[发明专利]投影图像生成技术

说明书

技术领域

本发明涉及用于生成投影图像的技术，该投影图像是将在多个视线上的图像信息投影在预定投影面上而形成的图像，该多个视线上的图像信息从预定视点看到三维医学图像中的结构。

背景技术

近年来，随着例如多排检测器CT(MDCT)之类的医疗设备(modality)的发展，已经可以获得高质量的三维图像数据。在利用这种图像数据的图像诊断技术中，已经越来越频繁地使用虚拟或伪三维被检体图像，以及高分辨率横断面图像。此外，还可以使用图像识别技术从三维医学图像中提取器官结构，并且已经可以从这些结构已得到很好地识别的三维医学图像生成虚拟或伪三维图像。之后，将这样生成的图像用于手术前的规划和模拟、以及手术中的导航。

关于生成虚拟或伪三维图像的方法，采用绘制技术(例如表面绘制或体积绘制)的方法是已知的。具体而言，通过透视投影(中心投影)从被检体内部的虚拟视点所获得的图像被称之为虚拟内窥镜图像，该图像仿佛是通过内窥镜观察到的图像。

有人提出了使用这些虚拟内窥镜图像辅助内窥镜手术的技术。

例如，日本未审查专利公开No.2002-263053描述了这样一种装置：其通过传感器检测内窥镜的位置，并在将所检测的位置作为视点的情况下，生成其场角比内窥镜的场角宽的虚拟内窥镜图像，并以叠加方式显示内窥镜所采集的实际内窥镜图像和虚拟内窥镜图像。

此外，日本未审查专利公开No.2005-021353描述了这样一种装置：其实时检测内窥镜的位置，生成视野与内窥镜的视野相同、并且在该视野内使血管结构可视化的虚拟内窥镜图像，实时检测在内窥镜手术中使用的处置工具的位置，通过将表示处置工具的图像与在处置工具位置处的虚拟内窥镜图像组合而生成复合图像，并显示该复合图像和实际内窥镜图像。

在内窥镜手术中，视线方向与处置工具的操作方向不同。这使得即使采用上述专利文献中所描述的从内窥镜视点看到的虚拟内窥镜图像来透视性地观察器官中的病变，也难以明了处置工具的操作方向(即，处置工具朝着图像中的病变接近的状态)。例如，如在图7中示例性示出的，对于其中视线方向VL对应于视野中心的虚拟内窥镜图像而言，难以明了处置工具进入器官的位置。虽然可以通过半透明处理来观察对手术而言要考虑的器官中的其他结构(例如血管等)，但是难以明了这种结构是否处于处置工具从进入位置到病变的路径当中。

鉴于上述情况开发了本发明。本发明的一个目的是提供用于生成投影图像的技术，该技术使得能够容易地明了相对于被另一结构(例如器官中的病变)所遮蔽的注意结构，处置工具的接近路径的状态。

发明内容

本发明的投影图像生成设备是这样一种设备：其具有投影图像生成装置，其中，通过使用三维医学图像作为输入信息，生成投影图像，该投影图像是将在多个视线上的图像信息投影在给定投影面上而形成的图像，所述多个视线上的图像信息从给定视点看到在三维医学图像中的第一结构体，并且所述投影图像生成设备还包括：

处置工具位置设定装置，用于在三维医学图像的坐标空间中设定处置工具的假定位置；

表面检测装置，用于从三维医学图像中检测第一结构体的表面；

第二结构体识别装置，用于识别所述三维医学图像中的第二结构体，该第二结构体位于当从所述处置工具的所述假定位置观察所述第一结构体时被所述第一结构体遮蔽的位置处；以及

交点检测装置，用于检测当处置工具从假定位置朝着第二结构体移动时所形成的假定路径与第一结构体的表面之间的交点，

其中所述投影图像生成装置是这样一种装置：其生成投影图像，其中所述交点以可识别的方式显示在投影面上的如下位置处：连接所述视点与所述交点的视线上的图像信息投影在该处。

本发明的投影图像生成方法是具有下列步骤的方法：使用三维医学图像作为输入信息，生成投影图像，所述投影图像是将在多个视线上的图像信息投影在给定投影面上而形成的图像，所述多个视线上的图像信息从给定视点看到在三维医学图像中的第一结构体，该方法还包括下列步骤：

在三维医学图像的坐标空间中，当从视点看第一结构体时，在第一结构体的正面并且是该第一结构体的外部的位置处设定处置工具的假定位置；

从三维医学图像中检测第一结构体的表面；

识别当从处置工具的假定位置观察第一结构体时，在被第一结构体遮蔽的位置处的、位于三维医学图像中的第二结构体；以及

检测当处置工具从假定位置朝着第二结构体移动时所形成的假定路径与第一结构体表面之间的交点，