JP4992412B2 - 任意断層面画像生成装置及び方法、並びにそのためのデータ処理装置 - Google Patents
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Description
第1実施形態では、任意断層面画像生成装置の一例として、任意断層面の画像をトモシンセシスによって生成する場合について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る任意断層面画像生成装置100の概略構成を示す図である。この装置100によって任意断層面画像を生成する対象としての検体120は、典型的には被検査者の身体であって、被検査者は載置部104の上に静置された状態とされている。図中の楕円はこの被検査者の身体を模式的に示している。
(1) 低分解能の立体画像データの生成(第1合成プロセス):
異なる位置又は異なる方向から検体120にX線を照射して得られる複数の透過電磁波データを比較的少ない情報量で合成して、検体120の低分解能の立体画像データを生成し、記憶部107に記憶させる。
(2) 簡易立体画像の表示と断層面指定(表示及び断層面指定プロセス):
そのようにして得られた低分解能の立体画像データで表現される簡易立体画像(粗雑な立体画像)を表示部110に表示させ、ユーザから任意の断層面を指定する入力を入力受付部111から受け付ける。
(3) 高分解能の断層面画像データの生成(第2合成プロセス):
複数の透過電磁波データを比較的大きな情報量で合成して、指定された断層面における高分解能の断層面画像データを生成する。また、ユーザからの指令に基づいてその高分解能の断層面画像データで表現される精細画像を表示することができる。
制御部112の制御内容の1つに検体120の断層面画像データの生成がある。ここでは、生成部108が生成する断層面画像データの生成原理、すなわちトモシンセシスの原理について説明する。これは、上記の第1合成プロセス及び第2合成プロセスのいずれにおいても共通に適用される原理である。
トモシンセシスにおいて複数の画像を合成する公知な手法としては、シフト加算法がある。図3は、シフト加算法の原理を示す模式図である。これは、複数の投影画像21〜23と、各投影画像21〜23に対応する投影画像データDを検出したときの照射部101の照射位置とに基づいて、各投影画像21〜23の相対位置を順次にシフトさせながら各投影画像データDの加算処理を行う方法である。
(1) 得られた多数の投影画像データDのうち比較的少数のみを用いて合成を行うことにより、それぞれの層内における空間的分解能を低くする;
(2) 生成する断層面像の相互間隔(配列ピッチないしはスライス間隔)を比較的大きくとることにより、表示される簡易立体画像の層間の空間精度を比較的低くする;
(3) 画像合成に用いるデータ長(有効ビット数)を比較的小さくとることにより、階調表現における分解能(濃度やカラーの分解能)を低くする;
などの態様がある。これらにおいて比較基準となる情報量ないしは分解能は、
(a) 後述する第2合成プロセスで用いる情報量や分解能、又は;
(b) 一連のX線画像検出で得られた複数の投影画像データDによって最大限実現可能な情報量や分解能;
である。
(1) 平行配列を構成する各平面(断層面像)に対して、斜め上又は斜め下から見る斜視方向(図4);
(2) 平行配列を構成する各平面に平行な方向(側面視方向)。この場合は配列方向を軸として360度の回転自由度を持った画像とすることが好ましい;
(3) 平行配列を構成する各平面に垂直な方向(平面視方向)。この場合は各平面(断層面像)を任意に選択して表示可能に構成することが好ましい。
次に、ユーザが所望する任意の断層面の指定について説明する。
次に、上述の方法によって指定された任意断層面47の任意断層面画像データ生成原理について説明する。
O= 照射部101が移動する弧の焦点位置(円弧を規定する円の中心の位置);
L= 中心Oからの照射部101の水平方向の距離;
θ= 中心Oと照射部101とを結ぶ仮想線が高さ方向となす角度;
R= 照射部101から中心Oまでの高さ方向の距離;
z= 中心Oから注目ピクセルラインPまでの水平方向の距離;
V= 照射部101から注目ピクセルラインPまでの高さ方向の距離。
(1) 得られた多数の投影画像データのうちの多く(好ましくはすべて)を用いて合成を行い、断層面内で高分解能の断層面画像を得る、
(2) 指定された断層面を記述する平面方程式の表現精度を高くして空間精度を上げ、断層面の位置を高分解能で特定する、
(3) 画像合成に用いるデータ長(有効ビット数)を比較的大きくとって、階調表現における分解能(濃度やカラーの分解能)を高くする;
などの態様がある。
以上のような構成を備え、既述の原理を用いることにより以下のような動作を行うことが可能となる。ここでは、任意断層面画像生成装置100の動作について説明する。
以上のように、検体120の簡易立体画像40を低分解能で生成し、該簡易立体画像40において任意断層面47を指定した上で、当該任意断層面47についての断層面画像データを高分解能で生成するので、断層面の指定までのプロセスでの画像処理RAM109の使用量を軽減し、全体として精細な高分解能の任意断層面画像データを高速に生成することが可能となる。
上述の第1実施形態では、検体の画像データをトモシンセシスによって得る場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ここでは、本発明の第2実施形態として、検体の画像データをX線CT撮影によって得る場合について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付してその説明を省略する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る任意断層面画像生成装置700の概略構成を示す図である。
次に、ユーザが所望する任意の断層面の設定について第1実施形態とは異なる例を図面を参照して説明する。
以上のような構成を備え、既述の原理を用いることにより以下のような動作を行うことが可能となる。
以上のように、本実施形態での断層面画像データは、X線CT撮影によって得られるので、既存の撮影装置を基礎として製造することが可能となる。また、該既存の撮影方法を基礎として任意断層面画像データを生成することが可能となる。そして、第1実施形態と同様に、簡易立体画像を用いた断層面指定を行うため、データの処理量が少なく、高速な処理が可能になる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
101 照射部
103 照射位置制御部
104 載置部
106 検出部
107 記憶部
108,702 生成部
110 表示部
111 入力受付部
111a キィボード
111b マウス
112,112a 制御部
120 検体
40,80 立体画像データ
41〜43,81〜83 断層面画像
44〜46,84〜89 基準点
47,91 任意断層面
Claims (9)
- 異なる方向からの検体の透過像をそれぞれ検出して複数の透過像データを得る検出手段と、
前記複数の透過像データのうちの一部のデータを用いてデータの合成を行って、前記検体の第1の分解能の立体画像データを生成する第1合成手段と、
前記第1の分解能の立体画像データで表現される前記検体の複数の断層面像の平行配列としての簡易立体画像を、該平行配列に対して所定の方向から見た像として可視的に表示する表示部と、
前記複数の断層面像のうちの3つの断層面像に対してユーザから任意の断層面を特定する位置情報の入力をそれぞれ受け付ける指定入力手段と、
前記複数の透過像データのうちの前記第1合成手段で用いられた前記一部のデータよりも多い情報量のデータを用いてデータの合成を行って、前記断層面における前記第1の分解能よりも高い第2の分解能の断層面画像データを生成する第2合成手段と、
を備えることを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項1記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記第1合成手段は、前記簡易立体画像を第1の空間分解能で生成し、
前記第2合成手段は、前記第1の空間分解能よりも高精度の第2の空間分解能で前記断層面画像データを生成することを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項2記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記指定入力手段は、
前記表示部に表示された前記簡易立体画像上で前記断層面を特定する位置情報の入力を受け付ける情報入力手段、
を備えることを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項1ないし請求項3記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記断層面は平面であり、
前記断層面を特定する前記情報は、当該平面を特定する基準点の情報であることを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項1ないし請求項3記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記断層面は折れ面又は曲面を含み、
前記断層面を特定する前記情報は、前記折れ面又は前記曲面を特定する基準点の情報を含むことを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記複数の透過像データは、前記検体の複数の所定の方向から電磁波を順次に照射して得られる透過電磁波データであることを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか記載の任意断層面画像生成装置であって、
前記複数の透過像データは、検体を周回しつつ複数の方向から電磁波を順次に照射して得られる透過電磁波データであることを特徴とする任意断層面画像生成装置。 - 異なる方向からの検体の透過像をそれぞれ検出して得た複数の透過像データのうちの一部のデータを用いてデータの合成を行って、前記検体の第1の分解能の立体画像データを生成する第1合成手段と、
前記第1の分解能の立体画像データで表現される前記検体の複数の断層面像の平行配列としての簡易立体画像が、該平行配列に対して所定の方向から見た像として表示部に可視的に表示されている状態で、前記複数の断層面像のうちの3つの断層面像に対してユーザから任意の断層面を特定する位置情報の入力をそれぞれ受け付ける指定入力手段と、
前記複数の透過像データのうちの前記第1合成手段で用いられた前記一部のデータよりも多い情報量のデータを用いてデータの合成を行って、前記断層面における前記第1の分解能よりも高い第2の分解能の断層面画像データを生成する第2合成手段と、
を備えることを特徴とする任意断層面画像生成用のデータ処理装置。 - 異なる方向からの検体の透過像をそれぞれ検出して複数の透過像データを得る検出工程と、
前記複数の透過像データのうちの一部のデータを用いてデータの合成を行って、前記検体の第1の分解能の立体画像データを生成する第1合成工程と、
前記第1の分解能の立体画像データで表現される前記検体の複数の断層面像の平行配列としての簡易立体画像を、該平行配列に対して所定の方向から見た像として可視的に表示する表示工程と、
前記複数の断層面像のうちの3つの断層面像に対してユーザから任意の断層面を特定する位置情報の入力をそれぞれ受け付ける指定入力工程と、
前記複数の透過像データのうちの前記第1合成工程で用いられた前記一部のデータよりも多い情報量のデータを用いてデータの合成を行って、前記断層面における前記第1の分解能よりも高い第2の分解能の断層面画像データを生成する第2合成工程と、
を備えることを特徴とする任意断層面画像生成方法。
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