DE60311633T2

DE60311633T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildprojektion, basierend auf statistischen Momenten höherer Ordnung

Info

Publication number: DE60311633T2
Application number: DE60311633T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hino-shi Imai; Jerôme KNOPLIOCH
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: JP3968003B2; CN1504168A; KR20040047681A; CN1297233C; EP1434173A1; US20040175025A1; JP2004178344A; US7218765B2; EP1434173B1; DE60311633D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung und eine Bildverarbeitungsvorrichtung und insbesondere ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung und eine Bildverarbeitungsvorrichtung, durch die alle Datenwerte entlang einer Projektionsachse in das Projektionsbild eingearbeitet werden, das aus den dreidimensionalen Daten erzeugt wird.
Ein bekanntes Projektionsverfahren zur Erzeugung eines Projektionsbildes aus dreidimensionalen Daten ist das Projektionsverfahren auf der Basis der maximalen Intensität (Maximalintensitätsprojektionsverfahren).
Das Verfahren der Maximalintensitätsprojektion oder MIP-Verfahren (maximum intensity projection = MIP) ist ein Bildprojektionsverfahren, das das Definieren des Maximums der dreidimensionalen Datenwerte entlang einer Achse als Pixelwert an einem Schnittpunkt der Achse und der Projektionsebene umfasst, wobei die Achse senkrecht zu der Projektionsebene steht und wobei das Verfahren verwendet wird, um Blutgefäße in MR-Bildgebungs-(Magnetresonanz-Bildgebung), Röntgen-CT-(Computertomographie) und Ultraschalldiagnose-Vorrichtungen darzustellen. Auf die Veröffentlichung „MEDICAL IMAGING DICTIONARY", herausgegeben von Nikkei Medical Custom Publishing Inc., das vom Nikkei BP Publishing Center Inc. verkauft wird, wird verwiesen.
Beispiele von Verfahren zur Verarbeitung dreidimensionaler Datenwerte sind in der US 6,123,733 , der US 5,297,551 und der EP 0 506 302 offenbart.
Das MIP-Verfahren wirft jedoch das Problem auf, dass nur das Maximum in dem Projektionsbild berücksichtigt wird und andere Datenwerte überhaupt nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus besteht ein anderes Problem darin, dass die Informationen, ob die Daten nur einen maximalen Punkt oder mehrere maximale Punkte haben, nicht berücksichtigt werden.
Die EP 0 506 302 beschreibt ein Verfahren in der Magnetresonanz (MR) zur Aufnahme dreidimensionaler Flüssigkeitsströmungsbilder aus einem Volumen eines Objektes und die Rekonstruktion eines zweidimensionalen Bildes mit hohem Kontrast und niedrigem Rauschen durch statistische Berechnung der Voxelwerte entlang von Projektionslinien, die durch ein dreidimensionales Datenvolumen fließen, das aus dreidimensionalen MR-Angiographietechniken erhalten ist, sowie das Umwandeln der Daten in Projektionsbilder durch Aufsummieren der gewichteten Differenzen des Projektionsmittelwertes der Daten für jedes Voxel entlang eines Projektionsstrahls. Die Daten werden dann normalisiert und für alle Projektionsstrahlen wiederholt, um einen Satz von Projektionswerten zu erhalten, die auf einer zweidimensionalen Displayeinrichtung dargestellt werden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung und eine Bildverarbeitungsvorrichtung zu schaffen, in denen alle Datenwerte entlang einer Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt werden.
In einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei der Projektion dreidimensionaler Daten auf eine Projektionsebene ein Pixelwert in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit der Projektionsebene auf der Grundlage von
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Gemäß des Projektionsverfahrens auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung in dem ersten Aspekt wird ein Pixelwert in der Projektionsebene auf der Basis von P, wie vorstehend dargestellt wurde, bestimmt, wobei P ein Wert ist, der durch Entfernen von Vi^r aus (ΣVi)^r erhalten ist, und alle Vi's enthält. Deshalb sind alle Werte der Daten Vi entlang der Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt.
Der Grund zur Entfernung von Vi^r, liegt darin, dass ein großer Datenwert nicht dominierend sein soll. Beispielsweise wenn es zwei Datenwerte V1 und V2 gibt und r = 2 ist, dann ergibt (ΣVi)^r = V1² + 2·V1·V2 + V2², jedoch wenn V1 » V2 ist, dann ergibt (ΣVi)^r ≈ V1², und V2 wird nicht berücksichtigt. Jedoch solange (ΣVi)^r – ΣVi^r ≈ 2·V1·V2 ergibt, wird V2 berücksichtigt, auch wenn V1 » V2 ist.
Wenn P = ΣVi/n verwendet wird, sind alle Vi's enthalten und es erscheint, dass alle Werte der Daten Vi entlang der Projektionsachse im Projektionsbild berücksichtigt sein können; doch tatsächlich ist ein großer Datenwert immer noch dominierend. Wenn beispielsweise zwei Werte V1 und V2 existieren, dann ist ΣVi ≈ V1, wenn V1 » V2 ist, und folglich wird V2 nicht berücksichtigt.
In einem zweiten Aspekt, schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei der Projektion dreidimensionaler Daten auf eine Projektionsebene ein Pixelwert G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit der Projektionsebene auf der Grundlage von
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des zweiten Aspekts verwendet P als einen Pixelwert G ohne Änderung in dem Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des ersten Aspekts.
In einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Pixelwert G an einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl; die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des dritten Aspekts verwendet einen Wert einer Exponentialfunktion von P des Bildprojektionsverfahrens auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des ersten Aspekts als einen Pixelwert G.
In einem vierten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist, dass bei der Projektion dreidimensionaler Daten auf eine Projektionsebene ein Pixelwert in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit der Projektionsebene auf der Grundlage von
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Gemäß dem vierten Aspekt Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, wird ein Pi xelwert auf die Projektionsebene auf der Basis von P wie vorstehend dargestellt bestimmt, wobei P alles Vi's enthält. Folglich werden alle Werte der Daten Vi entlang einer Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt.
In einem fünften Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses aufweist, dass ein Pixelwert G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des fünften Aspekts verwendet P des Bildprojektionsverfahrens auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des vierten Aspekts ohne Änderung als einen Pixelwert G.
In einem sechsten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist, dass ein Pixelwert G an einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit der Projektionsebene als
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem sechsten Aspekt verwendet einen Wert einer Exponentialfunktion von P des Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des vierten Aspekts als einen Pixelwert G.
In einem siebten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung, das die vorstehend genannte Konfiguration aufweist und das dadurch gekennzeichnet ist, dass 2 ≤ r ≤ 128 ist.
Gemäß dem Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung des siebten Aspekts kann, da das Projektionsbild gemäß der Ordnung variiert, die sich mit r = 2, 3, 4,... ändert, die Ordnung r so ausgewählt werden, dass ein Kontrast in Übereinstimmung mit der endgültigen Zielsetzung erreicht wird. Der Kontrast des Projektionsbildes ist nahezu konstant, wenn die Ordnung r = 128, 129, 130,..., wird, und folglich ist es in der Praxis ausreichend eine Ordnung bis zu r = 128 bereit zustellen.
In einem achten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Mo mente höherer Ordnung der vorstehend genannten Konfiguration, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einem Bediener r ermöglicht ist, r zu ändern.
In dem Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem achten Aspekt kann eine Ordnung r ausgewählt werden, die einen Kontrast schafft, der durch den Bediener gewünscht ist, da die Ordnung r durch den Bediener geändert werden kann.
In einem neunten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie zur Bestimmung eines Pixelwertes in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene auf der Grundlage von
vorgesehen ist, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem neunten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis sta tistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem ersten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem zehnten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung zur Bestimmung eines Pixelwertes G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem zweiten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem elften Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung zur Bestimmung eines Pixelwertes G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem elften Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem dritten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem zwölften Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung zur Bestimmung eines Pixelwertes in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene auf der Grundlage von
wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem zwölften Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem vierten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem dreizehnten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung zur Bestimmung eines Pixelwertes G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r be zeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem dreizehnten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem fünften Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem vierzehnten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung zur Bestimmung eines Pixelwertes G in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene als:
wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem vierzehnten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem sechsten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem fünfzehnten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung die Bildverarbeitungsvorrichtung mit der vorstehend genannten Konfiguration, die dadurch gekennzeichnet ist, dass 2 ≤ r ≤ 128 ist.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem fünfzehnten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem siebten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In einem sechzehnten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung der vorstehend genannten Konfiguration, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese aufweist: eine Ordnungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch den Bediener, um r zu festzulegen.
Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem sechzehnten Aspekt kann das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß dem achten Aspekt auf geeignete Art und Weise implementiert werden.
In dem Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung und der Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, werden alle Datenwerte entlang einer Projektionsachse in das Projektionsbild, das aus den dreidimensionalen Daten erzeugt wird, mit einbezogen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung deutlich, wie sie in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt sind, in der:
1 ein Schaubild einer Konfiguration einer medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Ansicht von außen auf einen Schiebeschalters ist, der durch einen Bediener bedient wird, um die Ordnung r zu ändern;
3 ein Ablaufschaubild ist, das ein Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein beispielhaftes Schaubild ist, das zweidimensional beispielhafte numerische Werte einer Berechnung auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung zeigt;
5 ein anderes beispielhaftes Schaubild ist, das zweidimensionale beispielhafte numerische Werte einer Berechnung der Bildprojektion zeigt, die ein MIP-Verfahren verwenden;
7 ein anderes beispielhaftes Schaubild ist, das zweidimensionale beispielhafte numerische werte für die Berechnung der Bildprojektion zeigt, die das MIP-Verfahren verwendet;
8 ein Ablaufschaubild ist, das das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
-Erste Ausführungsform-
1 ist ein Konfigurationsschaubild einer Bildgebungsvorrichtung zur medizinischen Diagnose, genannt Medizindiagnose-Bildgebungsvorrichtung, gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die Medizindiagnose-Bildgebungsvorrichtung 100 weist eine Bildgebungsvorrichtung 1 und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 2 auf.
Die Bildgebungsvorrichtung 1 ist beispielsweise eine Röntgenstrahlen-CT, eine MR-Bildgebungs-(MRI) oder eine Ultraschalldiagnose-Vorrichtung 1, die ein Objekt K bildgebend darstellt und die akquirierten Daten an eine Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weiterleitet.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weist ein Dreidimensionale Daten-Konstruktions/Rekonstruktions-Einheit 2a auf zur Konstruktion dreidimensionaler Daten auf der Basis der Daten, die von der Bildgebungsvorrichtung 1 weitergeleitet sind, und der Speicherung der dreidimensionalen Daten, eine Projektionsrichtungsspezifizierungseinrichtung 2b zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung zu spezifizieren, eine Ordnungs-Festlegungs- oder Spezifizierungs-Einrichtung 2c zur Verwendung durch den Bediener, um die Ordnung r zu spezifizieren, eine Projektions-Berechnungseinrichtung 2d zur Durchführung von Berechnungen der Projektion auf der Basis von Momenten höherer Ordnung und eine Projektionsbild-Displayeinrichtung 2e zur Darstellung eines Projektionsbildes auf einem Displayschirm auf.
2 ist eine Ansicht von außen auf einen Schiebeschalter, der von einem Bediener bedient wird, um die Ordnung r zu ändern.
Durch Bewegung des Schiebeschalters kann die Ordnung r zwischen 2 und 128 variiert werden.
3 ist ein Ablaufschaubild, das das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung in der Bildverarbeitungsvorrichtung 2 zeigt.
Bei Schritt ST1 konstruiert die Dreidimensionale-Daten-Konstruktions-/Rekonstruktionseinheit-Einrichtung 2a die dreidimensionalen Daten auf der Basis von Daten, die von der Bildgebungsvorrichtung 1 weitergeleitet sind, und speichert die dreidimensionalen Daten.
Bei Schritt ST2 liest die Projektions-Spezifizierungseinrichtung 2b eine Projektionsrichtung von einer Einrichtung (beispielsweise einem Trackball), die von einem Bediener bedient wird, um eine Projektionsrichtung zu festzulegen.
Bei Schritt ST3 definiert die Projektions-Berechnungseinrichtung 2d eine Projektionsebene senkrecht zu der Projektionsrichtung.
Bei Schritt ST4 nimmt die Projektions-Berechungseinrichtung 2d einen Pixel als interessierenden Pixel aus der Projektionsebene.
Bei Schritt ST5 werden n Datenwerte Vi entlang der Projektionsachse bezogen auf die interessierenden Pixel aus den dreidimensionalen Daten genommen.
Bei Schritt ST6 liest die Ordnungs-Spezifizierungseinrichtung 2c eine Ordnung r aus einer Einrichtung (beispielsweise dem in 2 gezeigten Schiebeschalter), der von dem Bediener bedient wird, um die Ordnung r festzulegen.
Bei Schritt ST7 berechnet die Projektions-Berechnungseinrichtung 2d einen Pixelwert G gemäß der folgenden Gleichung:
Bei Schritt ST8 wiederholt die Projektions-Berechnungseinrichtung 2d die Schritte ST4 bis ST7 solange bis die Pixelwerte G für alle Pixel erhalten sind.
Bei Schritt ST9 stellt die Projektionsbild-Darstellungseinrichtung 2e ein erhaltenes Bild auf dem Displaybildschirm dar.
Bei Schritt ST10 wird der Prozess beendet, wenn der Bediener einen Befehl zum Beenden des Prozesses eingibt; andernfalls kehrt der Prozess zurück zu Schritt ST2.
4 und 5 sind beispielhafte Schaubilder, die zweidimensional einen beispielhaften numerischen Wert für die Projektionsbildberechnung auf der Basis von Momenten höherer Ordnung zeigen. Hierbei wurde die Ordnung r = 2 angenommen.
4 zeigt die Pixelwerte der Pixel A, B, C und D als ein Projektionsbild, das durch Projizieren der dreidimensionalen Daten TD1 gemäß der Bildprojektion auf der Basis von Momenten höherer Ordnung erhalten ist. Die Projektionsachsen a, b, c und d sind Projektionsachsen, die jeweils zu den Pixel A, B, C und D gehören.
5 zeigt die Pixelwerte der Pixel A, B, C und D eines Projektionsbildes, das durch Projizieren der dreidimensionalen Daten TD2 gemäß der Bildprojektion auf der Basis der Momente höherer Ordnung erhalten ist.
6 und 7 sind beispielhafte Schaubilder, die zweidimensional beispielhafte numerische Werte der dreidimensionalen Daten TD1 für eine Bildprojektionsberechnung zeigen, die das MIP-Verfahren nutzt.
6 zeigt Pixelwerte A, B, C und D eines Projektionsbildes, das durch Projizieren der dreidimensionalen Daten TD1 gemäß der Bildprojektion erhalten sind, die das MIP-Verfahren nutzt.
7 zeigt Pixelwerte der Pixel A, B, C und D eines Projektionsbildes, das durch Projizieren der dreidimensionalen Daten TD2 gemäß der Bildprojektion erhalten sind, die das MIP-Verfahren nutzt.
Wie durch Vergleichen der 4 und 5, in denen ein Moment höherer Ordnung verwendet wird, werden andere als die maximalen Datenwerte entlang einer Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt (beispielsweise sind die Pixelwerte verschieden, je nachdem, ob das Minimum entlang der Projektionsachse 10 oder 0 ist). Auf der anderen Seite, wie durch Vergleichen der 6 und 7 erkennbar ist, in denen das MIP-Verfahren verwendet wird, werden andere als die Maximaldatenwerte entlang einer Projektionsachse bei dem Projektionsbild nicht verwendet (beispielsweise sind die Pixelwerte gleich dem Maximum 70, unabhängig davon, ob das Minimum entlang der Projektionsachse 10 oder 0 ist).
Das bedeutet beispielsweise, dass, wenn nur ein Knochen oder sowohl ein Knochen als auch ein darüber liegendes Blutgefäß in der Projektionsrichtung liegen, diese auf einem Projektionsbild gemäß dem MIP-Verfahren nicht unterschieden werden können, aber bei einem Projektionsbild gemäß der vorliegenden Erfindung unterschieden werden können.
Darüber hinaus, wie aus dem Vergleichen der 4 und 6 deutlich wird, ist die Information, ob die Daten nur einen maximalen Punkt oder mehrere maximale Punkte aufweisen, in dem Projektionsbild in 4, in dem ein höheres Moment verwendet wird, einbezogen (beispielsweise sind die Pixelwerte unterschiedlich abhängig von der Anzahl des Maximums 70 entlang der Projektionsachse). Auf der anderen Seite ist in 6, in der das MIP-Verfahren verwendet wird, die Information, ob die Daten nur einen maximalen Punkt oder mehrere maximale Punkte aufweisen nicht oder nirgends in dem Projektionsbild einbezogen (beispielsweise ist der Pixelwert 70, ohne Berücksichtigung der Anzahl der Maxima 70 entlang der Projektionsachse).
Dasselbe ist durch den Vergleich der 5 und 7 erkennbar.
Dies bedeute, dass beispielsweise auf einem Projektionsbild gemäß dem MIP-Verfahren nicht unterschieden werden kann, ob nur Knochen oder mehrere übereinander liegende Knochen in der Projektionsrichtung vorliegen, aber dies auf einem Projektionsbild gemäß der vorliegenden Erfindung unterschieden werden kann.
-Zweite Ausführungsform-
Bei Schritt ST7 von 3 kann die Projektions-Berechnungseinrichtung 2d den Pixelwert G gemäß der folgenden Gleichung berechnen:
Der Pixelwert G ermöglicht es, dass alle Datenwerte entlang der Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt werden.
-Dritte Ausführungsform-
8 ist ein Ablaufschaubild, das das Bildprojektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung in der Bildverarbeitungsvorrichtung 2 zeigt. Das Ablaufschaubild ist dasselbe, wie das in 3, mit Ausnahme, dass der Schritt ST7 in 3 durch den Schritt ST7' verändert wird. Deshalb wird nachfolgend nur Schritt ST7' erklärt.
Bei Schritt ST7' berechnet die Berechnungseinrichtung 2d den Pixelwert G gemäß der folgenden Gleichung:
Der Pixelwert G ermöglicht es ebenfalls, dass alle Datenwerte entlang der Projektionsachse in das Projektionsbild einbezogen werden und manchmal ein besseres Ergebnis als das im ersten Ausführungsbeispiel gezeigte ergibt.
-Vierte Ausführungsform-
Bei Schritt ST7' in 8 kann die Projektions-Berechnungseinrichtung 2d den Pixelwert G gemäß der folgenden Gleichung berechnen:
Dieser Pixelwert G ermöglicht es ebenfalls, dass alle Datenwerte entlang der Projektionsachse in dem Projektionsbild berücksichtigt werden und manchmal ein besseres Ergebnis als das der zweiten Ausführungsform ergibt.
Jeder andere der Pixelwerte G, die in den ersten bis vierten Ausführungsformen erhalten sind, und andere Funktionen G(P) können auf angemessene Art und Weise gemäß den Anforderung der Erzeugung des Bildes oder gemäß anderer Präferenzen ausgewählt werden.

Claims

Bildprojektionsverfahren auf der Basis-statistischer Momente höherer Ordnung, dadurch gekennzeichnet, dass: bei der Projektion dreidimensionaler Daten auf eine Projektionsebene ein Pixelwert in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit der Projektionsebene auf der Grundlage von
bestimmt wird, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl, die größer ist als 1, mit r bezeichnet ist.
Projektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung nach Anspruch 1, wobei 2 ≤ r ≤ 128.
Projektionsverfahren auf der Basis statistischer Momente höherer Ordnung nach Anspruch 1, wobei einem Bediener ermöglicht wird, r zu verändern.
Bildverarbeitungsvorrichtung, zu der gehören: eine Dreidimensionale-Daten-Speichereinrichtung zur Speicherung dreidimensionaler Daten; eine Projektionsrichtungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch einen Bediener, um eine Projektionsrichtung festzulegen; eine auf statistischen Momenten höherer Ordnung basierende Bildprojektionseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie zur Bestimmung eines Pixelwertes in einem Schnittpunkt einer Projektionsachse mit einer Projektionsebene auf der Grundlage von
vorgesehen ist, wobei die Anzahl von dreidimensionalen Datenwerten entlang der Projektionsachse mit n bezeichnet, ein Datenwert mit Vi bezeichnet und eine reelle Zahl größer als 1 mit r bezeichnet ist; und eine Projektionsbildanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Projektionsbildes.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei 2 ≤ r ≤ 128.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, die ferner aufweist: eine Ordnungs-Festlegungseinrichtung zur Verwendung durch den Bediener, um r festzulegen.