專利名稱：生物體組織立體模型及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物體組織立體模型及其制造方法，特別是優(yōu)選適用于再現(xiàn)具有 人體內(nèi)部的病變部位的生物體組織的情況。
背景技術(shù)：
作為再現(xiàn)人體內(nèi)部的生物體組織的立體模型，提出有以下模型使用造影劑并利 用X射線CT、MRI的數(shù)據(jù)來得到斷層圖像信息，根據(jù)從該斷層圖像信息得到的三維數(shù)據(jù)來再 現(xiàn)生物體組織(參照專利文獻(xiàn)1 4)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平8-1874號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-343434號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)3 日本特開平5-11689號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)4 日本專利第3613568號(hào)公報(bào)。在對(duì)人體的生物體組織中產(chǎn)生的病變部位、特別是體內(nèi)病變部位的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn) 并且研究治療時(shí)，醫(yī)生無法直接通過視覺識(shí)別來進(jìn)行診斷，因此如果能夠再現(xiàn)該體內(nèi)的病 變部位的生物體組織立體模型來呈現(xiàn)，則作為進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委煹墓ぞ叨行暂^大。特別是，對(duì)于血管那樣具有內(nèi)腔的生物體組織還能夠通過將導(dǎo)管等手術(shù)器具導(dǎo)通 到內(nèi)腔來進(jìn)行病變部位的診斷、治療，因此如果能夠適當(dāng)?shù)卦佻F(xiàn)產(chǎn)生了病變部位的生物體 組織的立體模型則實(shí)用效果較大。另外，關(guān)于血管那樣具有管狀管腔的生物體組織，如果能夠利用立體模型來獲知 在管腔內(nèi)流動(dòng)的血液等流體的流向，則在確認(rèn)生物體組織的功能方面有效。并且，關(guān)于血管那樣具有管狀管腔的生物體組織，如果除了由于流過管腔內(nèi)的流 體、例如血液的壓力發(fā)生變動(dòng)而生物體組織進(jìn)行伸縮的動(dòng)作以外，由于對(duì)管腔內(nèi)插入處理 器具、或者處置器具在管腔內(nèi)的擴(kuò)張等而管腔內(nèi)的壓力過大，則該生物體組織的病變部位 有可能產(chǎn)生破裂等不合適的動(dòng)作。對(duì)于這一點(diǎn)，由于以往技術(shù)不具有用于獲知由再生組織模型再現(xiàn)的生物體組織的 動(dòng)作的功能，因此作為生物體組織模型而尚不充分。并且，在以往作為根據(jù)三維數(shù)據(jù)來再現(xiàn)生物體組織的方法，例如使用利用根據(jù)三 維數(shù)據(jù)生成的光來使光固化性樹脂固化的方法的情況下，由于所再現(xiàn)的生物體組織立體 模型是使活性能量線固化性樹脂固化而得到的模型，因此具有大于生物體組織的剛性的剛 性，因而不具有柔軟度，因此無法成為再現(xiàn)生物體組織的柔軟度的模型，從而要求提高作為 確認(rèn)支架移植體(Stentgraft)、支架(stent)的適應(yīng)性等的手術(shù)手的技術(shù)模擬裝置的功 能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮以上點(diǎn)而完成的，提出了一種如下生物體組織立體模型及其制造方 法能夠適當(dāng)?shù)卦佻F(xiàn)包含病變部位的管腔部，另外，關(guān)于具有管腔的生物體組織，能夠視覺識(shí)別流過管腔內(nèi)的流體的流向，或者能夠掌握在管腔內(nèi)的壓力發(fā)生變化時(shí)與該變化相應(yīng)地 產(chǎn)生的生物體組織部位中的變化，或者使用活性能量線固化性樹脂的已固化的樹脂來能夠 將生物體組織立體模型制作成具有柔軟度的模型。用于解決上述問題的本發(fā)明作為生物體組織立體模型來再現(xiàn)包含病變部位的管 腔壁部分的厚度。另外，本發(fā)明在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)來制作的生物體管腔模型中，從管腔壁 向管腔突出形成薄板狀小片。或者，本發(fā)明在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)來制作的生物體模型中，根據(jù)與由管腔 壁包圍的管腔內(nèi)的壓力的變化相應(yīng)地在設(shè)置于管腔壁上的測(cè)量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移來測(cè)量管 腔內(nèi)的壓力?；蛘撸景l(fā)明在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)使液狀的活性能量線固化性樹脂固化來 制作的生物體模型中，將未固化的液狀分區(qū)封入到已固化的樹脂部?jī)?nèi)。根據(jù)本發(fā)明，通過包括病變部位在內(nèi)地再現(xiàn)管腔壁部分的厚度，能夠明確地視覺 識(shí)別管腔內(nèi)的病變部位的狀態(tài)，其結(jié)果能夠更容易診斷管腔內(nèi)。另外，根據(jù)本發(fā)明，從管腔壁向管腔突出形成薄板狀小片，由此通過對(duì)與流過管腔 內(nèi)的流體的流向?qū)?yīng)地進(jìn)行動(dòng)作的薄板狀小片的動(dòng)作進(jìn)行視覺識(shí)別來能夠確認(rèn)流體的流 向。并且，根據(jù)本發(fā)明，在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)來制作包圍管腔的管腔壁時(shí)，在管 腔壁上形成測(cè)量結(jié)構(gòu)，根據(jù)該測(cè)量結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的位移來測(cè)量管腔內(nèi)的壓力，由此能夠根據(jù) 管腔內(nèi)的壓力變化來可靠地測(cè)量管腔壁中產(chǎn)生的動(dòng)作。并且，根據(jù)本發(fā)明，在通過對(duì)活性能量線固化性樹脂進(jìn)行固化處理來制作生物體 組織的生物體模型時(shí)，將未固化的液狀分區(qū)封入到已固化的樹脂部?jī)?nèi)，由此能夠得到具有 柔軟的肌膚觸感的生物體現(xiàn)象主體模型。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的生物體組織立體模型制造系統(tǒng)的框圖。圖2是表示圖1的圖像數(shù)據(jù)處理裝置3的造型數(shù)據(jù)生成處理過程的流程圖。圖3是表示圖1的圖像數(shù)據(jù)處理裝置3的造型數(shù)據(jù)生成處理過程的流程圖。圖4是表示關(guān)于上段斷層數(shù)據(jù)的正面縱截面數(shù)據(jù)D21、側(cè)面縱截面數(shù)據(jù)D31以及橫 截面數(shù)據(jù)Dll的截面圖。圖5是表示圖4的上段斷層數(shù)據(jù)的中間造型圖像數(shù)據(jù)的截面圖。圖6是表示中段斷層數(shù)據(jù)的正面縱截面數(shù)據(jù)、側(cè)面縱截面數(shù)據(jù)以及中段斷層數(shù)據(jù) 的截面圖。圖7是表示圖6的中間造型圖像數(shù)據(jù)的截面圖。圖8是表示下段斷層數(shù)據(jù)的正面縱截面數(shù)據(jù)、側(cè)面縱截面數(shù)據(jù)以及橫截面數(shù)據(jù)的 截面圖。圖9是表示圖8的中間造型圖像數(shù)據(jù)的截面圖。圖10是用于說明大動(dòng)脈瘤中存在血栓的情況下的處理的示意圖。圖11是表示制作出的立體模型的側(cè)視圖。
圖12是用于說明存在大動(dòng)脈離解的情況下的圖像數(shù)據(jù)的處理的示意圖。圖13是用于說明血管存在分支的情況下的圖像數(shù)據(jù)的處理的示意圖。圖14是用于說明存在本來應(yīng)該沒有的血管的情況下的圖像處理的示意圖。圖15是用于說明能夠插入手術(shù)器具的立體模型的側(cè)視圖。圖16是表示圖15的插入端口的側(cè)視圖。圖17是表示圖15的連接端部的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖18是表示使流向顯示頭(流Λ表示子)從管腔壁突出而成的立體模型的局部 截面圖。圖19是用于說明大動(dòng)脈瘤中存在血栓的情況下應(yīng)用流向顯示頭的情況的示意 圖。圖20是表示設(shè)置于立體模型上的動(dòng)作檢測(cè)部的立體圖。圖21是表示從不同的方向觀察動(dòng)作檢測(cè)部的立體圖。圖22是用于說明利用動(dòng)作檢測(cè)用突頭進(jìn)行的動(dòng)作檢測(cè)動(dòng)作的示意圖。圖23是用于說明利用應(yīng)變檢測(cè)元件(歪検出素子)進(jìn)行的動(dòng)作檢測(cè)動(dòng)作的示意 圖。圖24是用于說明利用壓敏機(jī)構(gòu)進(jìn)行的動(dòng)作檢測(cè)動(dòng)作的示意圖。圖25是用于說明液狀分區(qū)的形成處理的示意圖。圖26是表示應(yīng)用于大動(dòng)脈瘤中存在血栓的大動(dòng)脈的立體模型的實(shí)施方式的側(cè)視 圖。圖27是表示圖26的橫截面結(jié)構(gòu)的截面圖。附圖標(biāo)記說明1 生物體組織立體模型制造系統(tǒng)；2 三維數(shù)據(jù)獲取裝置；3 圖像數(shù)據(jù)處理裝置； 4 立體模型制作裝置；5 立體模型；11 大動(dòng)脈；IlAl 11Α4 外表面；IlBl 11Β4 管腔 壁；IlCl 11C4 血流部分；11D2U1D3 血栓部分；12 大動(dòng)脈瘤；13 血栓；21 大動(dòng)脈； 21Α1 21Α5 邊界；21Β2 21Β5 雙重血管壁；21C1 21C5 管腔壁；22 鼓起；23 雙重 血管壁；31 胸部大動(dòng)脈弓；31Α1 31Α6 邊界；31Β1 31Β6 血流；31C1 31C6 管腔壁； 32 頭臂動(dòng)脈；33 左頸總動(dòng)脈；34 左鎖骨下動(dòng)脈；41 心臟；42 大動(dòng)脈；44 旁路血管； 45Α 4OT 邊界；46Α 46C 血流；47、48 連接血管部；49 旁路血管部；50Β 50D 血 流；51 流向顯示頭；51Α 腳部；51Β 流動(dòng)抵接部；52 管腔壁；53 管腔內(nèi)面；54 管腔；60 管腔壁；60Α 外表面；60Β 應(yīng)變檢測(cè)用孔；60C 柔軟部；60D 固化部；60Ε 未固化部；60F、 60G 固化板部；61 動(dòng)作檢測(cè)用突頭；62,66,69 動(dòng)作檢測(cè)部；70 壓敏機(jī)構(gòu)；71 位移檢測(cè) 部 ’7IA 發(fā)光元件；71Β 受光元件；72 位移檢測(cè)部；72Α 檢測(cè)器主體；72Β 壓敏板；72C 觸頭；80 生物體組織部位；81 液狀分區(qū)；82 固狀固化樹脂部；83 管腔壁。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。(1)生物體組織立體模型制造系統(tǒng)在圖1中，1整體表示生物體組織立體模型制造系統(tǒng)，三維數(shù)據(jù)獲取裝置2從被檢 者獲取與包含要制作生物體組織立體模型的生物體組織的部位有關(guān)的三維斷層數(shù)據(jù)Si，并將該三維斷層數(shù)據(jù)Sl傳輸?shù)綀D像數(shù)據(jù)處理裝置3。在本實(shí)施方式的情況下，三維數(shù)據(jù)獲取裝置2是X射線CT裝置，從作為生物體組 織的大動(dòng)脈的病變部位獲取以1 [mm]的片寬度進(jìn)行切片而得到的由100 300張、例如300 張斷層圖像構(gòu)成的三維斷層數(shù)據(jù)Si，將該三維斷層數(shù)據(jù)Sl提供給圖像數(shù)據(jù)處理裝置3。圖像數(shù)據(jù)處理裝置3從該三維斷層數(shù)據(jù)Sl各層的圖像數(shù)據(jù)提取要作為生物體組 織立體模型而造型的生物體組織部位(在本實(shí)施方式的情況下大動(dòng)脈的病變部位)的圖像 數(shù)據(jù)，并且根據(jù)需要對(duì)提取的該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行插值編輯處理。這樣，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3生成由多層平面點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的斷層造型數(shù)據(jù)S2并提供 給立體模型制作裝置4。立體模型制作裝置4由光造型機(jī)構(gòu)成，對(duì)于斷層造型數(shù)據(jù)S2的各層，在點(diǎn)數(shù)據(jù)的 位置處將紫外線激光照射到液狀光固化性樹脂的液面，由此對(duì)各層使規(guī)定厚度的樹脂層固 化，將由此固化后的光固化性樹脂按照斷層造型數(shù)據(jù)S2的各層來進(jìn)行層疊，由此形成立體 地連接固化層而成的立體模型5。在此，作為立體模型制作裝置4能夠應(yīng)用例如seamet ( * — 卜)股份有限公 司、冊(cè)-3000、層疊間距0.05[讓]的光造型裝置。該光造型裝置選擇性地照射由計(jì)算機(jī)控制的紫外線激光而使規(guī)定厚度的液狀光 固化性樹脂固化，使得在放入到容器內(nèi)的液狀光固化性樹脂的液面上得到期望的圖案，接 著在該固化層上提供與一層相當(dāng)?shù)牧康囊籂顦渲瑯拥乩米贤饩€激光與上述同樣地進(jìn) 行照射以及固化，反復(fù)進(jìn)行層疊操作來得到連續(xù)的固化層。另外，作為光固化性樹脂能夠應(yīng)用聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)類光固 化樹脂組合物(參照專利文獻(xiàn)5)、硅酮系光固化樹脂組合物(參照專利文獻(xiàn)6)。在制作除了骨骼和牙齒以外的生物體組織的模型的情況下，優(yōu)選伸長(zhǎng)率較大且楊 氏模量較小的上述樹脂組合物等，特別優(yōu)選上述硅酮系光固化樹脂組合物。專利文獻(xiàn)5 日本特開平9-169827號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)6 日本特開2006-2087號(hào)公報(bào)。(2)圖像數(shù)據(jù)處理裝置圖像數(shù)據(jù)處理裝置3通過圖2以及圖3示出的造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO來對(duì)由 三維數(shù)據(jù)獲取裝置2提供的三維斷層數(shù)據(jù)Sl進(jìn)行圖像處理。在本實(shí)施方式的情況下，如在圖4、圖6以及圖8中通過上段部、中段部、下段部的 斷層數(shù)據(jù)表示的代表例那樣，三維斷層數(shù)據(jù)Sl通過橫截面數(shù)據(jù)Dll、D12以及D13、正面縱 截面數(shù)據(jù)D21、D22以及D23、側(cè)面縱截面數(shù)據(jù)D31、D32以及D33，以亮度的明亮度(因而圖 像的濃淡)來表現(xiàn)體內(nèi)的三維位置上的圖像點(diǎn)的生物體組織。在此，圖4的(C)、圖6的(C)以及圖8的(C)的橫截面數(shù)據(jù)D11、D12以及D13表 示圖4的㈧和(B)、圖6的㈧和(B)以及圖8的㈧和(B)的正面縱截面數(shù)據(jù)D21、D22 及D23、側(cè)面縱截面數(shù)據(jù)D31、D32及D33中示出的橫截面線Ll的高度上的斷層數(shù)據(jù)。同樣地，如圖4的(C)、圖6的(C)以及圖8的(C)所示，圖4的㈧和(B)、圖6的 (A)和(B)以及圖8的(A)和(B)的正面縱截面數(shù)據(jù)D21、D22及D23以及側(cè)面縱截面數(shù)據(jù) D3UD32及D33表示通過側(cè)面縱截面線L3和正面縱截面線L2在人體的前后方向的位置以 及左右方向的位置處取的縱截面數(shù)據(jù)。
7
這樣，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3的用戶通過進(jìn)行指定橫截面線Li、正面縱截面線L2以 及側(cè)面縱截面線L3的位置的操作，使得能夠從作為三維斷層數(shù)據(jù)Sl而提供的斷層數(shù)據(jù)中 選擇要作為斷層造型數(shù)據(jù)S2而得到的包含生物體組織的部位的斷層圖像數(shù)據(jù)，并將該斷 層圖像數(shù)據(jù)顯示在圖像數(shù)據(jù)處理裝置3的顯示器上，并且能夠?qū)︼@示的該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編 輯操作(對(duì)與作為目標(biāo)而指定的圖像區(qū)域內(nèi)的生物體組織的部位有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行刪 除/加入/變更等圖像處理)。當(dāng)進(jìn)入造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3首先在步驟SPl中根 據(jù)用戶的指定操作從三維斷層數(shù)據(jù)Si選定包含作為要形成生物體組織立體模型的造型對(duì) 象(即目標(biāo))的血管、臟器等生物體組織的斷層圖像并顯示在顯示器上，之后，在步驟SP2 中確認(rèn)是否識(shí)別出該造型對(duì)象。在本實(shí)施方式的情況下，用戶通過移動(dòng)橫截面線Li、正面縱截面線L2以及側(cè)面縱 截面線L3，搜索包含人體內(nèi)的造型對(duì)象(例如大動(dòng)脈)的斷層圖像的范圍，從而識(shí)別處理對(duì) 象區(qū)域TG。此時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3根據(jù)用戶的指定操作而進(jìn)入到步驟SP3，關(guān)于包含造型 對(duì)象(即目標(biāo))的處理對(duì)象區(qū)域TG，從三維斷層數(shù)據(jù)提取具有與造型對(duì)象的亮度相同亮度 的圖像數(shù)據(jù)并顯示在顯示器上。在本實(shí)施方式的情況下，將大動(dòng)脈的病變部位作為目標(biāo)，對(duì)包含該目標(biāo)的上下方 向的高度范圍、左右方向的寬度范圍以及前后方向的深度范圍設(shè)定有處理對(duì)象區(qū)域TG，在 顯示器上顯示包含該處理對(duì)象區(qū)域TG的斷層數(shù)據(jù)中的一個(gè)、例如圖4示出的上段斷層數(shù) 據(jù)。在此，作為目標(biāo)而指定的大動(dòng)脈是具有充滿血液的內(nèi)腔的管狀生物體組織，在作 為對(duì)其病變部位的檢查而在三維數(shù)據(jù)獲取裝置2中獲取三維斷層數(shù)據(jù)Sl時(shí)，使用造影劑來 拍攝，因此血管的內(nèi)腔作為具有明亮的亮度的圖像數(shù)據(jù)被取入到圖像數(shù)據(jù)處理裝置3。與此相對(duì)，在圖4的(C)示出的橫截面數(shù)據(jù)Dll中，處理對(duì)象區(qū)域TG內(nèi)的血管的 管腔壁部分顯示為與位于其外側(cè)的其它組織沒有明顯區(qū)別的圖像數(shù)據(jù)。因此，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在下一個(gè)步驟SP4中根據(jù)用戶的操作，提取血管的管腔 壁部分與外部組織之間的邊界作為該造型對(duì)象。該提取動(dòng)作是根據(jù)解剖學(xué)上的信息而假設(shè)健康的人體內(nèi)的造型對(duì)象(即大動(dòng)脈) 的位置、形狀或者考慮基于具有相同疾病的患者的解剖例的信息來進(jìn)行的。實(shí)際上，在作為提取對(duì)象的血管與其它臟器之間在濃淡上多少有些不同時(shí)，將濃 度與血管的管腔壁部分的濃度相同的圖像數(shù)據(jù)部分作為血管而與外部組織的圖像分割開， 由此沿著造型對(duì)象的外壁進(jìn)行該提取動(dòng)作。另外，在僅利用圖4的(C)的橫截面數(shù)據(jù)Dll無法與外部組織分割開的情況下，通 過參照位于該橫截面數(shù)據(jù)Dll上下的橫截面數(shù)據(jù)，將與多個(gè)斷層圖像的圖像流(從上方位 置向下方位置的圖像流或者從下方位置向上方位置的圖像流)相適應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)作為造 型對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)而從外部組織分割開。另外，有時(shí)在造型對(duì)象包含病變部位的情況下，雖然濃淡上沒有差異，但是包含該 病變部位的造型對(duì)象的外部形狀與解剖學(xué)上的健康人的臟器的外形形狀不同(異常鼓起 的情況、異常細(xì)的情況等)，因此將該不同點(diǎn)包括在內(nèi)地提取對(duì)象圖像與其它組織之間的邊
當(dāng)這樣對(duì)造型對(duì)象進(jìn)行的提取與外側(cè)的其它組織之間的邊界的提取處理結(jié)束時(shí)， 在下一個(gè)步驟SP5中，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3進(jìn)行從該處理對(duì)象區(qū)域TG刪除該造型對(duì)象以外 的部分的處理。其結(jié)果，如圖5的(C)所示，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3從橫截面數(shù)據(jù)Dll能夠得到要造 型的生物體組織立體模型的一個(gè)截面的具有外形形狀的中間造型圖像數(shù)據(jù)0B1，將該中間 造型圖像數(shù)據(jù)OBl存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)器。當(dāng)與上述一個(gè)斷層數(shù)據(jù)有關(guān)的造型對(duì)象的提取處理結(jié)束時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3 經(jīng)由步驟SP6返回到上述步驟SP3，對(duì)300個(gè)斷層數(shù)據(jù)中的另一個(gè)斷層數(shù)據(jù)同樣地反復(fù)進(jìn)行 步驟SP3-SP4-SP5-SP6-SP3的處理循環(huán)的處理，由此依次對(duì)所有的斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行造型對(duì)象 的提取處理。這樣，例如通過對(duì)圖6的(C)示出的中斷斷層數(shù)據(jù)的橫截面數(shù)據(jù)D12進(jìn)行提取處 理，能夠得到提取出圖7的(C)示出的中間造型圖像數(shù)據(jù)0B2的橫截面數(shù)據(jù)D12。另外，同樣地，對(duì)圖8的(C)示出的下段斷層數(shù)據(jù)的橫截面數(shù)據(jù)D13進(jìn)行提取處 理，由此能夠得到提取出圖9的(C)示出的中間造型圖像數(shù)據(jù)0B3的橫截面數(shù)據(jù)D13。這樣，當(dāng)300個(gè)斷層數(shù)據(jù)的處理全部結(jié)束時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在步驟SP6中得 到肯定結(jié)果而進(jìn)入到下一個(gè)步驟SP7。關(guān)于該步驟SP7的處理，利用通過上述步驟SP3-SP4-SP5-SP6-SP3的處理而存儲(chǔ) 在圖像數(shù)據(jù)處理裝置3的存儲(chǔ)器中的中間造型圖像數(shù)據(jù)(0B1 0B3)，將該中間造型圖像數(shù) 據(jù)(0B1 0B3)作為立體圖像顯示在顯示器上。接著該立體圖像的顯示處理，在步驟SP8中，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3使用戶判斷是否 能夠正確地提取出造型對(duì)象，在判斷為從斷層數(shù)據(jù)提取的造型對(duì)象不正確時(shí)，返回到上述 步驟SP3，再次重新進(jìn)行造型對(duì)象的提取處理。與此相對(duì)，在判斷為能夠正確地提取出造型對(duì)象的情況下，在下一個(gè)步驟SP9中， 圖像數(shù)據(jù)處理裝置3使用戶判斷是否能夠正確地進(jìn)行了刪除處理，在得到否定結(jié)果時(shí)返回 到上述步驟SP5，在上述步驟SP5中對(duì)認(rèn)為沒有正確進(jìn)行該刪除處理的斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除處理。當(dāng)在步驟SP9中得到肯定結(jié)果時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3進(jìn)入到步驟SP10，通過平滑 (smoothing)處理來去除噪聲而使表面平滑之后，在步驟SPll中，使用戶判斷是否缺失臨 床上所需的數(shù)據(jù)，在確認(rèn)出存在缺失的數(shù)據(jù)時(shí)返回到上述步驟SPlO而重新進(jìn)行平滑處理。如果不久在步驟SPll中得到肯定結(jié)果，則這種情況在臨床上也意味著沒有問題， 因此在步驟SP12中圖像數(shù)據(jù)處理裝置3判斷造型對(duì)象是否為血管。在此，如果得到否定結(jié)果，則圖像數(shù)據(jù)處理裝置3進(jìn)入到步驟SP13而立即進(jìn)行制 作要傳輸給立體模型制作裝置4的斷層造型數(shù)據(jù)S2的處理。與此相對(duì)，當(dāng)在步驟SP12中得到肯定結(jié)果時(shí)，意味著在目前處理的立體圖像中需 要內(nèi)腔，因此在步驟SP16中圖像數(shù)據(jù)處理裝置3使用戶判斷是否提取了血管壁。在此，如果得到肯定結(jié)果，則意味著作為造型對(duì)象而造型出血管，此時(shí)，圖像數(shù)據(jù) 處理裝置3進(jìn)入到步驟SP13而進(jìn)行制作具有內(nèi)腔的斷層造型數(shù)據(jù)S2的處理。另外，如果造型對(duì)象是不具有病變部位的血管，則由于利用造影劑對(duì)從三維數(shù)據(jù)獲取裝置2得到的三維斷層數(shù)據(jù)Sl進(jìn)行了拍攝，血管的管腔壁部分在解剖學(xué)上以固定厚度 包圍周圍，因此在步驟SP16中得到肯定結(jié)果。與此相對(duì)，當(dāng)在上述步驟SP16中得到否定結(jié)果時(shí)，這意味著在目前的處理中制作 的立體圖像作為血管還尚未完成。因此，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3進(jìn)入到步驟SP17，使用戶對(duì)目前制作的立體圖像寫入 規(guī)定壁厚的管腔壁的圖像數(shù)據(jù)之后，顯示立體圖像。在此，關(guān)于血管壁的壁厚，基于在解剖學(xué)上較粗血管的壁厚較厚而血管變細(xì)則壁 厚也變薄，根據(jù)造型對(duì)象的血管部位的條件來決定壁厚。接著，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3進(jìn)入到步驟SP18，使用戶對(duì)顯示在顯示器上的血管的 立體圖像判斷在血管中是否存在擠破、離解。在此，當(dāng)?shù)玫椒穸ńY(jié)果時(shí)，在步驟SP19中，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3修正該問題，返回 到上述步驟SP18，由此進(jìn)行修正處理直到血管的立體圖像中不存在問題。這樣，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在步驟SP13中結(jié)束根據(jù)來自三維數(shù)據(jù)獲取裝置2的三 維斷層數(shù)據(jù)Sl進(jìn)行的斷層造型數(shù)據(jù)S2的生成處理，在步驟SP14中對(duì)由光造型機(jī)構(gòu)成的立 體模型制作裝置4發(fā)送斷層造型數(shù)據(jù)S2，由此實(shí)施造型處理，由此在步驟SP15中結(jié)束該造 型數(shù)據(jù)生成處理過程RT0。(3)問題的修正處理作為上述造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO的步驟SP18-SP19-SP18中的問題的修正處 理，存在以下情況。(3-1)大動(dòng)脈瘤中存在血栓的情況如圖10所示，在提供了由于大動(dòng)脈11中產(chǎn)生大動(dòng)脈瘤12而存在血栓13的三維 斷層數(shù)據(jù)Sl時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO的步驟SP4中提取造型 對(duì)象與其它組織之間的邊界，由此在高度水平V1、V2、V3以及V4中提取大動(dòng)脈瘤12的部分 異常鼓起的外表面11A1、11A2、11A3以及11A4作為大動(dòng)脈11的三維斷層數(shù)據(jù)15。然后，在上述步驟SP17中，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3使用戶在大動(dòng)脈11的外表面 11A1、11A2、11A3以及11A4的內(nèi)側(cè)增加規(guī)定的管腔壁11B1、11B2、11B3以及11B4的壁厚之 后在顯示器上顯示大動(dòng)脈11的立體圖像。在此，在解剖學(xué)上大動(dòng)脈11是較粗血管，因此將管腔壁1 IBl、11B2、11B3以及11B4
的壁厚選定為比較厚的厚度。另夕卜，管腔壁11B1、11B2、11B3以及11B4的內(nèi)腔的血流部分11C1、11C2、11C3以及 11C4包含造影劑，由此被比管腔壁11B1、11B2、11B3以及11B4明亮的圖像數(shù)據(jù)所填滿。因此，得到如下圖像數(shù)據(jù)不存在血栓13的高度水平Vl和V4的血流部分IlCl和 11C4在整體上與管腔壁IlBl和11B4的內(nèi)面接觸，與此相對(duì)，存在血栓13的血流部分11C2 和11C3在血栓部分11D2和11D3處不與管腔壁11B2和11B3接觸，在兩者之間存在大致接 近大動(dòng)脈11的濃度的圖像部分。這樣，在將大動(dòng)脈作為造型對(duì)象而進(jìn)行圖像處理時(shí)，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在步驟 SP18中生成在血管中存在離解這樣的判斷結(jié)果。因此，在問題修正步驟SP19中，如果制作修正成從大動(dòng)脈11的管腔壁11B2和 11B3分割出血栓部分11D2和11D3而得到的圖像的斷層造型數(shù)據(jù)S2，則從立體模型制作裝置4得到的立體模型5如圖11所示那樣成為再現(xiàn)具有大動(dòng)脈瘤12的大動(dòng)脈11 (具有在大 動(dòng)脈瘤12內(nèi)部存在血栓13的內(nèi)部結(jié)構(gòu))的模型。(3-2)存在大動(dòng)脈離解的情況如圖12所示，關(guān)于在解剖學(xué)的信息中在高度水平Vll處正常的大動(dòng)脈21，在高度 水平V12 V15處在大動(dòng)脈21中存在鼓起部分22的情況下，在造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO 的步驟SP4中提取造型對(duì)象與其它組織之間的邊界作為根據(jù)從三維數(shù)據(jù)獲取裝置2得到的 三維斷層數(shù)據(jù)Sl得到的三維斷層數(shù)據(jù)25，結(jié)果得到邊界21A1、21A2、21A3、21A4以及21A5。然后，在上述步驟SP17中輸入大動(dòng)脈11的管腔壁21C1、21C2、21C3、21C4以及 21C5時(shí)，如果在高度水平V12、V13、V14以及V15的斷層數(shù)據(jù)中存在雙重血管壁21B2、21B3、 21B4以及21B5，則圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在步驟SP18中判斷為在血管中存在擠破、離解，因 此在步驟SP19中進(jìn)行問題的修正處理。在本實(shí)施方式的情況下，能夠確認(rèn)出在雙重血管壁21B2、21B3、21B4以及21B5與 所輸入的管腔壁21C2、21C3、21C4以及21C5之間存在血流部分21D2、21D3、21D4以及21D5， 根據(jù)情況也有時(shí)看到雙重血管壁21B4那樣一部分被切斷而在皮瓣(flap)上下垂。在步驟SP18中能夠確認(rèn)出這樣的血管時(shí)，能夠制作不會(huì)丟失上述三維斷層數(shù)據(jù) 25所具有的血管信息而再現(xiàn)的立體模型。(3-3)存在血管的分支的情況如圖13所示，在關(guān)于胸部大動(dòng)脈弓31從三維數(shù)據(jù)獲取裝置2取入三維斷層數(shù)據(jù) Sl的情況下，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO的步驟SP4中提取出造型 對(duì)象與其它組織之間的邊界時(shí)，在高度水平V22處提取了較大橢圓形狀的邊界31A1，與此 相對(duì)，在比該主體部分高的高度水平V21處提取了與頭臂動(dòng)脈32、左頸總動(dòng)脈33以及左鎖 骨下動(dòng)脈34對(duì)應(yīng)的較小橢圓形狀的邊界31A2、31A3以及31A4，并且在邊界31A1下側(cè)的高 度水平V23處提取了與兩個(gè)分支對(duì)應(yīng)的橢圓形狀的邊界31A5和31A6。在得到這種造型對(duì)象圖像的三維斷層數(shù)據(jù)35時(shí)，各邊界31A1 31A6內(nèi)部由于 血流31B1 31B6所包含的造影劑而存在明亮的圖像數(shù)據(jù)，由此，如果作為提取出管腔壁 31C1 31C6的數(shù)據(jù)而在上述步驟SP6中確認(rèn)出不存在解剖學(xué)上的矛盾，則在判斷是否已提 取出血管壁的步驟SP16中得到肯定結(jié)果，因此省略步驟SP17的壁厚的輸入而進(jìn)入到造型 數(shù)據(jù)的制作處理步驟SP13。如果這樣則能夠省略處理過程，與此相應(yīng)地能夠使造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO簡(jiǎn)單化。(3-4)存在本來應(yīng)該沒有的血管的分支的情況在圖14中示出如下情況下的圖像數(shù)據(jù)處理在將大動(dòng)脈42從心臟41分支的部位 設(shè)為造型對(duì)象的情況下，關(guān)于大動(dòng)脈42的部分，在高度水平V31、V32以及V33處得到管腔 壁43A、43B以及43C作為三維斷層數(shù)據(jù)43，并且在心臟41的高度水平V34處得到斷層圖像 43D，提供了包含有存在解剖學(xué)上本來應(yīng)該沒有的旁路血管44的造型對(duì)象的三維斷層數(shù)據(jù) Si。在這種情況下，關(guān)于高度水平V31、V32以及V33，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3在造型數(shù)據(jù) 生成處理過程RTO的步驟SP4中，提取造型對(duì)象與其它組織之間的邊界，由此能夠分別提取 邊界45A、45B以及45C。
與此同時(shí)，關(guān)于高度水平V34，同樣地在造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO的步驟SP4中 提取心臟41與其它組織之間的邊界45D作為造型對(duì)象。在此，在高度水平V31、V32以及V33處，在管腔壁43A、43B以及43C的內(nèi)側(cè)得到血 流46A、46B以及46C的影像圖像，與此相對(duì)，在高度水平V34處，不生成與血流相當(dāng)?shù)牟糠?的數(shù)據(jù)。以上圖像數(shù)據(jù)處理是根據(jù)解剖學(xué)上的信息來進(jìn)行的，但是在圖14的造型對(duì)象的 情況下，除此以外對(duì)旁路血管44進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理。即，在高度水平V32的斷層數(shù)據(jù)中，大動(dòng)脈42與旁路血管44之間的連接部包含連 接血管部47。另外，在高度水平V34處，在旁路血管44與心臟41相連接的部分包含連接血管部 48。并且，在三維斷層數(shù)據(jù)43中，在高度水平V33處，在大動(dòng)脈的管腔壁43C附近包含 旁路血管部49。在解剖學(xué)上無法預(yù)測(cè)這些與旁路血管44有關(guān)的連接血管部47和48以及旁路血 管部49，但是在各血管部中存在血流50B、50C以及50D的情形作為造影劑的圖像而被顯示， 因此能夠判斷這些部分是血管。這樣，關(guān)于旁路血管44，連續(xù)地生成從連接血管部47通過旁路血管部49而到達(dá)連 接血管部48的高度方向的斷層數(shù)據(jù)，因此圖像數(shù)據(jù)處理裝置3根據(jù)斷層數(shù)據(jù)的特殊性來判 斷出存在旁路血管44，從而對(duì)旁路血管44進(jìn)行圖像處理。(4)手術(shù)器具的進(jìn)入口部件圖11示出的立體模型5是根據(jù)由圖像數(shù)據(jù)處理裝置3生成的斷層造型數(shù)據(jù)S2并 使用立體模型制作裝置4而得到的，不僅再現(xiàn)其外形形狀，也再現(xiàn)內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)。因此，關(guān)于位于大動(dòng)脈瘤12的內(nèi)腔內(nèi)的血栓13 (圖10)，如果能夠利用該立體模型 來試行將用于對(duì)該血栓13進(jìn)行手術(shù)的手術(shù)器具插入到該大動(dòng)脈瘤12的位置的臨床操作方 法，則有效性較大。如圖15所示，作為在臨床上進(jìn)行這種手術(shù)操作方法之前進(jìn)行研究的工具，從三維 數(shù)據(jù)獲取裝置2得到與位于從大動(dòng)脈11分離的位置上的大腿動(dòng)脈5Y有關(guān)的三維斷層數(shù)據(jù) Si，使用圖2以及圖3示出的造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO來生成斷層造型數(shù)據(jù)S2，在立體 模型制作裝置4中對(duì)該斷層造型數(shù)據(jù)S2進(jìn)行處理，由此作為立體模型5X而再現(xiàn)大腿動(dòng)脈 5Y。在此，在解剖學(xué)上大腿動(dòng)脈5Y位于從立體模型5的大動(dòng)脈瘤12分離的位置上，因 此與具有大動(dòng)脈瘤12的立體模型5分開地將立體模型5X作為與立體模型5的部件相連接 的部件而準(zhǔn)備。此時(shí)，臨床上以將導(dǎo)管插入到大腿動(dòng)脈而送進(jìn)大動(dòng)脈瘤為目的，使圖像數(shù)據(jù)處理 裝置3進(jìn)行處理動(dòng)作，使得與設(shè)置插入端口的大腿部的位置對(duì)應(yīng)地在立體模型5X上設(shè)置插 入端口部件5Y1，該插入端口部件5Y1再現(xiàn)插入端口。臨床上使用的插入端口部件5Y1具有圖16示出的結(jié)構(gòu)。插入端口部件5Y1具有整體上具有圓筒形狀的插入端口主體5Y2，在向該大腿動(dòng) 脈的安裝側(cè)端部5Y3的側(cè)部切下與大腿動(dòng)脈的內(nèi)腔連通的連通開口 5Y4，由此以連通開口
125Y4沿著大腿動(dòng)脈的方式傾斜地安裝插入端口部件5Y1。這樣，將導(dǎo)管插入到導(dǎo)管插入側(cè)端部5Y5的、截面為圓形狀的開口，導(dǎo)管的前端通 過連通開口 5Y4而被插入到大腿動(dòng)脈。在此，臨床上在安裝插入端口部件5Y1之后插入導(dǎo)管的操作方法作為一系列手術(shù) 而進(jìn)行，因此關(guān)于對(duì)于大腿動(dòng)脈的設(shè)置方向、設(shè)置位置，使用立體模型5和5X，能夠在手術(shù) 之前預(yù)先試行插入導(dǎo)管的操作。關(guān)于通過三維數(shù)據(jù)獲取裝置2從大腿部位得到的三維斷層數(shù)據(jù)Si，圖像數(shù)據(jù)處理 裝置3對(duì)通過執(zhí)行圖2以及圖3的造型數(shù)據(jù)生成處理過程RTO來制作的斷層數(shù)據(jù)附加插入 端口部件5Y1的斷層數(shù)據(jù)來制作立體模型5X。如圖17的(A)所示，在作為不同部件而制作的立體模型5與立體模型5X之間的 連接端部5A上形成由圓筒狀凹部構(gòu)成的嵌入部5A1，其周緣部被切入管腔壁5A2的厚度部 分。與此相對(duì)，在立體模型5X的連接端部5X1上形成由圓筒狀凸部構(gòu)成的突出部5X2， 其圓周部具有切掉管腔壁5X3的厚度部分的外周部的結(jié)構(gòu)。立體模型5的連接端部5A的內(nèi)腔5A3與立體模型5X的連接端部5X 1的內(nèi)腔5X4 具有相同的內(nèi)徑。如圖17的(B)所示，突出部5X2被無縫隙地嵌入到嵌入部5A1，由此在被插入到立 體模型5X的內(nèi)腔5X4的作為手術(shù)器具的導(dǎo)管從突出部5X2通過嵌入部5A1的邊界時(shí)，由于 該邊界不存在高度差而該導(dǎo)管的前端無阻力地能夠從連接端部5X1的內(nèi)腔5X4移動(dòng)到連接 端部5A的內(nèi)腔5A3。這樣，通過將作為不同部件的立體模型5和5X進(jìn)行連接來再現(xiàn)直到位于從大動(dòng)脈 瘤12分離的位置上的大腿動(dòng)脈5Y的插入端口部件5Y1為止的具有與臨床上的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)相 同的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的立體模型，由此在實(shí)際臨床中進(jìn)行之前能夠試行從插入端口部件5Y1插入 導(dǎo)管的導(dǎo)管插入操作方法。其結(jié)果，在由于大動(dòng)脈11的內(nèi)腔中的大動(dòng)脈瘤的產(chǎn)生位置而插入端口部件5Y1的 設(shè)置位置或者設(shè)置角度不適當(dāng)?shù)那闆r下，能夠事先確認(rèn)這種不適當(dāng)?shù)那闆r。此時(shí)，預(yù)先準(zhǔn)備在不同的條件下設(shè)置位置和設(shè)置角度不同的多個(gè)立體模型5X，如 果將該多個(gè)立體模型5X通過連接端部5X1連接到具有大動(dòng)脈瘤12的立體模型5的連接端 部5A，則能夠確認(rèn)更佳的插入端口部件5Y1的設(shè)置條件。(5)實(shí)施方式的動(dòng)作和效果在以上結(jié)構(gòu)中，利用了從三維數(shù)據(jù)獲取裝置2得到的三維斷層數(shù)據(jù)Sl包含人體內(nèi) 的立體位置的圖像信息的情況，能夠得到再現(xiàn)如血管那樣具有內(nèi)腔的生物體組織的立體模 型。這樣，能夠適當(dāng)?shù)氐玫阶鳛槟軌虺浞诸A(yù)測(cè)包括人體部位中的病變部位、之前的手 術(shù)痕跡在內(nèi)的體內(nèi)組織的狀態(tài)的工具的立體模型。與此同時(shí)，通過將能夠?qū)ρ懿迦胧中g(shù)器具的插入端口部件設(shè)置在立體模型上， 能夠預(yù)先測(cè)試臨床上的操作方法，由此能夠更容易地進(jìn)行手術(shù)。(6)流向顯示頭關(guān)于圖10 圖14，對(duì)上述那樣在圖像數(shù)據(jù)處理裝置3中生成的斷層造型數(shù)據(jù)S2中的具有管狀管腔的生物體組織、例如血管附加圖18示出的流向顯示頭51。流向顯示頭51在管腔壁52的管腔內(nèi)面53上隔著適合視覺識(shí)別的間隔以突出到 內(nèi)腔空間的方式直立。在本實(shí)施方式的情況下，流向顯示頭51是薄板狀的小片，具備具有撓性的較細(xì)的 腳部51A和形成于腳部51A的前端部的寬大的流動(dòng)抵接部51B。這樣，在由管腔壁52包圍的管腔54內(nèi)流動(dòng)由箭頭a表示的流體(相當(dāng)于血液的 模擬流體)，在該流體與從管腔內(nèi)面53突出的流向顯示頭51的流動(dòng)抵接部51B抵接時(shí)，由 于較大地構(gòu)成該流動(dòng)抵接部51B，因此從流體受到力而傾斜或者進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)使得改變朝向。這樣，流向顯示頭51與由管狀的管腔壁52包圍的管腔54內(nèi)流動(dòng)的流體的流向?qū)?應(yīng)地變更其狀態(tài)，因此通過視覺識(shí)別該流向顯示頭51的變化來能夠辨別流體的流向。如果將該流向顯示頭51例如應(yīng)用于上述圖10的在大動(dòng)脈瘤中存在血栓的情況， 則能夠如圖19所示那樣根據(jù)利用沒有血栓的管腔壁IlB 1和11B4的流向顯示頭51能夠 視覺識(shí)別的流體的流向和通過對(duì)存在血栓13的管腔壁11B2和IlB 3的流向顯示頭51進(jìn) 行視覺識(shí)別來可知的流體的流向，來確認(rèn)存在血栓13的大動(dòng)脈瘤12中的血液的流向。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，利用從管腔壁52的管腔內(nèi)面53突出的流向顯示頭51來能夠視覺 識(shí)別在被管腔壁所包圍的管腔內(nèi)流動(dòng)的流體的影響，由此能夠提供用于診斷流體的流向與 病變部位之間的關(guān)系的信息。實(shí)際上，通過從圖像數(shù)據(jù)處理裝置3向立體模型制作裝置4提供包含有使流向顯 示頭51突出于管腔壁52的三維斷層數(shù)據(jù)的斷層造型數(shù)據(jù)S2，制作成立體模型5，關(guān)于根 據(jù)三維斷層數(shù)據(jù)來制作該流向顯示頭51，應(yīng)用專利文獻(xiàn)6所述的活性能量效果性樹脂較有 效。此外，在圖18的實(shí)施方式中，作為流向顯示頭51使用了在腳部51A的前端部形成 有寬大的流動(dòng)抵接部51B的形狀的流向顯示頭，但是形狀并不限于此，能夠應(yīng)用各種形狀， 總之，只要應(yīng)用通過在管腔壁52的管腔54上突出從而按照流體a的流動(dòng)來變形的薄板狀 小片即可。(7)管腔壁的動(dòng)作檢測(cè)(7-1)由動(dòng)作檢測(cè)器進(jìn)行的檢測(cè)如上所述，圖像數(shù)據(jù)處理裝置3通過對(duì)從三維數(shù)據(jù)獲取裝置2獲取到的三維斷層 數(shù)據(jù)Sl進(jìn)行圖像處理，生成與作為目標(biāo)的生物體組織有關(guān)的斷層造型數(shù)據(jù)S2，通過將該斷 層造型數(shù)據(jù)S2提供給立體模型制作裝置4來能夠得到立體模型5。關(guān)于立體模型5，如上述圖10以及圖11所示，作為再現(xiàn)包含有在大動(dòng)脈瘤12中存 在血栓13的病變部位的大動(dòng)脈11的立體模型，在再現(xiàn)圖20以及圖21示出的立體模型5 的情況下，在其管腔壁60的外表面上設(shè)置有排列多個(gè)動(dòng)作檢測(cè)用突頭61而成的動(dòng)作檢測(cè) 部62。在本實(shí)施方式的情況下，如圖22的(A)以及(B)所示，在動(dòng)作檢測(cè)部62中，從大 動(dòng)脈11的管腔壁60起以在虛擬排列線Lll上相互保持相互間距離Wl的方式排列具有圓 柱形狀的多個(gè)動(dòng)作檢測(cè)用突頭61。在以上結(jié)構(gòu)中，當(dāng)對(duì)由管腔壁60包圍的管腔施加壓力時(shí)，如圖22的(C)所示，管 腔壁60由于受到內(nèi)壓Pl而向外側(cè)鼓起。
此時(shí)，構(gòu)成動(dòng)作檢測(cè)部62的動(dòng)作檢測(cè)用突頭61的相互間距離Wl從施加壓力之前 的狀態(tài)(圖22的(B))起，管腔壁60的外表面60A隨著管腔壁60鼓起而間隔向打開方向 動(dòng)作(圖22的(C))，由此動(dòng)作檢測(cè)用突頭61的間隔距離擴(kuò)大到W1X。該動(dòng)作檢測(cè)用突頭61的間隔變化與管腔壁60的鼓起、即內(nèi)壓Pl的大小對(duì)應(yīng)。如果從該狀態(tài)去除內(nèi)壓P1，則管腔壁60恢復(fù)到初始狀態(tài)，因此由于外表面60A的 伸縮消失而恢復(fù)到初始的相互間距離Wi。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，用戶視覺識(shí)別設(shè)置在管腔壁60的外表面60A上的動(dòng)作檢測(cè)部62 的動(dòng)作檢測(cè)用突頭61的相互間距離Wl的變化，由此能夠獲知管腔壁60的鼓起變化、即內(nèi) 壓Pl的大小變化。因而，即使在管腔壁60中存在病變部位的情況下，通過觀察該動(dòng)作檢測(cè)用突頭61 的相互間距離Wl的變化，也能夠掌握管腔壁60中存在病變部位的情況下的管腔壁60對(duì)于 內(nèi)壓Pl的動(dòng)作。(7-2)由應(yīng)變檢測(cè)元件進(jìn)行的檢測(cè)圖23表示通過應(yīng)變檢測(cè)元件65將施加到管腔壁60的應(yīng)變能夠作為電信號(hào)來檢 測(cè)的動(dòng)作檢測(cè)部66。在這種情況下，在管腔壁60的外表面60A的虛擬排列線L12上穿設(shè)有多個(gè)應(yīng)變檢 測(cè)用孔60B，并且，如圖23的(C)所示，對(duì)該應(yīng)變檢測(cè)用孔60B內(nèi)壓入應(yīng)變檢測(cè)元件65，由 此構(gòu)成動(dòng)作檢測(cè)部66。根據(jù)圖23的結(jié)構(gòu)，如果由管腔壁60包圍的管腔內(nèi)的壓力變高而管腔壁60稍微鼓 起，則應(yīng)變檢測(cè)用孔60B的壁面發(fā)生位移而對(duì)于所嵌入的應(yīng)變檢測(cè)元件65的壓力減少，由 此能夠從應(yīng)變檢測(cè)元件65得到與所施加的壓力對(duì)應(yīng)地變化的電檢測(cè)輸出。這樣，根據(jù)圖23的結(jié)構(gòu)，能夠得到能夠?qū)⒐芮粌?nèi)的壓力作為定量的數(shù)值來檢測(cè)的 動(dòng)作檢測(cè)部66。(7-3)由壓敏機(jī)構(gòu)進(jìn)行的檢測(cè)圖24是經(jīng)由設(shè)置在管腔壁60上的壓敏機(jī)構(gòu)70來檢測(cè)管腔壁60內(nèi)的壓力變化的 動(dòng)作檢測(cè)部69。在本實(shí)施方式的情況下，如圖24的(B)所示，在立體模型制作裝置4 (圖1)中根 據(jù)斷層造型數(shù)據(jù)S2來進(jìn)行光固化處理時(shí)，在管腔壁60的使光固化性樹脂光固化而得到的 固化部60D內(nèi)形成不使光固化性樹脂光固化而以液體的狀態(tài)原樣殘留的未固化部60E。在本實(shí)施方式的情況下，固化部60D具有在虛擬排列線L13上排列多個(gè)橫截面為 長(zhǎng)方形狀并且縱截面的厚度較薄的未固化部60E而成的結(jié)構(gòu)，由此形成柔軟部60C，該柔軟 部60C在上側(cè)和下側(cè)位置處通過較薄的固化板部60F和60G夾持未固化部60E。這樣，在管腔壁60中的形成未固化部60E的部分以外的部分上，管腔壁60具有作 為原來的光固化性樹脂的剛性，與此相對(duì)，在形成未固化部60E的位置上，處于通過較薄的 固化板部60F和60G來支承作為未固化的液狀的光固化性樹脂的區(qū)間的未固化部60E的狀 態(tài)，因此形成該結(jié)構(gòu)部分對(duì)于管腔內(nèi)的壓力變化起反應(yīng)的壓敏機(jī)構(gòu)70。如圖24的(C)和⑶所示，當(dāng)由管腔壁60包圍的管腔內(nèi)的壓力變高時(shí)，該壓敏機(jī) 構(gòu)70采用以固化板部60F和60G與未固化部60E —起向外側(cè)偏移的方式發(fā)生位移的反應(yīng) 方法。
在圖24的(C)的實(shí)施方式的情況下，利用這種壓敏機(jī)構(gòu)70的位移動(dòng)作，設(shè)置位移 檢測(cè)部71來檢測(cè)該壓敏機(jī)構(gòu)70的位移動(dòng)作，該位移檢測(cè)部71使從發(fā)光元件7IA放射的檢 測(cè)光在外側(cè)的固化板部60F的表面上反射而由受光元件71B接收。另外，在圖24的(D)的情況下，設(shè)置有位移檢測(cè)部72，該位移檢測(cè)部72在使設(shè)置 在從檢測(cè)器主體72A突出的壓敏板72B的前端上的觸頭72C與外側(cè)的固化板部60F接觸的 狀態(tài)下，在壓敏機(jī)構(gòu)70由于管腔內(nèi)壓力而進(jìn)行位移動(dòng)作時(shí)，通過該動(dòng)作來推壓壓敏板72B， 由此從檢測(cè)器主體72A輸出與該推壓量相應(yīng)的檢測(cè)輸出。根據(jù)圖24的結(jié)構(gòu)，能夠得到動(dòng)作檢測(cè)部69，該動(dòng)作檢測(cè)部69通過在管腔壁60內(nèi) 設(shè)置作為不進(jìn)行光固化的液狀區(qū)間的未固化部60E，來構(gòu)成根據(jù)由管腔壁60包圍的管腔內(nèi) 的壓力來向外側(cè)進(jìn)行位移動(dòng)作的壓敏機(jī)構(gòu)70，因此能夠得到該壓敏機(jī)構(gòu)70的位移量、即與 管腔內(nèi)的壓力對(duì)應(yīng)的位移檢測(cè)輸出。另外，即使在作為立體模型5而構(gòu)成剛性較大的管腔壁60的情況下，也能夠得到 與管腔內(nèi)部的壓力變化對(duì)應(yīng)的檢測(cè)輸出，因此關(guān)于包含通過再現(xiàn)生物體組織來提取出的病 變部位的生物體機(jī)構(gòu)，能夠得到用于研究管腔壁的動(dòng)作的有效的信息。(8)液狀分區(qū)的形成處理如上所述，在圖像數(shù)據(jù)處理裝置3中用于再現(xiàn)生物體組織的斷層造型數(shù)據(jù)S2被提 供給立體模型制作裝置4時(shí)，如圖25的(A)和(B)所示，立體模型制作裝置4進(jìn)行如下處 理在作為目標(biāo)的生物體組織中的、不會(huì)成為內(nèi)腔的生物體組織部位80的內(nèi)部殘留液狀分 區(qū)81，與此同時(shí)在其它區(qū)域形成固狀固化樹脂部82。在本實(shí)施方式的情況下，在生物體組織80的虛擬排列線L14上排列圓板狀的液狀 分區(qū)81，不對(duì)該液狀分區(qū)81進(jìn)行液狀的活性能量線固化性樹脂的固化處理而殘留液狀的 樹脂材料，由此設(shè)為將液狀分區(qū)81封入到固狀固化樹脂部82內(nèi)的結(jié)構(gòu)。這樣，如上述圖10以及圖11所示，關(guān)于作為大動(dòng)脈11的病變部位而在大動(dòng)脈瘤 12中存在血栓13的立體模型5，如圖26所示那樣作為其管腔壁83 (圖10的IlBl 11B4)、 血栓13的部分，制作出具有將液狀分區(qū)81封入到固狀固化樹脂部82內(nèi)的結(jié)構(gòu)的立體模型 5。如果表示該立體模型5的橫截面，則如圖27所示，關(guān)于管腔壁83和在大動(dòng)脈瘤12 內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的血栓13，都通過在形成管腔壁83的固狀固化樹脂部82內(nèi)封入液狀分區(qū)81而成 的結(jié)構(gòu)而制作出柔軟的生物體組織。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，在根據(jù)在圖像數(shù)據(jù)處理裝置3中生成的斷層造型數(shù)據(jù)S2來在立體 模型制作裝置中制作再現(xiàn)生物體組織的立體模型5時(shí)，具有在光固化處理后的固狀固化樹 脂部82中封入未光固化而以液狀殘留的液狀分區(qū)81而成的結(jié)構(gòu)，因此封入有該液狀分區(qū) 81，與此相應(yīng)地立體模型5的管腔壁83的外表面具有柔軟的肌膚觸感。因而，在用戶觸摸該立體模型5的情況下，具有接近體內(nèi)的生物體組織的柔軟度， 因此即使用作確認(rèn)支架移植體、支架的適應(yīng)性等的手術(shù)手的技術(shù)模擬裝置，也不會(huì)感到不 協(xié)調(diào)而能夠細(xì)查立體模型5。產(chǎn)業(yè)上的可利用性能夠?qū)⒈景l(fā)明利用于再現(xiàn)具有病變部位的人體內(nèi)部的生物體組織的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
一種生物體組織立體模型，其特征在于，再現(xiàn)管腔部的管腔壁部的厚度，該管腔部包含生物體組織的病變部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體組織立體模型，其特征在于，手術(shù)器具進(jìn)入到所再現(xiàn)的上述病變部位的進(jìn)入部位形成于上述管腔部的側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的生物體組織立體模型，其特征在于，上述生物體組織立體模型包括多個(gè)部件，各上述部件與相鄰的上述部件在上述管腔部 的結(jié)合部進(jìn)行結(jié)合，上述結(jié)合部具有重疊結(jié)合部以使得在相鄰的各上述部件的結(jié)合部相結(jié) 合的狀態(tài)下上述管腔部的內(nèi)面部位不會(huì)產(chǎn)生高度差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的生物體組織立體模型，其特征在于，上述管腔部是血管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的生物體組織立體模型，其特征在于，上述病變部位是血管。
6.一種生物體組織立體模型的制造方法，其特征在于，具有以下工序根據(jù)生物體組織的病變部位的三維數(shù)據(jù)來制作病變部位斷層數(shù)據(jù)，該病變部位斷層數(shù) 據(jù)再現(xiàn)包含上述病變部位的管腔部的管腔壁部分的厚度；以及使用上述病變部位斷層數(shù)據(jù)來對(duì)立體模型進(jìn)行層疊造型。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物體組織立體模型的制造方法，其特征在于，還具有以下工序?qū)⒂糜谠谏鲜龉芮徊康膫?cè)面或者端面形成手術(shù)器具進(jìn)入到所再現(xiàn)的 上述病變部位的進(jìn)入部位的三維數(shù)據(jù)與上述病變部位斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的生物體組織立體模型的制造方法，其特征在于，上述生物體組織立體模型包括多個(gè)部件，上述制造方法還具有以下工序以在對(duì)相鄰 的各上述部件進(jìn)行結(jié)合的上述管腔部的結(jié)合部相結(jié)合的狀態(tài)下上述管腔部的內(nèi)面部位不 會(huì)產(chǎn)生高度差的方式，使重疊結(jié)合部的三維數(shù)據(jù)與上述病變部位斷層數(shù)據(jù)相結(jié)合。
9.一種生物體組織立體模型，其特征在于，在根據(jù)生物體的斷層圖像數(shù)據(jù)來制作的生 物體管腔模型中，具有從管腔壁向管腔突出形成的薄板狀小片。
10.一種生物體組織立體模型的制造方法，其特征在于，根據(jù)生物體的斷層圖像數(shù)據(jù)， 通過使用活性能量固化性樹脂的造型方法來制作權(quán)利要求9所述的生物體組織立體模型。
11.一種生物體組織立體模型，其特征在于，在根據(jù)生物體的斷層圖像數(shù)據(jù)來制作的生 物體模型中，根據(jù)與由管腔壁包圍的管腔內(nèi)的壓力的變化相應(yīng)地在設(shè)置于上述管腔壁上的 測(cè)量結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的位移，測(cè)量上述管腔內(nèi)的壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的生物體組織立體模型，其特征在于，上述測(cè)量結(jié)構(gòu)是以下部分中的任一個(gè)a)設(shè)置于立體模型表面上的規(guī)定間隔的凸起；b)設(shè)置于立體模型表面上的薄膜部分；c)設(shè)置于立體模型的壁上的內(nèi)側(cè)薄膜部、外側(cè)薄膜部以及由被該內(nèi)側(cè)薄膜部和該外側(cè) 薄膜部夾持的液體區(qū)間部構(gòu)成的壓敏部。
13.—種生物體組織立體模型的制造方法，根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)，通過使用活性能 量固化性樹脂的造型方法來制作權(quán)利要求11所述的生物體組織立體模型。
14.一種生物體組織立體模型，其特征在于，在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)通過使液狀的活性能量固化性樹脂固化來制作的生物體模型中，具有上述活性能量固化性樹脂以未固化 的狀態(tài)被已固化的樹脂所包圍的液狀分區(qū)。
15. 一種生物體組織立體模型的制造方法，其特征在于，在根據(jù)生物體斷層圖像數(shù)據(jù)通 過使用活性能量固化性樹脂的造型方法來制作的生物體模型中，設(shè)置上述活性能量固化性 樹脂以未固化的狀態(tài)被已固化的樹脂所包圍的液狀分區(qū)。
全文摘要
使包含人體病變部的內(nèi)部組織立體模型化。再現(xiàn)包含病變部位的管腔壁部分的厚度、柔軟度，并且能夠確認(rèn)管腔壁的動(dòng)作、管腔壁內(nèi)部的液體的流動(dòng)，由此通過視覺識(shí)別等來能夠明確地確認(rèn)管腔內(nèi)的病變部位的狀態(tài)，其結(jié)果能夠更容易診斷管腔內(nèi)。
文檔編號(hào)G09B23/30GK101981608SQ20098011043
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者三澤裕 申請(qǐng)人:泰爾茂株式會(huì)社