JPH03119489A - 複数の２次元像から３次元像を発生するための方法およびその装置 - Google Patents

複数の２次元像から３次元像を発生するための方法およびその装置

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JPH03119489A
JPH03119489A JP2206682A JP20668290A JPH03119489A JP H03119489 A JPH03119489 A JP H03119489A JP 2206682 A JP2206682 A JP 2206682A JP 20668290 A JP20668290 A JP 20668290A JP H03119489 A JPH03119489 A JP H03119489A
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slices
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voxels
vectors
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JP2206682A
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Heang K Tuy
ハーング　ケイ．トイ
Todd J Krochta
トッド　ジェイ．クロッタ
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Generation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に医療診断のため、３次元像を発生するた
めの方法および装−に関する。
本発明は、ＣＴスキャナーに１史用できるので、特にこ
れに関連して説明することにする。しかしながら、本発
明は他の像形成法、例えは磁気共鳴像形成法により得ら
れたデータから６次元像を形成することに関連した広範
な用途を有する。
コンピュータ化されたトモグラフィー（（、：Ｔ）およ
び飾気共鳴像形成法（ＭＨＩ）では、人の解剖構造の横
断源を発生できる。ＣＴまたはＭ几１スキャナーで得ら
れたデータを組立て、データの特定部分から得られたデ
ータに従いグレイスケールを割り合てる。
組織は、実際にＦｉ３次元であるので、一連のスライス
またはスキャンを嘔ら耽けれはならない。これらの一連
のスライスは実際の解剖ｍ込を視見化するよう知ηソに
統θびれる。医師による知的統合を助けるためよシ慣れ
たフォーマットで一連の再構成された半面ｖ４！を丹フ
ォーマット化することはよシ有利なことである。かかる
電子的な再フォ−マツト化は、放射線技師、上記医師、
協力者およびそれらの患者間の連絡を助けるものである
。このように連絡を改善することにより、医療上の処［
または外科手術の計画が良好となる。
過去１０年間、横断面像を再フォ−マツト化し、斜視図
から６次元像としてこれら横断面像を提示する多くの方
法が提案されてきた。主に、５つの異なる方法がこれま
で試みられた。これら方法とは、キュペリール法、オク
トリー法、線トレーシング法、三角法および輪郭法があ
る。
例えは、キュベリール法では、この方法の基本モデルは
３次元物体が同一寸法の立方体から成ることを仮定して
いるので、元の像データを予め処理することが必要であ
る。しかしながら、これらの方法のいずれも顕著な置市
の欠点を有している。
３次元像プロセッサを実際に有効なものとするには、リ
アルタイムでない場合、システムのレスポンスを極端に
高速に、理想的にはフレームごとに１秒よりも短くなる
ようにしなければならない。従来のシステムでは、かか
る速度での実行は特殊目的のノ・−ドウエアを使用する
ことによってのみ可能である。かかる特殊目的のハード
ウェアは、極めて高価であシ、一般にコスト的に有効で
ない。またかかる専用ノ・−ドウエアは、指定された５
次元再フオーマツト化を除く他のプロセスオペレーショ
ンには有効でない。
従来技術の別の欠点は、特にキュベリール法にある。事
実、ＣＴまたはＭＩＬＩスキャナーからの入力データは
、一般には立方形で蝶ない。その理由は、２つの連続す
るスライス間の距離は、再構成された像のピクセルの寸
法よりも大きくなるからである。このため、解像度とｎ
ｇが無効となる。
本発明の目的は、上記問題を克服（７、簡単で、経済的
、かつ一般用プロセッサ装置に容易に適合できる、３次
元像発生方法および装置を提供することにある。
本発明の紀１の様相によれば、試験体から一連のほぼ平
行なスライス（各スライスはスライスに沿った一義的な
ムＹ１および壓２空間的寸法および、そこにおける試験
体の物理的特性を表示する視覚値により表示されたボク
セルのほぼ平らなアレイにより表示される）を集取し、
各スライスにおける検査対象境界（この検査対象境界は
検査対象領域を足める）に沿うボクセルのサブセット全
分離し、スライスごとに、そのスライスのボクセルの各
サブセットの第１座標を表示するデータの第１ベクトル
アレイを定め、そのスライスのボクセルの各サブセット
の第２座標を表示するデータの第２ベクトルアレイを短
め、そのスライスのボクセルの各サブセットの視覚値を
表示するデータの各サブセットの第３べ夛トル’ｋｋめ
、スライスの各ボクセルが関連する画像フレームのピク
セルにマツピングされるよう各スライスの各検査対象境
界の第１、第２および第３ベクトルにより表示される５
次元物体を離散化し、離散化された物体を画像フレーム
に投影する諸工程から成る複数の２次元像から３次元像
を発生するための方法が提供される。
本発明の第２の様相によれは、対応する試験体から一連
の１１ぼ平行なスライス（各ス？イスはスライスに沿う
一義的に第１および第２空間的寸法およびそのスライス
における試験体の物理的特性を表示する視覚値により足
められるボクセルのは埋平らなアレイにより表示される
）を集取するための集取手段と、各スライスにおける検
査対象境界（この検査対象境界は検査対象領域を定める
）に沿うボクセルのサブセットを分離するための選択手
段と、各スライスのボクセルの各サブセットの第１寸法
を表示するデータの第１ベクトルアレイと各スライスの
ボクセルの谷サブセットの第２寸法全表示するデータの
第２ベクトルアレイと各スライスのボクセルの各サブセ
ットの視覚値を表示するデータの谷サブセットに対する
第３ベクトルから成る谷スライスにおける検査対象境界
を表示するベクトルデータを発生するためのベクトル発
生手段と、各スライスの各ボクセルが関連する平らな画
像フレームのピクセルにマツピングされるよう各スライ
スの各検査対象境界の第１、第２および第３ベクトルに
より表示される３次元物体を離散化するための手段と、
離散化された物体を画像フレームに投影するための手段
とから成る、一連の２次元像から５次元像を発生するた
めの装置が提供される。
本発明の第３の様相によれば、一連のＮ個のほぼ平行な
２次元像スライス（各像スライスは空間的にコード化さ
れたボクセルの＃ｔは平らなアレイから成シ、各ボクセ
ルにはこれに対応する試験体の物理的性質に応じたグレ
イスクール値が割り合てられている）ｔ−発生するため
のスライス発生手段と、像スライスの各々のうちの検査
対象境界（この検査対象境界は検査対象領域を建める）
を選択する手段と、検査対象境界と交差する各２次元像
スライスの境界ボクセルを分離するため手段と、各ボク
セルの第１空間的寸法を表示する第１ベクトルと各ボク
セルの第２空間的寸法を表示する第２ベクトルと各ボク
セルに対するグレイスケール値を表示する第３ベクトル
から成る５つのベクトルとしてスライスの各々に対する
境界ボクセルを表示するための手段と、隣接する像スラ
イスのうちの２つに関連する第１、第２および第３ベク
トルから像スライスのうちの２つの中間にそれぞれ配置
された１１個（ここでＮは正の整数）のμｍ］加スラス
ライスする第１、第２および第３ベクトルを内挿するた
めのスライス内挿手段と、ベクトルにより表示される各
ボクセルが関連する画像フレームのピクセルにマツピン
グされるようスライスの各々の第１、第２および第３ベ
クトルにより表示される５次元物体を離散させるための
手段とから成る、５次元像を発生するための装置が提供
される。
本発明の利点は、Ｉｔｔ′ｎ回数を最小にすることによ
り６次元像を迅速に発生できる方法および装置を提供で
きることにある。
本発明の別の利点は、実行する内挿法の回数に応じて３
次元像の解像度を変えることができる方法および装置を
提供できることにある。
本発明の別の利点は、外挿法を実行することにより完全
で、高解像度の３次元像を発生する前に５次元像を迅速
に再配列し、よって像の再配列をリアルタイムで精密化
できる方法および装置ｔ提供できることにある。
次に添附図面を参照し、例示により本発明に係る方法お
よび装置について説明する。
実施例 次に第１図を参照する。スライスデータ集取装置Ａは、
データプロセッサ／制御回路Ｂとインターフェースされ
ている。データ集取装［Ａは、図示するようにＣＴスキ
ャナーから成るので、特にこれに関連して説明する。し
かしながら、他の適当なスライス像装置、例えは磁気共
鳴撮像（ＭＲＬ）装置によっても同様なスライスデータ
を容易に集取できると解されよう。
ＣＴスキャナーは、回転陽極Ｘ線管１０から成り、この
Ｘ線管は像サークル１０全通して検出器アレイ１４へ扇
形のＸ線ビームを投影する。
このＸ線源１０は、モータ手段１６の制御により像サー
クルと相対移動するよう像サークル１２に対して口■変
である。例えは、インクリメント駆動手段１８により、
連続走査の闇でｉｔササ−ル１２に対して被検体を相対
的に位置決めすることにより複数のほぼ平行なスライス
が得られる。総合プロセッサ２２＃−１：、制御パネル
２０の指示により、Ｘ線管制御回路２４とのインタフェ
ースを行い、制御回路２４は扇形のＸ　１４ビームの発
生だけでなくＸ線管１０の加減速制御を容易にする。ア
レイプロセッサ２６は、メモリ手段２８内に記憶された
プログラムの制ｏｔ＋により作動する。このアレイプロ
セッサは、プロセッサ２２と連動して、かつ下記のプロ
グラムにより作動する。アレイプロセッサの使用は、本
システムの５次元像データの高速処理に１利でめゐ。
スライスデータは、データ集取回路３０を通して集取装
置Ａよシ集取され、一連の像は像再構成回路６２により
再構成される。最後にデイスプレィ手段５４は、合成像
をデイスプレィにする。
好ましい実施態様では、アレイプロセッサ２６は、高速
計算を容易とするための一つ以上のプロセッサ素子から
成る。しかしながら１本システムの原理により像が処理
されるとき、他の処理ユニットも正しく作動すると解さ
れよう。
アレイプロセッサ：２６Ｑ、（データ集取装置Ａにより
発生された）５次元物体の連続スライスの一組の１＃！
を像再構成手段３２を通して受け、物体の物理的性質を
表示する空間的にコード化されたスライスデータを発生
する。かかる−組のスライスは、スライスセットと称さ
れている。
像再構成手段３２は、はぼ平らなスライスのうちの少な
くとも一つのｔｌはすべてのサブ領域に視覚値を割り合
でるため設けられている。この視覚値は、グレイスクー
ルレベルとすることが適当である。連続スライスのこれ
らの像は、従来のＣＴｔた＃１ＭＲ１スキャナーの７オ
ーマツトと同じフォーマットで与えられる。一つの再構
成中段は、コンボルバとバックプロジェクションシステ
ムから成す、バックプロジェクションシステムはグレイ
スケールを表示する大きさを有するピクセル値を格子状
に発生する。
この３次元像を発生する本方法は、従来のプロセッサ、
例えはアレイプロセッサにがかるピクセル値の発生を適
合させる。側矩中の３次元物体、例えは骨または組織は
通常多くの連続する横断面像のスライスとなって延びる
。例えは、腰部の背骨は、一つのスライスの厚みより長
く延びるので、腰部の背骨を検査するには一組ＯＣＴ横
断面像が必要となる。スライスから３次元物体を充分に
抽出するＫは、検査中の５次元物体を入れるのに充分大
きい６次元のボックスｔ″まず・選択しなけれはならな
い。
検査対象ボックス（Ｈ（Ｊｌ）と称８れるこの３次元ボ
ックスは、スライスセットで表示される全容積よりも小
さい。このＢＯＩは、処理に必要な全情報ｍを低減し、
よって処理時間を短縮する。このＢＵＩ［、各像スライ
スを多数の境界領域に割り合てる。かかる各境界領域は
、データ集取装置から得られたデータによって表示され
た複数のサブ領域から成る。この境界領域は、好ましく
は一つのスライス像上で選択され、実際には次のスライ
スに投影すなわち外挿される。
しかしながら、所定の状況ＦでＦｉ所定の容積をカバー
するのに複数の境界領域を選択することが好ましいこと
もある。例えは、第１の境界領域を、一つのスライスか
ら定め、別の大きさを有する第２の境界領域を最後のス
ライスから定めることもできる。第１境界領域と第２境
界領域との間で中間スライスを通る投影を行うと、一連
の中間境界領域が足められる。しかしながら、多くの目
的では次のスライスに外挿すなわち投影された所定の組
の大きさの一つの境界領域が適当である。
一つの境界領域を建めた後は、尚該被検体の一連の輪郭
すなわち境界により定められた３次元面をこの境界内か
ら選択する。これは例えに、一つの組織または複数の組
織の表面または境界を定める。かかる物体は、・再び一
つのスライスからの単一境界領域から選択され、ＢＯＩ
の次の境界領域に投影される。しかしながら、ある状況
下では、検査対象境界に２つ以上の境界領域から選択す
ることが好゛ましいこともめる。
検査対象境界の選択は、デイスプレィ上でう・で選択す
ることにより、例えはこの境界にカーソルを合わせたり
、または所定のグレイスケールレベルを有する特にの境
界を分離することにより大行できる。好゛ま１．い実施
態様では、この双方の組み合わせ１ｒ実行しでいる。ま
ず検査対象領域は、平らな像として発生する。この領域
に、所定レンジのグレイスクールを割ｐ合て、次νにの
レンジ内にある領域だけを点蛤表示′する。オペレータ
すなわち技師２は制御パネル２０（第１図）によりこの
レンジ内にある表ｒＭ′−ｉたは境界のどれを取るかを
選択する。次いでこの境界１ｊＢＯＩの次の領域に投影
される。
第２図は、任意の寸法上の特徴を有する５次元物体であ
る試験体４０を示す。この試験体４０は、２つの通常平
行な像スライス４２および４４と交差している。本シス
テムは、隣接するスライス４２と４４との間に配置され
た擬似スライスすなわちスライス像４８と試験体４０と
の近似交差点を内挿するための手段を提供する。
第３図は、任意のスライス５０の平面図である。仁のス
ライスは、一連のボクセル（ｖｏｘｅｌ）５２から成る
。・図では、１次元、および２次元が示しであるが、ボ
クセルの３次元はスライス５０の厚さとして定められる
。ＢＯＩ　Ｓ　６は、点線で示すようにスライス５０と
交差する。このＢＯＩ５６は、検査対象境界により定め
られる検査対象領域５８を囲んでいる。
検査対象境界６０は、像スライスとこれと交差する標本
の所定部分との交点により定められる。ｍ３図の例、で
は、検査対象境界は、次の（ｘ、ｙ）座標（時計回わり
方向）すなわち（５，２）、　　（４，２）、（５，２
）、　　（５１３）、（６，４）。
（”ｌ”）ｌ　　（’ｌ’）ｌ　　（３１６）＋　　（
２１５）、（２，’）。
および（２，３）のピクセルにより定められる。
上記の記載から、各輪郭すなわち各スライスの検査対象
境界は、６つのベクトルすなわちエントリー−まｆｃは
−ｂｃざの等価数全イ］するスフイスごとのベクトルで
表示できる。第３図の実施例では、上記座標にある１１
個の斜線を付けたボクセルにより定められる。従って、
第３図のスライスに対する検査対象境界は、１１の長６
を有することになる。検査対象境界を表示する３つのベ
クトルは、１次元座標を表示する装素をＩピ憶した第１
ベクトルと、２次元全表示する座標を記憶した第２ベク
トルと、特定ボクセルの物理的特徴を示す視覚値を記憶
した第３ベクトルとから成る。
次に第４図全参照すると、この図には長さｍｆ：肩する
第１ベクトル６６ａと、長さｎ（ｒ４４する第２ベクト
ル６８ｂが図示されている。ベクトル６６ａＵ、第１ス
ライス６６内の３つのベクトルのうちの一つを表示する
ものとして選択され、ベクトル６８ａはスライス６６に
隣接するスライス６８からの検査対象境界のベクトルを
表示するものとして選択され、ベクトル６８ａの内容は
ベクトル６６ａの内容に対応している。しかしながら、
スライス６６からの検査対象境界を識別する５つのベク
トルと、スライス６８からの検査対象境界を識別する３
つのベクトルとの間には一定の対応関係がめる。
第４図の図示例では、スライス６８と６８のベクトルは
、互いに距離りに配置されておシ、この距離ハ隣接する
スライスが離間している距離である。下記より明らかと
なるように、本システムは検査対象境界より表示される
物体に対する相対的位置に従って関連する可視スクリー
ンに各スライスの５つのベクトルにより表示されるボク
セルをマツピングするための＋ｋｋ提供する。像スライ
スのボクセルから収集されたデータのみに依拠して可視
物体像を作成できるが、複数のスライスと交差する５次
元物体を完全に可視化するためには更に解像度が必要と
なることが多い。特に、合成像が外観上よりスムーズと
なるようｖ４接スライス間に配置された空間口は全体的
または部分的に満すことが好ｉしい。
次に第３図を参照すると、隣接スライス６６と６８との
間に配Ｗｔ、された中間輪郭すなわち検査対象境界を表
示するためのベクトルを得るためのシステムについて述
べる。好筐しい実ｉ。
様では、スライス６６と６８との間に配油゛された近似
検査対象境界を表示する３つのベクトルの組は次のよう
に計算される。
まず、ｎ個のエントリーに対してｍ個のエントリーを外
挿するよう３つのベクトル６６の各各につき１回の線形
内挿法を実施する。この内挿法により、ベクトル６６に
は更にｎ−ｍ項が付与される。
次の内挿法では、ベクトル６６と６８との間に一対一対
尾、の関係が生じる。次にスライス６６とスライス６８
との開の２分の１の距ｈ（Ｄ／２）の位置に内挿された
ベクトル７２が配置されるよう仮定して線形内挿法を実
施する。
次に第３図を参照する。ここには最終の内挿工程を示す
。２つのベクトル６８および６８の長さの中間にある数
すなわちベクトルｍの長さより長くかつベクトルｎの長
さより短い（ｎ−ｍ）／２のエントリーにベクトル７２
　（第３図）のエントリーを線形内挿することによりベ
クトル７２′を計算する。端数は、切り捨てることが好
ましい。このようにして２つの隣接するベクトルの組の
間に内挿されたベクトルの一組が形成される。しかしな
がら、一対の元のスライスの間に複数の内挿されたスラ
イス（等間隔が好ましい）を形成してもよいことは理解
されよう。
次に第７図を参照すると、ここには一連のｔｌぼ平行な
２次元像スライスから５次元像を形成するためのシステ
ムが７０−チャートにして図示されている。ステップ８
０にてオペレーションを開始し、ステップ８２に進み、
ここで最初の検査対象境界すなわち輪郭を初期化する。
ステップ８４では、第２輪郭に沿うピクセルのＣＴ数の
ベクトルに等しいベクトルＣをセットする。ステップ８
６および８８にて輪郭に沿うピクセルのＸ座標およびＹ
座標をそれぞれ示すベクトルＸおよびベクトルＹをセッ
トする。ステップ９０および９２は、ステップ８４．８
６および８８を繰り返して進む間にすべてのベクトルを
検討することを容易にする。
すべての輪郭に対するベクトルの組が一旦集められると
、ステップ９４て３次元像を含むフレームの所望の解像
度が計算される。このステップでは、合成３次元像を含
むこと［７２るフレームすなわちスクリーンのピクセル
数およびピクセルの大きさを確認する。
ステップ９６では、ステップ９４に関連して決定された
フレームのうちの一つのピクセルに離散化された物体の
各ボクセルが投影されるよう３次元物体の空間が離散化
される。
ステップ９８では、隣接ベクトルの中間に配置されたベ
クトルを形成するための線形内挿法が計算される。
３次元物体が最終的に２次元表面に投影された場合、３
次元物体に深さ効果が加えられるようステップ１００が
設けられている。これは、所定の投影スクリーンへの光
の方向と各輪郭の各ピクセルに対する表面の勾配とのス
カラー積と視覚値、例えばＣＴ数との積を計算すること
により適当に行うことができる。ステップ１０２では、
軸方向像の検査対象境界の輪郭内にある５次元像の全頂
部部分および紙部部分ｔ−関連する同視スクリーン１０
４に投影する。ステップ１０６では、視野から隠されて
いた表面ケマスクする。
残りの輪郭は、ステップ１０８まで伝えられ、このステ
ップでスクリーンに輪郭が投影される。
ステップ１０６′では合成６次元億円の隠されていた表
面が除かれる。これは、スクリーンにベクトル要素を垂
直に投影しながら実行される。スクリーン１０４への投
影前に、距離および／また司視値すなわち（表面の勾配
と光方向との内積で厘み付けされた）ＣＴ数のマトリッ
クスをステップ１１０で同時に形成することが好ましい
。
より正確に述べれば、輪郭上のボクセルはスクリーン上
のピクセルに投影される。例えは、（ｉ＋ｊ）がピクセ
ルの座標であるとすると、スクリーンに対するボクセル
の距離が距離マトリックスの要素の内容よりも小さい場
合、スクリーンに対するボクセルの距離は距離マトリッ
クスの要素＜、ｉ、ｊ）の内容と置換される。かかる場
合、特定ボクセルの視覚値またげＣ’ｌｌ”数は、視覚
値またはＣＴ数マトリックスの要素ｕ、ｊ）の内科と置
換される。
次に、第８図を参照［７て、第７図の内挿ステップ９８
についてより詳細に説明する。ステップ１１０で内挿法
を開始した後、ｍ個およびｎ個のエンドＩ７−をそれぞ
れ有する輪郭の２つの連続しかつ相応する検責対ａ！税
界をステップ１１２で分離する。
ステップ１１４では、それぞれの輪郭のベクトル内のエ
ン）　ＩＪ（４０）の数が等しいかどうか判別する。等
しい場合、ステップ１１６でそれぞれのベクトルの要素
間で直接線形内挿法を実施し、その後ステップ１１８で
内挿法を完了する。
ステップ１１４でベクトルが異なる長さを有すると判別
されれば、システムはステップ１２０へ進む。
ステップ１２０は、隣接する輪郭のうちどのベクトルの
組がより長いかを判断する。システムはこのテストに従
い、ステップ１２２．１２４またＵ　１２４．１２８に
進む。仁れらのステップは等測的な機能を有するが、ベ
クトルの組を逆に処理する。
ステップ１２２および１２６でハ、後述するように短い
Ｉ／１うのベクトルを長いほうのベクトルに等しい長さ
まで伸長するよう最初の内挿を行う。
好ましい実施態様では、伸長法を実施したが、よシ長い
ほうのベクトルを短いほうのベクトルに対応する長さま
で内挿法で短縮することも可能である。ステップ１２４
および１２８Ｆｉ、ステップ１１６と同じようにそれぞ
れの装期間で直接線形内挿法を実施する。ステップ１２
４または１２８を完了した後に、ステップ１５０で隣接
ベクトルから形成された合成内挿ベクトルの長さを隣接
ベクトルの長この中間の長芒とする。
要約すれは、第８図のフローチャートで示されるシステ
ムｔゴ、短いほうのベクトルの組全伸長し、線形内１４
１法を実施し、中間ベクトルの長さを、隣接ベクトルの
中間に配肯された負さに短縮することにより、中間に配
慮されたベクトルの組全確認する。しかしながら上記の
ように本システムは内挿前に長いはうのベクトルを短く
する内挿法と同じように機能する。
次に第９図全参照して、伸長／短縮法についてより詳細
に述べる。図示した方法では、ステップ１４０は長さｎ
のベクトル全長きｍ　（Ｚ）ベクトルに内挿するためル
ーチンの開始点を示す。ステップ１４２では、ｍに対し
１をエントリーすることに図示した式にまり値Ｑ全計具
する。値ｑは、値Ｑの積分部としてη１′クーされる。
ステップ１４６でＶ、１、イ的ａｋ　ｔ、ｉ　（諺−（
１（ここ−（ｋ　ｉｊ　１　、−−−−−−　、　ｍ　
）として＋’ｆ’ｌ’　；ｒ’Ｊされる。
ステップ１４８．１５０　、および１５２では、内挿法
によりベクトル要素”ｋ’　＋　Ｙ’に’オよヒｏ’に
＊計算する。次にステップ１５４にてベクトルＸ′およ
びＹ′より勾配ベクトルを計算する。この方法は、ステ
ップ１５６で終了する。
以上で好ましい実施態様を参照して本発明について説明
した。本明細書を読んで、理解すれば変形例および変更
例を想到できることは明らかである。かかる変形および
変更は、特許請求の範囲内で可能であると解される。
【図面の簡単な説明】
ｗ、１図は、本発明に係る３次元像発生装置のブロック
図、 第２図は、第１および第２スライスすなわち像平面およ
びこれらの間に内挿された第３の像平面と交差する任意
の物体の斜視図、 第３図は、５次元物体の横断面スライス内の境界全示し
、 第４図は、２つの隣接するスライスの対応する境界に沿
ったピクセルのベクトルを示し、第３因に、第３ベクト
ルを形成するよう隣接ベクトルを第１および第２内挿す
る方法を示し、第３図は、隣接するベクトルの間に配信
〔された、完成内挿ベクトルのための第３内挿法を示し
、 第７図は、本発明に係る、一連の２次元１氷スライスか
ら３次元像を発生するための方法を示し、 第８図は、第７図のシステムの内挿法を詳細に示し、 第９図は、第７図および第８図のシステムによる内挿法
を詳細に示す図である。 １０−Ｘ線管 １４−検出器アレイ ２２−プロセッサ ２４−Ｘ線制御回路 ２８−メモリ ２６−アレイフロセッサ ３０−データ集取装置 ６２−１摩損構成回路 ３４−ディスプレイ ＦＩＧ。 ５ ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 手 続 補 正 書 （自発） 平成 ２年１０月１７日 １、事件の表示 平成　２年　特許願　第２０８８８２号２゜ 発明の名称 複数の２次元像から３次元像を発生するための方法およ
びその装置 ３゜ 補正をする省 事件との関係　　　特許出願人 名称　ビカー　インターナシ１ナル インコーポレイテツド ４゜ 代　　　理　　　人 図 面

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）試験体（４０）から一連のほぼ平行なスライス（
    各スライスはスライスに沿つた一義的な第１および空間
    的寸法および、そこにおける試験体（４０）の物理的特
    性を表示する視覚値により表示されたボクセルのほぼ平
    らなアレイにより表示される）を集取し、各スライスに
    おける検査対象境界（この検査対象境界は検査対象領域
    を定める）に沿うボクセルのサブセットを分離し、スラ
    イスごとに、そのスライスのボクセルの各サブセットの
    第１座標を表示するデータの第１ベクトルアレイを定め
    、そのスライスのボクセルの各サブセットの第２座標を
    表示するデータの第２ベクトルアレイを定め、そのスラ
    イスのボクセルの各サブセットの視覚値を表示するデー
    タの各サブセットの第３ベクトルを定め、スライスの各
    ボクセルが関連する画像フレームのピクセルにマッピン
    グされるよう各スライスの各検査対象境界の第１、第２
    および第３ベクトルにより表示される３次元物体を離散
    化し、離散化された物体を画像フレームに投影する諸工
    程から成る複数の２次元像から３次元像を発生するため
    の方法。
  2. （２）隣接するスライスの相応する検査対象境界から、
    隣接するスライスの中間に変位する中間の検査対象境界
    を表示するボクセルのサブセットを内挿するスライス内
    挿工程を更に含む、請求項（１）に記載の方法。
  3. （３）スライス内挿工程前に隣接するスライスの検査対
    象境界を対応する第１、第２、第３ベクトルの間の等価
    的長さに内挿するためのベクトル内挿工程を更に含む、
    請求項（２）に記載の方法。
  4. （４）画像フレームへ投影しないよう離散化された物体
    の所定部分をマスキングする工程を更に含む請求項（１
    ）〜（３）のいずれかに記載の方法。
  5. （５）画像フレーム上に投影された像が深さのシエーデ
    イングを含むよう、離散化された像と画像フレームへの
    投影方法との関係に従つて離散化された像のボクセルを
    選択的にスケール化する工程を更に含む請求項（４）に
    記載の方法。
  6. （６）前記分離工程は一連のスライスのうちの第１スラ
    イス内の検査対象境界（この検査対象境界は検査対象領
    域を定める）に沿うボクセルのサブセットを分離し、第
    １スライス内の検査対象境界を一連のスライスの残りの
    スライスに外挿し、残りのスライスの各々のスライス内
    の検査対象境界に沿うボクセルのサブセットを分離し、
    よつて検査対象である３次元物体を定めることから成る
    請求項（１）に記載の方法。
  7. （７）前記分離工程前に第１スライス内の検査対象面を
    選択し、この検査対象面を残りのスライスに外挿するこ
    とを更に含む請求項（６）に記載の方法。
  8. （８）対応する試験体から一連のほぼ平行なスライス（
    各スライスはスライスに沿う一義的に第１および第２空
    間的寸法およびそのスライスにおける試験体の物理的特
    性を表示する視覚値により定められるボクセルのほぼ平
    らなアレイにより表示される）を集取するための集取手
    段と、各スライスにおける検査対象境界（この検査対象
    境界は検査対象領域を定める）に沿うボクセルのサブセ
    ットを分離するための選択手段と、各スライスのボクセ
    ルの各サブセットの第１寸法を表示するデータの第１ベ
    クトルアレイと各スライスのボクセルの各サブセットの
    第２寸法を表示するデータの第２ベクトルアレイと各ス
    ライスのボクセルの各サブセットの視覚値を表示するデ
    ータの各サブセットに対する第３ベクトルから成る各ス
    ライスにおける検査対象境界を表示するベクトルデータ
    を発生するためのベクトル発生手段と、各スライスの各
    ボクセルが関連する平らな画像フレームのピクセルにマ
    ッピングされるよう各スライスの各検査対象境界の第１
    、第２および第３ベクトルにより表示される３次元物体
    を離散化するための手段と、離散化された物体を画像フ
    レームに投影するための手段とから成る、一連の２次元
    像から３次元像を発生するための装置。
  9. （９）隣接するスライスの検査対象境界から隣接スライ
    スの中間に変位した中間検査対象境界を表示するボクセ
    ルのサブセットを内挿するためのスライス内挿手段を更
    に含む請求項（８）に記載の装置。
  10. （１０）スライス内挿工程前に隣接スライスの検査対象
    境界を対応する第１、第２および第３ベクトルの間の等
    価的長さに内挿するためのベクトル内挿手段を更に含む
    請求項（９）に記載の装置。
  11. （１１）離散した物体の所定部分を画像フレームへ投影
    しないようマスクするためのマスキング手段を更に含む
    請求項（８）から（１０）のいずれかに記載の装置。
  12. （１２）各々のボクセルが画像フレームの一つのピクセ
    ルに投影され、画像フレーム上の投影像が深さシェーデ
    ィングを含むよう離散像と画像フレームへの投影方向と
    の関係に応じて離散像のボクセルを選択的にスケール化
    するためのスケール化手段を更に含む請求項（１１）に
    記載の装置。
  13. （１３）一連のＮ個のほぼ平行な２次元像スライス（各
    像スライスは空間的にコード化されたボクセルのほぼ平
    らなアレイから成り、各ボクセルにはこれに対応する試
    験体の物理的性質に応じたグレイスケール値が割り合て
    られている）を発生するためのスライス発生手段と、像
    スライスの各々のうちの検査対象境界（この検査対象境
    界は検査対象領域を定める）を選択する手段と、検査対
    象境界と交差する各２次元像スライスの境界ボクセルを
    分離するため手段と、各ボクセルの第１空間的寸法を表
    示する第１ベクトルと各ボクセルの第２空間的寸法を表
    示する第２ベクトルと各ボクセルに対するグレイスケー
    ル値を表示する第３ベクトルから成る３つのベクトルと
    してスライスの各々に対する境界ボクセルを表示するた
    めの手段と、隣接する像スライスのうちの２つに関連す
    る第１、第２および第３ベクトルから像スライスのうち
    の２つの中間にそれぞれ配置されたＮ個（ここでＮは正
    の整数）の附加スライスに対する第１、第２および第３
    ベクトルを内挿するためのスライス内挿手段と、ベクト
    ルにより表示される各ボクセルが関連する画像フレーム
    のピクセルにマッピングされるようスライスの各々の第
    １、第２および第３ベクトルにより表示される３次元物
    体を離散させるための手段とから成る、３次元像を発生
    するための装置。
  14. （１４）先の各々２つのスライスの中間に配置された第
    １、第２および第３ベクトルの内挿を更にＭ回（ここで
    Ｍは２以上の整数値）選択的に繰り返すための手段を更
    に含む請求項（１３）に記載の装置。
  15. （１５）スライス内挿手段は、隣接スライスのベクトル
    の長さを比較するための比較手段と、該比較手段が指示
    するように隣接スライスのベクトルのうちの短いベクト
    ルの要素の間で直線内挿を行ない、隣接スライスのベク
    トルのうち長いほうのベクトルの要素数に等しい要素数
    を有する長いベクトルに計算するためのベクトル内挿手
    段とから成る、請求項（１４）に記載の装置。
  16. （１６）ベクトルのうちの長いほうのベクトルと長くさ
    れたベクトルのそれぞれの要素の間で線形内挿を行ない
    、隣接スライス間に配置された内挿された第１、第２お
    よび第３ベクトルを計算する手段を更に含む請求項（１
    ５）に記載の装置。
  17. （１７）スライス発生手段は、磁気共鳴像形成装置から
    成る、請求項（１３）から（１６）のいずれかに記載の
    装置。
  18. （１８）スライス発生手段はコンピュータ化トモグラフ
    ィースキャナーから成る請求項（１３）から（１６）の
    いずれかに記載の装置。
  19. （１９）離散した物体を関連した画像フレームに投影す
    るための手段を更に含む請求項（１３）から（１８）の
    いずれかに記載の装置。
  20. （２０）関連する画像フレームへ投影されないように離
    散物体の所定部分をマスクするための手段を更に含む請
    求項（１９）に記載の装置。
JP2206682A 1989-08-09 1990-08-03 複数の２次元像から３次元像を発生するための方法およびその装置 Pending JPH03119489A (ja)

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