JP2006000126A - Image processing method, apparatus and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the speed of processing while retaining the quality of a projected image at a level of meeting practical use without any necessity of specific hardware in the image processing producing the projected image from a three-dimensional medical image such as MIP (Maximum Intensity Projection) processing. <P>SOLUTION: In a case of the MIP processing, when a plurality of search points are set on a visual line passing through projected pixels constituting the projected image, visual points and the three dimensional medical image, whether or not the maximum pixel value in the processed search points on the visual line is updated is evaluated in a search point of a processing object and, when it is updated, a step width between the search point and a next search point is made smaller than a step width when it is not updated. This method, in a figure showing an example of a pixel value change along the visual line, allows a detailed search in a part of a continuous line which has a high possibility of updating the maximum pixel value (retention of the image quality level) and allows a rough search in a part of a dashed line which has a low possibility of the updating (speed enhancement of the processing). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、医用画像処理に関し、特に詳しくは、3次元医用画像から投影画像を生成する処理に関するものである。   The present invention relates to medical image processing, and more particularly to processing for generating a projection image from a three-dimensional medical image.

従来、医療分野では、CT装置、MRI装置、超音波診断装置(エコー)等で得られる3次元医用画像を所望の投影面に投影した投影画像の観察、診断が行われている。このような投影画像を得る方法としては、3次元医用画像中に、任意の視点と投影面上の各投影画素とを通る視線に沿って複数の探索点を設定し、設定された複数の探索点の画素値に基づいて、視線毎に投影画素の画素値を求める画像処理が行われている。このような画像処理としては、例えば、視線毎に探索点の画素値の最大値を抽出して投影するMIP(Maximum Intensity Projection;最大値投影)処理や最小値を抽出して投影するMinIP(Minimum Intensity Projection;最小値投影)処理等が知られている。   Conventionally, in the medical field, observation and diagnosis of a projection image obtained by projecting a three-dimensional medical image obtained by a CT apparatus, an MRI apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus (echo) or the like onto a desired projection surface are performed. As a method for obtaining such a projection image, a plurality of search points are set by setting a plurality of search points along a line of sight passing through an arbitrary viewpoint and each projection pixel on the projection plane in a three-dimensional medical image. Image processing for obtaining the pixel value of the projection pixel for each line of sight based on the pixel value of the point is performed. As such image processing, for example, MIP (Maximum Intensity Projection) processing for extracting and projecting the maximum value of the pixel value of the search point for each line of sight or MinIP (Minimum) for extracting and projecting the minimum value. Intensity Projection (minimum value projection) processing is known.

しかし、このような画像処理では、各視線に沿ったすべての画素(探索点)についてその画素値に基づく大小比較や積和演算等を行う必要があり、処理対象のデータ量が膨大な3次元医用画像では、処理の負荷がかなり高くなる。   However, in such image processing, it is necessary to perform size comparison or product-sum operation based on the pixel values for all pixels (search points) along each line of sight, and the amount of data to be processed is three-dimensional. In a medical image, the processing load is considerably high.

そこで、このような画像処理の高速化の手法が種々提案されている。例えば、MIP処理やMinIP処理では、視線毎の画素値の最大値または最小値を求める演算をさせるための計算機に複数のCPUを設けて、並列処理を行わせることにより、演算に要する時間を短縮させる手法や、視線に沿った画素列の画素を一定の間隔で間引いて最大値あるいは最小値を検索する手法(例えば、特許文献1)などがある。
特開2001−236492号公報
Thus, various techniques for speeding up such image processing have been proposed. For example, in MIP processing and MinIP processing, a plurality of CPUs are provided in a computer for calculating the maximum or minimum pixel value for each line of sight, and parallel processing is performed, thereby reducing the time required for the calculation. And a method of searching for a maximum value or a minimum value by thinning out pixels in a pixel row along the line of sight at a certain interval (for example, Patent Document 1).
JP 2001-236492 A

しかしながら、上記の並列処理による手法では、複数のCPUが設けられた特定のハードウェアが必要になるので、汎用の計算機を手軽に用いることができず、コスト高にもつながる。また、特許文献1に記載されている一定の間隔で検索対象の画素の間引きを行う手法では、間引く画素の数を増やすほど処理は高速になるが、間引かれた画素(または検索点)の中に真の最大値や最小値を有する画素が存在し、真の最大値や最小値が検索されなくなる可能性がそれだけ高くなり、実用に耐えられない程度の画質の劣化を引き起こしてしまうという問題があった。   However, the above-described parallel processing method requires specific hardware provided with a plurality of CPUs, so that a general-purpose computer cannot be used easily, leading to high costs. Further, in the method of thinning out pixels to be searched at a constant interval described in Patent Document 1, the processing speed increases as the number of thinned pixels increases, but the number of thinned pixels (or search points) is increased. There is a pixel that has true maximum and minimum values in it, and there is a high possibility that the true maximum and minimum values will not be searched, and this will cause deterioration of image quality to the extent that it cannot be put to practical use. was there.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、3次元医用画像中に、その3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定していき、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて視線毎に各投影画素の画素値を決定することによって、3次元医用画像から投影画像を生成する画像処理において、特定のハードウェアを必要とせず、また、投影画像の画質を実用に耐えうるレベルで維持しつつ、処理の高速化を可能にする方法および装置並びにプログラムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a plurality of projection pixels on a projection plane onto which a three-dimensional medical image is projected are connected to an arbitrary viewpoint in the three-dimensional medical image. By sequentially setting a plurality of search points along each line of sight, and determining the pixel value of each projection pixel for each line of sight based on each pixel value of the set plurality of search points In image processing for generating a projection image from an image, a method, an apparatus, and a program that do not require specific hardware and that can speed up the processing while maintaining the image quality of the projection image at a level that can be practically used. Is intended to provide.

本発明による画像処理方法は、被検体を表す3次元医用画像中に、その3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定していき、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された各投影画素から構成される投影画像を生成する画像処理方法において、探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価し、寄与がより大きいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅が、寄与がより小さいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように次の探索点を設定するようにしたことを特徴とする。   In the image processing method according to the present invention, each of a plurality of lines of sight connecting a plurality of projection pixels on a projection plane on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint in a three-dimensional medical image representing a subject. A plurality of search points are set in order, and the pixel value of each projection pixel is determined for each line of sight based on each pixel value of the set plurality of search points. In the image processing method for generating a projection image composed of: a search point that evaluates the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point; The next search point is set such that the step width between is smaller than the step width between the search point evaluated to have a smaller contribution and the next search point.

また、本発明による画像処理装置はこの方法を実施するものである。すなわち、被検体を表す3次元医用画像中に、その3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定する探索点設定手段と、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された各投影画素から構成される投影画像を生成する投影画像生成手段とを備えた画像処理装置に、探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価する評価手段をさらに設け、探索点設定手段は、寄与がより大きいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅が、寄与がより小さいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように次の探索点を設定するようにしたことを特徴とする。   The image processing apparatus according to the present invention implements this method. That is, in the three-dimensional medical image representing the subject, a plurality of searches along each of a plurality of lines of sight connecting each of a plurality of projection pixels on the projection surface on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint. A search point setting means for setting points in order, and a pixel value of each projection pixel is determined for each line of sight based on each pixel value of a plurality of set search points, and each projection pixel is determined. An image processing apparatus including a projection image generation unit that generates a projection image is further provided with an evaluation unit that evaluates the magnitude of contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point, and the search point setting unit includes: The step width between the search point evaluated to have a larger contribution and the next search point is smaller than the step width between the search point evaluated to have a smaller contribution and the next search point. The feature is that the next search point is set To.

さらに、本発明による画像処理プログラムは上記の方法をコンピュータに実行させるためのものである。すなわち、被検体を表す3次元医用画像中に、その3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定していき、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された各投影画素から構成される投影画像を生成する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、そのコンピュータに、探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価させ、寄与がより大きいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅が、寄与がより小さいと評価された探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように次の探索点を設定させるようにしたことを特徴とする。   Furthermore, an image processing program according to the present invention is for causing a computer to execute the above method. That is, in the three-dimensional medical image representing the subject, a plurality of searches along each of a plurality of lines of sight connecting each of a plurality of projection pixels on the projection surface on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint. Projection image composed of projection pixels for which the pixel values are determined by sequentially setting points, determining the pixel value of each projection pixel for each line of sight based on each pixel value of the set plurality of search points In the program for causing the computer to execute the image processing for generating the search point, the computer evaluates the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point, and the search point evaluated to have a larger contribution and the next The next search point is set such that the step width between the search points is smaller than the step width between the search point evaluated to have a smaller contribution and the next search point. And

次に、本発明による画像処理方法および装置並びにプログラムの詳細について説明する。   Next, details of the image processing method and apparatus and program according to the present invention will be described.

「被検体を表す3次元医用画像」とは、被検体を表す医用画像であって、3次元的に配列された画素(ボクセル)の各々に画素値を与えることによって定義された3次元画像データによる画像である。具体例としては、CT装置やMRI装置を使用した撮影によって得られる複数の2次元のスライス画像を奥行き(深さ)方向に積み重ねて3次元にした画像が考えられる。   The “three-dimensional medical image representing a subject” is a medical image representing a subject, and is defined by giving a pixel value to each of three-dimensionally arranged pixels (voxels). It is an image by. As a specific example, an image obtained by stacking a plurality of two-dimensional slice images obtained by imaging using a CT apparatus or an MRI apparatus in the depth (depth) direction to form a three-dimensional image can be considered.

「視線」は投影面上の投影画素と任意の視点とを結ぶものである。3次元医用画像を投影面に平行投影する場合には、視点は無限遠方に位置し、各視線は互いに平行となる。一方、3次元医用画像を投影面に透視投影する場合には、視点は有限の距離に位置し、各視線は放射状をなす。なお、「視点」と「3次元医用画像」と「投影面」との位置関係は問わない。例えば、視線が「視点」、「3次元医用画像」、「投影面」の順に通過する位置関係であってもよいし、視線が「視点」、「投影面」、「3次元医用画像」の順に通過する位置関係であってもよい。   A “line of sight” connects a projection pixel on the projection plane and an arbitrary viewpoint. When a three-dimensional medical image is projected in parallel on the projection plane, the viewpoint is located at infinity and the lines of sight are parallel to each other. On the other hand, when perspectively projecting a three-dimensional medical image on a projection surface, the viewpoint is located at a finite distance, and each line of sight is radial. The positional relationship among the “viewpoint”, “three-dimensional medical image”, and “projection plane” does not matter. For example, it may be a positional relationship in which the line of sight passes in the order of “viewpoint”, “3D medical image”, and “projection plane”, or the line of sight of “viewpoint”, “projection plane”, and “3D medical image”. The positional relationship may pass in order.

視線に沿った「複数の探索点」は、視線上にあってもよいし、視線の近傍の画素を代用してもよい。また、「探索点」の「画素値」は、その探索点の位置に存在する3次元医用画像の画素の画素値としてもよいし、探索点近傍の3次元医用画像の画素の画素値に基づいて補間計算して求めた値であってもよい。さらに、探索点近傍の3次元医用画像の画素の画素値をそのまま代用してもよい。   The “plurality of search points” along the line of sight may be on the line of sight, or pixels near the line of sight may be substituted. Further, the “pixel value” of the “search point” may be the pixel value of the pixel of the three-dimensional medical image existing at the position of the search point, or based on the pixel value of the pixel of the three-dimensional medical image near the search point. Or a value obtained by interpolation calculation. Furthermore, the pixel values of the pixels of the three-dimensional medical image near the search point may be used as they are.

「探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価」する際には、その探索点の画素値を直接的に評価してもよいし、その探索点の画素値に基づく演算やテーブル参照等により評価値を取得してもよい。また、その探索点の画素値だけでなく、その探索点の近傍の画素の画素値等にも基づいて評価を行うようにしてもよい。具体例としては、その探索点の近傍の画素の画素値に基づいてその探索点の画素値の勾配を算出し、算出された画素値の勾配とその探索点の画素値とに基づいて評価を行うことが考えられる。   When “evaluating the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point”, the pixel value of the search point may be directly evaluated or based on the pixel value of the search point The evaluation value may be acquired by calculation or table reference. Further, the evaluation may be performed not only based on the pixel value of the search point but also based on the pixel value of a pixel near the search point. As a specific example, the gradient of the pixel value of the search point is calculated based on the pixel value of the pixel in the vicinity of the search point, and the evaluation is performed based on the calculated gradient of the pixel value and the pixel value of the search point. It is possible to do it.

「ステップ幅」とは、ある視線に沿った処理対象の探索点とその視線に沿った次に処理対象となる探索点との間隔をいう。本発明では、このステップ幅を、直近に処理された探索点における投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさに応じて変化させながら、次に処理対象となる探索点を設定していく。したがって、ある視線に沿った複数の探索点の間隔は一定になるとは限らない。また、本発明は、このステップ幅を、この寄与の大きさに応じて2段階に変化させるものに限定されず、3以上の段階に変化させるものであってもよい。   “Step width” refers to an interval between a search point to be processed along a line of sight and a search point to be processed next along the line of sight. In the present invention, the search point to be processed next is set while changing the step width in accordance with the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel at the search point processed most recently. Therefore, the intervals between a plurality of search points along a certain line of sight are not always constant. Moreover, this invention is not limited to what changes this step width to two steps according to the magnitude | size of this contribution, You may change to three or more steps.

次に、本発明による画像処理の具体例を挙げる。   Next, specific examples of image processing according to the present invention will be given.

本発明による画像処理の具体例としては、MIP処理またはMinIP処理が考えられる。すなわち、「各投影画素の画素値」を、視線毎の複数の探索点の各画素値の最大値/最小値(「/」の左側はMIP処理の場合、右側はMinIP処理の場合を示す。以下同じ)に決定するようにした場合である。この場合、視線毎に、既に処理した探索点の画素値のうちの最大値(以下、暫定最大画素値という)/最小値(以下、暫定最小画素値という)を更新しながら、その視線に沿って次の探索点を処理していき、視線毎の最終的な最大画素値/最小画素値を求める。   As a specific example of image processing according to the present invention, MIP processing or MinIP processing can be considered. That is, the “pixel value of each projection pixel” is the maximum / minimum value of each pixel value of a plurality of search points for each line of sight (the left side of “/” indicates the case of MIP processing, and the right side indicates the case of MinIP processing. The same applies hereinafter). In this case, for each line of sight, the maximum value (hereinafter referred to as the provisional maximum pixel value) / minimum value (hereinafter referred to as the provisional minimum pixel value) among the pixel values of the already processed search points is updated, and along the line of sight. Then, the next search point is processed to obtain the final maximum pixel value / minimum pixel value for each line of sight.

また、MIP/MinIP処理の場合、処理対象の探索点における暫定最大/最小画素値の更新の有無を基準として「探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価し」、その評価結果に基づいて「ステップ幅」を決定し、決定された「ステップ幅」に基づいて「次の探索点を設定する」ことが考えられる。すなわち、処理対象の探索点において暫定最大/最小画素値が更新された場合には、投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きいと評価し、暫定最大/最小画素値が更新されなかった場合よりも次の探索点までのステップ幅を小さくして、次の探索点を設定するのである。これは、医用画像では周辺の画素間での画素値の相関が高いため、ある探索点で暫定最大/最小画素値が更新されたということは、その周辺においてもその探索点における画素値に近い値を有している可能性が高く、その周辺で暫定最大/最小画素値がさらに更新される可能性が高いので、より詳細に探索を行うことを意味する。なお、この寄与の大きさの評価は、その探索点における暫定最大/最小画素値の更新の有無を基準にする場合に限定されず、例えばその探索点における画素値が暫定最大画素値の80%より大きければ寄与が大きいと評価するというように、暫定最大/最小画素値に対して一定の比率を乗じた値と探索点における画素値との大小関係を基準にしてもよい。また、暫定最大/最小画素値に対する比率等によってさらに細かい段階に分類してステップ幅を変化させて次の探索点を設定するようにしてもよい。   In the case of MIP / MinIP processing, “evaluate the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point” based on whether or not the provisional maximum / minimum pixel value is updated at the search point to be processed, It is conceivable that “step width” is determined based on the evaluation result, and “next search point is set” based on the determined “step width”. That is, when the provisional maximum / minimum pixel value is updated at the search point to be processed, it is evaluated that the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel is large and the provisional maximum / minimum pixel value is not updated. Also, the next search point is set by reducing the step width to the next search point. This is because, in a medical image, the correlation between pixel values between peripheral pixels is high, so that the provisional maximum / minimum pixel value is updated at a certain search point is close to the pixel value at that search point even in the vicinity. This means that a search is made in more detail because there is a high possibility of having a value and there is a high possibility that the provisional maximum / minimum pixel value is further updated in the vicinity thereof. The evaluation of the magnitude of the contribution is not limited to the case where the provisional maximum / minimum pixel value is updated at the search point. For example, the pixel value at the search point is 80% of the provisional maximum pixel value. The relationship between the value obtained by multiplying the provisional maximum / minimum pixel value by a certain ratio and the pixel value at the search point may be used as a reference, such that the larger the value is, the higher the contribution is evaluated. Further, the next search point may be set by changing the step width by classifying into finer stages according to the ratio to the provisional maximum / minimum pixel value or the like.

また、MIP/MinIP処理の場合、さらに、投影画素の画素値が既に決定された視線の近傍の視線について投影画素の画素値を決定する際に、投影画素の画素値が既に決定された視線における最大値/最小値を有する探索点の位置に近接する位置に最初の探索点を設定し、その最初の探索点から順に探索点を設定していくようにしてもよい。具体例としては、各視線を複数の区間に分割し、処理対象の視線において画素値の最大値/最小値を求めるとともに、その最大値/最小値を有する探索点が属する区間を求め、その視線の近傍の視線について投影画素の画素値を決定する際に、その求められた区間に対応する区間に最初の探索点を設定することが考えられる。   Further, in the case of MIP / MinIP processing, when determining the pixel value of the projection pixel for the line of sight near the line of sight for which the pixel value of the projection pixel has already been determined, The first search point may be set at a position close to the position of the search point having the maximum value / minimum value, and the search point may be set in order from the first search point. As a specific example, each line of sight is divided into a plurality of sections, and the maximum value / minimum value of the pixel value is obtained in the line of sight to be processed, and the section to which the search point having the maximum value / minimum value belongs is obtained. When the pixel value of the projection pixel is determined for the line of sight in the vicinity, the first search point may be set in a section corresponding to the obtained section.

この他、本発明の画像処理をレイキャスティング法によるボリュームレンダリング処理に適用することも考えられる。これは、3次元医用画像中を構成する各画素(ボクセル)に対して設定された不透明度(Opacity)と輝度値とに基づき、視線に沿った各探索点におけるこれらの値をサンプリングし、加算していくことによって投影画素の画素値を求め、半透明な投影画像を生成する処理である。   In addition, it is conceivable to apply the image processing of the present invention to volume rendering processing by the ray casting method. This is based on the opacity (Opacity) and luminance value set for each pixel (voxel) constituting the 3D medical image, and sampling and adding these values at each search point along the line of sight In this process, the pixel value of the projection pixel is obtained to generate a translucent projection image.

この場合、「投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさ」の具体例としては、各探索点における不透明度の大小を基準とすることが考えられる。すなわち、このボリュームレンダリング処理では、ある視線において加算される不透明度の値が所定の値になった時点でその視線についての処理を終了するので、探索点における不透明度の値が大きいほどその視線についての処理の終了に対する寄与が大きいことになるから、不透明度の値が大きい探索点ほど投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きいと評価するのである。また、この不透明度は各画素(ボクセル)における信号値(CT値等)に基づいて求められるため、医用画像では周辺の画素間での画素値(信号値)の相関が高いことと合わせて考えると、周辺の画素間での不透明度の値の相関も高いことになる。したがって、ある探索点における不透明度の値が大きいということは、その周辺においてもその探索点における不透明度に近い値を有している可能性が高く、投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きい可能性が高いため、ステップ幅を小さくして、より詳細に探索を行うのである。この不透明度の値の評価の具体例としては、その探索点における不透明度が所定の閾値より大きければ投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きいと評価することが考えられる。   In this case, as a specific example of “the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel”, it can be considered that the opacity level at each search point is used as a reference. That is, in this volume rendering process, when the opacity value added for a given line of sight reaches a predetermined value, the process for that line of sight is terminated. Therefore, the search point having a larger opacity value is evaluated as having a larger contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel. In addition, since the opacity is obtained based on the signal value (CT value or the like) at each pixel (voxel), it is considered that the correlation between the pixel values (signal values) between neighboring pixels is high in the medical image. And the correlation of the opacity value between the surrounding pixels is also high. Therefore, a large opacity value at a certain search point is highly likely to have a value close to the opacity at the search point in the vicinity, and greatly contributes to the determination of the pixel value of the projection pixel. Since the possibility is high, the search is performed in more detail by reducing the step width. As a specific example of the evaluation of the opacity value, it can be considered that if the opacity at the search point is larger than a predetermined threshold value, the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel is great.

本発明では、3次元医用画像に基づく投影画像を構成する各投影画素の画素値の決定のもとになる、投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って設定される複数の探索点を順に設定していく際に、探索点毎に投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価し、寄与がより大きいと評価された探索点とその次の探索点との間のステップ幅が、寄与がより小さいと評価された探索点とその次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように次の探索点を設定する。ここで、医用画像には周辺の画素間での画素値の相関が高いという特性があるため、投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きいと評価された探索点の近傍では、同様に投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きくなる可能性が高い。したがって、前記のように直近に処理された探索点における投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさに応じてステップ幅の大きさを変化させることによって、この寄与が大きい可能性が高い部分では、この寄与が小さい可能性が高い部分よりも詳細な探索を行うことが可能になり、投影画素の画素値の決定に対する寄与が大きい部分において投影画素の画素値の決定の精度を維持しつつ、この寄与が小さい部分では探索点の数を減らした粗い探索を行うことにより、高速な処理を優先する。その結果、全体として、投影画像の画質を実用に耐えうるレベルに維持しつつ、処理の高速化が実現される。また、このような画像処理の実現には並列処理等の特定のハードウェアは不要であるから、処理コストの点においても効果的である。   In the present invention, each projection pixel is set along each of a plurality of lines of sight connecting each projection pixel and an arbitrary viewpoint, which is a basis for determining a pixel value of each projection pixel constituting the projection image based on the three-dimensional medical image. When a plurality of search points are sequentially set, the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel is evaluated for each search point, and the search point evaluated to have a larger contribution and the next search point The next search point is set so that the step width between the search points is smaller than the step width between the search point evaluated to have a smaller contribution and the next search point. Here, since the medical image has a characteristic that the correlation between the pixel values of the surrounding pixels is high, the projection pixel is similarly used in the vicinity of the search point evaluated as having a large contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel. There is a high possibility that the contribution to the determination of the pixel value will be large. Therefore, by changing the size of the step width in accordance with the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projected pixel at the search point processed immediately as described above, in a portion where this contribution is highly likely to be large , It becomes possible to perform a more detailed search than the part where the possibility that this contribution is small is high, while maintaining the accuracy of the determination of the pixel value of the projection pixel in the part where the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel is large, In a portion where this contribution is small, high-speed processing is prioritized by performing a rough search with a reduced number of search points. As a result, the overall processing speed can be increased while maintaining the image quality of the projected image at a level that can be practically used. In addition, since specific hardware such as parallel processing is not necessary for realizing such image processing, it is also effective in terms of processing cost.

また、MIP/MinIP処理の場合、前記と同様に医用画像では周辺の画素間での画素値の相関が高いため、既に処理済の視線の近傍の視線に対する処理では、その既に処理済の視線において画素値の最大値/最小値を有する探索点の位置の近傍で画素値が最大/最小になる可能性が高くなる。また、処理対象の視線において画素値が最大/最小となる探索点は投影画素の決定に対する寄与が最大である。そこで、投影画素の画素値が既に決定された視線の近傍の視線について投影画素の画素値を決定する際に、投影画素の画素値が既に決定された視線における最大値/最小値を有する探索点の位置に近接する位置に最初の探索点を設定し、その最初の探索点から順に探索点を設定していくようにした場合には、その視線において画素値が最大/最小となる探索点の処理を早い段階で行う可能性が高くなり、その後に処理される探索点における投影画素の決定に対する寄与がそれを上回る可能性が低くなるので、より大きなステップ幅で後続の探索点を設定することが可能になる。その結果、処理対象の探索点の数が減少するので、処理効率がさらに向上する。   Further, in the case of MIP / MinIP processing, since the correlation between pixel values between peripheral pixels is high in the medical image as described above, in the processing for the line of sight near the already processed line of sight, the already processed line of sight is used. There is a high possibility that the pixel value becomes maximum / minimum in the vicinity of the position of the search point having the maximum / minimum pixel value. Further, the search point with the maximum / minimum pixel value in the line of sight to be processed has the largest contribution to the determination of the projection pixel. Therefore, when determining the pixel value of the projection pixel for the line of sight near the line of sight for which the pixel value of the projection pixel has already been determined, the search point having the maximum value / minimum value in the line of sight for which the pixel value of the projection pixel has already been determined When the first search point is set at a position close to the position and the search points are set in order from the first search point, the search point having the maximum / minimum pixel value in the line of sight is determined. Set a subsequent search point with a larger step width because it is more likely that the process will be performed early and the contribution to the determination of the projected pixel at the search point processed afterwards is less likely to exceed it. Is possible. As a result, the number of search points to be processed is reduced, so that the processing efficiency is further improved.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、3次元医用画像処理システムの概要を示すハードウェア構成図である。図に示すように、このシステムでは、モダリティ1と、画像保管サーバ2と、画像処理ワークステーション3とが、DICOM(Digital Imaging and COmmunications in Medicine)等のプロトコルに基づくネットワーク9を経由して通信可能な状態で接続されている。   FIG. 1 is a hardware configuration diagram showing an overview of a three-dimensional medical image processing system. As shown in the figure, in this system, the modality 1, the image storage server 2, and the image processing workstation 3 can communicate with each other via a network 9 based on a protocol such as DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine). Connected in a normal state.

モダリティ1は、被検体を表す3次元医用画像Vを取得するものである。具体的には、CT装置やMRI装置、超音波診断装置等である。   The modality 1 acquires a three-dimensional medical image V representing the subject. Specifically, a CT apparatus, an MRI apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus, or the like.

画像保管サーバ2は、モダリティ1や画像処理ワークステーション3で取得、生成された3次元医用画像Vを画像データベースに保存・管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置やデータベース管理ソフトウェア(例えば、ORDB(Object Relational DataBase)管理ソフトウェア)を備えている。   The image storage server 2 is a computer that stores and manages the three-dimensional medical image V acquired and generated by the modality 1 and the image processing workstation 3 in an image database, and is a large-capacity external storage device or database management software (for example, ORDB (Object Relational DataBase) management software).

画像処理ワークステーション3は、読影者からの要求に応じて、モダリティ1や画像保管サーバ2から取得した3次元医用画像Vに対して画像処理を行い、生成された画像を表示するコンピュータであり、読影者からの要求を入力するキーボードやマウス等の入力装置と、取得した3次元医用画像Vを格納可能な容量の主記憶装置(以下、画像メモリという)と、生成された画像を表示する高精細液晶ディスプレイとを備えている。   The image processing workstation 3 is a computer that performs image processing on the three-dimensional medical image V acquired from the modality 1 or the image storage server 2 in response to a request from the interpreter and displays the generated image. An input device such as a keyboard and a mouse for inputting a request from an image interpreter, a main storage device (hereinafter referred to as an image memory) having a capacity capable of storing the acquired three-dimensional medical image V, and a high-level display for displaying a generated image It is equipped with a fine liquid crystal display.

図2は、画像処理ワークステーション3の機能を示すブロック図である。図に示すように、画像処理ワークステーション3は、処理対象となる3次元医用画像Vをモダリティ1や画像保管サーバ2から取得する画像取得部31と、読影者等のユーザが所望する画像処理の種類と詳細な内容とについての設定を行う画像処理設定部32と、画像取得部31で取得した3次元医用画像Vに対して、画像処理設定部32で設定された画像処理の種類と内容とに応じた画像処理を行う各種画像処理部33と、各種画像処理部33で処理された画像Pを画面表示する画面表示部34とから構成されている。画像処理設定部32には、読影者がキーボードやマウス等の入力装置を操作して対話的に設定を行うものと、設定ファイルに予め設定しておくものとが含まれている。各種画像処理部33には、MPR(Multi-Planar Reconstruction;多断面再構成)処理部33Aや、MIP処理部33B、MinIP処理部33C、ボリュームレンダリング処理部33D等が含まれている。ここで、MPR(Multi-Planar Reconstruction;多断面再構成)処理とは、3次元医用画像中の所定の領域の軸位断(Axial)だけでなく、冠状断(Coronal)や矢状断(Sagittal)、斜位断(Oblique)により任意の断面画像を生成する処理である。これらの機能は、画像処理ワークステーション3上でのアプリケーション・プログラムの実行により、読影者による入力・選択操作を伴いながら実現される。   FIG. 2 is a block diagram showing functions of the image processing workstation 3. As shown in the figure, the image processing workstation 3 includes an image acquisition unit 31 that acquires a three-dimensional medical image V to be processed from the modality 1 and the image storage server 2, and an image processing desired by a user such as an image interpreter. The image processing setting unit 32 for setting the type and detailed content, and the type and content of the image processing set by the image processing setting unit 32 for the three-dimensional medical image V acquired by the image acquisition unit 31 The image processing unit 33 performs image processing in accordance with the image processing unit 33 and the screen display unit 34 displays the image P processed by the various image processing unit 33 on the screen. The image processing setting unit 32 includes one in which an image interpreter operates interactively by operating an input device such as a keyboard and a mouse, and one that is set in advance in a setting file. The various image processing units 33 include an MPR (Multi-Planar Reconstruction) processing unit 33A, an MIP processing unit 33B, a MinIP processing unit 33C, a volume rendering processing unit 33D, and the like. Here, the MPR (Multi-Planar Reconstruction) process is not only the axial displacement (Axial) of a predetermined area in a three-dimensional medical image, but also coronal and sagittal (Sagittal). ), And a process of generating an arbitrary cross-sectional image by oblique displacement (Oblique). These functions are realized by executing an application program on the image processing workstation 3 with an input / selection operation by an interpreter.

次に、この医用画像処理システム、特に画像処理ワークステーション3における読影者の操作と処理の流れとについて説明する。   Next, the operation of the image interpreter and the flow of processing in this medical image processing system, particularly the image processing workstation 3, will be described.

まず、読影者は、画像処理ワークステーション3の高精細液晶ディスプレイに表示される図3に示す画面を見ながら、処理対象の3次元医用画像の選択を行う。図3の画面は、画像取得部31によって生成されたものであり、検査対象の画像の検索条件が階層化されたカテゴリに分類されている。画像取得部31は、読影者がマウスやキーボード等の操作により選択したカテゴリを、処理対象の画像の検索条件を画像保管サーバ2に対する検索要求メッセージに設定する。例えば、図3のように、現在の日時を2004年1月10日16時45分として、読影者が「直近24時間の検査」、「CT」を選択した場合、画像取得部31は、検査日時が「2004年1月9日16時46分〜2004年1月10日16時45分」かつモダリティが「CT」という検索条件を検索要求メッセージに設定する。読影者がマウス操作により検索実行ボタンをクリックすると、画像取得部31は、検索要求メッセージをネットワーク9経由で画像保管サーバ2に送信する。画像保管サーバ2では、受信した検索要求メッセージに基づいて、画像データベースを検索し、該当する画像データの患者氏名、患者ID、検査日付、モダリティ、画像数等のリスト情報を応答メッセージとして画像処理ワークステーション3に送信する。画像処理ワークステーション3では、画像取得部31が受信したリスト情報を図4のように表示する。読影者が、リストされた画像データに関する情報から、読影対象の患者の画像データを表す行をマウス34やキーボード35等の操作により選択すると、画像取得部31は、選択された行のリスト情報を画像取得要求メッセージに設定し、画像保管サーバ2に送信する。画像保管サーバ2は、受信したリスト情報に基づいて、画像データベースを検索し、該当する画像データを画像処理ワークステーション3に送信する。画像処理ワークステーション3では、画像取得部31が、受信した画像データを外部補助記憶装置33に一時的に保存するとともに、この画像データを画像メモリにも書き込む。この画像データは、被検体の左右方向をx軸、前後方向をy軸、上下方向をz軸とする3次元座標系で各画素の位置が定義され、各画素の画素値は、その画素の位置の座標と関連づけられている。   First, the image interpreter selects a three-dimensional medical image to be processed while viewing the screen shown in FIG. 3 displayed on the high-definition liquid crystal display of the image processing workstation 3. The screen shown in FIG. 3 is generated by the image acquisition unit 31, and the search conditions for the image to be inspected are classified into hierarchized categories. The image acquisition unit 31 sets the category selected by the interpreter by operating the mouse, the keyboard, or the like, in the search request message to the image storage server 2 as the search condition for the image to be processed. For example, as shown in FIG. 3, when the current date and time is 16:45 on January 10, 2004, and the radiographer selects “examination for the last 24 hours” or “CT”, the image acquisition unit 31 A search condition in which the date and time is “January 9, 2004 16:46 to January 10, 2004 16:45” and the modality is “CT” is set in the search request message. When the image interpreter clicks the search execution button by operating the mouse, the image acquisition unit 31 transmits a search request message to the image storage server 2 via the network 9. The image storage server 2 searches the image database based on the received search request message, and uses image processing work as a response message with list information such as patient name, patient ID, examination date, modality, and number of images of the corresponding image data. Transmit to station 3. In the image processing workstation 3, the list information received by the image acquisition unit 31 is displayed as shown in FIG. When the image interpreter selects a line representing the image data of the patient to be interpreted from the information on the listed image data by operating the mouse 34, the keyboard 35, or the like, the image acquisition unit 31 selects the list information of the selected line. The image acquisition request message is set and transmitted to the image storage server 2. The image storage server 2 searches the image database based on the received list information, and transmits the corresponding image data to the image processing workstation 3. In the image processing workstation 3, the image acquisition unit 31 temporarily stores the received image data in the external auxiliary storage device 33 and writes this image data in the image memory. In this image data, the position of each pixel is defined in a three-dimensional coordinate system in which the left-right direction of the subject is the x-axis, the front-rear direction is the y-axis, and the vertical direction is the z-axis. Associated with position coordinates.

画像取得部31は、次に設定ファイルを読み込み、最初に表示する画像を生成するための画像処理に関する情報を取得し、各種画像処理部33の中から適切なものに対して画像処理を要求する要求メッセージを作成し、その画像処理部に対して送信する。要求メッセージを受けた画像処理部は、画像メモリに読み込まれた3次元医用画像Vを、画像取得部31からの要求メッセージに含まれる画像処理用のパラメータに基づいて処理し、その画像処理部で生成された画像が画像表示部34の高精細液晶ディスプレイ38に表示される。例えば、被検体全体分の領域に対してMPR処理を行って、軸位断と冠状断、矢状断による3つの断面画像を生成するように要求メッセージに設定されていた場合には、MPR処理部33Aがこの要求メッセージに基づいて3つの断面画像を生成し、画像表示部34が、生成された3つの断面画像を高精細液晶ディスプレイ38に表示する(図5参照)。   Next, the image acquisition unit 31 reads the setting file, acquires information related to image processing for generating an image to be displayed first, and requests image processing from various image processing units 33 to appropriate ones. A request message is created and transmitted to the image processing unit. Upon receiving the request message, the image processing unit processes the three-dimensional medical image V read into the image memory based on the image processing parameters included in the request message from the image acquisition unit 31, and the image processing unit The generated image is displayed on the high-definition liquid crystal display 38 of the image display unit 34. For example, when the request message is set so that the MPR process is performed on the entire area of the subject and three cross-sectional images are generated by the axial cut, the coronal cut, and the sagittal cut, the MPR process The unit 33A generates three cross-sectional images based on the request message, and the image display unit 34 displays the generated three cross-sectional images on the high-definition liquid crystal display 38 (see FIG. 5).

次に、読影者は、表示された画像を確認し、画面上のメニューの選択や各種パラメータの入力等をマウス34やキーボード35等の操作によって行い、所望する画像処理を行うよう指示をする。例えば、図5は、MPR処理部33Aで生成された3つの断面画像のうちの冠状断による断面画像を右クリックすることにより、次に行う画像処理のメニューが表示された画面の一例を示している。読影者は、表示されたメニューから所望する処理を選択し、マウス34で左クリックを行うと、選択された画像処理が行われる。   Next, the image interpreter confirms the displayed image, selects a menu on the screen, inputs various parameters, and the like by operating the mouse 34, the keyboard 35, and the like, and gives an instruction to perform desired image processing. For example, FIG. 5 shows an example of a screen on which a menu of image processing to be performed next is displayed by right-clicking on a cross-sectional image due to coronal cut out of three cross-sectional images generated by the MPR processing unit 33A. Yes. When the image interpreter selects a desired process from the displayed menu and performs a left click with the mouse 34, the selected image process is performed.

ここで、読影者が「MIP Maximum」を選択すると、MIP処理部33Bにより、本発明の画像処理の実施形態の1つである被検体全体を対象としたMIP処理が行われる。以下、図6のフローチャートを用いて詳細に説明する。   Here, when the radiogram interpreter selects “MIP Maximum”, the MIP processing unit 33B performs MIP processing for the entire subject, which is one of the image processing embodiments of the present invention. This will be described in detail below with reference to the flowchart of FIG.

まず、図7に示すように、処理対象の3次元医用画像Vを投影する投影面Sの大きさや投影される画素(投影画素)の数、投影面Sに垂直な法線ベクトルNの向き、視点Qの位置が決定される(#1)。図5の例では、投影面Sの大きさと投影画素数は、設定ファイルの設定内容に基づき、3次元医用画像Vの取得時のスライス面と同じ大きさと画素間隔(例えば、512画素×512画素、画素間隔は0.7mm程度)に決定される。法線ベクトルNの向きは、読影者が直前の操作で冠状断による断面画像に対して右クリックを行っているので、冠状断による断面画像の法線ベクトルNと同じ向き(被検体の前後方向)に決定される。視点Qの位置は、設定ファイルの設定内容に基づき、無限遠方に決定される。したがって、投影面Sに対する平行投影となり、視点Qと各投影画素とを結ぶ各々の視線Lは互いに平行となる。   First, as shown in FIG. 7, the size of the projection surface S on which the three-dimensional medical image V to be processed is projected, the number of pixels to be projected (projection pixels), the direction of the normal vector N perpendicular to the projection surface S, The position of the viewpoint Q is determined (# 1). In the example of FIG. 5, the size of the projection surface S and the number of projection pixels are the same size and pixel interval (for example, 512 pixels × 512 pixels) as the slice surface when the three-dimensional medical image V is acquired based on the setting contents of the setting file. The pixel interval is determined to be about 0.7 mm. The direction of the normal vector N is the same as that of the normal vector N of the cross-sectional image by the coronal section because the interpreter right-clicks on the cross-sectional image by the coronal section in the previous operation (the front-rear direction of the subject). Determined). The position of the viewpoint Q is determined at infinity based on the setting contents of the setting file. Accordingly, parallel projection is performed on the projection surface S, and the lines of sight L connecting the viewpoint Q and the projection pixels are parallel to each other.

次に、最初に処理する視線Lが決定される(#2)。具体的には、投影面Sの最も左上の投影画素を通る視線Lに決定される。   Next, the line of sight L to be processed first is determined (# 2). Specifically, the line of sight L passing through the upper left projection pixel of the projection plane S is determined.

処理対象の視線Lの決定後、その視線Lにおける最初の探索点が決定される(#3)。具体的には、その視線L上、かつ3次元医用画像Vの範囲内で、視点Qに最も近い点が最初の探索点として決定される。   After the line of sight L to be processed is determined, the first search point in the line of sight L is determined (# 3). Specifically, the point closest to the viewpoint Q within the range of the line of sight L and within the three-dimensional medical image V is determined as the first search point.

そして、決定された探索点における画素値fが取得される(#4)。ここでは、投影面Sの法線ベクトルNの向き、すなわち視線Lの方向が、被検体の前後方向(y軸方向)であることから、3次元医用画像Vを構成する画素の画素値をそのまま取得することが可能である。これに対して、投影面Sの法線ベクトルNが、斜め方向、すなわち、x、y、z軸のいずれにも平行でない場合には、決定された探索点の近傍の8画素における画素値に基づく補間処理により、その探索点の画素値を算出する。   Then, the pixel value f at the determined search point is acquired (# 4). Here, since the direction of the normal vector N on the projection plane S, that is, the direction of the line of sight L is the front-rear direction (y-axis direction) of the subject, the pixel values of the pixels constituting the three-dimensional medical image V are used as they are. It is possible to obtain. On the other hand, when the normal vector N of the projection plane S is not in the diagonal direction, that is, parallel to any of the x, y, and z axes, the pixel values in the eight pixels near the determined search point are set. The pixel value of the search point is calculated by the interpolation processing based on it.

ここで、その視線Lにおいてこれまでに処理された探索点の中での画素値の最大値(暫定最大画素値)fmaxと現在処理対象の探索点の画素値fとの比較が行われる(#5)。ただし、現在処理対象の探索点は最初のものであるから、この探索点の画素値fが暫定最大画素値fmaxの値に設定される(#6)。   Here, the maximum value (provisional maximum pixel value) fmax of the search points processed so far in the line of sight L is compared with the pixel value f of the search point currently being processed (# Five). However, since the search point to be processed is the first one, the pixel value f of this search point is set to the provisional maximum pixel value fmax (# 6).

次に、この探索点から次の探索点までのステップ幅がS1に決定される(#7)。このステップ幅S1は、実質的な最小ステップ幅、すなわち、3次元医用画像Vの空間分解能(x、y軸方向の分解能、サンプリングピッチ)と同じ値としている。   Next, the step width from this search point to the next search point is determined as S1 (# 7). The step width S1 is set to the same minimum value as the substantial minimum step width, that is, the spatial resolution (x, y-axis direction resolution, sampling pitch) of the three-dimensional medical image V.

そして、この探索点からこの視線Lに沿ってステップ幅S1だけ投影面S側に進んだ点が次の探索点として決定される(#9)。   Then, a point advanced from the search point along the line of sight L toward the projection plane S by the step width S1 is determined as the next search point (# 9).

次に、決定された探索点が3次元医用画像Vの存在範囲内であるかどうかのチェックが行われ(#10)、この存在範囲内であれば(#10;N)、この探索点における画素値fの取得が行われる(#4)。   Next, it is checked whether or not the determined search point is within the existence range of the three-dimensional medical image V (# 10), and if it is within this existence range (# 10; N), The pixel value f is acquired (# 4).

そして、この画素値fが暫定最大画素値fmaxよりも大きければ(#5;Y)、暫定最大画素値fmaxの値がこの画素値fに更新され(#6)、次の探索点までのステップ幅がS1に決定される(#7)。これに対して、この画素値fが暫定最大画素値fmax以下であれば(#5;N)、暫定最大画素値fmaxの更新は行われず、次の探索点までのステップ幅はS2に決定される(#8)。ここで、ステップ幅S2は、ステップ幅S1よりも大きい値に設定されている。具体的には、S1の値の3倍程度までが適切である。   If this pixel value f is larger than the provisional maximum pixel value fmax (# 5; Y), the provisional maximum pixel value fmax is updated to this pixel value f (# 6), and the steps up to the next search point are performed. The width is determined as S1 (# 7). On the other hand, if the pixel value f is less than or equal to the provisional maximum pixel value fmax (# 5; N), the provisional maximum pixel value fmax is not updated, and the step width to the next search point is determined as S2. (# 8). Here, the step width S2 is set to a value larger than the step width S1. Specifically, about 3 times the value of S1 is appropriate.

そして、決定されたステップ幅に応じて次の探索点が決定され(#9)、以下、探索点が3次元医用画像Vの存在範囲外になるまで(#10;Y)、その探索点の画素値fの取得(#4)、暫定最大画素値fmaxとの比較(#5)、暫定最大画素値fmaxの更新(#6;f>fmaxの場合のみ)、ステップ幅の設定(#7,#8)、次の探索点の決定(#9)が繰り返される。   Then, the next search point is determined according to the determined step width (# 9). Hereinafter, until the search point is out of the existing range of the three-dimensional medical image V (# 10; Y), Acquisition of pixel value f (# 4), comparison with provisional maximum pixel value fmax (# 5), update of provisional maximum pixel value fmax (# 6; only when f> fmax), step width setting (# 7, # 8) The determination of the next search point (# 9) is repeated.

探索点が3次元医用画像Vの存在範囲外になった場合には(#10;Y)、その視線Lに対する処理は終了し、その時点での暫定最大画素値fmaxがその視線Lの通る投影画素の画素値となる。そして、次に処理対象となる視線Lが決定される(#11)。具体的には、その画素値が決定された投影画素の右にある投影画素を通る視線Lが次の処理対象となる視線Lになる。その画素値が決定された投影画素が投影面S上の最も右側であった場合には、その下の行の最も左にある投影画素を通る視線Lが次の処理対象の視線Lとなる。   When the search point is outside the range in which the three-dimensional medical image V exists (# 10; Y), the processing for the line of sight L is finished, and the provisional maximum pixel value fmax at that time is projected through the line of sight L. This is the pixel value of the pixel. Then, the line of sight L to be processed next is determined (# 11). Specifically, the line of sight L passing through the projection pixel to the right of the projection pixel whose pixel value has been determined becomes the line of sight L to be processed next. When the projection pixel for which the pixel value is determined is the rightmost on the projection plane S, the line of sight L passing through the leftmost projection pixel in the lower row becomes the line of sight L to be processed next.

そして、この決定された視線Lについて前記と同様の処理が行われ(#3〜10)、最終的な暫定最大画素値fmaxが、その視線Lが通る投影画素の画素値となる。同様にして、すべての投影画素を通る視線Lについて繰り返し処理を行い(#12;Y)、最終的な暫定最大画素値fmaxを求めることによって、投影画素の画素値を決定していく。未処理の視線Lがなくなった時点、すなわち、投影面Sの最も右下の投影画素を通る視線Lの処理が終了した時点で、すべての投影画素の画素値が決定されるので、処理は完了する(#12;N)。   Then, the same processing as described above is performed for the determined line of sight L (# 3 to 10), and the final provisional maximum pixel value fmax becomes the pixel value of the projection pixel through which the line of sight L passes. Similarly, the process is repeated for the line of sight L passing through all the projection pixels (# 12; Y), and the final provisional maximum pixel value fmax is obtained to determine the pixel value of the projection pixel. Since the pixel values of all the projected pixels are determined when the unprocessed line of sight L disappears, that is, when the process of the line of sight L passing through the projection pixel at the lower right of the projection surface S is completed, the processing is completed. (# 12; N).

以上のMIP処理により、3次元医用画像Vを被検体の前後方向の画素値の最大値を抽出して投影した投影画像(最大値投影画像)Pが生成される。   Through the above MIP processing, a projection image (maximum value projection image) P is generated by extracting the maximum value of the pixel values in the front-rear direction of the subject from the three-dimensional medical image V and projecting it.

画像表示部34は、MIP処理部33Bによって生成された最大値投影画像Pを高精細液晶ディスプレイに表示する。   The image display unit 34 displays the maximum value projection image P generated by the MIP processing unit 33B on a high-definition liquid crystal display.

このように本発明による画像処理の実施形態となる上記のMIP処理では、探索点において暫定最大画素値fmaxが更新された場合には、投影画素の画素値の決定に対するその探索点の寄与が大きいと評価し、暫定最大画素値fmaxが更新されなかった場合よりも次の探索点までのステップ幅を小さくしている。図8はこれによる効果を視覚化したものであり、ある視線Lの探索方向(視点Qから投影面Sに向かう方向)における画素値の変化を示している。図の曲線の実線部分に対応する探索点では暫定最大画素値fmaxが更新される。この場合、後続の探索点においても暫定最大画素値fmaxが順次更新されていくと推定し、最小ステップ幅で探索点を設定していき、より詳細に探索を行う。これに対して、図の曲線の一点鎖線部分に対応する探索点では暫定最大画素値fmaxが更新されない。この場合には、後続の探索点においても暫定最大画素値fmaxが更新されないと推定し、ステップ幅を最小ステップ幅よりは大きくして探索点を設定していき、探索点の数を減らしてより粗く探索を行う。その結果、暫定最大画素値fmaxが更新される可能性の高い部分では暫定最大画素値fmaxの探索の精度を維持しつつ、暫定最大画素値fmaxが更新される可能性の低い部分では処理の高速性を優先することにより、投影画像の画質を実用に耐えうるレベルに維持しつつ、処理の高速化が実現される。   As described above, in the MIP processing that is an embodiment of the image processing according to the present invention, when the provisional maximum pixel value fmax is updated at the search point, the contribution of the search point to the determination of the pixel value of the projection pixel is large. The step width to the next search point is made smaller than when the provisional maximum pixel value fmax is not updated. FIG. 8 visualizes the effect of this, and shows the change in the pixel value in the search direction of a certain line of sight L (direction from the viewpoint Q toward the projection plane S). The provisional maximum pixel value fmax is updated at the search point corresponding to the solid line portion of the curve in the figure. In this case, it is presumed that the provisional maximum pixel value fmax is sequentially updated at the subsequent search points, and the search points are set with the minimum step width, and the search is performed in more detail. In contrast, the provisional maximum pixel value fmax is not updated at the search point corresponding to the one-dot chain line portion of the curve in the figure. In this case, it is presumed that the provisional maximum pixel value fmax is not updated even in the subsequent search points, the search points are set by setting the step width larger than the minimum step width, and the number of search points is reduced. Search roughly. As a result, the accuracy of searching for the provisional maximum pixel value fmax is maintained in a portion where the provisional maximum pixel value fmax is likely to be updated, and the processing speed is high in a portion where the provisional maximum pixel value fmax is unlikely to be updated. By giving priority to the performance, the processing speed can be increased while maintaining the image quality of the projected image at a level that can be practically used.

実際に、ステップ幅S1を3次元医用画像Vの最小画素間隔に設定し、ステップ幅S2をS1の3倍に設定した場合、生成される投影画像の劣化はほとんど見られず、また、検索点の数は、視線のすべての部分を最小画素間隔で探索した場合の半分程度になる。   Actually, when the step width S1 is set to the minimum pixel interval of the three-dimensional medical image V and the step width S2 is set to three times S1, the generated projected image is hardly deteriorated, and the search point The number of is about half that when all parts of the line of sight are searched at the minimum pixel interval.

ところで、このような最大画素値の探索では、画素値が最大となる「山」の部分がインパルス的な形状となっている場合に、その直前の探索点で暫定最大画素値fmaxが更新されていなければ、ステップ幅が最小ではないため、この「山」の部分をまたいで次の探索点が決定されてしまい、暫定最大画素値fmaxが正しく更新されない可能性がある。しかし、CT等の医用画像では、エッジ部分等で画素値(信号値)のある程度の急激な変化はあるにせよ、その「山」の部分がインパルス的な形状にまではならず、周辺の画素間での画素値の相関が高くなり、前記のようにして暫定最大画素値fmaxが誤って更新されなくなる可能性も低いため、前記のように暫定最大画素値fmaxの更新の有無を基準にしてステップ幅を変化させることが効果的となる。   By the way, in such a search for the maximum pixel value, when the “mountain” portion where the pixel value is maximum has an impulse shape, the provisional maximum pixel value fmax is updated at the search point immediately before that. Otherwise, since the step width is not the smallest, the next search point is determined across this “mountain” portion, and the provisional maximum pixel value fmax may not be updated correctly. However, in a medical image such as CT, although the pixel value (signal value) changes to some extent at an edge portion or the like, the “mountain” portion does not have an impulse shape, and the surrounding pixels The correlation between the pixel values between the pixels is high, and it is unlikely that the provisional maximum pixel value fmax is erroneously updated as described above. Therefore, the provisional maximum pixel value fmax is updated as described above as a reference. It becomes effective to change the step width.

なお、本発明による画像処理装置における探索点設定手段は図6の#3、#7、#8、#9に、評価手段は#5に、投影画像生成手段は#1、#2、#4、#5、#6、#10、#11、#12に各々対応する。   In the image processing apparatus according to the present invention, the search point setting means is # 3, # 7, # 8, # 9 in FIG. 6, the evaluation means is # 5, and the projection image generation means is # 1, # 2, # 4. , # 5, # 6, # 10, # 11, and # 12, respectively.

上記の実施形態では、ステップ幅S1やS2を直近の探索点における暫定最大画素値fmaxの更新の有無のみを基準にして決定するようにしたが、視線の方向も考慮するようにしてもよい。これは、3次元医用画像Vのx、y、z軸の各方向における分解能が等方性を有していない場合に効果的である。例えば、3次元医用画像V(CT画像)のスライス面に垂直な方向(z軸方向)の分解能がx軸、y軸方向の分解能よりも低い場合、視線の方向がz軸に平行であれば、視線の方向がx軸やy軸に平行な場合よりもステップ幅S1やS2を大きくする。これにより、もとの画像の分解能の高さに応じた効率的な探索が可能になる。   In the above embodiment, the step widths S1 and S2 are determined based only on whether or not the provisional maximum pixel value fmax is updated at the latest search point, but the direction of the line of sight may also be considered. This is effective when the resolution in each of the x-, y-, and z-axis directions of the three-dimensional medical image V is not isotropic. For example, if the resolution in the direction (z-axis direction) perpendicular to the slice plane of the three-dimensional medical image V (CT image) is lower than the resolution in the x-axis and y-axis directions, and the line-of-sight direction is parallel to the z-axis The step widths S1 and S2 are made larger than when the line-of-sight direction is parallel to the x-axis and y-axis. Thereby, an efficient search according to the high resolution of the original image becomes possible.

このステップ幅S1やS2の決定において、もとの3次元医用画像Vの解像度も考慮するようにしてもよい。すなわち、もとの画像の解像度が高いほどステップ幅S1やS2を小さくする。これにより、もとの画像の解像度の高さに応じた効率的な探索が可能になる。   In determining the step widths S1 and S2, the resolution of the original three-dimensional medical image V may be taken into consideration. That is, the step widths S1 and S2 are reduced as the resolution of the original image is higher. As a result, an efficient search corresponding to the resolution of the original image can be performed.

また、上記の実施形態では、ステップ幅はS1とS2の2段階に設定されていたが、3段階以上に設定することも可能である。例えば、探索点における画素値fが暫定最大画素値fmaxより大きければステップ幅をS1に、暫定最大画素値fmaxの70%より大きく暫定最大画素値fmax以下であればステップ幅をS2に、暫定最大画素値fmaxの70%以下であればステップ幅をS3に設定するというように、3段階のステップ幅(S1<S2<S3、以下、大小関係は同じ)とすることが考えられる。これにより、より柔軟にステップ幅の設定ができるので、処理精度の維持と処理の高速性とがよりきめ細かに実現される。   In the above-described embodiment, the step width is set to two stages of S1 and S2, but it can be set to three or more stages. For example, if the pixel value f at the search point is larger than the provisional maximum pixel value fmax, the step width is set to S1, and if it is larger than 70% of the provisional maximum pixel value fmax and less than the provisional maximum pixel value fmax, the step width is set to S2. If the pixel value fmax is 70% or less, the step width is set to S3. Thus, it is conceivable that the step width is set in three steps (S1 <S2 <S3, hereinafter, the magnitude relationship is the same). Thereby, since the step width can be set more flexibly, the maintenance of the processing accuracy and the high-speed processing can be realized more finely.

上記の実施形態では、探索点の画素値を取得する際に、3次元医用画像Vを構成する画素の画素値をそのまま、または、探索点の近傍の8画素における画素値に基づく補間処理により取得するようにしていたが、探索点の近傍の8画素のうち画素値が最大となる画素の画素値を探索点の画素値として代用するようにしてもよい。これにより、処理負荷の高い積和演算による補間処理を行わなくて済むようになるため、処理の高速化に資する。   In the above embodiment, when the pixel value of the search point is acquired, the pixel values of the pixels constituting the three-dimensional medical image V are acquired as they are or by interpolation processing based on the pixel values of the eight pixels near the search point. However, the pixel value of the pixel having the maximum pixel value among the eight pixels in the vicinity of the search point may be used as the pixel value of the search point. As a result, it is not necessary to perform an interpolation process by a product-sum operation with a high processing load, which contributes to speeding up of the process.

さらに、このステップ幅の段階的設定と近傍の8画素の画素値の代用による探索点の画素値の取得とを組み合わせることも考えられる。すなわち、まず、探索点の近傍の8画素のうち画素値が最大となる画素の画素値を探索点の画素値として代用し(以下、この代用された値を代用値という)、この代用値と暫定最大画素値fmaxとの比較を行う。この代用値が暫定最大画素値fmax以下の場合には、ステップ幅をS3に設定する。この代用値が暫定最大画素値fmaxより大きい場合には、この探索点自体の画素値が暫定最大画素値fmaxより大きい可能性があると判断し、この探索点の近傍の8画素の画素値に基づいて補間処理を行い、この探索点自体の画素値を算出し(以下、この算出された値を補間値という)、この補間値と暫定最大画素値fmaxとの比較を行う。この補間値が暫定最大画素値fmax以下の場合には、暫定最大画素値fmaxを更新せず、ステップ幅をS2に設定し、この補間値が暫定最大画素値fmaxより大きい場合には、暫定最大画素値fmaxをこの補間値に更新するとともに、ステップ幅をS1に設定する。以上の処理により、よりきめ細かに処理の効率化、高速化と処理精度の維持との両立を図ることが可能になる。   Further, it is conceivable to combine the stepwise setting of the step width and the acquisition of the pixel value of the search point by substituting the pixel values of the neighboring eight pixels. That is, first, the pixel value of the pixel having the maximum pixel value among the eight pixels in the vicinity of the search point is substituted as the pixel value of the search point (hereinafter, the substituted value is referred to as a substitute value). Comparison with the provisional maximum pixel value fmax is performed. If this substitute value is less than or equal to the provisional maximum pixel value fmax, the step width is set to S3. If this substitute value is larger than the provisional maximum pixel value fmax, it is determined that there is a possibility that the pixel value of the search point itself is larger than the provisional maximum pixel value fmax, and the pixel value of eight pixels in the vicinity of the search point is set. Based on this, an interpolation process is performed, a pixel value of the search point itself is calculated (hereinafter, the calculated value is referred to as an interpolation value), and the interpolation value is compared with the provisional maximum pixel value fmax. If this interpolation value is less than or equal to the provisional maximum pixel value fmax, the provisional maximum pixel value fmax is not updated, the step width is set to S2, and if this interpolation value is greater than the provisional maximum pixel value fmax, the provisional maximum pixel value fmax is not updated. The pixel value fmax is updated to this interpolation value, and the step width is set to S1. With the above processing, it becomes possible to achieve both the improvement of processing efficiency and speedup and the maintenance of processing accuracy more finely.

また、各視線Lを複数の区間に分割し、処理対象の視線Lにおいて画素値の最大値を求めるとともに、その最大値を有する探索点が属する区間を位置情報としてメモリに記憶させ、その視線の近傍の視線Lについて投影画素の画素値を決定する際に、その求められた区間に対応する区間に最初の探索点を設定するようにしてもよい。例えば、各視線Lを3つの区間k1、k2、k3に分割し、ある視線Lにおいて最大画素値を有する探索点が区間k2に属していた場合、その近傍の視線に対する処理では、区間k2、k3、k1の順に探索点を設定していく。ここで、3次元医用画像Vでは周辺の画素間での画素値の相関が高いため、既に処理済の視線Lにおいて画素値の最大値を有する探索点が属する区間が区間k2であれば、この近傍の視線に対する処理でも区間k2内で画素値が最大になる可能性が高くなる。また、この近傍の視線に対する処理において、区間k2内で画素値が最大になれば、それ以降は暫定最大画素値fmaxが更新されることはないので、より大きなステップ幅S2で探索点の設定が行われる。したがって、この場合には、処理対象の探索点の数が減少するので処理効率がさらに向上する。   Further, each line of sight L is divided into a plurality of sections, the maximum value of the pixel value is obtained in the line of sight L to be processed, the section to which the search point having the maximum value belongs is stored in the memory as position information, and the line of sight of the line of sight When the pixel value of the projection pixel is determined for the nearby line of sight L, the first search point may be set in a section corresponding to the calculated section. For example, when each line of sight L is divided into three sections k1, k2, and k3, and a search point having the maximum pixel value in a certain line of sight L belongs to the section k2, in the process for the line of sight near the section k2, k3 , K1 are set in the order of k1. Here, in the three-dimensional medical image V, since the correlation between the pixel values between the surrounding pixels is high, if the section to which the search point having the maximum pixel value belongs in the already processed line of sight L is the section k2, this There is a high possibility that the pixel value is maximized in the section k2 even in the processing for the nearby line of sight. In addition, in the process for the line of sight in the vicinity, if the pixel value becomes the maximum in the section k2, the provisional maximum pixel value fmax is not updated thereafter, so the search point is set with a larger step width S2. Done. Therefore, in this case, since the number of search points to be processed is reduced, the processing efficiency is further improved.

以上、本発明の画像処理をMIP処理に適用した場合について説明したが、被検体全体を対象にしたMinIP処理に適用することも可能である。本発明の実施形態となる3次元医用画像処理システムでは、図5で「MinIP Maximum」を選択した場合であり、MinIP処理部33Cにより処理が行われる。具体的な処理の詳細については、前記のMIP処理についての説明で、大小関係を逆転させて読み替えればよい。すなわち、各視線Lの処理で、探索点の画素値fと暫定最小画素値fminとの比較を行い、f<fminの場合には、暫定最小画素値fminを更新し、次の探索点までのステップ幅をS1に設定し、f≧fminの場合には、暫定最小画素値fminの更新を行わずに次の探索点までのステップ幅をS2(S1<S2)に設定する。これにより、前記のMIP処理と同様の効果を得ることが可能である。   As described above, the case where the image processing of the present invention is applied to the MIP processing has been described. However, the image processing can also be applied to the MinIP processing for the entire subject. In the three-dimensional medical image processing system according to the embodiment of the present invention, “MinIP Maximum” is selected in FIG. 5, and processing is performed by the MinIP processing unit 33C. The details of the specific process may be read by reversing the magnitude relationship in the description of the MIP process. That is, in the process of each line of sight L, the pixel value f of the search point is compared with the provisional minimum pixel value fmin. If f <fmin, the provisional minimum pixel value fmin is updated, and the process until the next search point is performed. When the step width is set to S1 and f ≧ fmin, the temporary minimum pixel value fmin is not updated, and the step width to the next search point is set to S2 (S1 <S2). Thereby, it is possible to obtain the same effect as the MIP process.

さらに、本発明の画像処理を被検体の一部(関心領域)のみを対象にした、いわゆるスラブMIP/MinIP処理に適用しても同様の効果が得られる。   Further, the same effect can be obtained when the image processing of the present invention is applied to so-called slab MIP / MinIP processing that targets only a part of the subject (region of interest).

また、本発明の画像処理をボリュームレンダリング処理に適用することも可能である。本発明の実施形態となる3次元医用画像処理システムでは、図5で「VR Default」または「VR ...」を選択した場合であり、ボリュームレンダリング処理部33Dにより処理が行われる。まず、ボリュームレンダリング処理の概要について説明する。   The image processing of the present invention can also be applied to volume rendering processing. In the three-dimensional medical image processing system according to the embodiment of the present invention, “VR Default” or “VR...” Is selected in FIG. 5, and processing is performed by the volume rendering processing unit 33D. First, an overview of volume rendering processing will be described.

ボリュームレンダリング処理部33Dによる処理は、前処理、輝度値の設定、不透明度の設定、レイキャスティングの各処理から構成される。   The processing performed by the volume rendering processing unit 33D includes preprocessing, luminance value setting, opacity setting, and ray casting processing.

まず、前処理では、3次元医用画像Vに対してフィルタリング演算等によるノイズ除去や画像強調等を行う。   First, in the preprocessing, noise removal, image enhancement, and the like are performed on the three-dimensional medical image V by filtering calculation or the like.

次に3次元医用画像Vを構成する各画素(ボクセル)に対して輝度値を設定する。ここでは、設定対象となる画素の近傍にある画素の画素値から求めた勾配値を法線ベクトルとし、さらに光源を考慮してフォンのシェーディングモデル等を適用し、各画素の輝度値を求める。   Next, a luminance value is set for each pixel (voxel) constituting the three-dimensional medical image V. Here, the gradient value obtained from the pixel values of the pixels in the vicinity of the pixel to be set is used as a normal vector, and a von shading model or the like is applied in consideration of the light source to obtain the luminance value of each pixel.

さらに、3次元医用画像Vを構成する各画素に対して不透明度を設定する。ここでは、読影者によって定義された2次元マッピングテーブルや数式等に基づき、画素毎に、画素値と前記の勾配値から不透明度を求める。なお、各画素の画素値のみに基づいて不透明度を求めるようにしてもよい。   Further, an opacity is set for each pixel constituting the three-dimensional medical image V. Here, the opacity is obtained from the pixel value and the gradient value for each pixel based on a two-dimensional mapping table or a mathematical expression defined by the radiogram interpreter. Note that the opacity may be obtained based only on the pixel value of each pixel.

そして、設定された輝度値と不透明度とに基づいてレイキャスティング処理を行い、投影画像を構成する投影画素の画素値を求める。まず、前記のMIP処理と同様に、処理対象の3次元医用画像Vを投影する投影面Sの大きさや投影される画素(投影画素)の数、投影面Sに垂直な法線ベクトルNの向き、視点Qの位置を決定することにより、視点Qと投影画素の各々とを結ぶ視線Lが定義される。次に、視線Lに沿って複数の探索点を順に設定していき、近傍の画素の輝度値や不透明度に基づく補間処理等により、その探索点における輝度値や不透明度を求める。次に、探索点に入射する光の量(入射輝度値)とその探索点における輝度値と不透明度とに基づき、その探索点に入射した光のうちその探索点を透過する光の量(輝度値)と光源からの光のうちその探索点で反射する光の量(輝度値)との和を求め、求められた光の量(輝度値)を次の探索点に対する入射輝度値とする。また、このようにして入射輝度値を求める際に、その探索点における不透明度を順に加算していく。そして、その視線Lが3次元医用画像Vから抜け出たとき、すなわち、探索点が3次元医用画像Vの範囲外となったとき、または、加算された不透明度が1となったとき、その視線Lに対する処理を終了し、その時点での入射輝度値をその視線L上にある投影画素の画素値とする。以上の処理をすべての視線について行い、すべての投影画素の画素値を求める。   Then, ray casting processing is performed based on the set luminance value and opacity, and the pixel values of the projection pixels constituting the projection image are obtained. First, similarly to the MIP processing described above, the size of the projection surface S on which the three-dimensional medical image V to be processed is projected, the number of pixels to be projected (projection pixels), and the direction of the normal vector N perpendicular to the projection surface S By determining the position of the viewpoint Q, the line of sight L connecting the viewpoint Q and each of the projection pixels is defined. Next, a plurality of search points are sequentially set along the line of sight L, and the luminance value and opacity at the search point are obtained by interpolation processing based on the luminance values and opacity of neighboring pixels. Next, based on the amount of light incident on the search point (incident luminance value) and the luminance value and opacity at the search point, the amount of light incident on the search point that passes through the search point (luminance) Value) and the amount of light (brightness value) reflected at the search point among the light from the light source, and the obtained amount of light (brightness value) is set as the incident luminance value for the next search point. Further, when the incident luminance value is obtained in this way, the opacity at the search point is sequentially added. When the line of sight L exits the 3D medical image V, that is, when the search point is outside the range of the 3D medical image V, or when the added opacity becomes 1, the line of sight The process for L is terminated, and the incident luminance value at that time is set as the pixel value of the projection pixel on the line of sight L. The above processing is performed for all lines of sight, and pixel values of all projection pixels are obtained.

次に、本発明による画像処理のボリュームレンダリング処理への適用について説明する。本実施形態では、視線Lに沿った複数の探索点を設定していく際に、設定された探索点における不透明度に注目し、不透明度が所定の閾値よりも大きければ、投影画素の画素値の決定に対するその探索点の寄与が大きいと評価し、次の探索点までのステップ幅をS1に設定し、不透明度が所定の閾値以下であれば、投影画素の画素値の決定に対するその探索点の寄与が小さいと評価し、次の探索点までのステップ幅をS2に設定するようにしている。ここで、設定されるステップ幅の大きさはS1<S2である。このようにすることにより、前記のMIP処理の場合と同様に、投影画素の画素値の決定に対するその探索点の寄与が大きい部分ではより詳細な探索を行い、その部分における画素の情報が投影画素の画素値の決定に大きく反映されるようになり、投影画像の画質レベルが維持されるとともに、投影画素の画素値の決定に対するその探索点の寄与が小さい部分ではより粗い探索を行うことにより、処理対象の探索点が減少し、処理の高速性が実現される。   Next, application of image processing according to the present invention to volume rendering processing will be described. In this embodiment, when setting a plurality of search points along the line of sight L, pay attention to the opacity at the set search points, and if the opacity is greater than a predetermined threshold, the pixel value of the projection pixel If the search point is determined to have a large contribution to the determination of S, the step width to the next search point is set to S1, and if the opacity is equal to or less than a predetermined threshold, the search point for the determination of the pixel value of the projection pixel The step width to the next search point is set to S2. Here, the size of the set step width is S1 <S2. By doing so, as in the case of the MIP processing described above, a more detailed search is performed in a portion where the contribution of the search point to the determination of the pixel value of the projection pixel is large, and the pixel information in that portion is the projection pixel. By performing a coarser search in a portion where the contribution of the search point to the determination of the pixel value of the projection pixel is small, while the image quality level of the projection image is maintained and the image value level of the projection image is maintained. The search points to be processed are reduced, and high speed processing is realized.

なお、本実施形態では、画像処理ワークステーション3で画像処理と画像表示の両方を行うようにしたが、画像処理サーバを別途設けてネットワーク9に接続し、前記の画像処理はこの画像処理サーバに行わせるようにしてもよい。これにより、分散処理が図られ、例えば、画像の表示を複数の端末で行う場合には、高性能の画像処理ワークステーションを複数台設置する必要がなくなり、システム全体のコストの低減に資する。   In the present embodiment, the image processing workstation 3 performs both image processing and image display. However, an image processing server is separately provided and connected to the network 9, and the image processing is performed on the image processing server. You may make it perform. Thus, distributed processing is achieved. For example, when images are displayed on a plurality of terminals, it is not necessary to install a plurality of high-performance image processing workstations, which contributes to a reduction in the cost of the entire system.

3次元医用画像処理システムの概要を示すハードウェア構成図Hardware configuration diagram showing an overview of a 3D medical image processing system 画像処理ワークステーションの機能を示すブロック図Block diagram showing functions of image processing workstation 画像処理ワークステーションで処理対象画像の検索条件を設定する画面の一例を示す図The figure which shows an example of the screen which sets the search condition of the process target image in an image processing workstation 画像処理ワークステーションで検索結果リストが表示された画面の一例を示す図The figure which shows an example of the screen where the search result list is displayed with the image processing workstation 画像処理ワークステーションで読影者が所望する画像処理を選択する画面の一例を示す図The figure which shows an example of the screen which selects the image processing which an image interpreter desires in an image processing workstation 本発明の画像処理が適用されたMIP処理の流れを表すフローチャートThe flowchart showing the flow of MIP processing to which image processing of the present invention is applied. 3次元医用画像と視点、投影面、視線の関係を表す模式図Schematic diagram showing the relationship between the 3D medical image and the viewpoint, projection plane, and line of sight 本発明の画像処理が適用されたMIP処理による視線毎の探索処理を視覚化した図The figure which visualized the search process for every eyes | visual_axis by the MIP process to which the image processing of this invention was applied

符号の説明Explanation of symbols

1 モダリティ
2 画像保管サーバ
3 画像処理ワークステーション
9 ネットワーク
31 画像取得部
32 画像処理設定部
33 各種画像処理部
33A MPR処理部
33B MIP処理部
33C MinIP処理部
33D ボリュームレンダリング処理部
34 画像表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modality 2 Image storage server 3 Image processing workstation 9 Network 31 Image acquisition part 32 Image processing setting part 33 Various image processing parts 33A MPR processing part 33B MIP processing part 33C MinIP processing part 33D Volume rendering processing part 34 Image display part

Claims (6)

被検体を表す3次元医用画像中に、該3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定していき、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて前記視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された前記各投影画素から構成される投影画像を生成する画像処理方法において、
前記探索点毎に前記投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価し、
前記寄与がより大きいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅が、前記寄与がより小さいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように前記次の探索点を設定することを特徴とする画像処理方法。
In the three-dimensional medical image representing the subject, a plurality of search points are provided along each of a plurality of lines of sight connecting each of a plurality of projection pixels on a projection plane on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint. A projection image that is set in order, determines a pixel value of each projection pixel for each line of sight based on each pixel value of a plurality of set search points, and is composed of each projection pixel for which the pixel value is determined In an image processing method for generating
Evaluate the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point;
The step width between the search point evaluated to be greater than the contribution and the next search point is larger than the step width between the search point evaluated to be less than the contribution and the next search point. An image processing method characterized in that the next search point is set to be small.
前記各投影画素の画素値を、前記視線毎の複数の探索点の各画素値の最大値または最小値に決定するようにし、
前記投影画素の画素値が既に決定された前記視線の近傍の視線に沿って前記探索点を設定する際に、前記投影画素の画素値が既に決定された視線における前記最大値または最小値を有する探索点の位置に近接する位置に最初の探索点を設定し、該最初の探索点から順に前記探索点を設定していくようにしたことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。
The pixel value of each projection pixel is determined as the maximum value or the minimum value of each pixel value of a plurality of search points for each line of sight
When setting the search point along the line of sight near the line of sight in which the pixel value of the projection pixel has already been determined, the pixel value of the projection pixel has the maximum value or the minimum value in the line of sight that has already been determined 2. The image processing method according to claim 1, wherein a first search point is set at a position close to the position of the search point, and the search point is set in order from the first search point.
被検体を表す3次元医用画像中に、該3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定する探索点設定手段と、
設定された複数の探索点の各画素値に基づいて前記視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された前記各投影画素から構成される投影画像を生成する投影画像生成手段とを備えた画像処理装置において、
前記探索点毎に前記投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価する評価手段をさらに備え、
前記探索点設定手段は、前記寄与がより大きいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅が、前記寄与がより小さいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように前記次の探索点を設定するものであることを特徴とする画像処理装置。
In the three-dimensional medical image representing the subject, a plurality of search points are provided along each of a plurality of lines of sight that connect each of a plurality of projection pixels on a projection plane on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint. Search point setting means for setting in order;
Projection image generation for determining a pixel value of each projection pixel for each line of sight based on each pixel value of a plurality of set search points, and generating a projection image composed of each projection pixel for which the pixel value is determined And an image processing apparatus comprising:
An evaluation unit that evaluates the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel for each search point;
The search point setting means includes a step width between the search point evaluated to have a larger contribution and a next search point, and the search point and the next search point evaluated to have a smaller contribution. An image processing apparatus characterized in that the next search point is set so as to be smaller than a step width between.
前記投影画像生成手段が、前記視線毎の複数の探索点の各画素値の最大値または最小値を前記各投影画素の画素値として決定するものであり、
前記投影画素の画素値が既に決定された視線における前記最大値または最小値を有する探索点の位置を記憶する位置情報記憶部をさらに備え、
前記探索点設定手段が、前記投影画素の画素値が既に決定された視線の近傍の視線に沿った前記探索点を設定する際に、前記位置情報記憶部が記憶している位置に近接する位置に最初の探索点を設定し、該最初の探索点から順に前記探索点を設定するものであることを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。
The projection image generating means determines a maximum value or a minimum value of each pixel value of a plurality of search points for each line of sight as a pixel value of each projection pixel;
A position information storage unit that stores the position of the search point having the maximum value or the minimum value in the line of sight in which the pixel value of the projection pixel has already been determined;
When the search point setting means sets the search point along the line of sight near the line of sight where the pixel value of the projection pixel has already been determined, the position close to the position stored in the position information storage unit 4. The image processing apparatus according to claim 3, wherein a first search point is set to the first search point, and the search point is set in order from the first search point.
被検体を表す3次元医用画像中に、該3次元医用画像が投影される投影面上の複数の投影画素の各々と任意の視点とを結ぶ複数の視線の各々に沿って複数の探索点を順に設定していき、設定された複数の探索点の各画素値に基づいて前記視線毎に各投影画素の画素値を決定し、画素値が決定された前記各投影画素から構成される投影画像を生成する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記探索点毎に前記投影画素の画素値の決定に対する寄与の大きさを評価させ、
前記寄与がより大きいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅が、前記寄与がより小さいと評価された前記探索点と次の探索点との間のステップ幅よりも小さくなるように前記次の探索点を設定させるようにしたことを特徴とするプログラム。
In the three-dimensional medical image representing the subject, a plurality of search points are provided along each of a plurality of lines of sight that connect each of a plurality of projection pixels on a projection plane on which the three-dimensional medical image is projected and an arbitrary viewpoint. A projection image that is set in order, determines a pixel value of each projection pixel for each line of sight based on each pixel value of a plurality of set search points, and is composed of each projection pixel for which the pixel value is determined In a program for causing a computer to execute image processing for generating
In the computer,
For each search point to evaluate the magnitude of the contribution to the determination of the pixel value of the projection pixel;
The step width between the search point evaluated to be greater than the contribution and the next search point is larger than the step width between the search point evaluated to be less than the contribution and the next search point. A program characterized in that the next search point is set to be smaller.
前記各投影画素の画素値を、前記視線毎の複数の探索点の各画素値の最大値または最小値に決定し、
前記投影画素の画素値が既に決定された前記視線の近傍の視線に沿った前記探索点を設定する際に、前記投影画素の画素値が既に決定された視線における前記最大値または最小値を有する探索点の位置に近接する位置に最初の探索点を設定し、該最初の探索点から順に前記探索点を設定するように前記コンピュータに処理を行わせることを特徴とする請求項5記載のプログラム。
The pixel value of each projection pixel is determined as the maximum value or the minimum value of each pixel value of a plurality of search points for each line of sight,
When setting the search point along the line of sight in the vicinity of the line of sight for which the pixel value of the projection pixel has already been determined, the pixel value of the projection pixel has the maximum value or the minimum value in the line of sight for which the pixel value has already been determined. 6. The program according to claim 5, wherein a first search point is set at a position close to the position of the search point, and the computer is caused to perform processing so as to set the search point in order from the first search point. .
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