JP2006102125A - Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus - Google Patents
Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006102125A JP2006102125A JP2004292802A JP2004292802A JP2006102125A JP 2006102125 A JP2006102125 A JP 2006102125A JP 2004292802 A JP2004292802 A JP 2004292802A JP 2004292802 A JP2004292802 A JP 2004292802A JP 2006102125 A JP2006102125 A JP 2006102125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- interest
- volume
- time
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 210000005240 left ventricle Anatomy 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被検体から得られる時系列データセットを用いた医用画像による診断の支援を行う方法に係り、特に、CT装置やMRI装置等の医用画像処理装置を用いて得られる4次元時系列データボリュームの関心領域(ROI)のセグメント分割方法を用いた関心領域の経時的特定方法及び医用画像処理装置に関する。 The present invention relates to a method for supporting diagnosis by a medical image using a time-series data set obtained from a subject, and in particular, a four-dimensional time series obtained using a medical image processing apparatus such as a CT apparatus or an MRI apparatus. The present invention relates to a region-of-interest specification method using a segmentation method of a region of interest (ROI) of a data volume and a medical image processing apparatus.
最近、被検体から得た膨大なボリュームデータをコンピュータを用いて再構成し、画像表示する装置が被検体の診断などに用いられるようになってきている。時系列のボリュームデータは心臓など特定の臓器の関心領域の細部にわたる解剖学的な検査を可能とする。しかしながら、そのような関心領域の特定には、各ボリューム毎にセグメント分割(segmentation)する必要があり、手動で正確に行おうとするとその処理に非常に時間がかかるという問題があった。 Recently, an apparatus for reconstructing a large volume of data obtained from a subject using a computer and displaying an image has been used for diagnosis of the subject. Time-series volume data enables anatomical examination of details of a region of interest in a specific organ such as the heart. However, in order to specify such a region of interest, it is necessary to perform segmentation for each volume, and there has been a problem that it takes a very long time to perform the processing manually and accurately.
そこで最近は自動的にセグメント分割を行うことがなされてきているが、解剖学的には被検体によりいろいろ異なっており、正確にセグメント分割を行うことは困難であった。そこで、3次元ボリュームデータセットの関心領域内にある1点をシード点として指定することによりその点の含まれる臓器をセグメント分割する方法は考えられた(例えば特許文献1参照)。この方法では、時系列的な3次元ボリュームセットの関心領域にある臓器をシード点によって特定し、収縮処理し次の時点の3次元ボリュームセット上で拡張したフィルタをかけ再び収縮処理するこのような操作を繰り返すことによって、効率的に関心領域の臓器を見ていく方法がなされている。 Therefore, segmentation has been automatically performed recently, but anatomically varies depending on the subject, and it is difficult to perform segmentation accurately. Therefore, a method of segmenting an organ including the point by designating one point in the region of interest of the three-dimensional volume data set as a seed point has been considered (for example, see Patent Document 1). In this method, an organ in a region of interest in a time-series three-dimensional volume set is identified by a seed point, contracted, and contracted again by applying a filter expanded on the next three-dimensional volume set. By repeating the operation, there is a method of efficiently looking at the organ of the region of interest.
しかし、この方法によっても、処理時間がかかり、ユーザのかなりの操作を必要とするものであった。
上述の従来の医用画像のセグメント分割方法では、大量のボリュームセットについて行おうとするとそのための操作が面倒でありまた、処理時間もかかるという問題があった。 In the above-described conventional segmentation method for medical images, there is a problem that if a large volume set is to be performed, the operation for that is troublesome and the processing time is also long.
本発明は、このような従来の医用画像セグメント分割方法の問題点にかんがみてなされたもので、大量のデータに基づいてセグメント分割を行う場合にも、操作が簡単でしかも処理時間も短くてすむ、医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法及び医用画像処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional medical image segmentation method. Even when segmentation is performed based on a large amount of data, the operation is simple and the processing time is short. It is an object of the present invention to provide a method for specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus and a medical image processing apparatus.
本発明の請求項1によれば、被検体内の3次元の画像情報を経時的に得られたボリュームの所定の時刻における画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定ステップと、この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を次の時点におけるボリュームに設定してその中でその時点における前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法を提供する。 According to claim 1 of the present invention, when one point of interest is designated as a seed point in an image at a predetermined time of a volume obtained with time for three-dimensional image information in a subject, this designation is performed. A region-of-interest specifying step that identifies a region of interest at this time of the organ including the selected point by segment division, and a region-of-interest expanding step that generates a region in which the region of interest specified by the region-of-interest specifying step is expanded, A region of interest expanded by the region of interest expansion step is set as a volume at the next time point, and a region of interest detection step of detecting the region of interest at that time point therein, and the region of interest expansion step and the region of interest Medical image processing characterized by identifying the region of interest that changes over time by repeating detection steps Providing temporal specific method of region of interest in location.
本発明の請求項2によれば、被検体内の3次元の画像情報を経時的にボリュームとして得る経時データ取得ステップと、この経時データ取得ステップにより得られた、第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定ステップと、この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法を提供する。 According to claim 2 of the present invention, in the temporal data acquisition step of obtaining three-dimensional image information in the subject as a volume over time, and in the image of the first volume obtained by this temporal data acquisition step, When one point of the region is designated as a seed point, a region of interest specifying step of segmenting the region of interest at this time of the organ including the specified one point by the segmentation, and the region of interest specifying step A region-of-interest expanding step for generating a region in which the region of interest is expanded; and the region expanded by this region-of-interest expanding step is set as an image of the volume at the second time point, and the region of interest is divided by segmentation at that point of time. A region of interest detection step for detecting the region of interest, and the region of interest expansion step and the region of interest detection By repeating the steps, to provide a time specific method of region of interest in the medical image processing apparatus characterized by identifying the region of interest change over time.
本発明の請求項3によれば、被検体内の3次元の画像情報を経時的にボリュームとして得る経時データ取得ステップと、この経時データ取得ステップにより得られた一連のボリュームから所定の時点における3次元のボリュームのセットを生成するボリュームセット生成ステップと、このボリュームセット生成ステップにより生成された第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定ステップと、この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法を提供する。 According to the third aspect of the present invention, the temporal data acquisition step for obtaining the three-dimensional image information in the subject as a volume over time, and the 3 at a predetermined time point from the series of volumes obtained by the temporal data acquisition step. When a volume set generation step for generating a volume set of dimensions and a point of interest in the first volume image generated by the volume set generation step is specified as a seed point, the specified one point A region of interest specifying step of segmenting the region of interest at this time of the organ including the region of interest, a region of interest expanding step of generating a region expanded from the region of interest specified by the region of interest specifying step, and this region of interest expansion The area enlarged by the step is the image of the volume at the second time point. A region-of-interest detection step for setting and detecting the region of interest by segment division at that time, and repeating the region-of-interest expansion step and the region-of-interest detection step to change the region of interest changing over time Provided is a method for specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus, characterized by specifying a region.
本発明の請求項4によれば、請求項1乃至3のいずれか1に記載の医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法において、前記関心領域拡大ステップは、元のボリュームと同じ次元の経時的なボリュームを生成するボリューム生成ステップと、経時的なボリュームのボクセルの値のすべてをゼロに初期化するボクセル初期化ステップと、セグメント分割された関心領域に対応するボクセルの値をゼロでない値に設定するボクセル値設定ステップと、セグメント分割された関心領域の3次元の座標における各々の最大値及び最小値を検知する最大最小値検知ステップと、特定のセグメント分割方法により関心領域の大きさと形を設定する関心領域設定ステップと、この関心領域設定ステップにより得られた関心領域のサブボリュームに拡大処理を適用する拡大処理適用ステップと、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method of specifying a region of interest over time in the medical image processing apparatus according to any one of the first to third aspects, the region-of-interest expansion step has the same dimension as the original volume. A volume generation step that generates a volume over time, a voxel initialization step that initializes all voxel values of the volume over time to zero, and a non-zero value for the voxel corresponding to the segmented region of interest. A voxel value setting step for setting a maximum segment value, a maximum / minimum value detection step for detecting respective maximum and minimum values in the three-dimensional coordinates of the segmented region of interest, and a size and shape of the region of interest by a specific segmentation method. The region of interest setting step for setting the region of interest and the subvolume of the region of interest obtained by this region of interest setting step And having a larger processing application step of applying a large processing, the.
本発明の請求項5によれば、請求項1乃至3のいずれか1記載の医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法において、関心領域特定ステップは、検索領域生成ステップと、新しい関心領域をセグメント分割するセグメント分割ステップと、新しい関心領域を分離する関心領域分離ステップとから成り、前記検索領域生成ステップは、拡大された関心領域の3次元座標の最大値及び最小値を各々取得する最大最小値取得ステップと、元のボリュームと同次元の経時的なボリュームを生成するボリューム生成ステップと、その経時的なボリュームのボクセルのすべてをゼロに初期化するボクセル初期化ステップと、経時的なボリュームのボクセルのすべてを次のボリュームの範囲内で設定するボクセル値設定ステップとから成り、前記セグメント分割ステップは、輝度値を基にしたシードボクセルが含まれる関心領域をボリューム内で連続的に検索する関心領域検索ステップと、シード点を初期化するために領域拡大セグメント分割法を用いる領域拡大ステップとから成り、前記関心領域分離ステップは、経時的ボリュームにおける関心領域以外のボクセルをゼロに設定するボクセルゼロ設定ステップと、経時的ボリュームの関心領域のボクセルをゼロでない値に設定するボクセル比ゼロ設定ステップとから成る、ことを特徴とする。 According to claim 5 of the present invention, in the method for temporally specifying a region of interest in the medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, the region of interest specifying step includes a search region generating step, a new region of interest Segmentation step for segmenting a region of interest and a region of interest separation step for separating a new region of interest, wherein the search region generation step obtains a maximum value and a minimum value of the three-dimensional coordinates of the expanded region of interest, respectively. A minimum value acquisition step, a volume generation step for generating a temporal volume of the same dimension as the original volume, a voxel initialization step for initializing all voxels of the temporal volume to zero, and a temporal volume Voxel value setting step for setting all of the voxels within the range of the next volume, The segmentation step includes a region-of-interest search step in which a region of interest containing seed voxels based on luminance values is continuously searched in a volume, and region expansion using a region expansion segmentation method to initialize seed points. The region-of-interest separation step comprises a step of setting a voxel other than the region of interest in the volume over time to zero, and a step of setting the voxel ratio to set the voxel of the region of interest of the volume over time to a non-zero value. It consists of steps.
本発明の請求項6によれば、被検体内の3次元の画像情報を経時的にボリュームとして得た経時データ取得手段と、この経時データ取得手段により得られた、第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定手段と、この関心領域特定手段により特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大手段と、この関心領域拡大手段により拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知手段と、を備え、前記関心領域拡大手段における関心領域の拡大処理及び前記関心領域検知手段における前記関心領域の検知処理を繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置を提供する。 According to the sixth aspect of the present invention, in the temporal data acquisition means for obtaining the three-dimensional image information in the subject as a volume over time, and the image of the first volume obtained by the temporal data acquisition means When a point of interest is specified as a seed point, the region of interest specifying means for segmenting the region of interest including the specified one point at this time by segment division, and the region of interest specifying means A region-of-interest expanding means for generating a region expanded from the region of interest, and the region expanded by the region-of-interest expanding means is set as an image of the volume at the second time point, and the region of interest is divided by segment division at that time point. A region of interest detecting means for detecting a region, and a region of interest expanding process in the region of interest expanding means and the region of interest detecting means By kicking repeated detection processing of the region of interest, to provide a medical image processing apparatus characterized by identifying the region of interest change over time.
本発明によれば、操作が簡単でしかも処理時間も短くてすむ、医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法及びそのような医用画像処理装置が得られる効果がある。 According to the present invention, it is possible to obtain a method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus and the medical image processing apparatus that are easy to operate and require a short processing time.
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関心領域の経時的特定方法のフローチャートを示す。また、この方法を行う本発明一実施形態の医用画像処理装置30の全体構成を図3に示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a flowchart of a method for specifying a region of interest over time according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the overall configuration of a medical
図示しないモダリティ装置により得られた3次元のボリュームデータの時系列のデータセットが記憶される記憶装置31、例えば磁気ディスクと、この記憶装置31から読み出されるデータセットを用いて各処理及び全体制御制御を行う中央制御ユニット(CPU)32と、このCPU32で行われる各工程の処理に用いられるメインメモリ33と、各処理に際して手動で直接入力を行うキーボード34と、移動動作により入力を行うマウス35と、このマウス35からの入力を制御信号に変えるコントローラ36と、処理された信号を表示のために一旦記憶される表示メモリ37と、この表示メモリ37に接続され医用診断のための画像表示するディスプレイ装置38と、これら記憶装置31、中央制御ユニット(CPU)32、メインメモリ33、キーボード34、コントローラ36及び表示メモリ37間の信号の授受を行う共通バス39とから成る。
Each process and overall control control using a
この医用画像処理装置30における関心領域の経時的特定方法は、(1)第1のボリュームでシード点(seed point)を選択、(2)関心領域をセグメント分割、(3)関心領域を拡大、(4)新しいボリュームで拡大された関心領域を重ねる、(5)その新規ボリュームにおいて関心領域を抽出する、(6)上記(3)〜(5)をすべてのボリュームについて繰り返す、の各工程を行う。(1)第1のボリュームでのシード点(seed point)の選択は、ディスプレイ装置38に表示される画像を見ながらマウス35を動かし、クリックすることにより行われ、それ以降の(2)〜(6)は、ディスプレイ装置38の画面を見ながらキーボード34からの入力あるいは、マウス35のドラッグやクリックのよって行われる。
The method of specifying the region of interest over time in the medical
以下、上記各工程について、図1に基づいて説明する。 Hereafter, each said process is demonstrated based on FIG.
(1)第1のボリュームにおいてシード点を選択
図1のステップS101で、医用画像処理装置30の記憶装置31に、4次元のデータセットをロードする。ここで4次元のデータセットは、x、y、zの各軸に対応して空間を規定するボリューム(3次元データセットによる立体画像)を微小時間Δtおきに取った一連のデータセットである。この4次元データセットは、例えば各データセットにおける被検体の左心室をセグメント分割するためにX線CTスキャナなどの画像診断装置で得られた心臓の4Dデータセットである。
(1) Selecting a seed point in the first volume In step S101 in FIG. 1, a four-dimensional data set is loaded into the
上記のようにしてロードされた4次元データセットに基づいて、医用画像処理装置は第1の時点における3次元の画像を表示する。ユーザは、所定の関心領域を明確に表示される第1のボリュームにおいて、手動で1つのシード点を選択する。関心領域内の1つのボクセルは、表示画面上の、関心領域として指定したい臓器にカーソルを移動させ、その1点でマウスボタンをクリックすることによって選択される(ステップS102)。 Based on the four-dimensional data set loaded as described above, the medical image processing apparatus displays a three-dimensional image at the first time point. The user manually selects one seed point in the first volume in which the predetermined region of interest is clearly displayed. One voxel in the region of interest is selected by moving the cursor to an organ to be designated as the region of interest on the display screen and clicking the mouse button at that point (step S102).
選択されたボクセルは、次の時点のボリュームにおいて表示されるセグメント分割処理の初期値のシード点となる。 The selected voxel becomes the seed point of the initial value of the segment division process displayed in the volume at the next time point.
(2)関心領域をセグメント分割
図2(a)で、マウス35によりディスプレイ装置38の画面上でカーソルを移動させクリックすることによりシード点21が選択されると、関心領域22は、画像処理において用いられる方法、例えば Rafael C. Gonzalez [1077] "Digital Image Processing", Addison-Wesley Publishing Company, Inc. 領域拡大(region growing)法により、セグメント分割される。この領域拡大法は、いくつかの共通の特性、例えばそのシード点との輝度の差が予め定められた値以下のボクセルのすべてを1かたまりにすることにより実行される。
(2) Segmentation of Region of Interest In FIG. 2A, when the
関心領域は境界が詳細に定義されていれば、この方法によってうまくセグメント分割される。境界が明確に定義されていないときには、まずできるだけそれらを訂正してそのボリュームを処理するのが、通常の方法である。 Regions of interest are successfully segmented by this method if the boundaries are defined in detail. When boundaries are not clearly defined, it is normal to first correct them as much as possible and process the volume.
セグメント分割は、そのボリュームのすべてのボクセルを、関心領域に属するグループと、その関心領域外の他のグループ(背景)に分ける。我々は、第1のボリュームで例えば左心室のセグメント分割をこの方法で行った。この最初の結果は、後に続く関心領域のセグメント分割の元になるので、ユーザは次のステップの処理の前に検証しておくべきである。 Segmentation divides all voxels of the volume into groups belonging to the region of interest and other groups (background) outside the region of interest. We performed segmentation of the left ventricle, for example, in the first volume in this way. Since this initial result is the source of subsequent segmentation of the region of interest, the user should verify it before processing the next step.
続く処理を容易にするために、セグメント分割された関心領域は、もとのボリュームと同じ次元の仮の2値マスクを生成する(ステップS104)ことにより、図2(b)に示すように、そのボリュームの残りの部分から分けられ、そのボクセルのすべては、上記セグメント分割された関心領域に対応するボクセル(予め定義された背景でない値)を除いて背景の値となる。 In order to facilitate subsequent processing, the segmented region of interest generates a temporary binary mask of the same dimensions as the original volume (step S104), as shown in FIG. All of the voxels are separated from the rest of the volume and become background values except for the voxels (predefined non-background values) corresponding to the segmented region of interest.
(3)関心領域を拡大
第1の関心領域がセグメント分割され分けられると、次のボリュームにおける関心領域をセグメント分割されるために用いられる。このため、第1の関心領域は、例えば、Jean Serra [1983], "Image Analysis and Mathematical Morphology", Academic Press. に記載されているような数学的形態操作を用いて、図2(c)に示されるように、予め定められた量だけ拡大される(ステップS105)。
(3) Enlarging the region of interest Once the first region of interest is segmented and divided, it is used to segment the region of interest in the next volume. For this reason, the first region of interest is shown in FIG. 2 (c) using a mathematical form operation as described, for example, in Jean Serra [1983], “Image Analysis and Mathematical Morphology”, Academic Press. As shown, it is enlarged by a predetermined amount (step S105).
数学的形態法は、画像処理の分野でよく知られており、その拡大操作は元のボリュームの「拡大」バージョンを生成する。そのボリュームは3次元的に拡大されるが、その関心領域の形は変わらない。次のボリュームは、その前のボリュームに対して微小時間Δtだけ経った後のボリュームであるから、1つのボリュームと次のボリュームの形はほんの少しだけしか変っていないことが前提である。 Mathematical morphologies are well known in the field of image processing, and the enlargement operation produces an “enlarged” version of the original volume. The volume is expanded three-dimensionally, but the shape of the region of interest remains the same. Since the next volume is a volume after a minute time Δt from the previous volume, it is assumed that the shape of one volume and the next volume has changed only slightly.
ボリュームを拡大するのは、次のボリュームにおける関心領域を含む検索領域を生成するためである。どれだけ拡大させるかは具体的な適用対象により変わり、次のボリューム
における関心領域が、拡大されたボリューム内に含まれるように十分大きく取られる。
The reason for enlarging the volume is to generate a search area including a region of interest in the next volume. How much to enlarge depends on the specific application, and the region of interest in the next volume is taken large enough to be included in the enlarged volume.
しかし、あまり大きく拡大されすぎると、同じボクセル輝度の関係ない領域が関心領域として検索領域内に含まれてしまう。拡大量を自動的に決め、上述の問題を減らす1つの方法は、拡大量をゼロから始め、次の関心領域が検索領域の境域に接触することがわかったら、拡大領域を大きくして拡大処理を繰り返すことである。これらのボリュームの拡大量は、キーボード34から入力することにより制御される。
However, if the image is enlarged too much, a region not related to the same voxel luminance is included in the search region as a region of interest. One way to automatically determine the amount of enlargement and reduce the above problem is to start with the amount of enlargement from zero, and if the next region of interest touches the border of the search region, enlarge the enlargement region and perform the enlargement process. Is to repeat. These volume expansion amounts are controlled by inputting from the
拡大バージョンは、次のボリュームでマスク信号の潜在的な関心領域成分内にボクセルがある2値マスクになる。 The enlarged version becomes a binary mask with voxels in the potential region of interest component of the mask signal in the next volume.
(4)新しいボリュームで拡大関心領域を重ねる
図2(d)に示すように、拡大された2値マスクは次の経時的ボリュームの関心領域の検索領域として用いられる。これは3次元(x、y、z)座標すべてにおける、最大値と最小値を求めることによりなされる(ステップS106)。これらの値は各々の検索方向にの検索開始点及び検索終了点として用いられる。
(4) Overlaying the expanded region of interest with a new volume As shown in FIG. 2 (d), the expanded binary mask is used as a search region for the region of interest of the next temporal volume. This is done by obtaining maximum and minimum values in all three-dimensional (x, y, z) coordinates (step S106). These values are used as a search start point and a search end point in each search direction.
もし、上述のような仮定が満たされるなら、次のボリュームにおける関心領域が拡大マスク内に含まれることが保証され、したがってそのマスクの外のボクセルを無視し得る。 If the assumptions as described above are satisfied, it is guaranteed that the region of interest in the next volume is included in the enlarged mask, and therefore voxels outside that mask can be ignored.
心臓に関するデータセットにおいて、第1の関心領域が心拡張期の左心室で得られたなら、心収縮期に向かっているので、次のボリュームにおける心室は小さいボリュームとなるであろう。 In the heart data set, if the first region of interest was obtained in the left ventricle during diastole, then the ventricle in the next volume will be a small volume because it is going into systole.
もし第1の関心領域が心収縮期で選択されたなら、次の関心領域が先の関心領域の拡大バージョン内に完全に含まれるように、拡張量は十分大きく設定される。第2及びそれに続くボリュームにおける関心領域の検索は、自動的に実行される。 If the first region of interest is selected during systole, the amount of expansion is set sufficiently large so that the next region of interest is completely contained within the enlarged version of the previous region of interest. A search for a region of interest in the second and subsequent volumes is performed automatically.
(5)新しいボリュームにおいて関心領域を抽出する
次のボリュームにおいてシード点を見つけ(ステップS107;この処理は自動的になされる)、関心領域を含むサブボリュームが一旦生成されると、関心領域はより簡単にしかも自動的にセグメント分割され得る(ステップS108)。これを行う方法の1つは、関心領域に属さないボクセル、すなわち背景のボクセルと異なる値のボクセルと関心領域のボクセル、のすべてをまとめる。残ったボクセルは、新しいボリュームにおける関心領域に対応する。他の方法は、関心領域に対応する値が見つけられるまでサブボリュームにおけるボクセルを連続して調べ、他の領域拡張処理のためにシード点としてそれを用いる方法である。
(5) Extract the region of interest in the new volume Find the seed point in the next volume (step S107; this process is done automatically) and once the subvolume containing the region of interest is generated, the region of interest It can be easily and automatically segmented (step S108). One way to do this is to group all voxels that do not belong to the region of interest, i.e. voxels with different values from the background voxels and voxels of the region of interest. The remaining voxels correspond to the region of interest in the new volume. Another method is to continuously examine the voxels in the subvolume until a value corresponding to the region of interest is found and use it as a seed point for other region expansion processes.
セグメント分割の結果に含まれないボクセルは、背景の値に設定される。上記両方の方法の最終的な結果は、新しい関心領域に対応するサブボリュームである。 Voxels not included in the segmentation result are set to the background value. The final result of both methods above is a subvolume corresponding to the new region of interest.
このサブボリュームに基づいて2値マスクが形成される(ステップS109)。 A binary mask is formed based on this subvolume (step S109).
(6)ボリュームのすべてに対して上記ステップ(3)〜(5)を繰り返す
新しい関心領域が見つかると、その関心領域が拡大され、次の経時的なボリュームにおいて関心領域を見つけだすために用いられる。関心領域を拡大し、次のボリュームにおける検索マスクとしてそれを用い、そのマスクにより規定された検索サブボリューム内に新しい関心領域を見つける過程は、経時的なデータセットで各ボリューム毎に繰り返される。
(6) Repeat steps (3)-(5) for all of the volumes When a new region of interest is found, it is expanded and used to find the region of interest in the next volume over time. The process of enlarging a region of interest, using it as a search mask in the next volume, and finding a new region of interest in the search subvolume defined by that mask is repeated for each volume in the time-lapse data set.
このようにして図3のディスプレイ装置38の画面上で、関心領域を経時的に特定し観察し続けることができる。我々は、各心臓のボリュームで左心室のセグメント分割について最終的な結果を得た。
In this way, the region of interest can be identified and observed over time on the screen of the
連続する時点で得られた一連のボリュームは、被検体の内部を可視化し、分析するために、医師に診断や治療のために価値のある情報を与える効果がある。各ボリュームにおける関心領域のセグメント分割は、単調で非常に時間のかかる仕事であるが、本発明は、ユーザの関与を最小とした経時的データセットで、関心領域を速く半自動的な関心領域の経時的特定方法が得られた。 A series of volumes obtained at successive time points has the effect of giving doctors valuable information for diagnosis and treatment in order to visualize and analyze the interior of the subject. Segmentation of the region of interest in each volume is a monotonous and very time consuming task, but the present invention is a time-lapse data set with minimal user involvement, making the region of interest a fast and semi-automatic region of interest over time. A specific method was obtained.
21・・・・シード点、
22・・・関心領域(ROI)、
30・・・医用画像処理装置、
31・・・記憶装置、
32・・・中央制御ユニット(CPU)、
33・・・メインメモリ、
34・・・キーボード、
35・・・マウス、
36・・・コントローラ、
37・・・表示メモリ、
38・・・ディスプレイ装置、
39・・・共通バス。
21... Seed point,
22 ... Region of interest (ROI),
30 ... Medical image processing apparatus,
31 ... Storage device,
32... Central control unit (CPU),
33 ... main memory,
34 ... Keyboard,
35 ... mouse,
36 ... Controller,
37 ... display memory,
38 ... Display device,
39: Common bus.
Claims (6)
この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、
この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を次の時点におけるボリュームに設定してその中でその時点における前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、
前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法。 When one point of a region of interest is specified as a seed point in an image at a predetermined time of a volume obtained by obtaining three-dimensional image information in a subject over time, this organ of the specified one point is included. A region of interest specifying step of specifying a region of interest at a time by segmentation;
A region of interest expansion step for generating a region in which the region of interest specified by this region of interest specification step is expanded;
A region-of-interest detection step of setting the region expanded by the region-of-interest expansion step to a volume at the next time point and detecting the region of interest at that point in time; and
A method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus, wherein the region of interest changing over time is specified by repeating the region of interest expansion step and the region of interest detection step.
この経時データ取得ステップにより得られた、第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定ステップと、
この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、
この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、
前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法。 A temporal data acquisition step for obtaining three-dimensional image information in the subject as a volume over time;
When one point of the region of interest is designated as a seed point in the image of the first volume obtained by the time data acquisition step, the region of interest at this time of the organ including the designated point is segmented A region of interest identification step identified by
A region of interest expansion step for generating a region in which the region of interest specified by this region of interest specification step is expanded;
A region of interest detection step of setting the region expanded by the region of interest expansion step to an image of a volume at a second time point and detecting the region of interest by segment division at that time point,
A method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus, wherein the region of interest changing over time is specified by repeating the region of interest expansion step and the region of interest detection step.
この経時データ取得ステップにより得られた一連のボリュームから所定の時点における3次元のボリュームのセットを生成するボリュームセット生成ステップと、
このボリュームセット生成ステップにより生成された第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定ステップと、
この関心領域特定ステップにより特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大ステップと、
この関心領域拡大ステップにより拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知ステップと、を備え、
前記関心領域拡大ステップ及び前記関心領域検知ステップを繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法。 A temporal data acquisition step for obtaining three-dimensional image information in the subject as a volume over time;
A volume set generation step for generating a set of three-dimensional volumes at a predetermined point in time from a series of volumes obtained by the time data acquisition step;
When one point of the region of interest is specified as a seed point in the image of the first volume generated by the volume set generation step, the region of interest at this time of the organ including the specified one point is segmented. A region of interest identification step to identify;
A region of interest expansion step for generating a region in which the region of interest specified by this region of interest specification step is expanded;
A region of interest detection step of setting the region expanded by the region of interest expansion step to an image of a volume at a second time point and detecting the region of interest by segment division at that time point,
A method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus, wherein the region of interest changing over time is specified by repeating the region of interest expansion step and the region of interest detection step.
元のボリュームと同じ次元の経時的なボリュームを生成するボリューム生成ステップと、
経時的なボリュームのボクセルの値のすべてをゼロに初期化するボクセル初期化ステップと、
セグメント分割された関心領域に対応するボクセルの値をゼロでない値に設定するボクセル値設定ステップと、
セグメント分割された関心領域の3次元の座標における各々の最大値及び最小値を検知する最大最小値検知ステップと、
特定のセグメント分割方法により関心領域の大きさと形を設定する関心領域設定ステップと、
この関心領域設定ステップにより得られた関心領域のサブボリュームに拡大処理を適用する拡大処理適用ステップと、
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法。 The region of interest expansion step includes
A volume generation step that generates a volume over time of the same dimensions as the original volume;
A voxel initialization step that initializes all of the voxel values of the volume over time to zero;
A voxel value setting step for setting a voxel value corresponding to the segmented region of interest to a non-zero value;
A maximum / minimum value detecting step of detecting each maximum value and minimum value in the three-dimensional coordinates of the segmented region of interest;
A region of interest setting step for setting the size and shape of the region of interest by a specific segmentation method;
An enlargement process applying step for applying an enlargement process to the sub-volume of the region of interest obtained by the region of interest setting step;
4. The method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus according to claim 1, comprising:
前記検索領域生成ステップは、
拡大された関心領域の3次元座標の最大値及び最小値を各々取得する最大最小値取得ステップと、元のボリュームと同次元の経時的なボリュームを生成するボリューム生成ステップと、その経時的なボリュームのボクセルのすべてをゼロに初期化するボクセル初期化ステップと、経時的なボリュームのボクセルのすべてを次のボリュームの範囲内で設定するボクセル値設定ステップとから成り、
前記セグメント分割ステップは、
輝度値を基にしたシードボクセルが含まれる関心領域をボリューム内で連続的に検索する関心領域検索ステップと、
シード点を初期化するために領域拡大セグメント分割法を用いる領域拡大ステップとから成り、
前記関心領域分離ステップは、
経時的ボリュームにおける関心領域以外のボクセルをゼロに設定するボクセルゼロ設定ステップと、
経時的ボリュームの関心領域のボクセルをゼロでない値に設定するボクセル比ゼロ設定ステップとから成る、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1記載の医用画像処理装置における関心領域の経時的特定方法。 The region-of-interest identification step includes a search region generation step, a segmentation step that segments a new region of interest, and a region-of-interest separation step that separates a new region of interest.
The search area generation step includes:
A maximum / minimum value acquisition step for acquiring the maximum value and minimum value of the three-dimensional coordinates of the enlarged region of interest, a volume generation step for generating a temporal volume of the same dimension as the original volume, and the temporal volume A voxel initialization step that initializes all of the voxels to zero, and a voxel value setting step that sets all of the voxels of the volume over time within the range of the next volume,
The segmenting step includes
A region-of-interest search step for continuously searching in the volume a region of interest that includes seed voxels based on luminance values;
A region expansion step using a region expansion segmentation method to initialize the seed points,
The region of interest separation step comprises:
A voxel zeroing step to zero voxels outside the region of interest in the temporal volume;
Voxel ratio zero setting step for setting the voxel of the region of interest of the temporal volume to a non-zero value,
4. The method of specifying a region of interest over time in a medical image processing apparatus according to claim 1, wherein
この経時データ取得手段により得られた、第1のボリュームの画像において関心領域の1点をシード点として指定されたとき、この指定された1点が含まれる臓器のこの時刻における関心領域をセグメント分割により特定する関心領域特定手段と、
この関心領域特定手段により特定された関心領域を拡大した領域を生成する関心領域拡大手段と、
この関心領域拡大手段により拡大された領域を第2の時点におけるボリュームの画像に設定してその中でその時点におけるセグメント分割により前記関心領域を検知する関心領域検知手段と、を備え、
前記関心領域拡大手段における関心領域の拡大処理及び前記関心領域検知手段における前記関心領域の検知処理を繰り返すことにより、経時的に変化する前記関心領域を特定することを特徴とする医用画像処理装置。 Temporal data acquisition means for obtaining three-dimensional image information in the subject as a volume over time;
When one point of the region of interest is specified as a seed point in the first volume image obtained by the time data acquisition means, the region of interest at this time of the organ including the specified point is segmented A region of interest identifying means identified by
A region-of-interest expanding means for generating a region in which the region of interest specified by the region-of-interest specifying means is expanded;
A region of interest enlarged by the region of interest enlargement means is set in the image of the volume at the second time point, and the region of interest detection means detects the region of interest by segmentation at that time point,
A medical image processing apparatus that identifies a region of interest that changes over time by repeating a region-of-interest expansion process in the region-of-interest expansion unit and a region-of-interest detection process in the region-of-interest detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004292802A JP2006102125A (en) | 2004-10-05 | 2004-10-05 | Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004292802A JP2006102125A (en) | 2004-10-05 | 2004-10-05 | Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006102125A true JP2006102125A (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36372501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004292802A Pending JP2006102125A (en) | 2004-10-05 | 2004-10-05 | Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006102125A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007044346A (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Toshiba Corp | Method for identifying region concerned with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus |
JP2010224592A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Pioneer Electronic Corp | Object extraction device and method |
CN102397070A (en) * | 2011-01-26 | 2012-04-04 | 无锡宙示医学软件开发有限公司 | Method for fully-automatically segmenting and quantifying left ventricle of cardiac magnetic resonance image |
US9406160B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-08-02 | Toshiba Medical Systems Corporation | Image processing system, image storage device, and medical image diagnostic apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004097535A (en) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Toshiba Corp | Method for region segmentation of three-dimensional medical image data |
JP2004121835A (en) * | 2002-09-12 | 2004-04-22 | Hitachi Medical Corp | Follow-up control method for interested area, image diagnosing system using the method, and follow-up control program for interested area |
-
2004
- 2004-10-05 JP JP2004292802A patent/JP2006102125A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004097535A (en) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Toshiba Corp | Method for region segmentation of three-dimensional medical image data |
JP2004121835A (en) * | 2002-09-12 | 2004-04-22 | Hitachi Medical Corp | Follow-up control method for interested area, image diagnosing system using the method, and follow-up control program for interested area |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007044346A (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Toshiba Corp | Method for identifying region concerned with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus |
JP2010224592A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Pioneer Electronic Corp | Object extraction device and method |
CN102397070A (en) * | 2011-01-26 | 2012-04-04 | 无锡宙示医学软件开发有限公司 | Method for fully-automatically segmenting and quantifying left ventricle of cardiac magnetic resonance image |
US9406160B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-08-02 | Toshiba Medical Systems Corporation | Image processing system, image storage device, and medical image diagnostic apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10885392B2 (en) | Learning annotation of objects in image | |
CN105074775B (en) | The registration of medical image | |
JP6059261B2 (en) | Intelligent landmark selection to improve registration accuracy in multimodal image integration | |
JP4879028B2 (en) | Image processing method, image analysis method, and program storage medium | |
US10417759B2 (en) | Medical image data processing system and method | |
JP6273266B2 (en) | Segmentation highlighting | |
JPH10192256A (en) | Image segmentation system and method to segment plural slice images into anatomical structure | |
JP2004105737A (en) | Integrated image recording method for heart magnetism resonance perfusion data | |
WO2008149274A1 (en) | Inspection of tubular-shaped structures | |
US20180064409A1 (en) | Simultaneously displaying medical images | |
US20180271460A1 (en) | System for Synthetic Display of Multi-Modality Data | |
JP5105997B2 (en) | Medical image processing apparatus, medical image diagnostic apparatus, and program | |
JP4373682B2 (en) | Interesting tissue region extraction method, interested tissue region extraction program, and image processing apparatus | |
WO2018088055A1 (en) | Image processing device, image processing method, image processing system, and program | |
JP2007044346A (en) | Method for identifying region concerned with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus | |
CN105302433B (en) | Medical image display device and its control method | |
US8422749B2 (en) | Method and system for myocardial region of interest definition | |
Banerjee et al. | A semi-automated approach to improve the efficiency of medical imaging segmentation for haptic rendering | |
JP6440386B2 (en) | Information processing apparatus and program | |
JP4473578B2 (en) | Method and apparatus for forming an isolated visualized body structure | |
JP6731753B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing system and program | |
JP2006102125A (en) | Method for identifying region of interest with time in medical image processing apparatus and medical image processing apparatus | |
JP5750381B2 (en) | Region extraction processing system | |
JP2008259710A (en) | Image processing method, system and program | |
EP3828836B1 (en) | Method and data processing system for providing a two-dimensional unfolded image of at least one tubular structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100608 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101019 |