3D reconstruction techniques made easy : know

Introduction
3D reconstruction techniques made easy :
know-how and pictures
近年MDCTの進歩により,一回の検査にお
ける画像数,情報量が増加した.
三次元再構成法はこれらの情報を凝縮して
表示することが可能である.
この論文では三次元再構成法の基本を説明
する.
B05R108J
布施真至
Niigata university Medical & Dental Hospital
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Interpolation
Three – dimentional reconstruction
CTで得られる二次元画像は再構成間隔に依存す
る隙間がある.
三次元再構成の為に行われる.
連続したﾃﾞｰﾀを得るためには隙間を埋める事が必
要である.
画像のそれぞれの位置に独自の値を持っていると仮
定して,周囲の点から欠けている値を補間する.
二次元画像のﾃﾞｰﾀからこの隙間を補間法によって
埋める.
これ以降,補間された値を補間値“Ⅳ”として表す.
二次元画像
ﾋﾟｸｾﾙによって形作られる
ﾎﾞﾘｭｰﾑ
ﾎﾞｸｾﾙによって形作られる
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Representing a volume on flat screen
最も一般的な三つの補間方法
平面にﾎﾞﾘｭｰﾑを表示する時,ﾎﾞｸｾﾙが表示面のﾋﾟｸｾﾙと合わな
いかもしれない.
･最近隣補間法
最も近い値から得られる
･直線補間法
既知の二点間の直線関係から得られる
それを避ける為に,線投影を行う.
･三次元畳込み補間法
４点またはそれ以上の点から得られる
補間は情報を作り出すのではなく、情報が
表示されるための点の数を増やすことである.
Red squares
Green circles
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: 補間点
Yellow squares : ﾋﾟｸｾﾙ
: ﾎﾞｸｾﾙ
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1
Sum
Maximum intensity projection (MIP)
線投影により生じたﾋﾟｸｾﾙが線に沿った点の
合計となるとき,得られる画像は単純X線写真と
似た感じになる.
線に沿った点の内,最も高い値を持つﾎﾞｸｾﾙを
表示すると,得られる画像がMIP画像となる.
(最も低い値の場合はMinIP画像
Minimum intensity projectionとなる)
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欠点
表示した値(最も高い値)以外のﾎﾞｸｾﾙは表示されない
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ｳｨﾝﾄﾞｳの設定が構造物に影響を与える為,計測の際
には信頼性が無い.
奥行の情報が無くなる
横断面や,ﾎﾞﾘｭｰﾑを回転させ確認することが必要
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Volume rendering and percentage classification
分類
線に沿った点の画像のﾋﾟｸｾﾙ値への寄与を定義
し、寄与は不透過度 100∼0％に及ぶ.
不透過度機能曲線はﾎﾞｸｾﾙ値と不透過度を関連
付ける.
ﾋﾟｸｾﾙ値はｸﾞﾚｲｽｹｰﾙまたは
ｶﾗｰｽｹｰﾙで表示でき,設定し
た範囲外の物は表示されな
い.
VRは空間的情報,濃度的情
報の両方を有している.
しかし,画像の三次元化と不
透明度の設定は鮮明度や構
造物の大きさに強く影響する
為,測定に関しては信頼性が
無い.
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2
Multiplanar reformatting (MPR)
Enhancing the depth perception
ﾋﾟｸｾﾙ値は最も近いﾎﾞｸｾﾙから補間される.
陰影付け : 光強度により表面の色を“修正”する
遠いﾎﾞｸｾﾙが寄与するときは“厚く”なる.
照明
: 仮想線源からの入射角により表面の“色”を修正する
走査平面に対して斜位である構造体の計測ｴﾗｰをなくす.
Red squares: 補完された点
Yellow squares: ﾋﾟｸｾﾙ
Green circles: ﾎﾞﾘｭｰﾑ点
(ﾎﾞｸｾﾙ)
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Segmentation
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Optimizing scanning parameters for three-dimensional reconstruction
物体を形作るﾎﾞｸｾﾙにﾗﾍﾞﾙを貼り,形態,濃度,均質性,位置などに
基づいて分類する.
ﾎﾞﾘｭｰﾑの正確な評価,物体のﾋｽﾄｸﾞﾗﾑ解析を可能にする.
血管壁などは周囲の構造物と血管内腔の濃度差を利用して手動
または自動で分類することができる.
自動病変検出作業の基本である.
三次元画像の為の最適走査条件は小さくﾉｲｽﾞの無いﾎﾞｸｾﾙを得ること.
走査条件を適正にする為に以下の四つの要素が検討された.
1. 空間分解能 : 二つの点を識別する能力.
低空間分解能の横断面の画像は不鮮明に見える3D画像を造る
2. ｺﾝﾄﾗｽﾄ分解能 : ｺﾝﾄﾗｽﾄとﾉｲｽﾞの比(CNR)で説明でき,
与えられた背景ﾉｲｽﾞと二つの濃度を識別する能力.
3. ｴｲﾘｱｼﾝｸﾞ : 抽出信号の周波数に関係した不充分な抽出周波数が原因.
高再構成はｴｲﾘｱｼﾝｸﾞの発生を増加させる.
4. ｱｰﾁﾌｧｸﾄ : 高分解能ｲﾝﾀｰﾌｪｲｽに関連したCT再構成での
補間幾何学が原因.
(斜め方向の)回転ｱｰﾁﾌｧｸﾄや物体変形が発生する.
これらのｱｰﾁﾌｧｸﾄは高ﾋﾟｯﾁで顕著である.
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