の動画生成が要求されるすべての用途を含む。
【００６３】
セグメント化ユニット、計算ユニット、動画作成ユニットは、関連作業を実行するのに通常使用される任意のユニット、例えば、メモリを備えるプロセッサといったハードウェアとすることができる。プロセッサは、さまざまなプロセッサのいずれかとすることができる。例えばインテル又はＡＭＤプロセッサ、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、プログラム可能なインテリジェントコンピュータ（ＰＩＣ）マイクロコントローラ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等である。しかしながら、本発明の範囲は、これらの特定のプロセッサに限定されるものではない。メモリは、情報を格納することができる任意のメモリとすることができる。例えば、ダブルデンシティＲＡＭ（ＤＤＲ（ＤＤＲ２）、シングルデンシティＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）等のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。メモリは、例えばＵＳＢ、コンパクトフラッシュ、スマートメディア、ＭＭＣメモリ、メモリスティック、ＳＤカード、ミニＳＤ、マイクロＳＤ、ｘＤ  Ｃａｒｄ、トランスフラッシュ及びマイクロドライブメモリ等のフラッシュメモリとすることもできる。しかしながら、本発明の範囲は、これらの特定のメモリに限定されるものではない。
【００６４】
ある実施形態において、この装置は、医療ワークステーション、又は例えばコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）システム、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム又は超音波撮像（ＵＳ）システムといった医療システムに含まれる。
【００６５】
ある実施形態において、上記コンピュータ可読媒体は、コンピュータ処理機能を持つ装置により実行されるとき、いくつかの実施形態において規定される上記装置の方法ステップ又は機能の全てを実行するよう構成されるコードセグメントを有する。
【００６６】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組み合わせを含む適切な形式で実現されることができる。しかしながら、好ましくは、本発明は、１つ又は複数データプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータ・ソフトウェアとして実現される。本発明の実施形態の要素及び部品は、任意の適切な態様で物理的、機能的及び論理的に実現されることができる。実際、その機能は、単一のユニットで、複数のユニットで、又は他の機能ユニットの一部として実現されることができる。そのようなものとして、本発明は、単一のユニットで実現されることができるか、又は異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散されることができる。
【００６７】
本発明が特定の実施形態を参照して上で説明されたが、これは、本書に記載される上記特定の形式に本発明が限定されることを目的とするものではない。むしろ、本発明は添付の請求項によってのみ限定され、上述した特定の実施形態以外の、これらの添付した請求項の範囲に含まれる実施形態が同様に可能である。
【００６８】
特許請求の範囲において、「有する」という用語は、他の要素又はステップの存在を排除するものではない。更に、個別的に記載されていても、複数の手段、要素又は方法ステップが、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実現されることもできる。更に、個別の特徴が異なる請求項に含まれることができるが、これらは可能であれば有利に結合されることができる。異なる請求項に含まれることは、これらの特徴の組み合わせが、実現できない及び／又は有利でないことを意味するものではない。更に、単数形の参照は、複数性を排除するものではない。「ａ」、「ａｎ」、「第１の」、「第２の」等の用語は、複数性を排除するものではない。請求項における参照符号は、単に明確化のための例として与えられ、請求項の範囲をいかなる態様でも限定するものとして解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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