JP2009142561A - 医用撮影用マーカーおよびその活用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影された画像上において基準点（中心点）を正しく特定することのできる医用撮影用マーカーが望まれていた。
【解決手段】非造影材で形成されたベース２と、ベース２に予め定める位置関係で配置されている造影材で形成された３つの球体１０、１１、１２と、ベース２内に、造影材で形成された補助目印体２０、２１、２２とを備える。補助目印体２０、２１、２２は、３つの球体１０、１１、１２の中心点を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部２０Ｌ、２１Ｌ、２２Ｌを有する。
【効果】撮影された画像において、補助目印体２０、２１、２２の直線部２０Ｌ、２１Ｌ、２２Ｌを参照して、３つの球体１０、１１、１２の中心点を正しく特定することができ、画像の基準軸を正しく定められる。
【選択図】図１

Description

この発明は、医用撮影用マーカーと、その医用撮影用マーカーを用いて撮影された医用画像をコンピュータによって処理する際に使用されるコンピュータ用のプログラムに関する。

ＣＴ、ＭＲＩ等の医療用撮影機器によって患者を撮影する際には、撮影データの正確な位置情報を得るために、医用撮影用マーカーが用いられることがある。
より具体的には、ＣＴ、ＭＲＩ等の撮影機器で撮影された医用三次元画像情報を用いて画像診断をしたり、シミュレーションをし、その結果に基づき手術を行う際に、画像上で特定した処置の位置や向きを実体上に反映して特定することが必要となる。

そのためには、たとえばＣＴにより撮影されたＣＴ画像データに基づいて構築された三次元画像において、画像の基準位置および向きを正しく設定できなければならない。画像の基準位置を正しく設定するためには、画像に医用撮影用マーカーが写し込まれていることが必要である。
医用撮影用マーカーは、得られた三次元画像において基準点を特定するものであり、三次元画像をどの角度から見ても円に見える球が写し込まれていることが中心点を特定するのが有利であるため、医用撮影用マーカーとしては球体を含むマーカーが提案されている。（たとえば特許文献１参照）
特開２００６−１４１６４０号公報

ところで、マーカーを球体で構成した場合、そのマーカーを装着して撮影したＣＴ画像データに基づいて三次元画像を構築した場合、球体であるマーカーの中心点を正確に特定することが困難で、特定したはずの中心点がわずかにずれていることが多い。
より具体的に説明すると、ＣＴ画像データに基づく三次元画像は、その最小単位が、立方体または直方体のボクセルで構成されている。そしてマルチスライスラインのＣＴ画像データにおいては、このボクセルサイズが、最小の場合であっても４００ミクロン程度である。三次元画像は、ボクセルにより構成されているため、ボクセルサイズ内の微細な形状は、ボクセル単位で均質化される。そのため、球体であるマーカーは、その輪郭がボクセルにより表示されて、歪んだ形状となり、マーカーの中心点を特定した場合、ボクセルの大きさ分の誤差を生じる可能性がある。表示される三次元画像やその断面像における閾値の違いにより自動で球体（マーカー）を特定しようとしても、球体であるマーカーの画像は、ボクセルという立方体または直方体の最小形状の組み合わせにより表示されているため、その輪郭が正確に表されず、歪んだ輪郭に基づいた位置が特定される。よって、球体の中心を正確に特定することができないという課題があった。

たとえば、歯科分野におけるインプラント埋設施術の際には、ＣＴ画像データに基づき顎骨内の埋設位置を診断、決定し、その位置を口腔内で特定するためのガイドを作成し、ドリリングすることにより埋設孔を形成する。その際、実際の口腔内の位置関係と画像上の口腔内の位置関係とを正確に関連づけることが重要で、ここに誤差が大きいと、誤った位置にインプラント埋設孔が形成されることになる。実際の口腔内の位置関係と画像上の口腔内の位置関係との正確な関連付けには、画像上に映ったマーカーの中心点を正しく認定することが必須となる。

この発明は、このような背景のもとになされたもので、撮影された画像上において基準点（中心点）を正しく特定することのできる医用撮影用マーカーを提供することを主たる目的とする。
この発明は、また、特定精度が向上された医用撮影用マーカーを提供することを他の目的とする。

この発明は、医用撮影用マーカーを用いて撮影された患者の画像において、マーカーで表わされる基準点（中心点）の位置をより正確に特定することのできるコンピュータ処理用のプログラムを提供することを他の目的とする。

請求項１記載の発明は、非造影材で形成されたベースと、前記ベースに予め定める位置関係で配置されていて、造影材で形成された３つの球体と、前記ベースに配置され、造影材で形成されていて、前記３つの球体の中心点を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部を有する補助目印体と、を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーである。

請求項２記載の発明は、前記補助目印体は、所定の長さの角柱状または円柱状をし、前記３つの球体の中心点間をつないだ直線が前記補助目印体の中心を通るように配置されていることを特徴とする、請求項１記載の医用撮影用マーカーである。
請求項３記載の発明は、前記補助目印体は、対向する平行な２つの平面を含む板状をし、前記３つの球体の中心点を通る平面に、前記補助目印体の２つの平面が平行になるように配置されていることを特徴とする、請求項１記載の医用撮影用マーカーである。

請求項４記載の発明は、前記ベースの表面には、前記３つの球体の中心点により特定される内部座標軸に対して予め定める座標関係を有する外部座標軸が表示されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の医用撮影用マーカーである。
請求項５記載の発明は、前記ベースは、加工されてサージカルガイドとなるガイド用ブロックを兼ねていることを特徴とする、請求項４記載の医用撮影用マーカーである。

請求項６記載の発明は、造影材で形成されており、予め定める位置関係で配置されている３つの球体と、前記３つの球体を前記予め定める位置関係で配置して固定するための塊であって、非造影材で形成されており、前記３つの球体の中心点を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部を形成する面または辺をその表面に有しているベースと、を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーである。

請求項７記載の発明は、前記ベースの表面には、前記３つの球体の中心点により特定される内部座標軸に対して予め定める座標関係を有する外部座標軸が表示されていることを特徴とする、請求項６記載の医用撮影用マーカーである。
請求項８記載の発明は、前記ベースは、加工されてサージカルガイドとなるガイド用ブロックを兼用していることを特徴とする、請求項６または７記載の医用撮影用マーカーである。

請求項９記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを活用するためのプログラムであって、前記３つの球体の輪郭線および３つの球体の中心点同士を結んだ直線ならびに前記補助目印体の直線部を含む輪郭線を表わす幾何学的表示形態を予め記憶しておく処理と、前記医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴ画像データに基づいて、三次元画像を構築し、三次元画像および三次元画像の任意の断面像を表示するための画像表示処理と、前記記憶された幾何学的表示形態を読み出し、それを前記画像表示処理により表示される断面像に重なるように表示するための幾何学的表示形態の表示処理と、調整信号の入力に応答して、表示されている断面像の調整をする画像調整処理と、調整された断面像に現れている３つの球体の中心点座標を取得し、３つの球体の中心点座標に基づいて三次元画像の基準座標軸を作成する座標軸作成処理と、を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーの活用プログラムである。

請求項１０記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを活用するためのプログラムであって、前記３つの球体の輪郭線および３つの球体の中心点同士を結んだ直線ならびに前記ベースの目印となり得る所定の長さの直線部を形成する面または辺を示す直線を表わす幾何学的表示形態を予め記憶しておく処理と、前記医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴ画像データに基づいて、三次元画像を構築し、三次元画像および三次元画像の任意の断面像を表示するための画像表示処理と、前記記憶された幾何学的表示形態を読み出し、それを前記画像表示処理により表示される断面像に重なるように表示するための幾何学的表示形態の表示処理と、調整信号の入力に応答して、表示されている断面像の調整をする画像調整処理と、調整された断面像に現れている３つの球体の中心点座標を取得し、３つの球体の中心点座標に基づいて三次元画像の基準座標軸を作成する座標軸作成処理と、を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーの活用プログラムである。

請求項１記載の発明によれば、医用撮影用マーカーは、非造影材で形成されたベースに造影材で形成された３つの球体および補助目印体が配置された構造を有している。この医用撮影用マーカーを装着した患者をたとえばＣＴ撮影装置で撮影することにより得られたＣＴ画像データに基づいて三次元画像を構築すると、三次元画像中において、医用撮影用マーカーの画像は、３つの球体および補助目印体のみが画像として現れる。３つの球体はどの角度から見てもほぼ球形であって認識し易いが、ボクセルのサイズや像の乱れ等により変形、膨張等の誤差を生じていることがあり、ほぼ球体の像だけではその中心を特定しにくい。しかし、この実施形態では、３つの球体の中心を通る直線に平行な目印となり得る直線部を有する補助目印体の画像が同時に映っている。このため、補助目印体の直線部が球体の中心を通る直線と平行であるという平行性を参考にして、球体の中心を通る直線を正確に認定することができ、球体の中心点を正しく特定することができる。

請求項２記載のように、補助目印体としては、所定の長さの角柱状または円柱状のものを用いることができる。角柱状または円柱状の補助目印体は、３つの球体の中心を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部を備えており、３つの球体の中心を通る直線を正しく把握するための補助線となり得る。
３つの球体の中心をつないだ直線が、補助目印体の中心を通るように、補助目印体と球体との位置関係が設定されていてもよいし、３つの球体の中心をつないだ直線が、補助目印体の直線部に重なるように、補助目印体と球体との位置関係が設定されていてもよい。

請求項３記載のように、補助目印体は、平面板状とし、たとえば３つの球体により形成される三角形の空間内に補助目印体が配置された構成としてもよい。
この場合、平面板状の補助目印体の平面視の形状を、三角形、四角形、多角形、円形等の形としておくことにより、医用撮影用マーカーが映った画像をどの方向で表示しているのかを確認し易く、特定の向きに画像を表示させ易いという利点がある。

請求項４記載の発明によれば、ベースの表面には外部座標軸が表示されている。この表示された外部座標軸と、ベースに配置された３つの球体の中心点により特定される内部座標軸とは、予め定める座標関係に設定されている。よって、撮影された画像において３つの球体の中心点により画像の内部座標軸を決定し、その画像の内部座標軸と医用撮影用マーカーのベースに表示されたマーカー実体における外部座標軸とを正しく関連づけることができるので、撮影された画像と、患者の実体とを正しく対応づけることが可能である。

請求項５記載のように、医用撮影用マーカーのベースが、加工されてサージカルガイドのガイドとなるガイド用ブロックを兼用している場合、画像上で診断、特定した施術部位等を実体上に正しく反映させることが可能となる。
請求項６記載の発明によれば、医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴ画像データに基づいて三次元画像を構築し、その三次元画像の任意の断面像を表示した際に、医用撮影用マーカーのベースの辺または表面が目印となり得る所定長さの直線部として画像に表示される。よって、この請求項６記載の医用撮影用マーカーを用いた場合、断面像において３つの球体の中心点を特定する際に、ベースの直線部が３つの球体の中心点を特定する際の参考目印の直線となり、３つの球体の中心点をより正確に特定することが可能である。

請求項６記載の発明によれば、請求項１記載のマーカーに比べてより簡易な構成でありながら、断面像において正しく球体の中心点を特定できる医用撮影用マーカーとすることができる。
請求項７記載の発明によれば、請求項４記載の発明と同様の作用効果を奏する。
請求項８記載の発明によれば、請求項５記載の発明と同様の作用効果を奏する。

請求項９記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴデータに基づいて三次元画像を構築し、その三次元画像またはその断面像において、マーカーにより特定される３つの点、すなわち３つの球体の中心点をより正確に特定するための処理プログラムを提供することができる。
請求項１０記載の発明によれば、請求項６〜８のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを用いた場合の、球体の中心点を正しく特定するための処理プログラムを提供することができる。

この発明によれば、撮影画像と実体とをより正確に関連づけるための特定精度を高めた医用撮影用マーカーを提供することができ、臨床現場において有効な治療に寄与することができる。

以下には、図面を参照して、この発明の具体的な実施形態について詳細に説明をする。 図１は、この発明の一実施形態に係る医用撮影用マーカー（以下単に「マーカー」という。）１の平面図であり、図２はマーカー１の側面図、図３はマーカー１の正面図、図４はマーカー１の背面図である。
図１〜４を参照して、マーカー１は、非造影性の材料（非造影材）、たとえばアクリル樹脂で形成された板状のベース２を有している。

このマーカー１は、患者の口の中に装着され、ＣＴ撮影装置で患者の口腔のＣＴ画像データを撮る際に使用される。マーカー１のベース２は、平面視において、略Ｕ字状の形態をしている。すなわち、右奥歯の間に挟まれる右奥側板状部５ａ、左奥歯の間に挟まれる左奥側板状部５ｂ、および側方から前方の歯の間に挟まれる前側板状部６が略Ｕ字状をなし、板状部５ａ、５ｂ間は、厚みが一段薄くされた舌対応部７となっている。この実施形態では、前側板状部６の左右両側面は平面によって構成されており、平面視において、前側板状部６の左右両側は、前方中心部に向かうテーパ形状となっている。そして、先端には先端突部３が延設されている。かかるベース２は、平面視で表わされる形状をした一対のベース片が貼り合わされて構成されている。

マーカー１は、ベース２の先端突部３内に配置された前球体１０と、ベース２の右奥側板状部５ａの右側面から突出するように配置された右球体１１と、左奥側板状部６ｂの左側面から突出するように配置された左球体１２という３つの球体１１、１２、１３を備えている。各球体１０、１１、１２は、造影性のある材料、すなわち造影材、たとえばアルミニウムで構成されている。この実施形態では、３つの球体１０、１１、１２の配置関係は、３つの球体１０、１１、１２の各中心を直線１３、１４、１５で結んだとき、前球体１０を頂点とし、直線１３、１４が等しい長さで対称角度を有する二等辺三角形を描くように配置されている。

マーカー１には、さらに、補助目印体２０、２１，２２が備えられている。補助目印体２０、２１、２２も造影材、たとえばアルミニウムで形成されており、この実施形態ではいずれも長手の直方体状（長い板状）をしている。
より具体的に説明すると、補助目印体２０は、右球体１１および左球体１２の中心間を結ぶ直線１５が、補助目印体２０の長さ方向に中心を通るように配置されている。補助目印体２０は、直線１５に平行な、後述する位置合わせの際に目印となり得る所定の長さの直線部２０Ｌを有している。

補助目印体２１は、前球体１０および右球体１１の中心間を結ぶ直線１３が、補助目印体２１の長さ方向に中心を通るように配置されている。補助目印体２１には直線１３に平行な目印となり得る所定長さの直線部２１Ｌが備えられている。
補助目印体２２は、前球体１１および左球体１２の中心間を結ぶ直線１４が、補助目印体２２の長さ方向に中心を通るように配置されている。補助目印体２２にも、直線１４に平行な目印となり得る所定長さの直線部２２Ｌが備えられている。

マーカー１には、さらに、ベース２の表面に外部座標軸３０が表示されている。外部座標軸３０は、ベース２を加工して、ベース２によってサージカルガイドを形成する際に、ベース２を加工装置（ＣＡＭ装置など）にセットした際に、ベース２の加工の基準点（原点）を表示する。
一方、マーカー１は、ベース２に配置されている３つの球体１０、１１、１２により、マーカー１の内部座標軸を特定することができる。たとえば、３つの球体１０、１１、１２の各中心を通る面を基準面とした場合、基準面内にあり、右球体１１および左球体１２の中心間を通る直線１５を、たとえばＸ軸と設定することができ、直線１５の中点を通り、直線１５に直交し、前記基準平面内にある直線（この直線は前球体１０の中心を通る直線１６となる。）をＹ軸と設定することができる。そしてＸ軸である直線１５とＹ軸である直線１６との交点１７を通り、両直線１５、１６に直交する直線（図示せず）をＺ軸と設定することができる。

内部座標軸を示すＸ、Ｙ、Ｚ軸は、上記以外の直線によって設定することも可能である。
この実施形態では、内部座標軸であるＸ、Ｙ、Ｚ軸と、外部座標軸である３０とが、予め把握された位置関係になっている。よって、内部座標軸に基づく座標を、外部座標軸３０に基づく座標に変換することは、予め設定された座標変換式に基づいて容易に行うことができる。

さらにこの実施形態では、平面視において（裏面視においても同様）、補助目印体２０を露出させるための窓２３が、ベース２の舌対応部７に形成された構造となっている。窓２３は、ベース２を加工する際に、補助目印体２０を事前に容易に取り外せるように設けられたものである。よって、窓２３を設けず、補助目印体２０がベース２内に埋設されて露出していない構造としてもよい。

また、補助目印体２１、２２も、側面に形成された窓２４、２５を通して一部が露出され、ベース２を加工するのに先立って、補助目印体２１、２２を取り外し易いようにされている。しかし、窓２４、２５を設けない構造としてもよい。
同様に、右球体１１および左球体１２は、上下両側がベース２の突部によって挟持されており、各球体１１、１２の一部は露出された構造となっている。右球体１１および左球体１２も、ベース２２を加工するのに先立って、取り外し易くしたためである。このような構造に代えて、前球体１０と同様に、右球体１１および左球体１２は、ベース２内に全体が埋設された配置構造であってもよい。

図５に、マーカー１のベース２を構成する一対のベース片のうちの一方のベース片２ａの斜視図を示す。ベース片２ａは、たとえばアクリル樹脂の射出成形により一体成形されていて、前球体が収容される凹部２６、右球体が収容される凹部２７、左球体が収容される凹部２８、補助目印体２０が収容される凹部３１、補助目印体２１が収容される凹部３２、補助目印体２２が収容される凹部３３を有している。凹部３１、３２、３３には、それぞれ、窓２３、２４、２５が開けられており、収容された補助目印体２０、２１、２２を取り外す際に、窓２３、２４、２５を拡げて（壊して）取り出せる構造となっている。

他方のベース片は、このベース片２ａと上下対称形状であり、ベース片２ａが逆さに向いた形状をしている。３つの球体１０、１１、１２および３つの補助目印体２０、２１、２２が凹部２６、２７、２８、３１、３２、３３に嵌められ、一対のベース片が重ねられて接着されることによりマーカー１が完成する。
なお、一対のベース片を重ねて接着する構成に代え、一対のベース片に嵌合用の凹凸を形成し、一対のベース片を嵌め合わせによって一体化する構成としてもよい。

図６は、この発明の一実施形態に係るマーカー１を人体の歯列模型に装着した状態を示す斜視図である。図６において、４０が下顎４１および歯４２を含む歯列模型であり、この歯列模型４０にマーカー１がセットされている。マーカー１は、奥側板状部５ａ、５ｂが口腔内の奥側に収容されるように装着される。
実際には、歯列模型４０ではなく、患者の口の中にマーカー１が装着されて、患者の顔面口腔がＣＴ撮影装置により撮影される。

図７は、図６に示すマーカー１がセットされた歯列模型４０をＣＴ撮影装置で撮影して得られたＣＴ画像データに基づいて構築された三次元画像を、コンピュータのディスプレイに表示させた状態を示す図である。図７に示すように、三次元画像においては、マーカー１のベース２は表示されず、ベース２に配置された造影材で形成されている３つ球体１０、１１、１２および３つの補助目印体２０、２１、２２が、歯列模型４０の上に宙に浮いた状態に表示される。

次いで、コンピュータに接続されたたとえばキーボードまたはマウスを操作することにより、図８に示すように、三次元画像に加えて、３つの断面を同時に表示させることができる。たとえば、左上に三次元画像、右上、左下および右下に、それぞれ、断面像が表示される。
この表示は、次のような操作により実現される。まず、三次元画像を見易い角度に回転させ、前球体１０、右球体１１および左球体１２の中心点と思われる位置を、たとえばカーソルで特定する。特定した点は、図示のように×印で表示される。

そして、前球体１０、右球体１１および左球体１２の各中心点（指定した×印で表わされる点）を通る横断面画像が右上に表示され、前球体１０の中心点および右球体１１の中心点を通る縦断面画像が右下に表示され、前球体１０の中心点および左球体１２の中心点を通る縦断面画像が左下に表示される。
このとき、各断面像には、予めコンピュータ内に記憶されている３つの球体（前球体１０、右球体１１、左球体１２）の輪郭線および３つの球体１０、１１、１２の中心点同士を結んだ直線ならびに補助目印体２０、２１、２２の直線部を含む輪郭線を表わす幾何学的表示形態（○および直線で示される形態）が読み出されて表示される。この表示は、三次元画像において特定された前球体１０の中心点、右球体１１の中心点および左球体１２の中心点に、幾何学的表示形態における３つの球体の中心点がほぼ合致するように表示される。

しかし、三次元画像において、各球体１０、１１、１２の中心であろうと思って特定された中心点は、必ずしも正確な中心点を表わしていない場合がある。すなわち、３つの断面図に重ね合わされた幾何学的表示形態と、前球体１０、右球体１１、左球体１２、補助目印体２０、２１、２２との位置関係にズレが生じており、３つの球体１０、１１、１２の断面の輪郭は、幾何学的表示形態である球体輪郭線と必ずしも一致しているわけではない（図８の右上断面図の前球体１０、右球体１１、右下断面図の前球体１０等を参照）。この理由は、ＣＴ画像データにおいては、ボクセルにより三次元画像が構成されるためであり、ボクセルの大きさが最小の場合でも４００ミクロン程度であるため、球体１０、１１、１２の輪郭がきれいな円形にはならず、輪郭が歪んだり、円形がずれたりするためである。

このように、前球体１０、右球体１１および左球体１２の断面画像においては、球体の表示がきれいな円にはならず、ボクセル単位で表わされる歪んだ輪郭の像となるため、各球体の中心点を正確に特定することが困難である。
そこで、この実施形態では、幾何学的な輪郭線の表示を重ね、かつ、その表示を補助目印体２０、２１、２２の直線部分を参照して、補助目印体２０、２１、２２の直線部分を幾何学的表示形態の直線に平行になるように調整し、かつ、幾何学的表示形態の球体輪郭線に球体１０、１１、１２の断面が一致するように調整する。そして位置が調整された球体１０、１１、１２の中心点を特定して記憶する。

図８は、断面画像の位置を調整する前の、幾何学的表示形態との位置関係を示しており、図９が、調整した後の幾何学的表示形態との位置関係を示している。なお、図９においては、左上の三次元画像は別の角度から見た位置が示されている。
以上のようにして、三次元画像において、特に断面画像において、マーカーの３つの球体１０、１１、１２の中心点を正確に特定できる。そして、３つの球体１０、１１、１２の中心点が特定されることにより、この３点に基づいてマーカー１の内部座標軸、換言すれば表示されている三次元画像の基準座標軸を正確に定めることができる。

図１０〜１２は、この発明の一実施形態に係るマーカー１を活用するためのプログラムの内容を説明するめたの図であり、図１０は、プログラムがインストールされて、プログラムに基づいて動作するコンピュータの概略構成を示す図であり、図１１および図１２は、プログラムの処理内容を説明するためのフローチャートである。
図１０に示すように、コンピュータは、汎用のマイクロコンピュータを用いることができ、ＣＰＵ、ハードディスク等が含まれるマイクロコンピュータの本体５０、ディスプレイ５１、キーボード５２、マウス５３等が備えられていればよい。本体５０は、たとえばＣＤ−ＲＯＭ５４に記憶されたＣＴ画像データを読み取ることができる。

図１１は、本体５０内に設けられたＣＰＵ等の制御回路により実行されるマーカー１の活用プログラムの処理内容を表わすフローチャートである。次に、図１１を参照して、マーカー１を活用するためのプログラムの内容について説明をする。
動作がスタートすると、まず、マーカー１の規格寸法が記憶されているか否かの判別がされ（ステップＳ１）、マーカー１の規格寸法が記憶されていなければ、マーカー１の規格寸法が入力されて記憶される（ステップＳ２）。

マーカー１の規格寸法とは、図１で説明したマーカー１の前球体１０、右球体１１、左球体１２の各直径、配置関係、補助目印体２０、２１、２２の外形寸法、３つの球体１０、１１、１２に対する位置関係、３つの球体１０、１１、１２と外部座標軸３０との位置関係等であり、さらには、ベース２の寸法などが含まれていてもよい。
マーカー１の規格寸法を予め記憶させておくことにより、この規格寸法に基づいてマーカー１の幾何学的表示形態を、ディスプレイ５１上に表示させることができる。

次に、ＣＴ画像データが入力されたか否かの判別がされ（ステップＳ３）、ＣＴ画像データが本体５０に入力された場合は、入力されたＣＴ画像データに基づいて三次元画像が構築され（ステップＳ４）、構築された三次元画像がディスプレイ５１に表示される（ステップＳ５）。
そして、その後に断面の表示処理が行われる（ステップＳ６）。断面の表示処理の詳しい処理内容は、図１２のフローチャートに示されている。

図１２を参照して、断面の表示処理では、まず、ディスプレイ５１に表示された三次元画像（図７参照）において、３つの球体１０、１１、１２の中心点が特定されたか否かの判別がされる（ステップＳ６１）。３つの球体１０、１１、１２の中心点が特定されたときには、その特定された３つの中心点を通る平面を、仮の基準平面として設定処理がされる（ステップＳ６２）。

そしてその後、断面を表示する旨の指示信号が与えられたこと（たとえばキーボード５２またはマウス５３が操作されて、断面の表示をすべき旨の信号が与えられたこと）に応答して（ステップＳ６３）、仮設定した基準平面で切断した横断面図が作成される（ステップＳ６４）。また、仮設定した基準平面に直交し、２つの球体１０、１１または１０、１２または１１、１２の中心点を通る２種類の縦断面図が作成される（ステップＳ６５）。

さらに、マーカー１の規格寸法に基づいて幾何学的表示形態図が作成される（ステップＳ６６）。そして、作成された横断面および２つの縦断面に、幾何学的表示形態図を重ね合わせた表示画像が作成される（ステップＳ６７）。
再び図11を参照して、ステップＳ６で、図１２を参照して説明した上述の断面の表示処理が行われると、表示すべき断面図と、それに重ね合わされた幾何学的表示形態図とが作成されるので、断面画像の表示に幾何学的表示形態が重ね合わされた断面図が表示される（ステップＳ７）。この表示内容は、図８の右上の横断面図、左下の縦断面図および右下の縦断面図である。

次いで、ユーザが画像調整をする旨の操作をしたことに基づく画像調整信号が与えられたか否かの判別がされ（ステップＳ８）、画像調整が行われた場合には、調整した画像が表示される（ステップＳ９）。この調整した画像とは、たとえば図９の右上に表示される横断面図、左下に表示される縦断面図および右下に表示される縦断面図である。
そして、画像調整後に、たとえばキーボードの所定のキーが押されて、決定信号が入力されると（ステップＳ１０）、たとえば図９に表示されている各断面図における球体１０、１１、１２の中心点（×印で表わされている点）の座標が中心点座標として特定され、記憶される（ステップＳ１１）。

そして、特定された中心点の座標に基づき、マーカー１の内部座標軸（この内部座標軸は、換言すれば、ディスプレイ５１に表示されている表示画像の基準座標軸である。）が作成されて、その内部座標軸が記憶される（ステップＳ１２）。
次いで、記憶された内部座標軸が外部座標軸に座標変換されて記憶される（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で作成された内部座標軸は、撮影された球体１０、１１、１２の中心点に基づく座標軸であり、表示画面における基準座標軸である。この表示画面における基準座標軸は、マーカー１のベース２を加工する際の、ベース２の実体に対して加工する際の基準座標軸として使用することができないから、座標変換をする必要がある。この実施形態では、自動的に、内部座標軸を外部座標軸３０へ変換しているので、実体であるマーカー１のベース２を加工する際に、変換された外部座標軸をそのまま加工装置（たとえばＣＡＭ装置）に与えることにより、ベース２を所望の形態に加工することが可能となる。

換言すれば、３つの球体１０、１１、１２により特定された内部座標軸は、ディスプレイ５１に表示される画像を扱う上で基準になる基準座標軸であるが、その画像を実体と関連づけるには、マーカー１の表面に表示された外部座標軸３０を基準とした座標でなければ、実体の位置を把握することができない。そこで、内部座標軸を外部座標軸３０に変換することにより、マーカー１の外部座標軸３０を通して、画像と実体とを正しく関連づけることができる。

そして関連付けられた外部座標軸は、後にマーカー１を加工装置（たとえばＣＡＭ装置）で加工する際に直接使用することのできる位置データとなり、この外部座標軸に変換されたデータに基づき、マーガ１のベース２を必要なガイドの形態に加工することができる。
図１３は、この発明に係る医用撮影用マーカーの他の実施形態を表わす図解図である。

医用撮影用マーカーは、図１３Ａに例示したマーカー６１、Ｂに例示したマーカー７１、Ｃに例示したマーカー８１のような構成としてもよい。
より具体的には、図１３Ａに示すように、非造影材で形成されたベース６２内に、予め定める位置関係で、造影材で形成された３つの球体１０、１１、１２を埋設するとともに、３つの球体１０、１１、１２に対して予め定める位置関係で、平面視がたとえば四角形の補助目印体６３を配置した構成としてもよい。補助目印体６３は、造影材、たとえばアルミニウムで形成されており、平面視が正方形状で、薄い板状をしており、その表面および裏面ならびに側面が所定の長さの直線部を形成している。そして、この直線部が、３つの球体１０、１１、１２の中心点を定める際の補助目印となる。

図１３Ａにおいて、補助目印体６３の平面視の形状は、四角形状に限らず、他の多角形状であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。円形や楕円形の場合は、補助目印体６３の対向する２つの平面が所定長さの直線部として機能することになる。
図１３B に示すマーカー７１は、３つの球体１０、１１、１２が配置されるベースを有しておらず、３つの球体１０、１１、１２および３つの補助目印体２０、２１、２２が所定の位置関係で配置されていて、それらは接続部材７２で相互に接続された形態をしている。この実施形態では、補助目印体２０、２１、２２は、長手の円柱体で構成されているが、角柱体であっても構わない。

図１３Ｃに示すマーカー８１は、補助目印体８２が、平面視三角形状の板状をしている。そして補助目印体８２と３つの球体１０、１１、１２とは、連結部材８３で接続された構成をしている。この実施形態でも、補助目印体８２の形状は、平面視三角形状に限らず、四角形状その他の多角形状あるいは円形または楕円形等であってもよい。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る医用撮影用マーカー１の平面図である。 マーカー１の側面図である。 マーカー１の正面図である。 マーカー１の背面図である。 マーカー１のベース２を構成する一対のベース片のうちの一方のベース片２ａの斜視図である。 この発明の一実施形態に係るマーカー１を人体の歯列模型に装着した状態を示す斜視図である。 図６に示すマーカー１がセットされた歯列模型４０をＣＴ撮影装置で撮影して得られたＣＴ画像データに基づいて構築された三次元画像を、コンピュータのディスプレイに表示させた状態を示す図である。 三次元画像に加えて、３つの断面を同時に表示させた状態の表示例を示す図である。 図８の断面像において球体の中心点が調整された状態の表示例を示す図である。 この発明の一実施形態に係るプログラムが実行されるコンピュータの概略構成を示す図である。 この発明の一実施形態に係るプログラムの処理内容を説明するためのフローチャートである。 この発明の一実施形態に係るプログラムの処理内容を説明するためのフローチャートである。 この発明の他の実施形態に係る医用撮影用マーカーを表わす図解図である。

符号の説明

１、６１、７１、８１ 医用撮影用マーカー（マーカー）
２ ベース
１０ 前球体
１１ 右球体
１２ 左球体
２０、２１、２２、６３、８２ 補助目印体
３０ 外部座標軸

Claims (10)

1. 非造影材で形成されたベースと、
   前記ベースに予め定める位置関係で配置されていて、造影材で形成された３つの球体と、
   前記ベースに配置され、造影材で形成されていて、前記３つの球体の中心点を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部を有する補助目印体と、
   を含むことを特徴とする医用撮影用マーカー。
2. 前記補助目印体は、所定の長さの角柱状または円柱状をし、前記３つの球体の中心点間をつないだ直線が前記補助目印体の中心を通るように配置されていることを特徴とする、請求項１記載の医用撮影用マーカー。
3. 前記補助目印体は、対向する平行な２つの平面を含む板状をし、前記３つの球体の中心点を通る平面に、前記補助目印体の２つの平面が平行になるように配置されていることを特徴とする、請求項１記載の医用撮影用マーカー。
4. 前記ベースの表面には、前記３つの球体の中心点により特定される内部座標軸に対して予め定める座標関係を有する外部座標軸が表示されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の医用撮影用マーカー。
5. 前記ベースは、加工されてサージカルガイドとなるガイド用ブロックを兼ねていることを特徴とする、請求項４記載の医用撮影用マーカー。
6. 造影材で形成されており、予め定める位置関係で配置されている３つの球体と、
   前記３つの球体を前記予め定める位置関係で配置して固定するための塊であって、非造影材で形成されており、前記３つの球体の中心点を通る直線に平行な目印となり得る所定の長さの直線部を形成する面または辺をその表面に有しているベースと、
   を含むことを特徴とする医用撮影用マーカー。
7. 前記ベースの表面には、前記３つの球体の中心点により特定される内部座標軸に対して予め定める座標関係を有する外部座標軸が表示されていることを特徴とする、請求項６記載の医用撮影用マーカー。
8. 前記ベースは、加工されてサージカルガイドとなるガイド用ブロックを兼用していることを特徴とする、請求項６または７記載の医用撮影用マーカー。
9. 請求項１〜５のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを活用するためのプログラムであって、
   前記３つの球体の輪郭線および３つの球体の中心点同士を結んだ直線ならびに前記補助目印体の直線部を含む輪郭線を表わす幾何学的表示形態を予め記憶しておく処理と、
   前記医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴ画像データに基づいて、三次元画像を構築し、三次元画像および三次元画像の任意の断面像を表示するための画像表示処理と、
   前記記憶された幾何学的表示形態を読み出し、それを前記画像表示処理により表示される断面像に重なるように表示するための幾何学的表示形態の表示処理と、
   調整信号の入力に応答して、表示されている断面像の調整をする画像調整処理と、
   調整された断面像に現れている３つの球体の中心点座標を取得し、３つの球体の中心点座標に基づいて三次元画像の基準座標軸を作成する座標軸作成処理と、
   を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーの活用プログラム。
10. 請求項６〜８のいずれかに記載の医用撮影用マーカーを活用するためのプログラムであって、
    前記３つの球体の輪郭線および３つの球体の中心点同士を結んだ直線ならびに前記ベースの目印となり得る所定の長さの直線部を形成する面または辺を示す直線を表わす幾何学的表示形態を予め記憶しておく処理と、
    前記医用撮影用マーカーを装着して撮影した患者のＣＴ画像データに基づいて、三次元画像を構築し、三次元画像および三次元画像の任意の断面像を表示するための画像表示処理と、
    前記記憶された幾何学的表示形態を読み出し、それを前記画像表示処理により表示される断面像に重なるように表示するための幾何学的表示形態の表示処理と、
    調整信号の入力に応答して、表示されている断面像の調整をする画像調整処理と、
    調整された断面像に現れている３つの球体の中心点座標を取得し、３つの球体の中心点座標に基づいて三次元画像の基準座標軸を作成する座標軸作成処理と、
    を含むことを特徴とする医用撮影用マーカーの活用プログラム。