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公開番号2025134457
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024032383
出願日2024-03-04
発明の名称画像処理装置、画像撮影装置、プログラム及び画像処理方法
出願人公立大学法人大阪,日本メジフィジックス株式会社
代理人個人,個人
主分類G06T 7/564 20170101AFI20250909BHJP(計算;計数)
要約【課題】少ない投影データから対象物の三次元形状を復元する方法、画像処理装置、画像撮影装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】画像撮影装置において、画像処理装置の演算部は、第1の投影データに映る所定の高さにおける対象物の第1の径L1及びその端点a、bと、第2の投影データに映る所定の高さにおける対象物の第2の径L2及びその端点c、dを特定し、第1の径の中で画素値が最も高い第1の点と、第2の径の中で画素値が最も高い第2の点を特定し、所定の高さで対象物をスライスした仮想平面において、第1の点を第2の径が通り、第2の点を第1の径が通るように第1の径と第2の径を交差させ、第1の径の端点と第2の径の端点を通る曲線を生成し、所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて対象物の三次元形状を復元する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
異なる方向から撮影された対象物の第１の投影データと第２の投影データとを入力する入力部と、
前記第１の投影データと前記第２の投影データとに基づいて前記対象物の三次元形状を復元する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記第１の投影データに映る所定の高さにおける前記対象物の第１の径及びその端点と、前記第２の投影データに映る前記所定の高さにおける前記対象物の第２の径及びその端点を特定し、
前記第１の径の中で画素値が最も高い第１の点と、前記第２の径の中で画素値が最も高い第２の点を特定し、
前記所定の高さで前記対象物をスライスした仮想平面において、前記第１の点を前記第２の径が通り、前記第２の点を前記第１の径が通るように前記第１の径と前記第２の径を交差させ、前記第１の径の端点と前記第２の径の端点を通る曲線を生成し、
前記所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて前記対象物の三次元形状を復元する画像処理装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記演算部は、前記対象物の三次元形状を復元する前処理として、前記第１の投影データに映る前記対象物の画像および前記第２の投影データに映る前記対象物の画像の中で、所定の閾値より画素値が高い画素をマスクする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記対象物の三次元形状を復元する前処理として、前記第１の投影データに映る前記対象物の画像および前記第２の投影データに映る前記対象物の画像を平滑化する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記対象物の三次元形状を復元する前処理として、前記第１の投影データに映る前記対象物の画像および前記第２の投影データに映る前記対象物の画像の中で指定された領域の画像を消去し、消去した領域の画像をその周辺の画像を用いて復元する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記演算部は、前記所定の高さを変えて高さごとに前記第１の点、前記第２の点を特定し、高さ方向において前記第１の点が滑らかにつながるように前記第１の点の位置を補正し、高さ方向において前記第２の点が滑らかにつながるように前記第２の点の位置を補正し、補正された第１の点と補正された第２の点を用いて、前記第１の径と前記第２の径を交差させる、請求項１～４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１の投影データと前記第２の投影データは直交する２方向からの撮影により取得された前記対象物の投影データである、請求項１～４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
異なる方向から対象物を撮影して第１の投影データと第２の投影データとを取得する撮影部と、
前記第１の投影データと前記第２の投影データとに基づいて前記対象物の三次元形状を復元する演算部と、を備える画像撮影装置であって、
前記演算部は、
前記第１の投影データに映る所定の高さにおける前記対象物の第１の径及びその端点と、前記第２の投影データに映る前記所定の高さにおける前記対象物の第２の径及びその端点を特定し、
前記第１の径の中で画素値が最も高い第１の点と、前記第２の径の中で画素値が最も高い第２の点を特定し、
前記所定の高さで前記対象物をスライスした仮想平面において、前記第１の点を前記第２の径が通り、前記第２の点を前記第１の径が通るように前記第１の径と前記第２の径を交差させ、前記第１の径の端点と前記第２の径の端点を通る曲線を生成し、
前記所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて前記対象物の三次元形状を復元する、画像撮影装置。
【請求項８】
異なる方向から撮影された対象物の第１の投影データと第２の投影データから前記対象物の三次元形状を復元するためのプログラムであって、コンピュータに、
前記第１の投影データと前記第２の投影データを入力するステップと、
前記第１の投影データに映る所定の高さにおける前記対象物の第１の径及びその端点と、前記第２の投影データに映る前記所定の高さにおける前記対象物の第２の径及びその端点を特定するステップと、
前記第１の径の中で画素値が最も高い第１の点と、前記第２の径の中で画素値が最も高い第２の点を特定するステップと、
前記所定の高さで前記対象物をスライスした仮想平面において、前記第１の点を前記第２の径が通り、前記第２の点を前記第１の径が通るように前記第１の径と前記第２の径を交差させ、前記第１の径の端点と前記第２の径の端点を通る曲線を生成するステップと、
前記所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて前記対象物の三次元形状を復元するステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項９】
画像処理装置によって、異なる方向から撮影された対象物の第１の投影データと第２の投影データから前記対象物の三次元形状を復元する画像処理方法であって、
前記画像処理装置が、前記第１の投影データと前記第２の投影データを入力するステップと、
前記画像処理装置が、前記第１の投影データに映る所定の高さにおける前記対象物の第１の径及びその端点と、前記第２の投影データに映る前記所定の高さにおける前記対象物の第２の径及びその端点を特定するステップと、
前記画像処理装置が、前記第１の径の中で画素値が最も高い第１の点と、前記第２の径の中で画素値が最も高い第２の点を特定するステップと、
前記画像処理装置が、前記所定の高さで前記対象物をスライスした仮想平面において、前記第１の点を前記第２の径が通り、前記第２の点を前記第１の径が通るように前記第１の径と前記第２の径を交差させ、前記第１の径の端点と前記第２の径の端点を通る曲線を生成するステップと、
前記画像処理装置が、前記所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて前記対象物の三次元形状を復元するステップと、
を備える画像処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
医用画像の投影データから臓器などの対象物の三次元形状を復元する方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
患者の臓器の形状を把握することは臨床において有用である。例えば、肝疾患では、肝臓の形態と機能が病状とともにダイナミック（経時的）に変化することから、三次元画像による肝機能評価が望ましいことが知られている。
【０００３】
ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ等の核医学検査では、撮影した投影画像データから三次元画像を復元できることが知られている。ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ検査で撮影した二次元の投影データから断層画像を画像再構成し、断層画像を用いて三次元画像を復元する。これにより、患者の臓器の三次元形状も復元することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Yu Sun, et al.「Coordinate-based Internal Learning for Imaging Inverse Problems」, IEEE Transactions on Computational Imaging. Vol.7, 2021
Liyue Shen, et al. 「Implicit Neural Representation Learning with Prior Embedding for Sparsely Sampled Image reconstruction」, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2022
Kunal Gupta, et al. 「Neural Computed Tomography」[online] 2022年1月17日Cornell University arXiv インターネット <https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.06574>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ等の核医学検査では、放射性医薬品を投与した患者から発せられる放射線を、体の周囲を回転する検出器によって投影データを取得するため、患者の拘束時間が長いことに加え、画像処理にも時間を要する。
【０００６】
最近では、ＡＩを用いて二次元画像（平面画像）から三次元形状を復元する方法が報告されている（非特許文献１～３）。しかし、ＡＩを用いる方法は、多くの教師データを必要とするため、開発コストが非常に高く、低コストの三次元形状復元処理が必要とされる。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑み、少ない投影データから対象物の三次元形状を復元する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（構成１）
構成１の画像処理装置は、異なる方向から撮影された対象物の第１の投影データと第２の投影データとを入力する入力部と、前記第１の投影データと前記第２の投影データとに基づいて前記対象物の三次元形状を復元する演算部とを備え、前記演算部は、前記第１の投影データに映る所定の高さにおける前記対象物の第１の径及びその端点と、前記第２の投影データに映る前記所定の高さにおける前記対象物の第２の径及びその端点を特定し、前記第１の径の中で画素値が最も高い第１の点と、前記第２の径の中で画素値が最も高い第２の点を特定し、前記所定の高さで前記対象物をスライスした仮想平面において、前記第１の点を前記第２の径が通り、前記第２の点を前記第１の径が通るように前記第１の径と前記第２の径を交差させ、前記第１の径の端点と前記第２の径の端点を通る曲線を生成し、前記所定の高さを変えて高さごとに曲線を生成し、生成した曲線を高さ方向に重ねて前記対象物の三次元形状を復元する。
【０００９】
（構成２）
構成１の画像処理装置において、前記演算部は、前記対象物の三次元形状を復元する前処理として、前記第１の投影データに映る前記対象物の画像および前記第２の投影データに映る前記対象物の画像の中で、所定の閾値より画素値が高い画素をマスクしてもよい。
【００１０】
（構成３）
構成１の画像処理装置において、前記演算部は、前記対象物の三次元形状を復元する前処理として、前記第１の投影データに映る前記対象物の画像および前記第２の投影データに映る前記対象物の画像を平滑化してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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