JPS5820023B2 - 3次元対象物の層状再生方法 - Google Patents
3次元対象物の層状再生方法Info
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- JPS5820023B2 JPS5820023B2 JP51037038A JP3703876A JPS5820023B2 JP S5820023 B2 JPS5820023 B2 JP S5820023B2 JP 51037038 A JP51037038 A JP 51037038A JP 3703876 A JP3703876 A JP 3703876A JP S5820023 B2 JPS5820023 B2 JP S5820023B2
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/025—Tomosynthesis
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、3次元対象物を異なる方向から照射し、画像
面において同時に符号化記録した多数の重畳画像を介し
て3次元対象物の層状再生を行なう方法に関するもので
ある。
面において同時に符号化記録した多数の重畳画像を介し
て3次元対象物の層状再生を行なう方法に関するもので
ある。
照射された3次元対象物の層画像を単一の符号化重畳画
像から復号する幾つかの方法が提剣されている。
像から復号する幾つかの方法が提剣されている。
これらの方法によれば層状再成により対象物の3次元形
態での再構成が可能になる。
態での再構成が可能になる。
しかしその場合信号対雑音比がかなり劣化する。
本発明の目的は、3次元対象物につき多数個nの同時記
録重畳画像を復号して1層の3次元画像を任意に選択し
合成し、信号対雑音比を同時に改善する方法を提供する
にある。
録重畳画像を復号して1層の3次元画像を任意に選択し
合成し、信号対雑音比を同時に改善する方法を提供する
にある。
かかる目的を達成するため本発明は、対象物の重畳画像
を異なる方向から極めて多数個mの放射線源を介し相互
に重なり合う多数個nの平面に符号化した形態で記録し
、3次元対象物の層状再生のため前記符号化同時重畳画
像を復号するに当り各層に対してはその比率を相互に適
合させたn個の同時重畳画像の各々を同時または順次シ
フトして単一記録媒体上で加え合せ、これを対象物を記
録する際の分布放射線源の個数mに対応する多数回行な
うことを特徴とする。
を異なる方向から極めて多数個mの放射線源を介し相互
に重なり合う多数個nの平面に符号化した形態で記録し
、3次元対象物の層状再生のため前記符号化同時重畳画
像を復号するに当り各層に対してはその比率を相互に適
合させたn個の同時重畳画像の各々を同時または順次シ
フトして単一記録媒体上で加え合せ、これを対象物を記
録する際の分布放射線源の個数mに対応する多数回行な
うことを特徴とする。
相互に所定距離で互に重なり合うよう配置する多数個H
の重畳画像は同時に記録されるから、復号に好適な分布
放射線源も可能となる。
の重畳画像は同時に記録されるから、復号に好適な分布
放射線源も可能となる。
好適な分布放射線源として例えば、M、J、E、Co1
ayζ(よりJournal of theOptic
al 5ociety ofAmerica” Vol
ume 61 r page 272.1971に記載
されたスタテイティックまたは非冗長分布放射線源があ
る。
ayζ(よりJournal of theOptic
al 5ociety ofAmerica” Vol
ume 61 r page 272.1971に記載
されたスタテイティックまたは非冗長分布放射線源があ
る。
重畳画像を復号するためにはかかる分布放射線源の分布
の数学的特性を利用し、即ちその自己相関関数がディラ
ックのデルタ関数に近似するという事実を利用する。
の数学的特性を利用し、即ちその自己相関関数がディラ
ックのデルタ関数に近似するという事実を利用する。
本発明の方法は医療X線診断に使用することができ、特
に迅速に運動する鼓動心臓の如き3次元対濠物のディス
プレイに使用することができる。
に迅速に運動する鼓動心臓の如き3次元対濠物のディス
プレイに使用することができる。
その場合運動中の対象物は異なる位置における異なるX
線管により同時に露光され、連続的露光方式により相互
に重なり合うよう配置したX線フィルム上に記録され、
その後にフィルムを現像した後本発明による方法を用い
てすべての層において復号される。
線管により同時に露光され、連続的露光方式により相互
に重なり合うよう配置したX線フィルム上に記録され、
その後にフィルムを現像した後本発明による方法を用い
てすべての層において復号される。
本発明による装置は、既に提案されているホログラフ−
光学成層画像作製方法と組合せると特に有利に使用する
ことができる。
光学成層画像作製方法と組合せると特に有利に使用する
ことができる。
その場合、所要の方向からの1次画像は上記方法で得た
合成斜視画像によって置き替えられる。
合成斜視画像によって置き替えられる。
従って両装置の利点を組合せることが可能となる。
本発明の方法によれば連続露光方式によって記録した多
数の同時重畳画像から斜視画像を得ることができる一方
、ホログラフ−光学的方法によれば適当な光学部品を介
し任意の深さおよび場所における層画像並に静止スクリ
ーン上に連続的に良好に集束された対象物内の傾斜層画
像をも得ることができ、適当な対物レンズ装置のフーリ
エ平面における空間的コヒーレント光を使用した場合に
は、透過層画像の空間的フーリエ変換をも行なうことが
できる。
数の同時重畳画像から斜視画像を得ることができる一方
、ホログラフ−光学的方法によれば適当な光学部品を介
し任意の深さおよび場所における層画像並に静止スクリ
ーン上に連続的に良好に集束された対象物内の傾斜層画
像をも得ることができ、適当な対物レンズ装置のフーリ
エ平面における空間的コヒーレント光を使用した場合に
は、透過層画像の空間的フーリエ変換をも行なうことが
できる。
同時重畳画像は、空間的に離間したm個のX線源から対
象物を同時または順次照射し、投影像を相互に同一間隔
で重なり合うよう配置したn個の記録担体上に蓄積する
ことによって得られる。
象物を同時または順次照射し、投影像を相互に同一間隔
で重なり合うよう配置したn個の記録担体上に蓄積する
ことによって得られる。
n個の重畳画像の各々は、異なる方向から対象物を照射
する極めて多数の放射線源により符号化された3次元対
象物の情報を含んでいる。
する極めて多数の放射線源により符号化された3次元対
象物の情報を含んでいる。
重畳画像内で相互に関連する個々の画像の位置はn個の
同時重畳画像において相違し、これを利用して同時重畳
画像を加え合せ合成斜視画像を形成する際不鮮明化する
効果が得られる。
同時重畳画像において相違し、これを利用して同時重畳
画像を加え合せ合成斜視画像を形成する際不鮮明化する
効果が得られる。
n個の同時重畳画像の各画像は前記方法に従って復号す
ることができる。
ることができる。
同時重畳画像は初めの段階で作製する。
その場合3次元対象物をm個の異なる方向から同時また
は順次照射し、相互に重なり合うよう配置した多数個n
の記録担体上にn個の同時重畳画像の形態で記録する。
は順次照射し、相互に重なり合うよう配置した多数個n
の記録担体上にn個の同時重畳画像の形態で記録する。
異なる同時重畳画像を同時に記録するため、同時層装置
を普通のトモグラフィ装置に使用できるフィルム箔装置
と組合せて効果的に使用することができる。
を普通のトモグラフィ装置に使用できるフィルム箔装置
と組合せて効果的に使用することができる。
n個の同時重畳画像は層装置における位置に応じて相互
に比率またはスケールが異なるから、第2の段階に当り
相互に比率を適会させるようにする。
に比率またはスケールが異なるから、第2の段階に当り
相互に比率を適会させるようにする。
第3の段階に際しては同じ比率を有するn個の同時重畳
画像につき第1の加え合せを行ない、m個の合成斜視画
像が得られる。
画像につき第1の加え合せを行ない、m個の合成斜視画
像が得られる。
この目的のため、。
個の重畳を互に重なり合うようにして加え合せて、m個
の異なる放射線源のうちの1放射線源により記録された
画像のみ一致するようにする。
の異なる放射線源のうちの1放射線源により記録された
画像のみ一致するようにする。
このようにして作製した斜視画像においては単一方向か
ら記録した画像が良好に集束されて現われる一方、他の
すべての画像は不鮮明化される。
ら記録した画像が良好に集束されて現われる一方、他の
すべての画像は不鮮明化される。
次いでn個の同時重畳画像を前述した態様で再び加え合
せて他の1方向からの画像が良好に集束されるようにし
、以下同様の操作を行なう。
せて他の1方向からの画像が良好に集束されるようにし
、以下同様の操作を行なう。
従って復号に使用した放射線源の個数に対応するm個の
斜視画像が得られる。
斜視画像が得られる。
非冗長形態で分布したm個の放射線源を使用した場合、
第1の加え合せ操作により振幅nを有する1方向から1
投影画像が得られ、この画像は振幅1を有する他のすべ
ての方向からの合計n(m−1)個の投影画像から成る
m−1個の不鮮明画像によって囲まれる。
第1の加え合せ操作により振幅nを有する1方向から1
投影画像が得られ、この画像は振幅1を有する他のすべ
ての方向からの合計n(m−1)個の投影画像から成る
m−1個の不鮮明画像によって囲まれる。
第4の段階に当り、第2の加え会せ操作を行ない、即ち
m個の斜視画像を加え合せて層画像を形成するようにす
る。
m個の斜視画像を加え合せて層画像を形成するようにす
る。
その場合個々の画像の所定相互シフト量に対応する層の
深さは任意に選定することができる。
深さは任意に選定することができる。
m個の斜視画像をn回重畳し、かつこれと同時に当該層
の深さに対応する量だけシフトすることにより、振幅n
’mを有する所望層の1画像が形成され、更に他の層の
情報を含みかつ形成された画像に関する情報を含まない
振幅nのm個の2次的画像と、振幅1を有する他のすべ
ての方向からの合計量、n(m−1)個の投影画像から
成るn(m−1)個の不鮮明画像とが生ずる。
の深さに対応する量だけシフトすることにより、振幅n
’mを有する所望層の1画像が形成され、更に他の層の
情報を含みかつ形成された画像に関する情報を含まない
振幅nのm個の2次的画像と、振幅1を有する他のすべ
ての方向からの合計量、n(m−1)個の投影画像から
成るn(m−1)個の不鮮明画像とが生ずる。
層画像におけるm個の2次画像は非冗長形態で分布した
放射線源により最適状態に不鮮明化される一方、m、n
(m−1)個の投影画像は第2の加え合せ操作に当り無
視できる程度に小さい振幅を有し、はぼ完全に抑圧する
ことができる。
放射線源により最適状態に不鮮明化される一方、m、n
(m−1)個の投影画像は第2の加え合せ操作に当り無
視できる程度に小さい振幅を有し、はぼ完全に抑圧する
ことができる。
次に、n=3のみの同時重畳画像を形成するためm=4
のみの記録位置を考慮する簡単化した場合につき本発明
の詳細な説明する。
のみの記録位置を考慮する簡単化した場合につき本発明
の詳細な説明する。
なお本発明の方法は4より多い方向および3より多い同
時重畳画像の場合にも適用できることは勿論である。
時重畳画像の場合にも適用できることは勿論である。
第1図はn個の同時重畳画像の記録態様を示す。
4個の放射線源m12m22m3およびm4は分布放射
線源を構成し、この分布放射線源は画像面B1.B2お
よびB3に平行に配置する。
線源を構成し、この分布放射線源は画像面B1.B2お
よびB3に平行に配置する。
対象物0は分布放射線源m1〜m4と、画像面B2およ
びB3に対し対象物Oに最も近い第1画像面B1との間
に配置する。
びB3に対し対象物Oに最も近い第1画像面B1との間
に配置する。
画像面B1およびB2の間の距離をtlとし、画像面B
2およびB3の間の距離をt2とする。
2およびB3の間の距離をt2とする。
分布放射線源m1〜m4の位置と、対象物Oの位置と、
画像面B1. B2およびB3の位置とによって画像記
録系の幾何学的構造が規定される。
画像面B1. B2およびB3の位置とによって画像記
録系の幾何学的構造が規定される。
対象物Oを分布放射線源m1〜m4例えば4個のX線管
によって照射する。
によって照射する。
一層簡略化するため、記号eおよびfを有する2つの平
面E1 およびB2だけを考慮する。
面E1 およびB2だけを考慮する。
距離t1オよびt2で離間した3つの画像面B1.B2
およびB3において重畳画像S、U1’、 5iU2
’および5iU3’が形成され、各重畳画像には対象物
Oの2つの平面E1およびB2が4個づつ結像している
。
およびB3において重畳画像S、U1’、 5iU2
’および5iU3’が形成され、各重畳画像には対象物
Oの2つの平面E1およびB2が4個づつ結像している
。
同時重畳画像5iU1’は画像e1′f1′、eりf2
′。e3’f3’ およびe4/f4/を含み、同時重
畳画像5iU2’は画像e1//f111.e2′f2
″、e8′f3′およびe4′/f4/lを含み、同時
重畳画像51U31は画像e///f /// 、
e2/// f2’1/z e3/// f、z//お
よびe 4/I/f 4//11 を含んでいる。
′。e3’f3’ およびe4/f4/を含み、同時重
畳画像5iU2’は画像e1//f111.e2′f2
″、e8′f3′およびe4′/f4/lを含み、同時
重畳画像51U31は画像e///f /// 、
e2/// f2’1/z e3/// f、z//お
よびe 4/I/f 4//11 を含んでいる。
この記録系を使用した場合には距離t1およびt2のた
め個々の同時重畳画像は比率が異なるから、第2図に示
すように比率の相違を補正する必要がある。
め個々の同時重畳画像は比率が異なるから、第2図に示
すように比率の相違を補正する必要がある。
重畳画像毎に相違するeおよびfの画像の比率を均等化
することにより比率を適合させることは重要である。
することにより比率を適合させることは重要である。
同時重畳画像5iU1’における画像e1 ’f1’
、e2’ f2’ y同時重畳画像5iU2’における
画像e1//f1/l、e211f21Iおよび同時重
畳画像5iU3’における画像e1//lf1//l
。
、e2’ f2’ y同時重畳画像5iU2’における
画像e1//f1/l、e211f21Iおよび同時重
畳画像5iU3’における画像e1//lf1//l
。
e 2hl f 2/71は画像5iU1,5iU2お
よび51U3におけるelfl およびe2 B2に
適合させる。
よび51U3におけるelfl およびe2 B2に
適合させる。
かくして個々の画像の比率が等化されるが、画像 el
f、およびe2f2 の距離g1.s2およびg3
は互に変化する。
f、およびe2f2 の距離g1.s2およびg3
は互に変化する。
従って第3図に示した如き合成斜視画像を得ることがで
きる。
きる。
3つの、比率適合同時重畳画像5iU1〜5iU3を加
え合せ、毎回1画像例えばelflは斜視画像P1にお
いて一致する一方、他のすべての画像Vは直線性で不鮮
明に現われる。
え合せ、毎回1画像例えばelflは斜視画像P1にお
いて一致する一方、他のすべての画像Vは直線性で不鮮
明に現われる。
同じ同時重畳画像を用いて更に3つの加え合せ操作を行
なった後、結像画像e2 B2 y e3 B3 お
よびe4 B4 を有する斜視画像P2.P3およびB
4が得られる。
なった後、結像画像e2 B2 y e3 B3 お
よびe4 B4 を有する斜視画像P2.P3およびB
4が得られる。
第4図は斜視画像から層面像を形成する態様を示す。
第2図における対象物Oの所定平面、例えば記号eを有
する平面E1を層面像として再生するため、斜視画像P
1〜P4は相互にシフトした形態で加え合され、記号e
1〜e4が合致し、最終的に層面像eが最大振幅で現わ
れる一方、平均振幅を有する他の関連画像例えばf1〜
f4のすべての細部は非冗長分布放射線源により最適状
態に不鮮明化される。
する平面E1を層面像として再生するため、斜視画像P
1〜P4は相互にシフトした形態で加え合され、記号e
1〜e4が合致し、最終的に層面像eが最大振幅で現わ
れる一方、平均振幅を有する他の関連画像例えばf1〜
f4のすべての細部は非冗長分布放射線源により最適状
態に不鮮明化される。
更に、層面像は他のすべての斜視画像■を含み、かかる
斜視画像は斜視画像における不鮮明化領域内に存在しか
つ最小振幅の背景として現われる。
斜視画像は斜視画像における不鮮明化領域内に存在しか
つ最小振幅の背景として現われる。
第5図は比率適合同時重畳画像から斜視画像を形成する
ための装置の実施例を線図的に示し、ここでは先に使用
した比率の補正または適合の説明は省略する。
ための装置の実施例を線図的に示し、ここでは先に使用
した比率の補正または適合の説明は省略する。
比率適合同時重畳画像5iU1〜5iU3(第2図)を
第1図の原子面B1.B2およびB3に対応する平面1
,2および3に配置し、後側から光ビーム4で照射する
。
第1図の原子面B1.B2およびB3に対応する平面1
,2および3に配置し、後側から光ビーム4で照射する
。
その結果、比率適合同時重畳画像 5iU1〜5iU3
を通った光は記録時におけるX線の方向とは反対方向に
伝播する。
を通った光は記録時におけるX線の方向とは反対方向に
伝播する。
適当な対物レンズ5によりn個の比率適合同時重畳画像
(5iU1,5iU2,5iU3)のすべてを同時に画
像面6に結像させる。
(5iU1,5iU2,5iU3)のすべてを同時に画
像面6に結像させる。
適切な焦点の深度を得るため絞り1を使用して、すべて
の比率適合同時重畳画像を重畳したものが画像8となる
ようにする。
の比率適合同時重畳画像を重畳したものが画像8となる
ようにする。
対物レンズ5の位置9が例えば第1図における位置m2
に対応する場合には、8はm2の方向に対する合成斜視
画像になる。
に対応する場合には、8はm2の方向に対する合成斜視
画像になる。
同時重畳画像の記録に当り分布放射線源のうちの他の放
射線源の方向に対応する任意の位置mへ対物レンズ5を
平面10内でシフトした場合には、対応する方向につき
別の合成斜視画像が得られる。
射線源の方向に対応する任意の位置mへ対物レンズ5を
平面10内でシフトした場合には、対応する方向につき
別の合成斜視画像が得られる。
第6図は、合成斜視画像により対象物の3次元実像を再
生する態様を示す。
生する態様を示す。
同時重畳画像の形成の際の記録位置に対応する位置20
,21および22に配置した対物レンズ17,18およ
び19により、平面16における斜視画像13,14お
よび15を平面23に同時に結像させる。
,21および22に配置した対物レンズ17,18およ
び19により、平面16における斜視画像13,14お
よび15を平面23に同時に結像させる。
レンズ17.18および19の焦点の深さが適切である
場合には、記録された対象物の実像が画像重畳領域24
に現われる。
場合には、記録された対象物の実像が画像重畳領域24
に現われる。
この実像は検出器26例えば結霜ガラス板を介して検出
することができる。
することができる。
第1図は同時重畳画像の記録態様を示す路線図、第2図
は同時重畳画像の比率を適合させる態様を示す図、第3
図は合成斜視画像の形成を示す図、第4図は層面像の形
成を示す図、第5図は斜視図を形成するための光学装置
を示す路線図、第6図は対象物の3次元実像を形成する
ための構成を示す路線図である。 0・・・・・・対象物、m1〜m4・・・・・・分布放
射線源、B1.B2.B3・・・・・・画像面、5iU
1/j 5iU2’ ?S i U3’・・・・・・重
畳画像、P1〜P4・・・・・・斜視画像、■・・・・
・・不鮮明画像、el f1〜 e4 B4 ・・・
・・・結像画像、B2,3・・・・・・原子面、5・・
・・・・対物レンズ、6・・・・・・画像面、7・・・
・・・絞り、13,14,15・・・・・・斜視画像、
17,18,19・・・・・・対物レンズ、24・・・
・・・画像重畳領域、26・・・・・・検出器。
は同時重畳画像の比率を適合させる態様を示す図、第3
図は合成斜視画像の形成を示す図、第4図は層面像の形
成を示す図、第5図は斜視図を形成するための光学装置
を示す路線図、第6図は対象物の3次元実像を形成する
ための構成を示す路線図である。 0・・・・・・対象物、m1〜m4・・・・・・分布放
射線源、B1.B2.B3・・・・・・画像面、5iU
1/j 5iU2’ ?S i U3’・・・・・・重
畳画像、P1〜P4・・・・・・斜視画像、■・・・・
・・不鮮明画像、el f1〜 e4 B4 ・・・
・・・結像画像、B2,3・・・・・・原子面、5・・
・・・・対物レンズ、6・・・・・・画像面、7・・・
・・・絞り、13,14,15・・・・・・斜視画像、
17,18,19・・・・・・対物レンズ、24・・・
・・・画像重畳領域、26・・・・・・検出器。
Claims (1)
- 13次元対象物を異なる方向から照射し、異なる画像面
において同時に符号化記録した多数の重畳画像を介して
3次元対象物の層状再生を行なう方法において、対象物
の重畳画像を、異なる方向から多数個mの放射線源を介
し相互に重なり合いかつ互に所定距離だけ離間して配置
した多数個nの平面に符号化した形態で記録し、m個の
放射線源の位置と、対象物の位置と、n個の平面の位置
とによって記録系の幾何学的構成が規定され、3次元対
象物の層状再生のため前記符号化同時重畳画像を復号す
るに当り各層に対してはその比率を相互に適合させたn
個の同時重畳画像の各々をシフトし、単一記録媒体上で
加え合せて得られるm個の合成斜視画像を、上記同時重
畳画像を形成する際上記幾何学的構成の記録系における
放射線源の位置に対応する各位置に配置した少なくとも
1個の対物レンズによって同一平面に結像し、該平面の
前面に検出器を配して3次元対象物の層状構造を再生す
ることを特徴とする3次元対象物の層状再生方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2514988A DE2514988C3 (de) | 1975-04-05 | 1975-04-05 | Verfahren zur schichtweisen Darstellung dreidimensionaler Objekte mittels kodierter Simultan-Überlagerungsbilder |
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---|---|
JPS51123167A JPS51123167A (en) | 1976-10-27 |
JPS5820023B2 true JPS5820023B2 (ja) | 1983-04-21 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (8)
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ES (1) | ES446703A1 (ja) |
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