JP2021007739A - 医用イメージングシステムにおいて対象3dポイントクラウドを生成するための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施形態に基づく例示的な医用イメージングシステム、例えば、CTシステム100の概略図であり、当該CTシステム100は、走査装置1及びテーブル2を含む。走査装置1は、システム軸10を備える走査空間12と、走査空間12の両側に対向して配置されるX線源14及びX線検出器16とを含み、X線検出器16はX線源14が照射したX線を検出することができる。テーブル2は対象22を配置するために用いられる、つまり、テーブル2は対象22を支持する。テーブル2はシステム軸10に沿って前後に移動することにより、走査装置1の走査空間12に進入することができる。テーブル2は、走査され検査される対象がテーブル2の乗り降りに便利なように、高さ方向、即ち、床面に垂直な方向で、上昇及び下降することができる。X線画像を撮像する(以下においては、「走査」と称する)場合、テーブル2は対象22を載置して走査空間12に進入する。X線検出器16及びX線源14はシステム軸10の周りを回転しても、静止状態であってもよく、X線検出器16は、X線源14が発射して走査空間12内に位置する対象22を貫通したX線を受け取って結像する。
図2は実施形態に基づいて対象3Dポイントクラウドを生成するための方法200のフローチャートである。
図7は、実施形態に基づいて、本明細書に記載されている医用イメージングシステムにおけるテーブルの移動経路を計画するための方法700のフローチャートである。
図8は、実施形態に基づいて本明細書に記載されている医用イメージングシステムにおいて対象22の衝突を予測するための方法800のフローチャートである。本実施形態の方法は、テーブル2の計画高さに基づいて、計画高さで対象22がテーブル2によって前後に移動する過程において周囲環境と衝突を生じるか否かを予測する。テーブルの計画高さは、本明細書に記載されている例示的なテーブル移動経路の計画方法に基づいて得ることができる。
図12は実施形態に基づく例示的なコンピュータ装置1200のブロック図である。当該コンピュータ装置1200は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)、ポータブル式コンピュータ、フラットパネル機器、ワークステーション、または当該機器が採るべき動作を指定する(順序またはその他の方式の)命令を実行可能ないずれかの機器とすることができる。いくつかの実施形態において、コンピュータ装置1200は、例えば、1つまたは複数のプロセッサ1220と、1つまたは複数のプログラムを記憶するための記憶装置1210とを含み、前記1つまたは複数のプログラムが前記1つまたは複数のプロセッサ1220により実行されると、前記1つまたは複数のプロセッサ1220が本開示の実施形態で説明されている方法を実現する。プロセッサは、例えば、デジタル信号プロセッサ(DSP)、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)またはマイクロプロセッサなどである。
2 テーブル
3 深度カメラ
4 コンピュータ装置
5 出力ユニット
6 入力ユニット
10 システム軸
12 走査空間
14 X線源
16 X線検出器
22 対象
41 プロセッサ
100 CTシステム
200 対象3Dポイントクラウドを生成するための方法
600 対象3Dポイントクラウドを生成するための方法
1200 コンピュータ装置
1210 記憶装置
1211 ランダムアクセスメモリ(RAM)
1212 高速キャッシュメモリ
1213 メモリシステム
1214 実用ツール
1215 プログラムモジュール
1220 プロセッサ
1230 インターフェイス
1240 ネットワークアダプタ
1250 バス
1260 入力機器
1270 出力機器
Claims (32)
- 医用イメージングシステムにおいて対象3Dポイントクラウドを生成するための方法(200)であって、前記医用イメージングシステムは、
走査対象を載置するためのテーブル(2)と、
走査装置であって、前記テーブル(2)が前記走査装置の内部に進入することができるようにするための走査空間(12)を有する走査装置(1)と、を含み、
前記方法(200)が、
前記テーブル(2)の現在の高さ及び前記テーブル(2)の境界情報に基づき、グローバル3Dポイントクラウドから前記テーブル(2)が存在する有効領域内における有効3Dポイントクラウドを抽出することであって、前記グローバル3Dポイントクラウドが前記対象(22)及びその周囲環境の3Dポイントクラウドを含み、前記対象3Dポイントクラウドが前記有効3Dポイントクラウド内に含まれる、抽出することと、
前記有効3Dポイントクラウドから前記周囲環境の環境3Dポイントクラウドを除去して、前記対象3Dポイントクラウドを取得することと、を含み、
前記周囲環境が、前記テーブル(2)の少なくとも一部を含む、方法(200)。 - 前記医用イメージングシステムが、コンピュータ断層走査CTシステム(100)である、請求項1に記載の方法(200)。
- 前記テーブル(2)の境界情報が、前記テーブル(2)の4つの角部の位置情報を含み、
前記有効領域が直方体を示すものである、請求項1に記載の方法(200)。 - 前記テーブル(2)の幅方向において、前記有効領域の幅が前記走査空間(12)の最大幅よりも大きい、請求項1に記載の方法(200)。
- 前記有効領域の前記テーブル(2)の長手方向における長さが、前記テーブル(2)の長さよりも大きい、請求項1に記載の方法(200)。
- 前記有効領域の底表面の高さが、前記テーブル(2)の現在の高さよりも高くない、請求項3に記載の方法(200)。
- 前記周囲環境が、前記走査装置の少なくとも一部を更に含む、請求項1に記載の方法(200)。
- 前記グローバル3Dポイントクラウド及び前記テーブル(2)の境界情報のうちの少なくとも1つに対して座標変換を実行することにより、両者を同一座標系に変換することを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法(200)。
- 前記同一座標系が、、前記グローバル3Dポイントクラウド自体の座標系または前記医用イメージングシステムの座標系である、請求項8に記載の方法(200)。
- 前記対象(22)及びその周囲環境の深度画像データを受信することと、
座標変換により、前記深度画像データを前記グローバル3Dポイントクラウドに変換することとを更に含む、請求項1に記載の方法(200)。 - 前記対象3Dポイントクラウドをボクセル化することと、
ボクセル化された対象3Dポイントクラウドをクラスタリングして、ノイズポイントを除去することとを更に含む、請求項1に記載の方法(200)。 - 前記環境3Dポイントクラウドが、前記医用イメージングシステムに予め記憶されているか、または前記対象(22)を前記テーブル(2)に載置する前に深度カメラ(3)を利用して前記周囲環境を撮像して得られる、請求項1に記載の方法(200)。
- テーブル(2)の医用イメージングシステムにおける移動経路を計画するための方法(700)であって、前記医用イメージングシステムが、
走査対象を載置するための前記テーブル(2)と、
走査装置であって、前記テーブル(2)が前記走査装置の内部に進入することができるようにするための走査空間(12)を有する走査装置(1)と、を含み、
前記方法が、
走査計画に基づき、前記対象(22)の対象3Dポイントクラウドにおける走査すべき領域を確定することと、
前記走査すべき領域の重心及び前記重心の高さを確定することと、
前記重心の高さ及び前記走査空間(12)の中心高さに基づき、前記テーブル(2)が位置決めされる目標高さを確定することであって、前記テーブル(2)が前記目標高さに位置決めされると、前記重心の高さを前記走査空間(12)の中心高さと等しくするための前記目標高さを確定することと、
確定された前記目標高さに基づき、前記テーブル(2)の移動経路を計画することと、を含み、
前記走査計画には、前記対象に対する走査すべき部分の位置情報が含まれる、方法(700)。 - 前記対象3Dポイントクラウドは、請求項1に記載の方法(200)を利用して取得した対象3Dポイントクラウドである、請求項13に記載の方法(700)。
- 前記走査すべき領域の境界の、前記テーブル(2)の前進後退ルート上における位置、前記走査装置の走査範囲に基づき、前記テーブル(2)が前記走査装置に進入するときの最大深さを確定することを更に含み、
前記テーブル(2)の移動経路を計画するステップが、確定された前記目標高さ及び前記最大深さに基づき前記テーブル(2)の移動経路を計画するものである、請求項13に記載の方法(700)。 - 医用イメージングシステムにおいて対象の衝突予測を実行するための方法(800)であって、前記医用イメージングシステムは、
走査対象を載置するためのテーブル(2)と、
走査装置であって、前記テーブル(2)が前記走査装置の内部に進入することができるようにするための走査空間(12)を有する走査装置(1)と、を含み、
前記方法(800)が、
前記対象(22)の対象3Dポイントクラウドが前記テーブル(2)の計画高さで前記テーブル(2)の前進後退方向に沿って移動する過程において、周囲環境の3Dポイントクラウドと重なるか否かを判断することにより、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突を生じるか否かを予測することを含む、方法(800)。 - 前記対象3Dポイントクラウドが、請求項1に記載の方法(200)を利用して取得した対象3Dポイントクラウドである、請求項16に記載の方法(800)。
- 前記計画高さが、
走査計画に基づき、前記対象3Dポイントクラウドにおける走査すべき領域を確定するステップと、
前記走査すべき領域の重心及び前記重心の高さを確定するステップと、
前記重心の高さ及び前記走査空間(12)の中心高さに基づき、前記テーブル(2)が位置決めされる目標高さを前記計画高さとして確定するステップであって、前記テーブル(2)が前記目標高さに位置決めされると、前記重心の高さを前記走査空間(12)の中心高さと等しくするための前記目標高さを確定するステップと、により確定され、
前記走査計画には、前記対象に対する走査すべき部分の位置情報が含まれることを特徴とする請求項16に記載の方法(800)。 - 前記計画高さは、前記テーブル(2)の現在の高さである、請求項16に記載の方法(800)。
- 前記走査すべき領域の境界の前記前進後退ルート上における位置及び前記走査装置(1)の走査範囲に基づき、前記テーブル(2)の前記移動過程における前記前進後退方向の移動範囲を確定することを更に含む、請求項16に記載の方法(800)。
- 予測結果が、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突しないという結果である場合は、衝突しないことを表す安全表示を提供し、更に、前記テーブル(2)が前記走査計画に基づき前記走査装置(1)に自動的に移動することを許可して走査を実行すること、
予測結果が、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突するという結果である場合は、衝突が発生する恐れがあることを表す衝突警報及び衝突の発生する恐れがあると予測された部位を示す衝突部位予測表示を提供することと、を更に含む請求項16に記載の方法(800)。 - 予測結果が、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突するという結果である場合は、前記テーブル(2)の自動的な移動を禁止する、請求項21に記載の方法(800)。
- 予測結果が、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突するという結果である場合は、前記テーブル(2)の移動を手動制御することが許可される、請求項21に記載の方法(800)。
- ヒューマン−コンピュータ・インタラクション・インターフェイスに、前記対象構造モデル、前記安全表示及び前記衝突警報を提示する、請求項21に記載の方法(800)。
- 前記衝突部位予測表示が、前記ヒューマン−コンピュータ・インタラクション・インターフェイスにおいて前記対象3Dポイントクラウド中の衝突の発生が予測される部分に提示される、請求項24に記載の方法(800)。
- 予測結果が、前記対象(22)が前記移動過程において前記周囲環境と衝突するという結果である場合は、更に、前記対象3Dポイントクラウドの前記移動過程における前記環境3Dポイントクラウドとの重なりの程度に基づいて、前記衝突の程度を確定する、請求項24に記載の方法(800)。
- 前記衝突の程度に対応した方式で、前記ヒューマン−コンピュータ・インタラクション・インターフェイスに前記衝突の発生が予測される部分を提示する、請求項26に記載の方法(800)。
- 前記ヒューマン−コンピュータ・インタラクション・インターフェイスの表示は、前記予測結果に基づいてリアルタイムで変化する、請求項24に記載の方法(800)。
- 走査対象を載置するためのテーブル(2)と、
走査装置であって、前記テーブル(2)が前記走査装置の内部に進入することができるようにするための走査空間(12)を有する走査装置(1)と、
前記対象及びその周囲環境の深度画像データを取得するための深度カメラ(3)と、
前記走査装置(1)及び前記深度カメラ(3)に結合されたコンピュータ装置であって、前記走査装置(1)からの走査情報及び前記深度カメラ(3)からの前記深度画像データを受信し、請求項1〜28のいずれか一項に記載された方法を実行するように構成されるプロセッサ(41、1220)を含むコンピュータ装置(4、1200)と、を含む、医用イメージングシステム。 - 前記深度カメラ(3)が、室内の上部に取り付けられる、請求項29に記載の医用イメージングシステム。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載された方法のステップを実行するための装置を含む、医用イメージングシステムにおいて使用される装置。
- 複数の命令が記憶され、プロセッサ(41、1220)が前記命令を実行すると、前記プロセッサ(41、1220)に請求項1〜28のいずれか一項に記載された方法を実行させる、非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体。
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