TOP > 中国の大学の特許 > 清華大学の特許一覧 > CT結像におけるオブジェクトを定位するデバイス及びその方法

CT結像におけるオブジェクトを定位するデバイス及びその方法

国内特許コード P150011780
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2013-200155
公開番号 特開2014-069075
登録番号 特許第5736427号
出願日 平成25年9月26日(2013.9.26)
公開日 平成26年4月21日(2014.4.21)
登録日 平成27年4月24日(2015.4.24)
優先権データ
  • 201210375312.1 (2012.9.29) CN
発明者
  • 李 亮
  • 張 麗
  • 陳 志強
  • 趙 自然
  • ▲しん▼ 宇翔
  • 肖 永順
  • 王 清礼
出願人
  • 清華大学
  • 同方威視技術股▲分▼有限公司
発明の名称 CT結像におけるオブジェクトを定位するデバイス及びその方法
発明の概要 【課題】CT結像における複数の関心オブジェクトを定位する方法及びデバイスを提供する。
【解決手段】近似垂直の視角下での3枚の投影画像を用いて、関心オブジェクトの三次元の空間定位が実現できる。この方法は、スキャン視野に存在する複数の関心オブジェクトの場合であっても、迅速的にCT画像における関心領域オブジェクトの位置を特定することができると共に、CT画像に対してプレ再構成を行う必要がなく、アルゴリズムにおいても繰り返しステップをせず、方法が迅速かつ有効的で、工程の応用に良好に適用できる。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要



CT技術は、一台目のCT装置が1972年にHounsfieldに発明されて以来、医学診断及び工業用非破壊検査に革命的な影響を与えている。CT装置は、医療、生物、航空や宇宙飛行、国防等の業界において、既に重要な検出手段の一つになっている。CTのスキャンモード及び結像の方法は、技術の進歩につれて改善しつつある。三次元のコーンビーム(cone-beam)CTは、既に研究及び応用の主流になっている。X線のコーンビームCTは、既に医学臨床、セキュリティーチェック、非破壊検査等の分野に幅広く適用されている。特に、CTデバイスは、医学臨床診断の分野において既に不可欠な検査手段の一つとなってきた。





スパイラルCTは、1989年に、医学臨床の応用へ導入され始めた。スパイラルCTは、巨大な優勢を備えているため、次第に従来の断層CTと取り替えられつつある。断層CTに対するスパイラルCTの優勢は、スパイラルCTが断続せず連続的に投影データを採集することができることと、専門的に設計された再構成アルゴリズムによってオブジェクトの三次元のボリュームデータを得ることができることにあり、これによって、CTスキャンの時間を大幅に短縮し、画像を再構成するためのZ軸の分解能も向上することができると共に、動きアーティフィシャルを低減させることができる。スパイラルCTは、臨床応用において巨大な成功を収めた後、スパイラルCTに使用されている検出器も、すぐ単一層からダブル層、4層、8層、16層に発展し、だんだん32層、64層、128層までに発展してきた。2007年には、Toshiba社は、初めて320層のスパイラルCTを創り出しことに成功した。スパイラルCTは、飛躍的に発展しつつ、もう一つの技術、すなわち、フラット検出器技術もひっそりと進んでいる。フラット検出器は、多層スパイラルCTに使用された沢山の独立の検出器モジュールを寄せ集めて形成されたアレイ検出器とは異なり、まるまる一つのブロックである大面積のシンチレーター(scintillator)を直接に使用し、その背面に大規模の感光ユニットアレイ(例えば、CCD、CMOS、TFT等)をパッケージし、A/D変換を経てX線強度データが得られる。フラット検出器技術の発展は、もう一種の新しいコーンビームCT(CBCT)の出現を促進させた。フラット検出器を使用したCBCTシステムは、一般的に、一周回転しただけで、比較的大きい領域(例えば、30cm×30cm)のCTスキャンを完成することができ、該スキャン視野(FOV)の範囲内の三次元CT画像を再構成することができる。





CT技術は、近年、セキュリティー検査及び工業用非破壊検査の分野においても迅速の発展を実現している。例えば、ダブルパワー技術に基づくセキュリティー検査CTは、非常に優れた物質区別の能力を備え、既にセキュリティー検査の分野の認可を得ており、普及しつつある。非破壊検査分野への工業用CTも、空間分解能、密度分解能において、大きい進歩を遂げている。

産業上の利用分野



本発明の実施例は、主に放射結像に関するものである。より具体的に、CT結像におけるオブジェクトを定位するデバイス及びその方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
CT結像における複数の関心オブジェクトを定位する方法であって、
投影合成のアルゴリズムを用い、投影データから、その観察方向がCT断層平面に垂直する第1の投影画像を算出するステップと、
前記観察方向に垂直するコーンビーム投影において、基本的に直交する第2の投影画像及び第3の投影画像である2枚の投影画像を選択するステップと、
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置を特定するステップと、
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置に基づいて、三次元の空間における各関心オブジェクトのそれぞれの位置を算出するステップとを含むことを特徴とするCT結像における複数の関心オブジェクトを定位し、
第1の投影画像を算出するステップは、
投影データとラドン変換数値との関係を用い、投影データに基づいて、第1の投影画像に対応するラドンデータの偏導関数を算出するステップと、
フィルタ化逆投影アルゴリズム及び前記ラドンデータの偏導関数を用いて、第1の投影画像を算出するステップとを含む、方法。

【請求項2】
2枚の投影画像を選択するステップは、
第2の投影画像及び第3の投影画像における複数の関心オブジェクト間で重畳する重畳領域が最小になるように、前記第1の投影画像に基づいて第2の投影画像及び第3の投影画像を選択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。

【請求項3】
前記第1の投影画像に基づいて第2の投影画像及び第3の投影画像を選択するステップは、
前記第1の投影画像に対して分割を行い、関心領域の情報のみを含む二値化画像を取得するステップと、
前記二値化画像に対して、ファン角がコーンビームシステムの中心層の光源ターゲットポイントに対応するフレア角と等しくなるファンビームのフォワード投影を行うことによって、ファンビーム投影の正弦図を取得するステップと、
正弦図の各列に対して、ピークサーチアルゴリズムによってピークの個数を算出するステップと、
全てのピークの個数が第1の投影画像における関心オブジェクトの個数と等しい投影角度に対して、二者間の角度が90度となる投影角度を選択して第2の投影画像及び第3の投影画像を特定するステップとを含む、ことを特徴とする請求項に記載の方法。

【請求項4】
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置を特定するステップは、
第1の投影画像において、各関心オブジェクトに対して分割を行い、第1の投影画像における各関心オブジェクト領域の重心を特定するステップと、
第2の投影画像及び第3の投影画像において、各関心オブジェクト領域に対して分割を行い、第2の投影画像及び第3の投影画像における各関心オブジェクトの重心を特定するステップとを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項5】
CT結像における複数の関心オブジェクトを定位するデバイスであって、
投影合成のアルゴリズムを用い、投影データから、その観察方向がCT断層平面に垂直する第1の投影画像を算出する手段と、
前記観察方向に垂直するコーンビーム投影において、基本的に直交する第2の投影画像及び第3の投影画像である2枚の投影画像を選択する手段と、
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置を特定する手段と、
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置に基づいて、三次元の空間における関心オブジェクトのそれぞれの位置を算出する手段とを備え
第1の投影画像を算出する手段は、
投影データとラドン変換数値との関係を用い、投影データに基づいて、第1の投影画像に対応するラドンデータの偏導関数を算出する手段と、
フィルタ化逆投影アルゴリズム及び前記ラドンデータの偏導関数を用いて、第1の投影画像を算出する手段とを備えることを特徴とするデバイス。

【請求項6】
2枚の投影画像を選択する手段は、
第2の投影画像及び第3の投影画像における複数の関心オブジェクト間に重畳する重畳領域が最小になるように、前記第1の投影画像に基づいて第2の投影画像及び第3の投影画像を選択する手段を備える、ことを特徴とする請求項に記載のデバイス。

【請求項7】
前記第1の投影画像に基づいて第2の投影画像及び第3の投影画像を選択する手段は、
前記第1の投影画像に対して分割を行い、関心領域の情報のみを含む二値化画像を取得する手段と、
前記二値化画像に対して、ファン角がコーンビームシステムの中心層の光源ターゲットポイントに対応するフレア角と等しくなるファンビームのフォワード投影を行うことによって、ファンビーム投影の正弦図を取得する手段と、
正弦図の各列に対して、ピークサーチアルゴリズムによってピークの個数を算出する手段と、
全てのピークの個数が第1の投影画像における関心オブジェクトの個数と等しい投影角度に対して、二者間の角度が90度である投影角度を選択して、第2の投影画像及び第3の投影画像を特定する手段とを備える、ことを特徴とする請求項に記載のデバイス。

【請求項8】
前記第1の投影画像、前記第2の投影画像及び前記第3の投影画像における複数の関心オブジェクトの位置を特定する手段は、
第1の投影画像において、各関心オブジェクトに対して分割を行い、第1の投影画像における各関心オブジェクト領域の重心を特定する手段と、
第2の投影画像及び第3の投影画像において各関心オブジェクト領域に対して分割を行い、第2の投影画像及び第3の投影画像における各関心オブジェクトの重心を特定する手段とを備える、ことを特徴とする請求項に記載のデバイス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2013200155thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 生活必需品
※ 特許の内容に興味を持たれた方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close