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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Bildverarbeitungsverfahren und ein Bildverarbeitungsprogramm, die zum Spezifizieren eines abnormalen Teils eines Subjekts verwendet werden.
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Beschreibung verwandten Stands der Technik
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In letzter Zeit hat eine Bildgebungs-Technologie, die auf einen lebenden Körper zielt, Fortschritte gemacht, und es ist möglich geworden, ein Bild zu erfassen, in dem ein In-Vivo-Scannen am Versuchstier wie etwa einer Maus oder einer Ratte in Echtzeit durchgeführt wird, und ein Läsionsteil des Versuchstiers spezifiziert und analysiert wird. Insbesondere befindet sich die Entwicklung einer In-Vivo-Bildgebung, die ein lebendes Versuchstier verwendet, als eine wichtige Technologie in der Entwicklung.
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Ein Röntgen-CT-Abtasten (Scanning) ist für die In-Vivo-Beobachtung des Versuchstiers effektiv. Beim Röntgen-CT-Abtasten ist ein Verfahren des Aufnehmens einer Mehrzahl von Teilen von Radiographie-Bilddaten durch Rotieren eines Messsystems relativ zu einem Subjekt und Rekonfigurieren eines dreidimensionalen CT-Bildes aus der Mehrzahl von Teilen von erfassten Radiographie-Bilddaten bekannt (beispielsweise Patentdokument 1).
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Andererseits, um den Läsionsteil im Körper des Versuchstiers zu spezifizieren und zu beobachten, ist eine Fluoreszenzbildgebung effektiv. Das Fluoreszenzbildgeben ist eine Technologie der Integration einer Fluoreszenz-markierten Sonde an einem In-Vivo-Zielteil und Überwachen der dynamischen Phase der Sonde von außerhalb des Körpers, und einem Verfahren zum Detektieren der Konzentration eines fluoreszenten Reagens über ein optisches Mikroskop als die Fluoreszenzbildgebung bekannt (beispielsweise Patentdokument 2).
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Dann wird eine Technologie, die Röntgen-CT-Abtastung mit Fluoreszenz-Bildgebung verbindet, wie oben beschrieben, untersucht und vorgeschlagen. Beispielsweise zeigt eine in Patentdokument 3 beschriebene Vorrichtung ein zur Ausbildung eines Röntgen-CT-Abtastplans verwendetes Röntgen-Transmissionsbild und ein entsprechendes RI-Verteilungsbild überlagert an, um eine präzise Bildung eines Röntgen-CT-Abtastplans durch einen Bediener möglich zu machen.
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Zusätzlich gleicht ein in Patentdokument 4 beschriebenes Bildverarbeitungssystem Positionen eines zweidimensionalen Fluoreszenzbildes und eines dreidimensionalen MR/CT-Bildes als ein verschmolzenes oder Kompositbild an und zeigt das verschmolzene oder Kompositbild an. Als Ergebnis wird es ermöglicht, zweidimensionale Roh-Bilddaten, die hinsichtlich des Körpervolumens erfasst worden sind, in Korrelation mit durch ein anderes System ermittelten dreidimensionalen Volumendaten anzuzeigen.
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Zusätzlich ist in einem in Patentdokument 5 beschriebenen System ein System zur Mikro-Röntgen-Tomographie mit einem System für optische Bildgebung integriert. Dadurch wird das Radiographieren einer Mehrzahl von Arten von Bildern ermöglicht, ohne das Subjekt zwischen die getrennten Systeme zu bewegen.
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-223643
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-032338
- Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-159769
- Patentdokument 4: Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-532612
- Patentdokument 5: US-ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012/0321033
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Jedoch wird in den oben erwähnten Technologien des Verschmelzens des Röntgen-CT-Scans mit der Fluoreszenz-Bildgebung eine Last auferlegende Verarbeitungsprozedur angewendet und es ist schwierig, die abnormalen Teile eines Subjekts leicht und genau zu spezifizieren und zu analysieren. Beispielsweise in dem in der
japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-532612 beschriebenen System wird zuerst die Position der zweidimensionalen Bilddaten mit denjenigen der dreidimensionalen Bilddaten abgeglichen. Dies bedeutet, dass die Verarbeitung nicht einfach durchzuführen währe.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände gemacht worden und zielt auf die Bereitstellung einer Bildverarbeitungsvorrichtung, eines Bildverarbeitungsverfahrens und eines Bildverarbeitungsprogramms ab, die es ermöglichen, ein dreidimensionales Röntgen-CT-Bild und ein zweidimensionales Fluoreszenzbild durch automatisches Überlagern dieser Bilder auf ein Querschnittbild eines Subjekts anzuzeigen, um es dadurch zu ermöglichen, den abnormalen Teil des Subjekts leicht und genau zu spezifizieren und analysieren.
- (1) Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die zum Spezifizieren des abnormalen Teils des Subjekts verwendet wird, und eine Recheneinheit enthält, die konfiguriert ist, für den Abgleich zwischen Konturdaten eines spezifischen Subjekts, die aus einem Röntgen-Radiographiebild extrahiert worden sind, und Konturdaten eines fotografischen Bilds, die durch Fotografieren des spezifischen Subjekts ermittelt werden, verwendete Positions-Einstelldaten zu berechnen, und eine Anzeigeverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, ein dreidimensionales Röntgen-CT-Bild, das mit dem Röntgen-Radiographiebild korreliert worden ist, und ein zweidimensionales Biolichtbild, das mit dem fotografischen Bild korreliert worden ist, in Überlagerung anzuzeigen, unter Verwendung der berechneten Positions-Einstelldaten.
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Dadurch wird es ermöglicht, das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild und das zweidimensionale Biolichtbild durch automatisches Überlagern dieser Bilder auf das Schnittbild des Subjekts anzuzeigen und dadurch wird leichte und genaue Spezifikation und Analyse des abnormalen Teils des Subjekts möglich.
- (2) Die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet weiter eine Schnittbild-Erzeugungseinheit, welche konfiguriert ist, ein Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilds auf einer Ebene zu erzeugen, die parallel zu einer Lichtempfangsfläche des zweidimensionalen Biolichtbilds ist. Dadurch ist es möglich, das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes anzuzeigen und einen Läsionsteil (den abnormalen Teil) genauer zu spezifizieren, indem ein Projektionsverfahren maximaler Intensität angewendet wird.
- (3) Zusätzlich erzeugt in der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schnittbild-Erzeugungseinheit das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilds durch Anwenden des maximalen Intensitäts-Projektionsverfahrens auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einer Richtung vertikal zur Lichtempfangsoberfläche des zweidimensionalen Biolichtbilds. Dadurch, da es möglich ist, das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes, auf welches das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren automatisch angewendet worden ist, anzuzeigen, ist es möglich, den abnormalen Teil des Subjekts genau zu spezifizieren.
- (4) Zusätzlich beinhaltet die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter eine Bedien-Empfangseinheit, welche konfiguriert ist, eine Bedienung des Spezifizierens eines Bereichs des Schnittbildes von einem Anwender zu empfangen, und die Schnittbild-Erzeugungseinheit erzeugt das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes durch Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild für den spezifizierten Bereich in der Richtung vertikal zur Lichtempfangsoberfläche des zweidimensionalen Biolichtbilds. Dadurch, wenn die Mehrzahl von Läsionsteilen existiert, wird es für den Anwender einfach, die Läsionsteile durch eine einfache Bedienung zu spezifizieren, indem das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren für das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild nach Bedarf lokal verwendet wird, und dadurch wird es möglich, die Bequemlichkeit zu verbessern.
- (5) Zusätzlich berechnet in der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Berechnungseinheit eine Vergrößerungsrate aus einem Verhältnis in der Pixelgröße zwischen dem Röntgen-Radiographiebild und dem fotografischen Bild als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten. Dadurch ist es möglich, die Vergrößerungsrate als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten genau zu berechnen.
- (6) Zusätzlich stellt in der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Berechnungseinheit die Größe zwischen den Konturdaten unter Verwendung der Vergrößerungsrate ein und berechnet danach Relativpositionen auf einer Ebene und einen Rotationswinkel um eine spezifische Achse des Röntgen-Radiographiebildes und des fotografischen Bildes als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten so, dass ein Korrelationswert zwischen den Konturdaten einer vorbestimmten Bedingung genügt. Dadurch ist es möglich, die vernünftigen relativen Positionen auf der Ebene und den vernünftigen Rotationswinkel um die spezifische Achse des Röntgen-Radiographiebildes und des fotografischen Bildes zu berechnen, als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten.
- (7) Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Bildverarbeitungsverfahren bereitgestellt, das durch einen Computer ausgeführt und verwendet wird, um einen abnormalen Teil eines Testsubjektes zu spezifizieren. Das Bildverarbeitungsverfahren beinhaltet die Schritte des Berechnens von Positionseinstelldaten zwischen Konturdaten eines spezifischen Subjekts, die aus einem Röntgen-Radiographiebild extrahiert worden sind, und Konturdaten eines fotografischen Bilds, welches durch Fotografieren des spezifischen Subjektes erhalten wird, und Anzeigen eines dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes, das mit dem Röntgen-Radiographiebild und einem zweidimensionalen Biolichtbild korreliert worden ist, welches mit dem fotografischen Bild in Überlagerung und durch Verwenden der berechneten Positionseinstelldaten korreliert worden ist. Dadurch wird eine einfache und genaue Spezifikation und Analyse des abnormalen Teils des Subjekts möglich.
- (8) Zusätzlich wird gemäß einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Bildverarbeitungsprogramm bereitgestellt, das verwendet wird, um einen abnormalen Teil eines Subjektes zu spezifizieren, und einen Computer zum Ausführen einer Reihe von Verarbeitungen veranlasst, welche die Prozesse des Berechnens von Positionseinstelldaten zwischen Konturdaten eines spezifischen Subjekts, welche aus einem Röntgen- und Radiographiebild extrahiert worden sind, und Konturdaten eines fotografischen Bilds, welches durch Fotografieren des spezifischen Subjekts erhalten wird, und Anzeigen eines dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilds, welches mit dem Röntgen-Radiographiebild und einem zweidimensionalen Biolichtbild korreliert worden ist, das mit dem fotografischen Bild in Überlagerung korreliert worden ist, unter Verwendung der berechneten Positionseinstelldaten, beinhaltet. Dadurch wird leichte und genaue Spezifikation und Analyse des abnormalen Teils des Subjekts möglich.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild und das zweidimensionale Biolichtbild durch automatisches Überlagern dieser Bilder auf das Abschnittsbild des Subjekts anzuzeigen, und eine leichte und genaue Spezifikation und Analyse des abnormalen Teils des Subjektes wird möglich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Messvorrichtung und eine Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung illustriert.
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2A ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration für einen Röntgen-CT-Scan der Messvorrichtung illustriert.
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2B ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration zur Fluoreszenz-Bildgebung der Messvorrichtung illustriert.
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3 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung illustriert.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Operation der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
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5A ist ein Diagramm, das ein Radiographiebild illustriert.
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5B ist ein Diagramm, welches das Bild illustriert, dessen Kontur extrahiert worden ist.
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6A ist ein Diagramm, das ein fotografisches Bild illustriert.
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6B ist ein Diagramm, welches das Bild illustriert, dessen Kontur extrahiert worden ist.
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7 ist ein Diagramm, das eine Prozedur des wechselseitigen Überlagerns von Bildern illustriert, deren Kontur jeweils extrahiert worden ist.
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8 ist ein Diagramm, das einen Prozess des wechselseitigen Überlagerns eines CT-Bildes und eines Fluoreszenzbildes illustriert.
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9A ist ein Diagramm, das eine Frontalebene eines Biolichtbildes illustriert.
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9B ist ein Diagramm, das eine Sagittalebene eines überlagerten Bildes illustriert, welches maximaler Intensitätsprojektion unterworfen worden ist.
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9C ist ein Diagramm, das einen Frontalschnitt des Bilds illustriert.
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10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Operation einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform illustriert.
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11 ist ein Diagramm, das einen Bildschirm illustriert, nachdem er einer Überlagerungsverarbeitung unterworfen worden ist.
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12 ist ein Diagramm, das einen Bildschirm illustriert, nachdem er einer Verarbeitung unterworfen worden ist, bei der das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren auf einen bezeichneten Bereich angewendet worden ist.
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13 ist ein Diagramm, das ein synthetisches Bild illustriert, das erhalten wird, nachdem eine Feinpositionierung zum Abgleich durchgeführt worden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Als Nächstes werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, werden dieselben Bezugszeichen denselben Konfigurationen in jeder Zeichnung zugewiesen und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
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Erste Ausführungsform
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(Systemkonfiguration durch Messvorrichtung und Bildverarbeitungsvorrichtung)
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1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Messvorrichtung 50 und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 100 illustriert. Die Messvorrichtung 50 ist in der Lage, Röntgen-CT-Scannen und Fluoreszenzbildgebung (Biolichtbildgebung) an einem Subjekt M (einem spezifischen Subjekt) durchzuführen. Es ist möglich, ein Röntgen-CT-Bild und ein Biolichtbild, welche durch die Messvorrichtung 50 fotografiert worden sind, einer Bildverarbeitung durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 zu unterwerfen und die Bilder in der integrierten Form anzuzeigen. Übrigens beinhaltet Biolichtbildgebung Fluoreszenz-Bildgebung und Lumineszenz-Bildgebung.
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(Konfiguration der Messvorrichtung)
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2A und 2B sind schematische Diagramme, die jeweils eine Konfiguration zum Röntgen-CT-Scanning und eine Konfiguration zur Fluoreszenz-Bildgebung der Messvorrichtung illustrieren. 2A illustriert die Konfiguration zum Erfassen des Röntgen-CT-Bildes des Subjekts M in der Messvorrichtung 50. Die Messvorrichtung 50 beinhaltet eine Rampe 61 und eine Steuereinheit 62 als Konfiguration für das Röntgen-CT-Scanning. Die Rampe 61 beinhaltet einen rotierenden Arm 63, eine Bühne 64, eine Röntgenröhre 65, einen zweidimensionalen Detektor 66 und einen Armrotationsmotor 67.
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Die Röntgenröhre 65 und der zweidimensionale Detektor 66 sind am rotierenden Arm 63 so fixiert, dass sie zentrierend auf das auf der Bühne 64 zu haltende Subjekt M zueinander weisen. Der rotierende Arm 63 ist in der Rampe 61 installiert, um relativ zum Subjekt M rotierbar zu sein.
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Die Röntgenröhre 65 strahlt Röntgenstrahlen aus, die in einen Konusstrahl zu formen sind, das Subjekt M wird mit den Röntgenstrahlen bestrahlt und der zweidimensionale Detektor 66 detektiert die Röntgenstrahlen, welche das Subjekt M passiert haben. Der zweidimensionale Detektor 66 beinhaltet eine Detektionsfläche, welche die Röntgenstrahlen detektiert, und detektiert die Röntgenstrahlen, die das Subjekt M passieren, als Radiographie-Bilddaten. Der Armrotationsmotor 67 rotiert den rotierenden Arm 63 und rotiert damit insgesamt die Rampe 61 kontinuierlich. Es wird für die Messvorrichtung 50 möglich, Röntgen-Radiographiebilddaten auf diese Weise zu detektieren.
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2B ist ein Diagramm, welches die Konfiguration zum Fotografieren eines Fluoreszenzbilds des Subjekts M in der Messvorrichtung 50 illustriert. Wie in 2B illustriert, beinhaltet die Messvorrichtung 50 ein Objektivlinsensystem 72, eine Lichtquelle 74, Filter 74a und 76a, eine CCD-Kamera 76 und einen dichroitischen Spiegel (Kaltlichtspiegel) 78 als Konfiguration zum Fotografieren durch Fluoreszenzbildgebung. Aufgrund einer solchen Konfiguration wird das Fotografieren durch Fluoreszenzbildgebung des Subjekts M mit der eingebetteten Sonde möglich.
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Die Lichtquelle 74 strahlt Anregungslicht oder Beleuchtungslicht aus und der dichroitische Spiegel 78 reflektiert das Bestrahlungslicht. Das Objektivlinsensystem 72 kondensiert reflektiertes Licht auf einen Beobachtungsteil des Subjekts M. Dann kondensiert das Objektivlinsensystem 72 aus der Sonde im Beobachtungsteil erzeugte Fluoreszenz und die CCD-Kamera 76 empfängt die durch den dichroitischen Spiegel 78 transmittierte Fluoreszenz durch eine Lichtempfangsfläche und erzeugt das Fluoreszenzbild des Subjekts M.
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Die Filter 74a und 76a, welche selektiv Licht spezifischer Wellenlängen hindurch lassen, sind jeweils auf einem optischen Pfad des Anregungslichts ab der Lichtquelle 74 und einem optischen Pfad von Detektionslicht ab einer Probe zur CCD-Kamera 76 angeordnet. Die Steuereinheit 62 steuert Operationen der Lichtquelle 74 und der CCD-Kamera 76 und prozessiert das durch die CCD-Kamera 76 aufgenommene Bild. Es wird der Messvorrichtung 50 möglich, auf diese Weise das zweidimensionale Fluoreszenzbild zu fotografieren. Zusätzlich ist es auch für die Messvorrichtung 50 möglich, das fotografische Bild aus demselben Winkel wie demjenigen aufzunehmen, wenn das zweidimensionale Bild durch Biolichtbildgebung ohne Verwendung von Anregungslicht und so weiter fotografiert wird. Dann werden Teile von Bilddaten zu dem Röntgen-Radiographiebild, dem fotografischen Bild und dem zweidimensionalen Fluoreszenzbild, die durch die Messvorrichtung 50 aufgenommen werden, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 100 gesendet, werden durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 angemessen prozessiert und werden akkumuliert.
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(Konfiguration für Bildverarbeitungsvorrichtungen)
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3 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 100 illustriert. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 wird insbesondere zur Spezifikation des abnormalen Teils (beispielsweise des Läsionsteils) des Subjektes verwendet und beinhaltet eine Dreidimensional-Daten-Rekonfigurationseinheit 105, eine CT-Bilddaten-Akkumulationseinheit 110, eine Biolichtbilddaten-Akkumulationseinheit 120, eine Berechnungseinheit 130, eine Schnittbild-Erzeugungseinheit 140, eine Anzeigen-Verarbeitungseinheit 150 und eine Bedieneinheit 160.
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Die Dreidimensional-Daten-Rekonfigurationseinheit 105 rekonfiguriert dreidimensionale Röntgen-CT-Bilddaten aus Röntgenradiographie-Bilddaten, die durch die Messvorrichtung 50 erfasst worden sind. Die CT-Bilddaten-Akkumulationseinheit 110 akkumuliert die Röntgen-Radiographiebilddaten, welche durch die Messvorrichtung 50 aufgenommen worden sind, und die durch Durchführen der Rekonfigurations-Verarbeitung ermittelten dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten. Als eine Reihe von Teilen von fotografischen Daten für ein spezifisches Subjekt werden die Röntgen-Radiographiebilddaten und die dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten dazu gebracht, zueinander zu korrespondieren.
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Die Biolichtbilddaten-Akkumulationseinheit 120 akkumuliert fotografische Bilddaten und zweidimensionale Biolichtbilddaten, welche durch die Messvorrichtung 50 fotografiert worden sind. Übrigens beinhaltet das Biolichtbild sowohl das Fluoreszenzbild als auch das Lumineszenzbild. Als eine Reihe von Teilen von Fotografiedaten für das spezifische Subjekt werden die Fotografie-Bilddaten und die zweidimensionalen Biolichtbilddaten dazu gebracht, miteinander zu korrespondieren.
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Die Berechnungseinheit 130 berechnet Positionseinstelldaten zwischen Konturdaten des spezifischen Subjekts, die jeweils aus den Röntgenradiographie-Bilddaten und dem fotografischen Bild extrahiert worden sind, welche durch Fotografieren des spezifischen Subjekts erhalten werden. Die Positionseinstelldaten beinhalten eine Vergrößerungsrate eines Konturbildes zu dem anderen Konturbild, Relativpositionen auf einer Ebene und einen Rotationswinkel um eine spezifische Achse des Röntgen-Radiographiebildes und des fotografischen Bildes.
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Die Berechnungseinheit 130 berechnet die Vergrößerungsrate als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten aus einem Verhältnis bei der Pixelgröße zwischen dem Röntgen-Radiographiebild und dem fotografischen Bild. Dadurch ist es möglich, die Vergrößerungsrate zwischen den Konturdaten genau zu berechnen.
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Dann, nachdem die Größe zwischen den Konturdaten unter Verwendung der Vergrößerungsrate eingestellt worden ist, berechnet die Berechnungseinheit 130 einen Korrelationswert zwischen allen Konturdaten, während die Relativpositionen auf der Ebene und der Rotationswinkel um die spezifische Achse des Röntgen-Radiographiebilds und des fotografischen Bildes geändert werden. Dann berechnet die Berechnungseinheit 130 die Relativpositionen auf der Ebene und den Rotationswinkel um die spezifische Achse des Röntgen-Radiographiebildes und des fotografischen Bildes als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten so, dass der Korrelationswert zwischen den Konturdaten eine vorbestimmte Bedingung befriedigt. Dadurch ist es möglich, die vernünftigen relativen Positionen auf der Ebene und den vernünftigen Rotationswinkel um die spezifisch Achse des Röntgen-Radiographiebildes und des fotografischen Bildes als die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten zu berechnen. Übrigens beinhaltet die vorbestimmte Bedingung beispielsweise eine Bedingung, dass der Korrelationswert der höchste ist, oder der Korrelationswert zumindest ein vorbestimmter Wert ist.
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Die Schnittbild-Erzeugungseinheit 140 erzeugt das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes, das mit dem Röntgen-Radiographiebild korreliert worden ist, auf einer Ebene (beispielsweise einer Frontalebene des Subjekts), die parallel zu einer Lichtempfangsfläche des zweidimensionalen Biolichtbildes ist, das mit dem fotografischen Bild korreliert worden ist.
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Zusätzlich wird bevorzugt, dass die Schnittbild-Erzeugungseinheit 140 das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes durch Anwenden eines Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild für einen bezeichneten Bereich in einer vertikalen Richtung zur Lichtempfangsoberfläche des zweidimensionalen Biolichtbildes erzeugt. Dadurch, wenn die Mehrzahl von Läsionsteilen existiert, ist es für einen Anwender möglich, leicht die Läsionsteile durch die einfache Bedienung unter lokaler Verwendung des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens für das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild nach Notwendigkeit zu spezifizieren, und dadurch ist es möglich, die Bequemlichkeit zu verbessern.
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Die Anzeigen-Verarbeitungseinheit 150 zeigt das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild und das zweidimensionale Biolichtbild überlagert auf dem Schnittbild unter Verwendung der berechneten Positionseinstelldaten an. Dadurch ist es möglich, die Bilder durch automatisches Überlagern des zweidimensionalen Biolichtbildes auf das Schnittbild, das aus dem dreidimensionalen Röntgen-CT-Bild des Subjekts ermittelt worden ist, anzuzeigen.
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Die Bedieneinheit 160 empfängt eine Bedienung des Bezeichnens eines Bereichs in dem Schnittbild vom Anwender. Die Bedieneinheit 160 ist eine Zeigevorrichtung wie etwa beispielsweise eine Maus. Es wird möglich, den Bereich durch Zeichnen eines Kreises oder eines Quadrates auf das Schnittbild durch die Bedieneinheit 160 anzugeben.
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(Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung)
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Operation der Bildverarbeitungsvorrichtung 100 zeigt. Zuerst liest die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 den Radiographie-Bilddaten und den dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten, die bereits aufgenommen worden sind, ein (Schritt S1). Dann extrahiert die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 die Kontur des Subjekts aus den eingelesenen Radiographie-Bilddaten (Schritt S2). Andererseits liest die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 die Fotografie-Bilddaten und die zweidimensionalen Biolichtbilddaten, die bereits fotografiert worden sind, ein (Schritt S3) und extrahiert dann die Kontur des Subjekts aus den fotografischen Bilddaten (Schritt S4).
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Als Nächstes berechnet die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 die Positionseinstelldaten unter Verwendung dieser zwei Konturbilder (Schritt S5) und überlagert dann wechselseitig die dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten und die zweidimensionalen Biolichtbilddaten unter Verwendung der Positionseinstelldaten (Schritt S6).
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Die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 empfängt Bereichbezeichnung durch ein Ziehen, was durch den Anwender auf einem optionalen Schnittbild von Bilddaten durchgeführt wird, die durch wechselseitiges Überlagern der dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten und der zweidimensionalen Biolichtbilddaten ermittelt werden (Schritt S7) und wendet das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren auf den angegebenen Bereich an (Schritt S8). Folglich zeigt die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 das Schnittbild, das durch lokales Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens ermittelt worden ist, an (Schritt S9). Es wird leicht, den Läsionsteil des Subjektes auf diese Weise zu spezifizieren. Details entsprechender Prozesse in einer solchen Operation werden nachfolgend beschrieben.
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(Erzeugung jedes Konturbildes)
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5A und 5B sind Diagramme, die jeweils ein Radiographiebild und ein Bild illustrieren, in welchem die Kontur extrahiert worden ist. Ein Radiographiebild 201, das in 5A illustriert ist, wird durch Radiographieren einer Maus erhalten, die das Subjekt ist, aus einer festen Position (Null Grad). Dann wird ein in 5B illustriertes Konturbild 202 durch Extrahieren der Kontur einer Maus aus dem Radiographiebild 201 ermittelt.
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6A und 6B sind Diagramme, die jeweils ein fotografisches Bild und ein Bild, in welchem die Kontur extrahiert worden ist, illustrieren. Das in 6A illustrierte fotografische Bild 211 wird durch Fotografieren der Maus, welche das Subjekt ist, aus einer vorbestimmten Richtung (= eine Fotografierrichtung des fotografischen Bildes) erhalten. Dann wird das in 6B illustrierte Konturbild 212 durch Extrahieren der Maus aus dem fotografischen Bild 211 ermittelt.
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(Berechnung von Positionseinstelldaten)
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7 ist ein Diagramm, das eine Prozedur des wechselseitigen Überlagerns der Bilder, in denen jeweils die Kontur extrahiert worden ist, illustriert. Zuerst wird die Größe jedes Konturenbildes eingestellt. Im Beispiel von 7, da das Konturenbild 212, das aus dem fotografischen Bild extrahiert worden ist, kleiner ist als das Konturbild 202, das aus dem radiographischen Bild extrahiert worden ist, werden die Konturbilder 212 so justiert, dass sie eine Größe aufweisen, mit der eine gegenseitige Überlagerung des Konturbilds 212 und des Konturbilds 202 möglich ist. Spezifisch wird die Vergrößerungsrate aus dem Verhältnis zwischen der Pixelgröße des Röntgen-Radiographiebildes und der Pixelgröße des fotografischen Bildes ermittelt.
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Nachdem eine Vergrößerungsverarbeitung am Konturbild 212 durchgeführt worden ist, als Vorbereitung für die Überlagerung, wird eine Kombination, mit der der Korrelationswert zwischen den Konturdaten am höchsten wird, durch Ändern der Relativpositionen auf der Ebene und des Rotationswinkels um die spezifische Achse berechnet. Die Relativpositionen auf der Ebene und der Rotationswinkel um die spezifische Achse, die auf diese Weise ermittelt worden sind, sind die Positionseinstelldaten zwischen den Konturdaten. Beispielsweise in einem Fall, bei dem es notwendig ist, eine Einstellung von x: +3,5, y: –12,5 und der Vergrößerungsrate von 112% auf dem zweidimensionalen Fluoreszenzbild für die Überlagerung durchzuführen, werden diese numerischen Werte als die Positionseinstelldaten verwendet.
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(Überlagerung)
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8 ist ein Diagramm, das einen Prozess des wechselseitigen Überlagerns eines CT-Bilds und eines zweidimensionalen Fluoreszenzbildes illustriert. Es ist möglich, ein Schnittbild 251 durch wechselseitiges Überlagern von dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten 231 und zweidimensionalen Fluoreszenzbilddaten 241 unter Verwendung der wie oben erwähnt ermittelten Positionseinstelldaten zu ermitteln.
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[Zweite Ausführungsform]
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In der oben erwähnten Ausführungsform bezeichnet der Anwender den Bereich des optimalen Schnitts des Bildes, das durch gegenseitiges Überlagern des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes und des zweidimensionalen Biolichtbildes erhalten wird, und das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren wird angewendet. Alternativ kann das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren automatisch vorab auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild über den vorbestimmten Bereich angewendet werden, um so den Schnitt, längs welchem es möglich ist, den abnormalen Teil des Subjektes mit einiger Genauigkeit zu spezifizieren, dem Anwender aus dem ersten zu präsentieren.
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In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Schnittbild-Erzeugungseinheit 140 das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bildes durch Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild innerhalb des vorbestimmten Bereichs in der Richtung vertikal zur Lichtempfangsoberfläche des zweidimensionalen Biolichtbilds. Dadurch ist es möglich, das Schnittbild des dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilds anzuzeigen, auf welches das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren automatisch angewendet worden ist, und somit ist es möglich, leicht und genau den abnormalen Teil des Subjekts zu spezifizieren.
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(Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren)
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9A bis 9C sind Diagramme, die jeweils eine Frontalebene des zweidimensionalen Biolichtbilds, eine Sagittalebene und einen Frontalschnitt eines Bilds, welches der maximalen Intensitätsprojektion unterworfen worden ist, illustrieren. In 9A werden Fluoreszenzteile 262 und 263 im Subjekt angezeigt. Das in 9B illustrierte Sagittalebenen-Diagramm illustriert, dass das in 9C illustrierte Frontalschnitt-Diagramm durch Projizieren eines Abschnitts 273, der eine Maximalintensität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs 272 eines Subjekts 270 bei Sicht aus der Sagittalebene erhalten wird. In einem Fall, bei dem abnormale Teile 274 und 275 im Subjekt 270 vorhanden sind, wenn das Bild längs dem Schnitt 273 durch Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens im Bereich 272 angezeigt wird, wird der abnormale Teil 275 nicht detektiert. Daher wird die lokale Anwendung des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens effektiv.
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10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Betriebs der Bildverarbeitungsvorrichtung 100 illustriert. Die Schritte T1 bis T5 sind dieselben wie die Schritte S1 bis S5 in der ersten Ausführungsform und die Positionseinstelldaten werden unter Verwendung von zwei Konturbildern berechnet. Als Nächstes werden durch Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf die dreidimensionalen Röntgen-CT-Bilddaten ermittelte Schnittbilddaten vorbereitet (Schritt T6). Dann werden die Schnittbilddaten und die zweidimensionalen Biolichtbilddaten wechselseitig unter Verwendung der Positionseinstelldaten überlagert (Schritt T7).
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(Arbeitsbeispiel)
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Als Nächstes wird Bildschirmanzeige, wenn der Prozess des Überlagerns der Bilder tatsächlich durchgeführt worden ist, beschrieben. 11 ist ein Diagramm, das einen Bildschirm illustriert, der erhalten wird, nachdem der Prozess des Überlagerns der Bild durchgeführt worden ist. In 11 repräsentieren Bilder P1 bis P4 jeweils einen Frontalschnitt, einen Sagittalschnitt, einen Körperachsenschnitt und eine Fluoreszenzbildoberfläche des Subjekts. Im in 11 illustrierten Beispiel wird ein Kreisbereich R1 durch eine Zeigevorrichtung wie etwa die Maus auf dem oberen rechten Sagittalschnitt P2 des überlagerten Bilds bezeichnet. Zusätzlich wird ein Kreisbereich R2 auf dem mittleren rechten Körperachsenschnitt P3 des überlagerten Bilds bezeichnet.
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12 ist ein Diagramm, welches das Bild des Frontalschnitts illustriert, der erhalten wird, nachdem ein Prozess des Anwendens des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf das dreidimensionale Röntgen-CT-Bild für den bezeichneten Bereich durchgeführt worden ist. Das Bild des Frontalschnitts wird durch lokales Anwenden des Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahrens auf die Bereiche R1 und R2, die wie oben beschrieben bezeichnet worden sind, angezeigt.
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13 ist ein Diagramm, das ein synthetisches Bild illustriert, das erhalten wird, nachdem Feinpositionierung für die Abpassung durchgeführt worden ist. Das durch Synthetisieren des zweidimensionalen Fluoreszenzbilds mit dem CT-Schnittbild erhaltene synthetische Bild, auf welches das Maximal-Intensitäts-Projektionsverfahren für die partiellen Bereiche angewendet worden ist, wird angezeigt. Der Läsionsteil ist herausgehoben und ist klar angezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 50
- Messvorrichtung
- 61
- Rampe
- 62
- Steuereinheit
- 63
- Rotierender Arm
- 64
- Bühne
- 65
- Röntgenröhre
- 66
- Zweidimensionaler Detektor
- 67
- Armrotationsmotor
- 72
- Objektivlinsensystem
- 74
- Lichtquelle
- 74a
- Filter
- 76
- Kamera
- 78
- Dichroitischer Spiegel
- 100
- Bildverarbeitungsvorrichtung
- 105
- Dreidimensional-Datenrekonfigurationseinheit
- 110
- Bilddaten-Akkumulationseinheit
- 120
- Biolicht-Bilddaten-Akkumulationseinheit
- 130
- Berechnungseinheit
- 140
- Schnittbild-Erzeugungseinheit
- 150
- Anzeigen-Verarbeitungseinheit
- 160
- Bedieneinheit
- 201
- Radiographiebild
- 202
- Konturbild
- 211
- Fotografisches Bild
- 212
- Konturbild
- 231
- Bilddaten
- 241
- Biolichtbilddaten
- 251
- Schnittbild
- 262, 263
- Fluoreszenz
- 270
- Subjekt
- 272
- Bereich
- 273
- Schnitt
- 274, 275
- Abnormaler Teil
- R1, R2
- Bereich
- M
- Subjekt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-223643 [0008]
- JP 2010-032338 [0008]
- JP 2007-159769 [0008]
- JP 2008-532612 [0008, 0009]
- US 2012/0321033 [0008]
