(57)【要約】仮想内視鏡法を実行するためのシステム（１００）と方法（２０５〜２６５）が提供される。この方法（２０５〜２６５）は、内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するステップ（２１０）；内腔のMPR（多平面復元）を、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するステップ（２２０）；内腔のMPR上で第１の領域成長を、内視鏡位置において実行するステップ（２２５）、ここで第１の領域成長に関連するデータはマークされており（２３０）；第１の領域成長のマークされたデータから最小距離と最大距離を、距離マップの相応する距離を使用して計算するステップ（２４０）；内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行するステップ（２４５）、ここで第２の領域成長に関連するデータはマークされており（２５）；第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするステップ（２６０）；を有する。
2006519631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想内視鏡法を実行するための方法において、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するステップ；
内腔の多平面復元(MPR)を計算するステップ；
内腔のMPR上で領域成長を実行するステップ；
領域成長からのデータをマークするステップ；そして
領域成長からのマークされたデータを３Dレンダリングするステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、３Dデータを内腔からキャプチャする。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、３Dデータを、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つによりキャプチャする。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、内腔は結腸、膵臓、気管支、気管、洞、耳道、血管、尿道および膀胱の１つである。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、MPRを内腔に直交して計算する。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、MPRを内視鏡位置で計算する。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、領域成長を内視鏡位置で実行する。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、領域成長に関連する領域の３Dレンダリングを、投影、表面レンダリング、容積レンダリングのうちの１つの３Dレンダリング技術を使用して実行する。
【請求項９】
仮想内視鏡法を実行する方法において、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するステップ；
内腔のMPR（多平面復元）を、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するステップ；
内腔のMPR上で第１の領域成長を、内視鏡位置において実行するステップ；
第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップの相応する距離を使用して計算するステップ；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行するステップ；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、３Dデータを内腔からキャプチャする。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、３Dデータを、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つによりキャプチャする。
【請求項１２】
請求項９記載の方法において、レンダリングすべき第１の領域成長からのデータをマーキングする。
【請求項１３】
請求項９記載の方法において、レンダリングすべき第２の領域成長からのデータをマーキングする。
【請求項１４】
請求項９記載の方法において、内腔は結腸、膵臓、気管支、気管、洞、耳道、血管、尿道および膀胱の１つである。
【請求項１５】
請求項９記載の方法において、第１の領域成長および第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを、投影、表面レンダリングおよび容積レンダリングの１つの３Dレンダリング技術を使用して実行する。
【請求項１６】
請求項９記載の方法において、第２の領域成長を、計算された最小距離および最大距離に関連する閾値内で実行する。
【請求項１７】
仮想内視鏡法を実行するためのシステムにおいて、
プログラムを記憶するためのメモリデバイスと、該メモリデバイスと通信するプロセッサを有し、
該プロセッサはプログラムにより動作して、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算し；
内腔のMPR（多平面復元）を、内視鏡位置において内腔に直交して計算し；
内腔のMPR上で第１の領域成長を内視鏡位置で実行し；
第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップからの相応する距離を使用して計算し；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行し；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを実行する；
ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、プロセッサはさらにプログラムコードにより動作して、内腔の３Dデータをキャプチャする。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、３Dデータを走査デバイスにより、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つを使用してキャプチャする。
【請求項２０】
請求項１７記載のシステムにおいて、第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータをマークする。
【請求項２１】
請求項１７記載のシステムにおいて、プロセッサはさらにプログラムコードにより動作して、第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングから得られた画像を表示する。
【請求項２２】
請求項２１記載のシステムにおいて、画像をディスプレイデバイスにより表示する。
【請求項２３】
仮想内視鏡法を実行するために記録されたコンピュータプログラムロジックを有するコンピュータにより使用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラムロジックは、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するためのプログラムコード；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するためのプログラムコード；
内腔のMPR上で、内視鏡位置で第１の領域成長を実行するためのプログラムコード；
第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するためのプログラムコード；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行するプログラムコード；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするためのプログラムコード；
を有する、ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項２３記載のシステムにおいて、内腔の３Dデータをキャプチャするためのプログラムコードを有する。
【請求項２５】
請求項２４記載のシステムにおいて、３Dデータを、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つによりキャプチャする。
【請求項２６】
請求項２３記載のシステムにおいて、内腔は結腸、膵臓、気管支、気管、洞、耳道、血管、尿道および膀胱の１つである。
【請求項２７】
請求項２３記載のシステムにおいて、第１の領域成長および第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを、投影、表面レンダリングおよび容積レンダリングの１つの３Dレンダリング技術を使用して実行する。
【請求項２８】
仮想内視鏡法を実行するためのシステムにおいて、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するための手段；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するための手段；
内腔のMPRを内視鏡位置で第１の領域成長を実行するための手段；
第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するための手段；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行する手段；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするための手段；
を有する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
仮想内視鏡法を実行するための方法において、
３次元(3D)データを内腔からキャプチャするステップ；
内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するステップ；
内視鏡を内腔内の所望の位置に位置決めするステップ；
内腔のMPR(多平面復元)を内視鏡位置で、内腔に直交して計算するステップ；
内腔のMPR上で、内視鏡位置に置いて第１の領域成長を実行するステップ；
第１の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；
第１の領域成長のマークされたデータから最小距離と最大距離を、距離マップの相応する距離を使用して計算するステップ；
複数の領域成長をマークされたデータ領域の外側にあるデータに対して実行するステップ、ただし前記マークされたデータ領域はデータの最小距離および最大距離の計算に関連する閾値内にあり；
複数の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；
第１の領域成長および複数の領域成長に関連する、マークされた領域を３Dレンダリングするステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、複数の領域成長を、閾値内にあるマークされたデータ領域の外側にあるすべてのデータに対して複数の領域成長の少なくとも１つが施されるまで実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は仮想内視鏡法の実行、およびより詳細には仮想内視鏡画像の多平面復元（MPR）と3次元(3D)レンダリングを使用する仮想内視鏡法の実行に関する。
【０００２】
背景技術
仮想内視鏡法（または計算された内視鏡）は、コンピュータトモグラフ(CT)または磁気共鳴画像(MRI)などの3次元画像データセットをコンピュータ処理する診断方法である。ここでは患者の特定の器官を標準の侵襲性内視鏡手続きにより形成されるものと同じようにシミュレーションして可視化する。仮想内視鏡法は、気管支鏡検査、結腸鏡検査、脾臓鏡検査、喉頭鏡検査、および耳鏡検査を含む多くの内視鏡手続きに適用される。仮想内視鏡法を使用することにより、患者の特定の解剖学的構造を非侵襲性に得ることができる。このことにより標準の侵襲性内視鏡手続きと関連する手続き上の困難性が低減される。
【０００３】
典型的な仮想内視鏡法手続きでは、３D画像が光ファイバ内視鏡から到来する画像をシミュレートするように形成される。従って例えば結腸のような内腔を飛空し、結腸の内側表面を観察し、表面の異常性を検出することができる。このことは、遠近投影を使用して仮想内視鏡法の視点を選択することにより行われる。遠近投影は典型的には１１０゜の広角である。
【０００４】
得られた画像は内腔の内側表面を観察するのに有益であるが、内腔の外側表面の上方は典型的には不可視である。従って、内腔の壁厚または内腔の外側表面に存在する異常性を検出するのは困難である。さらに広角遠近投影（例えば１００°または１１０°）を使用しても、腫瘍のようなフューチャが内腔の襞や湾曲に隠され、観察できないことがある。
【０００５】
発明の要約
本発明は、仮想内視鏡法のためのシステムおよび方法による公知技術に発生する前記問題点を克服する。
【０００６】
本発明の実施例では、仮想内視鏡法を実行するための方法が、内腔の３次元データを使用して距離マップを計算するステップ；内腔の多平面復元（MPR）を計算するステップ；内腔のMPR上で領域成長を実行するステップ；領域成長からデータをマークするステップ；領域成長からマークされたデータに３Dレンダリングを実行するステップ；を有する。
【０００７】
本発明の別の実施例では、仮想内視鏡法を実行するための方法が、内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するステップ；内腔のMPRを、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するステップ；内視鏡位置において内腔のMPR上で第１の領域成長を実行するステップ；第１の領域成長のデータから距離マップからの相応する距離を使用して、最大距離と最小距離を計算するステップ；第１の領域成長の外側のデータに対して、内腔のMPR上で第２の領域成長を実行するステップ；第１の領域成長と第２の領域成長に関連してデータの３Dレンダリングを実行するステップ；を有する。
【０００８】
本発明の別の実施例では、仮想内視鏡法を実行するためのシステムが、プログラムを格納するためのメモリデバイスと、該メモリデバイスと通信するプロセッサと、該プロセッサはプログラムにより動作して、内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算し：内腔のMPRを、内視鏡位置にある内腔に直交して計算し；内視鏡位置において内腔のMPR上で第１の領域成長を実行し；第１の領域成長のデータから距離マップからの相応する距離を使用して、最大距離と最小距離を計算し；第１の領域成長の外側のデータに対して、内腔のMPR上で第２の領域成長を実行し；第１の領域成長と第２の領域成長に関連してデータの３Dレンダリングを実行する。
【０００９】
本発明の別の実施例では、コンピュータプログラム製品がコンピュータ使用可能媒体を有し、該媒体はこれに記憶された、仮想内視鏡法を実行するためのコンピュータプログラムロジックを有し、該コンピュータプログラムロジックは、内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するためのプログラムコード；内腔のMPRを、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するためのプログラムコード；内視鏡位置において内腔のMPR上で第１の領域成長を実行するためのプログラムコード；第１の領域成長のデータから距離マップからの相応する距離を使用して、最大距離と最小距離を計算するためのプログラムコード；第１の領域成長の外側のデータに対して、内腔のMPR上で第２の領域成長を実行するためのプログラムコード；第１の領域成長と第２の領域成長に関連してデータの３Dレンダリングを実行するためのプログラムコード；を有する。
【００１０】
本発明の別の実施例では、仮想内視鏡法を実行するためのシステムが、内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するための手段；内腔のMPRを、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するための手段；内視鏡位置において内腔のMPR上で第１の領域成長を実行するための手段；第１の領域成長のデータから距離マップからの相応する距離を使用して、最大距離と最小距離を計算するための手段；第１の領域成長の外側のデータに対して、内腔のMPR上で第２の領域成長を実行するための手段；第１の領域成長と第２の領域成長に関連してデータの３Dレンダリングを実行するための手段；を有する。
【００１１】
本発明の別の実施例では、仮想内視鏡法を実行するための方法が、内腔から３Dデータをキャプチャするステップ；内視鏡を内腔の所望の位置に位置決めするステップ；内腔のMPRを、内視鏡位置にある内腔に直交して計算するステップ；内視鏡位置において内腔のMPR上で第１の領域成長を実行するステップ；レンダリングのために第１の領域成長と関連してデータをマークするステップ；第１の領域成長のマークされたデータから、距離パップからの相応する距離を使用して最小距離と最大距離を計算するステップ；マークされたデータの外側にあり、最小距離と最大距離の計算に関連する閾値内にあるデータに対して複数の領域成長を実行するステップ；レンダリングのために、複数の領域成長と関連してデータをマークするステップ；マークされた領域の３Dレンダリングを、第１の成長と複数の領域成長に関連して実行するステップ；を有する。
【００１２】
さらなるフューチャおよび利点は以下の説明から、図面および請求項に基づいて明らかとなる。
【００１３】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するためのシステムのブロック回路図である。
図２は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するための方法の動作を示すフローチャートである。
図３は、本発明の実施例による内腔の３次元レンダリングを示す図である。
図４は、３D中にレンダリングされなかった部分を含む、３Dにレンダリングされた内腔を示す図である。
図５は、３Dにレンダリングされなかった図４の内腔の部分を、本発明の実施例により３Dにレンダリングした図である。
【００１４】
図１は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するためのシステム１００のブロック回路図である。図１に示されるように、システム１００はとりわけ、走査デバイス１０５，パーソナルコンピュータ（PC）１１０、およびイーサネットワーク１２０を介して接続された操作者コンソール１１５を有する。走査デバイス１０５は磁気共鳴画像デバイス（MRI）、コンピュータトモグラフ画像デバイス（CT）、ヘリカルCTデバイス、陽電子射出断層撮影デバイス（PET）、２次元または３次元蛍光透視画像デバイス、２D,３Dまたは４D超音波画像デバイス、またはｘ線画像デバイス等とすることができる。
【００１５】
ＰＣ１１０は携帯コンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはＰＤＡ等とすることができ、中央演算ユニット（CPU）１２５とメモリ１３０を有し、入力端１４５と出力端１５０に接続されている。メモリ１３０はＲＡＭ１３５とＲＯＭ１４０を有する。メモリ１３０はまたデータベース、ディスクドライブ、テープドライブ等、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ＲＡＭ１３５は、ＣＰＵ１２５でプログラムが実行される際に使用されるデータを記憶するデータメモリとして機能し、ワークエリアとして使用される。ＲＯＭ１４０はＣＰＵ１２５で実行されるプログラムを記憶するプログラムメモリとして機能する。入力端１４５はキーボード、マウス等として構成されており、出力端１５０は液晶ディスプレイ（LCD）、陰極線管（CRT）ディスプレイ、プリンタ等により構成されている。
【００１６】
システム１００の動作は操作者コンソール１１５から制御される。このコンソールはコントローラ１６０とディスプレイ１５５を有する。操作者コンソール１１５はＰＣ１１０および走査デバイス１０５と通信し、走査デバイス１０５により収集された２D画像データをＰＣ１１０によって３Dデータにレンダリングして、ディスプレイ１５５で観察することができる。ＰＣ１１０は、操作者コンソール１１５がなくても走査デバイス１０５により供給された情報を処理し、表示することができる。
【００１７】
図２は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するための方法の動作を示すフローチャートである。図２に示すように、３Dデータが内腔からキャプチャされる（ステップ２０５）。このことは走査デバイス１０５，この実施例ではCTスキャナを使用して実行される。CTスキャナは操作者コンソール１１５で操作され、選択された内腔を走査し、これによりこの内腔に関連する２D画像シーケンスを発生する。内腔の２D画像は次に３Dレンダリング画像に変換される。内腔は結腸、膵臓、気管支、咽頭、気管、洞、耳道、血管、尿道、膀胱、または他の内部開放空間または管状気管の空洞のいずれでも良い。
【００１８】
３Dデータが内腔からキャプチャされた後、距離マップが内腔からの３Dデータを使用して計算される（ステップ２１０）。距離マップは、内腔の第１ボクセル（例えばシードボクセル）に値１の初期距離を割り当てることにより計算される。第１ボクセルに隣接するボクセルが検査され、これらが内腔に所属し、以前に距離値が割り当てられていなければ、これらに値２の距離が割り当てられる。引き続き、値２の距離が割り当てられたボクセルに隣接するボクセルに、これらが内腔に所属しており、以前に距離値が割り当てられていなければ、値３の距離が割り当てられる。このプロセスは、内腔内のすべてのボクセルに距離値が割り当てられるまで繰り返される。従って距離マップの計算中に、距離値ｎを有するボクセルの隣接ボクセルに、これらが内腔に所属し、未だ距離値が割り当てられていなければ、ｎ＋１の距離値が割り当てられる。
【００１９】
さらに図２に示すように、内視鏡（仮想内視鏡）が内腔の所望の位置に位置決めされる（ステップ２１５）。このことはユーザが、分析を所望する内宮のエリアに関連するスクリーン位置をクリックするか、または内腔の飛点をプログラミングされた飛航路を介して所望の位置に誘導することにより行われる。ステップ２１５の後、内視鏡位置にある内腔に直交する多平面復元（MPR）が計算される。次に内腔のMPR画像を使用して、内視鏡位置での領域成長が実行される（ステップ２２５）。ステップ２１０での距離マップの計算プロセスと同様に、領域成長ではシードボクセルが例えば内視鏡位置の中央に選択され、これに第１の値が割り当てられる。その隣接ボクセルが次に読み出され、この隣接ボクセルが閾値範囲と比較され、このような隣接ボクセルが閾値範囲内にあるかどうか決定する。この閾値範囲は、内腔内の対象領域をマーキングすることにより決定することができる。ボクセルがこの閾値範囲内にあれば、このボクセルに第２の値が割り当てられる。このプロセスは、対象領域にあるすべてのボクセルが検査され、値が割り当てられるまで繰り返される。
【００２０】
領域成長に関連するデータは、３Dレンダリングに対する候補としてマークされる（ステップ２３０）。このデータはこれに識別子を割り当てることによりマークされる。識別子はMPRの他のすべてのピクセルまたはボクセル値とは異なる値とすることができる。この時点でユーザはステップ２６０で、マークされたデータの３Dレンダリングを実行することができる。またはユーザはMPR画像の変形をステップ２４０で継続することができる（ステップ２３５）。ユーザがステップ２６０に進めば、MPRデータはマークされたデータの３Dレンダリングと組み合わされて、内腔の強調画像を提供する。言い替えると、MPRにマークされたピクセルまたはボクセルは内腔の３Dレンダリングにより置換される。
【００２１】
図３の実施例画像３００は、ステップ２３５からステップ２６０へ直接進んだ結果から得られる。図３に示すように、内腔の外側の情報（この例では内腔は結腸である）も観察することができる。とりわけ、結腸壁の厚さをこの外側の情報を使用することにより検出することができ、ポリープのような異常性を観察することができる。さらに周囲のMPR画像部分（結腸の不鮮明画像）はレンダリングされない。なぜならこれらはレンダリングのためにマークされていないからである。従って画像３００は、ユーザによりステップ２１５で以前に選択された内腔の所望部分だけを表示する。ステップ２３５からステップ２６０へ直接進むオプションによってユーザは、湾曲または隆起のような問題のない内腔の部分を迅速に取り扱うことができる。しかしステップ２３５を取り除いて、図２のシーケンスを直接ステップ２４０に進ませることもできる。
【００２２】
ユーザがMPR画像をさらに変形または強調したければ、第１領域成長のマークされたデータの最小距離と最大距離が距離マップから計算される（ステップ２４０）。このことは、マークされたすべてのデータ（マークされたピクセルまたはボクセル）の距離値を調べ、それらの相応する位置からのその最小距離と最大距離をステップ２１０の距離マップに表作成することにより行われる。いったん距離値が計算されれば、付加的な領域成長を、所望の内腔部分である第１のマーク領域の外側にあるデータに対して実行することができる。マーク領域の外側にあるデータの例が図４の画像４００に示されている。
【００２３】
図４に示すように、画像４００は３Dレンダリングを施さなかった内腔部分を含んでいる（この例でも内腔は結腸である）。矢印はこの部分を示す（すなわち第１の領域成長後にマークされなかった内腔部分）。矢印で示されたこの部分をレンダリングするために、別の領域成長が第１領域成長の外側にあるデータに対して実行される（ステップ２４５）。このことは、第１の領域成長後にマークされなかった内腔に所属するMPRのピクセルまたはボクセルをすべて検査することにより行われる。このようなピクセルまたはボクセルが発見され、これらが第１領域成長からマークされたデータの最小距離または最大距離に近似していれば、これらは引き続く領域成長（例えば第２，第３の領域成長）のためのシードとして使用される。これに続いて、領域成長に関連するデータが３Dレンダリングに対する候補としてマークされ、識別子が割り当てられる（ステップ２５０）。このシーケンス（ステップ２４５〜２５５）は、シードピクセルと第１領域成長との距離に基づくすべての領域成長が実行されるまで繰り返される（ステップ２５５）。
【００２４】
１つだけの領域成長をこのシーケンス（ステップ２４５〜２５５）で行い、この１つの領域成長の後にステップ２６０へ直接進むこともできる。言い替えると、第２領域成長だけをこのシーケンスで実行し、第３，第４の領域成長は行わない。
【００２５】
（ステップ２４０からの）計算された最大距離および最小距離に基づく閾値は、第２の領域成長または引き続く領域成長を実行すべきエリアを制限するためにセットすることができる。例えば閾値は単純に、計算された最小距離および最大距離にセットすることができる（従って第２の領域成長はこのポイントを越えることができない）。また閾値は計算された最小距離および最大距離の半分にセットすることも、計算された最大距離および最小距離を越えて制限するようにセットすることもできる。
【００２６】
ステップ２６０で、３Dレンダリングが第１，第２，第３の領域成長のマークされたデータについて実行される。ここでは投影、表面レンダリング（表面陰影レンダリング）、容積レンダリン等の３Dレンダリング技術が使用される。３Dレンダリングは図１のＣＰＵ１２５を使用して、またはグラフィックカード、容積レンダリングカード等の専用レンダリングハードウエアにより実行することができる。マークされたMPR画像の得られた３Dレンダリング結果が図５の画像５００に示されている。画像５００により示されるように、矢印で示された図４の内腔部分が可視となっている。従って結腸の壁の外にある情報が可視であり、結腸壁の厚さのような情報を検出し、ポリープのような異常性を観察することができる。ステップ２６０で３Dレンダリングを実行した後、ユーザは内視鏡を内腔内の別の部分に移動し、前記プロセスを繰り返すことができる（ステップ２６５）。
【００２７】
本発明はハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、特別の専用プロセッサ、またはそれらの組み合わせで実現することができる。実施例で本発明は、アプリケーションプログラムとしてのソフトウエアに実現されており、プログラム記憶デバイスに具現されている。このアプリケーションプログラムはアップロードすることができ、適切なアーキテクチャを有するマシンにより実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するためのシステムのブロック回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施例による仮想内視鏡法を実行するための方法の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施例による内腔の３次元レンダリングを示す図である。
【図４】図４は、３D中にレンダリングされなかった部分を含む、３Dにレンダリングされた内腔を示す図である。
【図５】図５は、３Dにレンダリングされなかった図４の内腔の部分を、本発明の実施例により３Dにレンダリングした図である。
【図１】
2006519631.tif 000003
【図２】
2006519631.tif 000004
【図３】
2006519631.tif 000005
【図４】
2006519631.tif 000006
【図５】
2006519631.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月21日(2005.2.21)
【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】
仮想内視鏡法を実行する方法において、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するステップ；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置において内腔に直交して計算するステップ；
内腔のMPR上で、内視鏡位置において第１の領域成長を実行するステップ；
第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップの相応する距離を使用して計算するステップ；
内腔のMPR上で、第１の領域成長の外側にあるデータに対して第２の領域成長を実行するステップ；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、３Dデータを内腔からキャプチャするステップをさらに有する。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、３Dデータを、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つによりキャプチャする。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、第１の領域成長から、レンダリングすべきデータをマークするステップをさらに有する。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、第２の領域成長から、レンダリングすべきデータをマークするステップをさらに有する。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、内腔は結腸、膵臓、気管支、気管、洞、耳道、血管、尿道および膀胱の１つである。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを、投影、表面レンダリング、容積レンダリングのうちの１つの３Dレンダリング技術を使用して実行する。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、第２の領域成長を、計算された最小距離と最大距離に関連する閾値内で実行する。
【請求項９】
仮想内視鏡法を実行するためのシステムにおいて、
プログラムを記憶するためのメモリデバイスと、該メモリデバイスと通信するプロセッサを有し、
該プロセッサはプログラムにより動作して、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算し；
内腔のMPR（多平面復元）を、内視鏡位置において内腔に直交して計算し；
内腔のMPR上で、第１の領域成長を内視鏡位置において実行し；
第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップからの相応する距離を使用して計算し；
第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出し；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行し；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを実行する；
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、プロセッサはさらにプログラムコードにより動作して、内腔の３Dデータをキャプチャする。
【請求項１１】
請求項１１記載のシステムにおいて、３Dデータはコンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つを使用する走査デバイスによりキャプチャされる。
【請求項１２】
請求項９記載のシステムにおいて、第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータがマークされる。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムにおいて、プロセッサはプログラムコードによりさらに動作して、第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングから得られた画像を表示する。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムにおいて、画像はディスプレイデバイスにより表示される。
【請求項１５】
仮想内視鏡法を実行するために記録されたコンピュータロジックを有するコンピュータにより使用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータロジックは、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するためのプログラムコード；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するためのプログラムコード；
内腔のMPR上で、第１の領域成長を内視鏡位置で実行するためのプログラムコード；
第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するためのプログラムコード；
第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するためのプログラムコード；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外にあるデータに対して実行するプログラムコード；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするためのプログラムコード；
を有する、ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
請求項１５記載のコンピュータプログラム製品において、３Dデータを内腔からキャプチャするためのプログラムコードをさらに含む。
【請求項１７】
請求項１６記載のコンピュータプログラム製品において、３Dデータは、コンピュータトモグラフ（CT）、ヘリカルCT、ｘ線、陽電子射出断層撮影、蛍光透視、超音波、磁気共鳴（MR）画像技術の１つによりキャプチャされる。
【請求項１８】
請求項１５記載のコンピュータプログラム製品において、内腔は結腸、膵臓、気管支、気管、洞、耳道、血管、尿道および膀胱の１つである。
【請求項１９】
請求項１５記載のコンピュータプログラム製品において、第１の領域成長および第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングは、投影、表面レンダリングおよび容積レンダリングの１つの３Dレンダリング技術を使用して実行される。
【請求項２０】
仮想内視鏡法を実行するためのシステムにおいて、
内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するための手段；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するための手段；
内腔のMPR上で第１の領域成長を、内視鏡位置において実行するための手段；
第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するための手段；
第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するための手段；
内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行する手段；
第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするための手段；
を有する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
仮想内視鏡法を実行するための方法において、
内腔から３次元(3D)データをキャプチャするステップ；
内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するステップ；
内視鏡を内腔の所望位置に位置決めするステップ；
内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置において、内腔に直交して計算するステップ；
内腔のMPR上で第１の領域成長を内視鏡位置で実行するステップ；
第１の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；
第１の領域成長のマークされたデータから最小距離と最大距離を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するステップ；
第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するステップ；
データの最小距離と最大距離の計算に関連する閾値内にある、マークされたデータ領域の外にあるデータに対して複数の領域成長を実行するステップ；
複数の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；
第１の領域成長と複数の領域成長に関連して、マークされた領域を３Dレンダリングするステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、複数の領域成長を、閾値内にあるマークされたデータ領域の外にあるすべてのデータに対して複数の領域成長の少なくとも１つが施されるまで実行する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一側面では仮想内視鏡法を実行するための方法が提供される。この方法は、内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するステップ；内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置において内腔に直交して計算するステップ；内腔のMPR上で、内視鏡位置において第１の領域成長を実行するステップ；第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップの相応する距離を使用して計算するステップ；内腔のMPR上で、第１の領域成長の外側にあるデータに対して第２の領域成長を実行するステップ；第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするステップ；有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の別の側面では仮想内視鏡法を実行するためのシステムが提供される。このシステムは、プログラムを記憶するためのメモリデバイスと、該メモリデバイスと通信するプロセッサを有し、該プロセッサはプログラムにより動作して、内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算し；内腔のMPR（多平面復元）を、内視鏡位置において内腔に直交して計算し；内腔のMPR上で、第１の領域成長を内視鏡位置において実行し；第１の領域成長のデータから最小距離と最大距離を、距離マップからの相応する距離を使用して計算し；第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出し；内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行し；第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータの３Dレンダリングを実行する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の別の側面によれば仮想内視鏡法を実行するために記録されたコンピュータロジックを有するコンピュータにより使用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。このコンピュータプログラム製品のコンピュータロジックは、内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するためのプログラムコード；内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するためのプログラムコード；内腔のMPR上で、第１の領域成長を内視鏡位置で実行するためのプログラムコード；第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するためのプログラムコード；第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するためのプログラムコード；内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外にあるデータに対して実行するプログラムコード；第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするためのプログラムコード；を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の側面によれば仮想内視鏡法を実行するためのシステムが提供される。このシステムは、内腔の３次元(3D)データを使用して距離マップを計算するための手段；内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置で内腔に直交して計算するための手段；内腔のMPR上で第１の領域成長を、内視鏡位置において実行するための手段；第１の領域成長のデータから最小間隔と最大間隔を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するための手段；第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するための手段；内腔のMPR上で第２の領域成長を、第１の領域成長の外側にあるデータに対して実行する手段；第１の領域成長と第２の領域成長に関連するデータを３Dレンダリングするための手段；を有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の別の側面によれば仮想内視鏡法を実行するための方法が提供される。この方法は、内腔から３次元(3D)データをキャプチャするステップ；内腔の３Dデータを使用して距離マップを計算するステップ；内視鏡を内腔の所望位置に位置決めするステップ；内腔のMPR（多平面復元）を内視鏡位置において、内腔に直交して計算するステップ；内腔のMPR上で第１の領域成長を内視鏡位置で実行するステップ；第１の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；第１の領域成長のマークされたデータから最小距離と最大距離を、距離マップからの相応する距離を使用して計算するステップ；第１の領域成長の外にあるデータを、計算された最大距離と最小距離を使用して検出するステップ；データの最小距離と最大距離の計算に関連する閾値内にある、マークされたデータ領域の外にあるデータに対して複数の領域成長を実行するステップ；複数の領域成長に関連するデータをレンダリングのためにマークするステップ；第１の領域成長と複数の領域成長に関連して、マークされた領域を３Dレンダリングするステップ；を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2006519631.tif 000008
2006519631.tif 000009