JP2005198887A - Method, apparatus and program for detecting anatomical structure, structure removal picture generation apparatus, and abnormal shadow detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル医用画像が表す解剖学的構造物の構造を検出する方法および装置並びにそのためのプログラム、上記方法を適用した構造物除去画像生成装置、異常陰影検出装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for detecting the structure of an anatomical structure represented by a digital medical image, a program therefor, a structure removal image generation apparatus to which the above method is applied, and an abnormal shadow detection apparatus.
従来、医療分野においては、画像診断における医師等の読影者への負荷を低減する等の目的から、デジタル医用画像(以下、単に医用画像という)を、コンピュータを用いて画像解析する、いわゆるCAD(Computer Aided Diagnosis)処理が行われており、このようなCAD処理としては、例えば、医用画像における異常陰影を自動的に検出する異常陰影検出処理が知られている。 Conventionally, in the medical field, a digital medical image (hereinafter simply referred to as a medical image) is image-analyzed using a computer for the purpose of reducing the load on an image reader such as a doctor in image diagnosis. (Computer Aided Diagnosis) processing is performed, and as such CAD processing, for example, abnormal shadow detection processing for automatically detecting an abnormal shadow in a medical image is known.
異常陰影検出処理は、医用画像データに基づいて、異常陰影の画像上の特徴を表す指標値等を算出し、その指標値等に基づいて異常陰影を検出する処理である。したがって、異常陰影だけでなく、異常陰影と類似した画像上の特徴を有する領域においても、異常陰影と同様な指標値が算出されることがあり、このような領域における正常箇所を、異常陰影として誤って検出してしまうことがある。例えば、胸部画像における診断の場合、肋骨のような正常な構造物が重なった箇所を誤って結節影や腫瘤影として検出してしまうことが少なくない。このような誤検出された正常箇所、いわゆるFP(False Positive)の存在は、読影者への負荷となり、診断の精度を悪化させる虞があるため、FPの低減が強く望まれる。 The abnormal shadow detection process is a process of calculating an index value or the like representing the feature of the abnormal shadow on the image based on the medical image data and detecting the abnormal shadow based on the index value or the like. Therefore, an index value similar to an abnormal shadow may be calculated not only in an abnormal shadow but also in an area having image characteristics similar to the abnormal shadow. It may be detected by mistake. For example, in the case of diagnosis in a chest image, there are many cases where a place where a normal structure such as a rib overlaps is erroneously detected as a nodule shadow or a tumor shadow. The presence of such a misdetected normal location, so-called FP (False Positive), imposes a burden on the interpreter and may deteriorate the accuracy of diagnosis. Therefore, reduction of FP is strongly desired.
このため、上記のように、画像診断に供する医用画像中の被写体を構成する正常な構造物が異常陰影検出の精度に影響するような場合には、このような構造物を検出し、当該構造物上においては異常陰影の検出処理を変えたり、当該構造物上に検出された異常陰影候補を別の指標で判定したり、あるいは、医用画像から当該構造物を除去したりする工夫が必要となる。 For this reason, as described above, when a normal structure constituting a subject in a medical image used for image diagnosis affects the accuracy of abnormal shadow detection, such a structure is detected and the structure is detected. It is necessary to change the abnormal shadow detection process on the object, determine the abnormal shadow candidate detected on the structure with another index, or remove the structure from the medical image. Become.
そこで、このような構造物の構造を検出したり、当該構造物を除去した画像を生成したりする方法が種々提案されている。例えば、医用画像において肋骨部分を検出する方法があり、このような方法としては、エッジ抽出フィルタにより肋骨形状を検出する方法(例えば、非特許文献1参照)やハフ変換による放物線検出方法等が知られており、また、医用画像から異常陰影検出の妨げとなる構造物を除去する方法として、診断対象である胸部画像に基づいて当該胸部画像に合致する肋骨と肺野のテクスチャを、これらの構造物を表す変形モデルを用いて探索して求め、求められた肋骨成分を胸部画像からサブトラクション(減算処理)することにより、肋骨が除去され肺野軟部のみが表された肋骨除去画像を、1枚の胸部画像から生成する方法が、本出願人により検討されている。
しかしながら、上記のエッジ抽出フィルタにより肋骨形状を検出する方法では、肺野中央部のような構造が比較的簡単な領域では、構造物の検出が可能であるが、肺尖部や前肋骨・後肋骨が重なり合う肺野外側のような構造が比較的複雑な領域では、構造物の検出が難しい。また、上記の胸部画像に合致する肋骨と肺野軟部のテクスチャを探索し、胸部画像から肋骨成分を減算して肋骨除去画像を生成する方法では、肋骨と肺野軟部のテクスチャを手探りで探索しなくてはならないため、計算時間が膨大にかかるという問題がある。 However, in the method of detecting the rib shape using the edge extraction filter described above, a structure can be detected in a region having a relatively simple structure such as the central part of the lung field. In a region where the structure is relatively complicated, such as the outside of the lung field where the ribs overlap, it is difficult to detect the structure. In addition, in the method of searching for the rib and lung soft part texture that matches the above chest image, and subtracting the rib component from the chest image to generate the rib removal image, the texture of the rib and lung soft part is searched for by hand search. There is a problem that the calculation time is enormous because it is necessary.
本発明は、上記事情に鑑み、医用画像中の被写体を構成する所定の構造物の構造の全体を、短時間で検出することが可能な、解剖学的構造物の構造検出方法および装置並びにそのためのプログラム、さらに、上記構造検出方法を適用した、所定の構造物が除去された医用画像を表す構造物除去画像データを生成する構造物除去画像生成装置、および、上記構造物除去画像中の異常陰影候補を検出する異常陰影検出装置を提供することを目的とするものである。 In view of the above circumstances, the present invention provides a structure detection method and apparatus for an anatomical structure capable of detecting the entire structure of a predetermined structure constituting a subject in a medical image in a short time, and therefore And a structure removal image generation device that generates structure removal image data representing a medical image from which a predetermined structure has been removed, to which the structure detection method is applied, and an abnormality in the structure removal image It is an object of the present invention to provide an abnormal shadow detection apparatus that detects a shadow candidate.
本発明の第1の解剖学的構造物の構造検出方法は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得し、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに当該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して構造モデルデータを作成し、該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する解剖学的構造物の構造検出方法であって、前記複数の構造変更ベクトルを、前記構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が前記一部分の構造と合致するように設定することを特徴とする方法である。 According to the first anatomical structure detection method of the present invention, image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures is acquired, and the medical data is obtained based on the image data. In the image, partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure is extracted from the plurality of structures, and a structure representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure is extracted based on the partial structure information A structure model data is created by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the data, and the structure model data is acquired as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure. A structure detection method for a physical structure, wherein the plurality of structure change vectors are set so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data matches the structure of the part. Is a method which is characterized in.
本発明の第2の解剖学的構造物の構造検出方法は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得し、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する処理であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該処理により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する処理と、該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する処理と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する処理と、前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する処理と、該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する処理とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返し、前記構造モデルデータを作成する処理により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得することを特徴とする方法である。 According to the second anatomical structure detection method of the present invention, image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures is acquired, and the medical data is obtained based on the image data. In the image, partial structure information representing a partial structure of a predetermined structure is extracted from the plurality of structures, and partial structure information representing a partial structure of the same kind of structure as the predetermined structure is set. The partial structure information extracted is set for the first time as the partial structure information, and a part of the structure represented by the information previously set by the process is changed after the second time. And a plurality of structure change vectors for changing the structure are added to the structure data representing the structure of the same structure as the predetermined structure based on the partial structure information. The structure model data obtained by The plurality of structure change vectors are set so that the structure corresponding to the part of the structure matches the structure of the part, and the structure data is added to the structure data by adding the plurality of structure change vectors. Based on a process of creating model data and predetermined information obtained from the image data and including information indicating the structure of the predetermined structure, the structure represented by the structural model data and the predetermined in the medical image A process of calculating an index value representing the degree of difference from the structure of the structure, and a process of determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value Is repeated until it is determined to be within a predetermined range, and the structural model data created last by the process of creating the structural model data is the whole representing the overall structure of the predetermined structure It is a method and acquiring as concrete information.
本発明の第1の解剖学的構造物の構造検出装置は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が、前記一部分の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段とを備えたことを特徴とするものである。 According to the first anatomical structure detection apparatus of the present invention, there is provided an image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures, Based on the partial structure information, a partial structure information extracting unit that extracts partial structure information representing a structure of a part of the predetermined structure among the plurality of structures in the medical image, and the predetermined structure based on the partial structure information A structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the structure data representing the structure of the structure of the same kind as the object Structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so as to match the structure, and the structure model data by adding the plurality of structure change vectors to the structure data It is characterized by comprising structural model data creating means for creating and overall structure information obtaining means for obtaining the structural model data as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure. .
本発明の第2の解剖学的構造物の構造検出装置は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、当該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段とを備えたことを特徴とするものである。 According to the second anatomical structure detection apparatus of the present invention, there is provided an image data acquisition means for acquiring medical data representing a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures, and the image data On the basis of the above, in the medical image, partial structure information extracting means for extracting partial structure information representing a structure of a part of the predetermined structure among the plurality of structures, and a structure of the same kind as the predetermined structure Means for setting partial structure information representing the structure of a part, wherein the partial structure information extracted is set for the first time as the partial structure information, and set last time by the means after the second time. Partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information, and structure data representing the structure of a structure of the same type as the predetermined structure based on the partial structure information To change the structure to A structure change in which the plurality of structure change vectors are set so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding a number of structure change vectors matches the part of the structure. Information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, vector setting means, structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data Index value calculating means for calculating an index value representing the degree of difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image based on predetermined information containing Based on the determination means for determining whether or not the difference is within a predetermined range, the setting of the partial structure information by the partial structure information setting means, and the structure change base. Setting the structural change vector by the torque setting means, creating the structural model data by the structural model data creating means, calculating the index value by the index value calculating means, and determining by the determining means, The repetitive control means that repeats until it is determined to be within a predetermined range, and the entire structural information that represents the overall structure of the predetermined structure, the structural model data created last by the structural model data creating means As a whole structure information acquisition means.
「医用画像」としては、例えば、放射線画像、CT画像、MRI画像等を考えることができ、また、「被写体」としては、動物や人体の、胸部、腹部、四肢等を考えることができる。 As the “medical image”, for example, a radiation image, a CT image, an MRI image, and the like can be considered, and as the “subject”, the chest, abdomen, limbs, and the like of an animal or a human body can be considered.
「解剖学的な構造物」としては、例えば、骨部、軟部組織等を考えることができる。 As the “anatomical structure”, for example, a bone part, a soft tissue, and the like can be considered.
「所定の構造物」は、1種類の構造物単体であってもよいし、複数種類の構造物からなる集合体であってもよい。 The “predetermined structure” may be a single type of structure or an aggregate composed of a plurality of types of structures.
「所定の構造物の一部分」としては、例えば、医用画像が胸部画像であって、所定の構造物が肋骨の場合には、肋骨や他の構造物同士の重なりが少なく構造が単純な肺野中央の領域における肋骨を考えることができ、また、例えば、医用画像が胸部画像であって、所定の構造物が肺野軟部の場合には、肋骨部分が除去された肺野軟部を考えることができる。 As the “part of the predetermined structure”, for example, when the medical image is a chest image and the predetermined structure is a rib, a lung field having a simple structure with little overlap between the ribs and other structures. The ribs in the central region can be considered. For example, when the medical image is a chest image and the predetermined structure is a lung field soft part, the lung field soft part from which the rib part has been removed can be considered. it can.
「所定の情報」は、当該情報のみで所定の構造物の構造が特定できるものである必要はなく、所定の構造物の構造を表す情報を含み、構造モデルデータが表す構造との比較対象となり得るものであればよい。このような「所定の情報」としては、医用画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を施して得られる、構造物の輪郭が強調された画像や、医用画像そのもの等を考えることができる。 “Predetermined information” does not need to be able to specify the structure of a predetermined structure only by the information, but includes information representing the structure of the predetermined structure and is a comparison target with the structure represented by the structural model data. Anything can be obtained. As such “predetermined information”, an image obtained by performing edge extraction filter processing on a medical image, an outline of a structure being emphasized, a medical image itself, and the like can be considered.
第1および第2の解剖学的構造物の構造検出装置において、前記構造データは、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す多数の異なるデータを標本としたときの平均的な構造を表すものであり、前記複数の構造変更ベクトルは、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す多数の異なるデータを教師データとして主成分分析したときに得られる各固有ベクトルにそれぞれ比例する複数のベクトルであってもよい。 In the structure detection apparatus for the first and second anatomical structures, the structure data is an average structure when a large number of different data representing structures of the same kind of structure as the predetermined structure are used as samples. The plurality of structural change vectors are proportional to respective eigenvectors obtained when principal component analysis is performed using a large number of different data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure as teacher data. It may be a plurality of vectors.
「固有ベクトル」とは、数学的に、1次独立であるとみなすことができるベクトルを意味する。 “Eigenvector” means a vector that can be considered mathematically linearly independent.
なお、「主成分分析」の手法としては、文献[Matthew Turk,Alex Pentland,Eigenfaces for Recognition,Journal of Cognitive Neuroscience,vol.3,num1,1991]に記載されている手法を用いることができる。 As a method of “principal component analysis”, a method described in the literature [Matthew Turk, Alex Pentland, Eigenfaces for Recognition, Journal of Cognitive Neuroscience, vol. 3, num1, 1991] can be used.
また、前記構造は、形状およびテクスチャのうち少なくとも1つであってもよい。 The structure may be at least one of a shape and a texture.
また、前記被写体は、胸部であり、前記所定の構造物は、肺野軟部または肋骨を含む骨部であってもよい。 The subject may be a chest, and the predetermined structure may be a soft part of a lung field or a bone part including a rib.
本発明の構造物除去画像生成装置は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、当該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段と、前記画像データと前記全体構造情報とに基づいて、前記所定の構造物が除去された前記被写体を表す医用画像である構造物除去画像を担持する構造物除去画像データを生成する構造物除去画像データ生成手段とを備えたことを特徴とするものである。 The structure removal image generation apparatus of the present invention includes an image data acquisition unit that acquires image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures, and the medical image based on the image data. And a partial structure information extracting means for extracting partial structure information representing a partial structure of a predetermined structure among the plurality of structures, and a partial structure information of the same kind of structure as the predetermined structure. Means for setting partial structure information, wherein the partial structure information extracted is set for the first time as the partial structure information, and the structure represented by the information previously set by the means is set for the second time and thereafter. A partial structure information setting means for setting information representing a structure whose part has been changed, and based on the partial structure information, the structure is changed to structure data representing a structure of the same kind of structure as the predetermined structure. Multiple structural changes for A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding vectors matches the part of the structure; , A structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data, and a predetermined containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data Based on the information, the index value calculating means for calculating the index value representing the degree of difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image, and based on the index value, Determining means for determining whether or not the difference is within a predetermined range; setting of partial structure information by the partial structure information setting means; The structural change vector is set by the structural model data creation by the structural model data creation means, the index value is calculated by the index value calculation means, and the determination by the determination means. Iterative control means that repeats until it is determined to be within the range, and the structural model data that was last created by the structural model data creation means is acquired as overall structure information that represents the overall structure of the predetermined structure. Structure-removed image data carrying a structure-removed image, which is a medical image representing the subject from which the predetermined structure has been removed, based on the whole structure information acquisition means, the image data, and the whole structure information And a structure removal image data generation means for generating the structure removal image data.
本発明の異常陰影検出装置は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該処理により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段と、前記画像データと前記全体構造情報とに基づいて、前記所定の構造物が除去された前記被写体を表す医用画像である構造物除去画像を担持する構造物除去画像データを生成する構造物除去画像データ生成手段と、該構造物除去画像データに基づいて、前記構造物除去画像中の異常陰影候補を検出する異常陰影検出手段とを備えたことを特徴とするものである。 The abnormal shadow detection apparatus of the present invention includes an image data acquisition unit that acquires medical data representing a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures, and the medical image based on the image data, Partial structure information extracting means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures, and a partial structure representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure A means for setting information, wherein as the partial structure information, the extracted partial structure information is set for the first time, and after the second time, a part of the structure represented by the information previously set by the processing is set. Partial structure information setting means for setting information representing the changed structure, and based on the partial structure information, the structure is changed to structure data representing a normal structure of the same kind of structure as the predetermined structure. Multiple structural changes for A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding the spectra matches the part of the structure; , A structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data, and a predetermined containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data Based on the information, the index value calculating means for calculating the index value representing the degree of difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image, and based on the index value, Determination means for determining whether or not the difference is within a predetermined range; setting of partial structure information by the partial structure information setting means; and structure change vector setting means The structure change vector is set, the structure model data is created by the structure model data creation means, the index value is calculated by the index value calculation means, and the judgment is judged by the judgment means. Iterative control means that repeats until it is determined to be within the range, and the structural model data that was last created by the structural model data creation means is acquired as overall structure information that represents the overall structure of the predetermined structure. Structure-removed image data carrying a structure-removed image, which is a medical image representing the subject from which the predetermined structure has been removed, based on the whole structure information acquisition means, the image data, and the whole structure information A structure removal image data generating means to be generated, and a difference detection unit for detecting abnormal shadow candidates in the structure removal image based on the structure removal image data. It is characterized by comprising an ordinary shadow detecting means.
本発明の第1のプログラムは、コンピュータを、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が、前記一部分の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段として機能させるためのプログラムである。 According to a first program of the present invention, the computer uses the image data acquisition means for acquiring medical data representing a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures, and the medical data based on the image data. In the image, partial structure information extracting means for extracting partial structure information representing a structure of a part of the predetermined structure among the plurality of structures, and a structure of the same type as the predetermined structure based on the partial structure information The structure corresponding to the portion of the structure represented by the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the structure data representing the structure of the object matches the structure of the portion. And a structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors, and adding the plurality of structure change vectors to the structure data to obtain the structure model data. And structural model data creating means for forming, the structural model data, a program to function as a whole structural information acquisition means for acquiring the overall structure information indicating the overall structure of the predetermined structure.
本発明の第2のプログラムは、コンピュータを、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更してなる構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段として機能させるためのプログラムである。 According to a second program of the present invention, the computer uses the image data acquisition means for acquiring the image data carrying the medical image representing the subject composed of a plurality of anatomical structures, and the medical data based on the image data. In the image, partial structure information extracting means for extracting partial structure information representing a partial structure of a predetermined structure among the plurality of structures, and representing a partial structure of the same kind of structure as the predetermined structure Means for setting partial structure information, wherein, as the partial structure information, the extracted partial structure information is set for the first time, and the structure information represented by the previous setting by the means is set for the second time or later. Partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part, and the structure data in the structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure based on the partial structure information For changing A structure change in which the plurality of structure change vectors are set so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding a number of structure change vectors matches the part of the structure. Information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, vector setting means, structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data Index value calculating means for calculating an index value representing the degree of difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image based on predetermined information containing Based on the determination means for determining whether or not the difference is within a predetermined range, the setting of the partial structure information by the partial structure information setting means, and the structure change base. Setting the structural change vector by the torque setting means, creating the structural model data by the structural model data creating means, calculating the index value by the index value calculating means, and determining by the determining means, The repetitive control means that repeats until it is determined to be within a predetermined range, and the entire structural information that represents the overall structure of the predetermined structure, the structural model data created last by the structural model data creating means Is a program for functioning as overall structure information acquisition means.
本発明の第1の構造検出方法および装置並びにそのためのプログラムによれば、医用画像における所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、当該部分構造情報に基づいて、上記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに複数の構造変更ベクトルを加算して上記同種の構造物の構造を表す構造モデルデータを作成する際に、当該構造モデルデータが表す構造のうち上記一部分に対応する構造が上記一部分の構造と合致するように、上記複数の構造変更ベクトルを設定し、作成された構造モデルデータを上記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得するので、所定の構造物の一部分の構造が反映された構造モデルデータを、手探りではなく、所定の計算によって求めることができ、構造が複雑で従来のエッジ抽出フィルタ処理等では検出が難しかった部分を含む上記所定の構造物の全体の構造を、短時間で検出することができる。 According to the first structure detection method and apparatus and the program therefor of the present invention, partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure in a medical image is extracted, and the predetermined structure is extracted based on the partial structure information. When the structure model data representing the structure of the same kind of structure is created by adding a plurality of structure change vectors to the structure data representing the structure of the structure of the same kind as the structure, The plurality of structure change vectors are set so that the structure corresponding to the part matches the structure of the part, and the created structure model data is used as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure. Since it is obtained, structural model data reflecting the structure of a part of a given structure can be obtained by a given calculation instead of groping, and the structure is complicated. The overall structure of the predetermined structure including a difficult detection part is the come of the edge extraction filter processing and the like, can be detected in a short time.
本発明の第2の構造検出方法および装置並びにプログラムによれば、医用画像における所定の構造物の一部分の構造を抽出し、上記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する処理であって、当該一部の構造を、抽出された一部分の構造を初期構造として設定毎に一部変化させながら設定する処理と、上記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、上記部一部の構造と合致するように、構造変更ベクトルを設定する処理と、構造データに構造変更ベクトルを加算して構造モデルデータを作成する処理とを、作成された構造モデルデータが表す構造が上記所定の構造物の実際の構造と略合致するまで繰り返し、最後に得られた構造モデルデータを、上記所定の構造物の全体的な構造を表す情報として取得するので、実際に抽出された上記所定の構造物の部分的な構造が反映された構造モデルデータを出発点に、構造変更ベクトルを探索することができ、構造モデルデータを手探りで探索する場合に比べて、より短時間に、精度よく、上記所定の構造物の全体の構造を表す全体構造情報を取得することが期待できる。 According to the second structure detection method, apparatus, and program of the present invention, a structure of a part of a predetermined structure in a medical image is extracted, and a part of a structure of the same kind as the predetermined structure is represented. A process of setting partial structure information, the process of setting the partial structure while changing the extracted partial structure as an initial structure for each setting, and the same kind of structure as the predetermined structure The structure change is made so that the structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors to the structure data representing the structure of the object matches the structure of part of the above part. In the process of setting the vector and the process of creating the structural model data by adding the structural change vector to the structural data, the structure represented by the created structural model data substantially matches the actual structure of the predetermined structure. The last obtained structural model data is acquired as information representing the overall structure of the predetermined structure, so that the partial structure of the predetermined structure actually extracted is reflected. The structure change vector can be searched using the structure model data as a starting point, and the entire structure of the predetermined structure can be expressed in a shorter time and with higher accuracy than when searching for the structure model data by hand. It can be expected to acquire the whole structure information.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の第2の構造検出装置の一実施形態による概略構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration according to an embodiment of the second structure detection apparatus of the present invention.
図1に示す構造検出装置1は、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像Pを担持する画像データP(以下、画像とその画像を担持する画像データとを同一の記号で示す)を取得する画像データ取得手段10と、画像データPに基づいて、医用画像Pにおいて、上記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報Fpartを抽出する部分構造情報抽出手段20と、上記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報Mpartを設定する手段であって、当該一部構造情報Mpartとして、初回に、上記の抽出された部分構造情報Fpartを設定し、2回目以降に、前回設定された情報が表す構造の一部を変更してなる構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段30と、一部構造情報Mpartに基づいて、上記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データMbにその構造を変更するための複数の構造変更ベクトルMsを加算して得られる構造モデルデータMが表す構造のうち上記「一部」に対応する構造が、上記「一部の構造」と合致するように、複数の構造変更ベクトルMsを設定する構造変更ベクトル設定手段40と、複数の構造変更ベクトルMsを構造データMbに加算して構造モデルデータMを作成する構造モデルデータ作成手段50と、画像データPから得られる、上記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、構造モデルデータMが表す構造と医用画像Pにおける上記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値dを算出する指標値算出手段60と、指標値dに基づいて、上記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段70と、一部構造情報設定手段30による一部構造情報Mpartの設定と、構造変更ベクトル設定手段40による構造変更ベクトルMsの設定と、構造モデルデータ作成手段50による構造モデルデータMの作成と、指標値算出手段60による指標値dの算出と、前記判定手段70による判定とを、当該判定により上記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段80と、構造モデルデータ作成手段50により最後に作成された構造モデルデータMを、上記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報Fallとして取得する全体構造情報取得手段90とを備えている。
The structure detection apparatus 1 shown in FIG. 1 has image data P carrying a medical image P representing a subject composed of a plurality of anatomical structures (hereinafter, the image and image data carrying the image are denoted by the same symbol). A partial structure for extracting partial structure information Fpart representing the structure of a part of a predetermined structure from among the plurality of structures in the medical image P based on the image data acquisition means 10 for acquiring the image data;
まず、第1の実施例として、上記「医用画像」を肋骨、鎖骨等の骨部と肺野軟部とを含む胸部を表す胸部放射線画像(胸部を人体の前後方向に透過した放射線を検出して得られる胸部の投影画像)とし、上記「所定の構造物」を肋骨とし、上記「構造」を形状とし、上記「所定の構造物の一部分の構造」を肺野中央部における肋骨の部分的な形状とした場合を考える。つまり、肋骨や他の構造物同士の重なりが少なく、肋骨の正確な形状の抽出が容易な肺野中央部における肋骨の部分的な形状をもとに、肋骨の全体的な形状を検出することを目的とする場合である。 First, as a first embodiment, the above “medical image” is obtained by detecting a chest radiograph representing a chest including bones such as ribs and clavicles and a soft part of the lung (detecting radiation transmitted through the chest in the front-rear direction of the human body). A projected image of the chest), the “predetermined structure” as a rib, the “structure” as a shape, and the “structure of a portion of the predetermined structure” as a partial rib in the central lung field. Consider the case of shape. In other words, the overall shape of the rib is detected based on the partial shape of the rib in the center of the lung field where there is little overlap between the ribs and other structures and the accurate shape of the rib can be easily extracted. This is the case.
なお、肋骨の全体の形状は、肋骨の輪郭を形成する所定のn個の特徴点で表すことにする。 Note that the overall shape of the rib is represented by predetermined n feature points that form the contour of the rib.
また、事前に、多くの正常な胸部を表す胸部画像における肋骨形状から、主成分分析により、肋骨の平均形状を表す平均形状ベクトルXbと、肋骨の形状の固有成分(主成分)を表す固有形状ベクトルAi(i=1,2,・・・)とを算出しておき、構造データMbとして上記平均形状ベクトルXb、複数の構造変更ベクトルMsとして上記固有形状ベクトルAiに重み係数αiが掛けられたベクトルαiAiを用いることにする。 In addition, an average shape vector Xb that represents the average shape of the ribs and an eigen shape that represents an eigen component (principal component) of the shape of the ribs by principal component analysis from rib shapes in chest images representing many normal breasts in advance. The vector Ai (i = 1, 2,...) Is calculated, and the average shape vector Xb is multiplied as the structure data Mb, and the eigen shape vector Ai is multiplied by the weight coefficient αi as the plurality of structure change vectors Ms. Let us use the vector αiAi.
「主成分分析」の手法としては、文献[Matthew Turk,Alex Pentland,Eigenfaces for Recognition,Journal of Cognitive Neuroscience,vol.3,num1,1991]に記載されている手法を用いる。 As the method of “principal component analysis”, the method described in the literature [Matthew Turk, Alex Pentland, Eigenfaces for Recognition, Journal of Cognitive Neuroscience, vol. 3, num1, 1991] is used.
これより、本実施例における上記構造検出装置1の作用について説明する。 The operation of the structure detection apparatus 1 in this embodiment will be described below.
図2は、本実施例における構造検出装置1の処理フローを示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a processing flow of the structure detection apparatus 1 in the present embodiment.
画像データ取得手段10は、CR(Computed Radiography)システム等によって生成された胸部放射線画像Pを表す画像データPを、外部からの入力により取得する(ステップS1)。図3は、入力された胸部放射線画像Pを示す図である。 The image data acquisition means 10 acquires image data P representing a chest radiographic image P generated by a CR (Computed Radiography) system or the like by external input (step S1). FIG. 3 is a diagram showing the input chest radiation image P. As shown in FIG.
部分構造情報抽出手段20は、取得した画像データPに基づいて、胸部放射線画像Pにおける肺野中央部の肋骨の形状を、肋骨の一部分の形状として、エッジ抽出フィルタ等により検出し、その部分的な形状を表す部分構造情報Fpartを抽出して取得する(ステップS2)。なお、ここでは、部分構造情報Fpartを、肋骨の輪郭を形成するn個の特徴点fxj(j=1,2,・・・,n)のうちのm個の特徴点fxt(t=1からnまでの値のうちm個)として取得する。図4は、胸部放射線画像P上で特徴点fxt(クロスマークを付した点)を示した図である。 Based on the acquired image data P, the partial structure information extraction means 20 detects the rib shape at the center of the lung field in the chest radiographic image P as a partial rib shape by an edge extraction filter or the like, Partial structure information Fpart representing a simple shape is extracted and acquired (step S2). Here, the partial structure information Fpart is obtained from m feature points fxt (from t = 1) of n feature points fxj (j = 1, 2,..., N) forming the contour of the rib. m of values up to n). FIG. 4 is a diagram showing feature points fxt (points with a cross mark) on the chest radiation image P.
一部構造情報設定手段30は、一部構造情報Mpartとして、部分構造情報抽出手段20により抽出された部分構造情報Fpart、すなわち、特徴点fxtを初期設定する(ステップS3)。
The partial structure
構造変更ベクトル設定手段40は、次のように、複数の構造変更ベクトルMsを算出して設定する(ステップS4)。 The structure change vector setting means 40 calculates and sets a plurality of structure change vectors Ms as follows (step S4).
肋骨の全体の形状を表す形状ベクトルXは、上記n個の各特徴点fxjの座標(x,y)を順次並べたベクトルとして、式(1)のように表すことができる。
したがって、一部構造情報Mpartが表す肋骨の部分的な形状が、胸部放射線画像Pにおける肋骨の全体の形状の一部を構成するものとすれば、この初期の状態における肋骨の形状ベクトルXinitは、式(2)にように表すことができる。
ここで、xp,ypは、一部構造情報Mpartが表す各特徴点に対応する座標であり、?はその他の不明な特徴点に対応する座標を示している。この形状ベクトルXinitをより扱いやすくするために、式(3)に示すような、ベクトルZinitを定義する。
ここで、行列Kは、既知と考えることができる特徴点の位置(対角成分)では値1、その他の不明な特徴点の位置では値0を採るような行列である。すなわち、ベクトルZinitは、既知の特徴点に対応する位置には値があり、不明の特徴点に対応する位置には0(ゼロ)が入っている形状ベクトルである。 Here, the matrix K is a matrix that takes the value 1 at the position of the feature point (diagonal component) that can be considered known and takes the value 0 at the position of the other unknown feature point. That is, the vector Zinit is a shape vector having a value at a position corresponding to a known feature point and having 0 (zero) at a position corresponding to an unknown feature point.
ところで、任意の肋骨の形状を表す形状ベクトルXは、多くの胸部画像における肋骨形状から主成分分析により算出された、肋骨の平均形状を表す平均形状ベクトルXbと、肋骨の形状の固有成分を表す固有形状ベクトルAiとの線形和で表現することができ、式(4)のように表すことができる。
ここで、αiは各固有形状ベクトルに対しての重み係数である。 Here, αi is a weighting coefficient for each eigen shape vector.
この式(4)の両辺に行列Kを掛けると、式(5)となり、式(5′)が得られる。
一般に、{Ai}が1次独立であっても、{K・Ai}は1次独立とはならないが、{K・Ai}のベクトルの数(iの値)に比べて既知の特徴点の数が十分多ければ、大まかには、{K・Ai}も1次独立であると考えてよい。このため、式(5′)の両辺とK・Ap(p=1,2,・・・)との内積をとって、
として、重み係数αp(p=1,2,・・・)を求める。これは、Zinit−K・Xbを、1次独立、すなわち、互いに直交するベクトルK・A1,K・A2,・・・の各成分に分解したときの、これらのベクトルの成分に対応する、係数α1,α2,・・・の値を求めることを意味する。 The weighting coefficient αp (p = 1, 2,...) Is obtained. This is a coefficient corresponding to the components of these vectors when Zinit-K · Xb is decomposed into each of the components of vectors K · A1, K · A2,. It means that the values of α1, α2,.
そして、求められた係数α1,α2,・・・を、固有形状ベクトルA1,A2,・・・にそれぞれ掛けることにより、重み付けされた固有形状ベクトルαiAiが得られ、これを構造変更ベクトルMsとして設定することができる。 Then, by multiplying the obtained coefficients α1, α2,... By the eigenshape vectors A1, A2,..., Weighted eigenshape vectors αiAi are obtained, which are set as the structure change vector Ms. can do.
このことは、構造データMbとしての平均形状ベクトルXbに、構造変更ベクトルMsとしての重み付けされた固有形状ベクトルαiAiを加算して得られる、構造モデルデータMが表す肋骨の形状のうち上記「一部」に対応する形状が、一部構造情報Mpartが表す一部の形状と合致するように、構造変更ベクトルMsを設定することに相当する。 This is because the “part” of the rib shape represented by the structure model data M obtained by adding the weighted eigenshape vector αiAi as the structure modification vector Ms to the average shape vector Xb as the structure data Mb. Is equivalent to setting the structure change vector Ms so that the shape corresponding to “.” Matches the partial shape represented by the partial structure information Mpart.
そして、構造モデルデータ作成手段50が、平均形状ベクトルXbと、重み付けされた固有形状ベクトルαiAiとを線形結合させ、得られたベクトルを構造モデルデータMとして得る(ステップS5)。すなわち、係数α1,α2,・・・を、式(4)に代入したときの形状ベクトルXを、構造モデルデータMとすることができる。 Then, the structural model data creation means 50 linearly combines the average shape vector Xb and the weighted eigen shape vector αiAi, and obtains the obtained vector as the structural model data M (step S5). That is, the shape vector X when the coefficients α1, α2,... Are substituted into the equation (4) can be used as the structural model data M.
指標値算出手段60は、画像データPから得られる、胸部放射線画像Pにおける肋骨の形状を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、構造モデルデータMが表す形状と胸部放射線画像Pにおける肋骨の形状との差異の程度を表す指標値dを算出するが(ステップS6)、具体的には、次のような処理を行う。 The index value calculation means 60 is based on predetermined information containing information indicating the shape of the ribs in the chest radiation image P obtained from the image data P, and the shape represented by the structural model data M and the ribs in the chest radiation image P. An index value d representing the degree of difference from the shape is calculated (step S6). Specifically, the following processing is performed.
上記「所定の情報」として、例えば、胸部放射線画像Pに対してエッジに敏感に反応するSobelフィルタ等をかけて得られた出力画像を用いる。Sobelフィルタは、所定の方向のエッジに感度を有するフィルタであり、その出力は、エッジ付近で0(ゼロ)より離れた値を取り、それ以外の箇所では0に近い値を取ることになる。したがって、Sobelフィルタの出力画像において、フィルタの出力値(画素値)が大きな絶対値を取る箇所を、胸部放射線画像Pにおける肋骨を含む解剖学的構造物の輪郭位置と考えることができる。 As the “predetermined information”, for example, an output image obtained by applying a Sobel filter sensitive to the edge to the chest radiation image P is used. The Sobel filter is a filter having sensitivity to an edge in a predetermined direction, and its output takes a value that is far from 0 (zero) in the vicinity of the edge, and takes a value close to 0 in other places. Therefore, in the output image of the Sobel filter, the position where the output value (pixel value) of the filter takes a large absolute value can be considered as the contour position of the anatomical structure including the ribs in the chest radiographic image P.
そして、このフィルタの出力画像において、構造モデルデータMが表す特徴点の座標に対応する位置毎に、その位置とその位置の近傍にある上記輪郭位置との距離を求め、それらの分散を、構造モデルデータMが表す形状と胸部放射線画像Pにおける肋骨の形状との差異の程度を表す指標値dとする。 Then, in the output image of this filter, for each position corresponding to the coordinates of the feature point represented by the structural model data M, the distance between the position and the contour position in the vicinity of the position is obtained, and the variance is determined as the structure. The index value d represents the degree of difference between the shape represented by the model data M and the shape of the rib in the chest radiation image P.
判定手段70は、上記の算出された指標値dが所定値以内であれば、構造モデルデータMが表す形状と胸部放射線画像Pにおける肋骨の形状との差異が所定範囲内であると判定し、指標値dが所定値を超えているときは、その差異が所定範囲内にないと判定する(ステップS7)。
If the calculated index value d is within a predetermined value, the determining
繰返し制御手段80は、判定手段70によるその差異が所定範囲内でないとの判定に応答して、一部構造情報設定手段30に対して、一部構造情報Mpartが表す形状の一部を変更してなる形状を表す情報を、新たな一部構造情報Mpartとして設定させるとともに、一部構造情報設定手段30による一部構造情報Mpartの設定から判定手段70による判定までの一連の処理を繰返し行わせる制御をし、判定手段70による、その差異が所定範囲内であるとの判定に応答して、その繰返し制御を止める。これにより、実際の肋骨の形状に近似した形状を表す構造モデルデータMが見つかるまで、構造変更ベクトルMsを探索する。
In response to the determination by the determination means 70 that the difference is not within the predetermined range, the repetition control means 80 changes a part of the shape represented by the partial structure information Mpart to the partial structure information setting means 30. Is set as new partial structure information Mpart, and a series of processes from setting the partial structure information Mpart by the partial structure
そして、全体構造情報取得手段90が、構造モデルデータ作成手段50により最終的に作成された構造モデルデータMを、胸部放射線画像Pにおける肋骨の全体的な形状を表す全体構造情報Fallとして取得する(ステップS8)。図5は、上記の全体構造情報Fallが表す肋骨の形状を、胸部放射線画像P上の特徴点(黒丸マークを付した点)で示した図である。 Then, the overall structure information acquisition means 90 acquires the structure model data M finally created by the structure model data creation means 50 as overall structure information Fall representing the overall shape of the ribs in the chest radiation image P ( Step S8). FIG. 5 is a diagram showing the shape of the rib represented by the overall structure information Fall as feature points on the chest radiographic image P (points with black circle marks).
次に、第2の実施例として、上記「医用画像」を胸部放射線画像とし、上記「所定の構造物」を肺野軟部とし、上記「構造」をテクスチャとし、上記「所定の構造物の一部分の構造」を肋骨領域が除かれた肺野軟部のテクスチャとした場合を考える。胸部放射線画像における肺野軟部の全体のテクスチャを検出する場合を考える。つまり、肺野軟部のテクスチャが分かり難い領域である肋骨領域を除いた、肺野軟部の部分的なテクスチャをもとに、肺野軟部の全体的なテクスチャを検出することを目的とする場合である。 Next, as a second embodiment, the “medical image” is a chest radiation image, the “predetermined structure” is a lung soft part, the “structure” is a texture, and the “part of the predetermined structure” Let's consider the case where the texture of the pulmonary soft part from which the rib region is removed is taken as “the structure of”. Consider the case of detecting the entire texture of a soft lung area in a chest radiograph. In other words, the purpose is to detect the entire texture of the lung soft part based on the partial texture of the lung soft part excluding the rib area, which is an area where the texture of the soft part of the lung soft field is difficult to understand. is there.
なお、テクスチャ同士の比較や合成等の取扱いを可能にするため、テクスチャの形状は所定の形状に規格化する必要があるが、ここでは、肺野軟部のテクスチャの形状を、多くの正常な胸部を表す胸部画像における肺野の平均形状とする。 Note that the texture shape must be standardized to a predetermined shape in order to enable the handling of texture comparison and synthesis, etc., but here, the shape of the texture of the lung soft part is changed to many normal breasts. The average shape of the lung field in the chest image representing.
また、肺野軟部の全体のテクスチャは、その平均形状に規格化された肺野軟部を形成するn個の画素の各画素値で表すことにする。 In addition, the entire texture of the lung field soft part is expressed by pixel values of n pixels forming the lung field soft part normalized to the average shape.
また、事前に、上記多くの正常な胸部を表す胸部画像における、各肺野軟部を表す肺野軟部画像をこの平均形状にアフィン変換等によりワーピングし、ワーピング後の肺野軟部画像のテクスチャから、主成分分析により、平均形状に規格化された肺野軟部における平均テクスチャを表す平均テクスチャベクトルGbと、平均形状に規格化された肺野軟部におけるテクスチャの固有成分(主成分)を表す固有テクスチャベクトルBi(i=1,2,・・・)とを算出しておき、構造データMbとして上記平均テクスチャベクトルGb、複数の構造変更ベクトルMsとして上記固有テクスチャベクトルBiに重み係数βiが掛けられたベクトルβiBiを用いることにする。 In addition, in advance, in the chest image representing many normal breasts, the lung field soft part image representing each lung field soft part is warped by affine transformation or the like to this average shape, and from the texture of the lung field soft part image after warping, An average texture vector Gb representing an average texture in a lung field soft part normalized to an average shape by principal component analysis, and an inherent texture vector representing an inherent component (principal component) of a texture in a lung field soft part normalized to an average shape Bi (i = 1, 2,...), A vector obtained by multiplying the average texture vector Gb as the structure data Mb and the specific texture vector Bi as the plurality of structure change vectors Ms by the weight coefficient βi. Let us use βiBi.
これより、本実施例における上記構造検出装置1の作用について説明する。 The operation of the structure detection apparatus 1 in this embodiment will be described below.
図6は、本実施例における構造検出装置1の処理フローを示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of the structure detection apparatus 1 in the present embodiment.
画像データ取得手段10は、CR(Computed Radiography)システム等によって生成された、図3に示すような胸部放射線画像Pを表す画像データPを、外部からの入力により取得する(ステップS11)。 The image data acquisition means 10 acquires image data P representing a chest radiation image P as shown in FIG. 3 generated by a CR (Computed Radiography) system or the like by an external input (step S11).
部分構造情報取得手段20は、取得した画像データPに基づいて、胸部放射線画像Pにおける肋骨領域が除かれた肺野軟部のテクスチャを、肺野軟部の一部分のテクスチャとして、第1実施例で述べた手法により検出した肋骨の全体の形状をもとに抜き出し、その部分的なテクスチャを表す部分構造情報Fpartを抽出して取得する(ステップS12)。なお、ここでは、部分構造情報Fpartを、肺野軟部全体を形成するn個の画素fgj(j=1,2,・・・,n)のうちのm個の画素fgt(t=1からnまでの値のうちm個)における画素値として取得する。図7は、胸部放射線画像Pにおいて肋骨領域を除いた肺野軟部のテクスチャを示した図である。
In the first embodiment, the partial structure
一部構造情報設定手段30は、一部構造情報Mpartとして、部分構造情報抽出手段20により抽出された部分構造情報Fpart、すなわち、画素fgtにおける画素値を初期設定する(ステップS13)。 The partial structure information setting means 30 initially sets the partial structure information Fpart extracted by the partial structure information extraction means 20, that is, the pixel value in the pixel fgt as the partial structure information Mpart (step S13).
構造変更ベクトル設定手段40は、複数の構造変更ベクトルMsを算出して設定するが(ステップS14)、ここで、肺野軟部の全体のテクスチャを表すテクスチャベクトルGは、各画素fgjの画素値Qjを順次並べたベクトルとして、式(7)のように表すことができる。
したがって、一部構造情報Mpartが表す肺野軟部の部分的なテクスチャが、胸部放射線画像Pにおける肺野軟部の全体のテクスチャの一部を構成するものとすれば、この初期の状態における肺野軟部のテクスチャベクトルGinitは、式(8)にように表すことができる。
ここで、Qpは、一部構造情報Mpartが表す各画素における画素値であり、?はその他の不明な画素値を示している。このテクスチャベクトルGinitをより扱いやすくするために、式(9)に示すような、ベクトルWinitを定義する。
ここで、行列Uは、既知と考えることができる画素値の位置(対角成分)では値1、その他の不明な画素値の位置では値0を採るような行列である。すなわち、ベクトルWinitは、既知の画素値に対応する位置には値があり、不明の画素値に対応する位置には0(ゼロ)が入っているテクスチャベクトルである。 Here, the matrix U is a matrix that takes a value of 1 at pixel value positions (diagonal components) that can be considered known and a value of 0 at other unknown pixel value positions. That is, the vector Winit is a texture vector that has a value at a position corresponding to a known pixel value, and 0 (zero) at a position corresponding to an unknown pixel value.
ところで、任意の肺野軟部のテクスチャを表すテクスチャベクトルGは、多くの胸部画像における肺野軟部のテクスチャから主成分分析により算出された、肺野軟部の平均テクスチャを表す平均テクスチャベクトルGbと、肺野軟部のテクスチャの固有成分を表す固有テクスチャベクトルBiとの線形和で表現することができ、式(10)のように表すことができる。
ここで、βiは各固有テクスチャベクトルに対しての重み係数である。 Here, βi is a weighting coefficient for each unique texture vector.
この式(10)の両辺に行列Wを掛けると、式(11)となり、式(11′)が得られる。
一般に、{Bi}が1次独立であっても、{U・Bi}は1次独立とはならないが、{U・Bi}のベクトルの数(iの値)に比べて既知の画素値の数が十分多ければ、大まかには、{U・Bi}も1次独立であると考えてよい。このため、式(11′)の両辺とU・Bp(p=1,2,・・・)との内積をとって、
として、重み係数βp(p=1,2,・・・)を求める。これは、Winit−U・Gbを、1次独立、すなわち、互いに直交するベクトルU・B1,U・B2,・・・の各成分に分解したときの、これらのベクトルの成分に対応する、係数β1,β2,・・・の値を求めることを意味する。 The weighting coefficient βp (p = 1, 2,...) Is obtained. This is a coefficient corresponding to the components of these vectors when Winit-U · Gb is decomposed into each of the components of vectors U · B1, U · B2,. It means that the values of β1, β2,.
そして、求められた係数β1,β2,・・・を、固有テクスチャベクトルB1,B2,・・・にそれぞれ掛けることにより、重み付けされた固有テクスチャベクトルβiBiが得られ、これを構造変更ベクトルMsとして設定することができる。 .. Are multiplied by the specific texture vectors B1, B2,... To obtain a weighted specific texture vector βiBi, which is set as the structure modification vector Ms. can do.
このことは、構造データMbとしての平均テクスチャベクトルGbに、構造変更ベクトルMsとしての重み付けされた固有テクスチャベクトルβiBiを加算して得られる、構造モデルデータMが表す肺野軟部のテクスチャのうち上記「一部」に対応するテクスチャが、一部構造情報Mpartが表す一部のテクスチャと合致するように、構造変更ベクトルMsを設定することに相当する。 This is because the average texture vector Gb as the structure data Mb and the weighted unique texture vector βiBi as the structure modification vector Ms are added to the above-mentioned “of the lung soft part texture represented by the structure model data M”. This corresponds to setting the structure change vector Ms so that the texture corresponding to “part” matches the part of texture represented by the partial structure information Mpart.
そして、構造モデルデータ作成手段50が、平均テクスチャベクトルGbと、重み付けされた固有テクスチャベクトルβiBiとを線形結合させ、得られたベクトルを構造モデルデータMとして得る(ステップS15)。すなわち、係数β1,β2,・・・を、式(10)に代入したときのテクスチャベクトルGを、構造モデルデータMとすることができる。 Then, the structural model data creation means 50 linearly combines the average texture vector Gb and the weighted unique texture vector βiBi, and obtains the obtained vector as the structural model data M (step S15). That is, the texture vector G when the coefficients β1, β2,... Are substituted into the equation (10) can be used as the structural model data M.
指標値算出手段60は、画像データPから得られる、胸部放射線画像Pにおける肺野軟部のテクスチャを示す情報を含有する所定の情報に基づいて、構造モデルデータMが表すテクスチャと胸部放射線画像Pにおける肺野軟部のテクスチャとの差異の程度を表す指標値dを算出するが(ステップS16)、具体的には、次のような処理を行う。 The index value calculation means 60 is based on predetermined information containing information indicating the texture of the lung soft region in the chest radiation image P obtained from the image data P, and the texture represented by the structural model data M and the chest radiation image P. An index value d representing the degree of difference from the texture of the lung field soft part is calculated (step S16). Specifically, the following processing is performed.
上記「所定の情報」として、例えば、胸部放射線画像Pにおいて、形状が規格化された肺野を表す肺野画像を用いる。 As the “predetermined information”, for example, a lung field image representing a lung field whose shape is standardized in the chest radiation image P is used.
そして、上記規格化された肺野画像のテクスチャと構造モデルデータMが表すテクスチャとにおいて、対応する画素毎にその画素値の差分を求め,それらの分散を構造モデルデータMが表すテクスチャと胸部放射線画像Pにおける肺野軟部のテクスチャとの差異の程度を表す指標値dとする。 Then, in the texture of the standardized lung field image and the texture represented by the structural model data M, a difference between the pixel values is obtained for each corresponding pixel, and the variance represented by the texture represented by the structural model data M and the chest radiation The index value d represents the degree of difference from the texture of the lung field soft part in the image P.
判定手段70は、上記の算出された指標値dが所定値以内であれば、構造モデルデータMが表すテクスチャと胸部放射線画像Pにおける肺野軟部のテクスチャとの差異が所定範囲内であると判定し、指標値dが所定値を超えているときは、その差異が所定範囲内にないと判定する(ステップS17)。
If the calculated index value d is within a predetermined value, the
繰返し制御手段80は、判定手段70による、その差異が所定範囲内でないとの判定に応答して、一部構造情報設定手段30に対して、一部構造情報Mpartが表すテクスチャの一部を変更してなるテクスチャを表す情報を、新たな一部構造情報Mpartとして設定させるとともに、一部構造情報設定手段30による一部構造情報Mpartの設定から判定手段70による判定までの一連の処理を繰返し行わせる制御をし、判定手段70による、その差異が所定範囲内であるとの判定に応答して、その繰返し制御を止める。これにより、実際の肺野軟部のテクスチャに近似したテクスチャを表す構造モデルデータMが見つかるまで、構造変更ベクトルMsを探索する。
In response to the determination by the
そして、全体構造情報取得手段90が、構造モデルデータ作成手段50により最終的に作成された構造モデルデータMを、胸部放射線画像Pにおける肺野軟部の全体的なテクスチャを表す全体構造情報Fallとして取得する(ステップS18)。図8は、このようにして得られた全体構造情報Fallが表す肺野軟部のテクスチャを示した図である。
Then, the entire structure
このような構造検出装置1によれば、医用画像における所定の構造物の一部分の構造を抽出し、上記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する処理であって、当該一部の構造を、抽出された一部分の構造を初期構造として設定毎に一部変化させながら設定する処理と、上記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データに複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、上記部一部の構造と合致するように、構造変更ベクトルを設定する処理と、構造データに構造変更ベクトルを加算して構造モデルデータを作成する処理とを、作成された構造モデルデータが表す構造が上記所定の構造物の実際の構造と略合致するまで繰り返し、最後に得られた構造モデルデータを、上記所定の構造物の全体的な構造を表す情報として取得するので、実際に抽出された上記所定の構造物の部分的な構造が反映された構造モデルデータを出発点に、構造変更ベクトルを探索することができ、構造モデルデータを手探りで探索する場合に比べて、より短時間に、精度よく、上記所定の構造物の全体の構造を表す全体構造情報を取得することが期待できる。 According to such a structure detection apparatus 1, a partial structure of a predetermined structure in a medical image is extracted, and partial structure information representing a partial structure of the same kind of structure as the predetermined structure is set. A process for setting the partial structure while changing the extracted partial structure as an initial structure for each setting, and a normal structure of the same type of structure as the predetermined structure. The structure change vector is set so that the structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors to the structure data to be represented matches the structure of part of the part. Repeat the process and the process of adding the structure change vector to the structure data to create the structure model data until the structure represented by the created structure model data substantially matches the actual structure of the predetermined structure. In Since the obtained structural model data is acquired as information representing the overall structure of the predetermined structure, the structural model data reflecting the partial structure of the predetermined structure actually extracted is used as a starting point. In addition, the structure change vector can be searched, and overall structure information representing the entire structure of the predetermined structure can be obtained in a shorter time and with higher accuracy than when searching for the structure model data by hand. I can expect that.
なお、上記実施形態においては、構造モデルデータMが表す構造が、医用画像における所定の構造物の実際の構造と所定の範囲内で近似するまで、構造変更ベクトルMsを探索するようにしているが、計算時間の短縮を優先したいときや、得られる全体構造情報Fallの精度を高める必要がないとき等は、構造変更ベクトルMsを探索せずに、抽出された所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報Fpartに基づいて、構造データMbに複数の構造変更ベクトルMsを加算して得られる構造モデルデータがM表す構造のうち上記「一部分」に対応する構造が、上記「一部分の構造」と合致するように、複数の構造変更ベクトルMsを設定し、その構造変更ベクトルMsを構造データMbに加算して得られる構造モデルデータMを、検出しようとする所定の構造物の全体の構造を表す全体構造情報Fallとしてそのまま取得するようにしてもよく、この場合、本発明の第1の構造検出装置を用いることができる。 In the above embodiment, the structure change vector Ms is searched until the structure represented by the structure model data M approximates the actual structure of the predetermined structure in the medical image within a predetermined range. When priority is given to shortening the calculation time, or when it is not necessary to increase the accuracy of the overall structure information Fall obtained, the structure of a part of the extracted predetermined structure is searched without searching the structure change vector Ms. Based on the partial structure information Fpart to be represented, a structure corresponding to the “part” among the structures represented by the structure model data M obtained by adding a plurality of structure change vectors Ms to the structure data Mb is the “partial structure”. The structure model data M obtained by setting a plurality of structure change vectors Ms so as to match the above and adding the structure change vectors Ms to the structure data Mb is detected. The whole structure information Fall representing the entire structure of the predetermined structure may be acquired as it is. In this case, the first structure detection apparatus of the present invention can be used.
図9は、本発明の第1の構造検出装置の一実施形態による概略構成を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration according to an embodiment of the first structure detection apparatus of the present invention.
図9に示す構造検出装置2は、画像データ取得手段10と、部分構造情報抽出手段20と、構造変更ベクトル設定手段40と、構造モデルデータ作成手段50と、全体構造情報取得手段90とを備えている。
The
図10は、構造検出装置2の処理フローを示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a processing flow of the
画像データ取得手段10が、解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像Pを担持する画像データPを取得し(ステップS21)、部分構造情報抽出手段20が、画像データPに基づいて、医用画像Pにおいて、上記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報Fpartを抽出する(ステップS22)。構造変更ベクトル設定手段40は、部構造情報Fpartに基づいて、上記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データMbにその構造を変更するための複数の構造変更ベクトルMsを加算して得られる構造モデルデータMが表す構造のうち上記「一部分」に対応する構造が、上記「一部分の構造」と合致するように、複数の構造変更ベクトルMsを設定する(ステップS23)。構造モデルデータ作成手段50は、複数の構造変更ベクトルMsを構造データMbに加算して構造モデルデータMを作成する(ステップS24)。そして、全体構造情報取得手段90が、構造モデルデータ作成手段50により作成された構造モデルデータMを、上記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報Fallとして取得する(ステップS25)。 The image data acquisition means 10 acquires image data P carrying a medical image P representing a subject composed of a plurality of anatomical structures (step S21), and the partial structure information extraction means 20 is based on the image data P. Thus, in the medical image P, the partial structure information Fpart representing the structure of a part of the predetermined structure among the plurality of structures is extracted (step S22). The structure change vector setting means 40, based on the part structure information Fpart, outputs a plurality of structure change vectors Ms for changing the structure to structure data Mb representing the normal structure of the structure of the same type as the predetermined structure. A plurality of structure change vectors Ms are set so that the structure corresponding to the “part” in the structure represented by the structural model data M obtained by addition matches the “partial structure” (step S23). The structural model data creation means 50 creates the structural model data M by adding a plurality of structural change vectors Ms to the structural data Mb (step S24). Then, the overall structure information acquisition means 90 acquires the structure model data M created by the structure model data creation means 50 as overall structure information Fall representing the overall structure of the predetermined structure (step S25).
このような構造検出装置2によれば、医用画像における所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、当該部分構造情報に基づいて、上記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データに複数の構造変更ベクトルを加算して上記同種の構造物の構造を表す構造モデルデータを作成する際に、当該構造モデルデータが表す構造のうち上記一部分に対応する構造が上記一部分の構造と合致するように、上記複数の構造変更ベクトルを設定し、作成された構造モデルデータを上記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得するので、所定の構造物の一部分の構造が反映された構造モデルデータを、手探りではなく、所定の計算によって求めることができ、構造が複雑で従来のエッジ抽出フィルタ処理等では検出が難しかった部分を含む上記所定の構造物の全体の構造を、短時間で検出することができる。
According to the
また、上記構造検出装置1または構造検出装置2と同じ構成をベースに、画像データPと全体構造情報Fallとに基づいて、上記所定の構造物が除去された被写体を表す医用画像である構造物除去画像P′を担持する構造物除去画像データP′を生成する構造物除去画像データ生成手段100をさらに備えるようにして、構造物除去画像生成装置としてもよい。
Further, based on the same configuration as the structure detection device 1 or the
図11は、構造検出装置1と同じ構成をベースにしたときの構造物除去画像生成装置3、図12は、構造検出装置2と同じ構成をベースにしたときの構造物除去画像生成装置4を示す図である。いずれの構造物除去画像生成装置においても、構造物除去画像データ生成手段100が、全体構造情報取得手段90により取得された全体構造情報Fallに基づいて、上記所定の構造物の画像Psを担持する構造物画像データPsを生成し、画像データPおよび構造物画像データPsに基づいて、医用画像Pからその所定の構造物の画像Psを減算して、所定の構造物が除去された構造物除去画像P′を担持する構造物除去画像データP′を生成する。
11 shows the structure removal
例えば、構造物除去画像データ生成手段100が、他の各手段を制御することにより、放射線画像Pにおける肋骨の全体的な形状を、1番目の全体構造情報Fall(1)として取得し、その後、胸部放射線画像Pにおける、肋骨の全体的な形状でくり抜かれた領域のテクスチャを、所定の規格化形状にワーピングして、2番目の部分構造情報Fpart(2)として設定し、肋骨の全体的なテクスチャを、2番目の全体構造情報Fall(2)として取得し、このテクスチャを先に求めた肋骨の全体的な形状にワーピングして肋骨画像Prを得、この肋骨画像Prを胸部放射線画像Pから減算し、胸部から肋骨が除去された肋骨除去画像P′を担持する構造物除去画像データP′を生成する。 For example, the structure removal image data generation means 100 controls the other means to obtain the overall shape of the ribs in the radiographic image P as the first overall structure information Fall (1), and then In the chest radiation image P, the texture of the region hollowed out by the overall shape of the rib is warped to a predetermined standardized shape and set as the second partial structure information Fpart (2). The texture is acquired as the second overall structure information Fall (2), and this texture is warped to the overall shape of the rib obtained earlier to obtain the rib image Pr. The rib image Pr is obtained from the chest radiation image P. Subtraction is performed to generate structure-removed image data P ′ carrying a rib-removed image P ′ with the ribs removed from the chest.
なおこの場合、上記の肋骨の全体的な形状でくり抜かれた領域のテクスチャは、通常、純粋な肋骨のテクスチャとはならず、肋骨の陰影と血管影等が重なった状態のテクスチャとなる。そのため、得られる肋骨画像には、血管影等の存在に起因するエラーが含まれる可能性がある。このようなエラーをできるだけ排除したい場合は、次のような手法を考えることもできる。 In this case, the texture of the region cut out in the overall shape of the above rib is usually not a pure rib texture, but a texture in which the shadow of the rib overlaps with the blood vessel shadow. Therefore, the obtained rib image may include an error due to the existence of a blood vessel shadow or the like. In order to eliminate such errors as much as possible, the following method can be considered.
構造物除去画像データ生成手段100が、他の各手段を制御することにより、胸部放射線画像Pにおいて、肋骨の肺野中央部の部分的な形状から肋骨の全体形状を、1番目の全体構造情報Fall(1)として取得し、その後、当該情報に基づいて得られる、肋骨領域が除かれた肺野の部分的なテクスチャから血管影等を含む肺野軟部の全体的なテクスチャを、2番目の全体構造情報Fall(2)として取得する。そして、この肺野軟部の全体的なテクスチャを胸部放射線画像Pにおける肺野の形状にワーピングして肺野軟部画像Phを得、さらに、胸部放射線画像Pから肺野軟部画像Phを減算して、肋骨のテクスチャが強調された骨部画像Pkを得る。肺野軟部画像Phには血管影等が含まれているので、これを胸部放射線画像Pから減算して得られる上記骨部画像Pkには、血管影等は含まれない。この骨部画像Pkにおいて、先に求めた肋骨の全体形状でくり抜かれた領域のテクスチャを、所定の規格化形状にワーピングして、3番目の部分構造情報Fpart(3)として設定し、肋骨の全体的なテクスチャを、3番目の全体構造情報Fall(3)として取得し、このテクスチャを先に求めた肋骨の全体的な形状にワーピングして肋骨画像を得、この肋骨画像を胸部放射線画像Pから減算し、胸部から肋骨が除去された肋骨除去画像を担持する構造物除去画像データを生成する。 The structure removal image data generation means 100 controls the other means to change the overall shape of the rib from the partial shape of the central lung field of the rib in the chest radiographic image P. Fall (1) is obtained, and then the entire texture of the lung soft part including the vascular shadow is obtained from the partial texture of the lung field excluding the rib region obtained based on the information. Obtained as overall structure information Fall (2). Then, the entire texture of the lung soft part is warped to the shape of the lung field in the chest radiation image P to obtain the lung field soft part image Ph, and further, the lung field soft part image Ph is subtracted from the chest radiation image P, A bone part image Pk in which the rib texture is emphasized is obtained. Since the lung field soft part image Ph includes blood vessel shadows and the like, the bone part image Pk obtained by subtracting this from the chest radiation image P does not include blood vessel shadows and the like. In this bone part image Pk, the texture of the region hollowed out by the overall shape of the rib obtained previously is warped to a predetermined standardized shape and set as the third partial structure information Fpart (3). The overall texture is acquired as the third overall structure information Fall (3), and this texture is warped to the overall shape of the previously obtained rib to obtain a rib image. This rib image is obtained as a chest radiation image P. The structure removal image data carrying the rib removal image from which the rib has been removed from the chest is generated.
このような構造物除去画像生成装置3,4によれば、1枚の医用画像から、画像診断において障害となり得る所定の構造物が除去された構造物除去画像を、短時間に生成することができ、画像診断の性能や効率を向上させることが可能となる。
According to such structure-removed
また、上記構造検出装置1または構造検出装置2と同じ構成をベースに、上記の構造物除去画像データ生成手段100に加え、当該手段により生成された構造物除去画像データP′に基づいて、構造物除去画像P′中の異常陰影候補Rを検出する異常陰影検出手段110をさらに備えるようにして、異常陰影検出装置としてもよい。
Further, based on the same configuration as that of the structure detection device 1 or the
図13は、構造検出装置1と同じ構成をベースにしたときの異常陰影検出装置5、図14は、構造検出装置2と同じ構成をベースにしたときの異常陰影検出装置6を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an abnormal
ここで、上記「異常陰影検出手段」における異常陰影候補を検出する手法としては、例えば、特開2002−330950号公報にて開示されている、画像中の濃度勾配(または輝度勾配)を濃度勾配ベクトルとして表し、この濃度勾配ベクトルの集中度合いの高い画像部分を候補として抽出するアイリスフィルタ処理や、検出しようとする異常陰影の大きさに応じた多重構造要素を用いて、この多重構造要素よりも空間的に狭い範囲で濃度変動する画像部分を候補として抽出するモフォロジーフィルタ処理を利用した手法が考えられる。 Here, as a method of detecting an abnormal shadow candidate in the “abnormal shadow detection means”, for example, a density gradient (or luminance gradient) in an image disclosed in JP-A-2002-330950 is used as a density gradient. Compared to this multiple structural element using an iris filter process that extracts the image portion with a high degree of concentration of this density gradient vector as a candidate and multiple structural elements according to the size of the abnormal shadow to be detected. A method using a morphological filter process for extracting an image portion whose density fluctuates in a spatially narrow range as a candidate can be considered.
このような異常陰影検出装置5,6によれば、1枚の医用画像から、画像診断において障害となり得る所定の構造物が除去された構造物除去画像を、短時間に生成することができ、異常陰影検出処理における性能や効率を向上させることが可能となる。
According to such abnormal
1,2 構造検出装置
3,4 構造物除去画像生成装置
5,6 異常陰影検出装置
10 画像データ取得手段
20 部分構造情報抽出手段
30 一部構造情報設定手段
40 構造変更ベクトル設定手段
50 構造モデルデータ作成手段
60 指標値算出手段
70 判定手段
80 繰返し制御手段
90 全体構造情報取得手段
100 構造物除去画像データ生成手段
110 異常陰影検出手段
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、
該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して構造モデルデータを作成し、
該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する解剖学的構造物の構造検出方法であって、
前記複数の構造変更ベクトルを、前記構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が前記一部分の構造と合致するように設定することを特徴とする解剖学的構造物の構造検出方法。 Acquire image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures,
Based on the image data, in the medical image, partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures is extracted,
Based on the partial structure information, a structure model data is created by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the structure data representing the structure of the same structure as the predetermined structure,
A method for detecting the structure of an anatomical structure, wherein the structure model data is acquired as overall structure information representing an overall structure of the predetermined structure,
A structure detection method for an anatomical structure, wherein the plurality of structure change vectors are set so that a structure corresponding to the part of the structure represented by the structure model data matches the structure of the part.
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出し、
前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する処理であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該処理により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する処理と、
該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する処理と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する処理と、
前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する処理と、
該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する処理とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返し、
前記構造モデルデータを作成する処理により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得することを特徴とする解剖学的構造物の構造検出方法。 Acquire image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures,
Based on the image data, in the medical image, partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures is extracted,
A process of setting partial structure information representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure, and setting the partial structure information extracted at the first time as the partial structure information, A process of setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information previously set by the process after the second time;
A structure represented by structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure based on the partial structure information A process for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part matches the part of the structure;
Processing for adding the plurality of structural change vectors to the structural data to create the structural model data;
Based on predetermined information containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, the difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image A process of calculating an index value representing the degree,
The process of determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value is repeated until it is determined by the determination that the difference is within the predetermined range,
Structure detection of an anatomical structure characterized in that the structure model data created last by the process of creating the structure model data is acquired as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure Method.
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が、前記一部分の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段とを備えたことを特徴とする解剖学的構造物の構造検出装置。 Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
Based on the partial structure information, the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure. A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the portion matches the structure of the portion;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
An apparatus for detecting a structure of an anatomical structure, comprising: whole structure information obtaining means for obtaining the structure model data as whole structure information representing the whole structure of the predetermined structure.
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、
該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、
該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、
前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段とを備えたことを特徴とする解剖学的構造物の構造検出装置。 Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
A means for setting partial structure information representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure, the partial structure information being set as the partial structure information for the first time, A partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information previously set by the means after the second time;
A structure represented by structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure based on the partial structure information A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part matches the part of the structure;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
Based on predetermined information containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, the difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image Index value calculation means for calculating an index value representing the degree;
Determination means for determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value;
Setting of partial structure information by the partial structure information setting means, setting of a structure change vector by the structure change vector setting means, creation of structure model data by the structure model data creation means, and index value calculation means Repetitive control means that repeats calculation of an index value and determination by the determination means until the determination determines that the difference is within a predetermined range;
An anatomy comprising: overall structure information acquisition means for acquiring the last structural model data created by the structural model data creation means as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure Structure detector for biological structures.
前記複数の構造変更ベクトルが、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す多数の異なるデータを教師データとして主成分分析したときに得られる各固有ベクトルにそれぞれ比例する複数のベクトルであることを特徴とする請求項3または4記載の解剖学的構造物の構造検出装置。 The structure data represents an average structure when a number of different data representing the structure of a structure of the same type as the predetermined structure is used as a sample,
The plurality of structure change vectors are a plurality of vectors proportional to respective eigenvectors obtained when principal component analysis is performed using a large number of different data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure as teacher data. The structure detection device for an anatomical structure according to claim 3 or 4.
前記所定の構造物が、肋骨または肺野軟部であることを特徴とする請求項3から6いずれか記載の解剖学的構造物の構造検出装置。 The subject is a chest;
The structure detection apparatus for an anatomical structure according to any one of claims 3 to 6, wherein the predetermined structure is a rib or a lung soft part.
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、
該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、
該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、
前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段と、
前記画像データと前記全体構造情報とに基づいて、前記所定の構造物が除去された前記被写体を表す医用画像である構造物除去画像を担持する構造物除去画像データを生成する構造物除去画像データ生成手段とを備えたことを特徴とする構造物除去画像生成装置。 Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
A means for setting partial structure information representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure, the partial structure information being set as the partial structure information for the first time, A partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information previously set by the means after the second time;
A structure represented by structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure based on the partial structure information A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part matches the part of the structure;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
Based on predetermined information containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, the difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image Index value calculation means for calculating an index value representing the degree;
Determination means for determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value;
Setting of partial structure information by the partial structure information setting means, setting of a structure change vector by the structure change vector setting means, creation of structure model data by the structure model data creation means, and index value calculation means Repetitive control means that repeats calculation of an index value and determination by the determination means until the determination determines that the difference is within a predetermined range;
Overall structure information acquisition means for acquiring the structure model data last created by the structural model data creation means as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure;
Structure-removed image data for generating structure-removed image data carrying a structure-removed image that is a medical image representing the subject from which the predetermined structure has been removed, based on the image data and the entire structure information A structure-removed image generation apparatus comprising: a generation unit.
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、
該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の正常な構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、
該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、
前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段と、
前記画像データと前記全体構造情報とに基づいて、前記所定の構造物が除去された前記被写体を表す医用画像である構造物除去画像を担持する構造物除去画像データを生成する構造物除去画像データ生成手段と、
該構造物除去画像データに基づいて、前記構造物除去画像中の異常陰影候補を検出する異常陰影検出手段とを備えたことを特徴とする異常陰影検出装置。 Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
A means for setting partial structure information representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure, the partial structure information being set as the partial structure information for the first time, A partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information previously set by the means after the second time;
Based on the partial structure information, structural model data obtained by adding a plurality of structural change vectors for changing the structure to structural data representing a normal structure of a structure of the same type as the predetermined structure. A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part of the structure to be represented matches the part of the structure;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
Based on predetermined information containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, the difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image Index value calculation means for calculating an index value representing the degree;
Determination means for determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value;
Setting of partial structure information by the partial structure information setting means, setting of a structure change vector by the structure change vector setting means, creation of structure model data by the structure model data creation means, and index value calculation means Repetitive control means that repeats calculation of an index value and determination by the determination means until the determination determines that the difference is within a predetermined range;
Overall structure information acquisition means for acquiring the structure model data last created by the structural model data creation means as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure;
Structure-removed image data for generating structure-removed image data carrying a structure-removed image that is a medical image representing the subject from which the predetermined structure has been removed, based on the image data and the entire structure information Generating means;
An abnormal shadow detection apparatus comprising: an abnormal shadow detection unit that detects an abnormal shadow candidate in the structure removal image based on the structure removal image data.
解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
該部分構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部分に対応する構造が、前記一部分の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
該構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段として機能させるためのプログラム。 Computer
Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
Based on the partial structure information, the structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to the structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure. A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the portion matches the structure of the portion;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
A program for causing the structure model data to function as an overall structure information acquisition unit that acquires the entire structure information representing the overall structure of the predetermined structure.
解剖学的な複数の構造物からなる被写体を表す医用画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、
該画像データに基づいて、前記医用画像において、前記複数の構造物のうち所定の構造物の一部分の構造を表す部分構造情報を抽出する部分構造情報抽出手段と、
前記所定の構造物と同種の構造物の一部の構造を表す一部構造情報を設定する手段であって、該一部構造情報として、初回に、抽出された前記部分構造情報を設定し、2回目以降に、該手段により前回設定された情報が表す構造の一部を変更した構造を表す情報を設定する一部構造情報設定手段と、
該一部構造情報に基づいて、前記所定の構造物と同種の構造物の構造を表す構造データに該構造を変更するための複数の構造変更ベクトルを加算して得られる構造モデルデータが表す構造のうち前記一部に対応する構造が、前記一部の構造と合致するように、前記複数の構造変更ベクトルを設定する構造変更ベクトル設定手段と、
前記複数の構造変更ベクトルを前記構造データに加算して前記構造モデルデータを作成する構造モデルデータ作成手段と、
前記画像データから得られる、前記所定の構造物の構造を示す情報を含有する所定の情報に基づいて、前記構造モデルデータが表す構造と前記医用画像における前記所定の構造物の構造との差異の程度を表す指標値を算出する指標値算出手段と、
該指標値に基づいて、前記差異が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記一部構造情報設定手段による一部構造情報の設定と、前記構造変更ベクトル設定手段による構造変更ベクトルの設定と、前記構造モデルデータ作成手段による構造モデルデータの作成と、前記指標値算出手段による指標値の算出と、前記判定手段による判定とを、該判定により前記差異が所定の範囲内であると判定されるまで繰り返す繰返し制御手段と、
前記構造モデルデータ作成手段により最後に作成された構造モデルデータを、前記所定の構造物の全体的な構造を表す全体構造情報として取得する全体構造情報取得手段として機能させるためのプログラム。 Computer
Image data acquisition means for acquiring image data carrying a medical image representing a subject composed of a plurality of anatomical structures;
Partial structure information extraction means for extracting partial structure information representing a structure of a part of a predetermined structure among the plurality of structures based on the image data;
A means for setting partial structure information representing a partial structure of a structure of the same type as the predetermined structure, the partial structure information being set as the partial structure information for the first time, A partial structure information setting means for setting information representing a structure obtained by changing a part of the structure represented by the information previously set by the means after the second time;
A structure represented by structure model data obtained by adding a plurality of structure change vectors for changing the structure to structure data representing the structure of the same kind of structure as the predetermined structure based on the partial structure information A structure change vector setting means for setting the plurality of structure change vectors so that a structure corresponding to the part matches the part of the structure;
Structural model data creating means for creating the structural model data by adding the plurality of structural change vectors to the structural data;
Based on predetermined information containing information indicating the structure of the predetermined structure obtained from the image data, the difference between the structure represented by the structural model data and the structure of the predetermined structure in the medical image Index value calculation means for calculating an index value representing the degree;
Determination means for determining whether the difference is within a predetermined range based on the index value;
Setting of partial structure information by the partial structure information setting means, setting of a structure change vector by the structure change vector setting means, creation of structure model data by the structure model data creation means, and index value calculation means Repetitive control means that repeats calculation of an index value and determination by the determination means until the determination determines that the difference is within a predetermined range;
A program for functioning as overall structure information acquisition means for acquiring the last structural model data created by the structural model data creation means as overall structure information representing the overall structure of the predetermined structure.
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