JP2013223620A - Apparatus, method, and program for registration processing of medical image - Google Patents

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剛 阪本
Hiroaki Urayama
博昭 浦山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus, method, and program for registration processing of a medical image which are capable of excellently executing registration processing of a morphological image and a functional image.SOLUTION: A registration processing apparatus includes: image data obtaining means 11A and 11B each obtaining morphological image data and functional image data; image data storing means 12A and 12B each storing the morphological image data and the functional image data; a morphological data extracting means 13 for extracting image data of a desired organ from the morphological image data; a morphological image data binarizing means 14 for converting the morphological image data into predetermined high signal values in the desired organ region, and into zeros in a region other than the organ region; and a registration processing means 15 for executing registration processing for the binarized morphological image data and the functional image data from the image data storing means 12B.

Description

本発明は、主として形態情報を有する画像と主として機能情報を有する画像を対応させて、目的とする部位がどのような機能状態にあるかを判断し得る医用画像のレジストレーション処理装置、方法およびプログラムに関するものである。   The present invention relates to a medical image registration processing apparatus, method, and program capable of determining what functional state a target portion is in by associating an image mainly having morphological information with an image mainly having functional information It is about.

CTやMRIなどにより得られる医用画像は、一般に、臓器の各部位の形態情報(形態画像)を表わすことができる。その一方で、造影剤を使用してCT画像を撮像したり、血液中に放射性物質を投与し、その動態や臓器集積を調べる手法であるSPECTやPETを利用して、所望の部位を撮像することにより、各部位の所望とする機能情報(機能画像)を得ることができる。   In general, a medical image obtained by CT or MRI can represent morphological information (morphological image) of each part of an organ. On the other hand, the CT site is imaged using a contrast agent, or a desired substance is imaged using SPECT or PET, which is a technique for examining the dynamics and organ accumulation by administering a radioactive substance into the blood. Thus, desired function information (function image) of each part can be obtained.

そこで、従来より、同じ部位の形態画像と機能画像を取得し、そのズレを補正するようにして重ね合わせるレジストレーション処理(位置合わせ処理:以下同じ)を実行し、表示することにより、どの部分がどのような機能状態にあるか、またはどの部分に癌による薬剤集積が存在するか等を認識するようにした検査手法が知られている(下記特許文献1および下記非特許文献1を参照)。   Therefore, conventionally, a morphological image and a functional image of the same part are acquired, and registration processing (alignment processing: the same applies hereinafter) is performed so as to correct the deviation. There is known a test method that recognizes in what functional state or in which part drug accumulation due to cancer is present (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 below).

上記ズレの補正処理は、重ね合わせた形態画像と機能画像を各座標位置毎に差分し、両画像を互いに平行移動したり回転移動したりして、誤差量の合計が最も少なくなる相対重ね合せ位置に設定するようにしていた。   The above correction processing is performed by calculating the difference between the superimposed morphological image and the functional image for each coordinate position, and moving the two images in parallel or rotating to each other so that the total error amount is minimized. I was trying to set the position.

このような従来技術は、重ね合せる2つの画像のコントラストが互いに近似している場合に特に有効である。   Such a conventional technique is particularly effective when the contrast of two images to be superimposed is close to each other.

特開平10-282268号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-282268

画像誘導放射線治療を支える医用画像処理技術、有村秀孝(九州大学大学院医学研究院保健学部門医用量子線科学分野)、日本医学物理学会 講習会資料原稿(医学物理、第30巻、Sup.4、pp25-44、2010)Medical image processing technology that supports image-guided radiation therapy, Hidetaka Arimura (Kyushu University Graduate School of Medicine, Department of Health Sciences, Department of Medical Quantum Radiation Science), Japanese Society of Medical Physics, Training Materials , Pp25-44, 2010)

しかし、CTやMRI等の形態画像とSPECTやPET等の機能画像を重ね合せてレジストレーションする場合、機能画像は、一般に、対象となる部位のみの信号値が高く表示されるという特徴を有しているのに対して、形態画像は、そのような特徴を有していない。   However, when registration is performed by superimposing morphological images such as CT and MRI and functional images such as SPECT and PET, the functional image generally has a feature that the signal value of only the target part is displayed high. In contrast, morphological images do not have such features.

したがって、上述した従来技術においては、形態画像と機能画像を重ね合せてそのままレジストレーションを行った場合には、誤差の大小が、必ずしも画像の一致度を表す指標とはならず、レジストレーションを良好に行うことが難しかった。   Therefore, in the above-described prior art, when registration is performed by superimposing the morphological image and the functional image, the size of the error is not necessarily an index indicating the degree of coincidence of the images, and the registration is good. It was difficult to do.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、形態画像と機能画像のレジストレーション処理を良好に行うことができる医用画像のレジストレーション処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a medical image registration processing apparatus, method, and program capable of satisfactorily performing registration processing of a morphological image and a functional image. To do.

上記目的を達成するため、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理装置は、
特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理装置であって、
前記形態画像データと前記機能画像データとを記憶する画像データ記憶手段と、
前記形態画像データから、所望の対象領域の形態画像データを抽出する形態画像データ抽出手段と、
前記抽出された形態画像データを前記所望の対象領域の内外で分け、前記領域内の各画素では相対的に高い所定の信号値となるように、一方前記領域外の各画素では相対的に低い所定の信号値となるように信号値の2値化処理を行う形態画像データ2値化手段と、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a medical image registration processing apparatus according to the present invention includes:
A medical image registration processing apparatus that performs registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific subject,
Image data storage means for storing the morphological image data and the functional image data;
Morphological image data extracting means for extracting morphological image data of a desired target region from the morphological image data;
The extracted morphological image data is divided inside and outside the desired target area, and each pixel within the area has a relatively high predetermined signal value, while each pixel outside the area is relatively low. Morphological image data binarization means for performing binarization processing of signal values so as to obtain predetermined signal values;
Registration processing means for performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data;
It is characterized by comprising.

ここで、形態画像とは、CT画像やMRI画像のように、物体の形態を反映させた画像のことをいい、一方、機能画像とは、RI画像(核医学画像)や一部のMRI画像のように対象部位の機能強度を反映させた画像をいう。ただし、この場合、形態画像および機能画像は相対的に用いられる用語とし、広くは、レジストレーション処理に係る2つの画像のうち、対象部位の形態をより反映させた画像を形態画像、対象部位の機能強度をより反映させた画像を機能画像というものとする。   Here, a morphological image refers to an image that reflects the shape of an object, such as a CT image or an MRI image, while a functional image refers to an RI image (nuclear medicine image) or a part of an MRI image. An image that reflects the functional strength of the target part. However, in this case, the morphological image and the functional image are terms that are relatively used, and broadly, of the two images related to the registration process, an image that more reflects the shape of the target region is used as the morphological image and the target region. An image that more reflects the function strength is referred to as a function image.

また、前記形態画像データ抽出手段は、前記所望の対象領域の内外の領域のいずれか一方に対してマスキング処理を施すものであることが好ましい。   Further, it is preferable that the morphological image data extracting means performs a masking process on any one of the inner and outer regions of the desired target region.

また、前記形態画像データ2値化手段は、前記所望の対象領域内の画像データの各画素を、前記機能画像の画像データ中で最大となる信号値に、前記所望の対象領域外の画像データの各画素を0に、各々置き換えるものであることが好ましい。   Further, the morphological image data binarizing means sets each pixel of the image data in the desired target area to a signal value that is maximum in the image data of the functional image, and image data outside the desired target area. It is preferable that each of the pixels is replaced with 0.

また、前記レジストレーション処理手段は、前記形態画像データと前記機能画像データの位置を合わせる際には、これら両画像の相対的な回転移動および平行移動を行う剛体レジストレーション処理と、検出された前記両画像の特徴点から画像の形状を湾曲させて補正を行う非剛体レジストレーション処理とを行うように構成されていることが好ましい。   Further, the registration processing means, when aligning the position of the morphological image data and the functional image data, a rigid registration processing for performing relative rotational movement and parallel movement of the two images, It is preferable to perform a non-rigid registration process in which correction is performed by curving the shape of the image from the feature points of both images.

また、前記形態画像データが、CT装置またはMRI装置により得られた画像データであり、
前記機能画像データが、CT装置において造影剤投与により得られた画像データ、MRI装置において造影剤投与あるいは拡散強調により得られた画像データ、またはSPECT(単一放射線強調断層画像取得装置)やPET(陽電子放射線強調断層画像取得装置)により得られた画像データであることが好ましい。
Further, the morphological image data is image data obtained by a CT apparatus or an MRI apparatus,
The functional image data is image data obtained by contrast medium administration in a CT device, image data obtained by contrast agent administration or diffusion weight enhancement in an MRI device, or SPECT (single radiation weighted tomographic image acquisition device) or PET ( Image data obtained by a positron radiation-weighted tomographic image acquisition device) is preferable.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理方法は、特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理方法であって、
前記形態画像データから、所望の対象領域の画像データを抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記抽出された形態画像データを、前記対象領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップを、この順に行うことを特徴とするものである。
Further, the medical image registration processing method according to the present invention is a medical image processing for performing registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific subject. An image registration processing method comprising:
A morphological image data extracting step of extracting image data of a desired target region from the morphological image data;
A morphological image data binarization step for binarizing the extracted morphological image data depending on whether the target area is inside or outside;
A registration processing step for performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data is performed in this order.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理プログラムは、特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像のレジストレーション処理プログラムであって、
前記形態画像データから、所望の対象領域の画像データを抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記抽出された形態画像データを、前記対象領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップと、
を前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とするものである。
Furthermore, the medical image registration processing program according to the present invention is a computer program for performing registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific subject. A medical image registration processing program to be executed in
A morphological image data extracting step of extracting image data of a desired target region from the morphological image data;
A morphological image data binarization step for binarizing the extracted morphological image data depending on whether the target area is inside or outside;
A registration processing step for performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data;
Is executed in the computer.

本発明に係る医用画像のレジストレーション処理装置、方法およびプログラムは、特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う際に、まず、該形態画像データから、所望の対象領域を抽出し、抽出された形態画像データを2値化した上で、この2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うようにしている。   The medical image registration processing apparatus, method, and program according to the present invention perform registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific anatomy. When performing, first, a desired target region is extracted from the morphological image data, the extracted morphological image data is binarized, and the binarized morphological image data and the functional image data are Registration processing is performed.

すなわち、一般に、形態を反映した画像同士についてレジストレーション処理を行う場合、2つの画像を差分し、その誤差が最も少なくなる方向に平行移動したり、回転移動したりして両画像の相対位置を調整する。しかし、形態画像と機能画像のレジストレーション処理を行う場合には、機能画像は対象とする部位の信号値が高く表示される、という特徴を有しているため、この状態で前述の両画像の差分誤差を指標にしたレジストレーション処理の調整を行った場合、誤差を小さくすることが、必ずしも画像の位置合わせを良好なものとすることにはなっていない。   That is, in general, when performing registration processing on images reflecting the form, the two images are subtracted and translated in a direction that minimizes the error, or rotated to move the relative positions of the two images. adjust. However, when performing registration processing of the morphological image and the functional image, the functional image has a feature that the signal value of the target portion is displayed high. When the registration process is adjusted using the difference error as an index, reducing the error does not necessarily improve the image alignment.

これに対して、本願発明のレジストレーション処理装置、方法およびプログラムによれば、形態画像の中から対象とする部位を抽出し、この対象となる領域を所定の相対的に高い信号値で置き換えるとともに、対象となる部位以外の領域の信号値を所定の相対的に低い信号値で置き換えるようにしている。すなわち、機能画像は、対象となる部位に放射性薬剤を特異的に集積させるようにして取得されるため、対象となる部位の領域の信号値が最も高くなることから、形態画像を機能画像の信号値分布に近似させる処理を行うことができる。   On the other hand, according to the registration processing apparatus, method, and program of the present invention, a target region is extracted from a morphological image, and the target region is replaced with a predetermined relatively high signal value. The signal value in the region other than the target region is replaced with a predetermined relatively low signal value. That is, since the functional image is acquired by specifically accumulating the radiopharmaceutical in the target region, the signal value of the region of the target region is the highest. Processing to approximate the value distribution can be performed.

このように、形態画像と機能画像とを、互いにコントラストが近似した画像とすることができるので、両画像の差分値が最低になるような処理を行うことで、両画像の位置の対応がとりやすくなり両画像のレジストレーション処理を、簡易かつ良好に行うことができる。   In this way, since the morphological image and the functional image can be images having similar contrasts with each other, the processing for minimizing the difference value between the two images can be performed, so that the correspondence between the positions of the two images can be obtained. This makes it easy to register both images easily and satisfactorily.

本発明の一実施形態に係るレジストレーション処理装置を具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely the registration processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示すレジストレーション処理装置のハード的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of the registration processing apparatus shown in FIG. 図1に示すレジストレーション処理装置の機能的な構成を具体的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows concretely the functional structure of the registration processing apparatus shown in FIG. 図2に示す画像表示装置上に表示される各画像を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating each image displayed on the image display apparatus shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るレジストレーション処理方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the registration processing method which concerns on one Embodiment of this invention. 図5に示すレジストレーション処理方法において用いられるCT画像(形態画像)を示す図である。It is a figure which shows CT image (morphological image) used in the registration processing method shown in FIG. 図6に示す形態画像のデータから肝臓領域の形態画像データを抽出し、この抽出された肝臓領域の形態画像データを肝臓領域の内か外かで2値化して得られた2値化形態画像を示す図である。The binarized morphological image obtained by extracting the morphological image data of the liver region from the morphological image data shown in FIG. 6 and binarizing the extracted morphological image data of the liver region inside or outside the liver region. FIG. 図5に示すレジストレーション処理方法において用いられるSPECT画像(機能画像)を示す図である。It is a figure which shows the SPECT image (functional image) used in the registration processing method shown in FIG. 図7に示す機能画像と図8に示す2値化形態画像との間でレジストレーション処理を行って得られた重ね合わせ画像を示す図である。It is a figure which shows the superimposition image obtained by performing a registration process between the functional image shown in FIG. 7, and the binarization form image shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について上述の図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図1および図2を参照しながら本発明の一実施形態に係る医用画像のレジストレーション処理装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the above-mentioned drawings. First, a medical image registration processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1に示す医用画像のレジストレーション処理装置1は、第1種画像診断装置により得られた、特定被検体(特定の患者)の標的組織の形態情報を担持した第1医用画像データ(形態画像データ)と、第2種画像診断装置により得られた、特定被検体の標的組織の機能情報を担持した第2医用画像データ(機能画像データ)との位置合せを行うものであり、コンピュータ等からなる画像処理装置10と、マウスやキーボード等からなる入力装置20と、画像表示装置等からなる出力装置30とを備えてなる。   The medical image registration processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes first medical image data (morphological image) obtained by the first type image diagnostic apparatus and carrying morphological information of a target tissue of a specific subject (specific patient). Data) and second medical image data (functional image data) carrying the functional information of the target tissue of the specific subject obtained by the second type image diagnostic apparatus, and aligning from a computer or the like An image processing device 10, an input device 20 including a mouse and a keyboard, and an output device 30 including an image display device.

なお、本実施形態では、第1種画像診断装置がX線CT装置、第2種画像診断装置がSPECT装置であり、また、標的組織が、肝臓疾患が疑われる患者の肝臓である場合を例にとって説明する。また、以下の説明では、第1医用画像データを「患者CT」、第2医用画像データを「患者SPECT」とそれぞれ略称することがある。   In this embodiment, the first type image diagnostic apparatus is an X-ray CT apparatus, the second type image diagnostic apparatus is a SPECT apparatus, and the target tissue is the liver of a patient suspected of having a liver disease. I will explain to you. In the following description, the first medical image data may be abbreviated as “patient CT” and the second medical image data may be abbreviated as “patient SPECT”.

図1に示す医用画像レジストレーション処理装置1は、X線CT装置等の画像診断装置により得られた3次元の医用画像データに基づき構築される医用画像空間において、診断対象となる臓器や骨、腫瘍等の注目部位に相当する関心領域を抽出したり、色分けしたりした識別画像を作成する機能を有するものであり、コンピュータ等からなる演算処理装置10と、キーボード21やマウス22等からなる入力装置20と、画像表示装置30とを備えてなる。   A medical image registration processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an organ or bone to be diagnosed in a medical image space constructed based on three-dimensional medical image data obtained by an image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus. It has a function of extracting a region of interest corresponding to a region of interest such as a tumor or creating a color-coded identification image, and includes an arithmetic processing unit 10 made up of a computer, etc., and an input made up of a keyboard 21, mouse 22, etc. The apparatus 20 and the image display apparatus 30 are provided.

上記演算処理装置10は、図2に示すように、画像処理等の各種演算を実行するCPU(Central Processing Unit)101と、処理プログラムや処理すべき画像データ等が置かれる、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等からなるメインメモリ102と、CPU101やメインメモリ102等へのデータの入出力を制御するチップセット103とを備えている。また、CPU101から送られた画像データや処理命令に基づき表示用画像を構成するGPU(Graphic Processing Unit)105および該GPU105により構成された表示用画像を記憶するVRAM(Video Random Access Memory)106を有するグラフィックスボード104と、ハードディスク等からなる記憶装置107と、これら各構成要素間におけるデータ等のやり取りを仲介するデータバス108と、入力装置20および画像表示装置30と当該演算処理装置10との間におけるデータ等のやり取りを仲介するインターフェース109とを備えている。   As shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 10 is a DRAM (Dynamic Random Access) in which a CPU (Central Processing Unit) 101 that executes various arithmetic operations such as image processing, a processing program, image data to be processed, and the like are placed. And a chip set 103 that controls input / output of data to / from the CPU 101, the main memory 102, and the like. The image processing apparatus also includes a GPU (Graphic Processing Unit) 105 that configures a display image based on image data and processing instructions sent from the CPU 101, and a VRAM (Video Random Access Memory) 106 that stores a display image configured by the GPU 105. Between the graphics board 104, a storage device 107 including a hard disk, a data bus 108 that mediates the exchange of data between these components, the input device 20, the image display device 30, and the arithmetic processing device 10 And an interface 109 that mediates exchange of data and the like.

また、この演算処理装置10は、機能的な観点から説明すれば、図3に示すように、形態画像データ取得部11Aおよび機能画像データ取得部11Bと、画像データ記憶部12A、12Bと、形態画像データ抽出部13と、形態画像データ2値化部14と、レジストレーション処理部15と、から構成されている。   Further, in terms of a functional viewpoint, the arithmetic processing device 10 includes a morphological image data acquisition unit 11A and a functional image data acquisition unit 11B, image data storage units 12A and 12B, and a configuration as illustrated in FIG. The image data extraction unit 13, the morphological image data binarization unit 14, and the registration processing unit 15 are configured.

これらのブロックは、図2に示すCPU101、メインメモリ102、グラフィックスボード104、記憶装置107等のハードウェアや、CPU101やGPU105が実行する各種プログラム(本発明に係る医用画像のレジストレーション処理プログラムを含む)等により実現される各機能を具象化し、構成要素として示したものである。   These blocks include hardware such as the CPU 101, the main memory 102, the graphics board 104, and the storage device 107 shown in FIG. 2, and various programs executed by the CPU 101 and the GPU 105 (the medical image registration processing program according to the present invention). Each function realized by (including) is made concrete and shown as a component.

上記形態画像データ取得部11Aは、例えば、X線CT装置やMRI装置等の画像診断装置により得られた3次元の医用画像データを取得するように構成されている。なお、以下では、形態画像データ取得部11Aが、マルチスライスX線CT装置である場合を例にとって説明する。また、上記機能画像データ取得部11Bは、例えば、CT装置において造影剤投与により得られた画像データ、MRI装置において造影剤投与あるいは拡散強調により得られた画像データ、またはSPECT(単一放射線強調断層画像取得装置)やPET(陽電子放射線強調断層画像取得装置)により得られた画像データを取得するように構成されている。なお、以下では、機能画像データ取得部11Aが、SPECTにより得られたSPECT画像データを取得する場合を例にとって説明する。   The morphological image data acquisition unit 11A is configured to acquire three-dimensional medical image data obtained by an image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus. Hereinafter, a case where the morphological image data acquisition unit 11A is a multi-slice X-ray CT apparatus will be described as an example. In addition, the functional image data acquisition unit 11B is, for example, image data obtained by contrast medium administration in a CT apparatus, image data obtained by contrast medium administration or diffusion weight enhancement in an MRI apparatus, or SPECT (single radiation weighted tomography). Image data obtained by an image acquisition device) or PET (positron radiation-weighted tomographic image acquisition device) is acquired. In the following, a case where the functional image data acquisition unit 11A acquires SPECT image data obtained by SPECT will be described as an example.

また、画像データ記憶部12A、12Bは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等からなるメインメモリ102により構成されている。   The image data storage units 12A and 12B are configured by a main memory 102 made up of a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or the like.

上記形態画像データ抽出部13は、画像データ取得部11により取得されたCT画像データにより構築される画像空間(以下、適宜「ボクセル空間」と称する)において、診断対象となる肝臓領域を抽出するように構成されている特定被検体抽出部131と、肝臓領域以外の領域に対してマスキング処理を施すマスキング処理部132とを備え、以下では、SPECT画像データにより構築される画像空間において、診断対象となる肝臓領域を抽出する場合を例にとって説明する。   The morphological image data extraction unit 13 extracts a liver region to be diagnosed in an image space (hereinafter referred to as “voxel space” as appropriate) constructed by CT image data acquired by the image data acquisition unit 11. And a masking processing unit 132 that performs masking processing on a region other than the liver region. In the following, in an image space constructed by SPECT image data, An example of extracting a liver region will be described.

また、形態画像データ2値化部14は、肝臓領域の画像データを、前記機能画像の画像データ中で最大となる信号値に置き換える特定被検体内領域画像変換部141と、肝臓領域以外の領域の画像データを0に置き換える特定被検体外領域画像変換部142を備えている。   Further, the morphological image data binarization unit 14 replaces the liver region image data with a signal value that is maximized in the functional image image data, and a region other than the liver region. A specific outside-subject region image conversion unit 142 that replaces the image data with 0 is provided.

上記レジストレーション処理部15は、形態画像データ2値化部14からの2値化された肝臓領域のCT画像データに基づくCT画像と、画像データ記憶部12Bからの機能画像データに基づく機能画像である肝臓領域のSPECT画像とのレジストレーション処理を施すように構成されており、剛体レジストレーション処理部151と非剛体レジストレーション処理部152とを備えてなる。   The registration processing unit 15 includes a CT image based on the binarized CT image data of the liver region from the morphological image data binarizing unit 14 and a functional image based on the functional image data from the image data storage unit 12B. It is configured to perform registration processing with a SPECT image of a certain liver region, and includes a rigid registration processing unit 151 and a non-rigid registration processing unit 152.

上記レジストレーション処理部15によってレジストレーション処理された統合画像は、画像データ記憶部12Aからの形態画像、画像データ記憶部12Bからの機能画像、および形態画像データ2値化部14からの2値化形態画像と共に、画像表示装置30に送出される。   The integrated image registered by the registration processing unit 15 is binarized from the morphological image from the image data storage unit 12A, the functional image from the image data storage unit 12B, and the morphological image data binarization unit 14. Together with the morphological image, it is sent to the image display device 30.

本実施形態では、図4に示すように、画像表示部31内に、複数の表示領域(図4では、表示領域W1〜W4の4つの表示領域が例示されている)が同時に表示されるように構成されている。すなわち、表示領域W1は、画像データ記憶部12Aからの形態画像であるCT画像が表示される領域とされており、表示領域W2は、形態画像データ2値化部14からの2値化形態画像が表示される領域とされており、表示領域W3は、画像データ記憶部12Bからの機能画像が表示される領域とされており、さらに、表示領域W4は、レジストレーション処理部15によってレジストレーション処理された統合画像が表示される領域とされている。   In this embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of display areas (four display areas W1 to W4 are illustrated in FIG. 4) are simultaneously displayed in the image display unit 31. It is configured. That is, the display area W1 is an area in which a CT image that is a morphological image from the image data storage unit 12A is displayed, and the display area W2 is a binarized morphological image from the morphological image data binarization unit 14. Is displayed, the display area W3 is an area where a functional image from the image data storage unit 12B is displayed, and the display area W4 is registered by the registration processing unit 15. It is an area where the integrated image is displayed.

次に、本発明の一実施形態に係る医用画像のレジストレーション処理方法について、図5のフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る医用画像のレジストレーション処理方法における基本手順は、本発明の一実施形態に係る医用画像のレジストレーション処理プログラムに従って作動する上述の医用画像のレジストレーション処理装置1により実行されるものである。   Next, a medical image registration processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. The basic procedure in the medical image registration processing method according to the present embodiment is executed by the above-described medical image registration processing apparatus 1 that operates according to the medical image registration processing program according to an embodiment of the present invention. Is.

すなわち、この実施形態方法は、形態画像と機能画像を取得するステップ(S1)を実行し、形態画像において肝臓領域の領域抽出を行うステップ(S2)を実行し、形態画像において領域抽出された画像データを2値化するステップ(S3)を実行し、2値化された形態画像と、機能画像とのレジストレーション処理を行うステップ(S4)を実行する。   That is, this embodiment method executes a step (S1) of acquiring a morphological image and a functional image, executes a step (S2) of extracting a region of the liver region in the morphological image, and extracts the region extracted from the morphological image. A step of binarizing data (S3) is executed, and a step of registering the binarized morphological image and the functional image (S4) is executed.

本実施形態においては、レジストレーション処理の精度を高めるために、形態画像について、肝臓領域を抽出した後、上記ステップ3(S3)において、肝臓領域とそれ以外の領域にそれぞれ単一の信号値を与え、形態画像の信号値分布を機能画像の信号値分布に似せた状態(疑似形状)としてレジストレーション処理を実行するようにしている。このことは、図7に示す2値化形態画像が図8に示す機能画像に近似したような形状とされていることからも明らかである。   In this embodiment, in order to improve the accuracy of registration processing, after extracting the liver region from the morphological image, a single signal value is applied to the liver region and the other regions in step 3 (S3). The registration processing is executed in a state (pseudo shape) in which the signal value distribution of the morphological image resembles the signal value distribution of the functional image. This is also clear from the fact that the binarized form image shown in FIG. 7 has a shape similar to the functional image shown in FIG.

通常、レジストレーション処理が形態を反映した画像で行われる場合、2つの画像を差分し誤差が最も少なくなるような方向へ平行移動させたり、回転移動させたりして位置調整を行う。ただし、このような手法は、対象が、コントラストがよく似ている2つの画像の位置合わせの場合に特に良好となる。例えば、同一の2つの画像についてレジストレーション処理を実行した場合は差分した誤差が0になるように、画像の平行移動量と回転移動量を調節することになる。しかし、機能画像は対象の臓器に特異的に集積する放射性薬剤を使用することから対象とする臓器の信号値が最も高くなっているのに対し、形態画像はそのような信号値分布を有していない。したがって、形態画像と機能画像についてレジストレーション処理を行う場合、前述の差分誤差を指標にした画像統合の調整を行う手法を実行しても、誤差が低いことが、必ずしも画像の一致の良好さを表すものとはいえず、位置合わせの精度は不良なものとなる。   Normally, when the registration process is performed on an image reflecting the form, the position adjustment is performed by moving the two images in parallel in the direction that minimizes the error or rotating the images. However, such a method is particularly good when the target is the alignment of two images with similar contrast. For example, when registration processing is executed for the same two images, the parallel movement amount and the rotational movement amount of the images are adjusted so that the difference error becomes zero. However, functional images use radiopharmaceuticals that accumulate specifically in the target organ, so that the signal value of the target organ is the highest, whereas the morphological image has such a signal value distribution. Not. Therefore, when performing registration processing for morphological images and functional images, even if the method of adjusting image integration using the above-described difference error as an index is executed, the fact that the error is low does not necessarily mean that the images match well. It cannot be said that it represents, but the alignment accuracy is poor.

そこで本実施形態においては、形態画像の中から対象の臓器(ここでは肝臓)を抽出し、臓器内領域を所定の信号値で置き換え、臓器外領域の信号値を0に置き換えることで、形態画像の信号値分布を機能画像の信号値分布に類似(疑似化)させる処理を行う。このような2値化処理を施すことにより、2つの画像間でのレジストレーション処理を、前述の差分誤差を指標にした画像統合の調整を行う手法によっても良好な結果を得ることができる。   Therefore, in the present embodiment, the target organ (here, the liver) is extracted from the morphological image, the internal region is replaced with a predetermined signal value, and the signal value of the external region is replaced with 0, thereby the morphological image. Is performed (simulated) with the signal value distribution of the function image. By performing such binarization processing, good results can be obtained even by a method of performing registration processing between two images and performing image integration adjustment using the above-described difference error as an index.

以下、本実施形態方法を上記各ステップ毎に説明する。   Hereinafter, the method of this embodiment will be described for each of the above steps.

〈1〉形態画像と機能画像を取得する(S1)
前述したように、マルチスライスX線CT装置により得られた肝臓領域データを含むCT画像データを取得する(形態画像データ、図6参照、図中下方の三日月状の白線領域は被検体載設台)とともに、SPECTにより得られた肝臓領域データを含むSPECT画像データ(肝臓領域の機能が強調された機能画像データ、図8参照)を取得する。取得された画像データは、各々対応する画像データ記憶部12A、Bに格納される。
<1> A morphological image and a functional image are acquired (S1).
As described above, CT image data including liver region data obtained by a multi-slice X-ray CT apparatus is acquired (see morphological image data, see FIG. 6, the crescent-shaped white line region at the bottom of the figure is the subject mounting table ) And SPECT image data including liver region data obtained by SPECT (functional image data in which the function of the liver region is emphasized, see FIG. 8) is acquired. The acquired image data is stored in the corresponding image data storage units 12A and 12B, respectively.

〈2〉形態画像において肝臓領域の領域抽出を行う(S2)
ここで、領域抽出とは、対象となる領域を自動的または半自動的に認識する技術である。
<2> Extracting the region of the liver region from the morphological image (S2)
Here, region extraction is a technique for automatically or semi-automatically recognizing a target region.

本実施形態における、CT画像の領域抽出法としては、しきい値処理法、領域拡張法、Watershed法、動的輪郭モデル法(snakes法、レベルセット法等)、およびモデルベース法などの種々の周知の手法を採用し得る。   In the present embodiment, the CT image region extraction method includes various methods such as a threshold processing method, region expansion method, watershed method, active contour model method (snakes method, level set method, etc.), and model base method. A well-known method can be adopted.

より具体的には、例えば、本出願人が既に開示している特願2001-152523(特開2002-345802号、特許第3486615号)に、CT画像の領域抽出法が記載されている。
この領域抽出法は、まず、生体部位の略同一の領域が相異なる測定状態の下で撮像された複数の前記画像のデータから、各画像間で対応した位置にあるそれぞれの画素について、画像別に定めた所定の特徴に関する測定値を求める。次に、この画像別の特徴を各座標軸とした多次元の特徴空間において、生体部位の領域に関連した各画素の標本分布を求めると共に、この標本分布に対して画像別の特徴間の相関度を考慮した分布関数を適用して母体分布の範囲を推定して、組織の領域を抽出する。これにより、生体部位の領域抽出を一意的に安定して行なうことが可能となる。
More specifically, for example, Japanese Patent Application No. 2001-152523 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-345802, Japanese Patent No. 3486615) already disclosed by the present applicant describes a region extraction method for CT images.
In this region extraction method, first, from the data of a plurality of images obtained by capturing substantially the same region of a living body part under different measurement states, for each pixel at a corresponding position between the images, for each image, A measurement value for a predetermined characteristic is determined. Next, in the multi-dimensional feature space with the feature by image as each coordinate axis, the sample distribution of each pixel related to the region of the living body part is obtained, and the degree of correlation between the feature by image with respect to this sample distribution By applying a distribution function that takes into account, the range of the maternal distribution is estimated, and the region of the tissue is extracted. As a result, it is possible to perform the region extraction of the living body part uniquely and stably.

〈3〉形態画像において領域抽出画像の画像データを2値化する(S3)
前述したように、抽出された肝臓領域内のCT画像データを、その画像データ中で最大となる信号値に置き換えるとともに、抽出されなかった肝臓領域外のCT画像データを0に置き換えるようにしている(図7参照)。このように、ステップ2(S2)において、形態画像の中から対象の肝臓領域を抽出し、ステップ3(S3)において、肝臓領域が高い信号値となるように、かつ肝臓領域以外の信号値が0となるように画素ごとの信号値の置換えを図ることで、肝臓領域は信号値が高く、一方肝臓領域外では信号値が低くなるように設定し、コントラストを高い状態とすることで、形態画像を機能画像の信号値分布に似せるという処理(以下、擬制処理と称する)を行うようにしている。
<3> The image data of the region extraction image is binarized in the morphological image (S3).
As described above, the extracted CT image data in the liver region is replaced with the maximum signal value in the image data, and the CT image data outside the extracted liver region is replaced with 0. (See FIG. 7). Thus, in step 2 (S2), the target liver region is extracted from the morphological image, and in step 3 (S3), the signal value other than the liver region is set so that the liver region has a high signal value. By replacing the signal value for each pixel so that it becomes 0, the liver region is set so that the signal value is high while the signal value is low outside the liver region, and the contrast is set to a high state. A process of making an image resemble the signal value distribution of a functional image (hereinafter referred to as a fake process) is performed.

〈4〉2値化された形態画像と、機能画像とのレジストレーション処理を行う(S4)   <4> Registration processing between the binarized form image and the function image is performed (S4).

ここで、レジストレーションとは、互いに異なる画像間で同一の対象物の位置を合わせるようにしてこれらの画像を重ね合せる処理をいう。
この処理では,2つの画像間で互いに似ている部位(特徴点)が最も良く一致するように変換関数を求める.図9にレジストレーション処理を経て形態画像と機能画像の位置合わせが行われた結果の図を示す。
Here, registration refers to a process of superimposing these images so that the positions of the same object are aligned between different images.
In this process, the transformation function is calculated so that the similar parts (feature points) between the two images are best matched. FIG. 9 shows a result of the registration of the morphological image and the functional image through the registration process.

一般的なレジストレーションの手順は,(1)前処理(例:ノイズ減弱),(2)2つの画像間の対応特徴点決定,(3)対応する特徴点に基づく変換関数算出,(4)変換後の補間,(5)画像間の類似度の算出の順に行われる.本実施例においては、まず剛体レジストレーションによって大まかに位置合わせを行い、その後、非剛体レジストレーションを用いて細かい位置合わせを行う。   General registration procedures are: (1) pre-processing (eg noise attenuation), (2) determination of corresponding feature points between two images, (3) calculation of conversion function based on corresponding feature points, (4) Interpolation after conversion and (5) calculation of similarity between images are performed in this order. In this embodiment, first, rough alignment is performed by rigid registration, and then fine alignment is performed using non-rigid registration.

すなわち、ここで、剛体レジストレーション処理により、上記形態画像と上記機能画像との間に生じる信号値の分布誤差が補正されるように、いずれか一方の画像の回転移動量および平行移動量が計算され、この計算値に基づき両者間の画像間誤差を低減させる画像処理がなされる。   That is, here, the rotational movement amount and the parallel movement amount of one of the images are calculated so that the distribution error of the signal value generated between the morphological image and the functional image is corrected by the rigid registration process. Then, based on this calculated value, image processing for reducing the inter-image error between the two is performed.

すなわち、位置合せの対象となる肝臓領域が剛体と考えて位置合わせを行う(物体の向きや位置は変化するが物体の形状や大きさは変化しないと仮定して、平行移動と回転運動の6つの運動パラメータを推定して位置合せを行う)ことになる。   That is, alignment is performed assuming that the liver region to be aligned is a rigid body (assuming that the direction and position of the object change, but the shape and size of the object do not change). One motion parameter is estimated and alignment is performed).

このようにして、CT画像(形態画像)およびSPECT画像(機能画像)の座標上の位置合わせが剛体レジストレーション処理を用いて行われるが、特に肝臓等の軟部組織においては、2つの画像間で変形が生じているので、非剛体レジストレーション処理を用いて該変型を吸収するようにして2つの画像間の位置合わせを行う。   In this way, the coordinate alignment of the CT image (morphological image) and the SPECT image (functional image) is performed using the rigid registration process, but particularly in soft tissue such as the liver, between the two images. Since deformation has occurred, alignment between the two images is performed by absorbing the deformation using a non-rigid registration process.

本実施形態における非剛体レジストレーション処理は、CT画像(形態画像)とSPECT画像(機能画像)との間に生じる信号値分布誤差が補正されるように、3次元スプライン補間法を用いて画像間の湾曲補正を行い、両画像間の画像誤差を低減させる画像処理とすることができる。すなわち、剛体レジストレーション処理が行われた後、再度対応点探索を行い、ローカルな変形(画像のボケや信号の誤差)を3次元のB-スプライン補間に基づく運動モデルで表わし、この運動パラメータをGauss-Newton法で求めることになる。   The non-rigid registration process in the present embodiment uses a three-dimensional spline interpolation method to correct a signal value distribution error that occurs between a CT image (morphological image) and a SPECT image (functional image). Image processing for reducing the image error between the two images. That is, after the rigid registration process is performed, the corresponding point search is performed again, and local deformation (image blurring or signal error) is expressed by a motion model based on three-dimensional B-spline interpolation. It is calculated by Gauss-Newton method.

なお、2値化された形態画像(図7参照)は位置合わせについてのみ用いられ、位置合わせが行われた後に、機能画像(図8参照)と重ね合わせられる(例えば、画素毎の加算演算処理がなされる)形態画像は画像データ記憶部12Aに記憶されている形態画像(図6参照)である。   The binarized morphological image (see FIG. 7) is used only for alignment, and after the alignment is performed, it is superimposed on the functional image (see FIG. 8) (for example, addition calculation processing for each pixel) The morphological image is a morphological image (see FIG. 6) stored in the image data storage unit 12A.

このように、本実施例においては、剛体レジストレーション処理を行った後に非剛体レジストレーション処理を行うようにしているので、2つの画像間の位置合わせが確実に行われる。   As described above, in this embodiment, since the non-rigid registration process is performed after the rigid registration process is performed, the alignment between the two images is reliably performed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A mode can be changed variously.

例えば上記実施形態では、形態画像をX線CT画像、機能画像をSPECT画像、標的組織が肝臓である場合を説明しているが、形態画像をMRI画像等とした場合でもよく、また、機能画像を、CT装置において造影剤投与により得られた画像、MRI装置において造影剤投与あるいは拡散強調により得られた画像、またはPET(陽電子放射線強調断層画像取得装置)により得られた画像等とした場合でも本実施形態を有用に適用することが可能である。   For example, in the above embodiment, the case where the morphological image is an X-ray CT image, the functional image is a SPECT image, and the target tissue is a liver is described, but the morphological image may be an MRI image or the like. Even when an image obtained by contrast medium administration on a CT device, an image obtained by contrast agent administration or diffusion weighting on an MRI device, or an image obtained by PET (positron radiation weighted tomographic image acquisition device) is used. The present embodiment can be usefully applied.

また、標的組織に関しては、肝臓以外に心臓・膵臓・腎臓・脾臓等の臓器や脳・肺あるいは腫瘍といった生体組織を、その対象とすることが可能である。他の組織を標的組織とした場合に本発明を適用するのに際して特段の困難はなく、上述した本発明の手順を標的組織の種別に関係なく略同様に適用することが可能である。   In addition to the liver, target tissues can be organs such as the heart, pancreas, kidney, and spleen, and biological tissues such as the brain, lungs, and tumors. There is no particular difficulty in applying the present invention when another tissue is the target tissue, and the above-described procedure of the present invention can be applied in substantially the same manner regardless of the type of the target tissue.

また、上記マスキング処理は、対象領域外のみについて行う場合のほか、対象領域(肝臓領域)について行って、対象領域の内と外を良好に識別させることも可能である。   In addition to the case where the masking process is performed only on the outside of the target area, the masking process can be performed on the target area (liver area) so that the inside and outside of the target area can be well identified.

1 医用画像のレジストレーション処理装置
10 画像処理装置
20 入力装置
21 キーボード
22 マウス
30 出力装置
11A 形態画像データ取得部
11B 機能画像データ取得部
12A、12B 画像データ記憶部
13 形態画像データ抽出部
14 形態画像データ2値化部
15 レジストレーション処理部
101 CPU
102 メインメモリ
103 チップセット
104 グラフィックスボード
105 GPU
106 VRAM
107 記憶装置
108 データバス
109 インターフェース
131 特定被検体抽出部
132 マスキング処理部
141 特定被検体内領域画像変換部
142 特定被検体外領域画像変換部
151 剛体レジストレーション処理部
152 非剛体レジストレーション処理部
W1〜W4 表示領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical image registration processing apparatus 10 Image processing apparatus 20 Input apparatus 21 Keyboard 22 Mouse 30 Output apparatus 11A Morphological image data acquisition part 11B Functional image data acquisition part 12A, 12B Image data storage part 13 Morphological image data extraction part 14 Morphological image Data binarization unit 15 Registration processing unit 101 CPU
102 Main memory 103 Chipset 104 Graphics board 105 GPU
106 VRAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 Memory | storage device 108 Data bus 109 Interface 131 Specific subject extraction part 132 Masking process part 141 Specific subject internal region image conversion part 142 Specific subject external region image conversion part 151 Rigid body registration processing part 152 Non-rigid body registration processing part W1 ~ W4 display area

上記目的を達成するため、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理装置は、
特定被検体の標的組織の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の標的組織の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理装置であって、
前記形態画像データと前記機能画像データとを記憶する画像データ記憶手段と、
前記形態画像データにより構築される画像空間において、前記標的組織の領域を抽出する形態画像データ抽出手段と、
前記標的組織の領域が抽出された前記画像空間前記標的組織の領域の内外で分け、前記領域内の各画素では相対的に高い所定の信号値となるように、一方前記領域外の各画素では相対的に低い所定の信号値となるように信号値の2値化処理を行う形態画像データ2値化手段と、
該2値化された形態画像データにおける前記標的組織の領域と、前記機能画像データにおける前記標的組織の領域との位置を合わせるレジストレーション処理を行うレジストレーション処理手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a medical image registration processing apparatus according to the present invention includes:
A medical image registration processing apparatus that performs registration processing between morphological image data carrying morphological information of a target tissue of a specific subject and functional image data carrying functional information of the target tissue of the specific subject. ,
Image data storage means for storing the morphological image data and the functional image data;
Morphological image data extracting means for extracting the region of the target tissue in an image space constructed by the morphological image data;
The image space from which the target tissue region is extracted is divided into the inside and outside of the target tissue region, and each pixel outside the region has a relatively high predetermined signal value. Then, morphological image data binarization means for performing binarization processing of the signal value so as to obtain a relatively low predetermined signal value,
A region of the target tissue in the binarized form image data, and the registration processing means for performing location registration processing to match the said target tissue region in the functional image data,
It is characterized by comprising.

また、前記形態画像データ2値化手段は、前記標的組織の領域内の画像データの各画素を、前記機能画像の画像データ中で最大となる信号値に、前記標的組織の領域外の画像データの各画素を0に、各々置き換えるものであることが好ましい。 Moreover, the anatomical image data binarizing means and each pixel of the image data in the area of the target tissue, the maximum and becomes the signal value in the image data of the functional image, the image data of the area outside of the target tissue It is preferable that each of the pixels is replaced with 0.

また、前記標的組織を肝臓組織とすることが好ましい。
The target tissue is preferably a liver tissue.

また、前記レジストレーション処理手段は、前記形態画像データにおける前記標的組織の領域と、前記機能画像データにおける前記標的組織の領域の位置を合わせる際には、これら両画像の相対的な回転移動および平行移動を行う剛体レジストレーション処理と、検出された前記両画像の特徴点から画像の形状を湾曲させて補正を行う非剛体レジストレーション処理とを行うように構成されていることが好ましい。 Further, the registration processing means, when aligning the position of the target tissue region in the morphological image data and the target tissue region in the functional image data, relative rotation and parallel movement of both the images. It is preferable to perform a rigid registration process for performing the movement and a non-rigid registration process for performing correction by curving the shape of the image from the detected feature points of both images.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理方法は、
特定被検体の標的組織の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の標的組織の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理方法であって、
前記形態画像データにより構築される画像空間から、前記標的組織の域を抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記標的組織の領域が抽出された前記画像空間において、前記標的組織の領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データにおける前記標的組織の領域と、前記機能画像データにおける前記標的組織の領域位置を合わせるレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップを、この順に行うことを特徴とするものである。
Furthermore, the registration method for medical images according to the present invention includes:
A medical image registration processing method for performing registration processing between morphological image data carrying morphological information of a target tissue of a specific subject and functional image data carrying functional information of the target tissue of the specific subject. ,
From image space constructed by the form image data, and forms image data extraction step of extracting the realm of the target tissue,
A morphological image data binarization step that binarizes in the image space in which the region of the target tissue is extracted, depending on whether the region of the target tissue is inside or outside;
A region of the target tissue in the binarized form image data, a registration processing step of performing a registration process to align the area of the target tissue in the functional image data, and carrying out in this order Is.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理プログラムは、
特定被検体の標的組織の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の標的組織の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像のレジストレーション処理プログラムであって、
前記形態画像データにより構築される画像空間において、前記標的組織の域を抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記標的組織の領域が抽出された前記画像空間前記標的組織の領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データにおける前記標的組織の領域と前記機能画像データにおける前記標的組織の領域との位置を合わせるレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップと、
を前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とするものである。
Furthermore, a medical image registration processing program according to the present invention includes:
Registration process of medical image in which registration processing of morphological image data carrying the morphology information of the target tissue of the specific subject and functional image data carrying the functional information of the target tissue of the specific subject is executed by a computer A program,
In the image space constructed by the form image data, and forms image data extraction step of extracting the realm of the target tissue,
A morphological image data binarization step for binarizing the image space from which the region of the target tissue has been extracted depending on whether the region of the target tissue is inside or outside;
A registration processing step of performing a position registration process to align the a region of the target tissue in the binarized form the said target tissue region functional in the image data the image data,
Is executed in the computer.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理方法は、
特定被検体の標的組織の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の標的組織の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理方法であって、
前記形態画像データにより構築される画像空間において、前記標的組織の領域を抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記標的組織の領域が抽出された前記画像空間を前記標的組織の領域の内外で分け、前記領域内の各画素では相対的に高い所定の信号値となるように、一方前記領域外の各画素では相対的に低い所定の信号値となるように信号値を2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データにおける前記標的組織の領域と、前記機能画像データにおける前記標的組織の領域の位置を合わせるレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップを、この順に行うことを特徴とするものである。
Furthermore, the registration method for medical images according to the present invention includes:
A medical image registration processing method for performing registration processing between morphological image data carrying morphological information of a target tissue of a specific subject and functional image data carrying functional information of the target tissue of the specific subject. ,
In the image space constructed by the morphological image data, a morphological image data extracting step for extracting the region of the target tissue;
Dividing the image space that region of the target tissue is extracted in and out of the area before Symbol target tissue, so that the relatively high predetermined signal value at each pixel in the area, whereas the outside the region A morphological image data binarization step for binarizing the signal value so that the pixel has a relatively low predetermined signal value ;
A registration processing step of performing a registration processing for aligning the position of the target tissue region in the binarized morphological image data with the position of the target tissue region in the functional image data is performed in this order. Is.

さらに、本発明に係る医用画像のレジストレーション処理プログラムは、
特定被検体の標的組織の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の標的組織の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像のレジストレーション処理プログラムであって、
前記形態画像データにより構築される画像空間において、前記標的組織の領域を抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記標的組織の領域が抽出された前記画像空間を前記標的組織の領域の内外で分けて、前記領域内の各画素では相対的に高い所定の信号値となるように、一方前記領域外の各画素では相対的に低い所定の信号値となるように信号値を2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データにおける前記標的組織の領域と前記機能画像データにおける前記標的組織の領域との位置を合わせるレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップと、
を前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とするものである。
Furthermore, a medical image registration processing program according to the present invention includes:
Registration process of medical image in which registration processing of morphological image data carrying the morphology information of the target tissue of the specific subject and functional image data carrying the functional information of the target tissue of the specific subject is executed by a computer A program,
In the image space constructed by the morphological image data, a morphological image data extracting step for extracting the region of the target tissue;
The image space from which the target tissue region is extracted is divided into the target tissue region inside and outside, and each pixel inside the region has a relatively high predetermined signal value, A morphological image data binarization step for binarizing the signal value so that the pixel has a relatively low predetermined signal value ;
A registration processing step for performing a registration process for aligning the target tissue region in the binarized morphological image data and the target tissue region in the functional image data;
Is executed in the computer.

Claims (7)

特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理装置であって、
前記形態画像データと前記機能画像データとを記憶する画像データ記憶手段と、
前記形態画像データから、所望の対象領域の形態画像データを抽出する形態画像データ抽出手段と、
前記抽出された形態画像データを前記所望の対象領域の内外で分け、前記領域内の各画素では相対的に高い所定の信号値となるように、一方前記領域外の各画素では相対的に低い所定の信号値となるように信号値の2値化処理を行う形態画像データ2値化手段と、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像のレジストレーション処理装置。
A medical image registration processing apparatus that performs registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific subject,
Image data storage means for storing the morphological image data and the functional image data;
Morphological image data extracting means for extracting morphological image data of a desired target region from the morphological image data;
The extracted morphological image data is divided inside and outside the desired target area, and each pixel within the area has a relatively high predetermined signal value, while each pixel outside the area is relatively low. Morphological image data binarization means for performing binarization processing of signal values so as to obtain predetermined signal values;
Registration processing means for performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data;
A medical image registration processing apparatus comprising:
前記形態画像データ抽出手段は、前記所望の対象領域の内外の領域のいずれか一方に対してマスキング処理を施すものであることを特徴とする請求項1記載の医用画像のレジストレーション処理装置。   The medical image registration processing apparatus according to claim 1, wherein the morphological image data extraction unit performs a masking process on one of the inside and outside of the desired target area. 前記形態画像データ2値化手段は、前記所望の対象領域内の画像データの各画素を、前記機能画像の画像データ中で最大となる信号値に、前記所望の対象領域外の画像データの各画素を0に、各々置き換えるものであることを特徴とする請求項1または2記載の医用画像のレジストレーション処理装置。   The morphological image data binarizing means sets each pixel of the image data in the desired target area to a signal value that is maximum in the image data of the functional image, and sets each pixel of the image data outside the desired target area. 3. The medical image registration processing apparatus according to claim 1, wherein each pixel is replaced with 0. 前記レジストレーション処理手段は、前記形態画像データと前記機能画像データの位置を合わせる際には、これら両画像の相対的な回転移動および平行移動を行う剛体レジストレーション処理と、検出された前記両画像の特徴点から画像の形状を湾曲させて補正を行う非剛体レジストレーション処理とを行うように構成されていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の医用画像のレジストレーション処理装置。   The registration processing means, when aligning the position of the morphological image data and the functional image data, a rigid registration processing for performing relative rotational movement and parallel movement of the two images, and the detected both images The medical image resist according to any one of claims 1 to 3, wherein a non-rigid registration process is performed to correct the image by curving the shape of the image from the feature points of the medical image. Equipment. 前記形態画像データが、CT装置またはMRI装置により得られた画像データであり、
前記機能画像データが、CT装置において造影剤投与により得られた画像データ、MRI装置において造影剤投与あるいは拡散強調により得られた画像データ、またはSPECT(単一放射線強調断層画像取得装置)やPET(陽電子放射線強調断層画像取得装置)により得られた画像データであることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の医用画像のレジストレーション処理装置。
The morphological image data is image data obtained by a CT apparatus or an MRI apparatus,
The functional image data is image data obtained by contrast medium administration in a CT device, image data obtained by contrast agent administration or diffusion weight enhancement in an MRI device, or SPECT (single radiation weighted tomographic image acquisition device) or PET ( 5. The medical image registration processing apparatus according to claim 1, wherein the image data is obtained by a positron radiation-weighted tomographic image acquisition apparatus.
特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を行う医用画像のレジストレーション処理方法であって、
前記形態画像データから、所望の対象領域の画像データを抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記抽出された形態画像データを、前記対象領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップを、この順に行うことを特徴とする医用画像のレジストレーション処理方法。
A medical image registration processing method for performing registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific subject,
A morphological image data extracting step of extracting image data of a desired target region from the morphological image data;
A morphological image data binarization step for binarizing the extracted morphological image data depending on whether the target area is inside or outside;
A medical image registration processing method, wherein a registration processing step of performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data is performed in this order.
特定被検体の形態情報を担持した形態画像データと、該特定被検体の機能情報を担持した機能画像データとのレジストレーション処理を、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像のレジストレーション処理プログラムであって、
前記形態画像データから、所望の対象領域の画像データを抽出する形態画像データ抽出ステップと、
前記抽出された形態画像データを、前記対象領域の内か外かに応じて2値化する形態画像データ2値化ステップと、
該2値化された形態画像データと前記機能画像データとのレジストレーション処理を行うレジストレーション処理ステップと、
を前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とする医用画像のレジストレーション処理プログラム。
A medical image registration processing program for causing a computer to execute registration processing between morphological image data carrying morphological information of a specific subject and functional image data carrying functional information of the specific anatomy,
A morphological image data extracting step of extracting image data of a desired target region from the morphological image data;
A morphological image data binarization step for binarizing the extracted morphological image data depending on whether the target area is inside or outside;
A registration processing step for performing registration processing between the binarized morphological image data and the functional image data;
Is executed by the computer. A medical image registration processing program.
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