專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)中心位置同定方法和裝置、環(huán)狀偽像校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在執(zhí)行用于消除使用X射線(xiàn)診斷裝置攝像的圖像中產(chǎn)生的同心圓狀偽像(環(huán)狀偽像ring artifact)的校正(環(huán)狀偽像校正)場(chǎng)合中，可比較正確決定環(huán)狀中心的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)狀偽像在X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝像裝置領(lǐng)域中很常見(jiàn)，通過(guò)檢測(cè)器單元的微小感度差而產(chǎn)生。該環(huán)狀偽像濃度非常低，但是，在觀察軟組織等時(shí)，特別容易出現(xiàn)問(wèn)題。近年來(lái)，使用具有2維檢測(cè)器的X射線(xiàn)診斷裝置，3維成像并觀察軟組織的需求不斷增加。這樣的3維成像沒(méi)有X射線(xiàn) 計(jì)算機(jī)斷層攝像裝置那樣的結(jié)實(shí)的旋轉(zhuǎn)架，一般使用由大致C形臂那樣的旋轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)將X射線(xiàn)產(chǎn)生部以及X射線(xiàn)檢測(cè)部設(shè)置的大致C形臂(旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng))平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，使該系統(tǒng)停止在期望的位置上，執(zhí)行X射線(xiàn)圖像的攝像。因此，在大致C形臂的支持部或驅(qū)動(dòng)部等機(jī)械系統(tǒng)中，由產(chǎn)生伴隨移動(dòng)或停止的振動(dòng)或彎曲、常年使用引起的側(cè)隙(backlash)以及某角度以上旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合的重心移動(dòng)等。該振動(dòng)等使大致C形臂的旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏移，成為圖像質(zhì)量低下的原因。為了解決該問(wèn)題，傳統(tǒng)的X射線(xiàn)診斷裝置攝像既知構(gòu)造的模型導(dǎo)出與取得的投影圖像的相對(duì)性位置關(guān)系，利用該相對(duì)性位置關(guān)系校正由于振動(dòng)等對(duì)圖像造成的影響。在進(jìn)行環(huán)狀偽像校正場(chǎng)合時(shí)，需要同定圖像上的環(huán)狀偽像的中心(環(huán)狀中心)位置。該環(huán)狀中心與旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的攝像中心相對(duì)應(yīng)。具有傳統(tǒng)的大致C形臂的X射線(xiàn)診斷裝置將用于消除振動(dòng)等影響的校正數(shù)據(jù)收集使用的模型中心作為基準(zhǔn)，定義在構(gòu)成坐標(biāo)系。因此，環(huán)狀中心位置根據(jù)模型位置的變化而變化。在傳統(tǒng)的X射線(xiàn)診斷裝置中，旋轉(zhuǎn)中心位置(也就是說(shuō)，環(huán)狀中心位置)的再構(gòu)成圖像上通過(guò)人工操作同定，因此，在精度點(diǎn)上存有問(wèn)題。另外，每次更新用于消除振動(dòng)等影響的校正數(shù)據(jù)，環(huán)狀中心位置也必須重新同定。這需要花費(fèi)相當(dāng)大的功夫并且還不現(xiàn)實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述事情而完成的，其目的在于提供旋轉(zhuǎn)中心位置的同定以及環(huán)狀偽像校正相比以前可以比較簡(jiǎn)單并且正確執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)中心位置同定方法、環(huán)狀偽像校正方法、旋轉(zhuǎn)中心位置同定裝置、X射線(xiàn)診斷裝置、記錄用于執(zhí)行旋轉(zhuǎn)中心位置的同定處理程序的記錄媒體。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種旋轉(zhuǎn)中心位置同定方法，同定具有一邊旋轉(zhuǎn)一邊執(zhí)行攝像的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的圖像攝像裝置的上述旋轉(zhuǎn)的中心位置，其特征在于使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理，使用上述體數(shù)據(jù)將上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心作為上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心位置同定。根據(jù)本發(fā)明的另一外的技術(shù)方案，提供一種環(huán)狀偽像校正方法，其特征在于，包括使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理，使用上述體數(shù)據(jù)同定上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心，使用上述環(huán)狀中心校正使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)取得的各投影方向的投影圖像中產(chǎn)生的環(huán)狀偽像。根據(jù)本發(fā)明的另一外的技術(shù)方案，提供一種旋轉(zhuǎn)中心位置同定裝置，用于同定具有一邊旋轉(zhuǎn)一邊執(zhí)行攝像的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的圖像攝像裝置的上述旋轉(zhuǎn)的中心位置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)處理單元，使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理；以及同定單元，使用上述體數(shù)據(jù)將上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心作為上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心位置同定。根據(jù)本發(fā)明的另一外的技術(shù)方案，提供一種X射線(xiàn)診斷裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)處理單元，使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)再再構(gòu)成處理；環(huán)狀中心同定單元，使用上述體數(shù)據(jù)同定上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心；以及校正單元，使用上述環(huán)狀中心校正使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)取得的各投影方向的投影圖像中產(chǎn)生的環(huán)狀偽像。根據(jù)本發(fā)明的另一外的技術(shù)方案，提供一種記錄程序的記錄媒體，該程序執(zhí)行用于同定具有一邊邊旋轉(zhuǎn)一邊執(zhí)行攝像的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的圖像攝像裝置的上述旋轉(zhuǎn)的中心位置，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理，使計(jì)算機(jī)使用上述體數(shù)據(jù)將上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心作為上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心位置同定。根據(jù)本發(fā)明的另一外的技術(shù)方案，提供一種記錄用于執(zhí)行環(huán)狀偽像校正方法的程序的記錄媒體，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，消除上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的由機(jī)械性原因引起的空間位置偏移的影響的校正處理、及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)再構(gòu)成 處理，使計(jì)算機(jī)使用上述體數(shù)據(jù)同定上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心，使計(jì)算機(jī)使用上述環(huán)狀中心校正使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)取得的各投影方向的投影圖像中產(chǎn)生的環(huán)狀偽像。在下面的描述中將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，部分內(nèi)容可以從說(shuō)明書(shū)的描述中變得明顯，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明可以明確上述內(nèi)容。通過(guò)下文中詳細(xì)指出的手段和組合可以實(shí)現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。


引入說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖描述本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式，并且與上述的大體說(shuō)明以及下面的對(duì)于優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述一同用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。圖1為表示本實(shí)施方式的X射線(xiàn)診斷裝置的結(jié)構(gòu)一例的圖。圖2為表示攝像架臺(tái)6的外觀一例的圖。圖3為表示環(huán)狀中心同定處理的流程圖。圖4為表示僅包括人造的偽像在內(nèi)的投影圖像(偽像投影圖像)一例的圖。圖5為表示如圖4所示的由人造的偽像引起的再構(gòu)成圖像上的環(huán)狀偽像一例的圖。圖6為表示環(huán)狀偽像 校正處理的流程圖。圖7為表示變形例的環(huán)狀中心同定處理流程的結(jié)構(gòu)圖。圖8A、8B為表示由人造的偽像引起的再構(gòu)成圖像上的環(huán)狀偽像例子的圖。圖9為表示與其他變相例相關(guān)的環(huán)狀中心同定處理流程的流程圖。圖10為表示由人造的偽像引起的再構(gòu)成圖像上的環(huán)狀偽像例子的圖。圖11為表示變形例3的環(huán)狀中心同定處理流程的流程圖。圖12為為了說(shuō)明變形例3的環(huán)狀中心位置同定處理的圖。圖13為為了說(shuō)明變形例3的環(huán)狀中心位置同定處理的圖。
具體實(shí)施例方式以下，依據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，將有關(guān)大致相同的機(jī)能以及構(gòu)成的構(gòu)成要素添加同一個(gè)符號(hào)，重復(fù)說(shuō)明只用在需要的場(chǎng)合中。另外，本發(fā)明的技術(shù)思想只要是以某旋轉(zhuǎn)軸為中心一邊旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)一邊收集圖像的圖像診斷裝置就可以適用。在本實(shí)施方式中，以將X射線(xiàn)產(chǎn)生部以及X射線(xiàn)檢測(cè)部設(shè)置的大致C形壁平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)移動(dòng)等并將其停止在期望的位置處攝像X射線(xiàn)圖像的X射線(xiàn)診斷裝置為例進(jìn)行具體說(shuō)明。圖1為表示與本實(shí)施方式相關(guān)的X射線(xiàn)診斷裝置的結(jié)構(gòu)一例的圖。本X射線(xiàn)診斷裝置I具備攝像架臺(tái)2、攝像控制單元4、存儲(chǔ)單元6、監(jiān)視器7、輸入設(shè)備8、振動(dòng)影響校正單元10、再構(gòu)成處理單元12、圖像處理單元15、中心同定單元16、環(huán)狀偽像校正單元18。圖2為表示攝像架臺(tái)6的外觀一例的圖。如本圖所示,攝像架臺(tái)2具有X射線(xiàn)管21、X射線(xiàn)檢測(cè)器22、C形臂23、架臺(tái)24、高電壓產(chǎn)生部25、寢臺(tái)26、X射線(xiàn)光圈裝置27。產(chǎn)生部25產(chǎn)生可在X射線(xiàn)管21的電極間施加的高電壓，同時(shí)產(chǎn)生供給X射線(xiàn)管21的陰極燈絲的燈絲電流。X射線(xiàn)管21接收高電壓輸入以及燈絲電流的供給，產(chǎn)生X射線(xiàn)。X射線(xiàn)光圈裝置27形成X射線(xiàn)管21產(chǎn)生的X射線(xiàn)。X射線(xiàn)檢測(cè)器22為典型地將入射X射線(xiàn)直接或間接變換為電荷的多個(gè)檢測(cè)單元(像素)2維狀排列的固體平面檢測(cè)器。X射線(xiàn)管21例如床安裝在床置型C形臂23的一端，X射線(xiàn)檢測(cè)器22安裝在C形臂23的另一端。X射線(xiàn)檢測(cè)器22夾住寢臺(tái)26上裝載的被檢體P與X射線(xiàn)管21相對(duì)。C形臂23可以在支架24上自由旋轉(zhuǎn)。C形臂23 —邊旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)寢臺(tái)26上的被檢體P反復(fù)攝像，可以取得三維圖像在構(gòu)成必要的多方向的X射線(xiàn)圖像(投影圖像)。攝像控制單元4為了執(zhí)行旋轉(zhuǎn)攝像產(chǎn)生X射線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)，控制通過(guò)C形臂23的旋轉(zhuǎn)、高電壓產(chǎn)生部25向X射線(xiàn)管的高電壓輸入以及X射線(xiàn)檢測(cè)器的信號(hào)讀取。存儲(chǔ)單元6存儲(chǔ)后述的偽像投影圖像、使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)收集的與被檢體相關(guān)的投影圖像以及使用后述環(huán)狀偽像的中心同定功能生成的各斷層位置的環(huán)狀中心位置數(shù)據(jù)。另外，存儲(chǔ)單元6在各投影方向上存儲(chǔ)用于進(jìn)行后述振動(dòng)影響校正的數(shù)據(jù)。監(jiān)視器7為通過(guò)由再構(gòu)成處理單元12或圖像處理單元取得的信號(hào)以預(yù)定的方式顯示X射線(xiàn)診斷圖像等的CRT、等離子顯示器、液晶顯示器等顯示裝置。輸入設(shè)備8為鍵盤(pán)或各種開(kāi)關(guān)、鼠標(biāo)等，在輸入攝像指示或圖像選擇指示時(shí)使用。振動(dòng)影響校正單元10執(zhí)行用于消除由攝像架臺(tái)2的機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙(backlash)等對(duì)圖像造成的影響(例如旋轉(zhuǎn)中心位置偏移)的校正(以下稱(chēng)為振動(dòng)影響校正)。再構(gòu)成處理單元12根據(jù)多個(gè)投影方向的投影圖像再構(gòu)成體數(shù)據(jù)。圖像處理單元15根據(jù)需要執(zhí)行容積再構(gòu)成處理、圖像差分處理等預(yù)定的圖像處理。

中心同定單元16使用圖像處理單元15中再構(gòu)成的體數(shù)據(jù)，在各斷層位置上同定環(huán)狀中心位置以及一邊旋轉(zhuǎn)C形臂一邊攝像的旋轉(zhuǎn)中心位置。環(huán)狀偽像校正單元18使用通過(guò)中心同定單元16同定的環(huán)狀中心以及與被檢體相關(guān)的多個(gè)投影方向的投影圖像，進(jìn)行后述的環(huán)狀偽像校正。(環(huán)狀中心的同定功能)該功能產(chǎn)生人造的偽像并生成根據(jù)其投影圖像僅由環(huán)狀偽像再構(gòu)成的體數(shù)據(jù)。使用該體數(shù)據(jù)在各橫斷斷面上求出環(huán)狀偽像的中心位置并將該中心位置作為旋轉(zhuǎn)C型臂的攝像旋轉(zhuǎn)中心位置同定。這里，橫斷斷面為大致垂直旋轉(zhuǎn)軸的再構(gòu)成圖像上的斷面。另外，伴有該環(huán)狀中心同定功能的處理作為例如本X射線(xiàn)診斷裝置I安裝時(shí)或維護(hù)時(shí)的校準(zhǔn)執(zhí)行。另外，在本實(shí)施方式中，本環(huán)狀中心同定處理在X射線(xiàn)診斷裝置I中執(zhí)行。但是，并不拘泥于此，例如可以和X射線(xiàn)診斷裝置I通過(guò)其他裝置執(zhí)行本環(huán)狀中心同定處理，并且可以將取得的結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元6中。圖3為表示環(huán)狀中心同定處理的流程圖。首先，事前例如圖4示的僅包括人造的偽像A的投影圖像(偽像投影圖像)I在各投影方向上例如210度生成(步驟SI)。該偽像投影圖像為例如假想投影圖像。生成的偽像投影圖像由存儲(chǔ)單元6存儲(chǔ)。另外，圖4所示的人造的偽像A例作為是實(shí)質(zhì)平行于C形臂23的旋轉(zhuǎn)軸平行線(xiàn)。這是為了根據(jù)通過(guò)后述圖像再構(gòu)成處理取得的體數(shù)據(jù)全體產(chǎn)生環(huán)狀偽像，是本發(fā)明較為理想的實(shí)施方式。但是并不拘泥于此例，本發(fā)明的技術(shù)思想并不拘泥于人造的偽像的形狀或大小。例如人造的偽像也可以由具有預(yù)定大小的區(qū)域、比圖4的例子更短的線(xiàn)段、點(diǎn)等構(gòu)成。其次，振動(dòng)影響校正單元10通過(guò)存儲(chǔ)單元讀取各投影方向的偽像投影圖像以及振動(dòng)影響校正數(shù)據(jù)，對(duì)各偽像投影圖像進(jìn)執(zhí)行用于消除振動(dòng)等影響的校正處理(步驟S2)。再構(gòu)成處理單元12使用校正后的各投影方向的偽像投影圖像執(zhí)行圖像再構(gòu)成處理生成體數(shù)據(jù)(步驟S3)。其次，中心同定單元16使用生成的體數(shù)據(jù)同定各橫斷斷面的環(huán)狀中心(步驟S4)。也就是說(shuō)，中心同定單元16使用生成的體數(shù)據(jù)生成各斷面位置處的縱切(axial)斷面圖像。各縱切(axial)斷面圖像包括例如圖5所示的環(huán)狀偽像R。中心同定單元16根據(jù)包括在縱切(axial)斷面圖像中的環(huán)狀偽像，通過(guò)預(yù)定的方法在各橫斷斷面上同定其環(huán)狀中心。生成的各軸斷面的環(huán)狀中心位置數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)單元6存儲(chǔ)。另外，除上述步驟S2、S3之外也可以使用各投影方向的偽像投影圖像執(zhí)行振動(dòng)校正附帶再構(gòu)成處理。這里，所謂振動(dòng)校正附帶再構(gòu)成處理在各投影方向上，根據(jù)通過(guò)振動(dòng)影響產(chǎn)生的位置偏移計(jì)算公式執(zhí)行包括振動(dòng)校正在內(nèi)的再構(gòu)成處理。(環(huán)狀偽像校正功能)以下，針對(duì)本X射線(xiàn)診斷裝置I具有的環(huán)狀偽像校正功能進(jìn)行說(shuō)明。該功能利用通過(guò)環(huán)狀中心同定處理同定的環(huán)狀中心進(jìn)行環(huán)狀偽像校正。圖6為表示伴有本環(huán)狀偽像校正功能的處理(環(huán)狀偽像校正處理)流程的結(jié)構(gòu)圖。首先，在攝像控制單元4的控制基礎(chǔ)上C形臂將體軸作為旋轉(zhuǎn)軸來(lái)連續(xù)旋轉(zhuǎn)并在此旋轉(zhuǎn)期間重復(fù)執(zhí)行與被檢體P相關(guān)的攝像收集投影方向不同的多個(gè)投影圖像(步驟SI I)。例如，C形臂23以50度/秒的速度旋轉(zhuǎn)4秒，并在此旋轉(zhuǎn)期間收集200幀程度的X射線(xiàn)圖像。收集的投影圖像與表示投影方向的數(shù)據(jù)相聯(lián)由存儲(chǔ)單元6存儲(chǔ)。其次，振動(dòng)影響校 正單元10通過(guò)存儲(chǔ)單元6讀取各投影方向的投影圖像以及振動(dòng)影響校正數(shù)據(jù)，對(duì)各投影圖像執(zhí)行用于消除振動(dòng)等影響的校正處理(步驟S12)。再構(gòu)成處理單元12使用校正后的各投影方向的投影圖像再構(gòu)成體數(shù)據(jù)(步驟S13)。其次，環(huán)狀偽像校正單元18根據(jù)生成的體數(shù)據(jù)生成各斷面位置的縱切(axial)斷面圖像，將各縱切(axial)斷面圖像變換為將事前同定圖像坐標(biāo)系(這里是指直交坐標(biāo)系)的環(huán)狀中心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系(步驟S14)。根據(jù)體數(shù)據(jù)生成的各縱切(axial)斷面圖像具有直交坐標(biāo)系，在該直交坐標(biāo)系中，環(huán)狀偽像如其名同心圓狀存在。環(huán)狀偽像校正單元18抽出在極坐標(biāo)系中與角度軸實(shí)質(zhì)平行并存在的數(shù)據(jù)(步驟S15)。環(huán)狀偽像校正單元18將抽出的環(huán)狀偽像變換為直交坐標(biāo)系，生成環(huán)狀偽像圖像(步驟S16)。環(huán)狀偽像校正單元18從偽像圖像中消除環(huán)狀偽像圖像，根據(jù)體數(shù)據(jù)消除環(huán)狀偽像(步驟S17)。(變形例I)人造的偽像從提高精度觀點(diǎn)出發(fā)，盡可能距離投影圖像內(nèi)的中心較為合適。另外，人造的偽像在所有投影方向上不需要同一。例如，將C形臂23的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分以預(yù)定的位置為基準(zhǔn)分割為多個(gè)小區(qū)域，在各小區(qū)域中產(chǎn)生位置或形狀不同的多種人造的偽像，能夠進(jìn)行比較正確的環(huán)狀中心同定。另外，各小區(qū)域基于與例如預(yù)先測(cè)量的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的各投影方向的重心位置、振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙(backlash)中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)等決定。本變形例為了具體說(shuō)明以旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)為基準(zhǔn)將C形臂23的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割成左右區(qū)域。圖7表示與變形例相關(guān)的環(huán)狀中心同定處理流程的結(jié)構(gòu)圖。如本圖所示首先中心同定單元9以旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)為基準(zhǔn)將C形臂23的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割成左右區(qū)域，關(guān)于右區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中心位置的右側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像(步驟S31R)。其次，中心同定單元9執(zhí)行與圖2中步驟S2-S4同樣的處理，同定使用右區(qū)域所屬的偽像再構(gòu)成圖像的環(huán)狀中心的位置(步驟S32R、S33R、S34R)。另一方面，中心同定單元9關(guān)于左區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中西位置的左側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像(步驟S31L)，執(zhí)行與圖2中步驟S2-S4同樣的處理，同定使用左區(qū)域所屬的偽像再構(gòu)成圖像的環(huán)狀中心位置(步驟S32L、S33L、S34L)。也就是說(shuō)，中心同定單元9使用生成的各體數(shù)據(jù)生成各斷面位置處的縱切(axial)斷面圖像。由與右區(qū)域相對(duì)應(yīng)的體圖像(volume imaging)生成的縱切(axial)斷面圖像中包括例如圖8A所示的圓弧狀環(huán)狀偽像Rl,由與左區(qū)域相對(duì)應(yīng)的體圖像(volume imaging)生成的縱切(axial)斷面圖像中包括例如圖8B所示的圓弧狀環(huán)狀偽像R2。其次，中心同定單元9使用利用右區(qū)域所屬的偽像投影圖像同定的環(huán)狀中心位置以及利用左區(qū)域所屬的偽像投影圖像同定的環(huán)狀中心位置(例如平均化)同定環(huán)狀中心(步驟 S35)。 (變形例2)圖9表示與其他變相例相關(guān)的環(huán)狀中心同定處理流程的流程圖。本圖中首先中心同定單元9以旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)為基準(zhǔn)將C形臂23的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割成左右區(qū)域，關(guān)于右區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中心位置的右側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像。(步驟S41R)。另一方面，中心同定單元9關(guān)于左區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中心位置的左側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像(步驟S41L)。此時(shí)，通過(guò)再構(gòu)成處理取得的體數(shù)據(jù)上的環(huán)狀偽像在左右區(qū)域中通過(guò)不同的半徑出現(xiàn)(與右區(qū)域相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀偽像與與左區(qū)域?qū)?yīng)的環(huán)狀偽像不重疊)，例如在距離圖像中心位置的右側(cè)區(qū)域中的不同位置處產(chǎn)生人造的偽像。其次，中心同定單元9使用包括左右區(qū)域在內(nèi)的所有投影方向的偽像投影圖像，執(zhí)行與圖2中步驟S2、S3同樣的處理，生成與右區(qū)域相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀偽像和與左區(qū)域的對(duì)應(yīng)的環(huán)狀偽像，并通過(guò)不同的半徑出現(xiàn)的體數(shù)據(jù)(步驟S42、步驟S43)。其次，中心同定單元9使用生成的體數(shù)據(jù)同定各斷面位置的環(huán)狀中心(步驟S44)。也就是說(shuō)，中心同定單元9使用生成的體數(shù)據(jù)生成各斷面位置的縱切(axial)斷面圖像。在各縱切(axial)斷面圖像中包括例如圖10所示的半徑不同的環(huán)狀偽像R1、R2。中心同定單元9根據(jù)包括在縱切(axial)斷面圖像中的各環(huán)狀偽像Rl、R2，通過(guò)預(yù)定的方法(例如使用距離環(huán)狀中心的半徑將環(huán)狀偽像Rl、R2分割，將分割而成的環(huán)狀偽像Rl、R2通過(guò)與S34R、S34L同樣的方法同定之后，將根據(jù)各環(huán)狀偽像Rl、R2同定的中心位置平均化)在各橫斷斷面上同定環(huán)狀中心位置。(變形例3)圖11為表示與變形例3相關(guān)的環(huán)狀中心同定處理流程的結(jié)構(gòu)圖。如本圖所示首先中心同定單元9如圖12所示以旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)為基準(zhǔn)將C形臂23的旋轉(zhuǎn)區(qū)域(例如，-110度-110度)分割為右區(qū)域(例如，-110度-O度)和左區(qū)域(例如，O度-110度)，關(guān)于右區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中心位置的右側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像(步驟S51R)。其次，中心同定單元9執(zhí)行與圖2中步驟S2 S4同樣的處理，同定使用右區(qū)域?qū)偎鶎俚膫蜗裨贅?gòu)成圖像的環(huán)狀中心位置(xl，yl)(步驟S52R、S53R、S54R)。另一方面，中心同定單元9關(guān)于左區(qū)域所屬的投影方向，在距離圖像中心的左側(cè)生成產(chǎn)生人造的偽像的偽像投影圖像(步驟S51L)，執(zhí)行與圖2中步驟S2 S4同樣的處理，同定使用左區(qū)域所屬的偽像再構(gòu)成圖像的環(huán)狀中心位置(x2，y2)(步驟S52L、S53L、S54L)。也就是說(shuō)，中心同定單元9使用生成的各體數(shù)據(jù)生成各斷面位置處的縱切(axial)斷面圖像。由與右區(qū)域?qū)?yīng)的體圖像(volumeimaging)生成的縱切(axial)斷面圖像中包括例如圖13所示的圓弧狀環(huán)狀偽像Rl,由與左區(qū)域?qū)?yīng)的體圖像(volumeimaging)生成的縱切(axial)斷面圖像中包括例如圖13所示的圓弧狀環(huán)狀偽像R2。中心同定單元9使用環(huán)狀偽像町、1 2通過(guò)預(yù)定的方法分別同定環(huán)狀中心位置&1，71)、&2，72)。其次，環(huán)狀偽像校正單元18根據(jù)例如經(jīng)由步驟S11-S13處理取得的圖數(shù)據(jù)生成各斷面位置的縱切(axial)斷面圖像，將各縱切(axial)斷面圖像變換為根據(jù)圖像坐標(biāo)系以環(huán)狀中心位置(xl，yl)作為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系(步驟S 55R)。根據(jù)體數(shù)據(jù)生成的各縱切(axial)斷面圖像具有直交坐標(biāo)系，在該直交坐標(biāo)系中，環(huán)狀偽像如其名同心圓狀存在。與右區(qū)域相關(guān)的環(huán)狀偽像在極坐標(biāo)系-110度-O度范圍內(nèi)(或70-180度的范圍內(nèi))，作為平行于角度軸平行的數(shù)據(jù)而存在。環(huán)狀偽像校正單元18在角度軸的-110度-O度的范圍內(nèi)(或70度-180度的范圍內(nèi))抽出與該角度軸實(shí)質(zhì)平行存在的數(shù)據(jù)(步驟S56)。環(huán)狀偽像校正單元18將抽出的環(huán)狀偽像變換為直交坐標(biāo)系，生成環(huán)狀環(huán)狀偽像圖像(步驟S57R)。另外，環(huán)狀偽像校正單元18同樣根據(jù)例如經(jīng)由步驟S11-S13處理取得的圖數(shù)據(jù)生成各斷面位置的縱切(axial)斷面圖像，將各縱切(axial)斷面圖像變換為根據(jù)圖像坐標(biāo)系以中心位置(x2，y2)作為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系(步驟S55L)。與左區(qū)域相關(guān)的環(huán)狀偽像在極坐標(biāo)系的O度-110度范圍內(nèi)(或180度-290度范圍)，作為平行于角度軸的數(shù)據(jù)而存在。環(huán)狀偽像校正單元18在O度-110度范圍內(nèi)(或180度-290度范圍)抽出與該角度軸實(shí)質(zhì)平行存在的數(shù)據(jù)(步驟S56L)。環(huán)狀偽像校正單元18將抽出的環(huán)狀偽像變換為直交坐標(biāo)系，生成環(huán)狀偽像圖像(步驟S57L)。其次，環(huán)狀偽像校正單元18從各縱切(axial)斷面圖像中消除通過(guò)步驟S57R取得的環(huán)狀偽像以及通過(guò)步驟S57L取得的環(huán)狀偽像圖像，根據(jù)體數(shù)據(jù)消除環(huán)狀偽像(步驟S58)。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可以取得以下效果。本X射線(xiàn)診斷裝置對(duì)包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，校正旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的振動(dòng)等影響，同時(shí)生成包括通過(guò)使用該投影圖像的圖像再構(gòu)成而僅僅產(chǎn)生的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)。使用該體數(shù)據(jù)決定環(huán)狀中心，并將該環(huán)狀中心作為原點(diǎn)執(zhí)行實(shí)際投影圖像的極坐標(biāo)變換，抽出與角度軸平行的信號(hào)(環(huán)狀偽像)。因此，不需要根據(jù)再構(gòu)成圖像通過(guò)人工操作同定環(huán)狀中心。相比以前可以簡(jiǎn)單地同定用于環(huán)狀偽像校正的環(huán)狀中心的坐標(biāo)。另外，與以前通過(guò)人工操作同定環(huán)狀中心相比，可以通過(guò)比較少的誤差同定環(huán)狀中心以及旋轉(zhuǎn)中心。其結(jié)果，與以前相比可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)高精度環(huán)狀偽像校正。還有，根據(jù)上述實(shí)施方式中展開(kāi)的適宜多個(gè)的構(gòu)成要素的組合，可以形成各種的發(fā)明。例如既可以削除從實(shí)施方式中顯示的全部構(gòu)成要素的幾個(gè)構(gòu)成要素，又可以適當(dāng)?shù)亟M合不同實(shí)施方式內(nèi)的構(gòu)成要素。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其它的優(yōu)點(diǎn)和變更是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明在其較寬的方面不限于這里示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，在不脫離所付的權(quán)利要求及其等同 方案所定義的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)中心位置同定方法，同定具有一邊旋轉(zhuǎn)一邊執(zhí)行攝像的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的圖像攝像裝置的上述旋轉(zhuǎn)的中心位置，其特征在于，包括 使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理， 使用上述體數(shù)據(jù)將上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心作為上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心位置同定， 上述人造的偽像在以預(yù)定的位置為基準(zhǔn)將上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割而成的各小區(qū)域中產(chǎn)生， 再構(gòu)成由包括上述各小區(qū)域中產(chǎn)生的上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的一個(gè)體數(shù)據(jù)， 使用上述體數(shù)據(jù)同定上述旋轉(zhuǎn)中心， 基于與上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的各投影方向的重心位置、振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)決定上述各小區(qū)域。
2.—種環(huán)狀偽像校正方法，其特征在于，包括 使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理， 使用上述體數(shù)據(jù)同定上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心， 使用上述環(huán)狀中心校正使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)取得的各投影方向的投影圖像中產(chǎn)生的環(huán)狀偽像， 上述人造的偽像在以預(yù)定的位置為基準(zhǔn)將上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割而成的各小區(qū)域中產(chǎn)生， 再構(gòu)成包括由上述各小區(qū)域的上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)， 使用上述體數(shù)據(jù)同定旋轉(zhuǎn)中心， 基于與上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的各投影方向的重心位置、振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)決定上述各小區(qū)域。
3.一種旋轉(zhuǎn)中心位置同定裝置，用于同定具有一邊旋轉(zhuǎn)一邊執(zhí)行攝像的旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的圖像攝像裝置的上述旋轉(zhuǎn)的中心位置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)處理單元，使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置的偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理；以及 同定單元，使用上述體數(shù)據(jù)將上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心作為上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心位置同定， 上述人造的偽像在以預(yù)定的位置為基準(zhǔn)將上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割而成的各小區(qū)域中產(chǎn)生， 再構(gòu)成包括由上述各小區(qū)域的上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)， 使用上述體數(shù)據(jù)同定上述旋轉(zhuǎn)中心， 基于與上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的各投影方向的重心位置、振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)決定上述各小區(qū)域。
4.一種X射線(xiàn)診斷裝置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)處理單元，使用包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，執(zhí)行用于消除由旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的機(jī)械性原因產(chǎn)生的空間位置偏移的影響的校正處理、以及包括由上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)的再構(gòu)成處理； 環(huán)狀中心同定單元，使用上述體數(shù)據(jù)同定上述環(huán)狀偽像的環(huán)狀中心；以及校正單元，使用上述環(huán)狀中心校正使用旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)取得的各投影方向的投影圖像中產(chǎn)生的環(huán)狀偽像， 上述人造的偽像在以預(yù)定的位置為基準(zhǔn)將上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分割而成的各小區(qū)域中產(chǎn)生， 再構(gòu)成包括由上述各小區(qū)域的上述人造的偽像引起的環(huán)狀偽像的體數(shù)據(jù)， 使用上述體數(shù)據(jù)同定旋轉(zhuǎn)中心， 基于與上述旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的各投影方向的重心位置、振動(dòng)、彎曲、側(cè)隙中的至少一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)決定上述各小區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種旋轉(zhuǎn)中心位置同定方法和裝置、環(huán)狀偽像校正方法。對(duì)包括人造的偽像的各投影方向的投影圖像，校正旋轉(zhuǎn)攝像系統(tǒng)的振動(dòng)等影響，同時(shí)生成包括通過(guò)使用該投影圖像的圖像再構(gòu)成產(chǎn)生的環(huán)狀偽像。使用該體數(shù)據(jù)決定環(huán)狀中心并將該環(huán)狀中心作為原點(diǎn)執(zhí)行實(shí)際攝像圖像的極坐標(biāo)變換，抽出與角度軸平行的信號(hào)(環(huán)狀偽像)。
文檔編號(hào)G06T5/00GK103054603SQ201210558540
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者大石悟, C·C·史密斯 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社