JP2009502426A - 医用画像ボリューム内の身体の抽出システムおよび方法 - Google Patents
医用画像ボリューム内の身体の抽出システムおよび方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2005年8月1日に出願されたGuetatらによる「System for the Removal of Non-Body Structures in CT Images」と題する米国特許仮出願番号60/704,349による優先権を主張し、この仮出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの病院から到来した115個のCTボリュームのデータベースに、人間の介入なしに本発明の一実施形態による方法をテストした。このデータベースにおいて、ボリュームは身体のいくつかの部分、すなわち全身、胸部または下腹部から得られた。ボリュームのサイズは、512×512×53ボクセルから512×512×883ボクセルの範囲であり、平均解像度は0.83×0.83×1.77ミリメートル/ボクセルである。
本発明は、様々な形のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセスまたはこれらの組み合わせで実現できることを理解されたい。一実施形態において、本発明は、コンピュータ可読プログラム記憶装置で実施された有形のアプリケーションプログラムとして、ソフトウェアで実現することができる。アプリケーションプログラムは、任意の適切なアーキテクチャも含む装置によってアップロードし実行することができる。
75 ディスプレイ
76 入力装置
78 信号源
Claims (28)
- N次元グリッド上の複数のポイントのドメインに対応する複数の輝度を含み、身体と前記身体とは異なる非身体構造物とを含むデジタル化された医用画像を提供するステップと、
前記非身体構造物の前記身体とは反対側で前記画像内にサーフェイスを初期設定するステップと、
前記サーフェイスに作用する複数の力を定義するステップと、
前記力を使用して前記サーフェイスを前記非身体構造物を通って前記身体に当たるまで移動させるステップと
を含むことを特徴とするデジタル化された医用画像内の非身体構造物の識別方法。 - 前記サーフェイスによって横切られた構造物を前記画像から除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記複数の力は前記サーフェイスを前記身体に向かって動かす第1の外力を含み、前記第1の外力は前記身体の境界での画像輝度値に基づく一定の大きさを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記複数の力は第1の力とは反対に作用する第2の外力を含み、前記サーフェイス上のポイントでの前記第2の力の大きさは前記サーフェイスポイントの近傍内の平均画像輝度の二乗に比例することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記複数の力は第3の内力を含み、サーフェイス上のポイントでの前記第3の内力の大きさは前記ポイントの近傍内の平均画像輝度の勾配の大きさに比例することを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記第1の力と第2の力とのベクトル和は前記身体の境界でゼロであることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記複数の力は前記サーフェイスが前記身体に入らないように規定されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記サーフェイス上のポイントでのサーフェイス伝搬方向は、前記サーフェイスポイントの近傍内の平均画像輝度の勾配によって決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記平均画像輝度は、前記画像を前記近傍内のガウスカーネルで畳み込むことによって得られることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 移動後に前記サーフェイスを正規化するステップを更に含み、前記正規化されたサーフェイスは、ガウスカーネルによる前記移動されたサーフェイスの畳み込みと前記ガウスカーネルによる重み関数の畳み込みとの比であり、あるポイントでの前記重み関数は前記ポイントの近傍内での平均画像輝度の勾配の大きさに比例することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記サーフェイスを初期設定するときに前記画像をダウンサンプリングするステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記サーフェイスが前記身体に近づくときに前記画像をアップサンプリングし、前記アップサンプリングした画像内で前記サーフェイスを再計算するステップを更に含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記サーフェイスが前記身体と接触したときに前記サーフェイスを微調整するステップを更に含み、微調整するステップは、高輝度領域内のポイントを低輝度領域に移動するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- N次元グリッド上の複数のポイントのドメインに対応する複数の輝度を含み、身体と前記身体とは異なる非身体構造物とを含むデジタル化された医用画像を提供するステップと、
前記サーフェイスに作用する複数の力を使用して前記サーフェイスを前記非身体構造物を通って前記身体に当たるまで移動させるステップとを含み、
前記複数の力は、前記サーフェイスを前記身体に向かって動かし前記身体の境界での画像輝度値に基づく一定の大きさを有する第1の外力と、第1の力とは反対に作用する第2の外力とを含み、
前記サーフェイス上のポイントでの第2の外力の大きさは前記サーフェイスポイントの近傍内の平均画像輝度の二乗に比例する
ことを特徴とするデジタル化された医用画像内の非身体構造物の識別方法。 - 前記非身体構造物の前記身体とは反対側で前記画像内に前記サーフェイスを初期設定するステップを更に含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- コンピュータによって読み出し可能であり、デジタル化された医用画像内の非身体構造物を識別するための方法ステップを実行するためにコンピュータによって実行可能な命令のプログラムを有形的に実装するプログラム記憶装置において、前記方法が、
N次元グリッド上の複数のポイントのドメインに対応する複数の輝度を含み、身体と前記身体とは異なる非身体構造物とを含むデジタル化された医用画像を提供するステップと、
前記非身体構造物の前記身体とは反対側で前記画像内にサーフェイスを初期設定するステップと、
前記サーフェイスに作用する複数の力を定義するステップと、
前記力を使用して前記サーフェイスを前記非身体構造物を通って前記身体に当たるまで移動させるステップとを含むことを特徴とするコンピュータ可読プログラム記憶装置。 - 前記方法は、前記サーフェイスによって横切られた構造物を前記画像から除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記複数の力は前記サーフェイスを前記身体に向かって動かす第1の外力を含み、前記第1の力は前記身体の境界での画像輝度値に基づく一定の大きさを有することを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記複数の力は第1の力とは反対に作用する第2の外力を含み、サーフェイス上のポイントでの前記第2の力の大きさは前記サーフェイスポイントの近傍内の平均画像輝度の二乗に比例することを特徴とする請求項18に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記複数の力は第3の内力を含み、サーフェイス上のポイントでの前記第3の内力の大きさは前記ポイントの近傍内の平均画像輝度の勾配の大きさに比例することを特徴とする請求項19に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記第1の力と第2の力とのベクトル和は前記身体の境界でゼロであることを特徴とする請求項18に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記複数の力は前記サーフェイスが前記身体に入らないように規定されていることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記サーフェイス上のポイントでのサーフェイス伝搬方向は、前記サーフェイスポイントの近傍内の平均画像輝度の勾配によって決定されることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記平均画像輝度は、前記画像を前記近傍のガウスカーネルで畳み込むことによって得られることを特徴とする請求項23に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記方法は、更に、移動後に前記サーフェイスを正規化するステップを含み、前記正規化されたサーフェイスは、ガウスカーネルによる前記移動されたサーフェイスの畳み込みと前記ガウスカーネルによる重み関数の畳み込みとの比であり、あるポイントでの前記重み関数は前記ポイントの近傍内での平均画像輝度の勾配の大きさに比例することを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記方法は、前記サーフェイスを初期設定するときに前記画像をダウンサンプリングするステップを更に含むことを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記方法は、前記サーフェイスが前記身体に近づくときに前記画像をアップサンプリングし、前記アップサンプリングした画像内で前記サーフェイスを再計算するステップを更に含むことを特徴とする請求項26に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
- 前記方法は、前記サーフェイスが前記身体と接触したときに前記サーフェイスを微調整するステップを更に含み、微調整するステップは、高輝度領域内のポイントを低輝度領域に移動するステップを含むことを特徴とする請求項16に記載のコンピュータ可読プログラム記憶装置。
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