JP2005536236A - 画像調整手段を持つ医療用ビューイングシステム - Google Patents
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Abstract
撮像手段(2、3)と画像データ処理手段(5)とを含む医療用ビューイングシステムが、関心のフィーチャの姿勢が異なる画像において比較可能であるような、前記関心のフィーチャの異なる画像の作成を容易化するように構成される。画像データ処理手段(5)は、典型的には異なる時間に生成された第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢に対して第2画像における前記関心のフィーチャの姿勢を推定し、例えば前記第2画像にアフィン変換を適用して前記関心のフィーチャが前記第1画像と実質的に同じ姿勢を持つ変換された第2画像を作成する。画像データは、比較されるべき前記画像の輝度特性を正規化するために処理されてもよい。姿勢の著しい違いは、実質的に所望の姿勢に向けられた前記関心のフィーチャを持つ画像を作成するために、どのように前記撮像装置を設定すべきかを示す制御データを生成するように前記画像データを処理することにより除去されることができる。
Description
本発明は、医用画像の比較を容易化するために画像調整手段を持つ医療用ビューイングシステムと、医療検査装置と、コンピュータプログラムとに関する。
X線撮像装置及びCTスキャナ等のような医用画像技術の広まった採用と共に、画像データが医療従事者にとって有用である形式で視覚化されることを可能にする向上された医療用ビューイングシステムの要望がある。ほとんどの医療用ビューイングシステムは、撮像装置と結合され、前記ビューイングシステムは、画像データを処理し、撮像された要素、例えば体の一部、臓器等をリアルタイムで見られることができる表現を生成することができるコンピュータを使用するデータ処理機器を有する。一般に、このようなシステムはインタラクティブであり、医療従事者が、取得された画像及び/又は画像データの表現に影響を与えることを可能にすることが望ましい。撮像装置から離れたワークステーションは、しばしば取得された画像データの後処理のためにも使用される。
人工関節の運動の解析を容易化するために設計された1つの医療用ビューイングシステムは、記事“An interactive system for kinematic analysis of artificial joint implants” by Sarojak et al, Proc. of the 36th Rocky Mountain Bioengineering Symposium, 1999に記述される。このシステムの目的は、関節が機能している場合に関連する運動の性質を研究することができるように、異なる位置の人工関節全置換術(TJA)インプラントの画像を生成することができることである。関節の運動の解析を容易化するために、このシステムは、当該画像のインプラントの“姿勢”を定量化することができるために、関節の各位置に対して画像データを処理する。“姿勢”は、前記インプラントのコンピュータ利用設計モデルに関して測定される。
しばしば、典型的には医学上重要な変化を検出するために、異なる時間に取得された同じ関心のフィーチャの医用画像を比較することができることが望ましい。例えば、整形外科の分野において、股関節置換のようなプロテーゼが埋め込まれる場合、前記プロテーゼは、周囲の構造に変化を生じ得る。更に、前記プロテーゼの位置は、時間が経つと変化することができ、前記プロテーゼは、磨り減ることがあり得る。このような進展をモニタするために、前記プロテーゼを埋め込む手術の直後に前記プロテーゼ及びその周囲の画像を生成し、この後、一週間、次いで一ヶ月等のような間隔で数年後までフォローアップ画像を生成することが望ましい。異なる時間に撮られた画像の比較により、医療従事者は、どのように前記プロテーゼが周囲に作用しているか、並びに前記プロテーゼが移動していないか及び/又は磨り減っていないかどうかを評価することができる。
既存の医療用ビューイングシステムを使用する場合、異なる時間に撮られた同じ関心のフィーチャの医用画像を比較するのは単純なことではない。前記撮像機器に対する前記関心のフィーチャの位置は、画像間で必ずしも一定ではなく、画像内の前記関心のフィーチャの幾何学的配置の違いを生じる。更に、比較されるべき画像は、異なる撮像装置を使用して撮られることができ、及び/又は前記撮像装置の設定が、画像間で異なり、前記画像内のピクセルの相対的な輝度の違いを生じ得る。示されたように、撮像条件のこれらの違いは、比較されるべき画像に影響を及ぼす。従って、比較されるべき画像を見る場合、医療従事者にとって前記関心のフィーチャ及びこの周囲の本当の変化と単に撮像条件の違いによる画像の見かけの変化との間を区別することが難しくなる。
ところで、この文書において、表現“関心のフィーチャ”は、広く使用され、人間であろうと動物であろうと、骨、血管、臓器、体液又はこれら以外のものであろうと、体内の如何なるフィーチャ又は領域をも表し、体内に埋め込まれた又は体に付着された人工的な要素を含む。
本発明の目的は、医用画像、特に異なる時間に生成された同じ関心のフィーチャの医用画像の比較を容易化する手段を持つ医療用ビューイングシステムを提供することである。
より具体的には、本発明の目的は、同じ関心のフィーチャの別々の医用画像において、撮像条件の違いから生じる不一致を減少させる手段を持つ医療用ビューイングシステムを提供することである。
関心のフィーチャの別々の医用画像の比較は、もし当該関心のフィーチャの姿勢又は幾何学的配置が比較されるべき画像において同じであれば、容易化される。本発明によると、第1及び第2画像において捕えられた関心のフィーチャの姿勢が比較され、前記画像の一方は、前記関心のフィーチャが他方の画像と実質的に同じ姿勢を採用するように変換される。
加えて、画像の輝度特性が調査されることができ、変換は、前記第1及び第2画像の輝度プロファイルが互いにより近く調整されるように実行される。
前記第1画像から前記第2画像まで前記関心のフィーチャの姿勢の著しい違いを避ける方法を本発明の前記ビューイングシステムと関連付けることも有利であることもできる。この方法は、所望の姿勢での関心のフィーチャを持つ画像が得られるために、どのように前記ビューイングシステムに結合された前記医療検査装置の設定を構成すべきかを示す制御データ及び命令を生成するステップから成る。
前記医療検査装置を設定する前記制御データは、複数の仕方で生成され得る。例えば、第1画像における関心のフィーチャの姿勢は、(例えばモデルに関連して)解析されることができ、制御データは、前記第1画像と同じ姿勢での前記関心のフィーチャを持つ第2画像が作成されることができるように前記撮像装置を設定するために作成される。代わりに、試行第2画像が生成されることができ、前記試行第2画像における前記関心のフィーチャの姿勢は、第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢と比較されることができる。前記撮像装置の設定を表す出力データは、前記第1画像と前記試行第2画像との間の姿勢の違いから得られる。一度、前記撮像装置が、前記出力データに従って設定されると、“良い”第2画像が作成され、前記良い第2画像において前記関心のフィーチャの姿勢は、前記第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢にとても近くなるだろう。
如何なる残りの違いも、本発明の画像正規化を実行することにより減少されることができる。
前記制御データは、前記所望の姿勢での前記関心のフィーチャを持つ画像を得るために、どのように前記撮像装置の設定及び/又は前記患者の位置を変更すべきかに関して、前記システムのオペレータに対する命令を構成することができる。代わりに、前記制御データは、前記撮像装置の1つ以上のパラメータを自動的に制御することができる。更に、出力される前記制御データは、前記所望の姿勢での前記関心のフィーチャを持つ画像を得るために、前記撮像装置の1つ以上のパラメータの所望の値を示してもよく、及び/又は前記撮像装置のこのようなパラメータに対して行われるべき変更を示してもよい。前記制御データは、更に、前記オペレータに、どのように前記画像の輝度プロファイルに関して前記撮像装置のパラメータを調整すべきかを命令してもよい。
本発明は、下の概略的な図面を参照して詳細に記述される。
本発明は、X線医療検査装置が股関節プロテーゼの画像を作成するために使用される実施例を参照して下で詳細に記述されるだろう。しかしながら、本発明は、より一般的に、他の型の撮像技術を使用する医療用ビューイングシステムに対して適用可能であることが理解されるべきであり、画像の対象となることができる人間又は動物の関心のフィーチャにおいて実質的に制限は無い。
図1Aは、本発明の第1実施例による医療検査装置の主要な構成要素を示す図である。本実施例の前記医療検査装置は、患者が横たわるベッド1と、前記患者の関心のフィーチャの画像を作成するためのX線撮像装置3に結合されたX線生成器2と、前記X線医療検査装置により作成された画像データを処理するビューイングシステム4とを含む。前記ビューイングシステムは、前記関心のフィーチャの異なる画像が、前記関心のフィーチャの姿勢が前記異なる画像において比較されることができるように作成されることを可能にする手段を持つ。典型的には、前記異なる画像は、異なる時間において生成されるだろうし、医療従事者は、前記画像を比較し、前記異なる画像の取得の間にある間隔の間に前記患者の体内で生じる進展を識別することを望むだろう。
前記患者は、ベッド以外のサポート上で前記X線医療検査装置に提示されてもよく、又は周知の仕方で、撮像装置3に対して既知の位置関係で自身の全体若しくは一部を提示するように立ってもよい。同様に、本実施例において、既知のX線撮像装置が使用され得る。撮像システム4は、データ処理手段5と、表示画面6と、入力装置、典型的には、データ及び/又は命令の入力のためのキーボード及び/又はマウス7とを含む。撮像システム4は、この分野で一般に既知であるような、他の従来の要素及び周辺機器を含んでもよく又は接続されてもよい。例えば、前記撮像システムは、バスによりローカル又はリモート・ワークステーション、プリンタ、アーカイブ記憶部等に接続されてもよい。
図2は、図1の前記医療用ビューイングシステムのデータ処理手段5により実行される機能を理解するのに有用なフロー図である。好ましくは、下に記述される画像データ処理ステップが、X線撮像装置3により作成された画像に適用される前に、標準的なX線画像較正及び補正手順が、前記画像に適用される。このような手順は、例えば、ピンクッション及び地磁界歪、並びにイメージ増倍管の口径食の効果に対する補正を含む。
図2に示されるように、前記ビューイングシステムは、以下のステップS1乃至S6を実行する手段を持つ。ステップS1において、I1及びI2により示される所定の患者の前記関心のフィーチャの2つの画像が、取得される。典型的には、これらの画像は、X線医療検査装置3を使用して異なる時間において取得されるだろうし、X線医療検査装置3は、前記患者の体の適切な領域、例えば股関節プロテーゼの画像を生成する場合には股関節領域の画像を作成する。前記画像を表す画像データは、前記X線撮像装置からの出力として既にデジタル形式であるか、又は既知の手段によりデジタル形式に変換されるかの何れかである。本実施例において、前記患者が横たわる台1が、これ自体の中にデジタルX線画像データを供給するフラットパネル検出器を組み込んでいることが仮定される。各画像I1、I2は、実際に、前記患者の体の撮像された領域の2次元(2D)表現である。図3Aは、得られるだろう股関節プロテーゼの典型的なX線画像の例を表す概略的な図面を示し、図4Aは、異なる時間において取得された同じ股関節プロテーゼの画像を表す他の概略的な図面を示す。
医療従事者が当該関心の領域の2つの画像間の医学上重要な違いを識別することができるために、撮像条件の違いから生じる“人為的な”違いを除去することが必要である。主要な“人為的な”違いは、前記2つの画像の姿勢の違いから生じる。従って、前記姿勢の違いが推定される。
第一に、ステップS2において、前記デジタル画像データは、各画像における前記関心のフィーチャの輪郭を識別するために処理される。この処理は、“Handbook of Medical Imaging Processing and Analysis”、編集長Isaac Bankman、Academic Press出版の第5章に記述されるもののような、周知の分割技術を使用してもよい。事実、股関節プロテーゼに対して、前記輪郭の識別部分と呼ばれる部分のみが必要とされ、常に見られることができる。従って、このような場合、前記識別部分の輪郭は、ステップS2において識別される。図3B及び図4Bは、それぞれ、図3A及び図4Aに表れるような前記股関節プロテーゼの識別部分の輪郭DP1、DP2を示す。
第二に、ステップS3において、既知の輪郭マッチング技術が適用され、結果として2つの前記輪郭の間の点と点の対応(point to point correspondence)を生じる。典型的には、前記識別部分、例えばDP1であり、以下“ソース画像”と呼ばれる一方の画像における輪郭をあらわすデータは、横切られ、前記輪郭に沿った異なる位置(ランレングス)に対して、この点における前記輪郭に対する接線の角度の変化が、記録される。このデータはプロットされ、特徴的な形状を持つ曲線を作る。同じ処理が、対応する識別部分、例えばDP2であり、以下“目標画像”と呼ばれる他方の画像の輪郭を表すデータに適用され、対応するデータプロットが得られる。
次に、ステップS4において、面内回転に対して1、スケールの変化に対して1並びに図1A及び図1Bにより図示される3次元の自由度の部分補正のための平行移動に対して2の自由度を含む6自由度を持つアフィン変換であって、このアフィン変換は、前記ソース画像に表れる前記輪郭を前記目標画像内の向きに変換するために必要とされ、当該アフィン変換は、前記ソース画像に対してプロットされた特徴的な“接線の変化”曲線を前記目標画像に対してプロットされた特徴的な“接線の変化”曲線と調整するために必要とされる変化に基づいて計算される。このアフィン変換は、この場合、ステップS5において、前記ソース画像に適用され、前記関心のフィーチャの姿勢が前記目標画像における前記関心のフィーチャの姿勢とマッチすべき変換されたソース画像を作成する。この変換は、比較されるべきである画像の“幾何学的正規化”と称されてもよい。これは、画像調整を提供する。
最後に、ステップS6において、前記目標画像及び前記変換されたソース画像は、典型的には並置して(並んで、上下に、又は一方から他方を減算して等)表示され、これにより前記医療従事者は、前記画像間の医学上重要な差を評価することができる。代わりに、表示される画像は、前記目標画像と前記変換されたソース画像との間の差であることができる。前記画像間の微小な差が、この場合、(場合によってはサブピクセル精度で)見つけ出されることができる。
前記変換されたソース画像における画像輝度は、前記目標画像における対応する輝度に近くあるべきである。しかしながら、場合によっては、例えば、異なるX線撮像機械が2つの画像を作成するのに使用されたために(異なる輝度プロファイルを持つ異なる機械)、著しい不一致があり得る。このような場合、前記画像の表示の前に(換言すると、図2のステップS5とS6との間)、輝度正規化処理を実行することが、有利であることができる。
前記輝度正規化技術は、好ましくは、前記目標画像及び変換されたソース画像の対応する点における輝度間の不一致を最小化する最適な手順を適用することである。前記最適な手順は、前記プロテーゼと独立に動くことができない前記プロテーゼのまわりの領域内に適用されるべきである。この領域の範囲及び位置は、検査される特定のプロテーゼ(又は他の関心のフィーチャ)に依存し、前記医療従事者によりたやすく解剖学的検討から決定されることができる。例として、股関節プロテーゼに関して、関連した領域は、前記股関節プロテーゼの近くの大腿骨の一部、及びまわりの患者の組織の一部にある。画像データ処理手段5は、処理されるべき画像領域を自動的に識別するようにプログラムされることができるか、又は前記オペレータが、キーボード若しくは他の入力装置7(インタラクティブシステム)を使用することにより前記システムの領域を識別することができる。例えば、前記オペレータは、表示される画像(目標画像又は変換されたソース画像)を参照して位置決め装置を使用することができ、前記処理されるべき領域の境界を定める。
一度前記処理されるべき領域が識別されると、一方の画像(例えば前記変換されたソース画像)における各ピクセル輝度を前記選択された領域内の他方の画像(例えば前記目標画像)における対応する輝度に可能な限り近い値に変換する数学的法則(例えば多項式)が、求められる。これは、既知のロバスト最小二乗フィッティング技術を使用することにより行われることができる。例えば、一方の画像(例えば前記変換されたソース画像)におけるピクセルの輝度値は、他方の画像(目標画像)における対応するピクセルの輝度値に対してx、y座標系にプロットされる。曲線フィッティング技術は、この場合、様々な点を通る曲線を見つけるために適用される。典型的には、S字形曲線が、必要とされる。
決定された多項式関数は、この場合、前記一方の画像(例えば変換されたソース画像)に適用され、変換された輝度は、ことによると幾つかの範囲外のピクセルを除外して、前記他方の画像(例えば目標画像)における輝度と近接して一致するべきである。
多くの場合、上述の画像正規化手順(幾何学的及び輝度正規化)は、関心のフィーチャの画像間の“人為的な”違いが除去又は実質的に減少されることを可能にするのに十分である。しかしながら、場合によって、前記関心のフィーチャの姿勢の違いは、第1画像乃至第2画像で前記差が単独に画像処理することにより満足に減少されることができないほど大きい。このような場合、前記姿勢が、所望の姿勢(例えば前記フィーチャの他の画像で既に観測された姿勢)に極めて近い画像が生成されることを保証するために処置をすることは有利である。これを達成する好ましい技術は、前記所望の姿勢での前記関心のフィーチャを持つ画像を生成するために、どのように前記撮像装置が設定されるべきかを示す制御データを生成することである。この制御データは、前記撮像装置の前記オペレータに対する命令を構成することができ(及び表示、プリントアウト等がされることができ)、又は人の介在無しで前記撮像装置を直接制御するために使用されることができる。
前記関心のフィーチャの姿勢の著しい違いを避けるためにこの技術を適用する場合、様々なアプローチが可能である。例えば、“所望の”姿勢(例えば、前記医療従事者に最大の情報を提供する“理想的な”姿勢)は、前記股関節のコンピュータ利用設計(CAD)モデルのような基準を参照することにより選択されることができ、この場合、全ての比較されるべき画像が、この選択された姿勢での関心のフィーチャを持つことを保証するために処置が取られる。又は、他の例として、前記比較されるべき画像の第1画像が生成されることができ、前記第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢が、推定されることができ、他の前記比較されるべき画像が、前記第1画像と同じ姿勢を持つことを保証するために処置が取られる。
何れのアプローチが取られても、可能な手順は同じであり、前記手順の主要なステップは、図5に示される。第一に、ステップT1において、試行画像が取得される。典型的には、これは、図1に示される前記システムのX線撮像装置2、3を使用して得られる“テストショット”であろう。次に、ステップT2において、前記関心のフィーチャ(又は識別部分)の輪郭は、既知の分割技術を使用して抽出される。この場合、ステップT3において、前記関心のフィーチャの姿勢は、ステップT0において取得された前記フィーチャの基準表現と比較されることにより推定される。プロテーゼの場合、前記基準表現は、前記プロテーゼの製造者により供給されるCADデータであることができる。好ましい姿勢推定技術は、上で引用されたSarojak et alによる記事に記述されたものである。この技術は、前記関心のフィーチャの3次元基準表現からの2次元投影像の生成と、前記関心のフィーチャの姿勢が、前記試行画像における姿勢と最良にマッチする2次元投影像の発見とを伴う。
推定された姿勢データは、この場合、ステップT5において制御データを生成するために、所望の姿勢データを参照して変換され、前記制御データは、ステップT6において、前記フィーチャが前記所望の姿勢を持つ画像を得るために、どのように前記X線撮像装置が制御又は変更されるべきかを示す。上で述べられたように、前記所望の姿勢データは、同じ関心のフィーチャの以前の画像から得られた姿勢又は理論的な検討から得られた姿勢であることができる。補正された画像は、T7において表示される。
本発明の実施例の例において、図1の前記医療用ビューイングシステムは、本発明の画像正規化の態様を上述の制御データ生成技術と統合する。統合された前記システムの2つの態様は、異なる仕方で相互作用することができる。
例えば、このシステムにおいて、“フォローアップ画像”が生成され、前記フォローアップ画像を、ここで“比較画像”と称される同じ関心のフィーチャの他の画像(例えば、より早い時間に得られた画像)と比較することが望ましい場合、第一に、上述の幾何学的正規化及び/又は輝度正規化技術を使用して前記フォローアップ画像及び前記比較画像の画像データを正規化する試みがなされることができる。もし結果として生じる画像が十分に類似していれば、この処理はここで終了する。しかしながら、もし典型的には撮像の幾何学的配置の違いによる前記画像間の重大な違いが依然としてあるならば、画像データ処理手段5は、上述の制御データ生成手順を実施する。従って、画像データ処理手段5は、前記比較画像における前記関心のフィーチャの姿勢に対して前記フォローアップ画像における前記関心のフィーチャの姿勢を推定し、向上されたフォローアップ画像を作成するために、どのように前記撮像装置が設定されるべきかを示す制御データを出力する。
代わりに、又は更に、統合された前記システムにおいて、フォローアップ画像が作成される前に、前記制御データ生成技術は、前記関心のフィーチャが所望の姿勢であるフォローアップ画像を得るために、どのように前記撮像装置が設定されるべきかを示す制御データを生成するのに使用されることができる。後に、一度1つ以上の画像が前記制御データによる装置設定を使用して得られると、これらの画像の幾何学及び/又は輝度特性は、比較画像(これ自体は、所定の制御データに従う撮像装置設定を使用して生成されている)を参照して正規化されることができる。
図面及び上の記述は、本発明を制限するのではなく、説明する。添付された請求項の範囲内にある多数の代替実施例があることは明白であろう。これに関して、以下の最後の見解が述べられる。
上で述べたように、前記撮像装置は、X線装置に制限されず、撮像されたフィーチャは、プロテーゼ/インプラントのような人工的な要素を含む実質的に如何なる関心のフィーチャであることもできる。更に、本発明は、2つの画像の比較を容易化するための画像正規化に関して記述されているが、本発明の技術は、3つ以上の画像の系列が比較のために正規化されることを可能にするように適用されることができる。また、一般に、正規化された画像データを表示することが望まれるが、他の形式の出力、例えば、前記正規化された画像及び/又は前記正規化された画像間の差を表す画像を印刷すること、前記画像データを記憶装置に出力すること等も可能である。
更に、上述の実施例は、一般に、幾何学的配置及び輝度特性が、目標画像のものにより近く適合するために、ソース画像に関する画像データの変換を含む。しかしながら、前記画像の何れが変換されるかは概して重要ではないことが理解されるべきである。従って、前記ソース画像に関する画像データは、幾何学的配置に関して変換されることができるが、前記目標画像に関する画像データは、前記2つの画像の輝度特性を正規化するために変換されることができる。同様に、一般に、変換された前記画像データが、比較されるべき前記画像より早い時間に生成された画像に関するか又は遅い時間に生成された画像に関するかは、重要ではない。一方の画像をより大きな範囲に変換するのではなく、両方の画像を減少された範囲に変換することにより前記比較されるべき画像の幾何学的特性を正規化することさえ可能である。輝度正規化に対して同じことが当てはまる。
更に、本発明の特定の実施例において、画像内の関心のフィーチャの姿勢は、3次元基準による2次元投影像を参照するパターンマッチング技術を使用して推定されるが、他の姿勢推定技術が使用されることができる。
上の記述は、データが画像データ処理手段5により処理される前記比較されるべき画像の少なくとも1つが、本発明の全体的な医療ビューイングシステムの一部を形成するX線撮像装置2、3により生成されると仮定する。しかしながら、理論的には、外部装置により生成された画像に関する画像データは、画像処理手段5に入力され、処理されることができる。更に本発明は、撮像装置を組み込まないワークステーションにも関する。
請求項における如何なる参照符号も、前記請求項を制限するように解釈されるべきでない。
Claims (14)
- 撮像装置及び画像データ処理装置を有する医療用ビューイングシステムであって、前記画像データ処理装置が、
関心のフィーチャの第1及び第2画像に関するデータを処理し、前記第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢と比較される前記第2画像における前記関心のフィーチャの相対的な姿勢を推定するように構成された姿勢推定手段と、
前記第1及び/又は第2画像に関する画像データを変換し、これにより2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整するように構成された画像変換手段と、
を有する、医療用ビューイングシステム。 - 前記画像変換手段が、2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整するために必要とされるアフィン変換を計算する計算手段を持つ、請求項1に記載の医療用ビューイングシステム。
- 前記画像変換手段が、前記第1及び第2画像内のピクセルの輝度を比較し、これにより前記第1及び第2画像の輝度特性を正規化するために必要な変換を決定及び適用する他の計算手段を持つ、請求項1又は2に記載の医療用ビューイングシステム。
- 前記撮像装置により作成された画像データを前記姿勢推定手段に入力する手段を有する、請求項1、2又は3の一項に記載の医療用ビューイングシステム。
- 前記画像データ処理装置が、所望の姿勢での前記関心のフィーチャを持つ画像を作成するために、どのように前記撮像装置を設定すべきかを示す制御データを生成する手段を有する、請求項1乃至4の何れか一項に記載の医療用ビューイングシステム。
- 撮像デバイス及び請求項1乃至5の一項に記載のビューイングシステムを有する医療検査装置であって、前記ビューイングシステムが、画像データ処理手段及び撮像手段を含み、前記画像データ処理手段が、
関心のフィーチャの第1及び第2画像に関するデータを処理し、前記第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢と比較される前記第2画像における前記関心のフィーチャの相対的な姿勢を推定する姿勢推定手段と、
前記第1及び/又は第2画像に関する画像データを変換し、これにより2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整する画像変換手段と、
を有し、前記撮像手段が、処理された前記画像を表示する医療検査装置。 - 前記画像変換手段は、2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整するために必要とされるアフィン変換を計算する計算手段を持つ、請求項6に記載の装置。
- 前記画像変換手段が、前記第1及び第2画像内のピクセルの輝度を比較し、これにより前記第1及び第2画像の輝度特性を正規化するために必要な変換を決定及び適用する他の計算手段を持つ、請求項1に記載の装置。
- 前記撮像デバイスにより作成された画像データを前記姿勢推定手段に入力する手段を有する、請求項6乃至8の何れか一項に記載の装置。
- 使用中に、
姿勢推定手段が、それぞれ異なる時間に前記撮像デバイスにより生成された第1及び第2画像に関するデータを処理し、前記第1画像における撮像された関心のフィーチャの姿勢と比較される前記第2画像における前記撮像された関心のフィーチャの相対的な姿勢を推定し、
姿勢補正手段が、前記姿勢推定手段により生成され且つ前記関心のフィーチャの前記相対的な姿勢を表すデータを処理し、前記第1画像における前記関心のフィーチャの姿勢と同じ姿勢での前記関心のフィーチャを持つ他の画像を作成するために必要とされる前記撮像手段の設定を示す撮像手段制御データを作成する、
請求項6乃至9の何れか一項に記載の装置。 - 汎用コンピュータにおける使用の場合に、以下のステップ、即ち
関心のフィーチャの第1及び第2画像に関するデータを処理し、前記第1画像における撮像された関心のフィーチャの姿勢と比較される前記第2画像における前記撮像された関心のフィーチャの相対的な姿勢を推定するステップと、
前記第1及び/又は第2画像に関する画像データを変換するステップであって、これにより2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整する当該画像データを変換するステップと、
を前記コンピュータに実行させる命令のセットを持つコンピュータプログラム。 - 前記画像データを変換するステップが、2つの前記画像における前記関心のフィーチャの姿勢を調整するために必要とされるアフィン変換を計算するステップを有する、請求項11に記載のコンピュータプログラム。
- 前記画像データを変換するステップが、更に、前記第1及び第2画像内のピクセルの輝度を比較するステップと、前記第1及び第2画像の輝度特性を正規化するために必要な変換を決定及び適用するステップとを有する、請求項11又は12の一項に記載のコンピュータプログラム。
- 汎用コンピュータにおける使用の場合に、所望の姿勢での前記関心のフィーチャを持つ画像を作成するために、どのように撮像デバイスを設定すべきかを示す制御データを生成するステップを前記コンピュータに実行させる命令のセットを持つ、請求項11、12又は13の一項に記載のコンピュータプログラム。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013517844A (ja) * | 2010-01-22 | 2013-05-20 | オプティメディカ・コーポレイション | 走査レーザによる嚢切開を自動配置する装置 |
JP2022512303A (ja) * | 2018-11-26 | 2022-02-03 | メタモーフォシス ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクター・ハフトゥング | 医用画像中の物体の相対位置の人工知能に基づく決定 |
JP7087390B2 (ja) | 2018-01-09 | 2022-06-21 | カシオ計算機株式会社 | 診断支援装置、画像処理方法及びプログラム |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004004626A1 (de) * | 2004-01-29 | 2005-08-25 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Hochenergiebilds |
EP1820159A1 (en) * | 2004-11-12 | 2007-08-22 | MOK3, Inc. | Method for inter-scene transitions |
US20080012856A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Daphne Yu | Perception-based quality metrics for volume rendering |
JP5837037B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2015-12-24 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 物理的対象物の画像を生成するシステム及び方法 |
US9360571B2 (en) * | 2011-04-25 | 2016-06-07 | Generic Imaging Ltd. | System and method for correction of vignetting effect in multi-camera flat panel x-ray detectors |
US8810640B2 (en) * | 2011-05-16 | 2014-08-19 | Ut-Battelle, Llc | Intrinsic feature-based pose measurement for imaging motion compensation |
US9044173B2 (en) * | 2011-10-23 | 2015-06-02 | Eron D Crouch | Implanted device x-ray recognition and alert system (ID-XRAS) |
US9646229B2 (en) * | 2012-09-28 | 2017-05-09 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and system for bone segmentation and landmark detection for joint replacement surgery |
US9317171B2 (en) * | 2013-04-18 | 2016-04-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Systems and methods for implementing and using gesture based user interface widgets with camera input |
CN103500282A (zh) | 2013-09-30 | 2014-01-08 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 辅助观察方法及辅助观察装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2531605B2 (ja) * | 1984-02-24 | 1996-09-04 | 株式会社東芝 | 画像の位置合せ装置 |
US4791934A (en) * | 1986-08-07 | 1988-12-20 | Picker International, Inc. | Computer tomography assisted stereotactic surgery system and method |
US5359513A (en) * | 1992-11-25 | 1994-10-25 | Arch Development Corporation | Method and system for detection of interval change in temporally sequential chest images |
EP0955932A4 (en) * | 1995-08-18 | 2000-05-10 | Brigham & Womens Hospital | VERSATILE STEREOTAXIC DEVICE AND METHODS OF USING SAME |
JP3672976B2 (ja) * | 1995-09-05 | 2005-07-20 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
GB9623575D0 (en) * | 1996-11-13 | 1997-01-08 | Univ Glasgow | Medical imaging systems |
US6611615B1 (en) * | 1999-06-25 | 2003-08-26 | University Of Iowa Research Foundation | Method and apparatus for generating consistent image registration |
-
2002
- 2002-10-16 US US10/499,944 patent/US20050025347A1/en not_active Abandoned
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013517844A (ja) * | 2010-01-22 | 2013-05-20 | オプティメディカ・コーポレイション | 走査レーザによる嚢切開を自動配置する装置 |
JP2015186595A (ja) * | 2010-01-22 | 2015-10-29 | オプティメディカ・コーポレイション | 走査レーザによる嚢切開を自動配置する装置 |
US9495743B2 (en) | 2010-01-22 | 2016-11-15 | Optimedica Corporation | Method and apparatus for automated placement of scanned laser capsulorhexis incisions |
US10449091B2 (en) | 2010-01-22 | 2019-10-22 | Optimedica Corporation | Method and apparatus for automated placement of scanned laser capsulorhexis incisions |
JP7087390B2 (ja) | 2018-01-09 | 2022-06-21 | カシオ計算機株式会社 | 診断支援装置、画像処理方法及びプログラム |
JP2022512303A (ja) * | 2018-11-26 | 2022-02-03 | メタモーフォシス ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクター・ハフトゥング | 医用画像中の物体の相対位置の人工知能に基づく決定 |
JP7391399B2 (ja) | 2018-11-26 | 2023-12-05 | メタモーフォシス ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクター・ハフトゥング | 医用画像中の物体の相対位置の人工知能に基づく決定 |
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Publication number | Publication date |
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