JP2006175057A - Image processing apparatus, and its program and method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate a rib profile by taking the 3D profile change of the rib of an object into consideration. <P>SOLUTION: Standard 2D rib profile obtained using a statistical method from a plurality of rib shapes of 2D chest images acquired by photographing in advance and a plurality of shape deforming vectors A deforming the standard 2D rib profile S2D are stored, and the standard 3D rib shape S3D corresponding to the standard 2D rib shape S2D is stored. The parameter of the shape deforming A deforming the standard 2D rib shape S2D so that it corresponds to the 2D object rib shape is acquired based on the 2D object rib shape photographed in the object chest image P acquired by photographing the object and the standard 2D rib shape S2D. Further, the 3D object rib shape at the time of photographing the object is estimated by deforming the standard 3D rib shape S3D according to the parameter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、胸部画像に撮影された被写体の肋骨形状を推定する画像処理装置、方法およびそのプログラムに関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus, method, and program for estimating a rib shape of a subject imaged in a chest image.

従来、医療分野においては、画像診断における医師等の読影者への負荷を低減する等の目的から、デジタル医用画像(以下、単に医用画像という)を、コンピュータを用いて画像解析する、いわゆるCAD(Computer Aided Diagnosis)処理が行われており、このようなCAD処理としては、例えば、医用画像における異常陰影を自動的に検出する異常陰影検出処理が知られている。   Conventionally, in the medical field, a digital medical image (hereinafter simply referred to as a medical image) is image-analyzed using a computer for the purpose of reducing the load on an image reader such as a doctor in image diagnosis. (Computer Aided Diagnosis) processing is performed, and as such CAD processing, for example, abnormal shadow detection processing for automatically detecting an abnormal shadow in a medical image is known.

異常陰影検出処理は、医用画像に基づいて、異常陰影の画像上の特徴を表す指標値等を算出し、その指標値等に基づいて異常陰影を検出する処理である。したがって、異常陰影だけでなく、異常陰影と類似した画像上の特徴を有する領域においても、異常陰影と同様な指標値が算出されることがあり、このような領域における正常箇所を、異常陰影として誤って検出してしまうことがある。例えば、胸部画像における診断の場合、肋骨のような正常な構造物が重なった箇所を誤って結節影や腫瘤影として検出してしまうことが少なくない。このような誤検出された正常箇所、いわゆるFP(False Positive)の存在は、読影者への負荷となり、診断の精度を悪化させる虞があるため、FPの低減が強く望まれる。   The abnormal shadow detection process is a process of calculating an index value or the like representing the feature of the abnormal shadow on the image based on the medical image and detecting the abnormal shadow based on the index value or the like. Therefore, an index value similar to an abnormal shadow may be calculated not only in an abnormal shadow but also in an area having image characteristics similar to the abnormal shadow. It may be detected by mistake. For example, in the case of diagnosis in a chest image, there are many cases where a place where a normal structure such as a rib overlaps is erroneously detected as a nodule shadow or a tumor shadow. The presence of such a misdetected normal location, so-called FP (False Positive), imposes a burden on the interpreter and may deteriorate the accuracy of diagnosis. Therefore, reduction of FP is strongly desired.

このため、上記のように、画像診断に供する医用画像中の被写体を構成する正常な構造物が異常陰影検出の精度に影響するような場合には、このような構造物を検出し、当該構造物上においては異常陰影の検出処理を変えたり、当該構造物上に検出された異常陰影候補を別の指標で判定したり、あるいは、医用画像から当該構造物を除去したりする工夫が必要となる。   For this reason, as described above, when a normal structure constituting a subject in a medical image used for image diagnosis affects the accuracy of abnormal shadow detection, such a structure is detected and the structure is detected. It is necessary to change the abnormal shadow detection process on the object, determine the abnormal shadow candidate detected on the structure with another index, or remove the structure from the medical image. Become.

そこで、このような構造物の構造を検出したり、当該構造物を除去した画像を生成したりする方法が種々提案されている。例えば、放射線画像における患部の経時変化を観察するために、同一被写体を過去と現在で撮影された画像間で時系列放射線画像間の差分画像を作成し、経時変化のある部分を際立たせて観察しやすいようにする経時サブトラクション(減算処理)が提案され、作成した差分画像を時系列放射線画像と同時に観察することにより診断支援をするものが提案されている(例えば、非特許文献1)。   Therefore, various methods for detecting the structure of such a structure or generating an image from which the structure is removed have been proposed. For example, in order to observe the temporal change of the affected area in the radiographic image, create a difference image between time-series radiographic images between the images taken of the same subject in the past and the present, and highlight the part that changes with time A time-lapse subtraction (subtraction process) that makes it easy to perform is proposed, and a diagnosis support is proposed by observing the created difference image simultaneously with the time-series radiation image (for example, Non-Patent Document 1).

また、過去と現在で撮影された画像間でサブトラクションを行なって胸部画像の中で異常の疑いのある領域を強調し検知する際に、サブトラクション処理の精度を高めるために過去の画像の肋骨形状を現在画像の肋骨形状に近づけるようにワーピングして、ワーピング後の画像と現在の画像とをサブトラクションする方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
A.Kano、K.Doi、H.MacMahon、D.Hassell、M.L.Ginger”Digital image subtraction of temporally sequential chest images for interval charge”、Med.Phys.21(3)、March 1994、453-461[1] 特開平7−37074号公報
In addition, when subtraction is performed between images taken in the past and the present to emphasize and detect areas that are suspected of being abnormal in the chest image, the rib shape of the past image is used to improve the accuracy of the subtraction process. A method has been proposed in which warping is performed so as to approximate the rib shape of the current image, and the warped image and the current image are subtracted (for example, Patent Document 1).
A. Kano, K. Doi, H. MacMahon, D. Hassell, MLGinger “Digital image subtraction of temporally sequential chest images for interval charge”, Med. Phys. 21 (3), March 1994, 453-461 [1] JP-A-7-37074

しかしながら、図11に示すように、過去と現在の撮影において被写体の姿勢が異なる場合(同図(a)参照)、同一被写体の持つ肋骨形状であっても、撮影された胸部画像は、3次元の肋骨形状を2次元に投影した画像であるため、姿勢によって前肋骨や後肋骨が投影される位置が変わり、過去と現在の画像では前肋骨や後肋骨の位置関係が一致しなくなる(同図(b)参照)。そのため、過去と現在の画像間で経時サブトラクションを行っても肋骨を消し去ることができず、差分によるアーチファクトが生じるという問題があった。   However, as shown in FIG. 11, when the posture of the subject is different between the past and the current photographing (see FIG. 11A), the photographed chest image is three-dimensional even if the rib shape of the same subject is present. Since the position of the anterior and posterior ribs changes depending on the posture, the positional relationship between the anterior and posterior ribs does not match between the previous and current images (see FIG. (See (b)). For this reason, there is a problem that even if subtraction is performed between the past and current images over time, the ribs cannot be erased and artifacts due to differences occur.

そこで、特許文献1では肋骨形状のずれによるアーチファクトを低減するために、2次元の肋骨形状をワーピングしてサブトラクションを行っているが、肋骨形状の3次元的な変化を考慮してないため、過去と現在とで撮影時の被写体の姿勢が大きく変わった場合にはやはりアーチファクトが生じることが予想される。   Therefore, in Patent Document 1, subtraction is performed by warping the two-dimensional rib shape in order to reduce artifacts due to deviation of the rib shape, but since the three-dimensional change of the rib shape is not considered, If the subject's posture at the time of shooting changes significantly between the present and the present, it is expected that an artifact will also occur.

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、被写体の肋骨の3次元的な形状変化考慮して、肋骨の形状を推定する画像処理装置、その方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus, method and program for estimating the shape of a rib in consideration of a three-dimensional shape change of the rib of a subject. .

本発明の画像処理装置は、予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から、統計的手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状と該2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルを記憶する形状変形データ記憶手段と、
前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を記憶する3次元標準肋骨形状記憶手段と、
被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状と前記2次元の標準肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記各形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータに応じて前記3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
The image processing apparatus of the present invention transforms a two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method and a two-dimensional standard rib shape from a rib shape of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance. Shape deformation data storage means for storing a plurality of shape deformation vectors,
Three-dimensional standard rib shape storage means for storing a three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape;
Based on the two-dimensional subject rib shape captured in the subject chest image obtained by photographing the subject and the two-dimensional standard rib shape, the two-dimensional standard rib shape is changed to the two-dimensional subject rib shape. Parameter acquisition means for acquiring parameters of the respective shape deformation vectors that are deformed so as to coincide;
3D rib shape estimating means for deforming the 3D standard rib shape according to the parameter and estimating the 3D subject rib shape at the time of photographing the subject is provided. .

本発明のプログラムは、コンピュータを、
予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から得た2次元の標準肋骨形状と被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記複数の2次元胸部画像の肋骨形状から統計的手法を用いて得た前記2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータに応じて前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定手段として機能させることを特徴とするものである。
The program of the present invention is a computer,
Based on the two-dimensional standard rib shape obtained from the rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance and the two-dimensional subject rib shape photographed on the subject chest image obtained by photographing the subject. The two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method from the rib shapes of the plurality of two-dimensional chest images deforming the two-dimensional standard rib shape to match the two-dimensional subject rib shape. Parameter acquisition means for acquiring parameters of a plurality of shape deformation vectors for deforming
The three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape is deformed in accordance with the parameter, and the three-dimensional rib shape estimating means for estimating the three-dimensional rib shape at the time of photographing the subject is caused to function. It is characterized by this.

本発明の画像処理方法は、予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から、統計的手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状と該2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルを記憶する形状変形データ記憶ステップと、
前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を記憶する3次元標準肋骨形状記憶ステップと、
被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状と前記2次元の標準肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記各形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得ステップと、
該パラメータに応じて前記3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定ステップとを備えたことを特徴とするものである。
The image processing method of the present invention transforms a two-dimensional standard rib shape obtained using a statistical method and a two-dimensional standard rib shape from a rib shape of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance. A shape deformation data storage step for storing a plurality of shape deformation vectors to be performed;
A three-dimensional standard rib shape storing step for storing a three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape;
Based on the two-dimensional subject rib shape captured in the subject chest image obtained by photographing the subject and the two-dimensional standard rib shape, the two-dimensional standard rib shape is changed to the two-dimensional subject rib shape. A parameter acquisition step of acquiring parameters of each shape deformation vector that is deformed so as to match;
A three-dimensional rib shape estimation step for deforming the three-dimensional standard rib shape in accordance with the parameter and estimating a three-dimensional subject rib shape at the time of photographing the subject. .

「2次元胸部画像」とは、単純X撮影装置やCR(Computed Radiography)装置などのより、胸部を撮影して2次元上に投影された画像をいう。   The “two-dimensional chest image” refers to an image obtained by photographing the chest and projecting it two-dimensionally from a simple X imaging device or a CR (Computed Radiography) device.

「2次元の標準肋骨形状」とは、単純X撮影装置やCR装置などで撮影された多数の胸部画像から得られる2次元の肋骨形状から得られる標準的な2次元の肋骨形状をいい、具体的には、例えば、2次元の肋骨形状の平均的な形状や中心値(メディアン)をもつ形状を用いることができる。   “Two-dimensional standard rib shape” refers to a standard two-dimensional rib shape obtained from a two-dimensional rib shape obtained from a number of chest images taken with a simple X imaging device or a CR device. Specifically, for example, an average shape of a two-dimensional rib shape or a shape having a center value (median) can be used.

「3次元の肋骨形状」は、例えば、CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置などによって撮影された断層画像からから得ることができる。「3次元の標準肋骨形状」とは、標準的な3次元の肋骨形状をいい、具体的には、例えば、断層画像から得られた3次元の肋骨形状の平均的な形状や中心値(メディアン)をもつ形状を用いることができる。   The “three-dimensional rib shape” can be obtained from a tomographic image photographed by, for example, a CT (Computed Tomography) apparatus or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. The “three-dimensional standard rib shape” refers to a standard three-dimensional rib shape. Specifically, for example, an average shape or center value (median value) of a three-dimensional rib shape obtained from a tomographic image is used. ) Can be used.

「2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状」は、過去単純X撮影装置やCR装置などで撮影された2次元の胸部画像から得られる2次元の標準肋骨形状と、CT装置やMRI装置などで撮影された断層画像から得られる3次元の標準肋骨形状とを対応付けることにより得ることができる。例えば、「2次元の標準肋骨形状」を過去撮影された2次元の胸部画像から得た2次元の肋骨の平均形状とし、「3次元の標準肋骨形状」を過去撮影された断層画像から得られた3次元の肋骨の平均形状とした場合には、多数ある過去の胸部画像や断層画像から得た2次元の平均形状と3次元の平均形状とは、統計的に見ると、3次元の平均形状を2次元に投影したものが2次元の平均形状と略一致するものであると推定されるので、過去の胸部画像から得られた「2次元の標準肋骨形状」と一致するように、過去の断層画像から得られた「3次元の標準肋骨形状」を2次元に投影させて対応させることによって、「2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状」が得られる。   The “three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape” includes a two-dimensional standard rib shape obtained from a two-dimensional chest image taken with a simple X-ray imaging device or a CR device, and a CT device. Or a three-dimensional standard rib shape obtained from a tomographic image taken by an MRI apparatus or the like. For example, the “two-dimensional standard rib shape” is an average shape of a two-dimensional rib obtained from a two-dimensional chest image taken in the past, and the “three-dimensional standard rib shape” is obtained from a tomographic image taken in the past. When the average shape of the three-dimensional ribs is used, the two-dimensional average shape and the three-dimensional average shape obtained from a large number of past chest images and tomographic images are statistically three-dimensional averages. Since the projection of the shape in two dimensions is estimated to be approximately the same as the two-dimensional average shape, the past so that it matches the “two-dimensional standard rib shape” obtained from the past chest image. The “three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape” can be obtained by projecting the two-dimensional “three-dimensional standard rib shape” obtained from the tomographic images.

さらに、前記画像処理装置に、差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得手段と、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得手段と、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形手段とを備えたものであってもよい。
Further, the three-dimensional rib shape estimation means performs the first 3D on the target chest image of two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to the difference processing. First subject rib shape acquisition means for acquiring a three-dimensional subject rib shape;
Second subject rib shape acquisition means for acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation means for the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. It may be provided with deformation means.

また、前記プログラムに、差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得手段と、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得手段と、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形手段とをさらに備えたものであってもよい。
In the program, a first three-dimensional rib shape estimation unit applies a first three-dimensional rib shape estimation unit to one target chest image of two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to a difference process. First subject rib shape acquisition means for acquiring a subject rib shape;
Second subject rib shape acquisition means for acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation means for the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. It may further include a deformation means.

あるいは、画像処理方法に、差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定ステップにより第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得ステップと、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定ステップにより第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得ステップと、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形ステップとをさらに備えたものであってもよい。
Alternatively, in the image processing method, the first three-dimensional shape is estimated by performing the three-dimensional rib shape estimation step on one target chest image among two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to difference processing. A first subject rib shape acquisition step of acquiring the subject rib shape;
A second subject rib shape acquisition step of acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation step with respect to the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. A deformation step may be further provided.

「被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像」とは、同一被写体を撮影した胸部画像であって、差分処理の対象となる2枚の胸部画像をいい、例えば、過去と現在において撮影した2枚の胸部画像である。   “Two different chest images taken from the subject” are chest images taken from the same subject, which are two chest images to be subjected to differential processing. For example, 2 taken in the past and the present This is a chest image.

「第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する」とは、2枚の対象胸部画像に撮影されている被写体の3次元の肋骨形状上が一致するように変形することであって、例えば、被写体が姿勢を変えたため、片方の被写体肋骨形状が他の被写体肋骨形状より前屈姿勢で撮影された場合であれば、同程度の前屈姿勢になるように肋骨形状を変形することをいう。「変形」は、3次元の肋骨形状を変形した後、3次元の肋骨形状の変形に応じて、その3次元の肋骨形状を投影した2次元の胸部画像も、3次元的な変形に応じて2次元上の画像を変形することである。また、「少なくとも1つを変形する」とは、第1と第2の3次元の被写体肋骨形状のどちらか一方を変形して他方に合わせるような変形と、双方を変形して同じ形状になるような変形とを含むものである。   “Deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match” means that the subject captured in the two target chest images For example, if the subject has changed its posture, and one subject's rib shape has been photographed in a forward-bend posture than the other subject's rib shape. This means that the rib shape is deformed so as to have the same degree of forward bending. “Deformation” means that after a three-dimensional rib shape is deformed, a two-dimensional chest image obtained by projecting the three-dimensional rib shape is also changed according to the three-dimensional deformation. This is to transform a two-dimensional image. “Deform at least one” means that one of the first and second three-dimensional subject rib shapes is deformed and matched to the other, and both are deformed to have the same shape. Such modifications are included.

また、変形手段が、前記肋骨の形状の変形とともに肋骨上のテクスチャを移動させて変形するものを望ましい。   Further, it is desirable that the deforming means deforms by moving the texture on the rib along with the deformation of the rib shape.

「テクスチャを移動させる」とは、3次元的な変形に伴って画像のテクスチャを移動させることいい、2次元の画像上のテクスチャを3次元的な変形に対応して移動させることを含む。   “Move the texture” means to move the texture of the image in accordance with the three-dimensional deformation, and includes to move the texture on the two-dimensional image corresponding to the three-dimensional deformation.

また、3次元肋骨形状推定手段は、前記3次元の標準肋骨形状を変形する量と前記形状変形ベクトルのパラメータとの対応を予め記憶するものが望ましい。   Preferably, the three-dimensional rib shape estimation means stores in advance the correspondence between the amount of deformation of the three-dimensional standard rib shape and the parameters of the shape deformation vector.

また、形状変形ベクトルが、撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状を主成分分析して得た主成分ベクトルであるものが望ましい。   Further, it is desirable that the shape deformation vector is a principal component vector obtained by principal component analysis of rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing.

さらに、主成分分析して得た主成分ベクトルは、
前記3次元の標準肋骨形状の肺野の大きさを変化させる成分である第1主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を前後に傾斜させる成分である第2主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を左右に傾斜させる成分である第3主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を肺野の形状の下部へ広がるように変化させる成分である第4主成分ベクトルとを含むものである。
Furthermore, the principal component vector obtained by principal component analysis is
A first principal component vector that is a component that changes the size of the lung field of the three-dimensional standard rib shape;
A second principal component vector that is a component that tilts the three-dimensional standard rib shape back and forth;
A third principal component vector that is a component that tilts the three-dimensional standard rib shape to the left and right;
And a fourth principal component vector that is a component that changes the three-dimensional standard rib shape so as to spread below the shape of the lung field.

本発明によれば、統計的な手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状とこの2次元の標準肋骨形状を変形する形状変形ベクトルと、2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状とに基づいて、2次元の標準肋骨形状が被写体の胸部画像に撮影されている肋骨形状に一致するように変形する形状変形ベクトルのパラメータを取得し、パラメータに応じて3次元の標準肋骨形状を変形することにより、2次元の胸部画像に撮影されている2次元の肋骨形状から3次元の肋骨形状を推定することが可能になる。   According to the present invention, a two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method, a shape deformation vector for deforming the two-dimensional standard rib shape, and a three-dimensional standard corresponding to the two-dimensional standard rib shape. Based on the rib shape, a parameter of a shape deformation vector that deforms so that the two-dimensional standard rib shape matches the rib shape captured in the chest image of the subject is obtained, and a three-dimensional standard rib is obtained according to the parameter. By deforming the shape, the three-dimensional rib shape can be estimated from the two-dimensional rib shape captured in the two-dimensional chest image.

また、サブトラクションの対象となる2枚の2次元の胸部画像から、それぞれ3次元の肋骨形状を推定して、3次元の肋骨形状が一致するように位置合わせをしてサブトラクションをすることによりアーチファクトを低減することが可能になる。   Also, by estimating the 3D rib shape from the two 2D chest images to be subtracted, aligning the 3D rib shape to match, and performing subtraction, artifacts can be obtained. It becomes possible to reduce.

また、3次元の肋骨上の対応する位置が一致するように肋骨形状を変形させる際に、その肋骨上のテクスチャもその変化に合わせて移動させて変形することにより、サブトラクションにより生成した肋骨除去画像上に発生するアーチファクトを少なくすることができる。   Further, when deforming the rib shape so that the corresponding positions on the three-dimensional rib coincide with each other, the rib removal image generated by subtraction is also generated by moving and deforming the texture on the rib according to the change. Artifacts generated above can be reduced.

また、3次元の標準肋骨形状を変形する量と3次元の標準肋骨形状を変形する形状変形ベクトルのパラメータとの対応を予め記憶するようにしておけば、3次元の標準肋骨形状を即座に変形させて高速に3次元の肋骨形状を推定することが可能になる。   If the correspondence between the amount of deformation of the three-dimensional standard rib shape and the parameter of the shape deformation vector for deforming the three-dimensional standard rib shape is stored in advance, the three-dimensional standard rib shape is immediately deformed. This makes it possible to estimate the three-dimensional rib shape at high speed.

また、過去に撮影された多数の胸部画像の肋骨形状を主成分分析することにより、標準形状からの変動を独立した少数の成分であらわすことができ、3次元の肋骨形状を容易に推定することが可能になる。   In addition, by analyzing the rib shape of a large number of chest images taken in the past, the variation from the standard shape can be expressed by a small number of independent components, and the three-dimensional rib shape can be easily estimated. Is possible.

さらに、成分分析して得た主成分ベクトルには、3次元の標準肋骨形状の肺野の大きさを変化させる成分と、3次元の標準肋骨形状を前後に傾斜させる成分と、3次元の標準肋骨形状を左右に傾斜させる成分と、3次元の標準肋骨形状を肺野の形状の下部へ広がるように変化させる成分とを含み、被写体の体格や体位変動など撮影時の状態が把握しやすい。   Further, the principal component vector obtained by the component analysis includes a component that changes the size of the lung field of the three-dimensional standard rib shape, a component that tilts the three-dimensional standard rib shape back and forth, and a three-dimensional standard. It includes a component that tilts the rib shape to the left and right and a component that changes the three-dimensional standard rib shape so as to spread below the shape of the lung field.

以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の画像処理装置の概略構成を示す図である。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image processing apparatus according to the present invention.

図1に示す第1の画像処理装置1は、予め撮影して得られた複数の2次元の胸部画像の肋骨形状から、統計的手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状S2Dと該2次元の標準肋骨形状を変形する形状変形ベクトルAを記憶する形状変形データ記憶手段10と、2次元の肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状S3Dを記憶する3次元の標準肋骨形状記憶手段20と、被写体を撮影して得た胸部画像Pに撮影されている2次元の被写体肋骨形状と2次元の標準肋骨形状S2Dとに基づいて、2次元の標準肋骨形状S2Dを前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する各形状変形ベクトルAのパラメータを取得するパラメータ取得手段40と、パラメータに応じて前記3次元の標準肋骨形状S3Dを変形して、被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状PS3Dを推定する3次元肋骨形状推定手段50とを備える。   The first image processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a two-dimensional standard rib shape S2D obtained by using a statistical method from the rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance, and the 2 Shape deformation data storage means 10 for storing a shape deformation vector A for deforming a three-dimensional standard rib shape, and a three-dimensional standard rib shape storage means 20 for storing a three-dimensional standard rib shape S3D corresponding to the two-dimensional rib shape. And the two-dimensional standard rib shape S2D based on the two-dimensional subject rib shape captured in the chest image P obtained by photographing the subject and the two-dimensional standard rib shape S2D. Parameter acquisition means 40 for acquiring parameters of each shape deformation vector A that is deformed so as to match the shape, and deforming the three-dimensional standard rib shape S3D according to the parameters to obtain a three-dimensional subject at the time of photographing the subject Rib shape 3D rib shape estimation means 50 for estimating PS3D.

まず、事前に、2次元の標準肋骨形状と2次元の標準肋骨形状を変形する形状変形ベクトルを求める手法について説明する。   First, a method for obtaining a two-dimensional standard rib shape and a shape deformation vector for deforming the two-dimensional standard rib shape will be described in advance.

図2に示すように多くの正常な胸部を表す胸部画像Sから、肋骨の形状(同図(B))を抽出する。肋骨の全体の形状は、肋骨の輪郭を形成する肋骨上の多数の点(特徴点、同図(B)の黒丸)を用いて表す。この肋骨の全体の形状を表す形状ベクトルXは、例えば、「Peter de Souza, “Automatic Rib Detection in Chest Radiographs”, Computer Vision, Graphics and image Processing 23, 129-161 (1983)」に記載されているようなエッジ抽出フィルタや放物線検出するハフ変換などにより肋骨形状を検出する手法を用いて、肋骨上の100個の点を抽出し、この100個の点の座標(x,y)を順次並べたベクトルとして、式(1)のように表すことができる。

Figure 2006175057
As shown in FIG. 2, the rib shape (FIG. 2B) is extracted from the chest image S representing many normal breasts. The overall shape of the rib is expressed using a number of points on the rib that form the outline of the rib (feature points, black circles in FIG. 5B). The shape vector X representing the entire shape of the rib is described in, for example, “Peter de Souza,“ Automatic Rib Detection in Chest Radiographs ”, Computer Vision, Graphics and image Processing 23, 129-161 (1983)”. 100 points on the ribs are extracted by using a method of detecting the rib shape by an edge extraction filter or a Hough transform for detecting a parabola, and the coordinates (x, y) of the 100 points are sequentially arranged. As a vector, it can be expressed as in equation (1).
Figure 2006175057

そこで、過去撮影された正常な胸部を表す胸部画像Sを数多く集め、上記式(1)で表される形状ベクトルを抽出して、形状ベクトルに対して主成分分析(具体的には、文献[Matthew Turk,Alex Pentland,Eigenfaces for Recognition,Journal of Cognitive Neuroscience,vol.3,num1,1991]に記載されている主成分分析の手法を用いることができる。)を行って主成分ベクトルを求めることにより、蓄積されている胸部画像Sの肋骨形状を独立した少数のベクトル成分で表すことができる。   Therefore, a large number of chest images S representing normal chest images taken in the past are collected, the shape vector represented by the above equation (1) is extracted, and the principal component analysis (specifically, the literature [ The principal component analysis method described in Matthew Turk, Alex Pentland, Eigenfaces for Recognition, Journal of Cognitive Neuroscience, vol. 3, num1, 1991] can be used.) The rib shape of the accumulated chest image S can be represented by a small number of independent vector components.

ここでは、本出願人が特願2004-009363で提案しているように、肋骨の平均形状を表す平均形状ベクトルXbと、胸部画像の形状ベクトルXと平均形状ベクトルXbとの差分(つまり、標準形状からの変化)を表す差分ベクトルX−Xbを求め、差分ベクトルを主成分分析して、主成分ベクトルを求める方法について説明する。肋骨モデル形状Mは、差分ベクトルX−Xbを主成分分析して得られた第1〜第nまでの主成分ベクトルAi(i=1,2,・・・,n)と、平均形状ベクトルXbを用いて、平均形状ベクトルXbを変形させた複数の肋骨モデル形状を得る。各肋骨モデル形状は式(2)のように表すことができる。

Figure 2006175057
Here, as proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2004-009363, the average shape vector Xb representing the average shape of the ribs, and the difference between the shape vector X of the chest image and the average shape vector Xb (that is, standard A method of obtaining a principal component vector by obtaining a difference vector X-Xb representing a change from the shape and performing principal component analysis on the difference vector will be described. The rib model shape M includes first to n-th principal component vectors Ai (i = 1, 2,..., N) obtained by principal component analysis of the difference vector X-Xb, and an average shape vector Xb. Are used to obtain a plurality of rib model shapes obtained by deforming the average shape vector Xb. Each rib model shape can be expressed as shown in Equation (2).
Figure 2006175057

ここで、αiは各主成分ベクトルに対するパラメータである。この主成分ベクトルに対するパラメータを以下肋骨生成パラメータという。また、この肋骨の平均形状を2次元の標準肋骨形状S2Dとして以下説明する。   Here, αi is a parameter for each principal component vector. The parameter for this principal component vector is hereinafter referred to as a rib generation parameter. The average shape of the ribs will be described below as a two-dimensional standard rib shape S2D.

例えば、図3に示すように、N枚の2次元の胸部画像から得られた肋骨形状から平均形状(標準肋骨形状S2D)を取得し(同図(a))、平均形状と肋骨形状の差分ベクトルについて主成分分析を行なった結果得られた各主成分ベクトルAi(i=1,2,・・・,n)は、同図(b)、(c)に示すように、第1主成分ベクトルは2次元の標準肋骨形状S2Dを同図(b)の矢印の方向に拡げる成分として現れ、第2主成分ベクトルは2次元の標準肋骨形状S2Dを同図(c)の矢印の方向に拡げる成分として現れる。この主成分ベクトルを、2次元の標準肋骨形状S2Dを変形する形状変形ベクトルAとして得て、2次元の標準肋骨形状S2Dとともに形状変形データ記憶手段10に記憶する。   For example, as shown in FIG. 3, the average shape (standard rib shape S2D) is obtained from the rib shape obtained from N two-dimensional chest images ((a) in the figure), and the difference between the average shape and the rib shape is obtained. Each principal component vector Ai (i = 1, 2,..., N) obtained as a result of the principal component analysis of the vector is represented by the first principal component as shown in FIGS. The vector appears as a component that expands the two-dimensional standard rib shape S2D in the direction of the arrow in (b). The second principal component vector expands the two-dimensional standard rib shape S2D in the direction of the arrow in (c). Appears as an ingredient. This principal component vector is obtained as a shape deformation vector A for deforming the two-dimensional standard rib shape S2D, and is stored in the shape deformation data storage means 10 together with the two-dimensional standard rib shape S2D.

次に、3次元の標準肋骨形状を求める手法と、3次元の標準肋骨形状を2次元の標準肋骨形状に対応させる手法について説明する。まず、CTやMRIなどにより取得された断層画像群から肋骨形状を抽出し、断層画像を撮影した間隔に基づいて3次元の肋骨形状を求める。このようにして、多くの被写体を撮影した断層画像から3次元の肋骨形状を求め、この3次元の肋骨形状の平均形状を3次元の標準肋骨形状S3Dとして用いる。過去撮影された2次元の胸部画像から得た2次元の肋骨の平均形状と3次元の肋骨の平均形状とは、統計的な観点からすると、3次元の標準肋骨形状S3Dを2次元に投影したものが2次元の標準肋骨形状S2Dと略一致すると考えられる。そこで、2次元の標準肋骨形状S2Dと、3次元の肋骨の標準肋骨形状S3Dを2次元平面に投影させた形状に基づいて、それぞれ対応する位置を求める。例えば、図4に示めすように、図2(B)に示めすような肋骨上の特徴点と3次元の肋骨の標準肋骨形状S3Dとを対応させ、2次元の標準肋骨形状S2DのXY平面上の各特徴点(q1、q2、q3、q4、・・・)に対応する3次元の標準肋骨形状S3Dの奥行き方向(Z方向、z1、z2、z3、z4、・・・)の値を求め、3次元の標準肋骨形状S3Dを2次元の平面上の特徴点(2次元の標準肋骨形状S2Dの特徴点)の位置とその奥行き方向の値を用いて表して3次元標準肋骨形状記憶手段20に記憶する。   Next, a method for obtaining a three-dimensional standard rib shape and a method for associating the three-dimensional standard rib shape with a two-dimensional standard rib shape will be described. First, a rib shape is extracted from a tomographic image group acquired by CT, MRI, or the like, and a three-dimensional rib shape is obtained based on the interval at which the tomographic images are taken. In this way, a three-dimensional rib shape is obtained from tomographic images obtained by photographing many subjects, and the average shape of the three-dimensional rib shape is used as the three-dimensional standard rib shape S3D. From the statistical point of view, the average shape of the two-dimensional ribs and the average shape of the three-dimensional ribs obtained from the two-dimensional chest images taken in the past are the projection of the three-dimensional standard rib shape S3D in two dimensions. It is considered that the object is substantially identical to the two-dimensional standard rib shape S2D. Accordingly, the corresponding positions are obtained based on the shapes obtained by projecting the two-dimensional standard rib shape S2D and the three-dimensional standard rib shape S3D on the two-dimensional plane. For example, as shown in FIG. 4, the feature points on the ribs as shown in FIG. 2B correspond to the standard rib shape S3D of the three-dimensional rib, and the XY plane of the two-dimensional standard rib shape S2D. The depth direction values (Z direction, z1, z2, z3, z4,...) Of the three-dimensional standard rib shape S3D corresponding to the above feature points (q1, q2, q3, q4,...) The three-dimensional standard rib shape storage means is obtained by expressing the three-dimensional standard rib shape S3D using the position of the feature point on the two-dimensional plane (the feature point of the two-dimensional standard rib shape S2D) and the value in the depth direction thereof. 20 stored.

パラメータ取得手段40は、被写体を撮影した2次元の被写体胸部画像Pから被写体肋骨形状を抽出して、2次元の標準肋骨形状S2Dを変形する形状変形ベクトルAのパラメータ(以下、肋骨生成パラメータという)を取得する。   The parameter acquisition means 40 extracts the subject rib shape from the two-dimensional subject chest image P obtained by photographing the subject and deforms the two-dimensional standard rib shape S2D (hereinafter referred to as a rib generation parameter). To get.

本実施の形態では、パラメータ取得手段40は、予め肋骨モデル画像Mを多数生成して記憶しておき、その中から胸部画像Pから抽出した被写体肋骨形状に最も類似した肋骨形状を持つ肋骨モデル画像Mを探索し、探索された肋骨モデル画像Mに応じて肋骨生成パラメータを求める方法について説明する。   In the present embodiment, the parameter acquisition means 40 generates and stores a large number of rib model images M in advance, and the rib model image having the rib shape most similar to the subject rib shape extracted from the chest image P from among them. A method of searching for M and obtaining a rib generation parameter according to the searched rib model image M will be described.

図5に示すように、パラメータ取得手段4は、肋骨モデル画像Mを記憶する肋骨データベース41と胸部画像Pから被写体肋骨形状を抽出する肋骨形状抽出手段42と肋骨モデル画像Mの中から被写体肋骨形状に最も類似した肋骨形状を持つ肋骨モデル画像Mを探索して肋骨形状推定する肋骨形状推定手段43とを備える。   As shown in FIG. 5, the parameter acquisition unit 4 includes a rib database 41 that stores the rib model image M, a rib shape extraction unit 42 that extracts a subject rib shape from the chest image P, and a subject rib shape from the rib model image M. And a rib shape estimating means 43 for searching the rib model image M having the rib shape most similar to the above and estimating the rib shape.

まず、前記式(2)における肋骨生成パラメータαiを様々に振って、図2に示すように、肋骨モデル形状を多数生成(同図(D)参照)して肋骨データベース41に記憶する。具体的には、例えば、肋骨生成パラメータαiは、蓄積された画像の正常な肋骨形状から得られる肋骨生成パラメータαiの最大値と最小値の間で等間隔に割り振るようにしてもよい。   First, the rib generation parameter αi in the equation (2) is varied in various ways, and a large number of rib model shapes are generated (see FIG. 2D) and stored in the rib database 41 as shown in FIG. Specifically, for example, the rib generation parameter αi may be allocated at equal intervals between the maximum value and the minimum value of the rib generation parameter αi obtained from the normal rib shape of the accumulated image.

このようにして、正常な肋骨形状に表れる、例えば、肋骨形状の肺野の大きさや肋骨間の幅などの特徴を徐々に変えた肋骨モデル形状を網羅的に生成して、この肋骨モデル形状を有する画像を肋骨モデル画像Mとして多数用意する。このようにして生成された多数の肋骨モデル画像Mは、この肋骨モデル形状を生成した際に用いた肋骨生成パラメータαiのデータを一緒に肋骨データベース41に記憶する。肋骨モデル画像Mは骨部と肺野軟部のテクスチャが異なる画像であればよく、例えば、骨部が白いテクスチャをもち、肺野軟部がグレーのテクスチャを持ったものでもよい。被写体を撮影した胸部画像Pの被写体肋骨形状に近似した形状を探索することができるようにするために、肋骨モデル画像Mは多数用意することが望まれる(例えば、1000枚以上)。   In this way, a rib model shape that appears in a normal rib shape, for example, gradually changing features such as the size of the lung field of the rib shape and the width between ribs, is comprehensively generated, and this rib model shape is A large number of images are prepared as rib model images M. The multiple rib model images M generated in this way store the rib generation parameter αi data used when generating the rib model shape together in the rib database 41. The rib model image M may be an image in which the bone portion and the lung field soft portion have different textures. For example, the bone portion may have a white texture and the lung field soft portion may have a gray texture. It is desirable to prepare a large number of rib model images M (for example, 1000 or more) so that a shape approximate to the rib shape of the subject in the chest image P obtained by photographing the subject can be searched.

また、肋骨データベース41は、検索を確実あるいは高速に処理するための構造を持つデータベースの管理用ソフトウェアを備えるように構成し、肋骨モデル画像Mの対象となる性別、年齢、人種等の情報と関連付けて管理し、多数に肋骨モデル画像Mの中から類似した肋骨形状が探索しやすいように記憶管理するものが望ましい。   Further, the rib database 41 is configured to include database management software having a structure for processing the search reliably or at high speed, and includes information such as gender, age, race, and the like targeted for the rib model image M. It is desirable to manage them in association with each other and to store and manage them so that a number of similar rib shapes can be easily searched from among the rib model images M.

これより、本実施形態におけるパラメータ取得手段40の流れについて、図6のフローチャートに従って説明する。   From now on, the flow of the parameter acquisition means 40 in this embodiment is demonstrated according to the flowchart of FIG.

まず、肋骨形状抽出手段42により、被写体を撮影した胸部画像Pに対して肋骨を強調するフィルタを用いて肋骨強調画像を作成して、肋骨形状を抽出する。肋骨を強調するフィルタとは、肋骨に適した太さと方向を持つ棒状のものを強調するようにフィルタ係数を調整した画像処理フィルタのことで、例えば、図7に示すようなフィルタ係数を持つものである。このフィルタの場合、横方向の棒状の構造に対しては値が大きくなり、縦方向の棒状構造に対しては感度を持たず、横方向の構造でも長い構造であるほど値が大きくなるものであるが、このフィルタを回転させ、色々な方向のフィルタを作成し、それらのフィルタ出力値の最大値を取って肋骨強調画像を作成する(S100)。   First, the rib shape extraction means 42 creates a rib-weighted image using a filter that emphasizes the ribs on the chest image P obtained by photographing the subject, and extracts the rib shape. The filter that emphasizes the rib is an image processing filter in which the filter coefficient is adjusted so as to emphasize a rod-shaped object having a thickness and direction suitable for the rib. For example, a filter having a filter coefficient as shown in FIG. It is. In the case of this filter, the value is large for the horizontal bar-shaped structure, has no sensitivity to the vertical bar-shaped structure, and the value increases as the structure in the horizontal direction is longer. However, the filter is rotated to create filters in various directions, and the maximum value of the filter output values is taken to create a rib-enhanced image (S100).

次に、肋骨データベース41に記憶されている肋骨モデル画像Mに対しても、上記肋骨を強調するフィルタを用いた肋骨強調処理を施し、肋骨強調画像を作成する(S101)。   Next, the rib model image M stored in the rib database 41 is also subjected to rib emphasis processing using the filter for emphasizing the ribs to create a rib emphasis image (S101).

そこで、肋骨形状推定手段43は、胸部画像Pの肋骨形状を強調した肋骨強調画像と肋骨データベース41に記憶されている肋骨モデル画像Mの肋骨形状を強調した肋骨強調画像との相関を求め、相関が最大となる肋骨モデル画像Mの中から探索し、相関が最大となる肋骨モデル画像Mの肋骨形状を胸部画像Pに撮影された被写体肋骨形状として推定する。   Therefore, the rib shape estimation means 43 obtains a correlation between the rib emphasized image in which the rib shape of the chest image P is emphasized and the rib emphasized image in which the rib shape of the rib model image M stored in the rib database 41 is emphasized. Is searched from the rib model image M with the maximum correlation, and the rib shape of the rib model image M with the maximum correlation is estimated as the subject rib shape captured in the chest image P.

具体的には、胸部画像Pの肋骨強調画像と肋骨モデル画像Mの肋骨強調画像との相関を正規化相互相関用いて求める(S102)。正規化相互相関は、胸部画像Pの肋骨強調画像に含まれる画素の画素値I(x、y)と、肋骨モデル画像Mの肋骨強調画像に含まれる画素の画素値I(x、y)とすると、式(3)のように表される。

Figure 2006175057
Specifically, the correlation between the rib-enhanced image of the chest image P and the rib-enhanced image of the rib model image M is obtained using normalized cross-correlation (S102). Normalized cross-correlation, chest image pixel values of pixels included in the rib enhanced image of P I 1 (x, y) and the pixel values of pixels included in the rib enhanced image ribs model image M I 2 (x, y ), It is expressed as in equation (3).
Figure 2006175057

得られた正規化相互相関の値より、最も類似した肋骨モデル画像Mの肋骨形状を、胸部画像Pの肋骨形状として推定する(S103)。そこで、最も類似する肋骨モデル画像Mの肋骨生成パラメータαiを、被写体肋骨形状の肋骨生成パラメータとして肋骨データベース41から取得する(S104)。   From the obtained normalized cross-correlation value, the most similar rib shape of the rib model image M is estimated as the rib shape of the chest image P (S103). Therefore, the rib generation parameter αi of the most similar rib model image M is acquired from the rib database 41 as the rib generation parameter of the subject rib shape (S104).

ところで、2次元の標準肋骨形状S2Dを形状変形ベクトルA、つまり主成分ベクトルを用いて変形した形状と、3次元の標準肋骨形状S3Dの大きさや傾き(前後左右)を変えて2次元平面上に投影した形状とを比較すると、(1)第1主成分ベクトルは、3次元の標準肋骨形状の肺野の大きさを変化させる成分であり、(2) 第2主成分ベクトルは、3次元の標準肋骨形状を前後に傾斜させる成分であり、(3) 第3主成分ベクトルは、3次元の標準肋骨形状を左右に傾斜させる成分であり、(4) 第4主成分ベクトルは、3次元の標準肋骨形状を肺野の形状の下部へ広がるように変化させる成分であることがわかる。これらの主成分ベクトルは、胸部画像の撮影を行う際、胸部画像の肋骨形状が決まる主要要因である被写体の体格や姿勢による変化と一致する。形状変形ベクトルのパラメータ(肋骨生成パラメータ)は、3次元の標準肋骨形状の全体の大きさを大きくしたり、前後の傾きを変えたり、左右の傾きを変えたり、肺野の形状の下部へ広げることによる変形に対応させることができる。例えば、第2主成分ベクトルは前後の傾きを表す成分であるが、第2主成分ベクトルの骨生成パラメータの値が「100」であれば、傾斜は3度であるというように対応付けて記憶する。   By the way, the two-dimensional standard rib shape S2D is deformed using the shape deformation vector A, that is, the main component vector, and the size and inclination (front and rear, left and right) of the three-dimensional standard rib shape S3D are changed to a two-dimensional plane. When compared with the projected shape, (1) the first principal component vector is a component that changes the size of the lung field of the three-dimensional standard rib shape, and (2) the second principal component vector is the three-dimensional (3) The third principal component vector is a component that tilts the three-dimensional standard rib shape to the left and right. (4) The fourth principal component vector is a three-dimensional component. It can be seen that it is a component that changes the standard rib shape so as to spread below the shape of the lung field. These principal component vectors coincide with changes due to the physique and posture of the subject, which are the main factors that determine the rib shape of the chest image when the chest image is taken. The shape deformation vector parameter (rib generation parameter) increases the overall size of the three-dimensional standard rib shape, changes the forward / backward inclination, changes the left / right inclination, and extends to the lower part of the lung field shape. It is possible to cope with deformation caused by this. For example, although the second principal component vector is a component representing the front-rear inclination, if the value of the bone generation parameter of the second principal component vector is “100”, the inclination is stored in association so that the inclination is 3 degrees. To do.

3次元の肋骨形状は、図4に示すように、2次元の肋骨形状上の特徴点(図2(b)参照)と対応するように各特徴点の2次元の平面(XY平面)上の座標値とその特徴点の奥行き方向の成分(Z方向の値)を用いて表わされるが、3次元肋骨形状推定手段50は、前述のようして得られた肋骨生成パラメータαiに応じて、3次元の標準肋骨形状S3Dの大きさを変えたり、前後左右に傾けて被写体の3次元の肋骨形状を求める。   As shown in FIG. 4, the three-dimensional rib shape is on the two-dimensional plane (XY plane) of each feature point so as to correspond to the feature points on the two-dimensional rib shape (see FIG. 2 (b)). The three-dimensional rib shape estimation means 50 is expressed by using the coordinate value and the component in the depth direction of the feature point (value in the Z direction) according to the rib generation parameter αi obtained as described above. The size of the three-dimensional standard rib shape S3D is changed, or the three-dimensional rib shape of the subject is obtained by tilting back and forth and right and left.

以上、詳細に説明したように、統計的な手法を用いることにより、2次元の胸部画像の肋骨形状から、被写体の3次元の肋骨形状を推定することが可能である。   As described above in detail, the three-dimensional rib shape of the subject can be estimated from the rib shape of the two-dimensional chest image by using a statistical method.

次に、第2の実施の形態では、上述の2次元の胸部画像から3次元の肋骨形状を推定する方法を用いて、サブトラクションをする際の位置合せを行う方法について説明する。前述に実施の形態と同一の構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。   Next, in the second embodiment, a method of performing alignment when performing subtraction will be described using the above-described method of estimating a three-dimensional rib shape from a two-dimensional chest image. The same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and the detailed description is omitted.

図8に示す第2の画像処理装置2は、第1の画像処理装置1と、差分処理の対象となる被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、3次元肋骨形状推定手段50を用いて第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得手段60と、対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、3次元肋骨形状推定手段を用いて第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得手段70と、第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように2枚の対象胸部画像のうち一方を変形する変形手段80と、変形後に2枚の対象胸部画像から差分画像を生成する差分画像取得手段90とを備える。   The second image processing device 2 shown in FIG. 8 is the same as the first image processing device 1 and one target chest image of two different target chest images obtained by photographing a subject to be subjected to difference processing. The first subject rib shape acquisition unit 60 that acquires the first three-dimensional subject rib shape using the three-dimensional rib shape estimation unit 50, and the other target chest image among the target chest images, the three-dimensional rib Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, the second subject rib shape obtaining means 70 for obtaining the second three-dimensional subject rib shape using the shape estimation means, and the first and second Deformation means 80 for deforming one of the two target chest images so that the three-dimensional subject rib shapes match, and difference image acquisition means 90 for generating a difference image from the two target chest images after the deformation. Prepare.

また、第1の画像処理装置1は、形状変形データ記憶手段10と、3次元標準肋骨形状記憶手段20と、パラメータ取得手段40と、3次元肋骨形状推定手段50とを備える。   The first image processing apparatus 1 includes a shape deformation data storage unit 10, a three-dimensional standard rib shape storage unit 20, a parameter acquisition unit 40, and a three-dimensional rib shape estimation unit 50.

本実施の形態では、経時サブトラクション処理を施して肋骨を除去する場合について具体的に説明する。肺がん等の疾患のある被写体の病変部の変化を観察する際には、過去画像と現在画像に対して経時サブトラクション処理を施して肋骨を除去して軟部のみの変化を観察することが行われる。しかし、過去と現在の撮影時に同じ姿勢で被写体を撮影をするのは難しく、多くの場合は過去と現在の撮影時では姿勢が変わり肋骨形状が異なった状態で撮影される。そのため、過去画像と現在画像をそのまま経時差分トラクションを行うと肋骨形状の変化に起因したアーチファクトが生じる。そこで、アーチファクトを低減するために、過去撮影した胸部画像の被写体の肋骨形状と、現在撮影した胸部画像の被写体の肋骨形状に位置合せ後にサブトラクション処理を施す。   In the present embodiment, a case where the temporal subtraction process is performed to remove the ribs will be specifically described. When observing a change in a lesion part of a subject having a disease such as lung cancer, a temporal subtraction process is performed on the past image and the current image to remove the ribs and observe only the change in the soft part. However, it is difficult to photograph the subject with the same posture at the past and the current photographing, and in many cases, the posture is changed between the past and the current photographing, and the rib shape is photographed differently. Therefore, if time-dependent differential traction is performed on the past image and the current image as they are, artifacts due to changes in the rib shape occur. Therefore, in order to reduce artifacts, subtraction processing is performed after aligning the rib shape of the subject of the chest image captured in the past with the rib shape of the subject of the currently captured chest image.

まず、第1の被写体肋骨形状取得手段60は、過去の胸部画像P1を対象胸部画像として第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する。はじめに、第1の画像処理装置のパラメータ取得手段40により胸部画像P1から被写体肋骨形状を抽出し、肋骨データベース41の中から抽出した被写体肋骨形状に最も類似する肋骨モデル画像Mを探索し、この肋骨モデル画像Mに対応する肋骨生成パラメータαiを取得する。次に、第1の画像処理装置の3次元肋骨形状推定手段50を用いて、取得した肋骨生成パラメータαiに応じた第1の3次元の被写体肋骨形状を求める。   First, the first subject rib shape acquisition means 60 acquires the first three-dimensional subject rib shape using the past chest image P1 as the target chest image. First, the subject rib shape is extracted from the chest image P1 by the parameter acquisition means 40 of the first image processing apparatus, the rib model image M most similar to the extracted subject rib shape is searched from the rib database 41, and this rib is searched. The rib generation parameter αi corresponding to the model image M is acquired. Next, the first three-dimensional subject rib shape corresponding to the acquired rib generation parameter αi is obtained using the three-dimensional rib shape estimating means 50 of the first image processing apparatus.

同様に、第2の被写体肋骨形状取得手段70では、現在の胸部画像P2を対象胸部画像として、パラメータ取得手段40により肋骨生成パラメータαiを取得し、3次元肋骨形状推定手段50を用いて、取得した肋骨生成パラメータαiに応じた第2の3次元の被写体肋骨形状を求める。   Similarly, the second subject rib shape acquisition unit 70 uses the current chest image P2 as the target chest image, acquires the rib generation parameter αi by the parameter acquisition unit 40, and acquires it using the three-dimensional rib shape estimation unit 50. A second three-dimensional subject rib shape corresponding to the calculated rib generation parameter αi is obtained.

第1、第2の被写体肋骨形状取得手段60、70で求めた第1、第2の3次元の肋骨形状上の特徴点はそれぞれ対応するので、変形手段80は、過去の胸部画像P1から得た第1の3次元の被写体肋骨形状の特徴点と現在の胸部画像P2から得た第2の3次元の被写体肋骨形状の特徴点の位置が一致するように第1の3次元の被写体肋骨形状を変形する。   Since the first and second three-dimensional rib shape feature points obtained by the first and second subject rib shape acquisition means 60 and 70 correspond to each other, the deforming means 80 is obtained from the past chest image P1. The first three-dimensional subject rib shape feature point matches the position of the second three-dimensional subject rib shape feature point obtained from the current chest image P2. Transform.

本実施の形態では過去と現在の胸部画像から差分画像を取得するので、胸部画像P2の特徴点の位置と胸部画像P1の特徴点の位置とが一致するように2次元平面上で変形を行う。   In the present embodiment, since a difference image is acquired from the past and current chest images, deformation is performed on the two-dimensional plane so that the positions of the feature points of the chest image P2 coincide with the positions of the feature points of the chest image P1. .

図9に示すように、第1の3次元の被写体肋骨形状上の特徴点(黒丸)を2次元平面上に投影すると(同図(a))、胸部画像P1の肋骨形状と略一致する。そこで、第1の被写体肋骨形状取得手段60で得た3次元の被写体肋骨形状を2次元平面上に投影した特徴点を胸部画像P1に重ね合わせて、胸部画像P1上の特徴点の位置を求める。同様に、第7の被写体肋骨形状取得手段70で得た第2の3次元の被写体肋骨形状を2次元平面上に投影して胸部画像P2上の特徴点の位置を求め、図10に示すように、胸部画像P1上の特徴点の位置と胸部画像P2上の特徴点の位置が一致するように、過去の胸部画像P1の特徴点の位置の画像を現在の胸部画像P2の特徴点の位置に一致するようにワーピングする。このとき、胸部画像P1の肋骨上のテクスチャもワーピングに伴って移動させて過去の胸部画像P1を変形した画像を生成する。   As shown in FIG. 9, when a feature point (black circle) on the first three-dimensional subject rib shape is projected on a two-dimensional plane (FIG. 9A), it substantially matches the rib shape of the chest image P1. Therefore, the feature point obtained by projecting the three-dimensional subject rib shape obtained by the first subject rib shape acquisition means 60 onto the two-dimensional plane is superimposed on the chest image P1, and the position of the feature point on the chest image P1 is obtained. . Similarly, the position of the feature point on the chest image P2 is obtained by projecting the second three-dimensional subject rib shape obtained by the seventh subject rib shape obtaining means 70 on the two-dimensional plane, as shown in FIG. In addition, the image of the position of the feature point of the past chest image P1 is the position of the feature point of the current chest image P2 so that the position of the feature point on the chest image P1 matches the position of the feature point on the chest image P2. Warping to match. At this time, the texture on the ribs of the chest image P1 is also moved along with warping to generate an image obtained by deforming the past chest image P1.

しかし、被写体の姿勢によって3次元の肋骨形状が過去と現在で違う場合には、図11に示すように、前肋骨と後肋骨の位置関係がかわるため、肋骨が重なって撮影される箇所の位置も違ってくるため、肋骨の重なる箇所のテクスチャの濃度はそのまま画像のテクスチャをワーピングさせたものとは一致しない。そこで、肋骨の重なった箇所のテクスチャは周囲の肋骨のテクスチャの濃度から推定する。例えば、図11(b)に示すように、重なり箇所のQL=100で、その周囲にある骨A=20、骨B=60のとき、重なりにおける骨の濃度を、骨A,Bの寄与と同じ比率となるように求める。従って、ワーピング後においても重なった箇所の寄与率を骨A:骨B=25:75として重なった箇所の濃度を求める。   However, when the three-dimensional rib shape differs between the past and the present depending on the posture of the subject, the positional relationship between the anterior rib and the posterior rib changes as shown in FIG. Therefore, the density of the texture where the ribs overlap is not the same as the warped image texture. Therefore, the texture of the overlapping part of the ribs is estimated from the density of the texture of the surrounding ribs. For example, as shown in FIG. 11 (b), when QL = 100 of the overlapping portion and the surrounding bone A = 20 and bone B = 60, the bone density in the overlapping is defined as the contribution of bones A and B. Ask for the same ratio. Therefore, the density of the overlapped portion is determined by setting the contribution ratio of the overlapped portion even after warping as bone A: bone B = 25: 75.

差分画像取得手段90は、過去の胸部画像P2を変形した画像と現在の胸部画像P2にたいしてサブトラクション処理を施して差分画像を取得する。   The difference image acquisition means 90 performs a subtraction process on the image obtained by deforming the previous chest image P2 and the current chest image P2, and acquires a difference image.

上述では、過去の胸部画像を現在の胸部画像を合わせる場合について説明したが、現在の胸部画像を過去の胸部画像に合わせるようにしてもよい。あるいは、両方の胸部画像が同じ形状になるように両方の胸部画像を変形してもよい。   In the above description, the past chest image is matched with the current chest image. However, the current chest image may be matched with the past chest image. Alternatively, both chest images may be deformed so that both chest images have the same shape.

以上、詳細に説明したように、2次元の胸部画像から3次元の肋骨形状を取得し、位置合せを行う際にも、3次元の肋骨形状上の点が一致するように変形することによりアーチファクトのない差分画像を生成することが可能になる。   As described above in detail, when acquiring a three-dimensional rib shape from a two-dimensional chest image and performing alignment, the artifacts are deformed so that the points on the three-dimensional rib shape coincide with each other. It is possible to generate a difference image without any difference.

第1の実施形態における第1の画像処理装置の概略構成を示す図1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a first image processing apparatus according to a first embodiment. 主成分分析により肋骨モデル画像を生成する方法を説明するための図The figure for demonstrating the method of producing a rib model image by principal component analysis 肋骨の平均形状と主成分ベクトルとを示す図The figure which shows the average shape and principal component vector of the rib 3次元の肋骨形状を示す図Diagram showing 3D rib shape パラメータ取得手段の構成を示す図The figure which shows the structure of the parameter acquisition means パラメータ取得手段の処理の流れを示すフローチャートFlowchart showing the flow of processing of parameter acquisition means 肋骨を強調するようにフィルタの一例An example of a filter to emphasize the ribs 第2の実施形態における第2の画像処理装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the 2nd image processing apparatus in 2nd Embodiment. 3次元の肋骨形状を2次元の平面に投影する方法を説明するための図The figure for demonstrating the method of projecting a three-dimensional rib shape on a two-dimensional plane 3次元的な肋骨形状の変化を考慮してワーピングする方法を説明するための図The figure for demonstrating the method of warping in consideration of the change of a three-dimensional rib shape 3次元の肋骨形状が変化したときの2次元画像上で肋骨の重なる位置が変化する様子を示す図The figure which shows a mode that the position where a rib overlaps changes on a two-dimensional image when a three-dimensional rib shape changes.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の画像処理装置
2 第2の画像処理装置
10 形状変形データ記憶手段
20 3次元標準肋骨形状記憶手段
40 パラメータ取得手段
41 肋骨データベース
42 肋骨形状抽出手段
43 肋骨形状推定手段
50 3次元肋骨形状推定手段
60 第1の被写体肋骨形状取得手段
70 第2の被写体肋骨形状取得手段
80 変形手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st image processing apparatus 2 2nd image processing apparatus 10 Shape deformation data memory | storage means 20 3D standard rib shape memory | storage means 40 Parameter acquisition means 41 Radius database 42 Radius shape extraction means 43 Radius shape estimation means 50 3D rib shape Estimation means 60 First subject rib shape acquisition means 70 Second subject rib shape acquisition means 80 Deformation means

Claims (10)

予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から、統計的手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状と該2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルを記憶する形状変形データ記憶手段と、
前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を記憶する3次元標準肋骨形状記憶手段と、
被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状と前記2次元の標準肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記各形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータに応じて前記3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
A two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method and a plurality of shape deformation vectors for deforming the two-dimensional standard rib shape are stored from rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance. Shape deformation data storage means,
Three-dimensional standard rib shape storage means for storing a three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape;
Based on the two-dimensional subject rib shape captured in the subject chest image obtained by photographing the subject and the two-dimensional standard rib shape, the two-dimensional standard rib shape is changed to the two-dimensional subject rib shape. Parameter acquisition means for acquiring parameters of the respective shape deformation vectors that are deformed so as to coincide;
An image processing apparatus comprising: a three-dimensional rib shape estimating unit that deforms the three-dimensional standard rib shape according to the parameter and estimates a three-dimensional subject rib shape at the time of photographing the subject. .
差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得手段と、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得手段と、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The first three-dimensional subject rib shape is acquired by the three-dimensional rib shape estimation means for one target chest image of two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to the difference processing. First subject rib shape acquisition means;
Second subject rib shape acquisition means for acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation means for the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a deformation unit.
前記変形手段が、前記肋骨の形状の変形とともに肋骨上のテクスチャを移動させて変形することを特徴する請求項2記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 2, wherein the deformation unit is configured to move and deform a texture on the rib together with deformation of the shape of the rib. 前記3次元肋骨形状推定手段が、前記3次元の標準肋骨形状を変形する量と前記形状変形ベクトルのパラメータとの対応を予め記憶するものであることを特徴とする請求項1から3いずれか記載の画像処理装置。   4. The three-dimensional rib shape estimation means stores in advance a correspondence between an amount of deformation of the three-dimensional standard rib shape and a parameter of the shape deformation vector. Image processing apparatus. 前記形状変形ベクトルが、撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状を主成分分析して得た主成分ベクトルであることを特徴とする請求項1から4いずれか記載の画像処理装置。   5. The image processing according to claim 1, wherein the shape deformation vector is a principal component vector obtained by principal component analysis of rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing. apparatus. 前記主成分分析して得た主成分ベクトルが、
前記3次元の標準肋骨形状の肺野の大きさを変化させる成分である第1主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を前後に傾斜させる成分である第2主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を左右に傾斜させる成分である第3主成分ベクトルと、
前記3次元の標準肋骨形状を肺野の形状の下部へ広がるように変化させる成分である第4主成分ベクトルとを含むものであることを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
The principal component vector obtained by the principal component analysis is
A first principal component vector that is a component that changes the size of the lung field of the three-dimensional standard rib shape;
A second principal component vector that is a component that tilts the three-dimensional standard rib shape back and forth;
A third principal component vector that is a component that tilts the three-dimensional standard rib shape to the left and right;
6. The image processing apparatus according to claim 5, further comprising a fourth principal component vector, which is a component that changes the three-dimensional standard rib shape so as to spread below the shape of the lung field.
コンピュータを、
予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から得た2次元の標準肋骨形状と被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記複数の2次元胸部画像の肋骨形状から統計的手法を用いて得た前記2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータに応じて前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定手段として機能させるプログラム。
Computer
Based on the two-dimensional standard rib shape obtained from the rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance and the two-dimensional subject rib shape photographed on the subject chest image obtained by photographing the subject. The two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method from the rib shapes of the plurality of two-dimensional chest images deforming the two-dimensional standard rib shape to match the two-dimensional subject rib shape. Parameter acquisition means for acquiring parameters of a plurality of shape deformation vectors for deforming
The three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape is deformed in accordance with the parameter, and the three-dimensional rib shape estimation means for estimating the three-dimensional subject rib shape at the time of photographing the subject is caused to function. program.
差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得手段と、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定手段により第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得手段と、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項7記載のプログラム。
The first three-dimensional subject rib shape is acquired by the three-dimensional rib shape estimation means for one target chest image of two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to the difference processing. First subject rib shape acquisition means;
Second subject rib shape acquisition means for acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation means for the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. 8. The program according to claim 7, further comprising deformation means.
予め撮影して得られた複数の2次元胸部画像の肋骨形状から、統計的手法を用いて得た2次元の標準肋骨形状と該2次元の標準肋骨形状を変形する複数の形状変形ベクトルを記憶する形状変形データ記憶ステップと、
前記2次元の標準肋骨形状に対応する3次元の標準肋骨形状を記憶する3次元標準肋骨形状記憶ステップと、
被写体を撮影して得た被写体胸部画像に撮影されている2次元の被写体肋骨形状と前記2次元の標準肋骨形状とに基づいて、前記2次元の標準肋骨形状を前記2次元の被写体肋骨形状に一致するように変形する前記各形状変形ベクトルのパラメータを取得するパラメータ取得ステップと、
該パラメータに応じて前記3次元の標準肋骨形状を変形して、前記被写体の撮影時の3次元の被写体肋骨形状を推定する3次元肋骨形状推定ステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
A two-dimensional standard rib shape obtained by using a statistical method and a plurality of shape deformation vectors for deforming the two-dimensional standard rib shape are stored from rib shapes of a plurality of two-dimensional chest images obtained by photographing in advance. A shape deformation data storing step,
A three-dimensional standard rib shape storing step for storing a three-dimensional standard rib shape corresponding to the two-dimensional standard rib shape;
Based on the two-dimensional subject rib shape captured in the subject chest image obtained by photographing the subject and the two-dimensional standard rib shape, the two-dimensional standard rib shape is changed to the two-dimensional subject rib shape. A parameter acquisition step of acquiring parameters of each shape deformation vector that is deformed so as to match;
An image processing method comprising: a three-dimensional rib shape estimation step for deforming the three-dimensional standard rib shape according to the parameter to estimate a three-dimensional subject rib shape at the time of photographing the subject. .
差分処理の対象となる所定の被写体を撮影した異なる2枚の対象胸部画像のうち一方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定ステップにより第1の3次元の被写体肋骨形状を取得する第1の被写体肋骨形状取得ステップと、
前記2枚の対象胸部画像のうち他方の対象胸部画像に対して、前記3次元肋骨形状推定ステップにより第2の3次元の被写体肋骨形状を取得する第2の被写体肋骨形状取得ステップと、
前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状に基づいて、前記第1と第2の3次元の被写体肋骨形状が一致するように前記2枚の対象胸部画像のうち少なくとも1つを変形する変形ステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項9記載の画像処理方法。
A first three-dimensional subject rib shape is acquired by the three-dimensional rib shape estimation step with respect to one target chest image of two different target chest images obtained by photographing a predetermined subject to be subjected to difference processing. A first subject rib shape acquisition step;
A second subject rib shape acquisition step of acquiring a second three-dimensional subject rib shape by the three-dimensional rib shape estimation step with respect to the other target chest image of the two target chest images;
Based on the first and second three-dimensional subject rib shapes, deform at least one of the two target chest images so that the first and second three-dimensional subject rib shapes match. The image processing method according to claim 9, further comprising a deformation step.
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