JP2017124300A - 画像処理装置、治療システム及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記実施形態では、被検体111の内部にオブジェクトが複数存在する場合、検出部103は、透視画像118、119それぞれの領域情報を用いて、透視画像118、119間で同一オブジェクトの像を対応付けたが、変形例1では、エピポーラ幾何により透視画像118、119間で同一オブジェクトの像を対応付ける例について説明する。
上記実施形態では、透視画像の各画素を注目画素として尤度を算出したが、変形例2では、透視画像において、オブジェクトの像の存在が期待される第3領域を構成する各画素を注目画素として尤度を算出する例について説明する。
上記実施形態では、透視画像の各画素を注目画素として尤度を算出したが、変形例3では、透視画像において、一旦、オブジェクトの像を検出した後は、所定運動モデルに基づいて、オブジェクトの像の存在が期待される第4領域(オブジェクトの像の移動先)を予測し、予測した第4領域を構成する各画素を注目画素として尤度を算出する例について説明する。
変形例3では、所定運動モデルに基づいて予測した第4領域で尤度を算出したが、変形例4では、第4領域の尤度に加え、所定運動モデルに基づく事前確率も用いて、オブジェクトの位置を検出する例について説明する。
変形例4では、注目画素それぞれの尤度と事前確率とを乗じた事後確率に基づいて、オブジェクトの位置を検出したが、あるフレームの事後確率を次フレームの事前確率として当該次フレームの事後確率を算出し、算出した事後確率に基づいて、オブジェクトの位置を検出してもよい。
変形例3では、所定運動モデルに基づいて予測した第4領域で尤度を算出し、オブジェクトの位置を検出したが、パーティクルフィルタで、事後確率を最大化する位置を検出してもよい。
変形例4において、被検体111の内部にオブジェクトが複数存在する場合、オブジェクト間の距離に応じて、事前確率の分布703の尖度を変更してもよい。
変形例7では、オブジェクトの像同士の距離が閾値以下の場合に、事前確率の分布の尖度を高くしてオブジェクトの像を取り違える可能性を低減したが、変形例8では、オブジェクトの像同士の距離が閾値以下の場合に、オブジェクトの像同士の距離が閾値以下にならないように、第1照射部112、113、及び放射線検出部116、117の少なくともいずれかの位置を制御する例について説明する。但し、変形例7では、第1照射部112、113、及び放射線検出部116、117は可動式である必要がある。
変形例3では、所定運動モデルに基づいて予測した第4領域を構成する各画素を注目画素として尤度を算出したが、エピポーラ線によって第4領域を更に限定して尤度を算出するようにしてもよい。
上記実施形態では、メモリ101の透視画像への書き込みが完了後に、メモリ101から透視画像が読み出され、尤度の算出が開始されたが、変形例10では、最初に尤度の算出が行われる注目画素での尤度の算出に必要な全ての画素がメモリに書き込まれるタイミング後に、尤度の算出を開始する例について説明する。
上記実施形態では、透視画像の全画素をメモリ101へ書き込んだが、尤度の算出に必要な画素をメモリ101へ書き込むようにしてもよい。
上記実施形態では、全ての色成分の画像を透視画像としたが、オブジェクトの透過率に応じた色成分の画像を透視画像としてもよい。
上記実施形態において、値の大きさが所定条件を満たす尤度が算出されなかった場合、検出部103は、警告信号を制御部123に出力し、制御部123は、警告信号に基づいて、警告装置(図1では、図示省略)に警告を行わせる制御を行わせるようにしてもよい。
上記実施形態では、オブジェクトの像の周辺で、尤度の値が総じて大きくなる場合があるため、近傍で尤度が高ければ、マージしてもよい。これにより、本来1つのオブジェクトを複数として検出するミスがなくなる。
上記実施形態では、オブジェクトらしい部分で大きな値をとる尤度を算出し、尤度が大きい部分をオブジェクトとして検出したが、オブジェクトらしい部分で小さな値をとる特徴量を算出し、特徴量が小さい部分をオブジェクトとして検出するようにしてもよい。この特徴量は、第1画素の画素値が互いに近く、かつ第1画素の画素値と第2画素の画素値とが離れているほど、値が小さくなるように設計すればよい。例えば、σt 2/σb 2やσw 2/σb 2を特徴量として利用できる。
図9は、本実施形態及び各変形例の治療システム1のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。さきほどまでは、治療ビームが重粒子線の想定で説明したが、図9はX線である場合のブロック図である。図9に示すように、治療システム1は、コンソール10、撮像装置20、寝台装置30、治療計画装置40、及び放射線治療装置(ライナック:治療計画データに基づいて放射線を照射して治療を行なう放射線治療装置)50を備える。なお、撮像装置20がCT装置である例について述べるが、これに限定されるものではない。
100 追跡装置
101 メモリ
102 算出部
103 検出部
104 管理部
110 寝台
112、113 第1照射部
116、117 放射線検出部
123 制御部
120 第2照射部
Claims (11)
- 被検体の内部を透視した透視画像に含まれる注目画素毎に尤度を算出する算出部と、
前記注目画素それぞれの前記尤度に基づいて、前記被検体の内部のオブジェクトの位置を検出する検出部と、
を備え、
前記注目画素の周辺にある第1領域に含まれる2以上の第1画素の画素値の差を示す第1の差に対する、前記2以上の第1画素の画素値と前記第1領域に含まれない1以上の第2画素の画素値との差を示す第2の差が大きい場合の前記尤度は、前記第1の差に対する前記第2の差が小さい場合の前記尤度よりも大きい、
画像処理装置。 - 前記第1領域は、前記オブジェクトの形状に依存する形状である、
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記算出部は、前記透視画像において前記オブジェクトの像の存在が期待される第3領域を示す領域情報を取得し、前記領域情報が示す前記第3領域において、前記注目画素毎に前記尤度を算出する、
請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記算出部は、所定運動モデルに基づいて、前記透視画像において前記オブジェクトの像の存在が期待される第4領域を予測し、前記第4領域において、前記注目画素毎に前記尤度を算出する、
請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記透視画像を構成する各画素が所定順序で書き込まれる記憶部と、
前記算出部により最初に前記尤度の算出が行われる注目画素での前記尤度の算出に必要な全ての画素が前記記憶部に書き込まれるタイミングを管理する管理部と、を更に備え、
前記算出部は、前記タイミングの経過後に、前記注目画素毎の前記尤度の算出を開始する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記オブジェクトは、前記被検体の内部に複数存在し、
前記算出部は、前記被検体の内部を異なる方向で透視した複数の透視画像それぞれの前記注目画素毎に前記尤度を算出し、
前記検出部は、前記透視画像毎に前記複数のオブジェクトの像それぞれの存在が期待される第3領域を示す領域情報及び3次元座標を当該透視画像に射影する射影行列を取得し、前記透視画像毎に値の大きさが所定条件を満たす尤度の注目画素を複数検出し、前記透視画像毎に当該透視画像の前記領域情報を用いて当該透視画像から検出した前記複数の注目画素それぞれがいずれの第3領域に存在するかを検出して、前記複数の透視画像それぞれで検出された前記複数の注目画素を前記複数の透視画像間で対応付け、前記複数の透視画像それぞれの前記射影行列、前記複数の透視画像それぞれから検出され、前記複数の透視画像間で対応付けられた前記複数の注目画素を用いて、前記複数のオブジェクトの3次元位置を検出する、
請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記オブジェクトは、前記被検体の内部に複数存在し、
前記算出部は、前記被検体の内部を異なる方向で透視した複数の透視画像それぞれの前記注目画素毎に前記尤度を算出し、
前記検出部は、前記透視画像毎に3次元座標を当該透視画像に射影する射影行列を取得し、前記透視画像毎に値の大きさが所定条件を満たす尤度の注目画素を複数検出し、前記複数の透視画像それぞれの前記射影行列を用いたエピポーラ幾何によって前記複数の透視画像それぞれで検出された前記複数の注目画素を前記複数の透視画像間で対応付け、前記複数の透視画像それぞれの前記射影行列、前記複数の透視画像それぞれから検出され、前記複数の透視画像間で対応付けられた前記複数の注目画素を用いて、前記複数のオブジェクトの3次元位置を検出する、
請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記算出部は、前記オブジェクトの形状及びサイズに関するオブジェクト情報と3次元座標を前記透視画像に射影する射影行列とを取得し、前記オブジェクト情報と前記射影行列とを用いて、前記透視画像に写る前記オブジェクトの像の形状及びサイズを算出し、当該像の形状及びサイズで前記第1領域を設定する、
請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 被検体に放射線を照射する第1照射部と、
前記被検体を透過した前記放射線を検出し、前記被検体の内部を透視した透視画像を生成する第1検出部と、
前記透視画像に含まれる注目画素毎に尤度を算出する算出部と、
前記注目画素それぞれの前記尤度に基づいて、前記被検体の内部のオブジェクトの位置を検出する第2検出部と、
検出された前記位置に基づいて、前記オブジェクトに治療ビームを照射する第2照射部と、
を備え、
前記注目画素の周辺にある第1領域に含まれる2以上の第1画素の画素値の差を示す第1の差に対する、前記2以上の第1画素の画素値と前記第1領域に含まれない1以上の第2画素の画素値との差を示す第2の差が大きい場合の前記尤度は、前記第1の差に対する前記第2の差が小さい場合の前記尤度よりも大きい、
治療システム。 - 前記オブジェクトは、前記被検体の内部に複数存在し、
前記算出部は、所定運動モデルに基づいて、前記透視画像において前記複数のオブジェクトの像それぞれの存在が期待される第4領域を予測し、前記複数の第4領域それぞれにおいて、前記注目画素毎に前記尤度を算出し、
前記第2検出部は、前記像毎に、当該像が前記所定運動モデルに基づいて移動する位置に近いほど値が大きくなる事前確率を当該像の存在が期待される前記第4領域に設定し、前記第4領域毎に、前記注目画素それぞれの前記尤度と前記事前確率とに基づいて、前記オブジェクトの位置を検出し、前記複数の像同士の距離が閾値以下の場合、前記複数の像同士の距離が前記閾値を超えるように前記透視画像が生成される前記第1照射部及び前記第1検出部の少なくともいずれかの位置情報を算出し、
前記位置情報に基づいて、前記第1照射部及び前記第1検出部の少なくともいずれかの位置を制御する制御部を更に備える請求項9に記載の治療システム。 - 被検体の内部を透視した透視画像に含まれる注目画素毎に尤度を算出する算出ステップと、
前記注目画素それぞれの前記尤度に基づいて、前記被検体の内部のオブジェクトの位置を検出する検出ステップと、
を含み、
前記注目画素の周辺にある第1領域に含まれる2以上の第1画素の画素値の差を示す第1の差に対する、前記2以上の第1画素の画素値と前記第1領域に含まれない1以上の第2画素の画素値との差を示す第2の差が大きい場合の前記尤度は、前記第1の差に対する前記第2の差が小さい場合の前記尤度よりも大きい、
画像処理方法。
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