JP2013123502A

JP2013123502A - 医用画像表示装置および医用画像表示方法

Info

Publication number: JP2013123502A
Application number: JP2011272873A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Goto; 良洋後藤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-24

Abstract

【課題】診断に適さないMIP画像を簡易な操作で修正し表示する医用画像表示装置および医用画像表示方法を提供する。
【解決手段】医用画像診断装置が取得した第一の三次元画像データから特定領域を削除して得られた第二の三次元画像データを用いてMIP画像を作成する画像作成部と、前記MIP画像を表示する画像表示部と、を備えた医用画像表示装置であって、前記MIP画像上で二次元関心領域を設定する二次元関心領域設定部と、前記二次元関心領域に基づいて三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定部と、前記特定領域のうち前記三次元関心領域内からはみ出ない領域に変更を加えることにより前記特定領域を修正する修正部と、をさらに備え、前記画像作成部は、修正された特定領域を第一の三次元画像データから削除して得られた第三の三次元画像データを用いてMIP画像を作成しなおすことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明はX線CT装置、MRI装置、超音波装置を含む医用画像診断装置から得られた医用画像を表示する医用画像表示装置および医用画像表示方法に係り、三次元画像データ中から特定領域を除去した後、MIP(Maximum Intensity Projection)画像を作成し、表示する技術に関する。

X線CT装置、MRI装置、超音波装置を含む医用画像診断装置から得られた医用画像を表示する三次元画像表示方法の一つとして、最大値投影(MIP: Maximum Intensity Projection)方法がある。最大値投影方法とは、三次元画像データに対して任意の方向からの投影処理を行い、投影線上の最大画素値を投影面に表示する方法であり、本方法により得られた画像はMIP画像と呼ばれる。MIP画像は主に造影血管の診断に用いられ、血管の狭窄等の血管内部の形状観察に用いられる。

造影血管と骨とはCT値のレンジが近いので、投影線上に血管と骨とが重なり合う場合にMIP画像を作成すると、血管内部の観察が困難な画像となることがある。そのような場合、三次元画像データから骨に対応するデータを削除してから、造影血管のMIP画像が作成される。骨の削除が不十分なままMIP画像が作成されると、血管内部の観察には適さない画像となる。そこで特許文献1では、三次元画像データから抽出した特定領域に対する収縮・膨張処理による調整と、調整後の特定領域の表示とを繰り返し、操作者に確認させることが開示されている。

特開2008-125881号公報

しかしながら、特許文献１のように特定領域を繰り返し調整したとしても、特定領域の抽出が不適切なままMIP画像が作成され、診断に適さないMIP画像となる場合がある。例えば、特定領域である骨を削除してから作成したMIP画像上で、観察対象である血管に欠落領域やノイズが生じたMIP画像となったりする。また、特定領域の抽出精度を上げるために、特定領域の調整と、調整後の特定領域の確認とを繰り返すことは操作者に煩わしさを感じさせることもある。

そこで本発明の目的は、診断に適さないMIP画像を簡易な操作で修正し表示する医用画像表示装置および医用画像表示方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、医用画像診断装置が取得した第一の三次元画像データから特定領域を削除して得られた第二の三次元画像データを用いてMIP画像を作成する画像作成部と、前記MIP画像を表示する画像表示部と、を備えた医用画像表示装置であって、前記MIP画像上で二次元関心領域を設定する二次元関心領域設定部と、前記二次元関心領域に基づいて三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定部と、前記特定領域のうち前記三次元関心領域内からはみ出ない領域に変更を加えることにより前記特定領域を修正する修正部と、をさらに備え、前記画像作成部は、修正された特定領域を第一の三次元画像データから削除して得られた第三の三次元画像データを用いてMIP画像を作成しなおすことを特徴とする。

また、本発明は、医用画像診断装置から得られた第一の三次元画像データから特定領域を削除して得られた第二の三次元画像データを用いてMIP画像を作成する画像作成ステップと、前記MIP画像を表示する画像表示ステップと、を備えた医用画像表示方法であって、前記MIP画像上で二次元関心領域を設定する二次元関心領域設定ステップと、前記二次元関心領域に基づいて三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定ステップと、前記特定領域のうち前記三次元関心領域内からはみ出ない領域に変更を加えることにより前記特定領域を修正する修正ステップと、修正された特定領域を第一の三次元画像データから削除して得られた第三の三次元画像データを用いてMIP画像を作成しなおすステップと、をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、診断に適さないMIP画像を簡易な操作で修正し表示する医用画像表示装置および医用画像表示方法を提供することができる。

本発明の医用画像表示装置のハードウェア構成を示す図本発明の実施例1の処理の流れを示す図 MIP画像の作成方法を説明するための図骨を除去した画像データのMIP画像の作成方法を説明するための図血管に欠けた箇所が含まれるMIP画像の例を示す図血管に欠けた箇所が含まれるMIP画像となる理由を説明する図二次元関心領域が指定された状態を説明する図二次元関心領域に基づき設定される三次元関心領域を説明する図修正された特定領域に基づいて作成されたMIP画像を示す図骨の除去が不十分な場合のMIP画像の例を示す図本発明の実施例2の処理の流れを示す図

以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像表示装置および医用画像表示方法の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

図1は医用画像表示装置1のハードウェア構成を示す図である。医用画像表示装置1は、CPU(Central Processing Unit)2、主メモリ3、記憶装置4、表示メモリ5、表示装置6、マウス8に接続されたコントローラ7、キーボード9、ネットワークアダプタ10が、システムバス11によって信号送受可能に接続されて構成される。医用画像表示装置1は、ネットワーク12を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14と信号送受可能に接続される。ここで、「信号送受可能に」とは、電気的、光学的に有線、無線を問わずに、相互にあるいは一方から他方へ信号送受可能な状態を示す。

CPU2は、各構成要素の動作を制御する装置である。CPU2は、記憶装置4に格納されるプログラムやプログラム実行に必要なデータを主メモリ3にロードして実行する。記憶装置4は、医用画像撮影装置13により撮影された医用画像情報を格納する装置であり、具体的にはハードディスク等である。また、記憶装置4は、フレシキブルディスク、光(磁気)ディスク、ZIPメモリ、USBメモリ等の可搬性記録媒体とデータの受け渡しをする装置であっても良い。医用画像情報はLAN（Local Area Network）等のネットワーク12を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14から取得される。また、記憶装置4には、CPU2が実行するプログラムやプログラム実行に必要なデータが格納される。主メモリ3は、CPU2が実行するプログラムや演算処理の途中経過を記憶するものである。

表示メモリ5は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)等の表示装置6に表示するための表示データを一時格納するものである。マウス8やキーボード9は、操作者が医用画像表示装置1に対して操作指示を行う操作デバイスである。マウス8はトラックパッドやトラックボールなどの他のポインティングデバイスであっても良い。コントローラ7は、マウス8の状態を検出して、表示装置6上のマウスポインタの位置を取得し、取得した位置情報等をCPU2へ出力するものである。ネットワークアダプタ10は、医用画像表示装置1をLAN、電話回線、インターネット等のネットワーク12に接続するためのものである。

医用画像撮影装置13は、被検体の断層画像等の医用画像情報を取得する装置である。医用画像撮影装置13は、例えば、MRI装置やX線CT装置、超音波診断装置、シンチレーションカメラ装置、PET装置、SPECT装置など、である。医用画像データベース14は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像情報を記憶するデータベースシステムである。
CPU2が後述する処理の流れを実行することにより、医用画像情報を用いてMIP(Maximum Intensity Projection)画像が作成され、作成されたMIP画像は表示装置6に表示される。

図2は、本発明の実施例1の処理の流れを示す図である。以下、図2の各ステップについて詳細に説明する。なお、本実施例では医用画像としてCT画像を用いて説明するが、MR画像や超音波画像等であっても良い。

(S201)
CPU2は、操作者がマウス8やキーボード9を操作して選択した被検体の三次元画像データを医用画像撮影装置13または医用画像データベース14からネットワーク12を介して取得する。ここで三次元画像データとは被検体を撮影して得られた数枚から数百枚の断層画像であり、ある方向、例えば断層面に垂直な方向に連続して並んで構成されるものである。

(S202)
CPU2は、三次元画像データの中から特定領域を抽出し、抽出した特定領域を削除する。本ステップで抽出される特定領域は、例えば骨領域である。CT画像では骨領域は大きい画素値として表示されるので、骨領域の抽出には閾値処理が用いられる。すなわち、予め定められた閾値より大きい画素値を有する画素が特定領域として抽出される。

本ステップで使用するしきい値には、予め記憶装置4に記憶された閾値を用いても良いし、操作者がマウス8などのポインティングデバイスやキーボード9を用いて設定した閾値を用いても良い。

(S203)
CPU2は、特定領域が削除された三次元画像データを用いてMIP処理をし、MIP画像を表示装置6に表示させる。MIP処理を行うに先立ち、CPU2は、操作者がマウス8やキーボード9を用いて設定した投影線及び投影面のデータを取得する。ここで投影線のデータとは三次元画像データに対する投影方向等であり、投影面のデータとは三次元画像データに対する投影面の相対的な位置等である。

図3を用いてMIP処理により三次元画像データ300のMIP画像を作成する方法を説明する。三次元画像データ300には骨領域301と造影血管領域302とが含まれており、CT値のレンジは近いものの骨領域301のほうが造影血管領域302よりも画素値が大きいものとする。また投影線311Aと311Bを用いて三次元画像データ300を投影面310に投影することを想定する。なお、投影線311A上には骨領域301内の画素A1と造影血管領域302内の画素A2が存在し、投影線311B上には骨領域301内の画素は存在せず造影血管領域302内の画素B2が存在するものとする。

MIP処理とは投影線上の画素の中で最も大きい画素値を投影面上に投影する処理であるので、投影線311Aにより投影面310へ投影される画素は画素A1となり、投影線311Bにより投影面310へ投影される画素は画素B2となる。このようにMIP画像が作成されると、骨領域301の画素値と造影血管領域302の画素値とがMIP画像上に混在することになり、造影血管の診断に適さない画像となる。

そこで、造影血管の診断用にMIP画像を作成する場合は、三次元画像データ300から骨領域301を削除してからMIP処理が実行される。図4は三次元画像データ300から骨領域301が削除された三次元画像データ400を投影する様子を示している。骨領域301が削除された三次元画像データ400に対しMIP処理が実行されると、主に造影血管領域302が投影面310上に投影されることになるので、造影血管の診断に適したMIP画像となる。

しかしながら、骨領域を削除するときに骨領域以外の領域が削除されると、作成されたMIP画像は例えば図5に示すような画像となることがある。図5に示した造影血管501のMIP画像には、造影血管501よりも画素値の小さな欠落領域502が含まれている。図5のようなMIP画像では、欠落領域502の部分の血管の形状を観察できないので、造影血管の診断には適していない。

図6を用いて造影血管501上に欠落領域502が含まれることについて説明する。図6に示した三次元画像データ600には骨領域601A〜601Gと造影血管領域602A〜602Gとが含まれており、造影血管領域602A〜602Gのうちの領域602Dは、例えば石灰化領域であって、他の領域602A〜602C、602E〜602Gよりも画素値が大きいものとする。このような三次元画像データ600に対して骨領域の削除とMIP処理を実行すると、骨領域601A〜601Gに加えて領域602Dも削除される場合があり、その結果、図5のようなMIP画像となる。

(S204)
CPU2は、操作者が指定する修正領域を二次元関心領域(ROI:Region Of Interest)として受付ける。すなわち、操作者は、図5に示したMIP画像を観察し、欠落領域502には修正が必要であると判断した上で、マウス8などのポインティングデバイスを用いて欠落領域502を囲うような修正領域を二次元関心領域として指定する。

図7に、図5に示したMIP画像上に二次元関心領域701が設定された例を示す。なお、図7では二次元関心領域701を自由曲線により囲った領域としているが、二次元関心領域701の形状はこれに限られるものではなく、長方形や楕円形であっても良い。また、MIP画像上には複数の二次元関心領域が設定されても良い。

修正領域の指定を操作者が行うのではなく、CPU2が修正領域を自動的に抽出しても良い。MIP画像上に現れる欠落領域502は、造影血管501よりも画素値が小さく、形状も長方形となるものが多い。そこで、予め定めた閾値を用いた閾値処理により造影血管501よりも画素値の小さな領域を抽出し、抽出した領域の長手方向の長さL1と、長手方向に直交する方向の長さL2を求め、両者の比であるL1/L2がある値以上の場合に抽出した領域を欠落領域502とみなし、修正領域として設定しても良い。

(S205)
CPU2は、S204で指定された二次元関心領域に基づき、三次元関心領域を作成する。図8を用いて、三次元関心領域802の作成例を説明する。なお、図8中の三次元画像データ800にはS202で抽出された特定領域601A〜601G、602Dのみが含まれており、MIP画像が投影される投影面801上には二次元関心領域701が設定されているものとする。

まず、二次元関心領域701を投影面800と直交する方向、すなわち投影方向に移動させ、三次元画像データ600内に2つの二次元関心領域が配置される。そして、三次元画像データ600内に配置された2つの二次元関心領域に挟まれた領域が三次元関心領域として作成される。なお、2つの二次元関心領域間の距離は、予め定められた値や、二次元関心領域701の大きさに応じて設定された値、二次元関心領域701内に存在する造影血管の直径などが設定される。ここで、二次元関心領域701の大きさに応じて設定された値とは、二次元関心領域701の面積と同じ面積となる円の直径や、正方形の辺の長さ、二次元関心領域701の長手方向の長さ、長手方向と直交する方向の長さなどを含む。

(S206)
CPU2は、S202で削除された各特定領域がS205で作成された三次元関心領域からはみ出るか否かを判定する。はみ出ると判定されればS208へ進み、はみ出なければS207へ進む。本ステップの判定は三次元画像データ800内で三次元関心領域802を投影方向に移動させながら行われ、ある特定領域が移動中の三次元関心領域802のいずれかの位置においてはみ出なかった場合にはみ出ないと判定される。すなわち、三次元関心領域の移動と、移動後の三次元関心領域から特定領域がはみ出るか否かの判定が繰り返されることになる。

図8の例で言えば、骨領域601A〜601Gは三次元関心領域802に比べて十分大きく、移動中のいずれの位置においても三次元関心領域802からはみ出る。それに対し、領域602Dは移動中のいずれかの位置において三次元関心領域802からはみ出ないことがある。その結果、本ステップでは、骨領域601A〜601Gに対してははみ出ると判定され、領域602Dに対してははみ出ないと判定される。

なお、三次元関心領域802の大きさによっては、三次元関心領域802の境界と特定領域とが重なる面積が所定の値以下の場合にはみ出ていないと判定しても良い。また、三次元関心領域802内の特定領域を始点として領域拡張処理を行い、拡張された領域の特定領域に対する割合が所定の値以下の場合にはみ出していないと判定しても良い。

(S207)
CPU2は、S202で削除された特定領域のうち、S206ではみ出ないと判定された特定領域を三次元画像データに戻す変更を加え、特定領域を修正する。図8の例で言えば、領域602Dが特定領域から外されることになる。

(S208)
CPU2は、S204で指定された全ての二次元領域についてS205〜S207の処理を終えたか否かを判定する。全ての二次元領域について終えていればS209へ進み、終えていなければS205へ戻る。

(S209)
CPU2は、特定領域が修正された三次元画像データに対しMIP処理をし、MIP画像を表示する。図9に特定領域が修正された三次元画像データを用いて作成されたMIP画像の例を示す。図9のMIP画像では、図5のMIP画像に存在した欠落領域502が修正され、造影血管領域501中に石灰化領域901が存在していることが確認できる。

以上説明した手順により、診断に適さないMIP画像を簡易な操作で修正し表示することができる。すなわち、欠落領域が含まれるMIP画像に対し、操作者は修正領域を指定するだけで、診断に適したMIP画像を得ることができる。

実施例1は造影血管501上の欠落領域502を修正したMIP画像を作成するものであった。実施例2では骨領域の削除が不十分であった場合にMIP画像上に生じるノイズを削除したMIP画像を作成する。図10にMIP画像上に生じたノイズ1002の例を示す。ノイズ1002は、骨領域と軟部組織領域との境界がMIP画像上に投影されることで発生する。そこで本実施例では、骨領域と軟部組織領域との境界を特定領域に加え、三次元画像データから削除してMIP画像を作成する。

図11は、本実施例の処理の流れを示す図である。以下、図11の各ステップについて詳細に説明する。なお、実施例1と同じステップには同じステップ符号を付け、説明を省略する。

(S201〜S204)
実施例1と同じである。
なお、S204で指定される二次元関心領域の例を図10に符号1001で示した。

(S1105)
CPU2は、S204で指定された二次元関心領域1001に基づき、三次元関心領域を作成する。本ステップで作成される三次元関心領域は、二次元関心領域1001を三次元画像データの端から端まで投影方向に移動させたときの軌跡に対応する領域である。すなわち実施例1における2つの二次元関心領域間の距離を、三次元画像データの投影方向長さにして作成されるものである。

(S1106)
CPU2は、S1105で作成された三次元関心領域内の特定領域を拡張する変更を加え、特定領域を修正する。拡張量は数画素程度で良い。特定領域を周囲に拡張することにより、骨領域と軟部組織領域との境界が特定領域に加えられる。

(S208〜S209)
実施例1と同じである。
なお、S208で全ての二次元領域について処理を終えていないと判定された場合はS1105へ戻る。

以上説明した手順により、診断に適さないMIP画像を簡易な操作で修正し表示することができる。すなわち、ノイズが含まれるMIP画像に対し、操作者は修正領域を指定するだけで、診断に適したMIP画像を得ることができる。

以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えばS204において、修正領域を自動的に抽出する際に、修正対象によっては、画素値の大きな領域を抽出するようにしても良い。

1 医用画像表示装置、2 CPU、3 主メモリ、4 記憶装置、5 表示メモリ、6 表示装置、7 コントローラ、8 マウス、9 キーボード、10 ネットワークアダプタ、11 システムバス、12 ネットワーク、13 医用画像撮影装置、14 医用画像データベース、300 三次元画像データ、301 骨領域、302 造影血管領域、310 投影面、311A、311B 投影線、400 三次元画像データ、501 造影血管、502 欠落領域、600 三次元画像データ、601A〜601G 骨領域、602A〜602G 造影血管領域、701 二次元関心領域、800 三次元画像データ、801 投影面、802 三次元関心領域、901 石灰化領域、1001 二次元関心領域、1002 ノイズ

Claims

医用画像診断装置が取得した第一の三次元画像データから特定領域を削除して得られた第二の三次元画像データを用いてＭＩＰ画像を作成する画像作成部と、前記ＭＩＰ画像を表示する画像表示部と、を備えた医用画像表示装置であって、
前記ＭＩＰ画像上で二次元関心領域を設定する二次元関心領域設定部と、
前記二次元関心領域に基づいて三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定部と、
前記特定領域のうち前記三次元関心領域内からはみ出ない領域に変更を加えることにより前記特定領域を修正する修正部と、をさらに備え、
前記画像作成部は、修正された特定領域を第一の三次元画像データから削除して得られた第三の三次元画像データを用いてＭＩＰ画像を作成しなおすことを特徴とする医用画像表示装置。
請求項１に記載の医用画像表示装置において、
前記修正部は、前記三次元関心領域内からはみ出ない領域を前記特定領域から外すことを特徴とする医用画像表示装置。
請求項１または２に記載の医用画像表示装置において、
前記三次元関心領域設定部は、ＭＩＰ画像と直交する方向にそって配置された２つの前記二次元関心領域に挟まれる領域を前記三次元関心領域として設定し、
前記修正部は、ＭＩＰ画像と直交する方向にそって前記三次元関心領域を移動させ、移動後の三次元関心領域から前記特定領域がはみ出るか否かの判定を繰り返し、いずれかの位置において三次元関心領域からはみ出ない場合に該特定領域に変更を加えることを特徴とする医用画像表示装置。
請求項１に記載の医用画像表示装置において、
前記修正部は、前記三次元関心領域内からはみ出ない領域を周囲に拡張することを特徴とする医用画像表示装置。
医用画像診断装置から得られた第一の三次元画像データから特定領域を削除して得られた第二の三次元画像データを用いてＭＩＰ画像を作成する画像作成ステップと、前記ＭＩＰ画像を表示する画像表示ステップと、を備えた医用画像表示方法であって、
前記ＭＩＰ画像上で二次元関心領域を設定する二次元関心領域設定ステップと、
前記二次元関心領域に基づいて三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定ステップと、
前記特定領域のうち前記三次元関心領域内からはみ出ない領域に変更を加えることにより前記特定領域を修正する修正ステップと、
修正された特定領域を第一の三次元画像データから削除して得られた第三の三次元画像データを用いてＭＩＰ画像を作成しなおすステップと、をさらに備えることを特徴とする医用画像表示方法。