[發明專利]投影圖像生成方法、設備及程序

有效

• 申請號: 201110033686.0
• 申請日: 2011-01-31
• 公開（公告）號: CN102208118A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 宮本仁樹
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及投影圖像生成設備、方法及程序；具體而言，涉及這樣的投影圖像生成設備、方法和程序：該投影圖像生成設備、方法和程序由表示受試體的內部的三維圖像數據生成用于將受試體的管腔內部可視化的虛擬內窺鏡圖像，該虛擬內窺鏡圖像是偽三維圖像。

背景技術

目前，隨著成像設備(影像設備)的發展，通過成像設備獲得的圖像數據的分辨率已經得以提高，并且根據圖像數據對受試體進行詳細分析已經成為可能。例如，多行探測器計算機斷層掃描能夠以薄的切片厚度一次采集多個斷層圖像。降低切片厚度可以提高由彼此疊加的多個斷層圖像形成的三維圖像在體軸方向上的分辨率，從而可以獲得更詳細的三維圖像。通過顯示并分析這種三維數據，有可能發現在此之前很難發現的病變等。

三維數據并不適合用人眼直接觀察。因此，通常將三維數據轉換為從任意視點看的偽三維圖像，然后顯示該三維數據。隨著三維數據分辨率的提高，可以生成高質量的三維圖像，因此，已建議將虛擬內窺鏡圖像顯示方法作為三維圖像繪制的應用技術。虛擬內窺鏡顯示方法是這樣一種方法：其中將視點設定在管腔內部，并且根據該視點生成并顯示透視投影圖像。虛擬內窺鏡顯示可以提供這樣的圖像：通過由使用者順序改變視點，這些圖像看起來像是由在身體內部移動的內窺鏡的相機所采集的。

在虛擬內窺鏡顯示中，顯示了(可視化)具有管腔結構的器官(例如，大腸、支氣管、血管、消化器官等)的內壁。尤其是在大腸檢測中，用虛擬內窺鏡顯示代替實際內窺鏡檢查變得日益普及。在支氣管檢查中，往往使用虛擬內窺鏡顯示或圖像的橫截面顯示作為支氣管鏡檢查之前的初步模擬或在檢查中的導航，從而了解支氣管的分支結構。

關于虛擬內窺鏡圖像生成方法，已知表面繪制方法(surface?rendering)和體積繪制方法(volume?rendering)。表面繪制方法通過提取管腔并構建表面模型來實現可視化。體積繪制方法通過將不透明度和色度分配到三維數據并進行光線投射來實現可視化。在任一顯示方法中，可以通過在管腔內部設定視點并進行可視化處理來獲得虛擬內窺鏡圖像。

在通過體積繪制方法進行可視化的情況下，為了確定待檢測的所需結構，有必要對三維數據分配適當的不透明度和色度。在虛擬內窺鏡顯示中，通過將透明的不透明度分配到對應于內腔(在這里設定視點)的數據部分、并將不透明的不透明度分配到對應于內壁的數據部分來生成虛擬內窺鏡圖像。通常的情況是，將不透明度和色度分配到構成三維數據的像素值(體素值)，這分別已知為不透明度曲線設定和顏色映射。在多數情況下，這些是由使用者主觀地手動設定的參數，但也提出了通過將像素值分布、一次微分值和二次微分值與這些參數組合來自動設定不透明度的方法。

在日本未審專利公開No.2004-283373(0127至0131段)中，描述了選擇性地使用多個不透明度曲線的方法。在日本未審專利公開No.2004-283373中，選擇性地使用兩個不透明度曲線。第一不透明度曲線用來以透明方式顯示血管的內部，而第二不透明度曲線用來以透明方式顯示血管的外部。當視點在血管外部時，應用第一不透明度曲線，而當視點在血管內部時，應用第二不透明度曲線。日本未審專利公開No.2004-283373描述了取得視點周圍的加權平均像素值，并在兩個不透明度曲線之中，采用在平均像素值方面具有較低不透明度的那個不透明度曲線。

這里，如果觀察目標的管腔器官是大結構的器官(例如，大腸)，則作為空氣空間的內腔部分的像素值基本上是恒定的，因此，不論視點位于管腔中的何處，都可以用相同的不透明度設定來觀察內壁部分。但是，對于支氣管和血管而言，它們的管腔結構向著末端漸漸變細，因此在管腔結構的近端和遠端部分之間的像素值非常不一致。因此，如果在近端和遠端部分之間使用相同的不透明度設定來生成虛擬內窺鏡圖像，則雖然可以顯示處于近端部分的內壁，但不能顯示處于遠端部分的內壁。

在日本未審專利公開No.2004-283373中，根據情況選擇性地使用兩種不透明度曲線。然而，在日本未審專利公開No.2004-283373中，僅根據視點是否在血管內部來選擇性地使用兩種不透明度曲線。日本未審專利公開No.2004-283373在第0131段描述了有必要根據血管的觀察區域來對不透明度曲線進行微調，但這根本沒有解決上述問題。