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STRUCTURE ESTIMATION DEVICE, STRUCTURE ESTIMATION METHOD, AND PROGRAM

Foreign code F170009056
File No. AF16-09WO
Posted date Apr 26, 2017
Country WIPO
International application number 2016JP076246
International publication number WO 2017043503
Date of international filing Sep 7, 2016
Date of international publication Mar 16, 2017
Priority data
  • P2015-179892 (Sep 11, 2015) JP
Title STRUCTURE ESTIMATION DEVICE, STRUCTURE ESTIMATION METHOD, AND PROGRAM
Abstract In the present invention, a plurality of points present in a subject membrane are acquired in a medical image, an initial shape of a polyhedron including the plurality of points is created, normal lines at the points are acquired, and a membrane structure is estimated by creating an equivalent face using a radial basis function on the basis of the normal lines and point coordinates.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Conventionally, a surgical simulation model from the medical image has been disclosed a technique for generating.
Patent Document 1 is a model generation method, the geometric information obtained from the medical image based on a model of the organ, CT, MRI is a medical image such as the shape of the film which does not have to operate the template models, can be placed around the organ model, the simulation technique for reproducing a state close to the actual operation is disclosed.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
医用画像上において、対象とする膜内に存在する複数の点を取得する点取得手段と、
前記複数の点を含む多面体の初期形状を作成する初期形状作成手段と、
前記点における法線を取得する法線取得手段と、
前記点の座標および前記法線に基づいて、動径基底関数を用いて等値面を作成することで膜構造を推定する膜構造推定手段と、
を備えたことを特徴とする構造推定装置。
[請求項2]
請求項1に記載の構造推定装置において、
前記初期形状作成手段は、
座標に対応した所定数のラベルに基づいて、前記複数の点を含む前記多面体の前記初期形状を作成することを特徴とする構造推定装置。
[請求項3]
請求項2に記載の構造推定装置において、
前記初期形状作成手段は、
前記点同士の前記ラベルに応じた接続関係性、前記点同士の距離、および、前記点を端点とする前記多面体の辺の最大数に基づいて、前記複数の点を含む前記多面体の前記初期形状を作成することを特徴とする構造推定装置。
[請求項4]
請求項1から3のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
前記点から基準点を選択し、所定数の前記基準点近傍の前記点を選択し、前記基準点と前記基準点近傍の点とから構成される所定数の三角形の法線を算出し、前記所定数の三角形の法線の平均である平均法線を算出し、前記平均法線を前記基準点における前記法線として取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項5]
請求項2に記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
更に、同一の前記ラベルが付与された前記点における前記法線から基準法線を決定し、前記基準法線の向き、および、前記点同士の隣接関係に基づいて、前記同一のラベルが付与された前記点における前記法線の向きを修正することを特徴とする構造推定装置。
[請求項6]
請求項1から3のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
更に、前記点から基準点を選択し、ガウス関数を用いて、前記基準点の隣接頂点となる前記点における法線に対して、前記基準点と前記隣接頂点との距離に応じた重み付けを行い、前記重み付けに基づいて、前記基準点における前記法線の平滑化を行うことを特徴とする構造推定装置。
[請求項7]
請求項1から3のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記点取得手段は、
更に、前記医用画像上において、前記多面体の辺の端点となる2つの前記点の間に、所定数の補助点を取得し、
前記法線取得手段は、
前記補助点の位置に基づいて、前記点における法線を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項8]
請求項1から3のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
前記複数の点から選択した前記点である選択点における前記法線を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項9]
請求項8に記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
前記初期形状を表示させて、ユーザに前記複数の点から前記選択点を選択させ、前記選択点における前記法線を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項10]
請求項8または9に記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
前記多面体を構成する前記選択点を含む面に基づいて、前記選択点における前記法線を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項11]
請求項1から3のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記法線取得手段は、
前記初期形状を表示させて、ユーザに前記点の追加および/または削除をさせ、前記点における前記法線を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項12]
請求項2に記載の構造推定装置において、
前記点取得手段は、
前記医用画像上において、前記所定数のラベル毎に、対象とする前記膜内に存在する前記複数の点を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項13]
請求項1から11のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記点取得手段は、
前記医用画像上において、領域拡張法により前記膜以外の構造上の点を抽出することで、対象とする前記膜内に存在する前記複数の点を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項14]
請求項1から8のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記点取得手段は、
前記医用画像を表示させて、ユーザに前記医用画像上における対象とする前記膜内に存在する点を入力させ、前記複数の点を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項15]
請求項1から8のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記点取得手段は、
前記医用画像を表示させて、ユーザに前記医用画像上における対象とする前記膜を示す線を入力させ、前記線上の点を特定することで、前記複数の点を取得することを特徴とする構造推定装置。
[請求項16]
請求項1から15のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記膜構造推定手段は、
前記点の座標および前記法線に基づいて、前記動径基底関数に基づくRBF補間を用いて前記等値面を作成することで前記膜構造を推定することを特徴とする構造推定装置。
[請求項17]
請求項1から8のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記膜構造推定手段は、
更に、前記膜構造を表示させて、ユーザに前記点の追加および/または削除をさせることを特徴とする構造推定装置。
[請求項18]
請求項1から8のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記膜構造推定手段は、
更に、前記膜構造を表示させて、ユーザに前記法線の変更、追加および/または削除をさせることを特徴とする構造推定装置。
[請求項19]
請求項1から18のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記膜構造推定手段により推定された前記膜構造に基づいて、前記医用画像を再構成した再構成画像を作成する画像再構成手段と、
前記再構成画像を出力させる画像出力手段と、
を更に備えたことを特徴とする構造推定装置。
[請求項20]
請求項19に記載の構造推定装置において、
前記画像再構成手段は、
前記膜構造推定手段により推定された前記膜構造に基づいて、前記膜の範囲を切り出した前記再構成画像を作成することを特徴とする構造推定装置。
[請求項21]
請求項19に記載の構造推定装置において、
前記画像再構成手段は、
更に、ボリュームレンダリング法により、前記医用画像から膜以外の構造を描出した前記再構成画像を作成することを特徴とする構造推定装置。
[請求項22]
請求項19から21のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記画像再構成手段は、
更に、前記膜構造推定手段により推定された前記膜構造の確からしさを示す値を取得し、
前記画像出力手段は、
更に、前記膜構造の確からしさを示す値を表示させることを特徴とする構造推定装置。
[請求項23]
請求項1から22のいずれか一つに記載の構造推定装置において、
前記医用画像は、
前記膜構造のコントラストが視覚的に識別できないCT画像またはMRI画像であることを特徴とする構造推定装置。
[請求項24]
医用画像上において、対象とする膜内に存在する複数の点を取得する点取得ステップと、
前記複数の点を含む多面体の初期形状を作成する初期形状作成ステップと、
前記点における法線を取得する法線取得ステップと、
前記点の座標および前記法線に基づいて、動径基底関数を用いて等値面を作成することで膜構造を推定する膜構造推定ステップと、
を含むことを特徴とする構造推定方法。
[請求項25]
医用画像上において、対象とする膜内に存在する複数の点を取得する点取得ステップと、
前記複数の点を含む多面体の初期形状を作成する初期形状作成ステップと、
前記点における法線を取得する法線取得ステップと、
前記点の座標および前記法線に基づいて、動径基底関数を用いて等値面を作成することで膜構造を推定する膜構造推定ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • SUZUKI, Munemura
  • MASUTANI, Yoshitaka
  • AHARA, Kazushi
  • UEDA, Takuya
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
Reference ( R and D project ) CREST Alliance for Breakthrough between Mathematics and Sciences (ABMS) AREA
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