JP2001076169A - ３次元イメージ生成方法およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
３次元イメージ生成方法およびｘ線ｃｔ装置Info
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 1
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- 241001635598 Enicostema Species 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 階段状アーチファクトやヘリカルアーチファ
クトを低減する。 【解決手段】 隣接して並ぶ複数の２次元イメージを基
に３次元モデルを構築し、その３次元モデル中に含まれ
る構造物の表面を抽出し、その表面を構成するポリゴン
の法線ベクトルＶを求め、隣接する２次元イメージの境
界に近い法線ベクトルＶに対しては前記２次元イメージ
の隣接方向成分を小さくする補正を施し、その補正後の
法線ベクトルＶ’を用いてシェーディングを行う。 【効果】 ３次元イメージ上で斜めに走る血管が階段状
に見えたり、球の３次元イメージに螺旋状の溝が見えた
りすることを抑制できる。
クトを低減する。 【解決手段】 隣接して並ぶ複数の２次元イメージを基
に３次元モデルを構築し、その３次元モデル中に含まれ
る構造物の表面を抽出し、その表面を構成するポリゴン
の法線ベクトルＶを求め、隣接する２次元イメージの境
界に近い法線ベクトルＶに対しては前記２次元イメージ
の隣接方向成分を小さくする補正を施し、その補正後の
法線ベクトルＶ’を用いてシェーディングを行う。 【効果】 ３次元イメージ上で斜めに走る血管が階段状
に見えたり、球の３次元イメージに螺旋状の溝が見えた
りすることを抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元イメージ生
成方法およびＸ線ＣＴ装置に関し、さらに詳しくは、３
次元イメージ上で斜めに走る血管が階段状に見える「階
段状アーチファクト」や球の３次元イメージに螺旋状の
溝が見える「ヘリカルアーチファクト」を低減すること
が出来る３次元イメージ生成方法およびＸ線ＣＴ装置に
関する。
成方法およびＸ線ＣＴ装置に関し、さらに詳しくは、３
次元イメージ上で斜めに走る血管が階段状に見える「階
段状アーチファクト」や球の３次元イメージに螺旋状の
溝が見える「ヘリカルアーチファクト」を低減すること
が出来る３次元イメージ生成方法およびＸ線ＣＴ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に示すようにＣＴ値が分布した構造
物を想定する。この構造物中で、ＣＴ値が“７０”以上
の構造物の表面は、破線で示すように斜めに走ってい
る。そこで、ＣＴ値が“７０”以上の構造物の表面を抽
出すると、理論的には、図６に示すような斜め線の表面
Ｈ１，Ｈ２となるはずである。
物を想定する。この構造物中で、ＣＴ値が“７０”以上
の構造物の表面は、破線で示すように斜めに走ってい
る。そこで、ＣＴ値が“７０”以上の構造物の表面を抽
出すると、理論的には、図６に示すような斜め線の表面
Ｈ１，Ｈ２となるはずである。
【０００３】図７は、図６に示す構造物をＸ線ＣＴ装置
でスキャンして得られた第１スライス〜第３スライスの
ＣＴイメージにおけるＣＴ値を表している。図７の各ス
ライスの１つの画素のＣＴ値は、対応する図６の領域の
３つのＣＴ値の積の立方根になっている。ｚ方向は、Ｃ
Ｔイメージの隣接方向（スライスの隣接方向）である。
でスキャンして得られた第１スライス〜第３スライスの
ＣＴイメージにおけるＣＴ値を表している。図７の各ス
ライスの１つの画素のＣＴ値は、対応する図６の領域の
３つのＣＴ値の積の立方根になっている。ｚ方向は、Ｃ
Ｔイメージの隣接方向（スライスの隣接方向）である。
【０００４】図７の複数のＣＴイメージからＣＴ値が
“７０”以上の構造物の３次元イメージを生成する場
合、まず、図８に示すように、実測ＣＴ値の間の補間デ
ータをリニア補間により求めて、３次元モデルを構築す
る。次に、図９に示すように、前記３次元モデル中に含
まれるＣＴ値が“７０”以上の構造物の表面ｈ１，ｈ２
を抽出する。次に、前記表面ｈ１，ｈ２を構成するポリ
ゴンの法線ベクトルを求め、その法線ベクトルを用いて
シェーディングを行い、３次元イメージを生成する。
“７０”以上の構造物の３次元イメージを生成する場
合、まず、図８に示すように、実測ＣＴ値の間の補間デ
ータをリニア補間により求めて、３次元モデルを構築す
る。次に、図９に示すように、前記３次元モデル中に含
まれるＣＴ値が“７０”以上の構造物の表面ｈ１，ｈ２
を抽出する。次に、前記表面ｈ１，ｈ２を構成するポリ
ゴンの法線ベクトルを求め、その法線ベクトルを用いて
シェーディングを行い、３次元イメージを生成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図９に示した表面ｈ
１，ｈ２は、図６に示した実際の表面Ｈ１，Ｈ２と異な
り、階段状になっている。このように斜めになるべき線
が階段状になる「階段状アーチファクト」は、パーシャ
ルボリューム（観測されるＣＴ値が、対応する領域の平
均的なＣＴ値になるため、実際と異なる分布になる可能
性がある）およびリニア補間（実測値と実測値の間でＣ
Ｔ値が線形に変化すると仮定するため、実際と異なる分
布になる可能性がある）に起因するものである。また、
球の３次元イメージに螺旋状の溝が見える「ヘリカルア
ーチファクト」が生じるのも同じ理由による。そこで、
本発明の目的は、上記「階段状アーチファクト」や「ヘ
リカルアーチファクト」を低減することが出来る３次元
イメージ生成方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することに
ある。
１，ｈ２は、図６に示した実際の表面Ｈ１，Ｈ２と異な
り、階段状になっている。このように斜めになるべき線
が階段状になる「階段状アーチファクト」は、パーシャ
ルボリューム（観測されるＣＴ値が、対応する領域の平
均的なＣＴ値になるため、実際と異なる分布になる可能
性がある）およびリニア補間（実測値と実測値の間でＣ
Ｔ値が線形に変化すると仮定するため、実際と異なる分
布になる可能性がある）に起因するものである。また、
球の３次元イメージに螺旋状の溝が見える「ヘリカルア
ーチファクト」が生じるのも同じ理由による。そこで、
本発明の目的は、上記「階段状アーチファクト」や「ヘ
リカルアーチファクト」を低減することが出来る３次元
イメージ生成方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、隣接して並ぶ複数の２次元イメージを基に３次元モ
デルを構築し、その３次元モデル中に含まれる構造物の
表面を抽出し、その表面を構成するポリゴンの法線ベク
トルを求め、隣接する２次元イメージの境界に近い法線
ベクトルに対しては前記２次元イメージの隣接方向成分
を小さくする補正を施し、その補正後の法線ベクトルを
用いてシェーディングを行うことを特徴とする３次元イ
メージ生成方法を提供する。図６と図９とを比較すれば
判るように、隣接する２次元イメージの境界線に交差す
る斜めの線の角度は、図６での角度（実際の角度）より
も図９での角度（算出した角度）が浅くなっている。そ
れ故、斜めの線が「階段状」に見えたり、螺旋状の溝が
見えたりする。そこで、上記第１の観点の３次元イメー
ジ生成方法では、表面を構成するポリゴンの法線ベクト
ルをそのまま使わずに、補正して使う。すなわち、隣接
する２次元イメージの境界に近い法線ベクトルに対して
は、前記２次元イメージの隣接方向成分を小さくする補
正を施す。この補正は、隣接する２次元イメージの境界
線に斜めの線が交差する角度を、実際の角度に近づけ
る。よって、上記「階段状アーチファクト」や「ヘリカ
ルアーチファクト」を、見かけ上、低減することが出来
る。
は、隣接して並ぶ複数の２次元イメージを基に３次元モ
デルを構築し、その３次元モデル中に含まれる構造物の
表面を抽出し、その表面を構成するポリゴンの法線ベク
トルを求め、隣接する２次元イメージの境界に近い法線
ベクトルに対しては前記２次元イメージの隣接方向成分
を小さくする補正を施し、その補正後の法線ベクトルを
用いてシェーディングを行うことを特徴とする３次元イ
メージ生成方法を提供する。図６と図９とを比較すれば
判るように、隣接する２次元イメージの境界線に交差す
る斜めの線の角度は、図６での角度（実際の角度）より
も図９での角度（算出した角度）が浅くなっている。そ
れ故、斜めの線が「階段状」に見えたり、螺旋状の溝が
見えたりする。そこで、上記第１の観点の３次元イメー
ジ生成方法では、表面を構成するポリゴンの法線ベクト
ルをそのまま使わずに、補正して使う。すなわち、隣接
する２次元イメージの境界に近い法線ベクトルに対して
は、前記２次元イメージの隣接方向成分を小さくする補
正を施す。この補正は、隣接する２次元イメージの境界
線に斜めの線が交差する角度を、実際の角度に近づけ
る。よって、上記「階段状アーチファクト」や「ヘリカ
ルアーチファクト」を、見かけ上、低減することが出来
る。
【０００７】第２の観点では、本発明は、隣接して並ぶ
複数のＣＴイメージを基に３次元モデルを構築する３次
元モデル構築手段と、前記３次元モデル中に含まれる構
造物の表面を抽出する表面抽出手段と、前記構造物の表
面を構成するポリゴンの法線ベクトルを求めると共に隣
接するＣＴイメージの境界に近い法線ベクトルに対して
は前記ＣＴイメージの隣接方向成分を小さくする補正を
施しその補正後の法線ベクトルを用いてシェーディング
を行うシェーディング手段とを具備したことを特徴とす
るＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第２の観点のＸ線ＣＴ
装置では、前記第１の観点の３次元イメージ生成方法を
好適に実施できる。
複数のＣＴイメージを基に３次元モデルを構築する３次
元モデル構築手段と、前記３次元モデル中に含まれる構
造物の表面を抽出する表面抽出手段と、前記構造物の表
面を構成するポリゴンの法線ベクトルを求めると共に隣
接するＣＴイメージの境界に近い法線ベクトルに対して
は前記ＣＴイメージの隣接方向成分を小さくする補正を
施しその補正後の法線ベクトルを用いてシェーディング
を行うシェーディング手段とを具備したことを特徴とす
るＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第２の観点のＸ線ＣＴ
装置では、前記第１の観点の３次元イメージ生成方法を
好適に実施できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して発明の実施の
形態を説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
形態を説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
【０００９】図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線Ｃ
Ｔ装置１００の構成を示すブロック図である。スキャナ
装置１ａは、患者Ｈを異なるスライス（平板状の断層撮
像領域）位置でスキャンし、複数のスライスのスキャン
データを収集する。画像蓄積手段１ｂは、前記スキャン
データを蓄積する。画像表示装置１０１は、画像処理装
置２と，表示器３と，入力装置４とを具備して構成され
ている。前記画像処理装置２は、ＣＴイメージ作成表示
部２ａと，３次元モデル構築部２ｂと，ＣＴ値範囲入力
部２ｃと，表面抽出部２ｄと，視点位置・視野中心線方
向入力部２ｅと，シェーディング部２ｆと，３次元イメ
ージ表示部２ｇとを含んでいる。
Ｔ装置１００の構成を示すブロック図である。スキャナ
装置１ａは、患者Ｈを異なるスライス（平板状の断層撮
像領域）位置でスキャンし、複数のスライスのスキャン
データを収集する。画像蓄積手段１ｂは、前記スキャン
データを蓄積する。画像表示装置１０１は、画像処理装
置２と，表示器３と，入力装置４とを具備して構成され
ている。前記画像処理装置２は、ＣＴイメージ作成表示
部２ａと，３次元モデル構築部２ｂと，ＣＴ値範囲入力
部２ｃと，表面抽出部２ｄと，視点位置・視野中心線方
向入力部２ｅと，シェーディング部２ｆと，３次元イメ
ージ表示部２ｇとを含んでいる。
【００１０】前記ＣＴイメージ作成表示部２ａは、前記
複数のスライスのスキャンデータを処理して、図２に示
すように、各スライスのＣＴイメージＳ１，Ｓ２，…を
作成する。また、操作者が選択したＣＴイメージを表示
器３に表示する。
複数のスライスのスキャンデータを処理して、図２に示
すように、各スライスのＣＴイメージＳ１，Ｓ２，…を
作成する。また、操作者が選択したＣＴイメージを表示
器３に表示する。
【００１１】前記３次元モデル構築部２ｂは、隣接する
複数のＣＴイメージＳ１，Ｓ２，…から３次元モデルを
構築する。その際、図８に示すように、実測ＣＴ値の間
の補間データをリニア補間により求める。
複数のＣＴイメージＳ１，Ｓ２，…から３次元モデルを
構築する。その際、図８に示すように、実測ＣＴ値の間
の補間データをリニア補間により求める。
【００１２】操作者は、抽出したい体内組織のＣＴ値範
囲を前記ＣＴイメージから読み取り、そのＣＴ値範囲を
入力装置４から入力する。例えば「ＣＴ値“７０”以
上」を入力する。前記ＣＴ値範囲入力部２ｃは、入力さ
れたＣＴ値範囲を受け取り、前記表面抽出部２ｄに渡
す。前記表面抽出部２ｄは、入力されたＣＴ値範囲の体
内組織の表面を前記３次元モデル中から抽出する。例え
ば、図３に示すように「ＣＴ値“７０”以上」の構造物
の表面ｈ１，ｈ２を抽出する。
囲を前記ＣＴイメージから読み取り、そのＣＴ値範囲を
入力装置４から入力する。例えば「ＣＴ値“７０”以
上」を入力する。前記ＣＴ値範囲入力部２ｃは、入力さ
れたＣＴ値範囲を受け取り、前記表面抽出部２ｄに渡
す。前記表面抽出部２ｄは、入力されたＣＴ値範囲の体
内組織の表面を前記３次元モデル中から抽出する。例え
ば、図３に示すように「ＣＴ値“７０”以上」の構造物
の表面ｈ１，ｈ２を抽出する。
【００１３】操作者は、抽出した体内組織を観察する視
点位置を定め、その視点位置を入力装置４から入力す
る。また、視野中心線方向を入力装置４から入力する。
前記視点位置・視野中心線方向入力部２ｅは、入力され
た視点位置および視野中心線方向を受け取り、前記シェ
ーディング部２ｆに渡す。
点位置を定め、その視点位置を入力装置４から入力す
る。また、視野中心線方向を入力装置４から入力する。
前記視点位置・視野中心線方向入力部２ｅは、入力され
た視点位置および視野中心線方向を受け取り、前記シェ
ーディング部２ｆに渡す。
【００１４】前記シェーディング部２ｆは、図３に示す
ように、前記表面ｈ１，ｈ２を構成するポリゴンの法線
ベクトルＶを求める。そして、法線ベクトル補正処理を
実行する。すなわち、隣接するＣＴイメージの境界に近
い法線ベクトルＶ（黒い頭の矢印）に対してはＣＴイメ
ージの隣接方向成分（ｚ方向成分）を小さくする補正
（例えば、ｚ方向成分を１／２にする補正）を施し、図
４に示すように、補正した法線ベクトルＶ’を求め
る。。そして、ＣＴイメージの中央では元の法線ベクト
ルＶ（白い頭の矢印）を用い、隣接するＣＴイメージの
境界近傍では補正した法線ベクトルＶ’（黒い頭の矢
印）を用い、さらに、前記視点位置および視野中心線方
向と光源とを考慮してシェーディングを行い、３次元イ
メージを生成する。前記３次元イメージ表示部２ｇは、
前記３次元イメージを表示する。
ように、前記表面ｈ１，ｈ２を構成するポリゴンの法線
ベクトルＶを求める。そして、法線ベクトル補正処理を
実行する。すなわち、隣接するＣＴイメージの境界に近
い法線ベクトルＶ（黒い頭の矢印）に対してはＣＴイメ
ージの隣接方向成分（ｚ方向成分）を小さくする補正
（例えば、ｚ方向成分を１／２にする補正）を施し、図
４に示すように、補正した法線ベクトルＶ’を求め
る。。そして、ＣＴイメージの中央では元の法線ベクト
ルＶ（白い頭の矢印）を用い、隣接するＣＴイメージの
境界近傍では補正した法線ベクトルＶ’（黒い頭の矢
印）を用い、さらに、前記視点位置および視野中心線方
向と光源とを考慮してシェーディングを行い、３次元イ
メージを生成する。前記３次元イメージ表示部２ｇは、
前記３次元イメージを表示する。
【００１５】上記Ｘ線ＣＴ装置１００によれば、表面ｈ
１，ｈ２を構成するポリゴンの法線ベクトルＶをそのま
ま使わずに、隣接するＣＴイメージの境界に近い法線ベ
クトルＶ（黒い頭の矢印）に対しては、ＣＴイメージの
隣接方向成分を小さくする補正を施す。この補正は、隣
接する２次元イメージの境界線に斜めの線が交差する角
度を、実際の角度に近づける。よって、「階段状アーチ
ファクト」を、見かけ上、低減することが出来る。同様
に、「ヘリカルアーチファクト」も低減できる。
１，ｈ２を構成するポリゴンの法線ベクトルＶをそのま
ま使わずに、隣接するＣＴイメージの境界に近い法線ベ
クトルＶ（黒い頭の矢印）に対しては、ＣＴイメージの
隣接方向成分を小さくする補正を施す。この補正は、隣
接する２次元イメージの境界線に斜めの線が交差する角
度を、実際の角度に近づける。よって、「階段状アーチ
ファクト」を、見かけ上、低減することが出来る。同様
に、「ヘリカルアーチファクト」も低減できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の３次元イメージ生成方法および
Ｘ線ＣＴ装置によれば、３次元イメージ上で斜めに走る
血管が階段状に見える「階段状アーチファクト」や球の
３次元イメージに螺旋状の溝が見える「ヘリカルアーチ
ファクト」を低減することが出来る。
Ｘ線ＣＴ装置によれば、３次元イメージ上で斜めに走る
血管が階段状に見える「階段状アーチファクト」や球の
３次元イメージに螺旋状の溝が見える「ヘリカルアーチ
ファクト」を低減することが出来る。
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構
成図である。
成図である。
【図２】３次元イメージの基となる複数のＣＴイメージ
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図３】抽出した体内組織の表面とその表面を構成する
ポリゴンの法線ベクトルの概念図である。
ポリゴンの法線ベクトルの概念図である。
【図４】法線ベクトルの補正を示す説明図である。
【図５】スキャン対象のＣＴ値分布の例示図である。
【図６】ＣＴ値“７０”以上の体内組織の表面の位置の
例示図である。
例示図である。
【図７】図５のスキャン対象をスキャンして得られる各
スライスのＣＴ値の例示図である。
スライスのＣＴ値の例示図である。
【図８】３次元モデルを構築するために実測ＣＴ値の間
に補間データを挿入した状態の説明図である。
に補間データを挿入した状態の説明図である。
【図９】ＣＴ値“７０”以上の体内組織の表面が階段状
に見える「階段状アーチファクト」の説明図である。
に見える「階段状アーチファクト」の説明図である。
１００ Ｘ線ＣＴ装置 １０１ 画像表示装置 １ａ スキャナ装置 １ｂ 画像蓄積装置 ２ 画像処理装置 ２ａ ＣＴイメージ作成表示部 ２ｂ ３次元モデル構築部 ２ｃ ＣＴ値範囲入力部 ２ｄ 表面抽出部 ２ｅ 視点位置・視野中心線方向入力部 ２ｆ シェーディング部 ２ｇ ３次元イメージ表示部 ３ 表示器 ４ 入力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA26 CA13 DA02 EE01 FD07 FD09 FF43 FG05 5B057 AA09 BA03 CA02 CA08 CA12 CA16 CB08 CB13 CB17 CC04 CE01 CE10 5B080 AA20 GA15
Claims (2)
- 【請求項１】 隣接して並ぶ複数の２次元イメージを基
に３次元モデルを構築し、その３次元モデル中に含まれ
る構造物の表面を抽出し、その表面を構成するポリゴン
の法線ベクトルを求め、隣接する２次元イメージの境界
に近い法線ベクトルに対しては前記２次元イメージの隣
接方向成分を小さくする補正を施し、その補正後の法線
ベクトルを用いてシェーディングを行うことを特徴とす
る３次元イメージ生成方法。 - 【請求項２】 隣接して並ぶ複数のＣＴイメージを基に
３次元モデルを構築する３次元モデル構築手段と、前記
３次元モデル中に含まれる構造物の表面を抽出する表面
抽出手段と、前記構造物の表面を構成するポリゴンの法
線ベクトルを求めると共に隣接するＣＴイメージの境界
に近い法線ベクトルに対しては前記ＣＴイメージの隣接
方向成分を小さくする補正を施しその補正後の法線ベク
トルを用いてシェーディングを行うシェーディング手段
とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24960599A JP2001076169A (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | ３次元イメージ生成方法およびｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24960599A JP2001076169A (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | ３次元イメージ生成方法およびｘ線ｃｔ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001076169A true JP2001076169A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17195520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24960599A Pending JP2001076169A (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | ３次元イメージ生成方法およびｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001076169A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024002A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Hitachi Medical Corporation | 螺旋ｃｔ装置 |
| JP2007301218A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、画像データ表示装置及び３次元画像データ生成方法 |
| US10537297B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-01-21 | General Electric Company | Radiation tomography apparatus and program for cardiac-gated imaging |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP24960599A patent/JP2001076169A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024002A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Hitachi Medical Corporation | 螺旋ｃｔ装置 |
| JP2007301218A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、画像データ表示装置及び３次元画像データ生成方法 |
| US10537297B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-01-21 | General Electric Company | Radiation tomography apparatus and program for cardiac-gated imaging |
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