JP2010131201A - Device, method and program for detecting anatomical feature point of human body structure - Google Patents

Device, method and program for detecting anatomical feature point of human body structure Download PDF

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JP2010131201A JP2008310122A JP2008310122A JP2010131201A JP 2010131201 A JP2010131201 A JP 2010131201A JP 2008310122 A JP2008310122 A JP 2008310122A JP 2008310122 A JP2008310122 A JP 2008310122A JP 2010131201 A JP2010131201 A JP 2010131201A
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知幸 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To execute diagnosis with higher precision by improving reproducibility of the position of an anatomical feature point of a human body structure such as the femoral head center in a medical image. <P>SOLUTION: This device for detecting an anatomical feature point of the human body structure includes: an edge detecting section which detects an edge expressing the profile shape of the human body structure from a processing object image including the human body structure; an approximation section approximating the edge expressing the profile shape of the human structure with a closed curve or a closed region; a feature point detecting section detecting the center of gravity of the closed curve or the closed region as the anatomical feature point of the human body structure; and a display section displaying the detection results, the edge expressing the profile shape of the human body structure, and/or the closed curve or the closed region obtained by the approximation section and/or the anatomical feature point. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、人体構造物の解剖学的特徴点検出装置及び方法並びにプログラムに係り、特に、大腿骨骨頭中心を検出する整形外科における計測支援技術に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for detecting an anatomical feature point of a human body structure, and a program, and more particularly to a measurement support technique in orthopedics for detecting the femoral head center.

従来、股関節あるいは膝関節等における変形性関節症などの病気の診断は、主としてX線画像によって行われている。このとき医師の診察・判断をより正確なものとするために、例えば大腿骨骨頭中心等の解剖学的特徴点の位置などについての客観的診断情報を提供することが必要とされている。   Conventionally, diagnosis of diseases such as osteoarthritis in a hip joint or a knee joint has been performed mainly by X-ray images. At this time, in order to make a doctor's examination / judgment more accurate, it is necessary to provide objective diagnosis information on the position of anatomical feature points such as the femoral head center.

これに対して従来、例えば骨盤等の診断対象を撮像した画像を表示部に表示し、これに対して例えば体の歪みを計測するための基準線及びその平行線などのオブジェクトを描画するための情報を入力部から入力して、表示部に表示された画像上にこのオブジェクトを描画し、描画されたオブジェクト間の幾何学的な関係を示す値を算出して、医師の診断に供するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。   On the other hand, conventionally, for example, an image obtained by imaging a diagnosis target such as the pelvis is displayed on the display unit, and for example, a reference line for measuring body distortion and an object such as a parallel line for drawing the object are drawn. Information is input from the input unit, this object is drawn on the image displayed on the display unit, a value indicating a geometric relationship between the drawn objects is calculated, and used for a doctor's diagnosis Is known (see, for example, Patent Document 1).

ここでは、入力部から入力される入力情報は、ユーザ(医師等)の手入力による画像上の点であり、このユーザによって入力された点の位置情報をそのまま用いてオブジェクトが描画されている。
特開2007−151742号公報
Here, the input information input from the input unit is a point on the image manually input by a user (doctor or the like), and the object is drawn using the position information of the point input by the user as it is.
JP 2007-151742 A

しかしながら、例えば股関節領域の診察において用いられる評価値の一つにCE角(Center Edge Angle)があるが、これは大腿骨骨頭中心、臼蓋外端、及び左右涙痕下端等の位置情報に基づいて算出され、このCE角を算出する位置情報のうち大腿骨骨頭中心は、ある構造物の中心という定義であるため、画像上でその位置を示すための目印が存在せず、上記従来技術のようにユーザが上記位置情報を手入力する方法では、入力するユーザによって、また計測するタイミング等によってその都度大腿骨骨頭中心等の位置がばらついてしまい、正確な診断ができなくなってしまうという問題がある。   However, for example, one of the evaluation values used in the examination of the hip joint region is the CE edge (Center Edge Angle), which is based on positional information such as the femoral head center, the outer end of the acetabulum, and the lower left and right tear marks. Of the positional information for calculating the CE angle, the femoral head center is defined as the center of a certain structure. Therefore, there is no mark for indicating the position on the image. As described above, in the method in which the user manually inputs the position information, the position of the femoral head center and the like varies depending on the input user and the measurement timing, etc., and accurate diagnosis cannot be performed. is there.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、医療画像における大腿骨骨頭中心等の人体構造物の解剖学的特徴点の位置の再現性を向上させ、より精度の高い診断を可能とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and improves the reproducibility of the position of anatomical feature points of a human body structure such as the femoral head center in a medical image, thereby enabling a more accurate diagnosis. An object of the present invention is to provide an anatomical feature point detection apparatus, method, and program for a human body structure.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出するエッジ検出部と、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似する近似部と、前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出する特徴点検出部と、前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置を提供する。   In order to achieve the object, an invention according to claim 1 is directed to an edge detection unit that detects an edge representing a contour shape of a human body structure from a processing target image including the human body structure, and a contour shape of the human body structure. An approximation unit that approximates an edge representing a closed curve or a closed region, a feature point detection unit that detects a centroid of the closed curve or closed region as an anatomical feature point of the human body structure, and the human body that is the detection result A human body comprising: an edge representing a contour shape of a structure and / or a display section for displaying the closed curve or closed region obtained by the approximating section and / or the anatomical feature point An apparatus for detecting an anatomical feature point of a structure is provided.

これにより、人体構造物の解剖学的特徴点をユーザが直接入力した場合のバラツキを抑制することができ、その再現性を向上させることができる。   Thereby, the variation when the user directly inputs the anatomical feature points of the human body structure can be suppressed, and the reproducibility can be improved.

また、請求項2に示すように、前記表示部は、前記検出結果を前記処理対象画像に重ねて表示することを特徴とする。   In addition, according to a second aspect of the present invention, the display unit displays the detection result so as to overlap the processing target image.

このように、人体構造物の解剖学的特徴点の検出結果を処理対象画像に重ねて表示することにより、その検出結果の成否を確認することができる。   In this way, the success or failure of the detection result can be confirmed by displaying the detection result of the anatomical feature point of the human body structure superimposed on the processing target image.

また、請求項3に示すように、請求項1または2に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、前記表示部は前記処理対象画像を表示し、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に所定の点の入力を受け付ける入力受付手段を備え、前記所定の点に基づいて、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することを特徴とする。   Moreover, as shown in claim 3, the anatomical feature point detection device for a human body structure according to claim 1 or 2, wherein the display unit displays the processing target image and the displayed processing. Input receiving means for receiving an input of a predetermined point in the human body structure in the target image is provided, and an edge representing the contour shape of the human body structure is detected based on the predetermined point.

このように、人体構造物内の任意の一点を指定するだけで、後は自動的に人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することができる。   As described above, it is possible to automatically detect an edge representing the contour shape of the human body structure by simply designating an arbitrary point in the human body structure.

また、請求項4に示すように、請求項3に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置において、前記入力受付手段により入力を受け付ける前記所定の点が、前記解剖学的特徴点に略同一の点であり、前記エッジ検出部は、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に入力された略同一の点を中心とした放射状の直線上で、該直線上の他の点よりも画素濃度が大きく変化する点を、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを構成する点であるとして検出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the anatomical feature point detecting device for a human body structure according to the third aspect, the predetermined point that receives input by the input receiving means is the anatomical feature point. The edge detecting unit is a radial straight line centered on the substantially identical point input into the human body structure in the displayed processing target image, and the other edge on the straight line. A point where the pixel density changes more greatly than a point is detected as a point constituting an edge representing the contour shape of the human body structure.

また、請求項5に示すように、請求項3に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置において、前記入力受付手段により入力を受け付ける前記所定の点が、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを代表する1つ以上の点であり、該エッジを代表する1つ以上の点を用いて前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することを特徴とする。   Moreover, as shown in claim 5, in the anatomical feature point detection device for a human body structure according to claim 3, the predetermined point that receives input by the input receiving means is an outline shape of the human body structure. One or more points representing the edge, and one or more points representing the edge are used to detect an edge representing the contour shape of the human body structure.

また、請求項6に示すように、前記エッジ検出部は、前記処理対象画像中から前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを自動で検出することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the edge detection unit automatically detects an edge representing the contour shape of the human body structure from the processing target image.

このように、例えば公知の画像処理におけるエッジ検出技術を用いることにより、完全に自動で人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することができる。   In this way, for example, by using a known edge detection technique in image processing, an edge representing the contour shape of a human body structure can be detected completely automatically.

また、請求項7に示すように、前記近似部は、前記入力受付手段から入力受け付けされた1つ以上の点に基づいて、前記エッジを前記閉曲線または閉領域で近似することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, the approximating unit approximates the edge with the closed curve or the closed region based on one or more points received from the input receiving unit.

このように、入力手段からユーザがエッジ上の点を複数入力することにより半自動でエッジを検出することもできる。   In this way, the user can semi-automatically detect the edge by inputting a plurality of points on the edge from the input means.

また、請求項8に示すように、請求項1〜7のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、さらに、前記閉曲線または閉領域の再計算及び前記解剖学的特徴点の再検出を指示する手段を備え、前記再計算及び再検出を指示する手段からの指示により、前記近似部は前記閉曲線または閉領域の再計算を行うとともに、前記特徴点検出部は前記再計算された前記閉曲線または閉領域に基づいて前記解剖学的特徴点を再検出することを特徴とする。   Moreover, as shown in claim 8, the anatomical feature point detection device for a human body structure according to any one of claims 1 to 7, further comprising: recalculation of the closed curve or closed region and the anatomy Means for instructing re-detection of a characteristic feature point, and in response to an instruction from the means for instructing re-calculation and re-detection, the approximating unit performs re-calculation of the closed curve or closed region, and the feature point detecting unit The anatomical feature point is redetected based on the recalculated closed curve or closed region.

このように、必要に応じて検出結果の修正を行うことにより、検出精度をより向上させることができる。   As described above, the detection accuracy can be further improved by correcting the detection result as necessary.

また、請求項9に示すように、請求項8に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、さらに所定の点の入力を受け付ける入力受付手段を有する場合に、前記近似部は、前記閉曲線または閉領域の再計算を、前記入力受付手段から入力を受け付けて追加または修正された前記エッジ上の点を用いて行うことを特徴とする。   Further, as shown in claim 9, when the anatomical feature point detection device for a human body structure according to claim 8 further comprises an input receiving means for receiving an input of a predetermined point, the approximating unit Is characterized in that the recalculation of the closed curve or closed region is performed using the points on the edge that are added or modified by receiving an input from the input receiving means.

このように、検出結果の修正を行う際、ユーザが手入力することにより、検出精度をより高めることが可能となる。   As described above, when the detection result is corrected, the detection accuracy can be further increased by manual input by the user.

また、請求項10に示すように、前記閉曲線は楕円であることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, the closed curve is an ellipse.

このように、エッジを近似する閉曲線として楕円を用いることにより、その式による表示を利用することにより、その後の解剖学的特徴点を算出するのが容易となる。   In this way, by using an ellipse as a closed curve that approximates an edge, it becomes easy to calculate subsequent anatomical feature points by using the display of the equation.

また、請求項11に示すように、前記解剖学的特徴点は、大腿骨骨頭中心点であることを特徴とする。   The anatomical feature point may be a femoral head center point.

これにより、特に股関節における疾病に本発明を好適に適用することができる。   Thereby, especially this invention can be applied suitably to the disease in a hip joint.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項12に記載の発明は、人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出する工程と、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似する工程と、前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出する工程と、前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示する工程と、を備えたことを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出方法を提供する。   Similarly, in order to achieve the object, the invention according to claim 12 includes a step of detecting an edge representing a contour shape of a human body structure from a processing target image including the human body structure, A step of approximating an edge representing a contour shape with a closed curve or a closed region, a step of detecting a centroid of the closed curve or the closed region as an anatomical feature point of the human body structure, and the human body structure which is the detection result And a step of displaying the closed curve or the closed region obtained by the approximation unit and / or the anatomical feature point. An anatomical feature point detection method is provided.

これにより、人体構造物の解剖学的特徴点をユーザが直接入力した場合のバラツキを抑制することができ、その再現性を向上させることができる。   Thereby, the variation when the user directly inputs the anatomical feature points of the human body structure can be suppressed, and the reproducibility can be improved.

また、請求項13に示すように、前記表示する工程は、前記検出結果を前記処理対象画像に重ねて表示することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, the displaying step displays the detection result so as to overlap the processing target image.

このように、人体構造物の解剖学的特徴点の検出結果を処理対象画像に重ねて表示することにより、その検出結果の成否を確認することができる。   In this way, the success or failure of the detection result can be confirmed by displaying the detection result of the anatomical feature point of the human body structure superimposed on the processing target image.

また、請求項14に示すように、請求項12または13に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法であって、前記表示する工程は前記処理対象画像を表示し、さらに、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に所定の点を入力する工程を備え、前記エッジを検出する工程は、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に入力された所定の点を中心とした放射状の直線上で、該直線上の他の点よりも画素濃度が大きく変化する点を、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを構成する点であるとして検出することを特徴とする。   Moreover, as shown in claim 14, in the anatomical feature point detection method for a human body structure according to claim 12 or 13, wherein the displaying step displays the processing target image, and further the display A step of inputting a predetermined point into the human body structure in the processed image to be processed, wherein the step of detecting the edge includes a predetermined point input into the human body structure in the displayed processing target image A point where the pixel density changes on a radial line centered on the line is larger than other points on the line as a point constituting an edge representing the contour shape of the human body structure. And

これにより、人体構造物内の任意の一点を指定するだけで、後は自動的に人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することができる。   As a result, it is possible to automatically detect an edge representing the contour shape of the human body structure by simply designating an arbitrary point in the human body structure.

また、請求項15に示すように、前記エッジを検出する工程は、前記処理対象画像中から前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを自動で検出することを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, the step of detecting the edge automatically detects an edge representing a contour shape of the human body structure from the processing target image.

これにより、例えば公知の画像処理におけるエッジ検出技術を用いることにより、完全に自動で人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することができる。   Thereby, for example, by using an edge detection technique in known image processing, an edge representing the contour shape of the human body structure can be detected completely automatically.

また、請求項16に示すように、前記近似する工程は、前記入力する工程において入力された点に基づき、前記検出されたエッジ上の点に基づいて、前記エッジを前記閉曲線または閉領域で近似することを特徴とする。   Further, according to claim 16, in the approximating step, the edge is approximated by the closed curve or the closed region based on the point on the detected edge based on the point input in the inputting step. It is characterized by doing.

これにより、入力手段からユーザがエッジ上の点を複数入力することにより半自動でエッジを検出することもできる。   Thus, the edge can be detected semi-automatically by the user inputting a plurality of points on the edge from the input means.

また、請求項17に示すように、請求項14〜16のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法であって、さらに、前記閉曲線または閉領域の再計算を指示する工程を有し、前記近似する工程は、前記再計算の指示に基づいて、前記閉曲線または閉領域の再計算を行うとともに、前記特徴点を検出する工程は、前記再計算された前記閉曲線または閉領域に基づいて前記解剖学的特徴点を再検出することを特徴とする。   Moreover, as shown in claim 17, the anatomical feature point detection method for a human body structure according to any one of claims 14 to 16, further comprising a step of instructing recalculation of the closed curve or the closed region. And the step of approximating recalculates the closed curve or closed region based on the recalculation instruction, and the step of detecting the feature point includes the recalculated closed curve or closed region. The anatomical feature points are redetected based on the above.

これにより、必要に応じて検出結果の修正を行うことにより、検出精度をより向上させることができる。   Thereby, the detection accuracy can be further improved by correcting the detection result as necessary.

また、請求項18に示すように、前記近似する工程は、前記閉曲線または閉領域の再計算を、前記入力する工程において追加された前記エッジ上の点を用いて行うことを特徴とする。   Further, according to the present invention, the approximating step performs the recalculation of the closed curve or closed region by using the points on the edge added in the inputting step.

このように、検出結果の修正を行う際、ユーザが手入力することにより、検出精度をより高めることが可能となる。   As described above, when the detection result is corrected, the detection accuracy can be further increased by manual input by the user.

また、請求項19に示すように、前記閉曲線は楕円であることを特徴とする。   According to a nineteenth aspect of the present invention, the closed curve is an ellipse.

このように、エッジを近似する閉曲線として楕円を用いることにより、その式による表示を利用することにより、その後の解剖学的特徴点を算出するのが容易となる。   In this way, by using an ellipse as a closed curve that approximates an edge, it becomes easy to calculate subsequent anatomical feature points by using the display of the equation.

また、請求項20に示すように、前記解剖学的特徴点は、大腿骨骨頭中心であることを特徴とする。   The anatomical feature point may be the femoral head center.

これにより、特に股関節における疾病に本発明を好適に適用することができる。   Thereby, especially this invention can be applied suitably to the disease in a hip joint.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項21に記載の発明は、人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出するステップと、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似するステップと、前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出するステップと、前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示するステップとからなる人体構造物の解剖学的特徴点検出方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを提供する。   Similarly, in order to achieve the object, the invention according to claim 21 detects the edge representing the contour shape of the human body structure from the processing target image including the human body structure, A step of approximating an edge representing a contour shape with a closed curve or a closed region; a step of detecting a centroid of the closed curve or closed region as an anatomical feature point of the human body structure; and the human body structure which is the detection result A method for detecting an anatomical feature point of a human body structure comprising: an edge representing a contour shape of the human body and / or a step of displaying the closed curve or the closed region obtained by the approximation unit and / or the anatomical feature point A program characterized by causing a computer to execute is provided.

以上説明したように、本発明によれば、人体構造物の解剖学的特徴点をユーザが直接入力した場合のバラツキを抑制することができ、その再現性を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, variation when a user directly inputs anatomical feature points of a human body structure can be suppressed, and reproducibility thereof can be improved.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る人体構造物の解剖学的特徴点検出装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明する。   Hereinafter, an apparatus and method for detecting an anatomical feature point of a human body structure and a program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る人体構造物の解剖学的特徴点検出装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an anatomical feature point detection apparatus for a human body structure according to the present invention.

図1に示すように、本実施形態の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置1(以下、単に特徴点検出装置1と言う。)は主に、画像入力部10、画像処理部12、近似部14、特徴点検出部16、計測値算出部18、情報入力部20及び表示部22から構成される。   As shown in FIG. 1, an anatomical feature point detection apparatus 1 (hereinafter simply referred to as a feature point detection apparatus 1) for a human body structure according to this embodiment mainly includes an image input unit 10, an image processing unit 12, It comprises an approximation unit 14, a feature point detection unit 16, a measurement value calculation unit 18, an information input unit 20, and a display unit 22.

画像入力部10は、患者の診察部位を撮像したX線画像データを入力するものである。画像入力部10へのX線画像データの入力方法は特に限定されるものではない。   The image input unit 10 inputs X-ray image data obtained by imaging a patient's examination site. The method of inputting X-ray image data to the image input unit 10 is not particularly limited.

例えば、X線画像データは、CR(コンピューテッド・ラジオグラフィック)システムを用いて骨部(例えば大腿骨など)の画像を含む放射線画像(CR画像)として得るようにしてもよい。すなわち、撮影装置において、X線管から発せられたX線を、被写体としての患者に向けて照射し、被写体を透過したX線を、蓄積性蛍光体を有するイメージングプレートに入射させて透過放射線画像をエネルギー情報として蓄積記録し、この透過放射線画像が蓄積記録されたイメージングプレートから透過放射線画像を読み取って画像入力部10に入力するようにしてもよい。   For example, the X-ray image data may be obtained as a radiographic image (CR image) including an image of a bone part (for example, a femur) using a CR (Computed Radiographic) system. That is, in an imaging apparatus, X-rays emitted from an X-ray tube are irradiated toward a patient as a subject, and X-rays transmitted through the subject are incident on an imaging plate having a stimulable phosphor to transmit a transmitted radiation image. May be accumulated and recorded as energy information, and the transmitted radiation image may be read from the imaging plate on which the transmitted radiation image is accumulated and recorded and input to the image input unit 10.

また画像入力部10は、FPD(Flat-Panel Detector)が搭載されたデジタルX線撮影装置からX線画像データを入力するようにしてもよいし、ネットワークを介して画像サーバからX線画像データを入力してもよいし、あるいはCD−ROM等の記録メディアからX線画像データを入力するようにしてもよい。   The image input unit 10 may input X-ray image data from a digital X-ray imaging apparatus equipped with an FPD (Flat-Panel Detector), or X-ray image data from an image server via a network. X-ray image data may be input from a recording medium such as a CD-ROM.

画像処理部12は、画像入力部10から入力されたX線画像データを受け取り、これに対して所定の画像処理を施すとともに、詳しくは後述するが、例えば大腿骨骨頭等の人体構造物のエッジ検出処理などを行うものである。   The image processing unit 12 receives the X-ray image data input from the image input unit 10 and performs predetermined image processing on the X-ray image data. As will be described in detail later, for example, an edge of a human body structure such as a femoral head A detection process is performed.

近似部14は、上で画像処理部12において検出された例えば大腿骨骨頭等の人体構造物のエッジをある曲線(閉曲線あるいは閉曲線の一部)で近似するものである。詳しくは後述するが、例えば大腿骨骨頭の場合には骨頭のエッジを近似する閉曲線としては楕円が最も好適に用いられる。   The approximating unit 14 approximates an edge of a human body structure such as a femoral head detected by the image processing unit 12 with a certain curve (a closed curve or a part of a closed curve). As will be described in detail later, for example, in the case of a femoral head, an ellipse is most preferably used as a closed curve that approximates the edge of the head.

特徴点検出部16は、人体構造物の解剖学的特徴点を検出するものである。上で近似部14で人体構造物のエッジをある閉曲線で近似したとき、例えば、その閉曲線で囲まれる領域の重心を求めることにより解剖学的特徴点を検出する。詳しくは後述するが、大腿骨骨頭の場合には、解剖学的特徴点として骨頭中心を検出するが、例えば骨頭を楕円で近似したときには、その楕円の中心(重心)を骨頭中心として検出する。   The feature point detection unit 16 detects anatomical feature points of the human body structure. When the approximating unit 14 approximates the edge of the human body structure with a certain closed curve, for example, the anatomical feature point is detected by obtaining the center of gravity of the region surrounded by the closed curve. As will be described in detail later, in the case of the femoral head, the head center is detected as an anatomical feature point. For example, when the head is approximated by an ellipse, the center (center of gravity) of the ellipse is detected as the head center.

計測値算出部18は、一つに絞られた計測候補点を用いて、人体構造物の所定の計測値を算出するものである。所定の計測値としては、例えば股関節の場合で言うと、CE角(Center Edge Angle)、Sharp角、AHI(Acetabular Head Index)などがある。   The measurement value calculation unit 18 calculates a predetermined measurement value of the human body structure by using one candidate measurement point. For example, in the case of a hip joint, the predetermined measurement value includes a CE angle (Center Edge Angle), a Sharp angle, an AHI (Acetabular Head Index), and the like.

情報入力部20は、ユーザが、表示部22に表示された画像を見て、画像処理部12に対して、人体構造物のエッジ上の点と思われる点を入力したり、人体構造物の解剖学的特徴点であると大まかに思われる点を入力したり、また近似部14に対して、表示部22に表示された近似結果が思わしくない場合に、再度近似のやり直しを指示したり、その他システムに対する様々な指示を入力するものである。情報入力部20は、例えば、キーボードやマウス等の通常の入力のための操作部材で構成されるがこれに限定されるものではない。   The information input unit 20 is configured such that the user views the image displayed on the display unit 22 and inputs a point that seems to be a point on the edge of the human body structure to the image processing unit 12, Input a point that seems to be an anatomical feature point roughly, or if the approximation result displayed on the display unit 22 is not expected to the approximating unit 14, instructs the approximation to be performed again, Various other instructions for the system are input. The information input unit 20 is configured by an operation member for normal input such as a keyboard and a mouse, for example, but is not limited thereto.

表示部22は、LCD等の表示画面を有し、画像入力部10から入力され画像処理部12で所定の処理が施されたX線画像等の医用画像を表示するものである。表示部22の表示画面には、さらに、近似部14で検出した人体構造物のエッジを近似する閉曲線や、特徴点検出部16で検出した人体構造物の解剖学的特徴点などを上記医用画像に重ねて表示する。また、表示部22は、計測値算出部18で算出した計測値を表示する。   The display unit 22 has a display screen such as an LCD, and displays a medical image such as an X-ray image input from the image input unit 10 and subjected to predetermined processing by the image processing unit 12. On the display screen of the display unit 22, a closed curve that approximates the edge of the human body structure detected by the approximation unit 14, an anatomical feature point of the human body structure detected by the feature point detection unit 16, and the like are further displayed. Overlaid on the display. The display unit 22 displays the measurement value calculated by the measurement value calculation unit 18.

医師等のユーザは、この表示部22の表示画面を見て診断を行うことができる。また、図示を省略したが、本特徴点検出装置1は、表示画面に表示された画像等をプリントアウトするプリンタや、各種データを保存する記憶装置あるいはこれらのデータを各種記録媒体に記録する記録手段を備えていることが好ましい。   A user such as a doctor can make a diagnosis by looking at the display screen of the display unit 22. Although not shown, the feature point detection apparatus 1 is a printer that prints out an image or the like displayed on the display screen, a storage device that stores various data, or a recording that records these data on various recording media. Preferably means are provided.

以下、本実施形態の作用について詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described in detail.

図2は、本実施形態に係る人体構造物の解剖学的特徴点検出方法の処理の流れを示すフローチャートである。今例えば股関節のX線画像から大腿骨骨頭中心を検出する場合を例にとって説明することとする。   FIG. 2 is a flowchart showing a process flow of the human body anatomical feature point detection method according to the present embodiment. For example, a case where the center of the femoral head is detected from an X-ray image of a hip joint will be described as an example.

まず、図2のステップS100において、画像入力部10から計測対象画像を入力する。前述したように、この画像データの入力方法は様々な方法があり、特に限定されるものではない。入力された計測対象画像(X線画像データ)は、画像処理部12に送られ、所定の画像処理が施されて表示部22の表示画面に表示される。   First, in step S100 in FIG. 2, a measurement target image is input from the image input unit 10. As described above, there are various methods for inputting the image data, and the method is not particularly limited. The input measurement target image (X-ray image data) is sent to the image processing unit 12, subjected to predetermined image processing, and displayed on the display screen of the display unit 22.

図3に表示画面に表示された計測対象画像の例を示す。図3に示すように、今入力された計測対象画像は大腿骨骨頭が写った股関節正面画像である。   FIG. 3 shows an example of the measurement target image displayed on the display screen. As shown in FIG. 3, the measurement target image that has just been input is a hip joint front image in which the femoral head is shown.

次に、ステップS110において、画像処理部12で大腿骨骨頭のエッジを検出する。   Next, in step S110, the image processing unit 12 detects the femoral head edge.

そこで、例えば、図4(a)に示すように、大腿骨骨頭が写った局所領域を切り出した画像を表示部22に表示する。このような局所領域画像を作成する方法はいろいろ考えられるが、例えば、大まかな骨頭中心位置を情報入力部20から入力し、その近傍を切り取る方法などがある。   Therefore, for example, as shown in FIG. 4A, an image obtained by cutting out a local region in which the femoral head is captured is displayed on the display unit 22. There are various methods for creating such a local region image. For example, there is a method in which a rough head center position is input from the information input unit 20 and the vicinity thereof is cut out.

また、図4(a)のような骨頭の局所領域を切り出した画像から骨頭のエッジを検出する方法もいろいろあり、特に限定されるものではない。一つの方法として、例えば図4(b)に示すように、骨頭内の大まかな中心点C等の任意の点を中心として、放射状に半直線Dを引き、その半直線D上における濃度変化の大きい点Eを探し、その点Eをエッジとしてもよい。このとき、骨頭内の大まかな中心点あるいは任意の点はユーザが情報入力部20から入力するようにする。   Further, there are various methods for detecting the edge of the bone head from an image obtained by cutting out the local region of the bone head as shown in FIG. 4A, and the method is not particularly limited. As one method, for example, as shown in FIG. 4B, a half line D is drawn radially around an arbitrary point such as a rough center point C in the bone head, and the concentration change on the half line D is changed. A large point E may be searched and the point E may be used as an edge. At this time, the user inputs the rough center point or arbitrary point in the bone head from the information input unit 20.

またあるいは、図4(b)の画像に対してSobelフィルタやLaplacianフィルタなどの一般的なエッジ抽出フィルタを適用してエッジを抽出する方法でもよい。   Alternatively, a method of extracting edges by applying a general edge extraction filter such as a Sobel filter or a Laplacian filter to the image of FIG.

次に図2のステップS120において、上で求めたエッジを閉曲線で近似する。特にここではエッジを近似する閉曲線として楕円を用いるが、他の曲線でもよい。   Next, in step S120 in FIG. 2, the edge obtained above is approximated by a closed curve. In particular, an ellipse is used here as a closed curve that approximates an edge, but other curves may be used.

図5にエッジを楕円で近似する方法を示す。   FIG. 5 shows a method of approximating an edge with an ellipse.

まず図5(a)に示すように、上で検出されたエッジEd上に複数個の点E1(x1,y1)、E2(x2,y2)、E3(x3,y3)、・・・、En(xn,yn)をユーザが情報入力部20から指定する。   First, as shown in FIG. 5A, a plurality of points E1 (x1, y1), E2 (x2, y2), E3 (x3, y3),..., En on the edge Ed detected above. The user specifies (xn, yn) from the information input unit 20.

なお、これらの点は、このようにエッジEd上で指定するのではなく、エッジEdを検出することなく、ユーザが表示部22に表示された画像を見て、情報入力部20からエッジ候補点として入力してもよい。   Note that these points are not designated on the edge Ed as described above, but the user can look at the image displayed on the display unit 22 and detect the edge candidate points from the information input unit 20 without detecting the edge Ed. You may enter as

このエッジEdを近似する楕円(あるいはエッジ候補点がその上に乗るような楕円)の式を次のように与える。   An expression of an ellipse that approximates the edge Ed (or an ellipse on which an edge candidate point rides) is given as follows.

{(x−xc)cosθ+(y−yc)sinθ}/a
+{(x−xc)sinθ−(y−yc)cosθ}/b−1 = 0
ここで、図5(c)に示すように、(xc,yc)は楕円の中心の座標、aは長軸、bは短軸、θは中心の回りの長軸短軸の回転角を表している。なお、図5(c)では、説明のために、分かり易くするため楕円をかなり変形して表示しているが、実際の近似楕円はこれとは異なりかなり円に近い形となる。
{(X−xc) cos θ + (y−yc) sin θ} 2 / a 2
+ {(X−xc) sin θ− (y−yc) cos θ} 2 / b 2 −1 = 0
Here, as shown in FIG. 5C, (xc, yc) is the coordinates of the center of the ellipse, a is the major axis, b is the minor axis, and θ is the rotation angle of the major axis and minor axis around the center. ing. In FIG. 5C, for the sake of explanation, the ellipse is considerably deformed and displayed for easy understanding, but the actual approximate ellipse has a shape that is very close to a circle.

上記式の左辺をf(xc,yc,θ,a,b,x,y)とおく。   Let the left side of the above expression be f (xc, yc, θ, a, b, x, y).

そして、各エッジ上の点Ei(xi,yi)(i=1,・・・,n)について、次式を計算する。   Then, the following equation is calculated for the point Ei (xi, yi) (i = 1,..., N) on each edge.

g(xi,yi)=√[|f(xc,yc,θ,a,b,xi,yi)|]
ここで、記号|*|は*の絶対値であり、√[*]は、[*]の平方根を表す。
g (xi, yi) = √ [| f (xc, yc, θ, a, b, xi, yi) |]
Here, the symbol | * | is the absolute value of *, and √ [*] represents the square root of [*].

ここでThrを所定の閾値とし、g(xi,yi)<Thrとなるエッジ上の点(もしくはエッジ候補点)Ei(xi,yi)の個数Nを算出する。   Here, Thr is set as a predetermined threshold value, and the number N of points (or edge candidate points) Ei (xi, yi) on the edge satisfying g (xi, yi) <Thr is calculated.

点Ei(xi,yi)が楕円上にあればf(xc,yc,θ,a,b,x,y)=0であるから、g(xi,yi)=0である。一般にはg(xi,yi)の値は点Ei(xi,yi)の楕円の周からのずれを表しており、これが所定の閾値Thrより小となる点の個数Nが大きい程、楕円f(xc,yc,θ,a,b,x,y)=0はエッジEdをよく近似することになる。   If the point Ei (xi, yi) is on the ellipse, f (xc, yc, θ, a, b, x, y) = 0, so g (xi, yi) = 0. In general, the value of g (xi, yi) represents the deviation of the point Ei (xi, yi) from the circumference of the ellipse. The larger the number N of points at which this is smaller than the predetermined threshold Thr, the larger the ellipse f ( xc, yc, θ, a, b, x, y) = 0 is a good approximation of the edge Ed.

そこでg(xi,yi)<Thrとなる点Ei(xi,yi)の個数Nや、個数Nを楕円の面積で除した値や、g(xi,yi)(i=1〜N)それぞれにこの近似楕円からの距離の逆数を乗じた数の合計等を近似の評価値として算出する。   Therefore, the number N of points Ei (xi, yi) where g (xi, yi) <Thr, the value obtained by dividing the number N by the area of the ellipse, and g (xi, yi) (i = 1 to N) The sum of numbers multiplied by the reciprocal of the distance from the approximate ellipse is calculated as an approximate evaluation value.

そして、xc,yc,θ,a,b等の各パラメータを変えながら、上記評価値が最大となるようなパラメータを探すことによって、図5(b)に示すように、エッジEdを近似する楕円Epを検出する。   Then, an ellipse that approximates the edge Ed as shown in FIG. 5B is obtained by searching for a parameter that maximizes the evaluation value while changing each parameter such as xc, yc, θ, a, and b. Ep is detected.

ここで閾値Thrとしては、特に限定されるものではないが、例えば、楕円の長軸あるいは短軸の5%〜10%というようにしてもよい。   Here, the threshold value Thr is not particularly limited. For example, the threshold value Thr may be 5% to 10% of the major axis or minor axis of the ellipse.

次に図2のステップS130において、骨頭の中心点を算出する。上で図5(b)に示すように、骨頭のエッジEdを近似する楕円Epが検出されているので、骨頭の中心点Cは、この近似楕円Epの中心(重心といっても同じ)として算出される。   Next, in step S130 of FIG. 2, the center point of the bone head is calculated. As shown in FIG. 5 (b) above, since the ellipse Ep approximating the edge Ed of the head is detected, the center point C of the head is set as the center of the approximate ellipse Ep (the same as the center of gravity). Calculated.

次にステップS140において、これらの検出結果を表示部22の表示画面の画像上に重ねて表示する。   Next, in step S140, these detection results are displayed overlaid on the display screen image of the display unit 22.

次に、ステップS150において、ユーザは表示部22に表示された結果を見て、その近似楕円でよいか判断する。結果がよければ骨頭中心点検出処理を終了する。もし上で検出された近似楕円Epから大きくはずれたエッジ上の点Ei(xi,yi)が多数あるような場合には、次のステップS160において近似結果の修正を行う。   Next, in step S150, the user looks at the result displayed on the display unit 22 and determines whether the approximate ellipse is acceptable. If the result is satisfactory, the head center point detection process is terminated. If there are a large number of points Ei (xi, yi) on the edge that are greatly deviated from the approximate ellipse Ep detected above, the approximation result is corrected in the next step S160.

すなわち、表示部22の表示画面で本来通るべき骨頭領域の輪郭上の点を情報入力部20から指定する。例えば、マウス等でクリックしてもよい。そして、その点の近くを通る程上記評価値が高くなるように再度パラメータxc,yc,θ,a,bを変えながら、近似楕円の評価基準を変更して再計算する。新たな評価値としては、例えば、上で算出した評価値に、いま指定した点と近似楕円との距離を除した値を用いること等が考えられる。評価値が最大となる楕円をあらたな近似楕円とする。   That is, the point on the contour of the bone head region that should be passed on the display screen of the display unit 22 is designated from the information input unit 20. For example, you may click with a mouse | mouth etc. Then, while changing the parameters xc, yc, θ, a, and b again so that the evaluation value becomes higher as it passes closer to the point, the evaluation standard of the approximate ellipse is changed and recalculated. As a new evaluation value, for example, a value obtained by dividing the evaluation value calculated above by dividing the distance between the currently specified point and the approximate ellipse can be considered. Let the ellipse with the maximum evaluation value be a new approximate ellipse.

そして新たな近似楕円が検出されたら、ステップS170において、その近似楕円の中心として骨頭中心を検出し、ステップS180において結果を再度表示する。   When a new approximate ellipse is detected, the head center is detected as the center of the approximate ellipse in step S170, and the result is displayed again in step S180.

なお、このように楕円でエッジを近似する場合には、低解像度の画像から徐々に解像度を上げて、近似精度を上げていくようにしてもよい。   In the case of approximating an edge with an ellipse in this way, the approximation accuracy may be increased by gradually increasing the resolution from a low-resolution image.

また上で説明した例では、骨頭内の大まかな中心点と思われる点あるいは任意の点をユーザが指定し、その後自動的に、その点から放射状に半直線を引いて楕円によって近似したが、楕円以外の閉曲線でエッジを近似してもよい。この場合には閉曲線が囲む閉領域の重心として骨頭中心を検出する。またあるいは、エッジ検出から楕円近似してその中心を算出して骨頭中心を算出するまで完全自動で行ってもよい。またこのときエッジの近似を楕円以外の閉曲線で行い、その閉曲線で囲まれた閉領域の重心を自動で算出するようにしてもよい。   In the example described above, the user designates a point that seems to be a rough center point in the bone head or an arbitrary point, and then automatically draws a half line radially from that point and approximates it with an ellipse. The edge may be approximated by a closed curve other than an ellipse. In this case, the head center is detected as the center of gravity of the closed region surrounded by the closed curve. Alternatively, the detection may be performed fully automatically until the center of the head is calculated by ellipse approximation from the edge detection and the center of the head is calculated. At this time, the edge may be approximated by a closed curve other than an ellipse, and the center of gravity of the closed region surrounded by the closed curve may be automatically calculated.

あるいは、このように自動的に閉曲線で近似することなく、ユーザがエッジ上の複数の候補点を手入力してエッジの近似形状を構成した後、自動で画像上のその点の座標を求めそれらの座標の重心として骨頭中心を検出するいわば半自動の方法であってもよい。   Alternatively, without automatically approximating with a closed curve in this way, after the user manually inputs a plurality of candidate points on the edge to form an approximate shape of the edge, the coordinates of that point on the image are automatically obtained and A so-called semi-automatic method for detecting the center of the head as the center of gravity of the coordinates may be used.

また、大腿骨骨頭のエッジEdが、図6(a)に破線30で示すように、骨頭の大腿骨側がエッジ候補点がない等の理由によって存在しない場合には、図6(b)に示すように、エッジEdの候補点がない部分を直線Lで置き換えて、骨頭のエッジEdを楕円Epの一部と直線Lで構成するようにする。   Further, when the edge Ed of the femoral head does not exist for the reason that the femoral side of the femoral head has no edge candidate point, as shown by the broken line 30 in FIG. 6A, the edge Ed is shown in FIG. 6B. As described above, the portion without the edge Ed candidate point is replaced with the straight line L, and the head Ed is constituted by a part of the ellipse Ep and the straight line L.

このように骨頭領域を楕円Epの一部と直線Lで囲まれた領域とすると、この領域の中心(重心)は、上で求めたような近似楕円Epの中心Cからずれていると考えられる。この場合には、例えば近似楕円Epの中心Cよりも短軸上に少しずれた点C’が骨頭の中心となると考えられる。この点は、例えば、近似楕円Epの一部及び直線Lで囲まれた領域の重心として算出される。あるいは、近似楕円Epの一部に対する直線Lの長さの割合(楕円Epの途切れ具合)から、楕円の軸上で中心をずらす量を決めるようにして算出してもよい。   As described above, when the bone head region is a region surrounded by a part of the ellipse Ep and the straight line L, the center (center of gravity) of this region is considered to be shifted from the center C of the approximate ellipse Ep obtained above. . In this case, for example, the point C ′ slightly shifted on the short axis from the center C of the approximate ellipse Ep is considered to be the center of the bone head. This point is calculated, for example, as the center of gravity of the region surrounded by a part of the approximate ellipse Ep and the straight line L. Alternatively, the amount of shift of the center on the axis of the ellipse may be determined from the ratio of the length of the straight line L to a part of the approximate ellipse Ep (discontinuity of the ellipse Ep).

このように本実施形態では、人体構造物の一例として大腿骨骨頭の形状(エッジ)を閉曲線(楕円)あるいはその一部または閉領域で近似し、その閉曲線で囲まれた領域(閉領域)の重心をその人体構造物の中心として検出するようにしている。また、検出結果を入力画像にオーバーレイ表示するようにしている。   As described above, in this embodiment, the shape (edge) of the femoral head is approximated by a closed curve (ellipse) or a part thereof or a closed region as an example of a human body structure, and the region (closed region) surrounded by the closed curve is approximated. The center of gravity is detected as the center of the human body structure. The detection result is displayed as an overlay on the input image.

以上のようにして大腿骨骨頭中心点Cが検出されたら、計測値算出部18は、これを用いてCE角を算出する。すなわち、CE角は、図3に示すように、左右の涙痕下端P1、P2を結ぶ直線に直交する直線と、臼蓋外端点Qと大腿骨骨頭中心点Cとを結ぶ直線とのなす角αとして算出される。   When the femoral head center point C is detected as described above, the measurement value calculation unit 18 calculates the CE angle using this. That is, as shown in FIG. 3, the CE angle is an angle formed by a straight line orthogonal to a straight line connecting the left and right tear mark lower ends P1 and P2 and a straight line connecting the acetabular outer end point Q and the femoral head center point C. Calculated as α.

従って、本実施形態によれば、エッジを近似してそれを基に中心を検出するようにしているため、従来のようにユーザが人体構造物(大腿骨骨頭)の中心を直接入力した場合と比較して、ユーザ毎の手入力による中心点位置のバラツキを抑制することができる。   Therefore, according to this embodiment, since the edge is approximated and the center is detected based on the edge, the case where the user directly inputs the center of the human body structure (femoral head) as in the conventional case. In comparison, variations in the center point position due to manual input for each user can be suppressed.

またその結果、大腿骨骨頭中心点位置の再現性が向上するため、CE角計測の再現性も向上し、より精度の高い診断が可能となる。   As a result, since the reproducibility of the femoral head center point position is improved, the reproducibility of the CE angle measurement is also improved, and a more accurate diagnosis is possible.

さらに、人体構造の近似形状とその中心点を入力画像にオーバーレイ表示することにより、中心点検出の成否を確認できるため、必要に応じて中心点検出の修正を行うことにより、中心点検出精度をより向上させることが可能となる。   Furthermore, since the approximate shape of the human body structure and its center point are overlaid on the input image, the success or failure of the center point detection can be confirmed, so the center point detection accuracy can be improved by correcting the center point detection as necessary. This can be further improved.

また、本実施形態の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置は、図示を省略した制御部に付属したメモリに格納されたプログラムによって制御される。すなわち、制御部によってメモリから人体構造物の解剖学的特徴点検出方法を実行するプログラムが読み出され、このプログラムに従って、例えば股関節のX線画像から大腿骨骨頭のエッジが検出され、骨頭の中心が検出される。   Further, the anatomical feature point detection apparatus for a human body structure according to the present embodiment is controlled by a program stored in a memory attached to a control unit (not shown). That is, a program that executes a method for detecting an anatomical feature point of a human body structure is read from the memory by the control unit, and, for example, the femoral head edge is detected from an X-ray image of a hip joint, and the center of the femoral head is detected. Is detected.

なお、本プログラムは、このように制御部に付属のメモリに格納されるものに限定されず、該プログラムを例えばPCカードやCD−ROMなど、本特徴点検出装置に着脱可能に構成されるメモリ媒体(リムーバブル媒体)に記録しておき、リムーバブル媒体に対応するインターフェイスを介して本装置に読み込むように構成してもよい。   In addition, this program is not limited to what is stored in the memory attached to a control part in this way, For example, the memory comprised so that this program can be attached or detached to this feature point detection apparatus, such as a PC card and CD-ROM The information may be recorded on a medium (removable medium) and read into the apparatus via an interface corresponding to the removable medium.

以上、本発明の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   The human body structure anatomical feature point detection apparatus and method and the program according to the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above examples, and the scope of the present invention is not deviated. Of course, various improvements and modifications may be made.

本発明に係る人体構造物の解剖学的特徴点検出装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of one Embodiment of the anatomical feature point detection apparatus of the human body structure which concerns on this invention. 本実施形態に係る人体構造物の解剖学的特徴点検出方法の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the anatomical feature point detection method of the human body structure which concerns on this embodiment. 表示画面に表示された計測対象画像の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the measurement object image displayed on the display screen. (a)は、表示部に表示された大腿骨骨頭が写った局所領域を切り出した画像を示す説明図であり、(b)は、エッジ検出の一例を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the image which cut out the local area | region where the femoral head displayed on the display part was imaged, (b) is explanatory drawing which shows an example of edge detection. (a)〜(c)は、エッジを楕円で近似する方法を示す説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing which shows the method of approximating an edge with an ellipse. (a)、(b)は、エッジを楕円の一部を用いて近似した場合の中心の検出方法を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the detection method of the center at the time of approximating an edge using a part of ellipse.

符号の説明Explanation of symbols

1…人体構造物の解剖学的特徴点検出装置、10…画像入力部、12…画像処理部、14…近似部、16…特徴点検出部、18…計測値算出部、20…情報入力部、22…表示部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anatomical feature point detection apparatus of a human body structure, 10 ... Image input part, 12 ... Image processing part, 14 ... Approximation part, 16 ... Feature point detection part, 18 ... Measurement value calculation part, 20 ... Information input part , 22 ... display section

Claims (21)

人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出するエッジ検出部と、
前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似する近似部と、
前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出する特徴点検出部と、
前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。
An edge detection unit for detecting an edge representing the contour shape of the human body structure from the processing target image including the human body structure;
An approximation unit that approximates an edge representing the contour shape of the human body structure with a closed curve or a closed region; and
A feature point detection unit for detecting the centroid of the closed curve or closed region as an anatomical feature point of the human body structure;
A display unit for displaying the edge representing the contour shape of the human body structure as the detection result and / or the closed curve or the closed region obtained by the approximation unit and / or the anatomical feature point;
An apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure, comprising:
前記表示部は、前記検出結果を前記処理対象画像に重ねて表示することを特徴とする請求項1に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The said display part displays the said detection result on the said process target image, and displays the anatomical feature point detection apparatus of the human body structure of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 請求項1または2に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、
前記表示部は前記処理対象画像を表示し、
前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に所定の点の入力を受け付ける入力受付手段を備え、
前記所定の点に基づいて、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。
An apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure according to claim 1 or 2,
The display unit displays the processing target image,
Input receiving means for receiving an input of a predetermined point in the human body structure in the displayed processing target image;
An apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure, wherein an edge representing a contour shape of the human body structure is detected based on the predetermined point.
請求項3に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置において、
前記入力受付手段により入力を受け付ける前記所定の点が、前記解剖学的特徴点に略同一の点であり、
前記エッジ検出部は、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に入力された略同一の点を中心とした放射状の直線上で、該直線上の他の点よりも画素濃度が大きく変化する点を、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを構成する点であるとして検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。
In the anatomical feature point detection apparatus for a human body structure according to claim 3,
The predetermined point for receiving input by the input receiving means is substantially the same point as the anatomical feature point,
The edge detection unit has a pixel density larger than other points on the radial line centered on a substantially same point input into the human body structure in the displayed processing target image. An apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure, wherein a changing point is detected as a point constituting an edge representing an outline shape of the human body structure.
請求項3に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置において、
前記入力受付手段により入力を受け付ける前記所定の点が、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを代表する1つ以上の点であり、
該エッジを代表する1つ以上の点を用いて前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。
In the anatomical feature point detection apparatus for a human body structure according to claim 3,
The predetermined point for receiving input by the input receiving means is one or more points representing an edge representing the contour shape of the human body structure,
An apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure, wherein an edge representing an outline shape of the human body structure is detected by using one or more points representing the edge.
前記エッジ検出部は、前記処理対象画像中から前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを自動で検出することを特徴とする請求項1または2に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The anatomical feature point detection of a human body structure according to claim 1 or 2, wherein the edge detection unit automatically detects an edge representing an outline shape of the human body structure from the processing target image. apparatus. 前記近似部は、前記入力受付手段から入力受け付けされた1つ以上の点に基づいて、前記エッジを前記閉曲線または閉領域で近似することを特徴とする請求項3に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The anatomy of a human body structure according to claim 3, wherein the approximating unit approximates the edge with the closed curve or a closed region based on one or more points received from the input receiving unit. Feature point detector. 請求項1〜7のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、さらに、前記閉曲線または閉領域の再計算及び前記解剖学的特徴点の再検出を指示する手段を備え、前記再計算及び再検出を指示する手段からの指示により、前記近似部は前記閉曲線または閉領域の再計算を行うとともに、前記特徴点検出部は前記再計算された前記閉曲線または閉領域に基づいて前記解剖学的特徴点を再検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The anatomical feature point detection device for a human body structure according to any one of claims 1 to 7, further comprising means for instructing recalculation of the closed curve or closed region and redetection of the anatomical feature point The approximating unit recalculates the closed curve or closed region according to an instruction from the recalculation and redetection instruction unit, and the feature point detecting unit performs the recalculated closed curve or closed region. An anatomical feature point detection device for a human body structure, wherein the anatomical feature point is redetected based on the above. 請求項8に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置であって、さらに所定の点の入力を受け付ける入力受付手段を有する場合に、前記近似部は、前記閉曲線または閉領域の再計算を、前記入力受付手段から入力を受け付けて追加または修正された前記エッジ上の点を用いて行うことを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The anatomical feature point detection device for a human body structure according to claim 8, wherein the approximation unit further includes a recalculation of the closed curve or the closed region when the input unit receives an input of a predetermined point. An anatomical feature point detection device for a human body structure, wherein an input from the input receiving means is received and the points on the edge added or modified are used. 前記閉曲線は楕円であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The anatomical feature point detection device for a human body structure according to any one of claims 1 to 9, wherein the closed curve is an ellipse. 前記解剖学的特徴点は、大腿骨骨頭中心点であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出装置。   The apparatus for detecting an anatomical feature point of a human body structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the anatomical feature point is a femoral head center point. 人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出する工程と、
前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似する工程と、
前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出する工程と、
前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示する工程と、
を備えたことを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。
Detecting an edge representing a contour shape of a human body structure from a processing target image including the human body structure;
Approximating an edge representing the contour shape of the human body structure with a closed curve or a closed region;
Detecting a center of gravity of the closed curve or closed region as an anatomical feature point of the human body structure;
Displaying the edge representing the contour shape of the human body structure as the detection result and / or the closed curve or the closed region and / or the anatomical feature point obtained by the approximation unit;
An anatomical feature point detection method for a human body structure characterized by comprising:
前記表示する工程は、前記検出結果を前記処理対象画像に重ねて表示することを特徴とする請求項12に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The method of detecting an anatomical feature point of a human body structure according to claim 12, wherein the displaying step displays the detection result so as to overlap the processing target image. 請求項12または13に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法であって、前記表示する工程は前記処理対象画像を表示し、さらに、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に所定の点を入力する工程を備え、前記エッジを検出する工程は、前記表示された処理対象画像中の人体構造物内に入力された所定の点を中心とした放射状の直線上で、該直線上の他の点よりも画素濃度が大きく変化する点を、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを構成する点であるとして検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The anatomical feature point detection method for a human body structure according to claim 12 or 13, wherein the displaying step displays the processing target image, and further the human body structure in the displayed processing target image. A step of inputting a predetermined point inside, and the step of detecting the edge is a radial straight line centered on the predetermined point input into the human body structure in the displayed processing target image, An anatomical feature of a human body structure, characterized in that a point whose pixel density changes more greatly than other points on the straight line is detected as a point constituting an edge representing the contour shape of the human body structure Point detection method. 前記エッジを検出する工程は、前記処理対象画像中から前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを自動で検出することを特徴とする請求項12または13に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The anatomical feature of a human body structure according to claim 12 or 13, wherein the step of detecting the edge automatically detects an edge representing an outline shape of the human body structure from the processing target image. Point detection method. 前記近似する工程は、前記入力する工程において入力された点に基づき、前記検出されたエッジ上の点に基づいて、前記エッジを前記閉曲線または閉領域で近似することを特徴とする請求項14に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   15. The approximating step is based on the point input in the inputting step, and approximates the edge with the closed curve or closed region based on a point on the detected edge. The anatomical feature point detection method of the described human body structure. 請求項14〜16のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法であって、さらに、前記閉曲線または閉領域の再計算を指示する工程を有し、前記近似する工程は、前記再計算の指示に基づいて、前記閉曲線または閉領域の再計算を行うとともに、前記特徴点を検出する工程は、前記再計算された前記閉曲線または閉領域に基づいて前記解剖学的特徴点を再検出することを特徴とする人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The anatomical feature point detection method for a human body structure according to any one of claims 14 to 16, further comprising a step of instructing recalculation of the closed curve or the closed region, and the approximating step includes: Based on the recalculation instruction, the closed curve or closed region is recalculated, and the feature point detecting step is configured to detect the anatomical feature point based on the recalculated closed curve or closed region. A method for detecting an anatomical feature point of a human body structure, characterized by redetection. 前記近似する工程は、前記閉曲線または閉領域の再計算を、前記入力する工程において追加された前記エッジ上の点を用いて行うことを特徴とする請求項17に記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   18. The anatomy of a human body structure according to claim 17, wherein the approximating step performs recalculation of the closed curve or closed region using the points on the edge added in the inputting step. Feature point detection method. 前記閉曲線は楕円であることを特徴とする請求項12〜18のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The anatomical feature point detection method for a human body structure according to any one of claims 12 to 18, wherein the closed curve is an ellipse. 前記解剖学的特徴点は、大腿骨骨頭中心であることを特徴とする請求項12〜19のいずれかに記載の人体構造物の解剖学的特徴点検出方法。   The anatomical feature point detection method for a human body structure according to any one of claims 12 to 19, wherein the anatomical feature point is a femoral head center. 人体構造物を含む処理対象画像から人体構造物の輪郭形状を表すエッジを検出するステップと、
前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジを閉曲線又は閉領域で近似するステップと、
前記閉曲線又は閉領域の重心を前記人体構造物の解剖学的特徴点として検出するステップと、
前記検出結果である、前記人体構造物の輪郭形状を表すエッジおよび/または、前記近似部により求められた前記閉曲線又は閉領域および/または、前記解剖学的特徴点を表示するステップとからなる人体構造物の解剖学的特徴点検出方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Detecting an edge representing the contour shape of the human body structure from the processing target image including the human body structure;
Approximating an edge representing the contour shape of the human body structure with a closed curve or a closed region;
Detecting the closed curve or the center of gravity of the closed region as an anatomical feature point of the human body structure;
Displaying the edge representing the contour shape of the human body structure and / or the closed curve or region obtained by the approximation unit and / or the anatomical feature point as the detection result. A program for causing a computer to execute a method for detecting an anatomical feature point of a structure.
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