JP2006068351A - Medical image processing method, medical image processing program, and medical image processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置に係わり、特にX線CT装置や磁気共鳴診断装置(MRI装置)等の撮影装置から得られた被検体の3次元ボリュームデータを用いて、管腔臓器等の内腔の形状表示や定量解析を行う機能を有する医用画像処理方法、医用画像処理方法などに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, and in particular, a lumen such as a luminal organ using three-dimensional volume data of a subject obtained from an imaging apparatus such as an X-ray CT apparatus or a magnetic resonance diagnostic apparatus (MRI apparatus). The present invention relates to a medical image processing method, a medical image processing method, and the like having a function of performing shape display and quantitative analysis.
近年の医用診断では、被検体の血管など管腔臓器の形状や動きを定量的に解析することが求められている。これらの場合、当該部位の3次元ボリュームデータをX線CT装置やMRI装置などで医用モダリティで取得して、画像処理する。 In recent medical diagnosis, it is required to quantitatively analyze the shape and movement of a luminal organ such as a blood vessel of a subject. In these cases, the three-dimensional volume data of the part is acquired by a medical modality using an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus, and image processing is performed.
このような画像処理においては、管腔臓器の3次元的な芯線(path line;例えば血管の中心線)の位置を知る必要がある。3次元ボリュームデータを用いて管腔臓器の芯線を抽出する方法としては、輝度値の情報を利用し臓器内を探索する方法(非特許文献1参照)や、管腔臓器の抽出領域を細線化する方法(非特許文献2参照)などが知られている。 In such image processing, it is necessary to know the position of a three-dimensional path line (for example, the center line of a blood vessel) of a hollow organ. As a method of extracting the core line of the luminal organ using the three-dimensional volume data, a method of searching the inside of the organ using information on luminance values (see Non-Patent Document 1), or a thinned area of the luminal organ is thinned. And the like (see Non-Patent Document 2).
しかし、非特許文献1記載の方法では、探索途中に管腔臓器のコントラストの低い箇所や内径が小さい箇所などがあると、そこで方向がずれてしまって探索が失敗に終わる可能性が高いという問題がある。
However, in the method described in
また、非特許文献2に記載の方法では、管腔臓器の領域抽出の精度が低いと細線化により得られる芯線の精度が低下したり抽出領域の画素数に比例して細線化に多くの時間を要するという問題がある。 Further, in the method described in Non-Patent Document 2, if the accuracy of extracting the region of the luminal organ is low, the accuracy of the core line obtained by thinning is reduced, or much time is required for thinning in proportion to the number of pixels in the extraction region. There is a problem that requires.
なお本出願人は、管状構造物の芯線を立体画像データから設定する画像処理装置を、先に出願した(特願2003−25260)。 The present applicant has previously filed an application for an image processing apparatus that sets the core wire of a tubular structure from stereoscopic image data (Japanese Patent Application No. 2003-25260).
しかし、1つの再構成ボリュームデータから所望の血管領域の芯線点列データを所得する方法を用いた場合、操作者が時間軸方向の全ボリュームデータに対して、その血管の始点、終点を指定しなければならない。なぜなら、冠動脈などが対象となる場合、心臓の動きに伴って血管位置も移動するので、1ボリュームデータで指定された始点、終点は時間軸上の他のボリュームデータには適用できないからである。操作者によるこの作業は、非常に手間がかかる問題があった。
本発明は、上記のような管腔臓器の芯線を3次元的に抽出する、従来方法の問題点に鑑みてなされたもので、時間軸方向に連続した再構成ボリュームデータ群のうち、ボリュームデータ上のある1つの所望の血管の芯線点列データを求めるだけで、時間軸上の全ボリュームデータの芯線の点列データを自動的に抽出できる医用画像処理装置、医用画像処理方法などを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problem of the conventional method for three-dimensionally extracting the core line of the above-described luminal organ. Among the reconstructed volume data groups continuous in the time axis direction, volume data is provided. Provided are a medical image processing apparatus, a medical image processing method, and the like that can automatically extract core line point sequence data of all volume data on a time axis by only obtaining the core line point sequence data of one desired blood vessel above. For the purpose.
本発明の請求項1によれば、時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存ステップと、前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得ステップと、被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得ステップと、前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出ステップと、を有して成ることを特徴とする医用画像処理方法を提供する。
According to
本発明の請求項2によれば、時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存ステップと、前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnにおけるボリュームデータを取り出すtnボリュームデータ取得ステップと、前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnの次の時刻t(n+1)におけるボリュームデータを取り出すt(n+1)ボリュームデータ取得ステップと、被検体の管状構造物の前記時刻tnにおける芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、前記時刻tnのボリュームデータに基づき、前記時刻tnの芯線点列データの各芯点Ptniについて、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データを求めるtn直交断面像取得ステップと、前記時刻t(n+1)のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求めるt(n+1)直交断面像取得ステップと、前記tn直交断面像取得ステップ及び前記t(n+1)直交断面像取得ステップにより得られた前記管状構造物の時刻tnと時刻t(n+1)における断面像データの相関関数を計算しその最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記時刻tnの芯線点列データの各点Ptniに時刻t(n+1)における芯線点列データPt(n+1)iに対応するとし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより時刻t(n+1)における芯線点列データを得るt(n+1)芯線点列データ算出ステップと、を有して成ることを特徴とする医用画像処理方法を提供する。 According to claim 2 of the present invention, a volume data storage step for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction, a tn volume data acquisition step for extracting volume data at a predetermined time tn from the volume data group, A t (n + 1) volume data acquisition step for extracting volume data at a time t (n + 1) next to a predetermined time tn from the volume data group, and a core wire for storing the core point sequence data at the time tn of the tubular structure of the subject Based on the point sequence data storage step and the volume data at the time tn, for each core point Ptni of the core line point sequence data at the time tn, the cross-sectional image data of the tubular structure in the cross section perpendicular to the tangential direction of the core line is obtained. tn orthogonal cross-sectional image acquisition step and the time t (n + 1) T (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross-section based on the volume data of the tn, the tn orthogonal cross-sectional image acquisition step and the t (n + 1) orthogonal cross-sectional image A movement vector calculation step for calculating a correlation function of cross-sectional image data of the tubular structure obtained at the acquisition step at time tn and time t (n + 1) and calculating a maximum vector thereof, and calculation by this movement vector calculation step It is assumed that each point Ptni of the core line point sequence data at time tn corresponds to the core line point sequence data Pt (n + 1) i at time t (n + 1) by the calculated vector, and the movement vector is obtained for all points to obtain time t T (n + 1) skeleton point sequence data calculation step for obtaining skeleton point sequence data at (n + 1) , To provide a medical image processing method characterized by comprising a.
本発明の請求項4によれば、コンピュータに、時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存ステップと、前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得ステップと、被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得ステップと、前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出ステップと、実行させることを特徴とする医用画像処理プログラムを提供する。 According to claim 4 of the present invention, a volume data storage step for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction in a computer, and volume data at a first time and a second time are extracted from the volume data group. Based on the volume data acquisition step, the core point sequence data storage step for storing the core point sequence data at the first time of the tubular structure of the subject, and the volume data at the first time, the first time For each core point of the core point sequence data, the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the cross-sectional image data of the tubular structure in the cross section orthogonal to the tangential direction of the core wire and the volume data at the second time An orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of an object, the first time of the tubular structure, and the second A movement vector calculation step for calculating a vector that maximizes the correlation of the cross-sectional image data at the time, and each point of the core point sequence data at the first time by the vector calculated by the movement vector calculation step. A second time core line point sequence data calculating step for obtaining the core point sequence data at the second time by obtaining the movement vector for all points as corresponding points of the core point sequence data at the time, and executing A medical image processing program is provided.
本発明の請求項5によれば、時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存手段と、前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得手段と、被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存手段と、前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得手段と、前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、この移動ベクトル算出手段により算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出手段と、を有して成ることを特徴とする医用画像処理装置を提供する。 According to claim 5 of the present invention, volume data storage means for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction, and volume data acquisition for extracting volume data at the first time and the second time from the volume data group Means, a core point sequence data storage unit for storing the core point sequence data at the first time of the tubular structure of the subject, and the core point at the first time based on the volume data at the first time For each core point of the row data, the cross section of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the cross sectional image data of the tubular structure in the tangential cross section of the core wire and the volume data at the second time Cross-sectional image acquisition means for obtaining image data, and correlation between cross-sectional image data at the first time and the second time of the tubular structure Correspondence between the movement vector calculation means for calculating the maximum vector, and the points of the core point sequence data at the first time corresponding to the points calculated at the second time by the vector calculated by the movement vector calculation means And a second time core point sequence data calculation means for obtaining the core point sequence data at the second time by obtaining the movement vector for all points. A processing device is provided.
本発明の請求項6によれば、時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存手段と、前記ボリュームデータから所定の時刻tnにおけるボリュームデータを取り出すtnボリュームデータ取得手段と、前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnの次の時刻t(n+1)におけるボリュームデータを取り出すt(n+1)ボリュームデータ取得手段と、被検体の管状構造物の前記時刻tnにおける芯線点列データを保存する芯線点列データ保存手段と、前記時刻tnのボリュームデータに基づき、前記時刻tnの芯線点列データの各芯点Ptniについて、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データを求めるtn直交断面像取得手段と、前記時刻t(n+1)のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求めるt(n+1)直交断面像取得手段と、前記tn直交断面像取得手段及び前記t(n+1)直交断面像取得手段により得られた前記管状構造物の時刻tnと時刻t(n+1)における断面像データの相関関数を計算しその最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、この移動ベクトル算出手段により算出されたベクトルにより前記時刻tnの芯線点列データの各点Ptniに時刻t(n+1)における芯線点列データPt(n+1)iに対応するとし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより時刻t(n+1)における芯線点列データを得るt(n+1)芯線点列データ算出手段と、を有して成ることを特徴とする医用画像処理装置を提供する。 According to claim 6 of the present invention, volume data storage means for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction, tn volume data acquisition means for extracting volume data at a predetermined time tn from the volume data, and the volume T (n + 1) volume data acquisition means for extracting volume data at a time t (n + 1) next to a predetermined time tn from the data group, and a core point for storing the core point sequence data at the time tn of the tubular structure of the subject Based on the column data storage means and the volume data at the time tn, for each core point Ptni of the core line point sequence data at the time tn, the cross-sectional image data of the tubular structure in the cross section orthogonal to the tangential direction of the core line is obtained. The orthogonal cross-section image acquisition means and the volume data at time t (n + 1) Next, the t (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition means for obtaining the cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross-section, the tn orthogonal cross-sectional image acquisition means, and the t (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition means. A moving vector calculating means for calculating a correlation vector of cross-sectional image data at time tn and time t (n + 1) of the tubular structure thus obtained and calculating a maximum vector thereof, and a vector calculated by the moving vector calculating means. Assume that each point Ptni of the skeleton point sequence data at time tn corresponds to the skeleton point sequence data Pt (n + 1) i at time t (n + 1), and the movement vectors are obtained for all points at time t (n + 1). And t (n + 1) core point sequence data calculation means for obtaining core point sequence data, To provide.
本発明によれば、所望とする血管の芯線に沿った連続画像を作成するなどのために必要な時間軸方向の全ボリュームデータ上の1本の芯線を抽出するだけで求めることができ、手間のかからない医用画像処理装置、医用画像処理方法などが得られる。 According to the present invention, it can be obtained simply by extracting one core line on all volume data in the time axis direction necessary for creating a continuous image along the core line of a desired blood vessel. A medical image processing apparatus, a medical image processing method, and the like that do not cost can be obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1に本発明一実施形態の医用画像処理装置の構成例を示す。この例では管腔臓器が血管の場合について述べる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a medical image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this example, the case where the luminal organ is a blood vessel will be described.
画像処理装置10は、後述するように予め求められた4次元の芯線の点列データが保存された4次元芯線点列データ保存部11と、この4次元芯線点列データ保存部11から時刻tnにおける芯線の点列データを取り出し保存するtn芯線点列データ保存部12と、4次元のボリュームデータを保存している4次元ボリュームデータ保存部13と、この4次元ボリュームデータ保存部13から時刻tnのボリュームデータを取り出し保存するtnボリュームデータ保存部14と、4次元ボリュームデータ保存部13から時刻tn+1のボリュームデータを取り出し保存するtn+1ボリュームデータ保存部15と、時刻tnにおける芯線点Piの芯線直交断面画像データを作成する直交断面画像作成部16と、この直交断面画像作成部16において作成される時刻tnとtn+1における各断面画像同士の相関関数rを求めこれが最大となるベクトルv(l,m)を計算する2断面相関関数計算部17と、このときの1芯線の点を特定する1芯線点特定部18と、これにより特定された時刻tn+1の芯線点Piを時刻tn+1における芯線点とで記憶するtn+1芯線点列データ保存部19とから成る。
As will be described later, the
本発明で扱う4次元ボリュームデータ(時間軸方向に複数有するボリュームデータ群)について、図2によりここで説明する。時間の要素を含んだ4次元の生データをスキャンし、それを再構成して4次元のボリュームデータを作成する。具体的には、図2において、時刻t1〜tmaxのPi1の生データを取得し、それを再構成してΔt時間間隔の各時刻における3次元ボリュームデータF(X,Y,Z,t)を作成する。 The four-dimensional volume data (a group of volume data having a plurality in the time axis direction) handled in the present invention will be described here with reference to FIG. It scans 4D raw data including time elements and reconstructs it to create 4D volume data. Specifically, in FIG. 2, the raw data of Pi1 at times t1 to tmax is acquired and reconstructed to obtain the three-dimensional volume data F (X, Y, Z, t) at each time in the Δt time interval. create.
3次元ボリュームデータは、例えばX,Y,Z方向に所定数(例えば512)の3次元のデータであり、これらがt1〜tn〜tmaxの各時刻で得られたものが時刻tの要素が加わった4次元のボリュームデータである。したがって、時刻t1における3次元ボリュームデータは、例えばF(X,Y,Z,t1)と表わすことができ、同様に時刻tnにおける3次元ボリュームデータはF(X,Y,Z,tn)と表わすことができ更に時刻tmaxにおける3次元ボリュームデータはF(X,Y,Z,tmax)と表わすことができる。このような4次元のボリュームデータが、図1に示す4次元ボリュームデータ保存部13に記憶されている。
The three-dimensional volume data is, for example, a predetermined number (for example, 512) of three-dimensional data in the X, Y, and Z directions, and these obtained at each time of t1 to tn to tmax are added with an element of time t. 4D volume data. Therefore, the three-dimensional volume data at time t1 can be expressed as, for example, F (X, Y, Z, t1). Similarly, the three-dimensional volume data at time tn is expressed as F (X, Y, Z, tn). Furthermore, the three-dimensional volume data at time tmax can be expressed as F (X, Y, Z, tmax). Such four-dimensional volume data is stored in the four-dimensional volume
一方、4次元芯線点列データ保存部11には予め、時刻tnにおける芯線P1〜Pmaxの点列データが記憶される。
On the other hand, the four-dimensional core line point sequence
本発明では、元になる芯線が予め求められていることを前提とするので、ここで元になる芯線の点列データ求め方の一例を図3により説明する。 In the present invention, since it is assumed that the original core wire is obtained in advance, an example of how to obtain the point sequence data of the original core wire will be described with reference to FIG.
図3に示す全体は、立体画像データ記憶部31、始点・終点指定部32、領域抽出部33、血管芯線群抽出部34、輪郭抽出部39、合成表示部40dを有し、血管芯線抽出部34は、初期探索方向決定部36を有する芯線探索部35と、芯線選択・接続部37と、芯線平滑化部38を有し、輪郭抽出部39は輪郭平滑化部40を有する。血管芯線群抽出部34では、1芯線データがまず抽出される。
3 includes a stereoscopic image data storage unit 31, a start point / end
立体画像データ記憶部31には、X線CT装置やMRI装置などの撮影装置から得られた3次元画像データが格納されている。始点・終点指定部32は、演算装置、表示器、及び入力器を主要素として機能的に構成される。始点・終点指定部32では、立体画像データ上で操作者が、血管の抽出対象範囲として指定した1点の始点と1点又は複数点の終点の座標を入力し、記憶される。
The stereoscopic image data storage unit 31 stores three-dimensional image data obtained from an imaging apparatus such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus. The start point / end
例えばY字路血管内の1点の始点Sと2点の終点E1,E2が指定される。終点が3点以上指定された場合も、後述する芯線選択・接続部37の処理を若干、変更することにより適用可能である。また変形形態として、始点・終点だけでなく、管腔臓器の抽出対象範囲内で複数の通過点を指定する始点・終点・通過点指定部を設けることもでき、この場合についても芯線選択・接続部の処理に若干の変更を加えることにより適用可能である。
For example, one start point S and two end points E1 and E2 in the Y-shaped blood vessel are designated. Even when three or more end points are designated, it can be applied by slightly changing the processing of the core line selection /
領域抽出部33では、上記3次元画像データを入力データとして血管の領域が3次元的に抽出される。即ち、血管の領域内と領域外で2値化された3次元の画像データが作成され記憶される。
In the
この血管領域の自動抽出は、具体的には、例えば論文「T. Lindblad and J. Kinser, "Image Processing using Pulse Coupled Neural Networks" Springer, 1998」に記載されている、PCNN(Pulse Coupled Neural Networks)法や、単純閾値法により行われる。 Specifically, this automatic extraction of the blood vessel region is specifically described in, for example, PCNN (Pulse Coupled Neural Networks) described in the paper “T. Lindblad and J. Kinser,“ Image Processing using Pulse Coupled Neural Networks ”Springer, 1998”. Or simple threshold method.
単純閾値法の一例としては、入力したボリュームデータのCT値が、下記の式で示される閾値範囲のとき1(血管領域)、それ以外のとき0とする処理方法が挙げられる。 As an example of the simple threshold method, there is a processing method in which the CT value of the input volume data is 1 (blood vessel region) when the threshold value range is represented by the following formula, and 0 otherwise.
kmin・min(Vs,VE1,VE2)≦V≦kmax・max(Vs,VE1,VE2)
ここで、Vは或る画素のCT値、Vs,VE1,VE2は操作者が最初に指定した始点・終点(S,E1,E2)のCT値であり、kmin,kmaxはそれぞれ下限値、上限値を決める定数である。
k min · min (V s , V E1 , V E2 ) ≦ V ≦ k max · max (V s , V E1 , V E2 )
Here, V is the CT value of a certain pixel, V s , V E1 , and V E2 are the CT values of the start and end points (S, E1, E2) that the operator first specified, and k min , k max are These are constants that determine the lower limit and the upper limit, respectively.
血管芯線群抽出部34は、芯線探索部35、芯線選択・接続部37及び芯線平滑化部38を含み、割り当てられた処理がこの順序でそれぞれ実行される。芯線探索部35には、初期探索方向決定部36が含まれる。芯線探索部35では、始点・終点指定部32により指定された各指定点を出発点とし、領域抽出部33で抽出された管腔臓器の領域としての血管領域の3次元ボリュームデータに対して、後述する探索処理を行い、その探索結果が芯線選択・接続部37により選択・接続される。これにより、I字路管腔臓器又はY字路管腔臓器の芯線が抽出される。
The blood vessel core line
芯線探索部35では、出発点から目標点までの管腔臓器の芯線の点群が探索される。具体的には、初期探索方向決定部36により最初に探索する方向(初期探索方向ベクトル)が決定され、反復探索処理により血管の抽出領域の内部が探索される。
The core
つまり、初期探索方向決定部36により、始点・終点で、その点から3次元の全角度(4π)方向の単位ベクトルと、それと反対方向のベクトルを初期探索ベクトルとする。
That is, the initial search
次いで芯線探索部35により探索処理が反復して行われる。この探索処理には、本実施形態では、取捨選択できる2通りの手法が用意されている。
Next, the core
その第1の手法は、探索ベクトルに直交する断面における血管抽出領域の重心位置を血管の芯線の位置として求める方法である。第2の手法では、探索ベクトルに直交する断面における血管抽出領域内のユークリッド距離が最大である位置が、血管の芯線位置として求められる。具体的には、探索ベクトルに直交し且つベクトル先端位置を含む領域抽出データの断面像において、ベクトル先端位置の画素と連結している1−画素領域が領域抽出され抽出領域内に存在する穴(0−画素領域)が穴埋め処理に付された後に、ユークリッド距離変換が行われる。このユークリッド距離変換は、例えば「齋藤豊文,鳥脇純一郎”3次元ディジタル画像に対するユークリッド距離変換”電子情報通信学会論文誌,Vol.J76-D-II,No.3,pp.445-453,Mar,1993」により知られている。 The first method is a method of obtaining the position of the center of gravity of the blood vessel extraction region in the cross section orthogonal to the search vector as the position of the blood vessel core line. In the second method, the position where the Euclidean distance in the blood vessel extraction region in the cross section orthogonal to the search vector is the maximum is obtained as the blood vessel core line position. Specifically, in the cross-sectional image of the region extraction data that is orthogonal to the search vector and includes the vector tip position, a 1-pixel region connected to the pixel at the vector tip position is extracted and a hole ( Euclidean distance conversion is performed after the (0-pixel area) is subjected to the hole filling process. This Euclidean distance transformation is, for example, “Toyofumi Saito, Junichiro Toriwaki” Euclidean distance transformation for 3D digital images ”, IEICE Transactions, Vol.J76-D-II, No.3, pp.445-453, Mar, 1993 ”.
このユークリッド距離変換は、抽出領域内の画素とその画素と最も近い抽出領域外の画素との距離(ユークリッド距離)をその画素の値とする変換であり、これにより抽出領域の最深部の画素の値が抽出領域内の最大値となる。この最大値の画素の位置が芯線の位置として求められる。ベクトル先端位置の画素が0−画素の場合は、ベクトル先端位置に最も近い位置の1−画素を含む領域が使用される。 This Euclidean distance conversion is a conversion in which the distance (Euclidean distance) between a pixel in the extraction region and a pixel outside the extraction region that is closest to the pixel is the value of the pixel. The value is the maximum value in the extraction area. The position of the pixel having the maximum value is obtained as the position of the core line. When the pixel at the vector tip position is 0-pixel, an area including 1-pixel at the position closest to the vector tip position is used.
このように芯線の探索が終わると、芯線探索部35では、次ベクトル(次の直交断面)を求める。
When the search for the core line ends in this way, the core
血管芯線の位置の演算と次ベクトルの演算とが反復して実行される。この反復処理において、最後の芯線点と目標点との距離が予め決められた閾値以内になった場合に、探索が成功したとして反復処理が中止される。 The calculation of the position of the blood vessel core line and the calculation of the next vector are repeatedly executed. In this iterative process, when the distance between the last core line point and the target point is within a predetermined threshold, the iterative process is stopped because the search is successful.
次の芯線選択・接続部37は、始点・終点指定部32により指定された各指定点を出発点として、芯線探索部35により探索処理された結果である芯線を選択し接続して、I字路管腔臓器又はY字路管腔臓器も芯線を抽出するようになっている。
The next core line selection /
芯線平滑化部38は、上記芯線選択・接続部37により抽出された3次元の芯線に平滑化を施し、滑らかな曲線にする機能を有する。即ち、上述の場合分け処理により抽出された3次元の芯線に適切な平滑化を施し滑らかな曲線に整形される。3点間抽出の場合、平滑化処理は各分岐点毎に行われる。
The core
輪郭抽出部39には輪郭平滑化部40も含まれる。輪郭抽出部39は、血管芯線抽出部34によって抽出された芯線に直交する断面上で、芯線の位置から放射方向に延びる直線上の輝度値の情報又は領域抽出部33により抽出された領域の境界にも基づいて、血管の輪郭の位置を検出する。
The
輪郭抽出部により抽出された輪郭は、輪郭平滑化部40において平滑化され生らかな曲線を有する3次元の血管の輪郭に整形される。即ち、芯線の平滑化と同様に、求めた輪郭点の一連の群に平滑化処理を施され、滑らかな曲線にされる。
The contour extracted by the contour extraction unit is smoothed by the
合成表示部40dでは、血管芯線抽出部34により抽出された芯線のデータと輪郭抽出部39により抽出された輪郭のデータを、立体画像データ記憶部31に記憶されている3次元画像データ又はその3次元画像データを用いて計算された画像データに合成して表示する。以上述べたようにして、特定の時刻における、被検体内で3次元的に存在する血管の1つの芯線が点列データとして得られる。
In the
図1に戻って、本発明の一実施形態の画像処理装置において、元となる芯線点列データを得てから後の処理について述べる。元となる芯線点列データからΔt時間後の芯線の点列データ、その次のΔt時間後の芯線点列データ、・・・と順次、芯線点列データを求める処理の流れを図4に示した。 Returning to FIG. 1, the subsequent processing after obtaining the original core point sequence data in the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a flow of processing for obtaining the core point sequence data sequentially from the original core point sequence data, the core point sequence data after Δt time, the core point sequence data after the next Δt time,... It was.
図2に示した4次元ボリュームデータを保存している4次元ボリュームデータ保存部13から、時刻tnにおける3次元ボリュームデータを取り出し、tnボリュームデータ保存部14に保存する(ステップS101)。次のステップS101で、4次元ボリュームデータ保存部13から、時刻t(n+1)の3次元ボリュームデータを読み出し、t(n+1)ボリュームデータ保存部15に保存する。
The three-dimensional volume data at time tn is extracted from the four-dimensional volume
次に、4次元芯線点列データ保存部に記憶されている時刻tnにおける芯線点列データを取り出しtn芯線点列データ保存部12に保存する。tn芯線点列データ保存部12に保存される芯線点列データはP(Xtn1,Ytn1,Ztn1)〜P(Xtni,Ytni,Ztni)〜P(Xtnpmax,Ytnpmax,Ztnpmax)である。次に、tnボリュームデータ保存部14から4次元のtnボリュームデータF(X,Y,Z,tn)を取り出す。
Next, the core line point sequence data at time tn stored in the four-dimensional core line point sequence data storage unit is extracted and stored in the tn core line point sequence
4次元のtnボリュームデータF(X,Y,Z,tn)と上記時刻tnの芯線点列データの関係を図に示すと、図5(a)に示すようになる。ステップS103〜S110では、この時刻tnにおける芯線の点Pを順次変えて(P1〜Pmax)、以下の処理を行う。ここでは、Piとして行う処理を説明する。 FIG. 5A shows the relationship between the four-dimensional tn volume data F (X, Y, Z, tn) and the core point sequence data at the time tn. In steps S103 to S110, the point P of the core line at time tn is sequentially changed (P1 to Pmax), and the following processing is performed. Here, processing performed as Pi will be described.
ステップS103で時刻tnの芯線点列データ中の1点P(Xtni,Ytni,Ztni)(以下、Ptniと簡略的に表示することもある)が特定される。次にこの点Ptniを通り芯線Ptn1〜Ptnpmax、すなわち芯線P(Xtn1,Ytn1,Ztn1)〜P(Xtnpmax,Ytnpmax,Ztnpmax)に接する接線ベクトルv(X,Y,Z)を求める(ステップS104)。 In step S103, one point P (Xtni, Ytni, Ztni) (hereinafter sometimes simply referred to as Ptni) in the core point sequence data at time tn is specified. Next, a tangent vector v (X, Y, Z) that passes through the point Ptni and touches the core lines Ptn1 to Ptnpmax, that is, the core lines P (Xtn1, Ytn1, Ztn1) to P (Xtnpmax, Ytnpmax, Ztnpmax) is obtained (step S104).
次に、tnボリュームデータ保存部14から得られたtnボリュームデータから、直交断面画像作成部16において、点Ptniを通り、上記接線ベクトルv(X,Y,Z)に直交する断面画像データftni(x,y)を取得する(ステップS105)。芯線Ptn1〜Ptnpmaxの、この点Ptniにおける接線に対して垂直の方向にx軸を取り上記接線とこのx軸に垂直な方向にy軸を取る。点Ptniにおける接線ベクトルv(X,Y,Z)に対する直交断面は図5(b)に示すようになる。
Next, from the tn volume data obtained from the tn volume
次に、t(n+1)ボリュームデータ保存部15から図5(c)に示すようなt(n+1)ボリュームデータF(X,Y,Z,tn+1)を得、点P(Xtni,Ytni,Ztni)を通り、接線ベクトルv(X,Y,Z)に直交する断面画像データを、直交断面画像作成部16で得る(ステップS106)。
Next, t (n + 1) volume data F (X, Y, Z, tn + 1) as shown in FIG. 5C is obtained from the t (n + 1) volume
この断面画像データft(n+1)i(x,y)は、図5(d)に示すように、先のステップS105で得たと同じ直交断面上で、時刻t(n+1)において得られる断面画像データを表わすことになる。これらの断面画像の原点はいずれも、P(Xtni,Ytni,Ztni)=ftni(0,0)である。 As shown in FIG. 5D, the cross-sectional image data ft (n + 1) i (x, y) is the cross-sectional image data obtained at time t (n + 1) on the same orthogonal cross section obtained in the previous step S105. Will be expressed. The origins of these cross-sectional images are all P (Xtni, Ytni, Ztni) = ftni (0, 0).
このようにして得られた2つの断面画像データ(図5(b)(d))は2断面相関関数計算部17に入力され、それらの相関関数rが求められ(ステップS107)、更にその最大値となる(l,m)の組(l1、m1)が求められる(ステップS108)。
The two cross-sectional image data (FIGS. 5B and 5D) obtained in this way are input to the two-section correlation
図5(b)、(d)に示した2次元断面画像データの相関関数r(l,m)は次式で表わされる。
上記(1)式において、Nは、3次元ボリュームデータから2次元断面画像を切り出す際のx,y方向のマトリクスサイズであり、例えば血管断面の直径の3倍程度とする。 In the above equation (1), N is a matrix size in the x and y directions when a two-dimensional cross-sectional image is cut out from three-dimensional volume data, and is, for example, about three times the diameter of the blood vessel cross section.
時刻tnと時刻t(n+1)の2つのボリュームデータの同一位置、同一向きの断面画像データを比較し、時刻tnから時刻t(n+1)の時間Δtの間にその2次元断面上で血管断面がどの方向に移動したかを特定するために、上記相関関数rをlが−N/2〜N/2の範囲、mがlが−N/2〜N/2の範囲で求める。 Cross-sectional image data at the same position and in the same direction of the two volume data at time tn and time t (n + 1) are compared, and the blood vessel cross-section on the two-dimensional cross-section from time tn to time t (n + 1) at time Δt. In order to identify the direction of movement, the correlation function r is determined in a range where l is -N / 2 to N / 2 and m is in a range -N / 2 to N / 2.
相関関数rが最大となる(l,m)の組(l1,m1)を求めることは、時刻tnの断面画像データがこの方向に移動した画像データと最も類似することを意味し、したがって、この2次元断面上では血管は組(l1,m1)の方向に移動したものと推定できる。結局、この2次元断面上に存在するi番目の芯線点Ptniも同様に(l1,m1)の方向に移動したと推定できる。 Finding the set (l1, m1) of (l, m) that maximizes the correlation function r means that the cross-sectional image data at time tn is most similar to the image data moved in this direction. On the two-dimensional cross section, it can be estimated that the blood vessel has moved in the direction of the set (l1, m1). Eventually, it can be estimated that the i-th core point Ptni existing on the two-dimensional cross section has also moved in the direction of (l1, m1).
上記のようにして(l1,m1)が求められた後、1芯線点特定部18においてftni(x,y)平面上の(l1,m1)が(X,Y,Z)座標系に変換される(ステップS109)。1芯線点特定部18で(X,Y,Z)座標系に変換された点P(Xt(n+1)i,Yt(n+1)i,Zt(n+1)i)をt(n+1)ボリュームデータにおけるi番目の芯線点Pt(n+1)iとし、t(n+1)芯線点列データ保存部19に保存される。そして再び4次元芯線点列データ保存部11からtnボリュームデータにおけるi+1番目の芯線点Ptn(i+1)につき同様にしてΔt時間後の芯線点Pt(n+1)(i+1)を求める。このようにしてステップS110でt(n+1)ボリュームデータの芯線点列データPt(n+1)1〜Pt(n+1)pmaxがすべて求められたかを調べ、まだ全部求められていない場合には、ステップS111でiを1増加させて同様にt(n+1)ボリュームデータにおける芯線の次の点列データを求める。
After (l1, m1) is obtained as described above, (11, m1) on the ftni (x, y) plane is converted into the (X, Y, Z) coordinate system in the one-core
このようにステップS103〜S109を繰り返すことにより、t(n+1)ボリュームデータにおける芯線点列データPt(n+1)1〜Pt(n+1)pmaxが求められると、次に、この求められた芯線点列データを用いて、ステップS102〜S112を繰り返すことにより、次のΔt時間後、即ち時刻t(n+2)における芯線点列データが求められる。 When the core point sequence data Pt (n + 1) 1 to Pt (n + 1) pmax in the t (n + 1) volume data is obtained by repeating steps S103 to S109 in this way, the obtained core point sequence data is then obtained. By repeating steps S102 to S112, the core point sequence data after the next Δt time, that is, at time t (n + 2) is obtained.
以上述べたように時刻tnの芯線点列データに基づいて次の時刻t(n+1)における芯線点列データを求め、この芯線点列データに基づいて時刻t(n+2)における芯線点列データを求める。時刻t1から時刻tmaxまでのすべてのボリュームデータがまだ求められていないときには、ステップS113でnを1増加させて次の芯線点列データを求める。この処理を順次行っていくことにより、時刻t1から時刻tmaxまでのすべてのボリュームデータを求めることができ、4次元芯線点列データ保存部11に保存される。
As described above, the core point point sequence data at the next time t (n + 1) is obtained based on the core point point sequence data at time tn, and the core point point sequence data at time t (n + 2) is obtained based on the core point point sequence data. . When all the volume data from time t1 to time tmax have not been obtained yet, n is incremented by 1 in step S113 to obtain the next core point sequence data. By sequentially performing this processing, all volume data from time t1 to time tmax can be obtained, and stored in the four-dimensional skeleton line
ところで本発明の上記実施形態の説明では、予め時間軸方向に連続した時刻t1〜tmaxの4次元ボリュームデータが得られ、4次元ボリュームデータ保存部13に予め保存されていることを前提として処理を行っていた。
By the way, in the description of the above embodiment of the present invention, processing is performed on the premise that four-dimensional volume data at times t1 to tmax continuous in the time axis direction is obtained in advance and stored in the four-dimensional volume
しかし、本発明ではデータの収集を行い再構成される度毎に、次の芯線点列データを求めるようにすることも可能である。即ち、この場合には、時間軸上で1つ前のボリュームデータと次のボリュームデータとの間で、上述のように相関関数が最大になるベクトルを求め、新たな芯線点列データをすぐさま求め直すことによりスキャンに連動してリアルタイムに、最新の芯線点列データを外部に提供するようにすることも可能である。 However, in the present invention, it is also possible to obtain the next core point sequence data every time data is collected and reconstructed. That is, in this case, a vector that maximizes the correlation function between the previous volume data and the next volume data on the time axis is obtained as described above, and new core point sequence data is immediately obtained. It is also possible to provide the latest core point sequence data to the outside in real time in conjunction with scanning by correcting.
また、上記実施形態では、芯線の点列データの各点の接線ベクトルに直交する2次元断面について隣接時間の画像の相関関数を計算しその最大値を求めて、芯線点列データから次の芯線の点を求めていた。しかし、本発明は、芯線の点列データの各点の接線ベクトルの3次元の断面について相関関数を計算しその最大値を求めるようにすることもできる。 Further, in the above embodiment, the correlation function of the adjacent time image is calculated for a two-dimensional cross section orthogonal to the tangent vector of each point of the core point sequence data, the maximum value is obtained, and the next core line is calculated from the core sequence data. I was looking for a point. However, according to the present invention, it is also possible to calculate the correlation function for the three-dimensional cross section of the tangent vector at each point of the core point sequence data and obtain the maximum value.
このときの相関関数rに式は次の通りとなる。
更に本発明は同様に次元を拡張して相関関数を求めるようにすることもできる。 Furthermore, the present invention can also obtain the correlation function by extending the dimension in the same manner.
また上記実施形態の説明では、図3に示す構成により元になる芯線点列データを求める場合について説明した。しかし、本発明は、元になる芯線点列データを求める場合に限られず、他の方法により求めても良い。 In the description of the above embodiment, the case of obtaining the core point sequence data based on the configuration shown in FIG. 3 has been described. However, the present invention is not limited to obtaining original core point sequence data, and may be obtained by other methods.
10・・・画像処理装置、
11・・・4次元芯線点列データ保存部、
12・・・tn芯線点列データ保存部、
13・・・4次元ボリュームデータ保存部、
14・・・tnボリュームデータ保存部、
15・・・t(n+1)ボリュームデータ保存部
16・・・直交断面画像作成部、
17・・・2断面相関関数計算部、
18・・・1芯線点特定部、
19・・・t(n+1)芯線点列データ保存部。
10 Image processing apparatus,
11... 4D core point sequence data storage unit,
12 ... tn core point sequence data storage unit,
13... 4D volume data storage unit,
14 ... tn volume data storage unit,
15 ... t (n + 1) volume
17... Two-section correlation function calculation unit,
18 ... 1 core point identification part,
19... T (n + 1) core point sequence data storage unit.
Claims (6)
前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得ステップと、
被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、
前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得ステップと、
前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、
この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出ステップと、
を有して成ることを特徴とする医用画像処理方法。 A volume data storage step for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction;
A volume data acquisition step of extracting volume data at a first time and a second time from the volume data group;
A core point sequence data storage step for storing the core point sequence data at the first time of the tubular structure of the subject;
Based on the volume data at the first time, for each core point of the core point sequence data at the first time, the cross-sectional image data of the tubular structure in the cross section perpendicular to the tangential direction of the core line and the second time An orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the volume data of
A movement vector calculating step for calculating a vector that maximizes the correlation between the cross-sectional image data at the first time and the second time of the tubular structure;
Based on the vector calculated in the movement vector calculation step, each point of the core point sequence data at the first time is set as a corresponding point of the core point sequence data at the second time, and the movement vector is obtained for all points. A second time core point sequence data calculation step for obtaining the core point sequence data at the second time,
A medical image processing method comprising:
前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnにおけるボリュームデータを取り出すtnボリュームデータ取得ステップと、
前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnの次の時刻t(n+1)におけるボリュームデータを取り出すt(n+1)ボリュームデータ取得ステップと、
被検体の管状構造物の前記時刻tnにおける芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、
前記時刻tnのボリュームデータに基づき、前記時刻tnの芯線点列データの各芯点Ptniについて、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データを求めるtn直交断面像取得ステップと、
前記時刻t(n+1)のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求めるt(n+1)直交断面像取得ステップと、
前記tn直交断面像取得ステップ及び前記t(n+1)直交断面像取得ステップにより得られた前記管状構造物の時刻tnと時刻t(n+1)における断面像データの相関関数を計算しその最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、
この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記時刻tnの芯線点列データの各点Ptniに時刻t(n+1)における芯線点列データPt(n+1)iに対応するとし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより時刻t(n+1)における芯線点列データを得るt(n+1)芯線点列データ算出ステップと、
を有して成ることを特徴とする医用画像処理方法。 A volume data storage step for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction;
A tn volume data acquisition step of extracting volume data at a predetermined time tn from the volume data group;
A t (n + 1) volume data acquisition step of extracting volume data at a time t (n + 1) next to a predetermined time tn from the volume data group;
A core point sequence data storage step for storing the core point sequence data at the time tn of the tubular structure of the subject;
A tn orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in a cross-section perpendicular to the tangential direction of the core wire for each core point Ptni of the core wire point sequence data at the time tn based on the volume data at the time tn; ,
T (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross-section based on the volume data at the time t (n + 1);
A correlation vector of the cross-sectional image data at the time tn and the time t (n + 1) of the tubular structure obtained by the tn orthogonal cross-sectional image acquisition step and the t (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition step is calculated and the vector becomes the maximum A movement vector calculation step for calculating
It is assumed that each point Ptni of the core line point sequence data at the time tn corresponds to the core line point sequence data Pt (n + 1) i at the time t (n + 1) by the vector calculated by the movement vector calculation step, and the movement is performed for all points. T (n + 1) skeleton point sequence data calculation step for obtaining skeleton point sequence data at time t (n + 1) by obtaining a vector;
A medical image processing method comprising:
時間軸方向に複数有するボリュームデータ群を保存するボリュームデータ保存ステップと、前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得ステップと、被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存ステップと、前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得ステップと、前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、この移動ベクトル算出ステップにより算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出ステップと、実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。 On the computer,
A volume data storage step for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction, a volume data acquisition step for extracting volume data at the first time and the second time from the volume data group, and a tubular structure of the subject. Based on the core point sequence data storage step for storing the core point sequence data at the first time and the volume data at the first time, for each core point of the core point sequence data at the first time, this core line An orthogonal cross-sectional image acquisition step for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the cross-sectional image data of the tubular structure in the orthogonal cross section in the tangential direction and the volume data of the second time; The correlation between the cross-sectional image data at the first time and the second time of the tubular structure is maximized. A movement vector calculation step for calculating a vector, and each point of the skeleton point sequence data at the first time is set as a corresponding point of the skeleton point sequence data at the second time by the vector calculated by the movement vector calculation step. A medical image processing program for executing a second time core point point sequence data calculation step for obtaining core point point sequence data at a second time by obtaining the movement vector for all points.
前記ボリュームデータ群から第1の時刻と第2の時刻におけるボリュームデータを取り出すボリュームデータ取得手段と、
被検体の管状構造物の前記第1の時刻における芯線点列データを保存する芯線点列データ保存手段と、
前記第1の時刻のボリュームデータに基づき、前記第1の時刻の芯線点列データの各芯点について、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データ及び前記第2の時刻のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求める直交断面像取得手段と、
前記管状構造物の前記第1の時刻と前記第2の時刻における断面像データの相関が最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、
この移動ベクトル算出手段により算出されたベクトルにより前記第1の時刻の芯線点列データの各点を前記第2の時刻における芯線点列データの対応する点とし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより第2の時刻における芯線点列データを得る第2の時刻芯線点列データ算出手段と、
を有して成ることを特徴とする医用画像処理装置。 Volume data storage means for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction;
Volume data acquisition means for extracting volume data at a first time and a second time from the volume data group;
A core point sequence data storage means for storing the core point sequence data at the first time of the tubular structure of the subject;
Based on the volume data at the first time, for each core point of the core point sequence data at the first time, the cross-sectional image data of the tubular structure in the cross section perpendicular to the tangential direction of the core line and the second time Orthogonal cross-sectional image acquisition means for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the volume data of
Movement vector calculation means for calculating a vector that maximizes the correlation between the cross-sectional image data at the first time and the second time of the tubular structure;
Based on the vector calculated by the movement vector calculation means, each point of the core point sequence data at the first time is set as a corresponding point of the core point sequence data at the second time, and the movement vector is obtained for all points. Second time core point sequence data calculating means for obtaining the core point sequence data at the second time,
A medical image processing apparatus comprising:
前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnにおけるボリュームデータを取り出すtnボリュームデータ取得手段と、
前記ボリュームデータ群から所定の時刻tnの次の時刻t(n+1)におけるボリュームデータを取り出すt(n+1)ボリュームデータ取得手段と、
被検体の管状構造物の前記時刻tnにおける芯線点列データを保存する芯線点列データ保存手段と、
前記時刻tnのボリュームデータに基づき、前記時刻tnの芯線点列データの各芯点Ptniについて、この芯線の接線方向の直交断面における前記管状構造物の断面像データを求めるtn直交断面像取得手段と、
前記時刻t(n+1)のボリュームデータに基づき前記直交断面と同一の断面における前記管状構造物の断面像データを求めるt(n+1)直交断面像取得手段と、
前記tn直交断面像取得手段及び前記t(n+1)直交断面像取得手段により得られた前記管状構造物の時刻tnと時刻t(n+1)における断面像データの相関関数を計算しその最大となるベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、
この移動ベクトル算出手段により算出されたベクトルにより前記時刻tnの芯線点列データの各点Ptniに時刻t(n+1)における芯線点列データPt(n+1)iに対応するとし、すべての点について前記移動ベクトルを求めることにより時刻t(n+1)における芯線点列データを得るt(n+1)芯線点列データ算出手段と、
を有して成ることを特徴とする医用画像処理装置。 Volume data storage means for storing a plurality of volume data groups in the time axis direction;
Tn volume data acquisition means for extracting volume data at a predetermined time tn from the volume data group;
T (n + 1) volume data acquisition means for extracting volume data at a time t (n + 1) next to a predetermined time tn from the volume data group;
Core point sequence data storage means for storing the core point sequence data at the time tn of the tubular structure of the subject;
Tn orthogonal cross-section image obtaining means for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in a cross-section perpendicular to the tangential direction of the core wire for each core point Ptni of the core wire point sequence data at the time tn based on the volume data at the time tn; ,
T (n + 1) orthogonal cross-section image acquisition means for obtaining cross-sectional image data of the tubular structure in the same cross section as the orthogonal cross section based on the volume data at the time t (n + 1);
The correlation function of the cross-sectional image data at the time tn and the time t (n + 1) of the tubular structure obtained by the tn orthogonal cross-sectional image acquisition means and the t (n + 1) orthogonal cross-sectional image acquisition means is calculated, and the vector becomes the maximum Movement vector calculation means for calculating
It is assumed that each point Ptni of the core line point sequence data at the time tn corresponds to the core line point sequence data Pt (n + 1) i at the time t (n + 1) by the vector calculated by the movement vector calculation means, and the movement is performed for all points. T (n + 1) skeleton point sequence data calculating means for obtaining skeleton point sequence data at time t (n + 1) by obtaining a vector;
A medical image processing apparatus comprising:
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