TOP > 国内特許検索 > 画像再構成方法及び装置、画像再構成プログラム

画像再構成方法及び装置、画像再構成プログラム コモンズ

国内特許コード P05P002488
整理番号 Y2003-P379
掲載日 2005年10月4日
出願番号 特願2004-069949
公開番号 特開2005-253702
登録番号 特許第4137822号
出願日 平成16年3月12日(2004.3.12)
公開日 平成17年9月22日(2005.9.22)
登録日 平成20年6月13日(2008.6.13)
発明者
  • 伊藤 聡志
  • 山田 芳文
出願人
  • 科学技術振興機構
発明の名称 画像再構成方法及び装置、画像再構成プログラム コモンズ
発明の概要 【課題】 焦点面映像に重畳した焦点面以外の映像成分を除去する。
【解決手段】 処理部は、磁気共鳴映像法により被写体の各断面の情報が重なって映像化されたNMR信号等を記憶部等から入力する(S100)。処理部は、NMR信号に基づき、所望の奥行き座標を焦点面とする第1の合焦像及びその絶対値振幅画像を求める(S301、102)。処理部は、焦点面以外の映像成分が合焦像へ重畳する効果を示す点像分布関数及びその絶対値像を求める(S302)。処理部は、点像分布関数の絶対値像及び合焦像の絶対値振幅画像に基づいて逆フィルタリングして、画質が改善されたインコヒーレント結像近似像(以下、近似像)を求める(S303)。処理部は、近似像と点像分布関数とに基づいて得られる第2の合焦像と、第1の合焦像との比に基づいて修正関数を求め、修正関数に従い近似像を修正して焦点面以外の像が除去された再構成画像を求める(S305)。<EMI LX=1100 HE=096 WI=064 ID=000002 LY=1742>
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】 磁気共鳴映像法(MRI、Magnetic Resonance Imaging)において3次元の画像を取得するには、通常、3次元のデータ収集が行われる。そのために一般に長大な撮像時間が必要となる。それに対し、3次元回折分布と同形の信号を得る又はフレネル回折式を利用した磁気共鳴映像法(以後、フレネル回折型映像法と称する)では、2次元的に走査した信号からでも画像再構成時に使用する遠近パラメータにより任意の奥行き深さに焦点を合わせた画像を得ることができる。これは、丁度、カメラなどでレンズの焦点距離調整により任意の位置に合焦させた映像を取得できる原理に類似している。3次元の情報を2次元のデータ収集走査で得ることができれば、長い時間を要するMRI撮像時間の短縮、RF(Radio Frequency)による生理的影響の軽減、被検者の精神的負担を軽減でき、その効用は極めて大きいものがある。 また、X線による被写体の任意の深さにおける面の像を得る装置において、被写体に対しX線を照射し、被写体を透過したX線を撮像する手段として機能する受光素子で検出し、被写体の任意の深さにおける面の像を得るようにしたX線撮像装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、距離調整手段により集光手段と被写体の距離を調整して、被写体の任意の深さにおける面の像を得ることが記載されている。また、特許文献1には、立体画像を抽出するために、xy平面に平行な断層面をある間隔でz軸に沿って相対的にずらしながらデータを抽出して、平面のデータを連続的又は断続的に測定し、コンピュータ上で重畳していくことにより立体画像を計算に頼らず直接測定できることが記載されている。 また、本発明者らの文献には、2次元のデータ収集で奥行き方向の情報を有する映像を取得できるNMR(Nuclear Magnetic Resonance)フレネル回折型映像法について記載されている(例えば、非特許文献1参照)。この方法は、MRI測定時に与える磁場形状を工夫することで光の3次元回折分布と同形の信号を得ることができ、ホログラフィの原理を応用して2次元走査した信号から任意の奥行きに焦点を合わせた画像を得ることができるが、得られた画像には焦点外のぼけた映像が重畳されることが記載されている。 また、ベイズ理論に基づいた逆畳み込み積分の反復式が記載された文献がある(非特許文献2参照)。
【特許文献1】特開2000-135211号公報
【非特許文献1】伊藤聡志、小野晃和、上村佳嗣、山田芳文、「NMRフレネル回折型映像法による映像再構成」、MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY vol.18、No.6、2000年11月、pp.817-827
【非特許文献2】F.Tsumuraya、“Deconvolution based on the Wiener-Lucy chain algorithm: an approach to recover local information losses in the deconvolution procedure”、J.Opt.Soc.Am.A, Vol.13, No.7, pp.1532-1536(1996).
産業上の利用分野 本発明は、画像再構成方法及び装置、画像再構成プログラムに係り、特に、フレネル回折式を利用した磁気共鳴映像法、その他の画像センシング法において、信号から再構成した1枚又は数枚の画像(合焦像)から焦点面以外の像成分を除去し、焦点面映像成分のみを抽出する、3次元回折分布を利用した磁気共鳴映像法における画像再構成方法及び装置、画像再構成プログラムに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 処理部は、磁気共鳴映像法よる測定において被写体の各断面の情報が重なって映像化された2次元の測定画像信号と、その測定についての所定のパラメータとを、記憶部又は測定装置又は入力部から入力するステップと、 処理部は、入力された測定画像信号に基づき、2次元の測定画像信号に対して奥行き方向の所望の奥行き位置座標を焦点面とする第1の合焦像を求め、及び、求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像を求めるステップと、 処理部は、焦点面以外の映像成分が合焦像へ重畳するぼけ効果を示す点像分布関数を、入力された所定のパラメータに基づいて求め、及び、求められた点像分布関数の絶対値像を求めるステップと、 処理部は、求められた点像分布関数の絶対値像及び求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像をフーリエ変換して比を取りさらに逆フーリエ変換する逆フィルタリングにより、焦点面以外の映像成分の一部又は全部が除去されたインコヒーレント結像近似像を求めるステップと、 処理部は、求められたインコヒーレント結像近似像と点像分布関数とを畳み込み積分して第2の合焦像を求め、第1の合焦像及び第2の合焦像の比と、点像分布関数とを相関演算して修正関数を求め、求められた修正関数に従いインコヒーレント結像近似像を修正して焦点面以外の映像成分がさらに除去された再構成画像を求めるステップと、 処理部は、求められた再構成画像及び/又はインコヒーレント結像近似像を記憶部に記憶する、又は、表示部に表示する、又は、出力部に出力するステップとを含む画像再構成方法。
【請求項2】 処理部は、複数の奥行き位置座標を順次設定するステップと、 処理部は、設定された奥行き位置座標のそれぞれについて再構成画像を求めることを繰り返すステップとをさらに含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【請求項3】 処理部は、複数の奥行き位置座標を順次設定するステップと、 処理部は、設定された奥行き位置座標のそれぞれについて再構成画像を求めることを繰り返すステップと、 処理部は、求められた複数の再構成画像に基づいて、被写体に応じた3次元画像を構成するステップと、 処理部は、構成された3次元画像を記憶部に記憶する、又は、表示部に表示する、又は、出力部に出力するステップとをさらに含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【請求項4】 前記インコヒーレント結像近似像を求めるステップは、 処理部は、求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像をフーリエ変換するステップと、 処理部は、求められた点像分布関数の絶対値像をフーリエ変換するステップと、 処理部は、変換された第1の合焦像の絶対値振幅画像を、変換された点像分布関数の絶対値像で除算するステップと、 処理部は、除算結果を逆フーリエ変換して、インコヒーレント結像近似像を求めるステップとを含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【請求項5】 前記インコヒーレント結像近似像を求めるステップは、処理部が、次式に従いインコヒーレント結像近似像を求める請求項1に記載の画像再構成方法。
【数1】<EMI LX=0250 HE=041 WI=159 ID=000007 LY=1691>P:点像分布関数、Pabs:点像分布関数の絶対値像、ρ’:第1の合焦像、ρin:インコヒーレント結像近似像、F:フーリエ変換、F-1:逆フーリエ変換、z:奥行き位置座標
【請求項6】 前記点像分布関数の絶対値像を求めるステップは、処理部が、次式に従い点像分布関数を求めることを含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【数2】<EMI LX=0250 HE=021 WI=159 ID=000008 LY=2462>ここで、b:z=0面の2次関数状に強度が変化する磁界の係数、τ:その磁界の印加時間、γ:核に固有の定数(核磁気回転比)、β:定数、z:奥行き位置座標
【請求項7】 前記再構成画像を求めるステップは、 処理部は、求められたインコヒーレント結像近似像を第1の画像とするステップと、 処理部は、第1の画像と、求められた点像分布関数とを畳み込み積分して第2の合焦像を求めるステップと、 処理部は、第1の合焦像を、第2の合焦像で除算するステップと、 処理部は、前記除算するステップの除算結果と、求められた点像分布関数とを相関演算して修正関数を求めるステップと、 処理部は、第1の画像と修正関数を乗算して、再構成画像を求めるステップと、 処理部は、再構成画像及び第1の画像の差分が予め定められた値以下に収束するまで、又は、予め定められた回数繰り返すまで、求められた再構成画像を第1の画像として、新たな第1の画像に基づいて再度再構成画像を求めることを繰り返すステップとを含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【請求項8】 前記再構成画像を求めるステップは、 処理部は、求められたインコヒーレント結像近似像を第1の画像とするステップと、 処理部は、第1の画像に基づき、次式に従い再構成画像を求めるステップと、 処理部は、再構成画像及び第1の画像の差分が予め定められた値以下に収束するまで、又は、予め定められた回数繰り返すまで、求められた再構成画像を第1の画像として、新たな第1の画像に基づいて再度再構成画像を求めることを繰り返すステップとを含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【数3】<EMI LX=0250 HE=033 WI=159 ID=000009 LY=1383>また、ρ’:第1の合焦像、P:点像分布関数、ρold:第1の画像、ρnew:再構成画像、z:奥行き位置座標
【請求項9】 前記測定画像信号は、NMR信号、又は、フレネル回折式を利用した磁気共鳴映像法による測定画像信号、又は、3次元回折分布を利用した磁気共鳴映像法による測定画像信号である請求項1に記載の画像再構成方法。
【請求項10】 前記第1の合焦像の絶対値振幅画像を求めるステップは、処理部が、次式に従い第1の合焦像を求めることを含む請求項1に記載の画像再構成方法。
【数4】<EMI LX=0250 HE=029 WI=159 ID=000010 LY=2256>ここで、ρ’(x、y、z):第1の合焦像、υ(x’、y’):測定画像信号、K’:定数、b:z=0面の2次関数状に強度が変化する磁界の係数、τ:その磁界の印加時間、α:磁界のz方向変化率、(x’、y’):2次関数状磁界の中心座標、γ:核に固有の定数(核磁気回転比)、z:奥行き位置座標、k、k:フーリエ空間における座標、Fxy:xとyに関するフーリエ変換、Fxy-1:xとyに関する逆フーリエ変換
【請求項11】 処理部は、磁気共鳴映像法よる測定において被写体の各断面の情報が重なって映像化された2次元の測定画像信号と、その測定についての所定のパラメータとを、記憶部又は測定装置又は入力部から入力するステップと、 処理部は、入力された測定画像信号に基づき、2次元の測定画像信号に対して奥行き方向の所望の奥行き位置座標を焦点面とする第1の合焦像を求め、及び、求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像を求めるステップと、 処理部は、焦点面以外の映像成分が合焦像へ重畳するぼけ効果を示す点像分布関数を、入力された所定のパラメータに基づいて求め、及び、求められた点像分布関数の絶対値像を求めるステップと、 処理部は、求められた点像分布関数の絶対値像及び求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像をフーリエ変換して比を取りさらに逆フーリエ変換する逆フィルタリングにより、焦点面以外の映像成分の一部又は全部が除去されたインコヒーレント結像近似像を求めるステップと、 処理部は、求められたインコヒーレント結像近似像と点像分布関数とを畳み込み積分して第2の合焦像を求め、第1の合焦像及び第2の合焦像の比と、点像分布関数とを相関演算して修正関数を求め、求められた修正関数に従いインコヒーレント結像近似像を修正して焦点面以外の映像成分がさらに除去された再構成画像を求めるステップと、 処理部は、求められた再構成画像及び/又はインコヒーレント結像近似像を記憶部に記憶する、又は、表示部に表示する、又は、出力部に出力するステップとをコンピュータに実行させるための画像再構成プログラム。
【請求項12】 磁気共鳴映像法よる測定において被写体の各断面の情報が重なって映像化された2次元の測定画像信号と、その測定についての所定のパラメータとが記憶される記憶部と、 求められた所定の画像又は情報を表示又は出力するための表示部及び/又は出力部と、 入力された測定画像信号に基づく第1の合焦像から焦点面以外の映像成分を除去する処理部とを備え、 前記処理部は、測定画像信号とその測定についての所定のパラメータとを前記記憶部から入力し、 前記処理部は、入力された測定画像信号に基づき、2次元の測定画像信号に対して奥行き方向の所望の奥行き位置座標を焦点面とする第1の合焦像を求め、及び、求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像を求め、 前記処理部は、焦点面以外の映像成分が合焦像へ重畳するぼけ効果を示す点像分布関数を、入力された所定のパラメータに基づいて求め、及び、求められた点像分布関数の絶対値像を求め、 前記処理部は、求められた点像分布関数の絶対値像及び求められた第1の合焦像の絶対値振幅画像をフーリエ変換して比を取りさらに逆フーリエ変換する逆フィルタリングにより、焦点面以外の映像成分の一部又は全部が除去されたインコヒーレント結像近似像を求め、 前記処理部は、求められたインコヒーレント結像近似像と点像分布関数とを畳み込み積分して第2の合焦像を求め、第1の合焦像及び第2の合焦像の比と、点像分布関数とを相関演算して修正関数を求め、及び、求められた修正関数に従いインコヒーレント結像近似像を修正して焦点面以外の映像成分がさらに除去された再構成画像を求め、 前記処理部は、求められた再構成画像及び/又はインコヒーレント結像近似像を前記記憶部に記憶する、又は、前記表示部に表示する、又は、前記出力部に出力する画像再構成装置。
産業区分
  • 治療衛生
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、問合せボタンを押してください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close