JP2001022916A - 医用画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所望の領域を越えて関心領域が拡張されないよ
うにすることができ、これにより特定の方向にだけ関心
領域を拡張可能にする。 【解決手段】三次元原画像内の対象点が関心領域の点と
しての拡張条件を満足するか否かを判定しながら関心領
域を拡張抽出する領域拡張装置において、前記対象点が
前記拡張条件を満足しても拡張を停止させる制御領域を
設定する。即ち、対象点の拡張条件の１つとして制御領
域を設定し、関心領域の拡張時に前記制御領域を越えな
いようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は医用画像処理装置に
係り、特に三次元原画像内の対象点が関心領域の点とし
ての拡張条件を満足するか否かを判定しながら関心領域
を拡張抽出する医用画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置、超音波診断
装置などの医用画像診断装置により得られた断層像が複
数枚積み上げられてなる三次元原画像は、三次元的に知
覚できる二次元データに変換され、医療診断などで用い
られている。その中で領域拡張法により特定の臓器など
の領域を抽出する画像処理方法がある。この領域拡張法
による画像処理方法では、まず、関心領域のある一点を
選び、ついでそれに連結している点を隣接画素の中から
探し出し、その連結点を取り込んで領域を拡張すること
により関心領域を抽出するものである。一般的にはリー
ジョングローイング法と呼ばれている。

【０００３】しかし、このような領域拡張法による画像
処理方法では所望の抽出領域以上に拡張してしまうとい
った問題点があり、この問題点に対処すべく、抽出過程
をモニタで確認しながら人間が対話方式で拡張の停止等
を指示する領域拡張法が採用されている（特許番号第２
８３４３１８号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した領
域拡張法では、不適当な拡張が始まる画素をポインティ
ングデバイスを用いて指定し、その指定した画素の値を
領域拡張の対象とならない値に設定し、その画素からの
領域拡張を停止させるようにしているため、非常に手間
や時間が掛かるといった問題があった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、所望の領域を越えて関心領域が拡張されないよ
うにすることができ、これにより特定の方向にだけ関心
領域を拡張することもできる医用画像処理装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、三次元原画像内の対象点があって、該対象
点の周囲の画素点を関心領域の点として拡張する拡張条
件を満足するか否かを判定して関心領域を拡張抽出する
医用画像処理装置において、あらかじめ前記拡張抽出を
停止する制御領域を入力設定する手段と、該入力設定し
た制御領域に基いて前記対象点が前記拡張条件を満足し
ても拡張を停止させる手段とを備えたことを特徴として
いる。

【０００７】即ち、前記制御領域設定手段は、前記対象
点の拡張条件の１つとして制御領域を設定する。そし
て、関心領域の拡張時に前記制御領域を越えないように
している。また、前記制御領域設定手段は、前記制御領
域を領域拡張によって設定するもので、拡張が等方的で
ないこと（拡張の異方性）を制御領域の拡張の終了条件
としている。具体的には、制御領域の各軸方向の長さの
比が一定値より大きい時に拡張を停止すること、制御領
域の短軸長軸方向の長さの比が一定値より大きい時に拡
張を停止すること、制御領域の中心から成長領域縁まで
の長さが一定値より大きい時に拡張を停止すること、制
御領域の各軸方向の長さの比が一定値より大きい時及び
成長領域の中心から成長領域縁までの長さが一定値より
大きい時に拡張を停止すること、制御領域の短軸長軸方
向の長さの比が一定値より大きい時及び成長領域の中心
から成長領域縁までの長さが一定値より大きい時に拡張
を停止すること等が考えられる。

【０００８】また、前記制御領域の形を球形、平面、多
角形、又は曲線の選別領域によって設定する。

【０００９】また、前記選別領域を通過して拡張した関
心領域と通過せずに拡張した関心領域とに分割する分割
手段とを備える。

【００１０】更に、本発明は拡張条件を厳しくし、所望
の抽出領域以上に拡張しないようにする。

【００１１】即ち、各対象点の標準偏差値を求め、該標
準偏差値が拡張条件を満足するか否かを判定しながら関
心領域を拡張するようにしている。また、前記標準偏差
値の代わりに分散値を使用してもよい。

【００１２】また、対象点の画素値と該対象点の標準偏
差値とがそれぞれ拡張条件を満足していることを条件に
拡張してもよい。同様に、対象点の画素値と該対象点の
分散値とがそれぞれ拡張条件を満足していることを条件
に拡張してもよい。更に、画素値と該画素値の上限値と
下限値（拡張条件）とを表示する表示部を有する範囲選
択手段と、標準偏差値又は分散値と該標準偏差値又は分
散値の上限値と下限値とを表示する表示部を有する範囲
選択手段の各表示部を並べて表示するようにしている。

【００１３】更にまた、拡張した対象点の画素値はその
まま保存し、又は変換して保存するようにしている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る領域拡張装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。

【００１５】図１は本発明に係る領域拡張方法の全体的
手順を示すフローチャートであり、このフローチャート
に従って説明する。

【００１６】〔ステップＳ１〕三次元の原画像は、例え
ば５１２×５１２ピクセルの断層像が５１２枚積み上げ
られた画像データであり、このような原画像に対して、
まず、マウスやキーボードなどの外部入力装置により指
定された点を最初の拡張点とする。

【００１７】〔ステップＳ２〕図２（ａ）のように、三
次元の原画像のある１点の周りには２６点の画素点が存
在するが、拡張点の周りの２６点の中から最初の点（図
２（ａ）の番号１）を指定し、対象点とする。

【００１８】〔ステップＳ３〕前記対象点が拡張条件を
満たすかどうか判断する。拡張条件を満たせばステップ
Ｓ４に、満たさなければステップＳ７に跳ぶ。

【００１９】図３は拡張条件を入力するための表示画面
である。図３のように拡張条件は、画素値（ＣＴ値）の
上限、下限の範囲によって設定してもよいが、本発明の
ように周囲の２６点の画素点の値を用いて標準偏差値を
計算し、その標準偏差値の上限、下限の範囲によって設
定してもよい。尚、計算を簡単にするために、標準偏差
値の一部である分散値を使用してもよい。

【００２０】画素値の範囲と標準偏差値の範囲などを組
み合わせることにより拡張条件がきつくなり、拡張範囲
が狭くなる。例えば、図４（ａ）は拡張条件として画素
値の範囲だけを指定した場合であり、図４（ｂ）は画素
値の範囲と標準偏差値の範囲などを組み合わせて指定し
た場合である。即ち、対象点の画素値の代わりに、対象
点の標準偏差値、分散値、画素値と標準偏差値の組合
せ、又は画素値と分散値の組合せを適宜使用することが
できる。

【００２１】図５は本発明に係る拡張条件の一つである
ストッパー（栓）としての制御領域を説明するためのフ
ローチャートであり、図６は制御領域の拡張の様子を示
す図である。

【００２２】〔ステップＳ４０〕まず、図６（ａ）のよ
うに制御領域の拡張開始点Ｓを指定し、拡張条件として
領域全体の平均濃度と候補点との濃度差が生じたら拡張
を停止し、そうでなければ拡張を継続し、図６（ｂ）の
ように最長距離とその最長距離を与える２点を求める。

【００２３】〔ステップＳ４１〕図６（ｃ）に示すよう
に、前記最長距離を与える２点の中心を求め、中心から
活性点（拡張領域の境界）までの最短距離を求める。

【００２４】〔ステップＳ４２〕最長距離と最短距離の
比が一定値（最長距離／最短距離＞一定値）となったら
拡張を停止する。

【００２５】即ち、図６（ｂ）に示すように拡張領域が
血管に接しなければ拡張は停止しないが、図６（ｃ）に
示すように血管に接して拡張が等方的でなくなったら拡
張を停止させる。そして、この停止時の拡張領域をスト
ッパーとしての制御領域とする。

【００２６】尚、前記制御領域の拡張の停止条件の他の
例としては、拡張領域の各軸方向の長さの比が一定値よ
り大きい時、拡張領域の短軸長軸方向の長さの比が一定
値より大きい時、拡張領域の中心から成長領域縁までの
長さが一定値より大きい時、拡張領域の各軸方向の長さ
の比が一定値より大きく且つ成長領域の中心から成長領
域縁までの長さが一定値より大きい時、成長領域の短軸
長軸方向の長さの比が一定値より大きく且つ成長領域の
中心から成長領域縁までの長さが一定値より大きい時な
どが考えられる。

【００２７】また、上述したストッパーを利用した領域
拡張法を図７のフローチャートに従って説明する。

【００２８】〔ステップＳ６０〕図８（ａ）及び図９
（ａ）に示すように、ストッパーなしの領域拡張法で作
成した画像を表示する。

【００２９】〔ステップＳ６１〕ストッパーなしの領域
拡張法で作成した画像を用いて、ストッパー（栓）位置
を指定する（図８（ｂ）のａ、図９（ｂ）のａ、ｂ、
ｃ、ｄ）。

【００３０】〔ステップＳ６２〕ストッパー（栓）部分
での領域拡張を、前述した図５及び図６で説明した方法
で行い、これによりストッパーとしての制御領域を設定
する。

【００３１】〔ステップＳ６３〕上記のようにして設定
されたストッパーによって限定された限定部の領域拡張
を行う。これにより、図８（ｃ）に示すようにストッパ
ーａで拡張が停止した関心領域を抽出することができ、
また、図９（ｃ）に示すようにストッパーａ、ｂ、ｃ、
ｄで領域拡張が停止した関心領域を抽出することができ
る。

【００３２】次に、図１のフローチャートに戻る。

【００３３】〔ステップＳ４〕対象点が拡張条件を満た
すと、その対象点を拡張点としてｘ，ｙ，ｚ座標を拡張
テーブルに追加する（図２（ｃ））。

【００３４】〔ステップＳ５〕前記拡張点の濃度値をそ
のまま、或いは変換して濃度値保存メモリに保存する
（図２（ｂ））。

【００３５】〔ステップＳ６〕拡張する前の点、すなわ
ち親点の配列番号、拡張した点（子の数）を拡張テーブ
ルに追加する（図２（ｃ））。 〔ステップＳ７〕図２（ａ）に示した指定点の周りの２
６点のうちの次の点を対象点として指定する。

【００３６】〔ステップＳ８〕図２（ａ）に示した指定
点の周りの２６点すべてを指定したかどうかを判定し、
指定終了ならステップＳ９に跳び、指定終了でなければ
ステップＳ３を跳ぶ。

【００３７】〔ステップＳ９〕次の画素点を指定する。
即ち、拡張した子の点のいずれかを図２（ａ）の中心に
移す。

【００３８】〔ステップＳ１０〕すべての拡張した画素
点の指定が終了したかどうかを判定する。終了していな
い場合には、ステップＳ２に跳び、ステップＳ９で指定
した指定点の回りの点について、上記ステップＳ３〜ス
テップＳ８の処理を行う。ただし、すでに拡張済の点は
再び拡張点とはしない。

【００３９】すべての拡張した画素点の指定が終了する
と、領域拡張が終了する。これにより、図８（ｃ）又は
図９（ｃ）に示したようにストッパーａ、ｂ、ｃ、ｄを
越えて関心領域が拡張されないようにし、特定の方向に
だけ関心領域を拡張することができる。

【００４０】次に、図１０に示すフローチャートにより
拡張した領域を分割する手順について説明する。まず、
拡張された関心領域を選別するための選別手段としての
制御領域を指定する。例えば、図１１（ａ）のように球
型制御領域を指定する。図１１（ｂ）のように面型制御
領域を指定してもよい。その後の手順は以下の通りであ
る。

【００４１】〔ステップＳ９０〕テーブル末端（配列番
号はextMAX）を指定する（図２（ｃ））。

【００４２】〔ステップＳ９１〕拡張末端かどうかを判
定する。拡張末端（子の数＝０）でないならステップＳ
９６に跳ぶ。末端（子の数＝０で、図１０のｅ１，ｅ２
等）ならステップＳ９２に進む。

【００４３】〔ステップＳ９２〕チェーンを１ステップ
バックする（親方向に戻る）。

【００４４】〔ステップＳ９３〕元祖親（最初にマウス
などで指定した点で、図１１（ｂ）ならｓ点）かどうか
を判定し、元祖親なら終了し、そうでないならステップ
Ｓ９４に進む。

【００４５】〔ステップＳ９４〕チェーンが制御領域を
通過したかどうかを判定し、通過しない場合にはステッ
プＳ９２に跳び、通過した場合にはステップＳ９５に進
む。図１１（ｂ）の場合には、ｅｌから制御領域までの
チェーンは制御領域を通過せず、制御領域からｅ２まで
のチェーンは制御領域を通過する。選別手段としての制
御領域を通過するチェーンは切断対象になる。視線がｚ
軸に平行な場合、ｘ、ｙ座標だけでの選別も可能であ
る。この場合、ｚ座標は任意でよい。他の軸についても
同様である。制御領域の形は球形、平面などに限定され
ず多角形、曲線その他でよい。

【００４６】〔ステップＳ９５〕拡張末端（例えば図１
１（ｂ）のｅ２）から制御領域までを消去する。ただ
し、消去するのではなく特定の値を代入したり、符号を
反転してもよい。

【００４７】〔ステップＳ９６〕テーブルをバックする
（ステップ９６）。

【００４８】〔ステップＳ９７〕テーブル終了かどうか
判定し、終了でなければステップ９１に戻る（ステップ
９７）。

【００４９】以上のようにして図１１（ｂ）のように面
型制御領域を指定すると、抽出された領域を図１１
（ｃ）と図１１（ｄ）のように分割することができる。

【００５０】図１２は本発明に係る領域拡張装置のハー
ドウエア構成を示すブロック図である。図１２に示すよ
うに領域拡張装置２は、Ｘ線ＣＴ装置、コーンビームＣ
Ｔ装置、ＭＲＩ装置等の画像診断装置によって取得され
た三次元の原画像が格納された磁気ディスク４と、演算
処理に必要なソフトウェアが収納された主メモリ６と、
演算処理を行なう中央処理装置（以下ＣＰＵと称す）８
と、処理結果の表示データを記録する表示メモリ１０
と、その表示データを表示するＣＲＴディスプレイ等の
表示装置１２と、画面上のソフトスイッチを操作するマ
ウス１４の外部入力コントローラ１６と、キーボード１
８と、共通バス２０とから構成されている。

【００５１】オペレータはマウス１４やキーボード１８
を利用して各種の入力操作を行い、ＣＰＵ８はこの入力
操作に基づいて主メモリ６のソフトウェアに従って前述
した領域拡張や領域の分割等の処理を行う。この処理さ
れた表示データは表示メモリ１０を介して表示装置１２
に表示される。表示データは磁気ディスク４に格納さ
れ、再表示に利用される。

【００５２】また、図１１（ａ）及び（ｂ）に示した制
御領域の指定は、図１３及び図１４に示すようにステレ
オ視により立体空間内で指定してもよい。即ち、図１３
に示すように右目用の視点（Ｒ視点）と左目用の視点
（Ｌ視点）と投影面との設定に基づいて複数枚の断層像
が積み上げられてなる三次元の原画像を投影面に投影
し、Ｒ投影像とＬ投影像とを作成する。また、マウス１
４によって移動指示される立体カーソルの投影像である
投影カーソル（Ｒ）と（Ｌ）も作成する。

【００５３】このようにして作成した投影カーソル
（Ｒ）を含むＲ投影像と、投影カーソル（Ｌ）を含むＬ
投影像とをそれぞれ図１４に示す表示メモリ１１に記憶
させ、Ｒ投影像に基づいて右目用の画像を表示装置１３
に表示させるとともに、Ｌ投影像に基づいて左目用の画
像を表示装置１３に表示させる。尚、表示装置１３に表
示される右目用の画像の表示面と、左目用の画像の表示
面とはそれぞれ偏光方向が異なる偏光フィルタが設けら
れている。

【００５４】オペレータは、前記表示装置１３の偏光フ
ィルタに対応する偏光眼鏡をかけることにより、右目で
右目用の画像だけを見ることができ、左目で左目用の画
像だけを見ることができる。これにより投影像とカーソ
ルとをそれぞれ立体視することができ、カーソルによっ
て制御領域を的確に指定することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
望の領域を越えて関心領域が拡張されないようにし、特
定の方向にだけ関心領域を拡張できる。

【００５６】また、領域拡張された関心領域を指示通り
に分割することできる。

【００５７】更に、拡張条件を厳しくすることにより、
所望の抽出領域以上に拡張しないようにすることもで
き、更にまた抽出した拡張点は濃度情報をもつなどの効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る領域拡張方法の全体的手順を示す
フローチャート。

【図２】拡張候補点、濃度値保存メモリ、及び拡張テー
ブルを示す図。

【図３】拡張条件を入力するための表示画面を示す図。

【図４】拡張条件として画素値の範囲だけを指定した場
合の拡張領域を示す図と、拡張条件として画素値の範囲
と標準偏差値の範囲を組み合わせて指定した場合の拡張
領域を示す図。

【図５】ストッパーとしての制御領域を説明するフロー
チャート。

【図６】ストッパーとしての制御領域の拡張の様子を示
す図。

【図７】ストッパーを利用した領域拡張法を説明するフ
ローチャート。

【図８】ストッパーを利用した領域拡張法を説明する表
示画面を示す図。

【図９】別のストッパーを利用した領域拡張法を説明す
る表示画面を示す図。

【図１０】拡張した領域を分割する手順を示すフローチ
ャート。

【図１１】拡張した領域を分割する手順を示す表示画面
を示す図。

【図１２】本発明に係る領域拡張装置のハードウエア構
成を示すブロック図。

【図１３】立体空間内での制御領域の指定の例を示す
図。

【図１４】立体空間内での制御領域の指定を可能にした
別のハードウエア構成を示すブロック図。

【符号の説明】

２…領域拡張装置、４…磁気ディスク、６…主メモリ、
８…ＣＰＵ、１０、１１…表示メモリ、１２、１３…表
示装置、１４…マウス、１６…外部入力コントローラ、
１８…キーボード、２０…共通バス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元原画像内の対象点があって、該対
   象点の周囲の画素点を関心領域の点として拡張する拡張
   条件を満足するか否かを判定して関心領域を拡張抽出す
   る医用画像処理装置において、あらかじめ前記拡張抽出
   を停止する制御領域を入力設定する手段と、該入力設定
   した制御領域に基いて前記対象点が前記拡張条件を満足
   しても拡張を停止させる手段とを備えたことを特徴とす
   る医用画像処理装置。