JP2007522826A - Volume visualization method using tissue mixing - Google Patents

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Abstract

医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するための方法は、前記の医療用対象のデータ集合はデータ要素を有し、前記データ要素は2つ以上の組織を有する多次元の幾何学的空間における相対的位置にデータ値を割り当てる方法であり、パラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素について計算され、それらのパラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素の近接における周りのデータ要素のデータ値と前記の少なくとも1つのデータ要素のデータ値とに依存し、前記パラメータは組織間の境界領域に存在する前記の医療用対象のデータ集合におけるデータ要素のための前記パラメータの組み合わせと比較されることを特徴とする。
A method for calculating a relative contribution of different organizations to at least one data element in a medical object data set includes: the medical object data set includes a data element, and the data element includes two or more data elements. A method of assigning data values to relative positions in a multidimensional geometric space having tissue, wherein parameters are calculated for the at least one data element, and the parameters are in proximity of the at least one data element. The parameter for the data element in the data set of the medical object depending on the data value of the surrounding data element and the data value of the at least one data element, the parameter being present in a boundary region between tissues It is characterized by being compared with the combination of.

Description

本発明は、医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素と異なる組織の想定的寄与を計算するための方法であって、医療用対象データ集合はデータ要素を有し、データ要素は2つ以上の組織を有する多次元幾何学的空間におけるそれぞれの位置にデータ値を割り当てる、方法に関する。   The present invention is a method for calculating a hypothetical contribution of an organization different from at least one data element in a medical object data set, the medical object data set having data elements, and two data elements. The present invention relates to a method for assigning data values to respective positions in a multidimensional geometric space having the above organization.

組織混合は、例えば、文献“Partial Volume Tissue Segmentation using Grey−Level Gradient”,D.C.Williamson,N.A.Thacker,S.R.Williams and M.Pokric,MIUA 2002がその計算についての方法を開示しており、当該技術分野において周知である。一部のボリュームの影響の問題を解決するために組織混合の計算を用いることができる。その一部のボリュームの影響の問題は、異なる組織の種類の間の境界に現れるボクセルにおけるCT値の分類ミスであって、周囲の組織の不明な割合からのそのボクセルの寄与によるものである。その問題は、異なる組織又は物質が境界で接触するときはいつでも現れ、それ故、例えば、骨と柔らかい組織との間に現れるが、又、例えば、結腸において組織と空気の領域間、そして、空気、液体及び異なる種類の組織のような組み合わせにおいて現れるのである。   Tissue mixing is described in, for example, the document “Partial Volume Tissue Segmentation using Gray-Level Gradient”, D.M. C. Williamson, N .; A. Thacker, S .; R. Williams and M.M. Pokric, MIUA 2002 discloses a method for the calculation and is well known in the art. Tissue mixing calculations can be used to solve some volume impact problems. The problem of the effect of some of the volumes is a misclassification of CT values in the voxels that appear at the boundary between different tissue types, due to the contribution of that voxel from an unknown proportion of surrounding tissues. The problem appears whenever different tissues or materials come into contact at the boundary, and therefore appears, for example, between bone and soft tissue, but also, for example, between the area of tissue and air in the colon and air It appears in combinations such as liquids and different types of tissues.

本発明の目的は、組織混合を計算するための改善された方法を提供することである。これは、パラメータが少なくとも1つのデータ要素に対して計算される本発明の目的に従って達成され、それらのパラメータは、少なくとも1つのデータ要素の隣接における周囲のデータ要素のデータ値及び少なくとも1つのデータ要素のデータ値に依存し、更に、それらのパラメータは、組織間の境界領域に現れる医療用対象のデータ集合におけるデータ要素についての前記パラメータの組み合わせと比較される。   It is an object of the present invention to provide an improved method for calculating tissue mixing. This is achieved in accordance with the object of the invention in which parameters are calculated for at least one data element, which parameters are the data value of the surrounding data element in the neighborhood of the at least one data element and at least one data element In addition, the parameters are compared with the parameter combinations for the data elements in the medical object data set appearing in the boundary region between the tissues.

それ故、単一のボクセルにおける異なる組織の寄与の計算は、データ量に対して更なる測定を付加することにより効果が高められる。それらの測定は、ボクセル及びボクセルの周りの隣接ボクセルにおける階調値の勾配の値、ボクセルの周囲の隣接ボクセル数の平均階調値、異なるサイズの各々(マルチスケール方法)、及び、特定の組織遷移の種類についての予測挙動のモデルに対する、測定された階調値及び勾配の種々の値の適合化並びに手段としての最適化モデル及び適合度の使用を有する。   Therefore, the calculation of different tissue contributions in a single voxel is enhanced by adding additional measurements to the amount of data. These measurements include the gradient value of the tone value in the voxel and neighboring voxels around the voxel, the average tone value of the number of neighboring voxels around the voxel, each of the different sizes (multi-scale method), and the specific organization It includes the adaptation of various values of measured tone values and gradients to the model of predictive behavior for transition types and the use of an optimization model and goodness of fit as a means.

これについては、例えば、高強度から低強度への強度値の範囲を提供する3つの組織の種類の分割を用いて更に説明することができる。簡単明瞭化のために、選択された3つの組織の種類は、空気、柔らかい組織及びコントラストを強調する大便である。組織混合を計算する方法は、対象のデータ集合における情報に関するある種の仮定から開始する。本発明が基づく仮定は、2つの種類の組織間の縁又は境界が、例えば、一定の階調値を各々有する2つの物質間のガウス分布のスムージングされたステップエッジのようにみえることである。   This can be further explained, for example, using a division of three tissue types that provides a range of intensity values from high intensity to low intensity. For simplicity and clarity, the three selected tissue types are stool that emphasizes air, soft tissue and contrast. The method of calculating tissue mixture begins with some assumptions about the information in the data set of interest. The assumption on which the present invention is based is that the edge or boundary between the two types of tissue looks like, for example, a smoothed step edge of a Gaussian distribution between two materials each having a constant tone value.

組織遷移に対して、一モデルは、通常、勾配の大きさとして表される、階調値がどのように導き出されたかについて構成され、勾配の方向における縁といつ交わるかを変化させる。これは、最大勾配の方向に沿って勾配値及び階調値の両方をサンプリングし、階調値−勾配の大きさの関係についてのグラフを作成するためにそれらをプロットすることによりなされる。このモデルは、異なる遷移の近傍の測定の予測挙動を与え、1つの組織と他の組織との間のボクセルにおけるいずれの遷移をローバストに決定することにおいて大きな助けとなる。   For tissue transitions, a model is constructed about how the tone values are derived, usually expressed as the magnitude of the gradient, and changes when it meets the edge in the direction of the gradient. This is done by sampling both gradient values and gradient values along the direction of the maximum gradient and plotting them to produce a graph of the gradient value-gradient magnitude relationship. This model gives the predictive behavior of measurements in the vicinity of different transitions and is a great help in determining robustly any transition in a voxel between one tissue and another.

3つの種類の組織分類においては、それら3つの異なる種類の組織の何れ2つの間で可能な3つの異なる遷移が存在する。それらは、組織の種類1及び2の間の境界、組織の種類2及び3の間の境界及び組織の種類1及び3の間の境界である。階調値は画像の境界に
おける勾配方向に沿ってサンプリングされ、この勾配方向は分離面に対して垂直である。更に高度な仮定は更に複雑なモデルに導くが、この組織混合を計算する方法についての一般的概念を変えることはない。その方法は、3つの組織間の接合又は4つ以上の組織間の遷移に対して更に一般化されることができる。
In the three types of tissue classification, there are three different transitions possible between any two of the three different types of tissue. They are the boundary between tissue types 1 and 2, the boundary between tissue types 2 and 3, and the boundary between tissue types 1 and 3. The tone values are sampled along a gradient direction at the image boundary, which is perpendicular to the separation plane. More advanced assumptions lead to more complex models, but do not change the general concept of how this tissue mixing is calculated. The method can be further generalized for junctions between three tissues or transitions between four or more tissues.

上記のモデルを用いて、何れのボクセルは、ここで、3つの遷移の1つに属すように分類されることができる。画像におけるすべてのボクセルに対して、勾配の方向が決定され、その方向に沿って、階調値及び勾配の大きさがサンプリングされる。ボクセル近傍のサンプルに最もよく対応し、そうであることで、異なる組織の種類の境界に対する本発明者の階調値−勾配の大きさの関係のプロットの適切な部分に何れのボクセルであって、その周囲にボクセルを位置付けることができる、モデルのパラメータを決定することができる。   Using the above model, any voxel can now be classified as belonging to one of the three transitions. For every voxel in the image, the gradient direction is determined, along which the tone values and gradient magnitudes are sampled. It corresponds best to samples in the vicinity of the voxel, so that any voxel in the appropriate part of the plot of our tone value-gradient magnitude relationship for the boundaries of different tissue types The parameters of the model can be determined, which can position the voxel around it.

又、これは、そのボクセル内の特定な組織混合によりボクセルを分離し、それにより、部分ボリュームの影響の問題を解決することが可能である。   It can also separate the voxels by specific tissue mixing within the voxel, thereby solving the problem of partial volume effects.

本発明の方法については、結腸における3つの組織への適用を採用して説明する。部分ボリュームの影響は、下のように理解することができる。結腸表面の周りの領域における3つの種類の物質であって、気体、組織及びコントラスト強調物質(タグ付き)を仮定する。ボクセルにおけるCT値φを、次式のように、物質寄与の線形結合としてモデル化することができる。   The method of the present invention will be described with application to three tissues in the colon. The effect of partial volume can be understood as follows. Assume three types of materials in the area around the colon surface: gas, tissue and contrast enhancing material (tagged). The CT value φ in the voxel can be modeled as a linear combination of material contributions as follows:

φ=a.μg+b.μt+c.μc
ここで、部分aは気体に、bは組織にそしてcはタグ付き物質に対応している。それらの混合部分は、図1の三角形の重心として表されることができる。これらの材料部分は、取得される間に、単一のCT値として測定される。本発明は、逆の操作を実行すること、即ち、図1bに示すような取得されたCT値から開始して物質混合を決定することを可能にする。2つの物質間の遷移は、分散σ(累積ガウス分布)を有するガウス分布のスムージングされたステップエッジのようにモデル化される。φがCT値を、|∇φ|が勾配の大きさを表すと仮定する。φの関数として|∇φ|をプロットすることによりアーチ形状の曲線が得られる。以下、その曲線をA曲線と呼び、図2bに示している。値φは物質の割合に線形に依存する。
φ = a. μg + b. μt + c. μc
Here, part a corresponds to gas, b corresponds to tissue and c corresponds to tagged material. Those mixed portions can be represented as the center of gravity of the triangle of FIG. These material portions are measured as a single CT value while being acquired. The present invention makes it possible to perform the reverse operation, i.e. to determine the substance mixture starting from the acquired CT values as shown in Fig. Ib. The transition between the two materials is modeled as a smoothed step edge of a Gaussian distribution with variance σ 2 (cumulative Gaussian distribution). Assume that φ represents the CT value and | ∇φ | represents the magnitude of the gradient. By plotting | ∇φ | as a function of φ, an arch-shaped curve is obtained. Hereinafter, this curve is referred to as an A curve and is shown in FIG. The value φ depends linearly on the proportion of the substance.

ガウス関数及びエラー関数の一般的定義は、次式のように与えられる。   The general definitions of the Gaussian function and the error function are given by

Figure 2007522826
A曲線の閉論理式は、次式のように与えられ、
A(φ;(L,H,σ))=((H−L)g/σ){(√2)erf−1(2(ψ−L)/(H−L)−1)}
限定された数のパラメータ、即ち、ステップエッジにおける2つの一定のCT値により定義され、それらの値は、図2aに示すH及びガウス分布のσである。
Figure 2007522826
The closed logical expression of the A curve is given by
A (φ; (L, H, σ)) = ((HL) g / σ) {(√2) erf −1 (2 (ψ−L) / (HL) −1)}
A limited number of parameters are defined by two constant CT values at the step edge, which are H and Gaussian distribution σ shown in FIG. 2a.

図3に示す3つの2種類の組織間の遷移を横断する例としてのプロファイルに焦点を当てるに、上方から下方への線に沿って進むことにより、A曲線における位置を追跡する。3つのA曲線であって、各々は2種類の組織間の遷移における曲線が現れている。この例においては3種類の遷移が存在するため、3種類のそのようなA曲線が存在する。この場合、3つのA曲線は、組織−気体間遷移、気体−タグ付き物質間遷移及びタグ付き物質−組織間遷移における境界の近接ボクセルに対する、階調φ及び勾配|∇φ|の組み合わせを示している。   To focus on the example profile traversing the transition between the two two types of tissue shown in FIG. 3, the position in the A curve is tracked by proceeding along the line from top to bottom. There are three A curves, each showing a curve at the transition between the two types of tissue. Since there are three types of transitions in this example, there are three types of such A curves. In this case, the three A curves show the combination of gradation φ and gradient | ∇φ | for the boundary adjacent voxels in the tissue-gas transition, gas-tagged material transition and tagged material-tissue transition. ing.

3つのモデルは、3種類の遷移を最もよく適合させるL及びHの値を選択することにより規定される。それらの値は、次の方法により決定される。
1. 全てのボクセルに対して、階調値φのCT値及び勾配|∇φ|が勾配の方向においてサンプリングされる。
本発明においては、遷移の最近接においてのみサンプリングする必要があることに留意されたい。
2. 図4に示すように、それらのCT測定に対して最もよく適合するA曲線のパラメータを決定し、2次元のヒストグラムにおいてL及びHパラメータを収集する。Lパラメータは水平軸上にプロットされ、Hパラメータは垂直軸上にプロットされる。部分ボリューム値は、A曲線のφ軸近傍には現れないため、プロットされない。
3. 気体、組織及びコントラスト強調流体の平均値は図4bの2次元ヒストグラムから決定される。L方向において、第1プロット領域1a及び1bが空気に対応することは、図4aとの比較により理解できる。この値に対してH方向における値の範囲を限定することにより、5と参照番号を付した領域は組織に対応し、3と参照番号を付した領域はタグ付き物質に対応することが理解できる。σの値は全てのA曲線のσを平均することにより評価される。点像分布関数は等方的であると仮定する。
The three models are defined by choosing L and H values that best fit the three types of transitions. These values are determined by the following method.
1. For all voxels, the CT value of the gradation value φ and the gradient | ∇φ | are sampled in the direction of the gradient.
Note that in the present invention, it is only necessary to sample at the nearest transition.
2. As shown in FIG. 4, the parameters of the A curve that best fit the CT measurements are determined and L and H parameters are collected in a two-dimensional histogram. The L parameter is plotted on the horizontal axis and the H parameter is plotted on the vertical axis. Since the partial volume value does not appear near the φ axis of the A curve, it is not plotted.
3. The average values for gas, tissue and contrast enhancing fluid are determined from the two-dimensional histogram of FIG. 4b. It can be understood from the comparison with FIG. 4a that the first plot regions 1a and 1b correspond to air in the L direction. By limiting the range of values in the H direction for this value, it can be understood that the region labeled with 5 corresponds to the tissue, and the region labeled with 3 corresponds to the tagged substance. . The value of σ is evaluated by averaging σ of all A curves. Assume that the point spread function is isotropic.

3つの遷移の各々に対するCT値特性についてのモデルは、ここで、利用可能であり、次のように、ボクセル当たりの物質の寄与を判定することが可能である。先ず、CT測定値φ、|∇φ|は、ボクセルの最近接における勾配の方向においてサンプリングされる。A曲線及びそれらの局所的測定に最もよく適合する位置は、図5に示すように、選択され、読み取られる。これは、ボクセルにより表される正確な遷移が識別されることを可能にする。   A model for the CT value characteristics for each of the three transitions is now available, and the contribution of material per voxel can be determined as follows. First, the CT measurements φ, | ∇φ | are sampled in the direction of the gradient at the closest voxel. The positions that best fit the A curves and their local measurements are selected and read as shown in FIG. This allows the exact transition represented by the voxel to be identified.

この2種類の物質の遷移モデルは、この場合、気体、組織及びタグ付き物質である、3種類の物質全てが接触する場所において組織混合の分類問題の解決を更に可能にするように拡張されることができる。3種類の物質の繊維モデルの内容は、2種類の物質の遷移モデルの内容に類似している。
この場合、気体−タグ付き物質間の遷移は、角度αで組織の遷移を横断するようにモデル化されている。拡張されたモデルは、PSFをモデル化して、局所座標x、y、角度α及びσの関数として、一次微分φ´、二次微分φ´´及び三次微分φ´´´の挙動について示していて、ここで、φ´=|∇φ|、φ´´=|∇φ´|及びφ´´´=|∇φ´´|である。先ず、接合部のステップエッジは、図6に示すように、ガウス分布σで畳み込まれている。接合部の周りの各々の位置は、図1に示す重心により捕らえられる物質の割合に対応する。ガウシアン微分フィルタを用いて接合部におけるステップエッジを畳み込むことにより、図6bに示すように、勾配の大きさが与えられる。重心の座標に対してCTの勾配の大きさ|∇φ|をプロットすることにより、図6cに示すように、P面と呼ばれるパラシュート型の面が得られる。殆んど同じ方法で、φ´´及びφ´´´の両方が重心毎に決定される。
The two-material transition model is extended to further enable the solution of the tissue mixing classification problem where all three materials are in contact, in this case gas, tissue and tagged materials. be able to. The contents of the fiber model of the three kinds of substances are similar to the contents of the transition model of the two kinds of substances.
In this case, the transition between the gas-tagged material is modeled to cross the tissue transition at an angle α. The extended model models the PSF and shows the behavior of the first derivative φ ′, the second derivative φ ″ and the third derivative φ ′ ″ as a function of the local coordinates x, y, angles α and σ. Here, φ ′ = | ∇φ |, φ ″ = | ∇φ ′ |, and φ ″ ″ = | ∇φ ″ |. First, as shown in FIG. 6, the step edge of the joint is convolved with a Gaussian distribution σ. Each position around the joint corresponds to the proportion of material captured by the center of gravity shown in FIG. Convolution of the step edge at the junction with a Gaussian differential filter gives the magnitude of the gradient, as shown in FIG. 6b. By plotting the magnitude of the CT gradient | ∇φ | against the coordinates of the center of gravity, a parachute-type surface called a P-plane is obtained as shown in FIG. 6c. In almost the same way, both φ ″ and φ ″ ″ are determined for each centroid.

上記の方法と類似する方法を用いて、そのモデルがつくられる。図6aに示すように、空気、組織及びタグ付き物質に対応するCT値L、M及びHが、上記のようにA曲線を用いて決定される。そのデータにおいてはエッジより接合部の方が少ないことを特記しておく。角度は、接合部の付着力と略適合する135°に設定されている。ボクセルにおける組織混合は、従来通りに決定される。原理的には、CT測定φ、φ´、φ´´及びφ´´´のCT測定は、ボクセルの最近接における勾配の方向でサンプリングされる。次いで、それらの局所測定(最小二乗法)に最もよく適合するP面の位置は重心を決定する。   The model is created using a method similar to that described above. As shown in FIG. 6a, CT values L, M and H corresponding to air, tissue and tagged material are determined using the A curve as described above. Note that the data has fewer joints than edges. The angle is set to 135 ° that is substantially matched with the adhesion of the joint. Tissue mixing in the voxel is determined conventionally. In principle, CT measurements of CT measurements φ, φ ′, φ ″ and φ ′ ″ are sampled in the direction of the gradient at the voxel closest. The position of the P plane that best fits these local measurements (least squares) then determines the centroid.

繊維モデルを用いることにより、攪乱の影響、例えば、ノイズに高ローバスト性を与えることができる。更に、ボクセルの最近接におけるサンプルのみを必要とする。ボクセル位置におけるCT測定は、ガウシアンカーネルを用いて畳み込むことにより取得され、キュービックスプライン補間を用いて補間される。十分に大きいサイズの値σ及び勾配方向におけるサンプリング軌道は、その方法をノイズに対してローバストにする。重要な組織表面の細部の分解能(直径≧5mmに設定された)はそのカーネルの最大サイズを決定する。σの代表的な値は1乃至2mmの範囲内にあり、勾配の方向における距離は0.3mmである。   By using the fiber model, it is possible to give a high robustness to the influence of disturbance, for example, noise. Furthermore, only the sample at the nearest voxel is required. CT measurements at voxel positions are obtained by convolution with a Gaussian kernel and interpolated using cubic spline interpolation. A sufficiently large size value σ and a sampling trajectory in the gradient direction make the method robust to noise. The resolution of critical tissue surface details (set to diameter ≧ 5 mm) determines the maximum size of the kernel. A typical value of σ is in the range of 1 to 2 mm, and the distance in the direction of the gradient is 0.3 mm.

それ故、同質の組織領域に達するまで、サンプリングすることは必要ない。これは、例外的有利点を提供する。当該技術分野において既知の組織混合を計算する他の方法は、実際には、非常に広くネットを渡し、組織の境界の最近接ではない画像における領域からボクセルを引き込む、異なるサンプリング技術を基にする。これは、調べられるオリジナルのボクセルに寄与しない種類の組織からの強い階調値をそれらの範囲外のボクセルが有するという不利点を有する。   Therefore, it is not necessary to sample until a homogeneous tissue region is reached. This provides an exceptional advantage. Other methods of calculating tissue blends known in the art are actually based on different sampling techniques that pass the net very widely and draw voxels from regions in the image that are not closest to the boundaries of the tissue. . This has the disadvantage that voxels outside those ranges have strong tone values from the type of tissue that do not contribute to the original voxel being examined.

上記の方法は、均一の組織内に位置付けられた場合、どのタイプの遷移において、オリジナルのボクセルが位置付けられたかについての情報を与えることを理解することができる。階調値及び勾配の大きさのモデル曲線におけるボクセル点の正確な位置は、どの組織がそのボクセルに寄与しているかばかりでなく、それらの相対的寄与が何であるかを特定することを可能にする。   It can be seen that the above method gives information about what type of transition the original voxel was positioned in when positioned within uniform tissue. The exact location of voxel points in the model curve for tone values and gradient magnitudes allows you to identify not only what tissue contributes to that voxel, but what their relative contributions are To do.

ここで、3種類の組織について説明した、本発明の方法は、アプリケーションがどのように複雑であるかに依存して、何れの数の種類の組織に適用することができる。   Here, the method of the present invention, described for three types of organizations, can be applied to any number of types of organizations, depending on how complex the application is.

この組織混合を計算する方法を、高い正確度が要求される視覚化、定量化及びセグメント化に適用することができる。その使用例は視覚化を含む。例えば、二重コントラストの結腸(空気と結腸に存在するコントラスト物質)の研究において、空気−組織境界及びコントラスト物質−組織境界を視覚化することを望む。これは、階調値が3種類の組織遷移間で区別することができないため、階調値の情報(例えば、アイソサーフェス(iso−surface)レンダリング)のみを用いては可能ではない。所望の遷移のみを視覚化することができるように、組織混合を知る必要がある。又、肺の小結節及び腫瘍の定量化において、閾値に基づく方法が、病変ボクセルと非病変ボクセルとを区別するように、しばしば、用いられ、それらの病変ボクセルは、ボリュームを決定するために計数化される。病変部分周囲の界面近傍のボクセルは又、特に病変に属すため、組織混合情報を用いることにより、正確度を改善することができる。これは、小さい病変において著しい差異をもたらすことができる。更に、セグメント化においては、混合密度を用いることにより、セグメント化におけるサブボクセルの正確さを得るように、閾値化のような単純な技術を用いることを可能にする。セグメント化の結果として、もはや、(階調値に関して簡単な閾値化を用いる場合のように)バイナリボリュームではなく、全てのボクセルがその組織の密度を表す0と1の間の値を有するよりファジーなボリュームを得る。純粋なバイナリボリューム(0及び1の値のみが存在する)はこのファジーボリュームの特別な場合である。   This method of calculating tissue mixing can be applied to visualization, quantification and segmentation where high accuracy is required. Examples of its use include visualization. For example, in the study of a double contrast colon (the contrast material present in the air and the colon), it is desirable to visualize the air-tissue boundary and the contrast material-tissue boundary. This is not possible using only tone value information (e.g., iso-surface rendering) because tone values cannot be distinguished between three types of tissue transitions. It is necessary to know the tissue mixing so that only the desired transition can be visualized. Also, in lung nodule and tumor quantification, threshold-based methods are often used to distinguish between lesioned and non-lesional voxels, which are counted to determine volume. It becomes. Since voxels near the interface around the lesion also belong to the lesion in particular, accuracy can be improved by using tissue mixing information. This can lead to significant differences in small lesions. Further, in segmentation, it is possible to use simple techniques such as thresholding to obtain sub-voxel accuracy in segmentation by using mixed density. As a result of segmentation, it is no longer a binary volume (as is the case when using simple thresholding with respect to tone values), but more fuzzy than all voxels have values between 0 and 1 representing their tissue density. The right volume. A pure binary volume (only 0 and 1 values exist) is a special case of this fuzzy volume.

本発明は又、上記の方法を実行するためのコンピュータプログラム及びワークステーションに関連する。   The invention also relates to a computer program and a workstation for carrying out the above method.

本発明は、ボリュームの視覚化に対するアプリケーションについて独立して用いることができる、組織混合を計算する新規な方法である。   The present invention is a novel method of calculating tissue mixing that can be used independently for applications to volume visualization.

(a)CT値に関する物質混合の投射と(b)CT値の背面投射とを示す図である。It is a figure which shows (a) projection of the substance mixture regarding CT value, and (b) back projection of CT value. 2つの物質遷移の(a)CT値と(b)勾配の大きさのモデル又はA曲線とを示す図である。It is a figure which shows the model or A curve of (a) CT value of two substance transitions, and (b) the magnitude | size of a gradient. (a)組織遷移におけるプロファイルと(b)対応するA曲線とを示す図である。It is a figure which shows the profile in (a) organization transition, and (b) corresponding A curve. (a)代表的なCTスライスと(b)CT値の対応する構成されたL、Hヒストグラムとを示す図である。(A) Typical CT slice and (b) L and H histograms corresponding to CT values. (a)2種類の物質間の境界に位置付けられたボクセルと(b)階調及び勾配の適切な値を有する対応A曲線とを有する、本発明に従った組織混合の計算を示す図である。FIG. 6 shows a calculation of tissue mixing according to the present invention with (a) a voxel located at the boundary between two substances and (b) a corresponding A curve with appropriate values for tone and gradient. . (a)勾配の大きさと(b)重心の座標に対する勾配の大きさのモデルのパラシュート型面Pとを示す、3つの物質遷移に本発明を適用した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that this invention was applied to three substance transition which shows the magnitude | size of (a) gradient and (b) the parachute type | mold surface P of the model of the magnitude | size of the gradient with respect to the coordinate of a gravity center.

Claims (6)

医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するための方法であって:
前記の医療用対象のデータ集合はデータ要素を有し、前記データ要素は2つ以上の組織を有する多次元の幾何学的空間における相対的位置にデータ値を割り当てる;
方法であり、
パラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素について計算され、それらのパラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素の近接における周りのデータ要素のデータ値と前記の少なくとも1つのデータ要素のデータ値とに依存し、前記パラメータは組織間の境界領域に存在する前記の医療用対象のデータ集合におけるデータ要素のための前記パラメータの組み合わせと比較される;
ことを特徴とする方法。
A method for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical subject data set:
The medical object data set has data elements, which assign data values to relative positions in a multidimensional geometric space having two or more tissues;
Is the way
Parameters are calculated for the at least one data element, the parameters depending on the data values of surrounding data elements in the proximity of the at least one data element and the data values of the at least one data element; The parameters are compared to the combination of parameters for data elements in the medical object data set present in a border region between tissues;
A method characterized by that.
請求項1に記載の医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するための方法であって、組織間の境界を表すデータ要素全てに対する前記パラメータの有効な組み合わせは、前記パラメータ間の関係を表すモデルに結合される、ことを特徴とする方法。   A method for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical object data set according to claim 1, wherein the effective value of said parameter for all data elements representing boundaries between tissues. A combination is coupled to a model that represents a relationship between the parameters. 請求項1又は2に記載の医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するための方法であって、前記パラメータは数字で表される2種類であり、各々のデータ要素に対して、そのデータ要素の階調値とそのデータ要素に対する最大勾配の方向に沿った勾配値とである、ことを特徴とする方法。   A method for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical object data set according to claim 1 or 2, wherein the parameters are of two types represented by numbers, A method, characterized in that, for each data element, a gradation value of that data element and a gradient value along the direction of the maximum gradient for that data element. 請求項1に記載の医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するための方法であって、前記の少なくとも1つのデータ要素の近接における周りのデータ要素は、一の組織と他の組織との間の境界遷移を表すデータ値を有するデータ要素である、ことを特徴とする方法。   A method for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical subject data set according to claim 1, wherein the surrounding data elements in the proximity of said at least one data element are A data element having a data value representing a boundary transition between one organization and another. 医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するためのコンピュータプログラムであって:
前記の医療用対象のデータ集合はデータ要素を有し、前記データ要素は2つ以上の組織を有する多次元の幾何学的空間における相対的位置にデータ値を割り当てる;
コンピュータプログラムであり、
該コンピュータプログラムは前記の少なくとも1つのデータ要素についてパラメータを更に計算し、それらのパラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素の近接における周りのデータ要素のデータ値と前記の少なくとも1つのデータ要素のデータ値とに依存し、前記コンピュータプログラムは組織間の境界領域に存在する前記の医療用対象のデータ集合におけるデータ要素のための前記パラメータの組み合わせと前記パラメータを比較する;
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
A computer program for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical subject data set:
The medical object data set has data elements, which assign data values to relative positions in a multidimensional geometric space having two or more tissues;
A computer program,
The computer program further calculates parameters for the at least one data element, the parameters being the data value of the surrounding data element in the vicinity of the at least one data element and the data value of the at least one data element The computer program compares the parameter with the combination of parameters for data elements in the data set of medical objects existing in a border region between tissues;
A computer program characterized by the above.
医療用対象のデータ集合における少なくとも1つのデータ要素に対する異なる組織の相対的寄与を計算するためのワークステーションであって:
前記の医療用対象のデータ集合はデータ要素を有し、前記データ要素は2つ以上の組織を有する多次元の幾何学的空間における相対的位置にデータ値を割り当てる;
ワークステーションであり、
該ワークステーションは前記の少なくとも1つのデータ要素についてパラメータを更に計算し、それらのパラメータは前記の少なくとも1つのデータ要素の近接における周りのデータ要素のデータ値と前記の少なくとも1つのデータ要素のデータ値とに依存し、前記コンピュータプログラムは組織間の境界領域に存在する前記の医療用対象のデータ集合におけるデータ要素のための前記パラメータの組み合わせと前記パラメータを比較する;
ことを特徴とするワークステーション。
A workstation for calculating the relative contribution of different tissues to at least one data element in a medical subject data set:
The medical object data set has data elements, which assign data values to relative positions in a multidimensional geometric space having two or more tissues;
A workstation,
The workstation further calculates parameters for the at least one data element, the parameters being a data value of a surrounding data element and a data value of the at least one data element in the vicinity of the at least one data element. The computer program compares the parameter with the combination of parameters for data elements in the data set of medical objects existing in a border region between tissues;
A workstation characterized by that.
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