(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを使用して三次元画像を表示する装置において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータに歯列に沿った基準曲面と歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とを設定する手段と，この基準曲面の垂直方向における関心オブジェクトでの光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準曲面上に投影することによって基準曲面上に関心オブジェクトの投影画像データを得る手段と，基準曲面上の画像データを平面に展開する手段とを備えることによって，上顎または下顎，上下顎における歯列の状態をパノラマ状に画像表示することを可能にした三次元画像表示装置。
【請求項２】
被検体の物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを使用して三次元画像を表示する装置において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータに歯列に沿った基準曲面と歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とを設定する手段と，この基準曲面の垂直方向における関心オブジェクトでの光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準曲面上に投影することによって基準曲面上に関心オブジェクトの投影画像データを得る手段と，基準曲面上の画像データを平面に展開する手段とを備えることによって，上顎または下顎，上下顎における歯列の状態をパノラマ状に第一の表示領域に画像表示すると共に，湾曲した厚板状領域に対してボリュウムレンダリングの三次元画像表示法による処理を行った三次元画像を第二の表示領域に表示する手段と，この第一表示領域に設定した関心領域に対応する領域を第二の表示領域に表示するかまたはこの第二表示領域に設定した関心領域に対応する領域を第一表示領域に表示する手段とを備えることによって，パノラマ状画像表示と三次元画像表示の相互関係を明らかにする機能を持たせた三次元表示装置。
【請求項３】
被検体の物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを使用して三次元画像を表示する装置において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータに歯列に沿った基準曲面と歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とを設定する手段と，基準曲面が平面になるように湾曲した厚板状領域のボクセルを新しい三次元ボクセル空間の厚板領域のボクセルに写像する手段と，基準平面に垂直な方向におけるこの厚板領域の関心オブジェクトでの光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準平面上に投影する手段とを備えることによって，上顎または下顎，上下顎における歯列の状態をパノラマ状に画像表示することを可能にした三次元画像表示装置。
【請求項４】
被検体の物理的性質に対応した画素値を持つ三次元ボクセルを使用して三次元画像を表示する装置において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータに歯列に沿った基準曲面と歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とを設定する手段と，基準曲面が平面になるように湾曲した厚板状領域のボクセルを新しい三次元ボクセル空間の厚板領域のボクセルに写像する手段と，基準平面に垂直な方向におけるこの厚板領域の関心オブジェクトでの光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準平面上に投影する手段とを備えることによって，上顎または下顎，上下顎における歯列の状態をパノラマ状に第一の表示領域に画像表示すると共に，湾曲した厚板状領域に対してボリュウムレンダリングの三次元画像表示法による処理を行った三次元画像を第二の表示領域に表示する手段と，この第一表示領域に設定した関心領域に対応する領域を第二の表示領域に表示するかまたはこの第二表示領域に設定した関心領域に対応する領域を第一表示領域に表示する手段とを備えることによって，パノラマ状画像表示と三次元画像表示の相互関係を明らかにする機能を持たせた三次元表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は，被検体の物理的性質の空間的分布，特に上顎または下顎，上下顎などの湾曲した領域の性質を画像として表示する三次元画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科領域では，上顎または下顎，上下顎を連続した画像として１枚のフィルムに描出する撮影法であるパノラマＸ線撮影が行われている。顎関節および上下顎骨，歯列の状態が一枚のフィルム上で観察できるので，歯科領域では広く使用されている。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置によって人体の物理的性質をあらわす正確な断面画像データが得られるようになって以来，異なる断面位置で撮影した複数の断面画像データを使用して三次元立体画像を再構成することが行われてきた。特に最近，ヘリカルスキャンＸ線ＣＴ装置やコーンビームＸ線ＣＴ装置が実用化されて，より精密な三次元立体画像を再構成することが可能になったので，歯科領域でもＸ線ＣＴ装置の利用が進んでいる。
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置で収集したデータを使用して歯列の状態を観察する方法として，歯科用曲面再構成と呼ばれる画像処理が行われている。これはＸ線ＣＴ装置で撮影したデータから作成した上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータを使用する。歯列に沿った複数の曲面とその曲面に直交する多数の平面を設定し，歯列に沿った複数の曲面のパノラマ状断面像とその曲面に直交する多数の平面の断面像を作成，表示する方法である。この歯科用曲面再構成と呼ばれる画像処理法を使用することによって，顎関節および上下顎骨，歯列の断面を展開して，パノラマＸ線撮影に類似した様式で観察できるようになった。
【０００５】
図７はこの従来の歯科用曲面再構成を説明するブロック図である。６１はＸ線ＣＴ装置で撮影した上顎または下顎，上下顎の画像データを使用して構築したＣＴ三次元ボクセルデータ６６と，断面像の断面位置を設定する設定面６７を示す。６４は歯列に沿った複数の曲面とその曲面に直交する多数の平面を設定する処理を示す。６２は設定面における上顎または下顎，上下顎の領域に歯列に沿って設定した複数の曲面６８とこれに直交する多数の平面６９を示している。６５は歯列に平行な曲面の断面像とこれに直交する平面の断面像を作成する処理を示す。６３は歯列に平行な複数の曲面の断面像を平面に展開した画像７０とこれに直交する多数の平面の断面像７１を模式的に示す。歯科用曲面再構成では，歯列に平行な曲面の断面像は１ｍｍ程度の間隔で作成し，またこれに直交する平面の断面像も１ｍｍ程度の間隔で作成するので，実際にはこれよりも多数の画像が作成される。
【０００６】
パノラマＸ線撮影で得られる画像はＸ線の透過像が一枚であるが，歯科用曲面再構成で得られる画像は歯列に沿って設定した複数枚の曲面の断面像とその曲面に直交する多数枚の断面像である。従って，パノラマＸ線撮影では一枚の画像を観察することによって歯列全体の情報を把握することが可能であるが，歯科用曲面再構成では歯列全体の情報を把握するためには歯列に沿って設定した複数枚の曲面の断面像とその曲面に直交する多数枚の断面像を同時に観察することが必要になる。歯科用曲面再構成で作成された画像を全て一枚のフィルムにプリントする場合には歯列全体の情報の把握は可能であるが，ワークステーションの表示画面上で対話式に処理を行いながら作成した画像を表示する場合には歯列全体を観察するためには多数の断面像を順次観察することになるので立体構造を直感的に把握することが難しい欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の歯科用曲面再構成法においては，情報に漏れがないようにするためには歯列に沿って設定する曲面とこれに直交する平面の設定を慎重に行う必要があり，また間隔を密に設定することが必要になるので断面像の数が膨大になる。従来の歯科用曲面再構成法においては，歯列全体の情報を把握するためには歯列に沿って設定した複数枚の曲面の断面像とその曲面に直交する多数枚の断面像を観察する必要があるために，対話式の操作が難しく，また立体構造を直感的に把握することが難しい。上顎または下顎，上下顎のような湾曲した厚板状解剖学的領域の情報を全て一枚に含んだ平面展開画像を表示すると共に，対話式の操作と立体構造の直感的な把握を可能にする画像表示装置が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は，従来の歯科用曲面再構成法における欠点を改善するために考案したものである。請求項１の発明は，図２において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータ４１に歯列に沿った基準曲面４６と，歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域４３とを設定する手段２８と，この基準曲面４６の垂線方向４８における湾曲した厚板状領域４３での光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準曲面４６に投影することによって，基準曲面４６上に関心オブジェクトの投影画像データ４９を作成する手段２９と，基準曲面４６を平面に展開する関係式を作成してこの関係式に従って基準曲面上の画像データ４９を平面に展開する手段３０とを備えることによって，パノラマ平面画像２５を作成して表示するようにした。従来の歯科用曲面再構成法においては断面像を使用しているために体積データの画像化には多数の断面像を必要とするが，本発明では歯列に沿って設定した基準曲面に垂直な方向における関心オブジェクトでの光の減衰を計算して画像を作成するので，関心オブジェクトの全ての情報を一枚の画像によって，パノラマＸ線撮影による画像と同様に，画像化することが可能である。
【０００９】
請求項３の発明は，図２において，上顎または下顎，上下顎を含む三次元ボクセルデータ４１に歯列に沿った基準曲面４６と，歯列の関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域４３とを設定する手段２８と，新しい三次元ボクセル空間２４と基準平面５５を用意し，基準曲面４６を基準平面５５に変換する関係式を作成し，この関係式に従って基準曲面に基づいた湾曲した厚板状領域４３のボクセルデータを，基準平面に基づいた新しい三次元ボクセル空間のボクセルに写像することによって変換された厚板状の関心オブジェクト５２を作成する手段３１と，基準平面５５に垂直な方向における非湾曲厚板領域５２の関心オブジェクトでの光の減衰をボクセルの画素値から計算してその結果を基準平面５５上に投影する手段３２とを備えることによって，パノラマ状の平面画像２５を作成して表示するようにした。
【００１０】
本発明では，ＣＴデータのボクセル空間に歯列に沿った基準曲面４６と関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域４３を設定する。請求項１の発明は，基準曲面４６の垂線方向４８における湾曲した厚板状領域４３での光の減衰を計算して基準曲面４６に投影することで関心対象物の投影画像データ４９を作成した後，これを平面に展開することで，パノラマ平面画像２５を作成する。一方，請求項３の発明は，新しいボクセル空間２４に基準平面５５を設定し，基準曲面４６が基準平面５５になるように湾曲した厚板状領域４３を新しいボクセル空間２４の非湾曲した厚板状領域５２に写像した後，基準平面５５の垂線方向５７における厚板領域５２での光の減衰を計算して基準平面５５に投影することで，パノラマ平面画像２５を作成する。（以降，ＣＴデータのボクセル空間をＣＴボクセル空間と略称する。また，新しいボクセル空間をパノラマボクセル空間と略称する。）
【００１１】
すなわち請求項３の発明は，ＣＴボクセル空間において湾曲している基準曲面が，パノラマボクセル空間において平面になるように変換を行う。従って，ＣＴボクセル空間における基準曲面に垂直方向の関心オブジェクトでの光の減衰の基準曲面への投影は，パノラマボクセル空間においては基準平面に垂直方向の関心オブジェクトでの光の減衰の基準平面への投影になる。
【００１２】
請求項１の発明と請求項３の発明は得られる結果は同一であるが，請求項１の発明は関心オブジェクトでの光の減衰の基準曲面への投影を計算するときに基準曲面の垂直方向が変化するが，請求項３の発明は関心オブジェクトでの光の減衰の基準平面への投影を計算するときに基準平面の垂直方向が変化しない。このため，関心オブジェクトでの光の減衰の投影を求める計算は請求項３の発明の方が容易である。従って，対話的な操作を行う場合には請求項３の発明の方が優れている。
【００１３】
請求項３の発明はパノラマボクセル空間に変換した後の関心オブジェクトを取り扱っているので，基準平面だけでなく他の任意の平面への光の減衰の投影処理によってもパノラマ状に展開した画像を得ることができる。また，パノラマボクセル空間に変換した後の関心オブジェクトに，断面変換処理，ボリュームレンダリング処理などの他の三次元画像処理を行うことによってもパノラマ状に展開した画像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明による三次元画像表示装置について説明する。図１は本発明の実施例を説明するブロック図である。この実施例ではＸ線ＣＴ装置を使用する場合について説明しているが，ＭＲ装置など他の装置の場合にも同様に機能する。データ収集部１は，Ｘ線ＣＴ装置においては被検体の周囲からＸ線を照射し，透過するＸ線の線量を測定することによって投影データを収集する部分である。
【００１５】
この実施例では電子ビーム・スキャン方式のＸ線ＣＴ装置を例に示している。電子銃１２から放射した電子ビーム１３を制御して，被検体の周囲に環状に配置されたＸ線ターゲット１１上を走査する。Ｘ線ターゲットで発生したＸ線は，寝台１６上に横たわる被検体の横断面を透過した後，Ｘ線検出器１４で電流に変換される。このＸ線検出器の出力はデータ収集回路１５でデジタルデータに変換される。寝台１６を移動させながら電子ビームの走査を繰り返して行うことによって，被検体の複数横断面のデータを収集する。この実施例では電子ビーム・スキャン方式のＸ線ＣＴ装置について説明したが，他の方式のＸ線ＣＴ装置においても同様に機能する。
【００１６】
再構成演算処理部２は，収集したデータに前処理を行って投影データを作成する。次に，この投影データに再構成処理，後処理を行って画像データを作成する。この画像データは被検体のＸ線透過係数に相当するＣＴ値の空間的な分布を表している。再構成演算処理部２は投影データを再構成する機能をもつ高速演算装置を含むデータ処理装置である。データ蓄積装置１７は再構成演算処理部２で得た投影データおよび画像データを蓄積する機能を備えている。
【００１７】
三次元画像処理部３は三次元画像を再構成する機能をもつデータ処理装置である。三次元画像処理部３は再構成演算処理部２と一体化されている場合もあり，分離されている場合もある。三次元画像処理部３は再構成演算処理部２によって作成された投影データまたは画像データを使用して三次元画像を再構成する。再構成演算処理部２で得た投影データまたは画像データを直接使用する場合もあり，データ蓄積装置１７に蓄積した投影データまたは画像データを使用する場合もあり，またオフライン媒体に保存した投影データまたは画像データを使用する場合もある。
【００１８】
画像表示部４は，三次元ボクセルデータにパラメタ設定面を設定するＣＴボクセル表示領域６，パラメタ設定面に関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域と基準曲線とを設定する関心領域・基準曲面表示領域７，関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域を変換した非湾曲厚板領域を表示するパノラマボクセル表示領域８，得られたパノラマ画像を表示するパノラマ画像表示領域９，三次元画像を表示する三次元画像表示領域１０を持ち，画像処理パラメタを設定する機能を備えている。
【００１９】
図３は本発明の実施例１を説明するブロック図であり，請求項１に相当する。２１はＣＴボクセル空間で，Ｘ線ＣＴ装置で撮影した上顎または下顎，上下顎の投影データまたは画像データを使用して構築したＣＴ三次元ボクセルデータ４１と関心オブジェクトの領域と基準曲面の決定を行う設定面４２を示している。
【００２０】
２８は関心オブジェクトの領域と基準曲面の決定を行う処理である。ＣＴ三次元ボクセルデータ４１の適当な横断面を設定面４２として選択して，この設定面４２上で関心オブジェクトの湾曲領域と画像を投影する基準曲線とを設定する。次に，ＣＴ三次元ボクセルデータの異なる適当な横断面を設定面として選択して，この設定面上で関心オブジェクトの湾曲領域と画像を投影する基準曲線を設定する。この設定面の数は複数面であっても，２面であっても，１面であってもよい。
【００２１】
幾つかの設定面における湾曲領域を連結することによって関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域を決定する。また幾つかの設定面における基準曲線を連結することによって基準曲面を決定する。設定面の数が１面の場合には，例えば，関心オブジェクトの湾曲領域と基準曲線を設定面に平行な他の面に写像することによって関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域および基準曲面を作成することができる。
【００２２】
２２はＣＴボクセル空間で，４３は上顎または下顎，上下顎を含む湾曲した厚板状領域を示している。ここで４４は関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域の外側曲面，４５は関心オブジェクトの湾曲した厚板状領域の内側曲面，４６は基準曲面，４８は基準曲面４１上のある点４７の法線ベクトルを模式的に示している。
【００２３】
２９は湾曲した厚板状領域４３の光の減衰の基準曲面４６への投影処理を示す。基準曲面４６上のある点４７の法線ベクトル４８に沿って曲面４４と曲面４５で囲まれた湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰をボクセル値から計算して，これを基準曲面４６上の点４７における値とする。この処理を基準曲面４６上の全ての点に対して行う。
【００２４】
２３はＣＴボクセル空間で，４９は投影処理２９によって得られた湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値として持つ基準曲面画像データを示している。この基準曲面上の点５０はその点の法線ベクトル５１の方向における湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値として持つ。同様にこの基準曲面上の全ての点はその点の法線ベクトルの方向における湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値として持つ。
【００２５】
３０は湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値としてもつ基準曲面画像データ４９をパノラマ平面画像に展開する処理を示している。
【００２６】
２５は展開処理３０によって得られたパノラマ平面画像を示している。これはＣＴボクセルデータ４１の上顎または下顎，上下顎を含む湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値としてもつ画像である。これはＸ線パノラマ撮影に類似した画像である。
【００２７】
図４は本発明の実施例２を説明するブロック図であり，請求項２に相当する。図３と同一の番号は図３と同一の機能をもつ。２１はＸ線ＣＴ装置で撮影した上顎，下顎または上下顎の投影データまたは画像データを使用して構築したＣＴ三次元ボクセルデータ４１と設定面４２を示している。
【００２８】
２８は関心オブジェクトと基準曲面の決定を行う処理である。
【００２９】
２２は決定された上顎，下顎または上下顎を含む湾曲した厚板状領域４３と基準曲面４６を示す。
【００３０】
２９は湾曲した厚板状領域４３における光の減衰の基準曲面４６への投影処理を示す。
【００３１】
２３は投影処理２９によって得られた湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値として持つ基準曲面画像データ４９を示す。
【００３２】
３０は湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値としてもつ基準曲面画像データ４９をパノラマ平面画像に展開する処理を示している。
【００３３】
２５は展開処理３０によって得られたパノラマ平面画像を示している。
【００３４】
３４は湾曲した厚板状領域４３への三次元画像処理を示す。三次元画像処理としてはボリュームレンダリング，ＭＰＲと呼ばれる断面変換処理などがある。
【００３５】
２７は湾曲した厚板状領域４３の三次元画像処理３４によって得られた画像の一例を模式的に示している。
【００３６】
３５はパノラマ平面画像２５上のＲＯＩとＣＴボクセル空間の画像２７上のＲＯＩとの連携を示す。パノラマ平面画像２５上に設定したＲＯＩの場所がＣＴボクセル空間の画像２７上の対応する場所にＲＯＩとして表示される。また，ＣＴボクセル空間の画像２７上に設定したＲＯＩの場所がパノラマ平面画像２５上の対応する場所にＲＯＩとして表示される。これによって，パノラマ平面画像とＣＴボクセル空間の三次元画像上の位置関係を把握することが容易になった。
【００３７】
図５は本発明の実施例３を説明するブロック図であり，請求項３に相当する。図３および図４と同一の番号は図３および図４と同一の機能をもつ。２１はＸ線ＣＴ装置で撮影した上顎，下顎または上下顎の投影データまたは画像データを使用して構築したＣＴ三次元ボクセルデータ４１と設定面４２を示している。
【００３８】
２８は関心オブジェクトと基準曲面の決定を行う処理である。
【００３９】
２２は決定された上顎または下顎，上下顎を含む湾曲した厚板状領域４３と基準曲面４６を示す。
【００４０】
３１はＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域４３を，パノラマボクセル空間の非湾曲厚板領域５２に変換する処理を示す。ＣＴボクセル空間における基準曲面４６をパノラマボクセル空間における基準平面５５に写像する関係式を作成する。この関係式に従って，ＣＴボクセル空間における基準曲面４６をパノラマボクセル空間における基準平面５５に写像する。またこの関係式に従って，ＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域４３を，パノラマボクセル空間の非湾曲厚板領域５２に変換する。
【００４１】
２４はパノラマボクセル空間で，５２はＣＴボクセル空間における湾曲厚板領域４３をパノラマボクセル空間に変換した後の上顎または下顎，上下顎を含む非湾曲厚板領域を示す。ここで５３は関心オブジェクトの湾曲厚板領域の外側曲面４４を変換した曲面または平面，５４は関心オブジェクトの湾曲厚板領域の内側曲面４５を変換した曲面または平面，５５は基準曲面４６を変換した基準平面，５７は基準平面上のある点５６の法線ベクトルを模式的に示している。
【００４２】
３２は非湾曲厚板領域の基準平面への投影処理を示す。基準平面５５上のある点５６の法線ベクトル５７に沿って曲面または平面５３と曲面または平面５４で囲まれた厚板領域を透過する光が受ける減衰をボクセル値から計算して，これを基準平面５５上の点５６における値にする。これを基準平面５５上の全ての点に対して行う。
【００４３】
２５は投影処理３２によって得られた非湾曲厚板領域５２を透過する光が受ける減衰を値として持つパノラマ平面画像である。この画像はパノラマボクセル空間において，基準平面上の点の法線ベクトル方向における非湾曲厚板領域５２を透過する光が受ける減衰を値として持つ画像であるが，これは同時にＣＴボクセル空間において，基準曲面４６上の点の法線ベクトル４８方向における湾曲した厚板状領域４３を透過する光が受ける減衰を値として持つ画像である。すなわち，これはＣＴボクセルデータ４１の上顎，下顎または上下顎を含む湾曲した厚板状領域を透過する光が受ける減衰を値としてもつ画像である。これはＸ線パノラマ撮影に類似した画像である。
【００４４】
３３は厚板領域２４に対するＭＰＲなどの断面変換処理，ボリュームレンダリング処理などの三次元画像処理を示す。
【００４５】
２６は非湾曲厚板領域５２に対するＭＰＲなどの断面変換処理，ボリュームレンダリング処理などの三次元画像処理３３によって得られた画像を示す。これはパノラマボクセル空間において非湾曲厚板領域５２に対して三次元画像処理を行った結果の画像であるが，これはＣＴボクセル空間において湾曲した厚板状領域４３に対して三次元画像処理を行った結果の画像をパノラマ状に展開した画像と同一の画像である。たとえば，非湾曲厚板領域５２における基準平面５５に平行な複数の平面とその平面に直交する多数の平面を設定してその断面像を得ることによって，その歯列に沿った複数の曲面におけるパノラマ状断面像とその曲面に直交する多数の平面の断面像を作成，表示することが可能になった。この方法で，Ｘ線ＣＴ画像データを使用して歯列の状態を観察する方法である歯科用曲面再構成で得られる画像と同一の画像が得られる。この方法では，ＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域４３をパノラマボクセル空間における非湾曲厚板柱状領域５２に変換した後で三次元画像処理を行うので，対話的にパラメタを変えながらパノラマ状に展開した画像を得ることが可能になった。
【００４６】
図６は本発明の実施例４を説明するブロック図であり，請求項４に相当する。図３および図４，図５と同一の番号は図３および図４，図５と同一の機能をもつ。２１はＸ線ＣＴ装置で撮影した上顎または下顎，上下顎の投影データまたは画像データを使用して構築したＣＴ三次元ボクセルデータ４１と設定面４２を示している。
【００４７】
２８は関心オブジェクトと基準曲面の決定を行う処理である。
【００４８】
２２は決定された上顎または下顎，上下顎を含む湾曲した厚板状領域４３と基準曲面４６を示す。
【００４９】
３１はＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域４３を，パノラマボクセル空間の非湾曲厚板領域５２に変換する処理を示す。
【００５０】
２４はパノラマボクセル空間で，５２はＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域４３をパノラマボクセル空間に変換した後の非湾曲厚板領域を示す。
【００５１】
３２は非湾曲厚板領域の基準平面への投影処理を示す。
【００５２】
２５は投影処理３２によって得られた非湾曲厚板領域５２を透過する光が受ける減衰を値として持つパノラマ平面画像である。
【００５３】
３３は厚板領域２４に対するＭＰＲなどの断面変換処理，ボリュームレンダリング処理などの三次元画像処理を示す。
【００５４】
２６は非湾曲厚板領域５２に対するＭＰＲなどの断面変換処理，ボリュームレンダリング処理などの三次元画像処理３３によって得られた画像を示す。
【００５５】
３４は湾曲した厚板状領域４３への三次元画像処理を示す。三次元画像処理としてはボリュームレンダリング，ＭＰＲと呼ばれる断面変換処理などがある。
【００５６】
２７は湾曲した厚板状領域４３の三次元画像処理３４によって得られた画像の一例を模式的に示している。
【００５７】
３５はパノラマ平面画像２５上のＲＯＩとＣＴボクセル空間の画像２７上のＲＯＩとの連携を示す。これによって，パノラマ平面画像とＣＴボクセル空間の三次元画像上の位置関係を把握することが容易になった。
【００５８】
【実施例】
この発明の実施例はＸ線ＣＴ装置を使用してデータを収集する場合について説明したが，ＭＲ装置など他の装置を使用してデータを収集する場合にも同様に機能する。
【００５９】
この発明の実施例は上顎または下顎，上下顎を含む領域について説明したが，他の湾曲している解剖学的領域に対しても同様に適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の請求項１は，ＣＴボクセル空間に関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とこれにほぼ平行する基準曲面とを設定する。そして基準曲面に垂直な光が湾曲した厚板状領域を透過する際に受ける減衰を基準曲面の値として投影した後この基準曲面を平面に展開することによって，湾曲した厚板状領域をもつ関心オブジェクトの性質を一枚の画像によって観察可能にするパノラマ状画像を作成する方法を示した。従来の歯科用曲面再構成法においては断面像を使用しているために体積データの画像化には多数の断面像を必要とするが，本発明では歯列に沿って設定した基準曲面に垂直な方向における関心オブジェクトでの光の減衰を計算して画像を作成するので，関心オブジェクトの厚さ方向の全ての情報を一枚の画像によって，パノラマＸ線撮影による画像と同様に，画像化することが可能になった。
【００６１】
本発明の請求項２は，ＣＴボクセル空間に関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とこれにほぼ平行する基準曲面とを設定する。そして基準曲面に垂直な光が湾曲した厚板状領域を透過する際に受ける減衰を基準曲面の値として投影した後この基準曲面を平面に展開することによって，湾曲した厚板状領域をもつ関心オブジェクトの性質を一枚の画像によって観察可能にするパノラマ状画像を作成すると共に，ＣＴボクセル空間の湾曲した厚板状領域に三次元画像処理を行って三次元画像を作成する。そして，このパノラマ状画像上のＲＯＩと三次元画像上のＲＯＩを連携させることによって解剖学的構造の位置関係を明確にする方法を示した。これによって請求項１の効果のほかに，解剖学的構造の位置関係をより明確にすること可能になった。
【００６２】
本発明の請求項３は，ＣＴボクセル空間に関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とこれにほぼ平行する基準曲面とを設定する。そして新しいボクセル空間と基準平面を設け，基準曲面を基準平面に写像する変換式を作成する。次に，この変換式に従って，ＣＴボクセル空間の湾曲した厚板状領域を新しいボクセル空間の非湾曲厚板領域に写像する。そして基準平面に垂直な光が非湾曲厚板領域を透過する際に受ける減衰を基準平面の値として投影することによって，湾曲した厚板領域をもつ関心オブジェクトの性質を一枚の画像によって観察可能にするパノラマ状画像を作成する方法を示した。これによって請求項１の効果のほかに，パノラマ状画像のパラメタの設定とその変更を，対話的に行うことが可能になった。
【００６３】
本発明の請求項４は，ＣＴボクセル空間に関心オブジェクトを含む湾曲した厚板状領域とこれにほぼ平行する基準曲面とを設定する。そして新しいボクセル空間と基準平面を設け，基準曲面を基準平面に写像する変換式を作成する。次に，この変換式に従って，ＣＴボクセル空間の湾曲した厚板状領域を新しいボクセル空間の非湾曲厚板領域に写像する。そして基準平面に垂直な光が非湾曲厚板領域を透過する際に受ける減衰を基準平面の値として投影することによって，湾曲した厚板領域をもつ関心オブジェクトの性質を一枚の画像によって観察可能にするパノラマ状画像を作成すると共に，ＣＴボクセル空間の湾曲した厚板状領域に三次元画像処理を行って三次元画像を作成する。そして，このパノラマ状画像上のＲＯＩと三次元画像上のＲＯＩを連携させることによって解剖学的構造の位置関係を明確にする方法を示した。
【００６４】
本発明によって，上顎，下顎，上下顎などの湾曲した関心オブジェクトの情報を全て一枚に含んだ画像を平面に展開して表示することが可能になった。従来の歯科用曲面再構成法において多数の断面画像を同時に観察しなければ関心オブジェクトの全体像が把握できないのとは異なり，本発明は一枚の画像によって関心オブジェクトの全体像を把握することができる。従って，対話式の操作と立体構造の直感的な把握を可能にする画像表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す概略図。
【図２】本発明を説明するブロック図。
【図３】本発明の実施例１を説明するブロック図。
【図４】本発明の実施例２を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施例３を説明するブロック図。
【図６】本発明の実施例４を説明するブロック図。
【図７】従来の歯科用曲面再構成法を説明するブロック図。
【符号の説明】
１ データ収集部
２ 再構成演算処理部
３ 三次元画像処理部
４ 画像表示部
５ 操作部
６ ＣＴボクセル表示領域
７ 関心領域・基準曲面表示領域
８ パノラマボクセル表示領域
９ パノラマ画像表示領域
１０ 三次元画像表示領域
１１ Ｘ線ターゲット
１２ 電子銃
１３ 電子ビーム
１４ Ｘ線検出器
１５ データ収集回路
１６ 寝台
１７ データ蓄積装置
２１ ＣＴボクセル空間におけるＣＴボクセルデータと設定面
２２ ＣＴボクセル空間における湾曲した厚板状領域と基準曲面
２３ ＣＴボクセル空間における基準曲面画像データ
２４ パノラマボクセル空間における非湾曲厚板領域と基準平面
２５ パノラマ平面画像
２６ パノラマ状断面画像
２７ 三次元画像
２８ 湾曲した厚板状領域と基準曲面の決定
２９ 湾曲した厚板状領域の基準曲面への投影
３０ 基準曲面画像データのパノラマ平面画像への展開
３１ 湾曲した厚板状領域の非湾曲厚板領域への写像
３２ 非湾曲厚板領域のパノラマ平面画像への投影
３３ パノラマボクセル空間の三次元画像処理
３４ ＣＴボクセル空間の三次元画像処理
３５ パノラマ平面画像ＲＯＩとＣＴボクセル空間画像ＲＯＩの連携
４１ ＣＴボクセルデータ
４２ 設定面
４３ 湾曲した厚板状領域
４４ 湾曲した厚板状領域の外側曲面
４５ 湾曲した厚板状領域の内側曲面
４６ 基準曲面
４７ 基準曲面上の点
４８ 基準曲面の法線ベクトル
４９ 基準曲面画像データ
５０ 基準曲面画像データ上の点
５１ 基準曲面画像データの法線ベクトル
５２ パノラマボクセル空間における非湾曲厚板領域
５３ パノラマボクセル空間における非湾曲厚板領域の外側曲面
５４ パノラマボクセル空間における非湾曲厚板領域の内側曲面
５５ パノラマボクセル空間における基準平面
５６ パノラマボクセル空間における基準平面上の点
５７ パノラマボクセル空間における基準平面の法線ベクトル
６１ ＣＴボクセルデータと設定面
６２ 歯列に平行な曲面と直交する平面の設定
６３ 歯列に平行な曲面と直交する平面の断面像
６４ 歯列に平行な曲面と直交する平面を設定する処理
６５ 歯列に平行な曲面と直交する平面の断面像を作成する処理
６６ ＣＴボクセルデータ
６７ 設定面
６８ 歯列に平行な曲面
６９ 歯列に直交する平面
７０ 歯列に平行な断面像
７１ 歯列に直交する断面像
【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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