JP2020506452A - Hmdsに基づく医学画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ヴァーチュアルリアリティ(VR):ヴァーチュアルの世界を作って体験できるアナログシミュレーションシステムを指す。これは、多種情報の融合且つインタラクティブ的な三次元動態視界と実体行為のシステムシミュレーションであり、ユーザーをその環境に浸せることができる。
ローカルデータベース:ローカル医学画像形成装置において、第1のDICOMファイルの解析及び第1のボリュームテクスチャーデータデータの形成に用いられる。そして、患者、画像採集器、画像の採集時間、撮影のタイプ、器官によって、ボリュームテクスチャーデータを分類して記憶し、唯一の標識を形成することができる。その他、ローカルデータベースは、リバースレンダリングエディタで得た伝達関数結果の記憶にも用いられる。同時、ローカルデータベースは、開発端末の記憶動作が随時に発生することが現実にならせる。ミリ秒までのローカルシステム時間を画像の記憶の一種の標識として利用する同時、記憶の動作が完成した後、3Dモードに戻ることもできる。編集者がある画像の効果が良い基礎で、継続に細かいところをテストして時間を節約するように、編集者は原の効果に対して、継続の編集ができる同時、この前に編集した三次元人体画像の関連データのチェックと調べもできる。
a.CTディスクデータの種類のマッチング(例えばCT、DTI、MRI、PET)。
b.CTディスクデータのうち、器官データのマッチング、解像度のマッチング、層厚のマッチング、三次元再構築画像の資源数。
c.伝達関数結果のマッチング。
伝達関数による色の値と不透明値に対するフィッテング
目前、数多くの医学スキャン設備が採集しているボリュームデータがほぼグレーケールデータであり、それぞれの人体組織・器官のグレーケールの分布が違う。本発明では、伝達関数はグレーケール画像の違うグレーケールの分布により、色の値と不透明度値を与える。図26と図27の通り、図26は画像処理システムが肺CTに対してリバースレンダリングエディタを行ったグレーケール画像である。図27は、画像処理システムが肺CTに対してリバースレンダリングエディタした透明度の効果図である。層厚が1mm、フレーム数が296である肺CTを例とし、具体的なステップは、器官領域の選択、選択した領域に対する属性編集、及び最後に得た伝達関数によるレンダリングを有する。
立方体グラフ操作機能関数:パラメーターは選択した領域のフレームとマウスで入力したx、yの座標を含む。
bool Cxxx_handleMoveEvent(Cxxx*p,int x,int y)
アーク線フィッテング操作機能関数:パラメーターは選択した領域のフレームとマウスで入力したx、yの座標を含む。
bool Cxxx_handleMoveEvent(Cxxx*p,int x,int y);
(1)3Dモードでの伝送は、選択した器官の色の選択を実現する
パラメーターはマウスのx、yであり、マウスが色の選択領域の範囲にあり、マウス位置の色が変更の色である
関数のbool CTransferFunction2_move_Cxxxx (int x, int y)を実現する。
(2)3Dモードで、編集者は選択した器官の透明度を調整する。透明度の値が0〜1.0である。
パラメーターは、今の透明表UIの位置である。
関数のvoid CTransferFunction2_Axxxx(int index)を実現する。
本実施例では、二次元グレーケール−勾配伝達関数の空間で、本発明が高次元伝達関数を採用してボリュームレンダリングを行うことを説明する。画像中心法による伝達関数を使用する場合は、データ中心法による伝達関数を使用する場合より、最も良い描画結果が得られる。この過程は、伝達関数がパラメーターとし、そのパラメーターを最適化する過程である。即ち、ある特定の描画結果を目標とし、間接的に伝達関数を変える、従って、ユーザーは持続的に可視化結果をインタラクティブすることだけでよく、直接的に伝達関数を設計しなくてもいい。
ボリュームデータの中、同じ物質内部のボクセルが類似のグレーケール値を持つが、違う物質の間の境界領域にあるボクセルのグレーケール値には明らかな変化がある。勾配はスカラー場の中、スカラー場の変化方向と変化速度を表す度量なので、勾配の変化が非常に激しい。
(2)ボリュームデータの中、同じグレーケールと勾配ドットペアの数を統計して、一つの255×256の二次元画像を形成する。
中心差分と違い、Sobel演算子が26近傍の26個のボクセルを利用し、より良い表示効果が得られる。三次元Sobel演算子は3×3×3の合成積を利用して得たものである。第一行列はこの前のスライスであるが、第二行列は目前のスライスであり、そして、第三行列は次のスライスである。
(1)先ず、二次元グレーケール勾配立方編集フレームの範囲を[0.255]に設定し、0で初期化する。即ち、一つの大きさが255×256である二次元画像のそれぞれのピクセルの輝度に値を与え、ここで、横軸がグレーケールを表し、縦軸が勾配を表す。
図2は本発明の画像処理システムの構造模式図であり、主にローカル医学画像形成装置1、サーバ3、及び端末医学画像形成装置2を含む。
図10〜13は、本発明が提供する画像処理システムのHDMSの表示模式図である。 図14〜17は本発明が提供する画像処理システムのHMDSの特殊表示効果図である。特殊表示とは、興味ある器官又は組織に対して特殊の対比処理を行うことを言い、リバースレンダリングエディタにより器官又は組織の色及び/又は透明度を変更することで実現させる。
既に形成した三次元画像の中、本発明の画像処理システムは選定領域に対して検査と調整が行え、他の選定しない部位の描画効果を影響しない前提で、単独に器官のある具体的な部位又は病巣の詳しい内部画像が観察できる。そして、多部位が併存する状況で、色と透明度によって病巣の状況を判断し、周囲部位又は他の器官の影響を消すことができる。
図21(a)〜21(c)は、大動脈瘤病巣の選択領域に対する二回目の三次元再構築の効果図である。
図22(a)〜22(c)は、腎臓腫瘍病巣の選択領域に対する二回目の三次元再構築の効果図である。
図23(a)〜23(b)は、肺及び気管支内面に対する拡大三次元の効果図である。
図24は、本発明が提供する画像処理システムによるMRI脳部の三次元画像である。
図25(a)〜25(c)は主脈血管病巣の三次元画像の効果図を表示する。
Claims (12)
- ローカル医学画像形成装置と、サーバと、端末医学画像形成装置と、一つ又は複数のディスプレイとを備え、
前記ローカル医学画像形成装置はローカルデータベースとリバースレンダリングエディタとを有し、前記ローカルデータベースは解析モジュールと記憶モジュールとを有し、前記解析モジュールは、第1のDICOMファイルを解析し、第1のボリュームテクスチャーデータを形成して前記記憶モジュールに記憶するために用いられ、前記リバースレンダリングエディタは、第1のボリュームテクスチャーデータを受け取り、伝達関数模型によって関連する伝達関数結果を生成するために用いられ、
前記サーバは、前記ローカル医学画像形成装置に接続され、第1のボリュームテクスチャーデータ及び関連する伝達関数結果の記憶に用いられ、
前記端末医学画像形成装置はユーザー入力インターフェイスとボリュームデータベースとを有し、前記ボリュームデータベースは、前記サーバに接続され、前記第1のボリュームテクスチャーデータ及び前記関連する伝達関数結果の取得に用いられ、前記ボリュームデータベースは、前記ユーザー入力インターフェイスから入力された第2のDICOMファイルを解析し、第2のボリュームテクスチャーデータを形成するとともに、マッチング度が予め設定された閾値以内にある第1のボリュームテクスチャーデータと前記伝達関数結果とをサーチし、第1の三次元画像を表示することに用いられ、
前記マッチング度が前記予め設定された閾値より高い場合、前記端末医学画像形成装置が前記ボリュームデータベースによって前記第2のボリュームテクスチャーデータを前記ローカル医学画像形成装置に伝送し、前記リバースレンダリングエディタが前記伝達関数模型を編集し調整し、調整した後の伝達関数結果を前記サーバによって前記端末医学画像形成装置に伝送し、第2の三次元画像を表示し、
前記一つ又は複数のディスプレイは、前記ローカル医学画像形成装置及び/又は前記端末医学画像形成装置に配置されている
画像処理システム。 - 前記第1のDICOMファイルと前記第2のDICOMファイルとが同じであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
- 前記ローカル医学画像形成装置及び前記端末医学画像形成装置それぞれにはヘッドマウンドディスプレイが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
- 前記ヘッドマウンドディスプレイはVR設備であることを特徴とする請求項3に記載の画像処理システム。
- 請求項1に記載の画像処理システムが実行する画像処理方法であって、
前記サーバから第1のボリュームテクスチャーデータ及び関連する伝達関数結果を取得し、前記ボリュームデータベースに記憶するステップ(1)と、
第2のDICOMファイルを前記端末医学画像形成装置に提供するステップ(2)と、
前記ボリュームデータベースから、第2のDICOMファイルとのマッチング度が予め設定された閾値以内にある前記第1のボリュームテクスチャーデータ、及び関連する伝達関数結果をサーチし、第2の三次元画像を表示するステップ(3)と
を有する画像処理方法。 - 前記ステップ(3)は、前記ボリュームデータベースが前記第2のDICOMファイルを解析して第2のボリュームテクスチャーデータを形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 前記第2の三次元画像は、ヘッドマウンドディスプレイにより表示され、前記ヘッドマウンドディスプレイはVR設備を含むことが好ましいことを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 前記第2の三次元画像は前記第1の三次元画像と同じであることを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 前記ステップ(3)において、前記マッチングは、器官のパラメーター、フレーム、行、列、解像度及び/又は層厚からなる群から選ばれることを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 前記ステップ(3)において、前記マッチング度が前記予め設定された閾値より高い場合、前記第2のボリュームテクスチャーデータが前記サーバによって前記ローカル医学画像形成装置に伝送され、前記リバースレンダリングエディタが伝達関数を編集し調整し、調整した後の伝達関数結果を前記サーバによって前記端末医学画像形成装置に伝送し、第2の三次元画像を表示することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 請求項1に記載の画像処理システムが実行する画像処理方法であって、
前記サーバから第1のボリュームテクスチャーデータ及び関連する伝達関数結果を取得し、前記ボリュームデータベースに記憶するステップ(1)と、
第2のDICOMファイルを前記端末医学画像形成装置に提供するステップ(2)と、
前記ボリュームデータベースから、第2のDICOMファイルとのマッチング度が予め設定された閾値以内にある前記第1のボリュームテクスチャーデータ、及び関連する伝達関数結果をサーチし、第2の三次元画像を表示するステップ(3)と、
第2の三次元画像について、領域選択命令を提供し、選択領域を形成し、前記ボリュームデータベースから、前記選択領域とのマッチング度が予め設定された閾値以内にある伝達関数結果をサーチし、選択領域の第3の三次元画像を表示するステップ(4)と
を有する画像処理方法。 - 前記ステップ(4)において、前記マッチング度が予め設定された閾値より高い場合、前記選択領域のデータが前記サーバによって前記ローカル医学画像形成装置に伝送され、前記リバースレンダリングエディタが伝達関数を編集し調整し、調整した後の伝達関数結果を前記サーバによって前記端末医学画像形成装置に伝送し、第3の三次元画像を表示することを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
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