JP2010125113A - Matching device, magnetic resonance imaging apparatus, and matching method - Google Patents

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a matching device for enabling a parameter to be close to optimization, and to provide a magnetic resonance imaging apparatus having the matching device, and also a matching method. <P>SOLUTION: Optimization is performed for angular parameters Rx, Ry, Rz. After the optimization of the angular parameters Rx, Ry, Rz, a correlation coefficient Cor is calculated, which expresses correlation between a sample brain 8b and a standard brain T. Then, it is determined whether the correlation coefficient Cor satisfies a prescribed correlation condition or not. When the correlation coefficient Cor does not satisfy the prescribed correlation condition, optimization of scaling parameters Sx, Sy, Sz is performed. Then, it is determined whether the correlation coefficient Cor satisfies the prescribed correlation condition or not. When the correlation coefficient Cor does not satisfy the prescribed correlation condition, the optimization is performed for the both of the angular parameters Rx, Ry, Rz and the scaling parameters Sx, Sy, Sz. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、サンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング装置、そのマッチング装置を有する磁気共鳴イメージング装置、およびサンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング方法に関する。   The present invention relates to a matching device that matches a sample site to a standard site, a magnetic resonance imaging apparatus having the matching device, and a matching method that matches a sample site to a standard site.

従来より、磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic
Resonance Imaging)装置を用いて被検体の頭部を撮影し、被検体の脳を診断することが行われている。被検体の脳を診断するのに必要な画像を作成する場合、被検体の頭部のMR画像から脳の部分を抽出し、抽出した脳(サンプル脳)を、標準脳と呼ばれるテンプレート(Template)にマッチングさせることが行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005-143764号公報
Conventionally, magnetic resonance imaging (MRI)
A head of the subject is imaged using a (Resonance Imaging) apparatus to diagnose the subject's brain. When creating an image necessary for diagnosing the subject's brain, a portion of the brain is extracted from the MR image of the subject's head, and the extracted brain (sample brain) is used as a template called a standard brain (Template) (For example, refer patent document 1).
JP 2005-143764

サンプル脳を標準脳にマッチングさせる場合、例えば、アフィン(Affine)変換が用いられる。アフィン変換では、例えば回転パラメータやスケーリングパラメータなどのパラメータを最適化し、パラメータが最適化された後のサンプル脳と標準脳との間に、十分な相関が得られているかどうかを判断する。しかし、パラメータを最適化しても、パラメータが最適解ではなく局所解に収束してしまうことがあり、この場合、サンプル脳と標準脳との間に、十分な相関を得ることができず、マッチングがうまくいかないことがある。   When the sample brain is matched with the standard brain, for example, affine transformation is used. In the affine transformation, for example, parameters such as a rotation parameter and a scaling parameter are optimized, and it is determined whether or not a sufficient correlation is obtained between the sample brain and the standard brain after the parameters are optimized. However, even if the parameters are optimized, the parameters may converge to the local solution instead of the optimal solution. In this case, sufficient correlation cannot be obtained between the sample brain and the standard brain, and matching is performed. May not work.

本発明は、上記の事情に鑑み、パラメータを最適化に近づけることが可能なマッチング装置、そのマッチング装置を有する磁気共鳴イメージング装置、およびマッチング方法を提供する。   In view of the above circumstances, the present invention provides a matching apparatus that can bring parameters close to optimization, a magnetic resonance imaging apparatus having the matching apparatus, and a matching method.

上記の問題を解決する本発明のマッチング装置は、
サンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング装置であって、
上記サンプル部位を上記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第1のパラメータと、上記サンプル部位を上記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第2のパラメータとを最適化するパラメータ最適化手段と、
上記サンプル部位と上記標準部位との間の相関を表す相関量を算出する相関量算出手段と、
上記パラメータ最適化手段と上記相関量算出手段とを制御する制御手段であって、
(a) 上記パラメータ最適化手段が、上記サンプル部位と上記標準部位との間の第1のノルムに基づいて、上記一つ以上の第1のパラメータを最適化し、
(b) 上記一つ以上の第1のパラメータが最適化された後に、上記相関量算出手段が、上記サンプル部位と上記標準部位との間の第1の相関量を算出し、
(c) 上記第1の相関量が第1の相関条件を満たさない場合、上記パラメータ最適化手段が、上記第1のノルムに基づいて、上記一つ以上の第2のパラメータを最適化し、
(d) 上記一つ以上の第2のパラメータが最適化された後に、上記相関量算出手段が、上記サンプル部位と上記標準部位との間の第2の相関量を算出し、
(e) 上記第2の相関量が第2の相関条件を満たさない場合、上記パラメータ最適化手段が、上記第1のノルムに基づいて、上記一つ以上の第1のパラメータと上記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化する制御手段とを備えている。
The matching device of the present invention that solves the above problems
A matching device that matches a sample part to a standard part,
Parameter optimization that optimizes one or more first parameters for matching the sample site to the standard site and one or more second parameters for matching the sample site to the standard site Means,
A correlation amount calculating means for calculating a correlation amount representing a correlation between the sample portion and the standard portion;
Control means for controlling the parameter optimization means and the correlation amount calculation means,
(A) the parameter optimization means optimizes the one or more first parameters based on a first norm between the sample site and the standard site;
(B) After the one or more first parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a first correlation amount between the sample part and the standard part,
(C) If the first correlation amount does not satisfy the first correlation condition, the parameter optimization means optimizes the one or more second parameters based on the first norm;
(D) After the one or more second parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a second correlation amount between the sample part and the standard part,
(E) When the second correlation amount does not satisfy the second correlation condition, the parameter optimization unit is configured to determine the one or more first parameters and the one or more based on the first norm. And a control means for optimizing both of the second parameter.

本発明の磁気共鳴イメージング装置は、本発明のマッチング装置を備えている。   The magnetic resonance imaging apparatus of the present invention includes the matching apparatus of the present invention.

また、本発明のマッチング方法は、
サンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング方法であって、
上記サンプル部位と上記標準部位との間のノルムに基づいて、上記サンプル部位を上記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第1のパラメータを最適化するステップと、
上記一つ以上の第1のパラメータが最適化された後に、上記サンプル部位と上記標準部位との間の相関を表す第1の相関量を算出するステップと、
上記第1の相関量が第1の相関条件を満たさない場合、上記ノルムに基づいて、上記サンプル部位を上記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第2のパラメータを最適化するステップと、
上記一つ以上の第2のパラメータが最適化された後に、上記サンプル部位と上記標準部位との間の相関を表す第2の相関量を算出するステップと、
上記第2の相関量が第2の相関条件を満たさない場合、上記ノルムに基づいて、上記一つ以上の第1のパラメータと上記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化するステップとを有している。
Moreover, the matching method of the present invention includes:
A matching method for matching a sample part to a standard part,
Optimizing one or more first parameters for matching the sample site to the standard site based on a norm between the sample site and the standard site;
Calculating a first correlation amount representing a correlation between the sample site and the standard site after the one or more first parameters are optimized;
If the first correlation amount does not satisfy a first correlation condition, based on the norm, optimizing one or more second parameters for matching the sample site to the standard site;
Calculating a second correlation amount representing a correlation between the sample site and the standard site after the one or more second parameters have been optimized;
If the second correlation amount does not satisfy the second correlation condition, the step of optimizing both the one or more first parameters and the one or more second parameters based on the norm And have.

本発明では、一つ以上の第1のパラメータを最適化した後のサンプル部位と標準部位との間の相関量が第1の相関条件を満たしておらず、且つ、一つ以上の第2のパラメータを最適化した後のサンプル部位と標準部位との間の相関量が第2の相関条件を満たしていない場合、第1のパラメータと第2のパラメータとの両方を最適化する。したがって、第1のパラメータおよび第2のパラメータを最適解に近づけることができる。   In the present invention, the amount of correlation between the sample site and the standard site after optimizing one or more first parameters does not satisfy the first correlation condition, and one or more second parameters When the amount of correlation between the sample part and the standard part after optimizing the parameters does not satisfy the second correlation condition, both the first parameter and the second parameter are optimized. Therefore, the first parameter and the second parameter can be approximated to the optimal solution.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置1の概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI(Magnetic
Resonance Imaging)装置と呼ぶ)1は、コイルアセンブリ2と、クレードル3と、受信コイル4と、制御装置5と、入力装置6とを有している。
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Resonance Imaging) 1) includes a coil assembly 2, a cradle 3, a receiving coil 4, a control device 5, and an input device 6.

コイルアセンブリ2は、被検体8が収容されるボア21と、超伝導コイル22と、勾配コイル23と、送信コイル24とを有している。超伝導コイル22は静磁場B0を形成し、勾配コイル23は勾配パルスを印加し、送信コイル24はRFパルスを送信する。   The coil assembly 2 includes a bore 21 in which the subject 8 is accommodated, a superconducting coil 22, a gradient coil 23, and a transmission coil 24. The superconducting coil 22 forms a static magnetic field B0, the gradient coil 23 applies a gradient pulse, and the transmission coil 24 transmits an RF pulse.

クレードル3は、z方向および−z方向に移動するように構成されている。クレードル3がz方向に移動することによって、被検体8がボア21に搬送される。クレードル3が−z方向に移動することによって、ボア21に搬送された被検体8は、ボア21から搬出される。   The cradle 3 is configured to move in the z direction and the −z direction. As the cradle 3 moves in the z direction, the subject 8 is transported to the bore 21. When the cradle 3 moves in the −z direction, the subject 8 transported to the bore 21 is unloaded from the bore 21.

受信コイル4は、被検体8の頭部8aに取り付けられている。受信コイル4が受信したMR(Magnetic Resonance)信号は、制御装置5に伝送される。   The receiving coil 4 is attached to the head 8 a of the subject 8. An MR (Magnetic Resonance) signal received by the receiving coil 4 is transmitted to the control device 5.

制御装置5は、コイル制御手段51〜分割手段60を有している。   The control device 5 includes coil control means 51 to dividing means 60.

コイル制御手段51は、被検体8を撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、勾配コイル23および送信コイル24を制御する。   The coil control unit 51 controls the gradient coil 23 and the transmission coil 24 so that a pulse sequence for imaging the subject 8 is executed.

データ処理手段52は、受信コイル4が被検体8の頭部8aから収集したデータを処理し、被検体8の頭部8aのボリュームデータDV(図5参照)を再構成する。   The data processing means 52 processes the data collected by the receiving coil 4 from the head 8a of the subject 8, and reconstructs the volume data DV (see FIG. 5) of the head 8a of the subject 8.

脳抽出手段53は、ボリュームデータDVから脳8bを抽出する。   The brain extraction means 53 extracts the brain 8b from the volume data DV.

重心合せ手段54は、後述するサンプル脳8bの重心Gsを、標準脳Tの重心Gtに合わせる。(図8参照)。   The center-of-gravity matching means 54 matches the center of gravity Gs of the sample brain 8b described later with the center of gravity Gt of the standard brain T. (See FIG. 8).

脳表面点抽出手段55は、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出する。   The brain surface point extracting means 55 extracts the surface point Xs (i) of the sample brain 8b.

パラメータ最適化手段56は、後述する角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとの一方のパラメータ、又は両方のパラメータを最適化する。   The parameter optimizing means 56 optimizes one or both of angle parameters Rx, Ry, and Rz and scaling parameters Sx, Sy, and Sz, which will be described later.

相関係数算出手段57は、後述する相関係数CorおよびCor’(式(3)および(11)参照)を算出する。   The correlation coefficient calculation means 57 calculates correlation coefficients Cor and Cor ′ (see equations (3) and (11)), which will be described later.

相関係数判断手段58は、相関係数算出手段57が算出した相関係数CorおよびCor’が後述する相関条件(式(4)および(12)参照)を満たすか否かを判断する。   The correlation coefficient determination unit 58 determines whether or not the correlation coefficients Cor and Cor ′ calculated by the correlation coefficient calculation unit 57 satisfy a correlation condition (see equations (4) and (12)) described later.

制御手段59は、相関係数判断手段58の判断結果に基づいて、脳表面点抽出手段55、パラメータ最適化手段56、および相関係数算出手段57を制御する。   The control unit 59 controls the brain surface point extraction unit 55, the parameter optimization unit 56, and the correlation coefficient calculation unit 57 based on the determination result of the correlation coefficient determination unit 58.

分割手段60は、サンプル脳8bを、マッチング領域Rmと非マッチング領域Rout(図14(a)参照)に分割する。   The dividing unit 60 divides the sample brain 8b into a matching region Rm and a non-matching region Rout (see FIG. 14A).

入力装置6は、オペレータ61が入力した命令などを制御装置5に入力する。   The input device 6 inputs a command input by the operator 61 to the control device 5.

MRI装置1は、上記のように構成されている。次に、MRI装置1の動作について説明する。   The MRI apparatus 1 is configured as described above. Next, the operation of the MRI apparatus 1 will be described.

図2〜図4は、MRI装置1の処理フローの一例を示す図である。   2 to 4 are diagrams illustrating an example of a processing flow of the MRI apparatus 1.

ステップS1では、オペレータ9は、入力装置6を操作して、被検体8の頭部8aに複数のスライスを設定する。その後、被検体8の頭部8aを撮影するための撮影実行命令を入力する。撮影実行命令が入力されると、コイル制御手段51(図1参照)は、被検体8の頭部8aを撮影するためのスキャンが実行されるように、勾配コイル23および送信コイル24を制御する。スキャンが実行されることにより、受信コイル4は、被検体8の頭部8aからのMR信号を受信する。受信コイル4が受信したMR信号は、制御装置5のデータ処理手段52に伝送される。被検体8の頭部8aをスキャンした後、ステップS2に進む。   In step S <b> 1, the operator 9 operates the input device 6 to set a plurality of slices on the head 8 a of the subject 8. Thereafter, an imaging execution command for imaging the head 8a of the subject 8 is input. When an imaging execution command is input, the coil control means 51 (see FIG. 1) controls the gradient coil 23 and the transmission coil 24 so that a scan for imaging the head 8a of the subject 8 is executed. . By executing the scan, the receiving coil 4 receives the MR signal from the head 8a of the subject 8. The MR signal received by the receiving coil 4 is transmitted to the data processing means 52 of the control device 5. After scanning the head 8a of the subject 8, the process proceeds to step S2.

ステップS2では、データ処理手段52(図1参照)が、被検体8の頭部8aから収集されたスライスデータから、被検体8の頭部8aのボリュームデータを再構成する。   In step S2, the data processing means 52 (see FIG. 1) reconstructs the volume data of the head 8a of the subject 8 from the slice data collected from the head 8a of the subject 8.

図5は、再構成されたボリュームデータDVを概略的に示す図、図6は、ボリュームデータDVのサジタル断面の一例を概略的に示す図である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the reconstructed volume data DV, and FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a sagittal section of the volume data DV.

図5に示すように、再構成されたボリュームデータDVは、被検体8の頭部8aを表している。ボリュームデータDVには、被検体8の脳8bのデータの他に、頭皮8cなどのデータも含まれている。ボリュームデータDVを再構成した後、ステップS3に進む。   As shown in FIG. 5, the reconstructed volume data DV represents the head 8 a of the subject 8. The volume data DV includes data such as the scalp 8c in addition to the data of the brain 8b of the subject 8. After reconstructing the volume data DV, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、脳抽出手段53(図1参照)が、ボリュームデータDVから脳8bを抽出する。本実施形態では、後述するマッチング処理(図2のステップS4参照)において、被検体8の脳8bを、標準脳にマッチングさせる処理が行われるので、その前処理として、ステップS3において、ボリュームデータDVから脳8bを抽出する処理が行われる。脳抽出手段53は、脳8bと頭皮8cとの間の間隙G1や、脳8bと鼻腔8dとの間の間隙G2(図5および図6参照)などを利用して、ボリュームデータDVから脳8bを抽出する。抽出する手法としては、イロージョン(Erosion)やディレーション(Dilation)などを適用することができる。   In step S3, the brain extracting means 53 (see FIG. 1) extracts the brain 8b from the volume data DV. In the present embodiment, in the matching process (see step S4 in FIG. 2) to be described later, the process of matching the brain 8b of the subject 8 with the standard brain is performed. The process of extracting the brain 8b from the above is performed. The brain extracting means 53 uses the gap G1 between the brain 8b and the scalp 8c, the gap G2 between the brain 8b and the nasal cavity 8d (see FIGS. 5 and 6), and the like from the volume data DV to the brain 8b. To extract. As an extraction method, erosion, dilation, or the like can be applied.

図7は、抽出された脳8bを示す概略図である。脳8bを抽出した後、ステップS4に進む。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the extracted brain 8b. After extracting the brain 8b, the process proceeds to step S4.

ステップS4〜ステップS23では、抽出した脳(以下、「サンプル脳」と呼ぶ)8bを、標準脳にマッチングさせる処理を行う。このマッチング処理は、アフィン(Affine)変換により行われる。アフィン変換を行うために、先ず、ステップS4において、重心合せ手段54(図1参照)が、サンプル脳8bの重心を標準脳の重心に合わせる。   In steps S4 to S23, a process of matching the extracted brain (hereinafter referred to as “sample brain”) 8b with the standard brain is performed. This matching process is performed by affine transformation. In order to perform affine transformation, first, in step S4, the center-of-gravity matching means 54 (see FIG. 1) matches the center of gravity of the sample brain 8b with the center of gravity of the standard brain.

図8は、サンプル脳8bの重心を、標準脳の重心に合わせるときの様子を示す図である。サンプル脳8bは太線で示されており、標準脳Tは細線で示されている。   FIG. 8 is a diagram showing a state in which the center of gravity of the sample brain 8b is matched with the center of gravity of the standard brain. The sample brain 8b is indicated by a thick line, and the standard brain T is indicated by a thin line.

重心合せ手段54は、サンプル脳8bの重心Gsと、標準脳Tの重心Gtとを決定する(図8(a))。重心GsとGtとを決定した後、サンプル脳8bの重心Gsを標準脳Tの重心Gtに合わせるための移動パラメータtx、ty、およびtzの値を決定する。重心合せ手段54は、サンプル脳8bの重心Gsを、決定した移動パラメータtx、ty、およびtzの値だけ移動させる(図8(b))。この結果、サンプル脳8bの重心Gsを標準脳Tの重心Gtに合わせることができる。重心合わせを行った後、ステップS5に進む。   The center-of-gravity matching means 54 determines the center of gravity Gs of the sample brain 8b and the center of gravity Gt of the standard brain T (FIG. 8A). After determining the centroids Gs and Gt, the values of the movement parameters tx, ty, and tz for matching the centroid Gs of the sample brain 8b with the centroid Gt of the standard brain T are determined. The center-of-gravity matching means 54 moves the center of gravity Gs of the sample brain 8b by the determined movement parameters tx, ty, and tz (FIG. 8B). As a result, the center of gravity Gs of the sample brain 8b can be matched with the center of gravity Gt of the standard brain T. After performing the center of gravity adjustment, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、パラメータnを初期化する。パラメータnは、後述するステップS21(図4参照)における判断が行われた回数を表すパラメータである。パラメータnを初期化した後、ステップS6に進む。   In step S5, parameter n is initialized. The parameter n is a parameter that represents the number of times that the determination in step S21 (see FIG. 4) described later has been performed. After the parameter n is initialized, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、脳表面点抽出手段55(図1参照)が、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出する。iは、サンプル脳8bの表面の任意の位置を表す変数であり、ここでは、i=1〜mの整数である。   In step S6, the brain surface point extraction means 55 (see FIG. 1) extracts the surface point Xs (i) of the sample brain 8b. i is a variable representing an arbitrary position on the surface of the sample brain 8b, and here, i is an integer of 1 to m.

図9は、サンプル脳8bから抽出された表面点Xs(i)を概略的に示す図である。   FIG. 9 is a diagram schematically showing the surface point Xs (i) extracted from the sample brain 8b.

図9では、図面の見易さを考慮して、サンプル脳8bから抽出された表面点Xs(i)として、3つの表面点Xs(1)、Xs(2)、およびXs(m)のみが示されている。しかし、実際は、サンプル脳8bの表面の全体に渡って、表面点Xs(i)が抽出されている。脳表面点抽出手段55は、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出した後、サンプル脳8bの表面点Xs(i)に対応する標準脳Tの表面点X(i)を決定する(図10参照)。   In FIG. 9, only three surface points Xs (1), Xs (2), and Xs (m) are extracted as the surface points Xs (i) extracted from the sample brain 8b in consideration of the visibility of the drawing. It is shown. However, actually, the surface point Xs (i) is extracted over the entire surface of the sample brain 8b. After extracting the surface point Xs (i) of the sample brain 8b, the brain surface point extracting means 55 determines the surface point X (i) of the standard brain T corresponding to the surface point Xs (i) of the sample brain 8b ( (See FIG. 10).

図10は、標準脳Tの表面点X(i)を概略的に示す図である。   FIG. 10 is a diagram schematically showing the surface point X (i) of the standard brain T. As shown in FIG.

図10でも、サンプル脳8bの表面点Xs(i)に対応する標準脳Tの表面点X(i)として、代表して3つの表面点X(1)、X(2)、およびX(m)のみが示されている。しかし、実際は、標準脳Tの表面の全体に渡って、表面点X(i)が決定されている。その後、ステップS7に進む。   Also in FIG. 10, as the surface point X (i) of the standard brain T corresponding to the surface point Xs (i) of the sample brain 8b, representatively three surface points X (1), X (2), and X (m Only) is shown. However, in practice, the surface point X (i) is determined over the entire surface of the standard brain T. Then, it progresses to step S7.

ステップS7では、パラメータ最適化手段56(図1参照)が、標準脳Tに対してサンプル脳8bを回転させるための角度パラメータRx、Ry、およびRzを最適化する(図11参照)。   In step S7, the parameter optimization means 56 (see FIG. 1) optimizes the angle parameters Rx, Ry, and Rz for rotating the sample brain 8b with respect to the standard brain T (see FIG. 11).

図11は、角度パラメータRx、Ry、およびRzの概念を説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining the concept of the angle parameters Rx, Ry, and Rz.

角度パラメータRxは、重心GsおよびGtを通過しX軸方向に延在する回転軸Axを中心にサンプル脳8bを回転させるときの回転角度を規定するパラメータである。角度パラメータRyは、重心GsおよびGtを通過しY軸方向に延在する回転軸Ayを中心にサンプル脳8bを回転させるときの回転角度を規定するパラメータである。角度パラメータRzは、重心GsおよびGtを通過しZ軸方向に延在する回転軸Azを中心にサンプル脳8bを回転させるときの回転角度を規定するパラメータである。   The angle parameter Rx is a parameter that defines a rotation angle when the sample brain 8b is rotated around the rotation axis Ax that passes through the gravity centers Gs and Gt and extends in the X-axis direction. The angle parameter Ry is a parameter that defines a rotation angle when the sample brain 8b is rotated about the rotation axis Ay that passes through the gravity centers Gs and Gt and extends in the Y-axis direction. The angle parameter Rz is a parameter that defines a rotation angle when the sample brain 8b is rotated about the rotation axis Az that passes through the gravity centers Gs and Gt and extends in the Z-axis direction.

パラメータ最適化手段56は、角度パラメータRx、Ry、およびRzを変更しながら、サンプル脳8bの表面点Xs(i)と、標準脳Tの表面点X(i)との間のノルム(Norm)を計算し、ノルムが最小になるとき角度パラメータRx、Ry、およびRzを求める。ノルムは、例えば、L2ノルム、ユークリッド距離であり、ノルムを算出する手法としては、Chamfer Distanceの手法を使用することができる。パラメータ最適化手段56は、ノルムが最小になるときの角度パラメータRx、Ry、およびRzを、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1と決定する。したがって、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1は、以下の式(1)および(2)で表される。

Figure 2010125113
The parameter optimization means 56 changes the angular parameters Rx, Ry, and Rz, and the norm (Norm) between the surface point Xs (i) of the sample brain 8b and the surface point X (i) of the standard brain T And the angle parameters Rx, Ry, and Rz are obtained when the norm is minimized. The norm is, for example, an L2 norm or an Euclidean distance, and as a method for calculating the norm, a method of Chamfer Distance can be used. The parameter optimization means 56 determines the angle parameters Rx, Ry, and Rz when the norm is minimized as the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1. Therefore, the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1 are expressed by the following equations (1) and (2).
Figure 2010125113

最適化の方法としては、最急降下法、準ニュートン法、シンプレックス法、共役勾配法などの種々の方法を適用することができる。角度パラメータRx、Ry、およびRzを最適化した後、ステップS8に進む。   As an optimization method, various methods such as a steepest descent method, a quasi-Newton method, a simplex method, and a conjugate gradient method can be applied. After the angle parameters Rx, Ry, and Rz are optimized, the process proceeds to step S8.

ステップS8では、相関係数算出手段57(図1参照)が、角度パラメータRx、Ry、およびRzが最適化された後のサンプル脳8bと標準脳Tとの間の相関係数Corを算出する。相関係数Corは、以下の式(3)を用いて算出される。

Figure 2010125113
In step S8, the correlation coefficient calculating means 57 (see FIG. 1) calculates the correlation coefficient Cor between the sample brain 8b and the standard brain T after the angle parameters Rx, Ry, and Rz are optimized. . The correlation coefficient Cor is calculated using the following equation (3).
Figure 2010125113

相関係数Corが算出された後、ステップS9に進む。   After the correlation coefficient Cor is calculated, the process proceeds to step S9.

ステップS9では、相関係数判断手段58(図1参照)が、相関係数算出手段57の算出した相関係数Corが所定の相関条件を満たしているか否かを判断する。相関条件は、例えば、以下の式(4)で表される。
k1≦|Cor|≦k2 ・・・(4)
ここで、|Cor|:相関係数Corの絶対値、
k1、k2:定数
In step S9, the correlation coefficient determination unit 58 (see FIG. 1) determines whether or not the correlation coefficient Cor calculated by the correlation coefficient calculation unit 57 satisfies a predetermined correlation condition. The correlation condition is expressed by the following formula (4), for example.
k1 ≦ | Cor | ≦ k2 (4)
Where | Cor |: absolute value of correlation coefficient Cor,
k1, k2: constants

k1およびk2は、それぞれ、例えば、0.7および1である。k1およびk2の値は、デフォルト値として、予め決定されている値であってもよく、オペレータ61によって変更することができる値であってもよい。   k1 and k2 are, for example, 0.7 and 1, respectively. The values of k1 and k2 may be predetermined values as default values, or may be values that can be changed by the operator 61.

相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たすと判断した場合、制御手段59(図1参照)は、マッチング処理を終了するための命令を生成し、この結果、マッチング処理は終了する。しかし、相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たしていないと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理が続行されるように、脳表面点抽出手段55、パラメータ最適化手段56、および相関係数算出手段57を制御する。マッチング処理を続行する場合、ステップS10に進む。   When the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor satisfies the expression (4), the control unit 59 (see FIG. 1) generates a command for ending the matching process, and as a result, the matching The process ends. However, when the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor does not satisfy the expression (4), the control unit 59 determines that the brain surface point extraction unit 55 and the parameter are set so that the matching process is continued. The optimization unit 56 and the correlation coefficient calculation unit 57 are controlled. When the matching process is continued, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、脳表面点抽出手段55が、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出する。この抽出方法は、ステップS5と同じである。表面点Xs(i)およびX(i)を抽出した後、ステップS11に進む。   In step S10, the brain surface point extraction means 55 extracts the surface point Xs (i) of the sample brain 8b. This extraction method is the same as step S5. After extracting the surface points Xs (i) and X (i), the process proceeds to step S11.

ステップS11では、パラメータ最適化手段56が、サンプル脳8bの大きさを変更するためのスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを最適化する(図12参照)。   In step S11, the parameter optimization means 56 optimizes the scaling parameters Sx, Sy, and Sz for changing the size of the sample brain 8b (see FIG. 12).

図12は、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzの概念を説明する図である。   FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of the scaling parameters Sx, Sy, and Sz.

スケーリングパラメータSxは、X軸方向にサンプル脳8bを拡大又は縮小するときの拡大率又は縮小率を規定するパラメータである。スケーリングパラメータSyは、Y軸方向にサンプル脳8bを拡大又は縮小するときの拡大率又は縮小率を規定するパラメータである。スケーリングパラメータSzは、Z軸方向にサンプル脳8bを拡大又は縮小するときの拡大率又は縮小率を規定するパラメータである。   The scaling parameter Sx is a parameter that defines an enlargement ratio or a reduction ratio when the sample brain 8b is enlarged or reduced in the X-axis direction. The scaling parameter Sy is a parameter that defines an enlargement rate or a reduction rate when the sample brain 8b is enlarged or reduced in the Y-axis direction. The scaling parameter Sz is a parameter that defines an enlargement rate or a reduction rate when the sample brain 8b is enlarged or reduced in the Z-axis direction.

パラメータ最適化手段56は、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを変更しながら、サンプル脳8bの表面点Xs(i)と、標準脳Tの表面点X(i)との間のノルムを計算し、ノルムが最小になるときスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを求める。パラメータ最適化手段56は、ノルムが最小になるときのスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1と決定する。したがって、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1は、以下の式(5)および(6)で表される。

Figure 2010125113
The parameter optimization means 56 calculates the norm between the surface point Xs (i) of the sample brain 8b and the surface point X (i) of the standard brain T while changing the scaling parameters Sx, Sy, and Sz. When the norm is minimized, the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are obtained. The parameter optimizing unit 56 determines the scaling parameters Sx, Sy, and Sz when the norm is minimized as the optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1. Therefore, the optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1 are expressed by the following equations (5) and (6).
Figure 2010125113

スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを最適化した後、ステップS12に進む。   After optimizing the scaling parameters Sx, Sy, and Sz, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、相関係数算出手段57が、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzが最適化された後のサンプル脳8bと標準脳Tとの間の相関係数Corを算出する。相関係数Corは、上記の式(3)を用いて算出される。相関係数Corが算出された後、ステップS13に進む。   In step S12, the correlation coefficient calculating means 57 calculates the correlation coefficient Cor between the sample brain 8b and the standard brain T after the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized. The correlation coefficient Cor is calculated using the above equation (3). After the correlation coefficient Cor is calculated, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、相関係数判断手段58が、ステップS12において相関係数算出手段57の算出した相関係数Corが所定の相関条件を満たしているか否かを判断する。相関条件は、例えば、式(4)を使用することができる。   In step S13, the correlation coefficient determination unit 58 determines whether or not the correlation coefficient Cor calculated by the correlation coefficient calculation unit 57 in step S12 satisfies a predetermined correlation condition. As the correlation condition, for example, Equation (4) can be used.

相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たすと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理を終了するための命令を生成し、この結果、マッチング処理は終了する。しかし、相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たしていないと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理が更に続行されるように、脳表面点抽出手段55、パラメータ最適化手段56、および相関係数算出手段57を制御する。マッチング処理を更に続行する場合、ステップS14に進む。   When the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor satisfies the expression (4), the control unit 59 generates a command for ending the matching process, and as a result, the matching process ends. However, if the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor does not satisfy the expression (4), the control unit 59 causes the brain surface point extraction unit 55, The parameter optimization unit 56 and the correlation coefficient calculation unit 57 are controlled. When the matching process is further continued, the process proceeds to step S14.

ステップS14では、脳表面点抽出手段55が、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出する。この抽出方法は、ステップS5と同じである。表面点Xs(i)を抽出した後、ステップS15に進む。   In step S14, the brain surface point extraction means 55 extracts the surface point Xs (i) of the sample brain 8b. This extraction method is the same as step S5. After extracting the surface point Xs (i), the process proceeds to step S15.

ステップS15では、パラメータ最適化手段56が、角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとの両方のパラメータを最適化する。   In step S15, the parameter optimization means 56 optimizes both the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz.

パラメータ最適化手段56は、角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを変更しながら、サンプル脳8bの表面点Xs(i)と、標準脳Tの表面点X(i)との間のノルムを計算し、ノルムが最小になるとき角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを求める。パラメータ最適化手段56は、ノルムが最小になるときの角度パラメータRx、Ry、およびRzを、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1と決定し、ノルムが最小になるときのスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1と決定する。したがって、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1と、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1は、以下の式(7)および(8)で表される。

Figure 2010125113
The parameter optimization unit 56 changes the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz while changing the surface point Xs (i) of the sample brain 8b and the surface point X ( The norm between i) and the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are obtained when the norm is minimized. The parameter optimization means 56 determines the angle parameters Rx, Ry, and Rz when the norm is minimized as the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1, and the scaling parameter Sx when the norm is minimized. , Sy, and Sz are determined as optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1. Therefore, the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1 and the optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1 are expressed by the following equations (7) and (8).
Figure 2010125113

角度パラメータRx、Ry、およびRzと、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを最適化した後、ステップS16に進む。   After the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized, the process proceeds to step S16.

ステップS16では、相関係数算出手段57が、角度パラメータRx、Ry、およびRzと、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとの両方が最適化された後のサンプル脳8bと標準脳Tとの間の相関係数Corを算出する。相関係数Corは、上記の式(3)を用いて算出される。相関係数Corが算出された後、ステップS17に進む。   In step S16, the correlation coefficient calculating unit 57 determines whether the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized, and the sample brain 8b and the standard brain T after the optimization. The correlation coefficient Cor of is calculated. The correlation coefficient Cor is calculated using the above equation (3). After the correlation coefficient Cor is calculated, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、相関係数判断手段58が、相関係数算出手段57の算出した相関係数Corが所定の相関条件を満たしているか否かを判断する。相関条件は、例えば、式(4)を使用することができる。   In step S17, the correlation coefficient determination means 58 determines whether or not the correlation coefficient Cor calculated by the correlation coefficient calculation means 57 satisfies a predetermined correlation condition. As the correlation condition, for example, Equation (4) can be used.

相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たすと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理を終了するための命令を生成し、この結果、マッチング処理は終了する。しかし、相関係数判断手段58が、相関係数Corが(4)式を満たしていないと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理が更に続行されるように、脳表面点抽出手段55、パラメータ最適化手段56、および相関係数算出手段57を制御する。マッチング処理を更に続行する場合、ステップS18に進む。   When the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor satisfies the expression (4), the control unit 59 generates a command for ending the matching process, and as a result, the matching process ends. However, if the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor does not satisfy the expression (4), the control unit 59 causes the brain surface point extraction unit 55, The parameter optimization unit 56 and the correlation coefficient calculation unit 57 are controlled. When the matching process is further continued, the process proceeds to step S18.

ステップS18では、脳表面点抽出手段55が、サンプル脳8bの表面点Xs(i)を抽出する。ただし、本実施形態では、ステップS18に到達するまでに、すでに、角度パラメータの最適化(ステップS7)、スケーリングパラメータの最適化(ステップS11)、および角度パラメータとスケーリングパラメータとの両方の最適化(ステップS15)が実行されている。これらの最適化が実行されたにも関わらず、相関係数Corが、(4)式を満たさないということは、ステップS3において、サンプル脳8bをうまく抽出することができなかったことが考えられる。以下に、サンプル脳8bをうまく抽出することができない例について、図13を参照しながら説明する。   In step S18, the brain surface point extraction means 55 extracts the surface point Xs (i) of the sample brain 8b. However, in this embodiment, by the time step S18 is reached, the optimization of the angle parameter (step S7), the optimization of the scaling parameter (step S11), and the optimization of both the angle parameter and the scaling parameter ( Step S15) is executed. Even though these optimizations are performed, the fact that the correlation coefficient Cor does not satisfy the expression (4) is considered that the sample brain 8b could not be successfully extracted in step S3. . Hereinafter, an example in which the sample brain 8b cannot be successfully extracted will be described with reference to FIG.

図13(a)は、被検体8が副鼻腔炎を起こしている場合の図5に示すボリュームデータDVのサジタル断面の一例であり、図13(a)から抽出された脳を示す図である。   FIG. 13A is an example of a sagittal section of the volume data DV shown in FIG. 5 when the subject 8 has sinusitis, and is a diagram showing the brain extracted from FIG. 13A. .

図5および図6を参照しながら説明したように、ボリュームデータDVから脳8bを抽出する場合、脳抽出手段53は、脳8bと頭皮8cとの間の間隙G1や、脳8bと鼻腔8dとの間の間隙G2を利用する。しかし、被検体8が副鼻腔炎を起こしている場合、図13に示すように、脳8bと鼻腔8dとのの間に、副鼻腔炎による炎症8eが発症する。したがって、脳8bと鼻腔8dとの間の間隙G2が、副鼻腔炎による炎症8eで埋まってしまい、脳抽出手段53は、脳8bと鼻腔8dとの間の間隙G2を認識することができない。その結果、図13(b)に示すように、脳8bと一緒に、副鼻腔炎による炎症8eも抽出されてしまう。この場合、脳表面点抽出手段55は、脳8bと副鼻腔炎による炎症8eとを区別することができず、炎症8eの領域からも表面点Xs(i)を抽出する。したがって、炎症8eの領域から抽出された表面点Xs(i)が邪魔となり、サンプル脳8bを標準脳Tにうまくマッチングさせることが難しくなる。   As described with reference to FIGS. 5 and 6, when extracting the brain 8 b from the volume data DV, the brain extracting means 53 includes the gap G 1 between the brain 8 b and the scalp 8 c, the brain 8 b and the nasal cavity 8 d, and A gap G2 between the two is used. However, when the subject 8 has sinusitis, as shown in FIG. 13, inflammation 8e due to sinusitis develops between the brain 8b and the nasal cavity 8d. Therefore, the gap G2 between the brain 8b and the nasal cavity 8d is filled with the inflammation 8e due to sinusitis, and the brain extracting means 53 cannot recognize the gap G2 between the brain 8b and the nasal cavity 8d. As a result, as shown in FIG. 13B, the inflammation 8e due to sinusitis is also extracted together with the brain 8b. In this case, the brain surface point extraction means 55 cannot distinguish between the brain 8b and the inflammation 8e due to sinusitis, and also extracts the surface point Xs (i) from the region of the inflammation 8e. Therefore, the surface point Xs (i) extracted from the region of the inflammation 8e becomes an obstacle, and it becomes difficult to match the sample brain 8b with the standard brain T well.

そこで、ステップS18では、脳表面点抽出手段55が炎症8eの領域から表面点Xs(i)を抽出しないようにするため、分割手段60(図1参照)が、サンプル脳8bを、マッチングの対象として使用されるマッチング領域と、マッチングの対象から外される非マッチング領域とに分割する(図14参照)。   Therefore, in step S18, in order to prevent the brain surface point extraction means 55 from extracting the surface point Xs (i) from the region of inflammation 8e, the dividing means 60 (see FIG. 1) applies the sample brain 8b to the matching target. Is divided into a matching area used as a matching area and a non-matching area excluded from matching (see FIG. 14).

図14は、サンプル脳8bを、どのようにして、マッチングの対象と非マッチング領域とに分割しているかを説明する図である。   FIG. 14 is a diagram for explaining how the sample brain 8b is divided into a matching target and a non-matching region.

図14(a)は、副鼻腔炎の炎症8eが発生している被検体のサンプル脳8bのサジタル断面であり、図14(b)は、標準脳Tのサジタル断面を示す図である。   14A is a sagittal section of a sample brain 8b of a subject in which sinusitis inflammation 8e occurs, and FIG. 14B is a diagram showing a sagittal section of the standard brain T. FIG.

図14(a)に示すように、副鼻腔炎による炎症8eは、脳8bの前頭葉FLの下側に発生する。したがって、サンプル脳8bの下側を、マッチングの対象から外される非マッチング領域Routとし、サンプル脳8bの上側を、マッチングの対象として使用するマッチング領域Rmとすれば、脳表面点抽出手段55が炎症8eの領域から抽出する表面点Xs(i)の数をゼロ又は十分に少なくすることができる。そこで、分割手段60は、サンプル脳8bをマッチング領域Rmと非マッチング領域Routとに分割するためのスライス面Sbを設定する。このスライス面Sbをサンプル脳8bに設定することにより、サンプル脳8bを、マッチング領域Rmと非マッチング領域Routとに分割することができる。   As shown in FIG. 14A, the inflammation 8e due to sinusitis occurs on the lower side of the frontal lobe FL of the brain 8b. Therefore, if the lower side of the sample brain 8b is a non-matching region Rout to be excluded from the matching target, and the upper side of the sample brain 8b is the matching region Rm used as a matching target, the brain surface point extracting means 55 is The number of surface points Xs (i) extracted from the region of the inflammation 8e can be reduced to zero or sufficiently small. Therefore, the dividing unit 60 sets a slice plane Sb for dividing the sample brain 8b into the matching region Rm and the non-matching region Rout. By setting this slice plane Sb to the sample brain 8b, the sample brain 8b can be divided into a matching region Rm and a non-matching region Rout.

ただし、サンプル脳8bを、マッチング領域Rmと非マッチング領域Routとに分割するためには、スライス面8を、前頭葉FLと副鼻腔炎の炎症8eとの間に設定する必要がある。以下に、本実施形態において、どのようにして、スライス面8を、前頭葉FLと副鼻腔炎の炎症8eとの間に設定しているかについて説明する。   However, in order to divide the sample brain 8b into the matching region Rm and the non-matching region Rout, it is necessary to set the slice surface 8 between the frontal lobe FL and the sinusitis inflammation 8e. Hereinafter, how the slice surface 8 is set between the frontal lobe FL and the sinusitis inflammation 8e in the present embodiment will be described.

上記のように、副鼻腔炎による炎症8eは、脳8bの前頭葉FLの下側に発生する。したがって、脳8bの前頭葉FLの大まかな範囲を予測することができれば、スライス面8bを、前頭葉FLと副鼻腔炎の炎症8eとの間に設定することができる。そこで、本実施形態では、脳8bの前頭葉FLの大まかな範囲を予測するために、標準脳Tのデータを使用する。図14(b)に示すように、標準脳Tには、副鼻腔炎の炎症8eが含まれていないので、標準脳Tに対しては、前頭葉FLの範囲を知ることができる。そこで、標準脳Tに対して、前頭葉FLの下にスライス面STを規定し、スライス面STの上側の領域をマッチング領域Tmと定め、スライス面STの下側の領域を非マッチング領域Toutと定める。分割手段60は、この標準脳Tに対するスライス面STの位置を記憶している。分割手段60は、サンプル脳8bの範囲の中から、標準脳Tのスライス面STに対応する位置を算出し、算出した位置を、サンプル脳8bのスライス面Sbの位置と決定する。したがって、スライス面8を、前頭葉FLと副鼻腔炎の炎症8eとの間に設定することができる。   As described above, the inflammation 8e due to sinusitis occurs on the lower side of the frontal lobe FL of the brain 8b. Therefore, if a rough range of the frontal lobe FL of the brain 8b can be predicted, the slice plane 8b can be set between the frontal lobe FL and the sinusitis inflammation 8e. Therefore, in the present embodiment, data of the standard brain T is used in order to predict a rough range of the frontal lobe FL of the brain 8b. As shown in FIG. 14B, since the standard brain T does not include the sinusitis inflammation 8e, the range of the frontal lobe FL can be known for the standard brain T. Therefore, with respect to the standard brain T, a slice plane ST is defined below the frontal lobe FL, a region above the slice plane ST is defined as a matching region Tm, and a region below the slice plane ST is defined as a non-matching region Tout. . The dividing means 60 stores the position of the slice plane ST with respect to the standard brain T. The dividing unit 60 calculates a position corresponding to the slice plane ST of the standard brain T from the range of the sample brain 8b, and determines the calculated position as the position of the slice plane Sb of the sample brain 8b. Therefore, the slice plane 8 can be set between the frontal lobe FL and the sinusitis inflammation 8e.

図15は、脳表面点算出手段がマッチング領域Rmから抽出した表面点Xs(i)を概略的に示す図である。   FIG. 15 is a diagram schematically showing the surface point Xs (i) extracted from the matching region Rm by the brain surface point calculating means.

図15では、サンプル脳8bのマッチング領域Rmから抽出された表面点Xs(i)として、代表して、3つの表面点Xs(1)、Xs(2)、およびXs(m)のみが示されている。   FIG. 15 representatively shows only three surface points Xs (1), Xs (2), and Xs (m) as surface points Xs (i) extracted from the matching region Rm of the sample brain 8b. ing.

サンプル脳8bの非マッチング領域Routからは、表面点Xs(i)は抽出されない。したがって、脳表面点抽出手段55は、非マッチング領域Routの中に含まれている副鼻腔炎の炎症8eの領域からは、表面点Xs(i)を抽出しないことがわかる。脳表面点抽出手段55は、サンプル脳8bのマッチング領域Rmから表面点Xs(i)を抽出した後、サンプル脳8bのマッチング領域Rmの表面点Xs(i)に対応する標準脳Tの表面点X(i)を決定する。ただし、脳表面点抽出手段55は、標準脳Tのマッチング領域Tmから表面点X(i)を抽出する。   The surface point Xs (i) is not extracted from the non-matching region Rout of the sample brain 8b. Therefore, it can be seen that the brain surface point extracting means 55 does not extract the surface point Xs (i) from the region of the sinusitis inflammation 8e included in the non-matching region Rout. The brain surface point extraction means 55 extracts the surface point Xs (i) from the matching region Rm of the sample brain 8b, and then the surface point of the standard brain T corresponding to the surface point Xs (i) of the matching region Rm of the sample brain 8b. X (i) is determined. However, the brain surface point extraction means 55 extracts the surface point X (i) from the matching region Tm of the standard brain T.

図16は、標準脳Tの表面点X(i)を概略的に示す図である。   FIG. 16 is a diagram schematically showing the surface point X (i) of the standard brain T. As shown in FIG.

図16でも、標準脳Tの表面点X(i)として、代表して3つの表面点X(1)、X(2)、およびX(m)のみが示されている。しかし、実際は、標準脳Tのマッチング領域Tmの表面全体に渡って、表面点X(i)が決定されている。その後、ステップS19に進む。   Also in FIG. 16, only three surface points X (1), X (2), and X (m) are representatively shown as surface points X (i) of the standard brain T. However, in practice, the surface point X (i) is determined over the entire surface of the matching region Tm of the standard brain T. Thereafter, the process proceeds to step S19.

ステップS19では、パラメータ最適化手段56が、角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとの両方のパラメータを最適化する。   In step S19, the parameter optimization means 56 optimizes both the angle parameters Rx, Ry and Rz and the scaling parameters Sx, Sy and Sz.

パラメータ最適化手段56は、角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを変更しながら、サンプル脳8bのマッチング領域Rmの表面点Xs(i)と、標準脳Tのマッチング領域Tmの表面点X(i)との間のノルムを計算し、ノルムが最小になるとき角度パラメータRx、Ry、およびRzとスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを求める。パラメータ最適化手段56は、ノルムが最小になるときの角度パラメータRx、Ry、およびRzを、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1と決定し、ノルムが最小になるときのスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1と決定する。したがって、最適化された角度パラメータRx1、Ry1、およびRz1と、最適化されたスケーリングパラメータSx1、Sy1、およびSz1は、以下の式(9)および(10)で表される。

Figure 2010125113
The parameter optimization means 56 changes the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz while changing the surface point Xs (i) of the matching region Rm of the sample brain 8b and the standard brain T. A norm between the matching region Tm and the surface point X (i) is calculated, and angle parameters Rx, Ry, and Rz and scaling parameters Sx, Sy, and Sz are obtained when the norm is minimized. The parameter optimization means 56 determines the angle parameters Rx, Ry, and Rz when the norm is minimized as the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1, and the scaling parameter Sx when the norm is minimized. , Sy, and Sz are determined as optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1. Therefore, the optimized angle parameters Rx1, Ry1, and Rz1 and the optimized scaling parameters Sx1, Sy1, and Sz1 are expressed by the following equations (9) and (10).
Figure 2010125113

角度パラメータRx、Ry、およびRzと、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを最適化した後、ステップS20に進む。   After the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、相関係数算出手段57が、ステップS19によりパラメータが最適化された後のサンプル脳8bのマッチング領域Rmと標準脳Tのマッチング領域Tmとの間の相関係数Cor’を算出する。相関係数Cor’は、例えば、以下の式(11)を用いて算出される。

Figure 2010125113
In step S20, the correlation coefficient calculation means 57 calculates the correlation coefficient Cor ′ between the matching region Rm of the sample brain 8b and the matching region Tm of the standard brain T after the parameters are optimized in step S19. . The correlation coefficient Cor ′ is calculated using, for example, the following equation (11).
Figure 2010125113

相関係数Cor’が算出された後、ステップS21に進む。   After the correlation coefficient Cor 'is calculated, the process proceeds to step S21.

ステップS21では、相関係数判断手段58が、相関係数算出手段57の算出した相関係数Cor’が所定の相関条件を満たしているか否かを判断する。相関条件は、例えば、以下の式(12)で表される。
k1≦|Cor’|≦k2 ・・・(12)
ここで、|Cor’|:相関係数Cor’の絶対値、
k1、k2:定数
In step S21, the correlation coefficient determination unit 58 determines whether or not the correlation coefficient Cor ′ calculated by the correlation coefficient calculation unit 57 satisfies a predetermined correlation condition. The correlation condition is expressed by the following formula (12), for example.
k1 ≦ | Cor ′ | ≦ k2 (12)
Where | Cor '|: absolute value of correlation coefficient Cor',
k1, k2: constants

相関係数判断手段58が、相関係数Cor’が(12)式を満たすと判断した場合、制御手段59は、マッチング処理を終了するための命令を生成し、この結果、マッチング処理は終了する。しかし、相関係数判断手段58が、相関係数Cor’が(12)式を満たしていないと判断した場合、ステップS22に進む。   When the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor ′ satisfies the expression (12), the control unit 59 generates a command for ending the matching process, and as a result, the matching process ends. . However, if the correlation coefficient determination unit 58 determines that the correlation coefficient Cor 'does not satisfy the expression (12), the process proceeds to step S22.

ステップS22では、パラメータnがインクリメントされ、n=1に更新される。n=1に更新されたということは、ステップS21における判断が1回行われたことを意味する(ステップS5参照)。パラメータnを更新したら、ステップS23に進む。   In step S22, the parameter n is incremented and updated to n = 1. Updating to n = 1 means that the determination in step S21 has been made once (see step S5). When the parameter n is updated, the process proceeds to step S23.

ステップS23では、制御手段59が、パラメータnが、n<N0であるか否かを判断する。n<N0の場合、ステップS6(図2参照)又はステップS18(図3参照)に戻り、制御手段59は、マッチング処理が更に続行されるように、脳表面点抽出手段55、パラメータ最適化手段56、および相関係数算出手段57を制御する。したがって、パラメータnが、N0に到達するまでは、マッチング処理は繰り返し実行される。しかし、サンプル脳8bの形状や大きさによっては、マッチング処理を何度実行しても、相関係数が所定の相関条件を満たさない場合もあり得る。したがって、マッチング処理が繰り返し実行され、パラメータnが、n=N0に到達した場合、制御手段59は、マッチング処理を終了するための命令を生成する。この結果、マッチング処理は終了する。   In step S23, the control means 59 determines whether or not the parameter n is n <N0. If n <N0, the control unit 59 returns to step S6 (see FIG. 2) or step S18 (see FIG. 3), and the control unit 59 continues the brain surface point extraction unit 55, parameter optimization unit so that the matching process is further continued. 56 and the correlation coefficient calculating means 57 are controlled. Therefore, the matching process is repeatedly executed until the parameter n reaches N0. However, depending on the shape and size of the sample brain 8b, the correlation coefficient may not satisfy a predetermined correlation condition, no matter how many times the matching process is executed. Therefore, when the matching process is repeatedly executed and the parameter n reaches n = N0, the control unit 59 generates an instruction for ending the matching process. As a result, the matching process ends.

本実施形態では、角度パラメータの最適化(ステップS7)を実行した後、相関係数Corが所定の相関条件を満たさない場合、更に、スケーリングパラメータの最適化(ステップS11)、および角度パラメータとスケーリングパラメータとの両方の最適化(ステップS15)が実行される。したがって、パラメータを最適化した場合に、パラメータが最適解ではなく局所解に収束しても、パラメータを最適解に収束させること又は最適解により近い局所解に収束させることができる。   In the present embodiment, after the angle parameter optimization (step S7) is executed, if the correlation coefficient Cor does not satisfy a predetermined correlation condition, the scaling parameter is further optimized (step S11), and the angle parameter and the scaling are performed. Both parameter optimization (step S15) is performed. Therefore, when the parameter is optimized, even if the parameter converges to the local solution instead of the optimal solution, the parameter can be converged to the optimal solution or can be converged to the local solution closer to the optimal solution.

また、本実施形態では、角度パラメータとスケーリングパラメータとの両方の最適化(ステップS15)が実行されても、相関係数Corが所定の相関条件を満たさない場合、サンプル脳8bおよび標準脳Tのマッチング対象を、マッチング領域RmおよびTmに限定している。したがって、ステップS3において、サンプル脳8bをうまく抽出することができなかった場合でも(図13参照)、パラメータを最適解に収束させること又は最適解により近い局所解に収束させることができる。   In the present embodiment, even if both the angle parameter and the scaling parameter are optimized (step S15), if the correlation coefficient Cor does not satisfy a predetermined correlation condition, the sample brain 8b and the standard brain T The matching target is limited to the matching regions Rm and Tm. Therefore, even if the sample brain 8b cannot be extracted successfully in step S3 (see FIG. 13), the parameters can be converged to the optimum solution or converged to the local solution closer to the optimum solution.

尚、本実施形態では、最初に角度パラメータRx、Ry、およびRzを最適化し(ステップS7)、相関係数Corが所定の相関条件を満たさない場合、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを最適化している(ステップS11)。しかし、最初にスケーリングパラメータSx、Sy、およびSzを最適化し、次に、角度パラメータRx、Ry、およびRzを最適化してもよい。   In the present embodiment, the angle parameters Rx, Ry, and Rz are first optimized (step S7). If the correlation coefficient Cor does not satisfy a predetermined correlation condition, the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized. (Step S11). However, the scaling parameters Sx, Sy, and Sz may be optimized first, and then the angle parameters Rx, Ry, and Rz may be optimized.

本実施形態では、角度パラメータRx、Ry、およびRzと、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzとを最適化しているが、サンプル脳8bを標準脳Tにマッチングさせるためのパラメータであれば、角度パラメータRx、Ry、およびRzと、スケーリングパラメータSx、Sy、およびSz以外のパラメータを最適化するようにしてもよい。   In the present embodiment, the angle parameters Rx, Ry, and Rz and the scaling parameters Sx, Sy, and Sz are optimized. However, if the parameter is for matching the sample brain 8b with the standard brain T, the angle parameter Parameters other than Rx, Ry, and Rz and scaling parameters Sx, Sy, and Sz may be optimized.

本実施形態では、式(1)、(5)、(7)、および(9)を用いて、最適化されたパラメータを算出している。しかし、別の式に基づいて最適化されたパラメータを算出してもよい。   In the present embodiment, the optimized parameters are calculated using equations (1), (5), (7), and (9). However, an optimized parameter may be calculated based on another formula.

本実施形態では、サンプル脳と標準脳との間の相関を表す相関量として、相関係数Cor(式(3)参照)および相関係数Cor’(式(11)参照)を用いている。しかし、相関係数CorおよびCor’とは異なる相関量によって、サンプル脳と標準脳との間の相関を表してもよい。   In the present embodiment, the correlation coefficient Cor (see Equation (3)) and the correlation coefficient Cor ′ (see Equation (11)) are used as the correlation amounts representing the correlation between the sample brain and the standard brain. However, the correlation between the sample brain and the standard brain may be expressed by a correlation amount different from the correlation coefficients Cor and Cor ′.

本実施形態では、相関係数CorおよびCor’が所定の相関条件を満たしているか否かを判断する場合、一例として、式(4)および(12)の相関条件が使用されているが、別の相関条件を用いてもよい。   In the present embodiment, when determining whether or not the correlation coefficients Cor and Cor ′ satisfy a predetermined correlation condition, the correlation conditions of Expressions (4) and (12) are used as an example. The correlation condition may be used.

本実施形態では、標準脳Tをマッチング領域Tmと非マッチング領域Toutとに分けるためのスライス面STは、前頭葉FLの下に規定されているが、スライス面STの位置は、必要に応じて変更できるようにしてもよい。また、本実施形態では、標準脳Tに対して設定されたスライスSTに基づいて、サンプル脳8bのスライス面Sbを決定しているが、サンプル脳8bのデータに基づいて、スライス面Sbを決定してもよい。   In the present embodiment, the slice plane ST for dividing the standard brain T into the matching area Tm and the non-matching area Tout is defined below the frontal lobe FL, but the position of the slice plane ST is changed as necessary. You may be able to do it. In this embodiment, the slice plane Sb of the sample brain 8b is determined based on the slice ST set for the standard brain T. However, the slice plane Sb is determined based on the data of the sample brain 8b. May be.

また、本実施形態では、n<N0の場合(ステップS23参照)、ステップS6(図2参照)又はステップS18(図3参照)に戻っているが、他のステップ(例えば、ステップS10)に戻ってもよい。   In this embodiment, if n <N0 (see step S23), the process returns to step S6 (see FIG. 2) or step S18 (see FIG. 3), but returns to another step (for example, step S10). May be.

更に、本実施形態では、サンプル脳8bを標準脳Tにマッチングさせる方法について説明されているが、本発明は、脳以外の別の臓器をマッチングさせる場合にも適用することができる。   Furthermore, in the present embodiment, a method for matching the sample brain 8b with the standard brain T has been described. However, the present invention can also be applied when matching another organ other than the brain.

本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置1の概略図である。1 is a schematic view of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. MRI装置1の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the MRI apparatus. MRI装置1の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the MRI apparatus. MRI装置1の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the MRI apparatus. 再構成されたボリュームデータDVを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the reconfigure | reconstructed volume data DV. ボリュームデータDVのサジタル断面の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the sagittal cross section of the volume data DV. 抽出された脳8bを示す概略図である。It is the schematic which shows the extracted brain 8b. サンプル脳8bの重心を、標準脳の重心に合わせるときの様子を示す図である。It is a figure which shows a mode when matching the gravity center of the sample brain 8b with the gravity center of a standard brain. サンプル脳8bから抽出された表面点Xs(i)を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the surface point Xs (i) extracted from the sample brain 8b. 標準脳Tの表面点X(i)を概略的に示す図である。2 is a diagram schematically showing a surface point X (i) of a standard brain T. FIG. 角度パラメータRx、Ry、およびRzの概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of angle parameters Rx, Ry, and Rz. スケーリングパラメータSx、Sy、およびSzの概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of scaling parameters Sx, Sy, and Sz. 被検体8が副鼻腔炎を起こしている場合の図5に示すボリュームデータDVのサジタル断面(a)、図13(a)から抽出された脳を示す図(b)である。FIG. 16 is a sagittal section (a) of the volume data DV shown in FIG. 5 when the subject 8 has sinusitis, and a diagram (b) showing the brain extracted from FIG. 13 (a). サンプル脳8bを、どのようにして、マッチングの対象と非マッチング領域とに分割しているかを説明する図である。It is a figure explaining how the sample brain 8b is divided | segmented into the object of matching and a non-matching area | region. 脳表面点算出手段がマッチング領域Rmから抽出した表面点Xs(i)を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the surface point Xs (i) extracted from the matching area | region Rm by the brain surface point calculation means. 標準脳Tの表面点X(i)を概略的に示す図である。2 is a diagram schematically showing a surface point X (i) of a standard brain T. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 MRI装置
2 コイルアセンブリ
3 クレードル
4 受信コイル
5 制御装置
6 入力装置
8 被検体
8a 頭部
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
51 コイル制御手段
52 データ処理手段
53 脳抽出手段
54 重心合せ手段
55 脳表面点抽出手段
56 パラメータ最適化手段
57 相関係数算出手段
58 制御手段
59 分割手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 MRI apparatus 2 Coil assembly 3 Cradle 4 Receiving coil 5 Control apparatus 6 Input apparatus 8 Subject 8a Head 21 Bore 22 Superconducting coil 23 Gradient coil 24 Transmitting coil 51 Coil control means 52 Data processing means 53 Brain extraction means 54 Center of gravity alignment Means 55 Brain surface point extraction means 56 Parameter optimization means 57 Correlation coefficient calculation means 58 Control means 59 Dividing means

Claims (18)

サンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング装置であって、
前記サンプル部位を前記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第1のパラメータと、前記サンプル部位を前記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第2のパラメータとを最適化するパラメータ最適化手段と、
前記サンプル部位と前記標準部位との間の相関を表す相関量を算出する相関量算出手段と、
前記パラメータ最適化手段と前記相関量算出手段とを制御する制御手段であって、
(a) 前記パラメータ最適化手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータを最適化し、
(b) 前記一つ以上の第1のパラメータが最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第1の相関量を算出し、
(c) 前記第1の相関量が第1の相関条件を満たさない場合、前記パラメータ最適化手段が、前記第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第2のパラメータを最適化し、
(d) 前記一つ以上の第2のパラメータが最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第2の相関量を算出し、
(e) 前記第2の相関量が第2の相関条件を満たさない場合、前記パラメータ最適化手段が、前記第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化する制御手段とを備えたマッチング装置。
A matching device that matches a sample part to a standard part,
Parameter optimization that optimizes one or more first parameters for matching the sample site to the standard site and one or more second parameters for matching the sample site to the standard site Means,
A correlation amount calculating means for calculating a correlation amount representing a correlation between the sample portion and the standard portion;
Control means for controlling the parameter optimization means and the correlation amount calculation means,
(A) the parameter optimization means optimizes the one or more first parameters based on a first norm between the sample site and the standard site;
(B) After the one or more first parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a first correlation amount between the sample part and the standard part,
(C) When the first correlation amount does not satisfy the first correlation condition, the parameter optimization unit optimizes the one or more second parameters based on the first norm;
(D) After the one or more second parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a second correlation amount between the sample part and the standard part,
(E) When the second correlation amount does not satisfy the second correlation condition, the parameter optimization unit is configured to determine the one or more first parameters and the one or more based on the first norm. And a control means for optimizing both of the second parameter of the matching device.
前記第1の相関量が前記第1の相関条件を満たすか否かを判断するとともに、前記第2の相関量が前記第2の相関条件を満たすか否かを判断する相関量判断手段を有し、
前記制御手段は、前記相関量判断手段の判断結果に基づいて、前記パラメータ最適化手段と前記相関量算出手段とを制御する、請求項1に記載のマッチング装置。
Correlation amount determining means for determining whether or not the first correlation amount satisfies the first correlation condition and determining whether or not the second correlation amount satisfies the second correlation condition is provided. And
The matching device according to claim 1, wherein the control unit controls the parameter optimization unit and the correlation amount calculation unit based on a determination result of the correlation amount determination unit.
前記制御手段は、
前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方が最適化された後に、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第3の相関量が算出されるように、前記相関量算出手段を制御する請求項2に記載のマッチング装置。
The control means includes
After both the one or more first parameters and the one or more second parameters are optimized, a third correlation amount between the sample site and the standard site is calculated. The matching device according to claim 2, wherein the correlation amount calculation unit is controlled.
前記相関量判断手段は、
前記第3の相関量が前記第3の相関条件を満たすか否かを判断する、請求項3に記載のマッチング装置。
The correlation amount determining means includes
The matching device according to claim 3, wherein it is determined whether or not the third correlation amount satisfies the third correlation condition.
前記サンプル部位を、マッチングの対象として使用されるマッチング領域と、マッチングの対象から外される非マッチング領域とに分割するサンプル分割手段を有する、請求項3又は4に記載のマッチング装置。   5. The matching device according to claim 3, further comprising a sample dividing unit that divides the sample portion into a matching region used as a matching target and a non-matching region excluded from the matching target. 前記分割手段は、
前記標準部位を、マッチングの対象であるマッチング領域と、マッチングの対象から外される非マッチング領域とに分割する、請求項5に記載のマッチング装置。
The dividing means includes
The matching device according to claim 5, wherein the standard part is divided into a matching region that is a matching target and a non-matching region that is excluded from the matching target.
前記制御手段は、
前記第3の相関量が第3の相関条件を満たさない場合、前記サンプル部位のマッチング領域と前記標準部位のマッチング領域との間の第2のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方が最適化されるように、前記パラメータ最適化手段を制御する請求項6に記載のマッチング装置。
The control means includes
When the third correlation amount does not satisfy a third correlation condition, the one or more first ones are based on a second norm between the matching region of the sample region and the matching region of the standard region. The matching device according to claim 6, wherein the parameter optimization unit is controlled such that both a parameter and the one or more second parameters are optimized.
前記制御手段は、
前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方が最適化された後に、前記サンプル部位のマッチング領域と前記標準部位のマッチング領域との間の第4の相関量が算出されるように、前記相関量算出手段を制御する請求項7に記載のマッチング装置。
The control means includes
A fourth correlation between the matching region of the sample region and the matching region of the standard region after both the one or more first parameters and the one or more second parameters are optimized The matching device according to claim 7, wherein the correlation amount calculation unit is controlled so that the amount is calculated.
前記相関量判断手段は、
前記第4の相関量が前記第4の相関条件を満たすか否かを判断する、請求項8に記載のマッチング装置。
The correlation amount determining means includes
The matching device according to claim 8, wherein the fourth correlation amount determines whether or not the fourth correlation condition is satisfied.
前記制御手段は、
前記第4の相関量が第4の相関条件を満たさない場合、前記第2のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化する処理が繰り返し実行されるように、前記パラメータ最適化手段を制御する請求項8又は9に記載のマッチング装置。
The control means includes
If the fourth correlation amount does not satisfy a fourth correlation condition, both the one or more first parameters and the one or more second parameters are optimized based on the second norm The matching device according to claim 8 or 9, wherein the parameter optimization unit is controlled so that the processing to be performed is repeatedly executed.
前記制御手段は、
前記第4の相関量が第4の相関条件を満たさない場合、
(a) 前記パラメータ最適化手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータを最適化し、
(b) 前記一つ以上の第1のパラメータが最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第1の相関量を算出し、
(c) 前記第1の相関量が第1の相関条件を満たさない場合、前記パラメータ最適化手段が、前記第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第2のパラメータを最適化し、
(d) 前記一つ以上の第2のパラメータが最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第2の相関量を算出し、
(e) 前記第2の相関量が第2の相関条件を満たさない場合、前記パラメータ最適化手段が、前記第1のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化し、
(f) 前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方が最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位と前記標準部位との間の第3の相関量を算出し、
(g) 前記第3の相関量が第3の相関条件を満たさない場合、前記パラメータ最適化手段が、前記サンプル部位のマッチング領域と前記標準部位のマッチング領域との間の第2のノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化し、
(h) 前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方が最適化された後に、前記相関量算出手段が、前記サンプル部位のマッチング領域と前記標準部位のマッチング領域との間の第4の相関量を算出する、

(a)〜(h)の処理が繰り返し実行されるように、前記パラメータ最適化手段および前記相関量算出手段を制御する請求項8又は9に記載のマッチング装置。
The control means includes
When the fourth correlation amount does not satisfy the fourth correlation condition,
(A) the parameter optimization means optimizes the one or more first parameters based on a first norm between the sample site and the standard site;
(B) After the one or more first parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a first correlation amount between the sample part and the standard part,
(C) When the first correlation amount does not satisfy the first correlation condition, the parameter optimization unit optimizes the one or more second parameters based on the first norm;
(D) After the one or more second parameters are optimized, the correlation amount calculation means calculates a second correlation amount between the sample part and the standard part,
(E) When the second correlation amount does not satisfy the second correlation condition, the parameter optimization unit is configured to determine the one or more first parameters and the one or more based on the first norm. Both the second parameter of and
(F) After both of the one or more first parameters and the one or more second parameters are optimized, the correlation amount calculating means may determine whether the correlation between the sample part and the standard part Calculate the third correlation amount,
(G) When the third correlation amount does not satisfy the third correlation condition, the parameter optimization unit is based on a second norm between the matching region of the sample region and the matching region of the standard region. Optimizing both the one or more first parameters and the one or more second parameters;
(H) After both of the one or more first parameters and the one or more second parameters are optimized, the correlation amount calculating means includes a matching region of the sample region and the standard region. Calculating a fourth correlation amount with the matching region;

The matching device according to claim 8 or 9, wherein the parameter optimization unit and the correlation amount calculation unit are controlled so that the processes (a) to (h) are repeatedly executed.
前記サンプル部位の重心を前記標準部位の重心に合わせる重心合せ手段を有する、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置。   The matching device according to claim 1, further comprising a center-of-gravity matching unit that matches the center of gravity of the sample part with the center of gravity of the standard part. 前記一つ以上の第1のパラメータは、3つの角度パラメータであり、前記一つ以上の第2のパラメータは、3つのスケールパラメータである、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置。   13. The one or more first parameters are three angle parameters, and the one or more second parameters are three scale parameters. Matching device. 前記第1のノルムは、前記サンプル部位の表面点と前記標準部位の表面点との間のノルムである、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置。   The matching device according to claim 1, wherein the first norm is a norm between a surface point of the sample part and a surface point of the standard part. 前記第2のノルムは、前記サンプル部位のマッチング領域の表面点と前記標準部位のマッチング領域の表面点との間のノルムである、請求項7〜11のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置。   The matching according to any one of claims 7 to 11, wherein the second norm is a norm between a surface point of the matching region of the sample region and a surface point of the matching region of the standard region. apparatus. 前記サンプル部位はサンプル脳であり、前記標準部位は標準脳である、請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置。   The matching device according to claim 1, wherein the sample site is a sample brain, and the standard site is a standard brain. 請求項1〜16のうちのいずれか一項に記載のマッチング装置を有する磁気共鳴イメージング装置。   A magnetic resonance imaging apparatus comprising the matching apparatus according to claim 1. サンプル部位を標準部位にマッチングさせるマッチング方法であって、
前記サンプル部位と前記標準部位との間のノルムに基づいて、前記サンプル部位を前記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第1のパラメータを最適化するステップと、
前記一つ以上の第1のパラメータが最適化された後に、前記サンプル部位と前記標準部位との間の相関を表す第1の相関量を算出するステップと、
前記第1の相関量が第1の相関条件を満たさない場合、前記ノルムに基づいて、前記サンプル部位を前記標準部位にマッチングさせるための一つ以上の第2のパラメータを最適化するステップと、
前記一つ以上の第2のパラメータが最適化された後に、前記サンプル部位と前記標準部位との間の相関を表す第2の相関量を算出するステップと、
前記第2の相関量が第2の相関条件を満たさない場合、前記ノルムに基づいて、前記一つ以上の第1のパラメータと前記一つ以上の第2のパラメータとの両方を最適化するステップと、
を有する、マッチング方法。
A matching method for matching a sample part to a standard part,
Optimizing one or more first parameters for matching the sample site to the standard site based on a norm between the sample site and the standard site;
Calculating a first correlation amount representing a correlation between the sample site and the standard site after the one or more first parameters have been optimized;
Optimizing one or more second parameters for matching the sample site to the standard site based on the norm if the first correlation quantity does not satisfy a first correlation condition;
Calculating a second correlation amount representing a correlation between the sample site and the standard site after the one or more second parameters have been optimized;
If the second correlation amount does not satisfy a second correlation condition, the step of optimizing both the one or more first parameters and the one or more second parameters based on the norm When,
A matching method.
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