JP2002534191A - 管状構造を示す画像を処理し、その構造を通る経路を構成する方法、システム及び装置 - Google Patents

管状構造を示す画像を処理し、その構造を通る経路を構成する方法、システム及び装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、壁を有する管状構造を示す画像を処理する画像処理方法に係り、上記方法は予め決められた第１の端点及び第２の端点の間で、上記管状構造の内側に経路を決めるステップを含み、経路は端点の間で最短の経路であり、構造の壁から最も離れている。ステップは、構造の壁の点の位置を決め、中心領域を決めるために壁の点から予め決められた一定の距離で面を決め、その中心領域において第１の端点と第２の端点の間の最短の経路を決定することを含む

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、管状構造を示す画像を処理し、上記構造に関する経路を構成する画
像処理方法に係る。本発明は更に、上記方法を実施する画像処理システムに係る
。本発明は更に、３Ｄ画像を構成する処理手段と上記方法に基づいた仮想内視鏡
検査を行なう処理手段を有する医療用ＣＴ又はＭＲ装置に係る。
【０００２】 本発明は、医療用装置産業において適用される。
【０００３】 内視鏡検査用の医療画像の経路を計算する画像処理装置は、１９９８年５月出
版、Med. Phys. ２５（５）.の６２９乃至６３７頁記載の、David S. PAIK、Chr
istopher F. BEAULIEU外による「Automated Flight Path Planning for Virtual
Endoscopy」から既に公知である。この記事では、３次元の医療画像の仮想内視
鏡検査を案内する経路の自動計算が開示されている。画像を通過する仮想カメラ
を配置するための経路探知方法は、医療軸の変形を含み、上記変形は第１経路を
供給し、上記第１経路は医療軸に向けて繰り返し補正される。特に上記探知方法
は、成長する領域の動作と「バブル（bubble）」の排除とによって、体積を分け
るステップと、開始ボクセルと終了ボクセルを接続して第１経路を計算するステ
ップと、第１経路の改善と呼ばれる、３Ｄ医療軸に向けて繰り返し近づけるステ
ップと、医療軸に沿って位置を決定して上記経路を形成する経路を滑らかにする
ステップと、経路に沿って仮想カメラの向き（方向とねじれ）を決定するステッ
プを含む。
【０００４】 上記方法はまず、シードボクセルから始まる３Ｄ画像を分け、閾値基準に見合
う２６個のボクセルに各シードボクセルを接続することによって問題の領域を成
長させる、アルゴリズムを成長させる領域と、バブルと呼ばれる不均等性を排除
することによって問題の構造を決定し、次に上記方法は問題の領域内のユークリ
ッド距離マップ及び上記マップの中で最も浅い下り勾配である第１ユークリッド
経路を計算する。上記第１ユークリッド経路は更に、反復ステップによって中心
化される。問題の領域から全ての表面ボクセルを排除するステップは、問題の領
域が細くなって中心化された経路だけが残るまで、新しい距離マップと上記距離
マップを通過する新しい経路を決定する。
【０００５】 上記公知の方法は、上記管状構造において最も良好に中心にある経路を構成す
る手段を供給する。仮想内視鏡検査に適用する場合、解剖学上の管状対象は一般
的に非常に捻じ曲がっており、中心路は必要以上に非常に長くて複雑になるので
、中心路は実際には、仮想カメラを管状対象に通過させるためには最適なもので
はない。更に、例えば重要な***の直前に位置して視野が遮られる場合もあり、
上記中進路上のある一定の位置は、仮想カメラを配置するには正しくない場合も
ある。更に、現在公知の計算手段を用いる場合、反復ステップで数個の距離マッ
プを計算しなければならないので上記公知の方法は実施するのに数分かかり、従
って比例して時間がかかる。
【０００６】 容積測定用の医療画像データを明視化することは、診断手術及び療法計画にお
いて重要な役割を果たす。より良好に解剖学的構造と病症が既知であればあるほ
ど、より効果的な手術を低いリスクで行なうことが可能である。基本的に、仮想
内視鏡検査は、物理的にカメラで到達することが危険又は不可能である、例えば
脳血管のような体の領域の視野を与え、唯一の要件としてより良好に検出するた
めに解剖学的対象に造影剤を注入する。仮想内視鏡検査は管状構造の内側からシ
ミュレートされた解剖学上の人体の透視図を供給する。これによって、データ捕
捉の後に快適な方法で複雑な解剖学的構造をユーザが直ぐに見ることが可能にな
る。仮想内視鏡検査は、問題の管状構造を通過する経路の連続的位置を供給する
内視鏡経路を構成する手段と、内視鏡経路に沿っての３次元の内部図の２つの部
分が含まれ、それらの図が接続されて動画を形成し、動画を通過する仮想経路を
シミュレートし、上記動画は３Ｄ再現又は公知の光線追跡技術を使用して形成さ
れる。
【０００７】 本発明は、捻じ曲がった管状構造を示す３Ｄ画像のデータを獲得し、仮想内視
鏡検査を３Ｄ医療画像に適用するために、上記構造内を通過する最適な経路を自
動的に構成する手段を提供することを目的とする。本発明は更に、同様の計算手
段を用いた場合に、公知の方法よりも少ない時間で実施できる上記手段を提供す
ることを目的とする。
【０００８】 本発明によれば、上記目的は請求項１に記載される方法によって達成される。
【０００９】 本発明の方法の利点は、捻じ曲がった管状対象内に構成された経路が２つの重
要な特性を示すことである。第１の特性は、上記経路が捻じ曲がった管状対象の
内側の壁から予め決められた距離に保たれ、それは正確に中心にある線の壁から
の距離とは異なる場合があるが、対象の内側を良好に明視化するためにはより適
切で、付近の***によって上記明視化が妨げられないことが保証されることであ
る。第２の特性は、上記経路は、上記内側の壁から予め決められた距離に保たれ
る経路であり、更に最小の経路であるということである。本発明の方法のもう一
つの利点は、上記方法が、２つの終了状態を設定しなくてはならないこと以外で
は完全に自動化されており、経路を探知するために３Ｄ画像の小さい部分だけに
フロントが至ることである。更なる利点は、距離マップの第１の計算が１回だけ
必要であることであり、上記第１距離マップは方法の更なるステップを実施する
のに必要なデータを供給する。従って、本発明の方法は時間がかからない。上記
従来技術の方法に使用される計算手段と同様の計算手段を使用した場合、経路を
供給するステップを実施するのに１０乃至３０秒だけ必要となる。本発明の方法
の更なる利点は、上記２つの終了状態を設定する以外にユーザが介入することな
く、上記経路に沿って構造の３Ｄ内部図の構成が更に可能であることである。上
記方法は更に、内側の壁と衝突することなく、上記壁を交差することなく、更に
ビジットされた捻じ曲がった管状対象の部分に妨げられることなく、上記構造の
内側を明視化させる。特に、本発明の方法は、解剖学上対象の内側を３ＤのＣＴ
画像又はＭＲ画像に仮想的手段及び自動的な方法によって明視化することを可能
にする。従って、本発明の方法は、仮想内視鏡検査に適用される。
【００１０】 本発明は、上記方法を実施するシステムと、３Ｄ画像を得る手段と仮想内視鏡
検査用の上記方法に従って画像を処理するシステムを有する医療装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】 上記問題は、請求項９に記載されるシステムと請求項１０に記載される装置に
よってそれぞれ解決される。
【００１２】 本発明は、図を参照し以下に詳細に説明される。
【００１３】 本発明は、不均一な背景において管状の捻じ曲がった対象を示す、例えば３Ｄ
の元画像と呼ばれる３次元画像のような多元的画像を処理する画像処理方法に係
る。上記方法は、所与の始点から始まり上記管状の捻じ曲がった対象内において
終了状態になるまで延在する最も可能な経路の自動構成を実施するステップを含
む。下記の説明では、本発明の方法は、例として、仮想内視鏡検査、特に仮想結
腸内視術に適用される。仮想結腸内視術は、医療従事者にＣＴ容積測定用画像又
はＭＲ容積測定用画像を使用可能にして、患者の結腸内に通される物理的な内視
鏡、つまり侵入手段を用いることなく結腸内を明視化する医療処置である。本発
明では、医療従事者は、３Ｄ画像に示された位相的に複雑な結腸の内側を仮想的
にナビゲートするために最も適切な経路を素早く見つけることが可能である。本
発明の画像処理方法は、ユーザによる最小の介入で適切な経路を構成するステッ
プを含む。上記画像処理方法は、医療映像の様々な分野において更に適用される
自動経路探知技術を構成する。
【００１４】 ２Ｄ画像における２つの端点の間における対象の最小経路と呼ばれる最小の輪
郭を決定する方法は、１９９７年に出版されたInternational Journal of Compu
ter Vision２４（１）の中のLaurent D. COHENとRon KIMMELによる「Global Min
imum for Active Contour Models: A minimal Path Approach」の５７乃至７８
頁に開示される。上記方法は、勾配画像の輪郭領域において始点と終点を手動で
選択するステップと、高い勾配値の領域、つまり主に上記の輪郭領域において低
費用でフロントが伝播するように、始点から開始して終点に到達するまで勾配画
像の全体にフロントを伝播するステップと、更に終点から始点に向けて単純で最
も急な勾配下降で逆伝播し、上記始点と終点の間に最小経路、つまり２Ｄ画像の
所与の対象のバイナリー輪郭を供給するステップを含む。上記最小経路は、２つ
の点の間における最小費用の経路であり、即ち輪郭の近くで低い値となる電位の
経路に沿っての積分量は最小である。上記記事は、１９９６年にCambridge Univ
ersity Pressから出版されたＳＥＴＨＩＡＮによる「Levelsets Method: Evolvi
ng Interfaces in Geometry, Fluid Mechanics, Computer Vision and Material
Science」に開示される「Min-Hip」技術を使用してフロント点を決定し、「高
速マーチング（Fast Marching）」技術を用いて点のポテンシャル２Ｄ格子でフ
ロントを伝播するアルゴリズムについて述べている。フロントは以下のように書
けるアイコナール方程式の解である。
【００１５】
【数１】 ただし、Fは移動するフロントの速度であり、Ｔは交差する時間である。上記「
高速マーチング」アルゴリズムは、時間Ｔの小さな値から大きい値まで伝播され
る情報を考慮する。上記アルゴリズムは、存在するフロントの周りの「細帯（na
rrow band）」内の点の組を考慮して速くなり、上記細帯を前方に進め、存在す
る点の値を凍結させて新しい点を上記細帯構造に持ってくる。「細帯」を更新す
るための格子点の選択は、任意の所与のノードにおける値が子における値より少
ない又は同等である特性を有する完全な２分木である「Min-Heap」構造内に格子
点を配置することによって行なわれる。アルゴリズムの効果は、最小の到着時間
で「細帯」内に点を配置する時間に依存する。
【００１６】 本発明では、２つの固定された端点の間で実施される最短の経路の追跡動作に
経路の追跡動作をマップすることによって３Ｄ画像に自動経路追跡技術が供給さ
れる。画像内の費用関数を決定する場合、２つの端点の間の費用積分が最小であ
る経路が最短の経路である。次に、最小経路を探知する動作が、所与の初期フロ
ントでフロント伝播式の解を探知する動作にマップされる。上記式は、アイコナ
ール方程式から得られる。結果としての経路は最短であり、費用関数は、最適な
最小測度でなければならない。しかし、本発明では、上記提案された費用関数が
捻じ曲がった管状構造を通過して飛行する内視鏡経路を供給するために適当であ
るように下記のような補助状態が設定される。
【００１７】 本発明の経路は、最も中心の経路（中心線）でなく、最短の経路（勾配画像に
おける逆伝播）でもない。
【００１８】 本発明の経路は、壁から最も離れている経路の中で最短である。
【００１９】 上記を達成するためには、上記経路は、その縁が壁から同等の距離である領域
に配置される。従って、上記経路は、捻じ曲がった管状構造を通過するために最
適であり、上記構造の内側の最も良好な視野が得られる。
【００２０】 従って、本発明は、３Ｄ画像における特定の最小測度を決定する画像に基づい
た測度を構成し、上記測度をアイコナール方程式に導入する第１位相を含む。上
記測度によれば、一つの固定された点に制限される初期フロントから始まり、フ
ロントは画像ドメイン上で伝播される。ドメインにおける各点への到着時間は、
アイコナール方程式で計算され、上記点から始点への移動に費用を与える。伝播
動作は、第２の固定された点にフロントが到達すると停止する。計算された費用
は、凸状である費用マップを形成し、マップは一つの大域最小だけを有する。「
高速マーチング」技術は、３Ｄ画像の格子点に適応される。上記目的のために、
その伝播の間に、現在のフロントに近いボクセルは、効果的に配置されるように
ボクセルの「細帯」を形成し、「Min Heap」構造のフロント伝播の各ステップに
おいて記憶される。重要な特性は、フロントは低費用領域においてはより早く伝
播するということである。本発明は、費用は管状構造内では低く、他の場所、特
に境界線の領域では高くなるよう設計される。上記を達成するには、測度はグレ
ーレベル情報に基づいており、フロントが均一なグレーレベル領域内において速
く伝播し、対象境界線で実際に停止するようにされる。これによって、管状対象
の境界線を正確に得ることが可能となる。
【００２１】 端点と第１の点の間の最短の経路は、端点から始点の最も急な勾配値に沿って
の逆伝播下降を使用して得ることができるが、上記最短の経路は、経路の各巻回
の周りで管状対象の壁に近づきすぎる場合があり、一方、好適な内視鏡経路は上
記説明されるように配置されるべきであり、上記最短の経路は上記開示される発
明の問題を解決するには適切ではない。
【００２２】 上記目的のために、本発明は、管状対象の壁への反対側の距離の距離マップを
計算することによって、対象の縁の近くでは高く、対象の中心では低い第２の費
用測度を供給する第２位相を含む。対象の半径は、経路に沿ってある一定の領域
において実質的に異なる、即ち壁からの距離は対象の中心線に沿って一定ではな
いことを考慮して、期待される最も良好な経路は、対象からできるだけ離れてい
るべきである。従って、管状対象が鋭い曲げを有する場合に、内視鏡経路が突然
巻回しないように、距離マップが閾値化される。従って、内視鏡経路は完全に中
心ではないが、その縁が壁から同等の距離にある領域に位置する。
【００２３】 最適な内視鏡経路を得るために、本発明の方法は上記２つの位相を、３つの異
なるフロント伝播を含む５つのメインステップにおいて行なう。図１Ａを参照し
、上記メインステップを以下に示す。 １）管状対象１１を示す３Ｄ画像データ１０の捕捉１。 ２）最終フロントと呼ばれる、上記管状対象の端点の最終の細帯点ＮＢ１を計算
するために、始点２１である第１初期フロントから終点２２に達するまでの３Ｄ
画像内の第１フロントＦ１の伝播２。 ３）上記対象境界線ＮＢ１に関して第２フロント点の距離マップを計算し第２最
終フロントＮＢ２を供給するように、上記端点から形成される第２初期フロント
ＮＢ１から対象中心に向けての第２フロントＦ２の伝播３。
【００２４】 上記距離マップを閾値化し、上記閾値化された距離マップを反転させて、対象
中心からの距離の測度を供給する。 ４）上記距離の測度を使用して、始点２１から終点２２に達するまで第３フロン
トＦ３を伝播（４）し、従って第２最終フロントＮＢ２によって画成される中心
領域ＣＲに、内視鏡経路ＥＰを供給する。
【００２５】 図１Ｂ及び３では、本発明の画像処理方法が、患者の結腸を示す医療画像に例
として適用される。上記方法は、以下に示すステップを含む。
【００２６】 ステップ１は、下記の３つのサブステップ１ａ、１ｂ及び１ｃを含む。
【００２７】 サブステップ１ａでは、不均一背景ＢＧ上の管状の捻じ曲がった対象１１を示
す３Ｄの元画像１０のデータを捕捉（１ａ）し、上記画像を例えば、上記画像デ
ータを処理する計算手段１２０を有するワークステーション１３０のスクリーン
１４０に表示する。上記例では、管状対象は結腸である。上記元医療画像は、例
えばＣＴ技術又はＭＲ技術のような任意の技術から得られる。本発明は、３Ｄ画
像が得られる方法には依存しない。
【００２８】 サブステップ１ｂでは、画像のグレーレベルを高める（１ｂ）。３Ｄの元画像
１０では、結腸１１は、背景より低くてより均一なグレーレベル値を有する。実
施例では、ボクセル値と呼ばれるボクセルグレーレベルは、好適な解剖学上の対
象の内側で一層低くより均一な値となるように高められる。上記目的のために各
ボクセルのグレーレベルは、グレーレベルの２乗値、又は上記ボクセルの元のグ
レーレベルと管状構造の平均クレーレベルの差のような上記グレーレベルの非線
形関数によって置換される場合もある。上記の動作によって、管状構造の縁のグ
レーレベルに対する管状構造の内側のグレーレベルの間の対照は、画像２０にお
いて高められる。
【００２９】 サブステップ１ｃでは、結腸領域に始点２１を設定し（１ｃ）、終了状態２２
を決定する。始点２１は、ワークステーション１３０のマウス１３２又はキーボ
ード１３１を使用して選択される。終了状態は、到着点２２又は始点２１から始
まるユークリッド経路長の先端のいずれかが、多くのワークステーション手段の
うち一つを介して入力される。
【００３０】 図２Ａに示されるステップ２は、以下のサブステップ２ａ及び２ｂを含む。
【００３１】 サブステップ２ａでは、上記３Ｄ画像２０のボクセルグレーレベルデータに基
づいて、第１フロントＦ１が、始点２１から終了状態２２、つまり終点と呼ばれ
る予め決められた到着点、又は所与のユークリッド経路長の先端に達するまで伝
播（２ａ）される。ユークリッド経路長が終了状態として用いられた場合、フロ
ントが最後に至った点が実際の終点と考えられる。フロントＦ１が至った点毎に
、上記点に到達するための累積費用が計算される。非ユークリッド経路長は、上
記点を始点と結合させたことによって評価される。このサブステップの間に計算
された全ての累積費用は、費用マップを構成する。フロントは発展するインタフ
ェースであり、好適には、略均一で低いグレーレベルの結腸領域である３Ｄ画像
内で風船が膨張するように成長する。フロントは、画像の現在の各点におけるア
イコナール方程式の解である最小の動作をする面であり、この面の値は、始点か
ら始まり上記現在の点で終わる経路に沿って積分された最小エネルギーと一致す
る。グレーレベル情報は始点から前方へ伝播されるという事実と、所与の点にお
けるアイコナール方程式の解は、より低いグレーレベルを有する付近の点だけに
依存し、規則正しい方法でマーチングの方法を供給するという事実に基づいて、
公知の「高速マーチング」動作のマーチング動作が上記面を伝播するために使用
される。最も低いのは、現在のボクセルのグレーレベルであり、始点から上記現
在のボクセルに移動するための費用である。このサブステップは、始点において
初期化され、８つの最近傍点に伝播される。各近傍の点において、費用がアイコ
ナール方程式によって下記のように計算される。
【００３２】
【数２】 ただし、Ｕ１は計算された距離であり、Ｐ１はボクセル値、又は好適にはグレー
レベルの非線形関数のどちらかである。フロントが至った各現在の点において計
算されたアイコナール方程式は、第１距離マップを形成する第１費用マップを構
成する費用値を示す。上記８つの第１の近傍点から、既にフロントが至ったボク
セルではない、新しい８つの近傍点に、フロントＦ１は終了状態に達するまで伝
播される。近傍点は最も低いグレーレベルを有し、上記ボクセルに至る費用もよ
り小さい。従って、最も低いグレーレベルを有するボクセルにおいてフロントＦ
１は伝播し、終了状態２２に達すると直ぐにフロントの伝播は停止する。グレー
レベルに基づいたこの伝播動作の利点は、終了状態２２に達した瞬間に、フロン
トは結腸領域１１内だけに伝播し、均一な低いグレーレベル値、即ち全ての３Ｄ
画像ボクセルではなく、結腸の内側にあるボクセルだけに至ることであり、それ
は９０％のオーダーの急激な計算時間経済性を示す。もう一つの利点は、終了状
態に達した瞬間に、終端フロントの点から形成された最終的な細帯ＮＢ１が、グ
レーレベル値が突然変化して高くなる結腸の境界線に固着することである。従っ
て、フロントＦ１が結腸境界線ＮＢ１を交差することができない。これは、結腸
は３Ｄにおいて追跡することが困難な境界線を有するかなり捻じ曲がった対象で
あるので大きな利点である。本発明の方法では、フロントは結腸外に出ることが
できない。このサブステップにおいて、画像はフロントが至ったボクセル、即ち
結腸１１のボクセルと、フロントが至らなかったボクセル、即ち背景ＢＧにある
ボクセルの種類に分けられる。
【００３３】 サブステップ２ｂでは、縁のボクセルがラベリングされる（２ｂ）。フロント
が至ったボクセルの内、画像は再び結腸の内側ボクセル１１の種類と、縁ボクセ
ルＮＢ１とラベルが付けられる終端フロントボクセルの種類に分けられる。この
ステップは、上記端点の位置を決めるので特に重要である。
【００３４】 ステップ３は図２Ｂに示され、サブステップ３ａ、３ｂ及び３ｃを含む。
【００３５】 サブステップ３ａでは、第２フロントＦ２が伝播される（３ａ）。グレーレベ
ル値の代わりにボクセルの間の距離に基づく第２フロントＦ２は、上記説明され
るフロント伝播技術を用いて、縁の種類を形成する先のステップ２における最終
の細帯ＮＢ１の点から構成される第２初期フロントから開始し、下記のアイコナ
ール方程式に従って結腸１１内において結腸の中心に向けて伝播される。
【００３６】
【数３】 ただし、Ｕ２は現在のフロントＦ２から結腸の縁に位置する初期フロントＮＢ１
への距離であり、Ｐ２はどこにおいても１と同等である。このサブステップでは
、グレーレベル情報を使用しない。管状対象内のグレーレベルは均一であると推
定される。この第２フロント伝播は、対象内に新しい費用マップを供給する収縮
（３ａ）を示し、これは各点の壁までの距離Ｕ２を示して第２距離マップを供給
する。第２伝播の動作の各ステップにおいて、フロントＦ２は初期フロントＮＢ
１、即ち対象の縁から等距離である面を構成する。上記新しい費用マップは、結
腸の壁から現在の点が離れているほど費用は最小となるように決められる。この
動作によって結腸の中心領域を決定される。上記中心領域ＣＲは、その縁を構成
し、管状対象１１の縁ＮＢ１から等距離である、第２フロントの収縮（３ａ）の
終端フロントＮＢ２によって制限される。
【００３７】 サブステップ３ｂでは、初期フロントＮＢ１と終端フロントＮＢ２、即ち対象
の端点から形成される初期の細帯と中心領域ＣＲの端点から形成される終端の細
帯の間の距離Ｕ２を閾値化させる（３ｂ）。この閾値化された距離は例えば１０
ｍｍのようにミリメートルで評価される。
【００３８】 サブステップ３ｃでは、計算時間を減少するように、距離マップにおける距離
Ｕ２を反転させる（３ｃ）。
【００３９】 図２Ｃによって示されるステップ４は、下記のアイコナール方程式に従って第
３フロントＦ３が伝播される。
【００４０】
【数４】 ただし、Ｕ３は第３フロントＦ３の伝播時間である。この第３フロントＦ３は始
点２１から終点２２と、前のステップで決められた中心領域ＣＲ内において伝播
する。上記式によると、伝播時間は、中心領域ＣＲの中心においては非常に小さ
く、中心領域の縁ＮＢ２では大きい。結果として最も良好に中心にあるものが伝
播経路であるので、費用は最小となり、伝播時間も最小となる。上記得られた経
路ＥＰは、中心領域ＣＲにおいて最も良好に中心に置かれ、上記中心領域ＣＲに
おいて最小の経路であり、解剖学上の対象１１の管状対象の壁ＮＢ１から最も離
れている経路であり、上記は内視鏡経路と呼ばれる。
【００４１】 図３を参照すると、例えばＸ線装置２００に供給される画像フレームの画像信
号は、更に３Ｄ再現システムのような３Ｄ画像を構成する公知のシステム１１０
に供給される。３Ｄ画像データが、公知のシステムから画像処理システム１２０
に供給されて、本発明の方法に従ってデータが処理される。上記画像処理システ
ム１２０は、スクリーン１４０を有するワークステーション１３０の好適にプロ
グラムされたコンピュータ、又は回路手段を有する専用プロセッサであり、本発
明の方法ステップの機能を実施するように配置される。ワークステーション１３
０はキーボード１３１とマウス１３２を含む場合がある。画像処理システム１２
０は更に、管状対象内で仮想的に通過する仮想カメラをシミュレートする仮想カ
メラ手段を含み、上記仮想カメラは本発明の方法によって決められた内視鏡経路
を追跡する。仮想カメラ手段は、経路の通過をシミュレートする動画を形成する
。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の方法のステップを示す機能ブロック図である。
【図１Ｂ】 本発明の方法のステップを示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】 本発明の方法のステップにおける管状対象を示す図である。
【図２Ｂ】 本発明の方法のステップにおける管状対象を示す図である。
【図２Ｃ】 本発明の方法のステップにおける管状対象を示す図である。
【図３】 本発明の方法を実施する手段を有する医療装置を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ (72)発明者 マクラム−エベイ，シェリフ オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 コーエン，ロラン オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA15 DA01 FF23 FF42 FG13 4C096 AB36 AC10 AD14 DC24 DC36 DD13 5B057 AA09 BA03 BA24 BA30 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB13 CB16 CC03 CE08 DA08 DB03 DB05 DB09 DC16 DC22 5B080 AA17 BA01 FA17

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 壁を有する管状構造を示す画像を処理する画像処理方法であ
    って、 予め決められた第１の端点と第２の端点の間における経路を決定するステップを
    含み、 上記経路は、上記端点の間における最短の経路であり、上記構造の壁から最も
    離れている、画像処理方法。
  2. 【請求項２】 上記ステップは、 上記構造の壁の点の位置を決め、 上記構造内の上記壁の点から予め決められた一定の距離に面を決め、 中心領域を形成し、 上記中心領域において上記第１の端点と第２の端点の間における上記最短の経
    路を決めるサブステップを含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記サブステップは、 上記構造の内側ボクセルに実質的に低いグレーレベル値を与え、 グレーレベル値に基づいて、上記第１の端点に縮小された第１初期フロントか
    ら第１フロントを伝播し、上記第２の端点に達した場合に上記構造の壁の点から
    形成される第１終端フロントを決定する請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記サブステップは更に、 距離値に基づいて、上記第１終端フロントである第２初期フロントから上記構
    造の中心に向けて第２フロントを伝播し、上記第２初期フロントに等距離である
    ボクセルからなる第２終端フロントを決定し、上記第２終端フロント内の中心領
    域を決定する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記サブステップは更に、 上記中心領域内の第３フロントを上記第１の端点から上記第２の端点へ伝播し
    、内視鏡経路と呼ばれる、上記構造の壁から最も離れている上記最短の経路を決
    定する請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記第３フロントを伝播するサブステップは、上記第２フロ
    ントの伝播から計算された距離マップを、閾値化し、反転させたものに基づいて
    実施される請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記伝播は、アイコナール方程式に従って上記初期フロント
    と上記終端フロントの間で積分された最小エネルギーを有する面に沿って実施さ
    れる請求項３乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記第１フロント伝播はグレーレベル値とボクセル距離に基
    づき、上記第２フロント伝播は現在のフロントから第２初期フロントへの距離に
    基づき、上記第３フロント伝播は上記中心領域内の上記２つの端点の間の伝播時
    間に基づいている請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の方法を実施す
    るよう配置され、 上記方法に従って処理された画像を表示する手段と、 上記方法を用いて構成された経路に沿って仮想内視鏡検査を行なう仮想カメラ
    手段とを有する、ワークステーションの好適にプログラムされたコンピュータ、
    又は回路手段を有する専用プロセッサを含むシステム。
  10. 【請求項１０】 管状構造の３Ｄ医療画像を得る手段と、 上記管状構造内で仮想内視鏡検査を行なう請求項９記載のシステムとを有する
    装置。
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