CN102665561A - 医用三维图像的显示方向调整装置以及调整程序 - Google Patents

医用三维图像的显示方向调整装置以及调整程序 Download PDF

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Abstract

提供一种能对医用三维图像的显示方向进行调整的医用三维图像的显示方向调整装置。在用户进行了观察方向变更操作的情况下，控制部(1)以所指定的画面显示轴为中心，使显示图像整体在与观察方向变更操作相应的方向上旋转移动给定量。在进行了基于旋转移动的正面方向调整操作的情况下，控制部(1)使头部图像(11)以所指定的基准轴(旋转移动用指定基准轴)为中心，在与该调整操作相应的方向上旋转移动给定量。控制部(1)基于所指定的基准轴、所指定的旋转移动方向以及旋转移动量，在工作存储器上对基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。

Description

医用三维图像的显示方向调整装置以及调整程序
技术领域
本发明涉及用于对医用三维图像的显示方向进行调整的装置以及程序。
背景技术
在牙科或整形外科领域中进行伴随颌的歪斜的颌变形症治疗等时，在掌握颌面的机能上以及审美上的问题方面，颌面形态的诊断是重要的。在现有技术中，头部规格X射线照片是颌面的形态诊断的主要的资料，但在X射线照片中存在会产生像的放大或失真等的问题。在脸侧面的X射线照片中，通过取左右对称的构造物的中线，能对左右构造物投影像的放大率的差异进行补足，因此不会产生大的问题。而在脸正面的X射线照片中，由于是在前后方向照射X射线，因此不能对左右构造物的放大率的差异进行补足，由于头部位置的误差，在每次拍摄时，拍摄图像成为左右放大率不同的像，从而脸的左右对称性的评价变得困难。
另外，在头部X射线规格拍摄法中，是将称为耳杆的杆置于左右外耳道来以头部位置为规格的状态下进行拍摄，但由于左右的耳不一定左右对称，因此左右耳不能算是用于决定脸的正面方向的绝对的要素。但是，在现有的拍摄法中，存在如下问题：没有使用耳杆以外的头部位置的定位手段，只有基于耳杆的正面方向的规格。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-131403号公报
专利文献2：日本特开2002-360564号公报
专利文献3：日本特开2007-130240号公报
发明的概要
发明要解决的课题
近年，实施了将以三维CT(Computed Tomography：断层扫描)数据为基础而立体构筑的CT图像应用于脸的正面评价的尝试。然而，由于CT拍摄不是规格拍摄，因此在使用CT图像来对脸的左右对称性进行评价时，首先需要不直接使用在临床的再现性以及依据性低的拍摄时的CT图像的坐标系，而是在形态评价中所期望正面方向上重新定位坐标系。作为用于重新定位坐标系的定位手段，需要尽量能多地反映位于颌面上的解剖学特征点(以下，称为“界标(1andmark)”)、能设定多样的正面方向的定位机构。本发明者已经开发了通过基于CT图像上的界标来设定解剖学上或形态学上的基准面从而设定脸的正面方向的方法、或进一步将期望的界标用作参考点来对已设定过一次的脸的正面方向进行修正的方法，并进行了专利申请(参照所述专利文献2、3)。通过这些方法，在对形态诊断中灵活运用CT图像时所追求的再现性、依据性高的任何朝向的设定成为可能。
然而，由于大多数界标都是作为X射线照片上的形态测量用而定义的，因此在将该二维地定义的界标进行三维地特定时会产生误差，从而存在难以将例如脸颊部等在形状上不能设定界标的区域反映于定位等问题。此外，由于CT拍摄数据的最小构成单位(像素)的一边的长度最小也是0.5mm程度，因此不能在CT拍摄数据上高精度地指定界标。故而，寻求不依赖界标指定的定位方法、或对界标指定的定位误差进行校正的方法。
另外，寻求对过去进行了CT图像的评价方向的定位的同一患者重新进行CT拍摄，并为了对其间的变化进行定量评价而能对过去所进行的定位方向高精度地进行再现的方法。另外，寻求以相机或三维相机来预先拍摄患者自身识别或希望的脸的方向，并在使用CT图像来评价颌面骨架的对称性时能使CT图像的方向与相机进行了拍摄的方向高精度地一致的方法。如此，越能将CT图像灵活运用于形态诊断，越能寻求多样的方向的设定。
发明内容
本发明的目的在于，通过进一步提高医用三维图像的定位的差异化、精度、操作性，来进一步提高诊断、治疗的准确性。
用于解决课题的手段
技术方案1的发明是一种医用三维图像的显示方向调整装置，包括：基于遵循给定的三维基准坐标系(Xo，Yo，Zo)的医用三维图像数据来使医用三维图像(11)显示于显示机构(2)的机构(1)；使在所述医用三维图像的显示方向的调整中作为参考的参考图像(12)显示于所述显示机构的机构(1)；观察方向变更指令输入机构(4，50)，用于输入观察方向变更指令，所述输入观察方向变更指令用于使所述显示机构中所显示的显示图像的观察方向变化；观察方向变更机构(1)，其根据由所述观察方向变更指令输入机构输入的观察方向变更指令，来使包含所述医用三维图像以及所述参考图像在内的显示图像整体移动；显示方向变更指令输入机构(4，60)，用于输入下述的指令指令，即用于仅使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像以及所述参考图像中的所述医用三维图像以从所述三维基准坐标系的图像基准轴中指定的第1图像基准轴为中心来旋转移动的指令；显示方向变更机构(1)，其根据由所述显示方向变更指令输入机构输入的显示方向变更指令，仅使所述医用三维图像以所述第1图像基准轴为中心来旋转移动；和第1修正机构(1)，其根据由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。此外，括弧内的字母数字表示后述的实施方式中的对应构成要素等。下同。
在技术方案1记载的发明中，不仅基于遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据来将医用三维图像显示于显示机构中，还将在对医用三维图像的显示方向进行调整时作为参考的参考图像显示于显示机构中。作为参考图像，例如能使用与为了对参考图像进行显示所设定或指定的图像基准轴(以下，称为“第3图像基准轴”)正交的、平面、方块或脸对称模型外形线、在第3图像基准轴方向上投影的等高线或莫尔线等。
可以在与第3图像基准轴正交的平面上，将患者本人的脸照片或从其脸照片中提取的脸特征外形线作为参考图像进行显示。另外，可以将以前所拍摄且进行了显示方向的定位的图像，即相对于本次所拍摄的医用三维图像与第3图像基准轴正交的方向的图像显示于与该图像基准轴正交的平面上。此外，可以不将参考图像显示于与第3图像基准轴正交的平面上，而是将与医用三维图像的观察方向对应的方向的参考图像(例如，照片、二维图像、外形线等)显示于与其观察方向(视点方向)正交的平面上。
若输入观察方向变更指令，则根据所输入的观察方向变更指令，来移动包含医用三维图像以及参考图像在内的显示图像整体。若输入显示方向变更指令，则由显示方向变更机构根据所输入的显示方向变更指令来仅使医用三维图像以所指定的图像基准轴(第1图像基准轴)为中心进行旋转移动。根据由显示方向变更机构执行的医用三维图像的旋转移动，来修正三维基准坐标系的医用三维图像数据。
根据本发明，由于对在医用三维图像的显示方向的调整中作为参考的参考图像进行显示，因此进行医用三维图像的显示方向的调整变得容易。例如，在对头部图像的脸的正面方向进行调整的情况下，通过将与脸的前后方向上延伸的图像基准轴(Yo轴)正交的、平面、方块或脸对称模型外形线、投影到该图像基准轴方向上的等高线或莫尔线等作为参考图像进行显示，从而进行基于脸的左右对称性的、脸的正面方向的调整变得容易。
另外，根据本发明，由于能从多个观察方向来对医用三维图像的显示方向进行调整，因此能更加正确地调整显示方向。进而，根据本发明，由于根据由显示方向变更机构执行的医用三维图像的旋转移动来修正遵循三维基准坐标系的医用三维图像数据，因此不需要对难以正确地指定的界标进行指定。
技术方案2记载的发明是在技术方案1记载的医用三维图像的显示方向调整装置的基础上，所述第1修正机构基于所述第1图像基准轴、由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动的方向以及大小，来对除所指定的1个基准轴以外的其他的2个图像基准轴进行修正。在技术方案2记载的发明中，基于所述第1图像基准轴、以及由显示方向变更机构执行的医用三维图像的旋转移动的方向以及大小，来对除所指定的1个图像基准轴以外的其他的2个图像基准轴进行修正。
技术方案3记载的发明是在技术方案1或2记载的医用三维图像的显示方向调整装置的基础上，所述医用三维图像的显示方向调整装置还包括：平行移动指令输入机构(4，60)，用于输入平行移动指令，所述平行移动指令用于使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于从所述三维图像基准轴中指定的第2图像基准轴来相对地平行移动；平行移动机构(1)，其根据由所述平行移动指令输入机构输入的平行移动指令，来使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于所述第2图像基准轴相对地平行移动；和第2修正机构(1)，其根据由所述平行移动机构执行的平行移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。
在技术方案3记载的发明中，若输入平行移动指令，则由平行移动机构根据所输入的平行移动指令来使显示机构中所显示的医用三维图像相对于所指定的图像基准轴(第2图像基准轴)来相对地平行移动。而且，根据由平行移动机构执行的平行移动来修正三维基准坐标系的医用三维图像数据。例如在第2图像基准轴为Yo轴的情况下，能使Yo轴所经过的原点在Xo-Zo平面上相对于医用三维图像相对地移动。同样，在第2图像基准轴为Zo轴的情况下，能使Zo轴所经过的原点在Xo-Yo平面上相对于医用三维图像相对地移动，在第2图像基准轴为Xo轴的情况下，能使Xo轴所经过的原点在Yo-Zo平面上相对于医用三维图像相对地移动。根据本发明，通过使相对于指定了医用三维图像的图像基准轴进行平行移动，能进行显示方向的调整。
技术方案4记载的发明是一种用于使计算机(1)作为如下机构发挥功能的医用三维图像的显示方向调整程序，所述机构包括：基于依照给定的三维基准坐标系(Xo，Yo，Zo)的医用三维图像数据来使医用三维图像(11)显示于显示机构(2)的机构；使在所述医用三维图像的显示方向的调整中作为参考的参考图像(12)显示于所述显示机构的机构；观察方向变更机构，其根据所给的观察方向变更指令，来使包含所述医用三维图像以及所述参考图像在内的显示图像整体移动；显示方向变更机构，其根据所给的显示方向变更指令，仅使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像以及所述参考图像中的所述医用三维图像以从所述三维基准坐标系的图像基准轴中指定的所述第1图像基准轴为中心来旋转移动；以及第1修正机构，其根据由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。在技术方案4记载的发明中，也得到与技术方案1记载的发明同样的作用效果。
技术方案5记载的发明是在技术方案4记载的医用三维图像的显示方向调整程序的基础上，所述第1修正机构基于所述第1图像基准轴、由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动的方向以及大小，来对除所述第1图像基准轴以外的其他的2个图像基准轴进行修正。在技术方案5记载的发明中，也得到与技术方案2记载的发明同样的作用效果。
技术方案6记载的发明是在技术方案4或5记载的医用三维图像的显示方向调整程序的基础上，其中，还包括用于使计算机作为如下机构发挥功能的程序：平行移动机构，其根据所给的平行移动指令，来使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于从所述三维图像基准轴中指定的第2图像基准轴相对地平行移动；以及根据由所述平行移动机构执行的平行移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正的机构。在技术方案6记载的发明中，也得到与技术方案3记载的发明同样的作用效果。
发明效果
根据本发明，能对医用三维图像的显示方向进行调整。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的图像处理装置的构成的框图。
图2是表示显示器中所显示的医用三维图像的一例的示意图。
图3是表示脸的正面方向的调整处理顺序的流程图。
图4是用于说明基于平行移动的正面方向调整操作的平行移动处理的示意图。
图5是用于说明基于旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的示意图。
图6是用于说明基于观察方向变更操作的旋转移动处理、以及基于旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的示意图。
图7是用于说明基于图6的旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的示意图。
图8是表示基于旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的其他例的示意图。
图9是表示基于观察方向变更操作的旋转移动处理、以及基于旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的其他例的示意图。
图10是用于说明基于图9的旋转移动的正面方向调整操作的旋转移动处理的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
实施例
图1表示本发明的一实施方式所涉及的图像处理装置的构成。
图像处理装置例如通过个人计算机(PC)等的计算机来实现。图像处理装置包括具备CPU、ROM、RAM以及硬盘等的控制部1。控制部1连接着显示器(监视器)2、键盘3、鼠标4等。例如从本发明的一实施方式所涉及的存储有显示方向调整程序的存储介质5等向控制部1的硬盘安装该显示方向调整程序。
另外，硬盘中容纳有遵循给定的三维基准坐标系(主体坐标系：在三维图形的某处设置基准点并将其作为原点的坐标系)的医用三维图像数据。在本实施方式中，遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据例如从CT(Computed Tomography)数据进行创建，且是遵循以图像内的解剖学的特征点(界标)为基准进行定义而得到的三维基准坐标系的三维图像数据或通过后述的显示方向调整处理进行了修正后的三维图像数据。将三维基准坐标系的各坐标轴称为基准轴(图像基准轴)，以Xo、Yo、Zo表征。
此外，遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据可以是将三维CT数据所带的坐标系(拍摄时所构筑的坐标系)作为三维基准坐标系的数据，也可以是将使用界标或基准面等来对拍摄时所构筑的坐标系的数据进行修正后的坐标系作为三维基准坐标系的数据。另外，遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据还可以是将基于拍摄标记而构筑的标记坐标系等，将***所读入的CT数据本身所带的坐标系作为三维基准坐标系的数据。
图2示出了图1所示的显示器2中所显示的医用三维图像的一例。图2所示的医用三维图像表现了人体头部。图2中，一并显示了该三维图像的方向以及基准坐标系的坐标轴即基准轴Xo、Yo、Zo。图2所示的基准轴Xo、Yo、Zo是基于界标而设定的。
基于界标的基准轴Xo、Yo、Zo的设定方法例如能使用专利文献1(日本特开平8-131403号公报)所公开的方法。在专利文献1中，将原点设为连结左右的耳孔的线段的中点，并将Xo轴设为与经过左右眼球中心的直线平行的直线、将Yo轴设为与经过左右眼球中心的直线以及Z轴垂直的直线、且将Zo轴设为与经过左右眼球中心且经过原点的面垂直的直线，遵循上述规则来设定基准轴Xo、Yo、Zo。由此，基准轴Xo成为在大致左右方向上贯穿了人体头部的直线，基准轴Yo成为在大致前后方向上贯穿了人体头部的直线，基准轴Zo成为在大致上下方向上贯穿了人体头部的直线。
通过将作为基准轴的Xo轴、Yo轴、Zo轴如前述那样基于界标来进行设定，遵循该基准轴进行显示的医用三维图像在对多个图像进行评价时，能使各图像几乎朝向相同的方向，从而存在能正确地进行测量或评价的优点。
在牙列的正中对齐脸的正中时、或在对脸的左右对称性进行诊断、治疗时，脸的正面方向的设定变得重要。通过对脸的皮肤上的界标进行指定来设定脸的正面方向是常用技术。然而，由于界标多作为X射线照片上的形态测量用途进行定义，因此存在如下等等问题：在将该二维地定义了的界标三维地进行特定时会产生误差，或者难以将例如脸颊部等那样在形状上不能设定界标的区域反映于定位。此外，由于CT拍摄数据的最小构成单位(像素)的一边的长度最小也是0.5mm程度，因此在CT拍摄数据中高精度地指定界标是不可能的。故而，难以仅通过界标的指定来正确地设定脸的正面方向。
为此，在本实施方式中，按如下方式来对脸的正面方向进行调整。首先，基于遵循三维基准坐标系(Xo，Yo，Zo)的医用三维图像数据，不仅将人体头部的医用三维图像(以下，称为“头部图像”)与基准轴一起显示于显示器2，还将在对脸的正面方向进行调整时作为参考的参考图像显示于显示器2。用户能使显示器2中所显示的包含头部图像、参考图像以及基准轴在内的显示图像整体按照与显示画面垂直或平行的方式而设定的画面显示轴(画面显示轴)Xd、Yd、Zd为中心进行旋转移动。这是为了能够基于从各种视点方向观察的三维图像来进行脸的正面的方向的调整。
此外，在本实施方式中，画面显示轴Xd，Yd，Zd按如下方式进行设定。将Yd轴设定为经过用于对医用三维图像进行显示的显示区域(以下，称为“图像显示区域”，在图4中为标号41所示的区域)的中心且与沿图像显示区域的纵深方向(与画面正交的方向)延伸的直线一致。将Xd轴设定为经过图像显示区域的中心且相对于沿图像显示区域的横向延伸的直线平行。将Zd轴设定为经过图像显示区域的中心且相对于沿图像显示区域的纵向延伸的直线平行。
用户相对于指定为平行移动的基准的轴的1个基准轴(以下，称为“平行移动用指定基准轴”)，仅使医用三维图像平行移动，或以指定为旋转中心轴的1个基准轴(以下，称为“旋转移动用指定基准轴”)为中心，仅使医用三维图像旋转移动，来对脸的正面的方向进行调整。若调整脸的正面方向，则根据其调整结果，来修正三维基准坐标系的三维图像数据。换言之，修正针对三维图像的基准轴Xo、Yo、Zo的位置。
图4示出了到人体头部的医用三维图像的显示器2的显示例。
显示器2的显示画面区域40中设有：用于对头部图像(医用三维图像)进行显示的图像显示区域41、配置于图像显示区域41的左侧且显示各种操作按钮的操作区域42。操作区域42中设有：用于对观察方向进行变更的观察方向变更用操作部50、用于进行伴随相对于图像基准轴的平行移动或旋转的显示方向的变更的显示方向变更用操作部60、调整结束按钮70等。
观察方向变更用操作部50包括：画面显示轴指定用按钮51、52、53，用于使用户从画面显示轴Xd、Yd、Zd中指定作为使显示图像整体进行旋转的中心的画面显示轴；第1观察方向变更按钮54，其用于以所指定的画面显示轴为中心，按逆时针方向使显示图像整体旋转给定量；以及第2观察方向变更按钮55，其用于以所选择的画面显示轴为中心，按顺时针方向使图像整体旋转给定量。此外，逆时针方向以及顺时针方向例如为在从正方向观察所指定的画面显示轴的情况下的旋转方向。成为了对3个画面显示轴指定用按钮51、52、53中的任意一个按钮进行了指定的状态。因此，若点击第1观察方向变更按钮54或第2观察方向变更按钮55，则以所指定的画面显示轴为中心，在与所点击的观察方向变更按钮相应的旋转方向上，对显示图像整体进行旋转。
显示方向变更用操作部60包括：基准轴指定用按钮61、62、63，用于使用户从3个基准轴Xo、Yo、Zo中指定作为使图像平行移动或旋转移动的基准的基准轴；移动模式指定用按钮64、65，用于使用户指定旋转移动模式或平行移动模式；以及4个显示方向变更按钮66～69。一者的移动模式指定用按钮64是用于指定旋转移动模式的按钮，另一者的移动模式指定用按钮65是用于指定平行移动模式的按钮。不仅成为了对3个基准轴指定用按钮61、62、63中的任意一个进行了指定的状态，还成为了对2个移动模式选择按钮64、65中的任意一个进行了指定的状态。
4个显示方向变更按钮66～69用于在平行移动模式时，指定相对于平行移动用指定基准轴来对头部图像进行平行移动时的移动方向。例如，在使头部图像相对于Yo轴平行移动时，能分别通过显示方向变更按钮66～69来指定+Xo、-Xo、+Zo、-Zo的4个方向作为移动方向。另外，显示方向变更按钮66、67用于在旋转移动模式时，使头部图像以旋转移动用指定基准轴为中心进行旋转移动。若操作一者的显示方向变更按钮66，则以旋转移动用指定基准轴为中心，使头部图像在逆时针方向上旋转给定量，若操作另一者的显示方向变更按钮67，则以旋转移动用指定基准轴为中心，按使头部图像在顺时针方向上旋转给定量。
图3示出了脸的正面方向的调整处理顺序。
控制部1例如如图4(a)所示，首先，使调整对象的头部图像11、头部图像11的基准轴Xo、Yo、Zo、以及在头部图像11的脸的正面方向的调整中作为参考的参考图像12显示于显示器2的图像显示区域41(步骤S1)。调整对象的头部图像11例如基于由用户从存储在硬盘中的医用三维图像数据中选择出的医用三维图像数据来进行显示。
在将调整对象的头部图像11显示于显示器2的情况下，控制部1首先从硬盘将相应的医用三维图像数据读入RAM等的工作用存储器内的给定的区域(以下称为“基准坐标系数据存储区域”)。接下来，控制部1基于读入到基准坐标系数据存储区域的基准坐标系Xo、Yo、Zo的三维图像数据，将该基准坐标系Xo、Yo、Zo的三维图像数据变换成未图示的视点坐标系Xs、Ys、Zs的数据。由此，以视点坐标系Xs、Ys、Zs来定义头部图像。然后，控制部1将以视点坐标系所定义的头部图像投影到给定的显示面(屏幕面)。将该处理称为“投影处理”。由此，将三维图像数据变换成二维图像数据。并将所得到的二维图像数据显示于显示面。
视点坐标系Xs、Ys、Zs是将视点设为了原点的坐标系，并在视线方向上取Zs轴，与Zs轴正交的方向上取Xs轴以及Ys轴。在视点坐标系上，前述的画面显示轴Yd与视点坐标轴Zs平行或位于同轴上，并设前述的画面显示轴Xd、Zd分别与视点坐标轴Xs、Ys轴平行。
在图4(a)的例子中，显示有通过头部图像11的基准坐标系Xo、Yo、Zo而规定的前视图的图像。也就是，在图4(a)的例子中，头部图像11以其基准轴Yo、Xo、Zo的Yo轴与视点坐标系的视线方向轴Zs一致、且基准轴Xo，Zo与视点坐标轴Xs、Ys分别平行那样的姿势进行显示。在步骤S1中显示了头部图像时，工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系Xo、Yo、Zo的医用三维图像数据处于未修正状态。
用于对脸的正面方向进行调整的参考图像12是与在大致前后方向上贯穿头部图像11的基准轴Yo正交的半透明的带颜色的平面，该平面与头部图像的脸表面之间的交点表现为等高线。在本实施方式中，将全部的基准轴Xo、Yo、Zo显示于图像显示区域41中。
在该状态下，用户为了对显示图像的观察方向进行变更，能进行用于使显示图像整体(头部图像11、参考图像12以及基准轴Xo、Yo、Zo)以画面显示轴Xd、Yd、Zd为中心进行旋转移动的操作(以下，称为“观察方向变更操作”)。
另外，用户为了对脸的正面方向进行调整，能进行用于使头部图像11相对于由用户指定的基准轴(平行移动用指定基准轴)平行移动的操作(以下，称为“平行移动的正面方向调整操作”)。
另外，用户为了对脸的正面方向进行调整，能进行用于仅使头部图像11以由用户指定的基准轴(旋转移动用指定基准轴)为中心来进行旋转移动的操作(以下，称为“旋转移动的正面方向调整操作”)。进而，能进行用于对控制部1通知正面方向的调整操作已结束的调整结束操作。
控制部1对是否进行了观察方向变更操作(步骤S2)、是否进行了基于平行移动的正面方向调整操作(步骤S3)、是否进行了基于旋转移动的正面方向调整操作(步骤S4)、是否进行了调整结束操作(步骤S5)进行监视。
是否进行了所述步骤S2的观察方向变更操作是基于是否点击了观察方向变更按钮54或55而判别的。是否进行了所述步骤S3的基于平行移动的正面方向调整操作，是基于在用于指定平行移动模式的移动模式指定用按钮65被指定的状态下，是否按下了任意一个显示方向变更按钮66～69来判别的。是否进行了所述步骤S4的基于旋转移动的正面方向调整操作，是基于在用于指定旋转移动模式的移动模式指定用按钮64被指定的状态下，是否点击了显示方向变更按钮66或67来判别的。是否进行了所述步骤S5的调整结束操作，是基于是否点击了调整结束按钮70来判别的。
在用户进行了观察方向变更操作的情况下(步骤S2中为“是”)，控制部1以通过显示轴指定用按钮51、52、53而指定的画面显示轴为中心，使显示图像整体在与观察方向变更操作相应的方向上旋转移动给定量(步骤S6)。这样的旋转移动是通过在视点坐标系中使三维图形整体以所指定的画面显示轴为中心旋转移动后进行所述投影处理来达成的。然后，转移到步骤S3。
在进行了基于平行移动的正面方向调整操作的情况下(在步骤S3中为“是”)，控制部1仅使头部图像11以由基准轴指定用按钮61、62、63指定的基准轴(平行移动用指定基准轴)为基准，在与该调整操作相应的方向上平行移动给定量(步骤S7)。这样的平行移动是通过在视点坐标系上使头部图像相对于平行移动用指定基准轴在所指定的方向上平行移动了给定量后进行所述投影处理来达成的。
在此情况下，控制部1基于平行移动用指定基准轴、所指定的平行移动方向以及平行移动量，来对工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据进行修正(步骤S8)。由此，对工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据进行更新。在此情况下，基准坐标系的医用三维图像数据的修正结果等效于：将头部图像固定，且在与平行移动了头部图像的方向的相反方向上使所述平行移动用指定基准轴平行移动了给定量。
在进行了基于旋转移动的正面方向调整操作的情况下(在步骤S4中为“是”)，控制部1仅使头部图像11以由基准轴指定用按钮61、62、63指定的图像基准轴(旋转移动用指定基准轴)为中心，在与该调整操作相应的方向上旋转移动给定量(步骤S9)。这样的旋转移动是通过在视点坐标系上使头部图像以旋转移动用指定基准轴为中心在所指定的方向上旋转移动了给定量后进行所述投影处理来达成的。
在此情况下，控制部1基于旋转移动用指定基准轴、所指定的旋转移动方向以及旋转移动量，来对工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据进行修正(步骤S10)。由此，对工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据进行更新。在此情况下，基准坐标系的医用三维图像数据的修正结果等效于：将头部图像固定，且使旋转移动用指定基准轴以外的其他的2个基准轴以旋转移动用指定基准轴为中心，在与使头部图像旋转的方向的相反方向上旋转移动了给定量。
在进行了调整结束操作的情况下(在步骤S5中为“是”)，控制部1进行基准坐标系数据的更新处理(步骤S11)。具体而言，将工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据置换为硬盘内的原始的医用三维图像数据。由此，对硬盘内的对应的基准坐标系的医用三维图像数据进行更新。然后，结束本次的处理。
针对所述步骤S7的头部图像的平行移动处理进行具体说明。设在显示器2的图像显示区域41中例如显示有图4(a)所示的图像。用户以通过参考图像12而显示的等高线为参考，按照脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现的方式，输入用于使头部图像相对于Yo轴平行移动的指令。更具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮62来指定Yo轴，还通过移动模式指定用按钮65来指定平行移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66～69。
在图4(a)的头部图像11中，Yo轴位于从正面观察相对于鼻子的左右中心偏右侧的位置。为此，为了使鼻子的左右中心与Yo轴一致，需要使头部图像11相对于Yo轴向右方向(+Xo方向)平行移动。为此，用户点击显示方向调整按钮按钮67。于是，仅将头部图像11相对于Yo轴向右方向(+Xo方向)平行移动给定量。另外，若点击显示方向调整按钮66，则仅将头部图像11相对于Yo轴向左方向(-Xo方向)平行移动给定量。用户通过反复这样的操作，也就是，反复进行步骤S3、S7、S8的处理，从而如图4(b)所示，使鼻子的左右中心与Yo轴一致。在此情况下，通过步骤S8的处理，将工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据修正为基于与平行移动的正面方向调整后的头部图像11和基准轴Xo、Yo、Zo之间的位置关系(图4(b)所示的位置关系)对应的医用三维图像数据。
针对步骤S9的头部图像11的旋转移动处理进行具体说明。首先，针对通过以Yo轴为中心来使头部图像旋转从而对脸的正面方向进行调整的情况进行说明。
设显示器2的图像显示区域41中例如显示有图5(a)所示的图像。用户以通过参考图像12而显示的等高线为参考，按照脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现的方式，输入用于使头部图像以Yo轴为中心沿顺时针方向或逆时针方向旋转的指令。更具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮62来指定Yo轴，还通过移动模式指定用按钮64来指定旋转移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66或67。
若点击按钮66，则仅将头部图像11以Yo轴为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。另外，若点击按钮67，则仅将头部图像11以Yo轴为中心沿顺时针方向旋转移动给定量。用户通过反复进行这样的操作，也就是，反复进行步骤S4、S9、S10的处理，从而如图5(b)所示，使脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现。在此情况下，通过步骤S10的处理，来将工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据修正为与基于旋转移动的正面方向调整后的头部图像11和基准轴Xo、Yo、Zo之间的位置关系(图5(b)所示的位置关系)对应的医用三维图像数据。其结果是，对于头部图像，修正了旋转移动用指定基准轴Yo以外的2个基准轴Xo、Zo的位置。
针对通过在变更了观察方向后使头部图像以Yo轴为中心旋转来对脸的正面方向进行调整的情况，进行具体说明。
设显示器2的图像显示区域41中显示有例如图5(a)所示的图像。用户在想要变更观察方向的情况下，对观察方向变更用操作部50内的按钮进行操作。例如，在用户通过点击显示轴指定用按钮51来指定了画面显示轴Xd后，点击第1观察方向变更按钮54。在此情况下，在步骤S6中，将显示图像整体(头部图像11、参考图像12以及基准轴Xo、Yo、Zo)以画面显示轴Xd为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。由此，显示图像成为例如图6(a)所示的图像。在图6(a)中，省略了基准轴Xo的图示。在该例子中，头部图像11成为从脸的斜前下方位置来观察脸的图像。
用户以通过参考图像12而显示的等高线为参考，按照脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心对称地呈现的方式，输入用于使头部图像以Yo轴为中心来沿顺时针方向或逆时针方向旋转的指令。更具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮62来指定Yo轴，还通过移动模式指定用按钮64来指定旋转移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66或67。
若点击按钮66，则仅将头部图像11以Yo轴为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。另外，若点击按钮67，则仅将头部图像11以Yo轴为中心沿顺时针方向旋转移动给定量。用户通过反复进行这样的操作，也就是，反复进行步骤S4、S9、S10的处理，从而如图6(b)所示，脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现。此外，在图6(b)中，省略了基准轴Xo的图示。
此外，在如图6(a)那样观察方向变化了的情况下，旋转移动用指定基准轴Yo如图7所示成为相对于画面非垂直的倾斜的状态。图7内的Yd表征为与画面垂直的画面显示轴Yd。
接下来，针对通过以Zo轴为中心使头部图像旋转来对脸的正面方向进行调整的情况进行说明。
设在显示器2的图像显示区域41中例如显示有图8(a)所示的图像。用户以通过参考图像12而显示的等高线为参考，按照脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现的方式，输入用于使头部图像以Zo轴为中心来沿顺时针方向或逆时针方向旋转的指令。更具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮63来指定Zo轴，还通过移动模式指定用按钮64来指定旋转移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66或67。
若点击按钮66，则仅将头部图像11以Zo轴为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。另外，若点击按钮67，则仅将头部图像11以Zo轴为中心沿顺时针方向旋转移动给定量。用户通过反复进行这样的操作，也就是，反复进行步骤S4、S9、S10的处理，从而如图8(b)所示，脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现。在此情况下，通过步骤S10的处理，来将工作存储器的基准坐标系数据存储区域内的基准坐标系的医用三维图像数据修正为与基于旋转移动的正面方向调整后的头部图像11和基准轴Xo、Yo、Zo之间的位置关系(图8(b)所示的位置关系)对应的医用三维图像数据。其结果是，对于头部图像，修正了旋转移动用指定基准轴Zo以外的2个基准轴Xo、Yo的位置。
针对通过在变更了观察方向后使头部图像以Zo轴为中心进行旋转来对脸的正面方向进行调整的情况，进行具体说明。
设显示器2的图像显示区域41中例如显示有图8(a)所示的图像。在用户想要变更观察方向的情况下，对观察方向变更用操作部50内的按钮进行操作。例如，设用户在通过点击显示轴指定用按钮51来指定了画面显示轴Xd后，点击第1观察方向变更按钮54。在此情况下，在步骤S6中，将显示图像整体以画面显示轴Xd为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。由此，显示图像例如成为图9(a)所示的图像。在图9(a)中，省略了基准轴Xo、Yo的图示。在该例中，头部图像11成为从脸的前斜下方位置观察脸的图像。
用户以通过参考图像12而显示的等高线为参考，按照脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现的方式，输入用于使头部图像以Zo轴为中心来沿顺时针方向或逆时针方向旋转的指令。更具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮63来指定Zo轴，还通过移动模式指定用按钮64来指定旋转移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66或67。
若点击按钮66，则仅将头部图像11以Zo轴为中心沿逆时针方向旋转移动给定量。另外，若点击按钮67，则仅将头部图像11以Zo轴为中心沿顺时针方向旋转移动给定量。用户通过反复进行这样的操作，也就是，反复进行步骤S4、S9、S10的处理，从而如图9(b)所示，脸的左右(左右两侧的等高线)以Zo轴为中心而对称地呈现。此外，在图9(b)中，省略了基准轴Xo、Yo的图示。
此外，在如图9(a)所示观察方向变化了的情况下，旋转移动用指定基准轴Zo如图10所示，成为与画面非平行地倾斜了的状态。图10内的Zd示出了与画面平行的画面显示轴Zd。
尽管未图示，但用户能仅使头部图像11以基准轴Xo为中心进行旋转。具体而言，用户不仅通过点击基准轴指定用按钮61来指定Xo轴，还通过移动模式指定用按钮64来指定旋转移动模式。而且，点击显示方向调整按钮66或67即可。在以基准轴Xo为中心来使头部图像11旋转了的情况下，将对于头部图像修正旋转移动用指定基准轴Xo以外的2个基准轴Yo、Zo的位置。
根据所述实施方式，由于在对头部图像(医用三维图像)11的脸的正面方向进行调整时，显示与在脸的前后方向上延伸的基准轴(Yo轴)正交的平面等的参考图像12，因此进行头部图像11的脸的正面方向的调整变得容易。
另外，根据所述实施方式，由于能从多个观察方向来对头部图像11的脸的正面方向进行调整，因此能更加正确地调整脸的正面方向。也就是，不局限于正面、上面、下面的方向，还能改变观察方向而从斜下方、斜上方等来对头部图像和参考图像进行比较，因此能将存在凹凸的颌面形态的全部形状作为参考，来正确地定位头部图像。
尽管正面、左侧面、右侧面、上面、下面等的与画面轴正交的方向成为基本的观察方向，但存在如下等等问题：立体像有凹凸，根据视点方向不同，需要的部位会隐藏从而不能利用于定位。然而，在所述实施方式中，由于能使观察方向与头部图像和参考图像一起自由地移动，因此能消除该问题。
即使调整对象的数据是三维图像数据，也由于画面中所显示的图像是二维图像，因此左右同时显示的方向只有正面、上面、下面。在该三方向上对头部图像进行定位时，只限于能进行参考的区域。为此，在所述实施方式中，通过使头部图像自由地进行360度旋转，能在多个视点方向上观察头部图像和参考图像，因此能真实地进行立体的定位。关于投影到第3图像基准轴方向上的等高线或莫尔线(moire)，在仅使头部图像平行移动或旋转移动时，能按照等高线或莫尔线形状发生变化，并以等高线或莫尔线形状最对称的位置、方向为参考来使头部图像成为最左右对称的方式来进行头部图像的定位。
进而，根据所述实施方式，由于基于相对于平行移动用指定基准轴的头部图像11的平行移动结果、将旋转移动用指定基准轴设为了中心的头部图像11的旋转移动结果，来对除指定旋转中心轴以外的其他的2个基准轴进行修正，因此不需要对难以正确地指定的界标进行指定。由于不需要界标的指定，因此能消除在指定头部图像的解析度、界标时的误差、以及不能将不能定义界标的区域使用于定位等的问题。
尽管以上说明了本发明的一实施方式，但本发明还能进一步以其他的形态进行实施。例如，尽管设置了为了改变观察方向而使显示图像整体以画面显示轴为中心进行旋转移动的机构，但也可以对其代替或在此基础上增设使显示图像整体相对于画面显示轴进行平行移动的机构。
另外，作为参考图像，除了与为了参考图像而设定或指定的给定的图像基准轴(以下，称为“第3图像基准轴”，在对脸的正面方向进行调整的情况下为Yo轴)正交的参考平面，还能使用与第3图像基准轴正交的方块、脸对称模型外形线、投影到第3图像基准轴方向上的等高线或莫尔线等。
另外，优选地，使与第3图像基准轴正交的平面、方块等的参考图像相对于第3图像基准轴进行平行移动。另外，优选地，能变更参考图像的透明度或颜色。如此，能对参考图像的位置或显示形态进行调整，以使得参考图像和头部图像之间的位置关系变得易懂。通过在参考图像的位置或显示形态的调整后，将参考平面和头部图像重合的区域的形状或方块、左右对称模型外形线作为参考，能特定头部图像最左右对称的位置。
另外，可以将在与第3图像基准轴正交的平面上从患者本人的脸照片或从该脸照片提取出的脸特征外形线作为参考图像进行显示。由此，能在拍摄脸照片时的脸的方向上定位头部图像。同样，可以基于以前拍摄且已定位的CT像，来将与第3图像基准轴正交的方向的图像显示于平面。由此，由于能在以前已评价的显示方向上定位头部图像，因此能对其间的变化进行定量评价。
另外，可以与正面照片、左右侧面照片分开，预先登录从正面起右10度倾斜、20度倾斜、30度倾斜、左10度倾斜、20度倾斜、30度倾斜等的多方向的照片、以及该照片方向，并在指定了头部图像的观察方向时，在与其视点方向正交的平面上，将与其观察方向对应的方向的照片作为参考图像进行显示。由此，由于不仅是正面、侧面方向的照片，还能在从倾斜的方向确认与参考图之间的位置关系的同时进行定位，因此更加立体的方向的调整成为可能。此外，在此情况下，优选能变更参考图像的透明度或颜色。另外，可以从作为参考的照片图像实施外形线提取等的图像处理，并将提取出的外形线作为参考图像进行显示。
进而，可以取代所述照片而灵活运用以前所拍摄的CT像数据、MRI数据、或三维相机照片数据等的三维信息。在此情况下，能从预先作为参考资料而登录的三维信息中，将与头部图像的观察方向一致的方向的图像作为二维图像进行创建，并在与头部图像的观察方向正交的平面上将该二维图像作为参考图像进行显示。该方法对于存在过去的诊断评价中已定位的相同患者的CT像等的情况，另外，存在带有三维相机像等立体形状信息的参考资料的情况有效。
优选地，能使显示参考图像的、与第3图像基准轴正交的平面或与观察方向正交的平面沿第3图像基准轴或观察方向进行平行移动，或者能调整该平面中所显示的CT像、3D照片像等的参考资料的颜色或透明度。另外，可以提取参考资料的外形线来显示于所述平面。如此，能使头部图像和参考图像的位置关系变得易懂。此外，即使参考资料是三维信息，也由于作为参考图像进行显示的是二维图像，因此前述的参考图像的颜色或透明度的调整或外形线提取等的操作变得容易，处理时间也可以短时间完成。
在将三维图像彼此直接叠加的情况下，重合部分的纵深区域(显示位于近前的区域而隐藏其远端的像，难以知晓纵深的重叠)变得不可见，因此难以掌握2个像的纵深方向的位置关系是匹配还是有偏差等状况，从而难以进行正确的定位。在前述的方法中，通过指定观察方向来创建与其视点方向对应的参考图像，并将该参考图像在与观察方向正交的平面上作为二维图像进行显示。如此，在多方向上进行了作为三维图像的头部图像与作为二维图像的参考图像的叠加，因此能消除在对三维图像彼此进行叠加时所产生的问题，进行立体且正确的定位。
由于对称性评价根据头部图像的脸的正面方向的设定而变化，因此该方向的设定是决定治疗结果的重要事项。故而，能对应正面方向的所有定义的准确性、以及能反复再现的正确性变得重要。为此，在患者自身以镜子为前来决定希望正面方向、并希望该方向上的对称性的达成的情况下，可以对在该方向上已拍摄的3维相机照片进行拍摄，并将其数据作为定位参考图像创建用的参考资料进行使用。由此，能使头部图像在与3维相机照片一致的方向上正确地定位。在此情况下，关于正面、侧面、上下面，能将其方向的图像显示于与画面平行的平面中，这是毋庸置疑的，由于参考资料还具有立体信息，因此即使在除此以外的视点方向上也能创建参考图像。因此，能对应于观察方向的决定，来创建其视点方向的二维脸照片(参考图像)，并显示于与观察方向正交的平面。由此，在CT图像等的三维图像拍摄时，能基于其他的手段，例如已经在患者实体上定位的三维资料来对困难的患者希望的正面方向进行定位。
此外，能在权利要求书所记载的事项的范围内实施各种设计变更。
标号说明
1  控制部
2  显示器
3  键盘
4  鼠标
5  存储介质
11  头部图像
12  参考图像
50  观察方向变更用操作部
60  显示方向变更用操作部

Claims (6)

1.一种医用三维图像的显示方向调整装置，其特征在于，包括：
基于遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据来使医用三维图像显示于显示机构的机构；
使在所述医用三维图像的显示方向的调整中作为参考的参考图像显示于所述显示机构的机构；
观察方向变更指令输入机构，其用于输入观察方向变更指令，所述输入观察方向变更指令用于使所述显示机构中所显示的显示图像的观察方向变化；
观察方向变更机构，其根据由所述观察方向变更指令输入机构输入的观察方向变更指令，来使包含所述医用三维图像以及所述参考图像在内的显示图像整体移动；
显示方向变更指令输入机构，其用于输入下述的指令，即用于仅使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像以及所述参考图像中的所述医用三维图像以从所述三维基准坐标系的图像基准轴中指定的第1图像基准轴为中心来旋转移动的指令；
显示方向变更机构，其根据由所述显示方向变更指令输入机构输入的显示方向变更指令，仅使所述医用三维图像以所述第1图像基准轴为中心来旋转移动；和
第1修正机构，其根据由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。
2.根据权利要求1所述的医用三维图像的显示方向调整装置，其特征在于，
所述第1修正机构基于所述第1图像基准轴、由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动的方向以及大小，来对除所述第1图像基准轴以外的其他的2个图像基准轴进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的医用三维图像的显示方向调整装置，其特征在于，
所述医用三维图像的显示方向调整装置还包括：
平行移动指令输入机构，其用于输入平行移动指令，所述平行移动指令用于使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于从所述三维图像基准轴中指定的第2图像基准轴来相对地平行移动；
平行移动机构，其根据由所述平行移动指令输入机构输入的平行移动指令，来使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于所述第2图像基准轴相对地平行移动；和
第2修正机构，其根据由所述平行移动机构执行的平行移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。
4.一种医用三维图像的显示方向调整程序，其特征在于，用于使计算机作为如下机构发挥功能：
基于遵循给定的三维基准坐标系的医用三维图像数据来使医用三维图像显示于显示机构的机构；
使在所述医用三维图像的显示方向的调整中作为参考的参考图像显示于所述显示机构的机构；
观察方向变更机构，其根据所给的观察方向变更指令，来使包含所述医用三维图像以及所述参考图像在内的显示图像整体移动；
显示方向变更机构，其根据所给的显示方向变更指令，仅使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像以及所述参考图像中的所述医用三维图像以从所述三维基准坐标系的图像基准轴中指定的所述第1图像基准轴为中心来旋转移动；以及
第1修正机构，其根据由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正。
5.根据权利要求4所述的医用三维图像的显示方向调整程序，其特征在于，
所述第1修正机构基于所述第1图像基准轴、由所述显示方向变更机构执行的所述医用三维图像的旋转移动的方向以及大小，来对除所述第1图像基准轴以外的其他的2个图像基准轴进行修正。
6.根据权利要求4或5所述的医用三维图像的显示方向调整程序，其特征在于，还包括用于使计算机作为如下机构发挥功能的程序：
平行移动机构，其根据所给的平行移动指令，来使所述显示机构中所显示的所述医用三维图像相对于从所述三维图像基准轴中指定的第2图像基准轴相对地平行移动；以及
根据由所述平行移动机构执行的平行移动，来对所述三维基准坐标系的医用三维图像数据进行修正的机构。
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