JP2015228924A - Medical image processor and medical image processing method - Google Patents

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達也 木本
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達也 木本
尾嵜 真浩
Masahiro Ozaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overlooking of a lesion part.SOLUTION: According to an embodiment, a medical image processor comprises an extraction part, an identification part, a calculation part, a creation part, and a display part. The extraction part extracts from medical image data related to a subject an area of a three-dimensional tabular structure. The identification part identifies a plurality of cross sections orthogonal to a core wire in the extracted area from the medical image data. The calculation part calculates a morphological feature amount about the tabular structure for every identified cross section. The creation part creates a map image visually mapping the calculated feature amount. The display part displays the map image by superimposing it onto a medical image representing the tabular structure two-dimensionally.

Description

本発明の実施形態は、カテーテル術の支援に好適な医用画像処理装置および医用画像処理方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus and a medical image processing method suitable for assisting catheterization.

被検体内の管状構造物(血管、気管、上部消化管、下部消化管など)を観察するために、MPR(Multi Plane Reconstruction)画像、CPR(Curved Planar Reconstruction)画像、SPR(Stretched Curved Planar Reconstruction)画像、MIP(Maximum/minimum Intensity Projection)画像、クロスカット(Crosscut)画像、フライスルー画像などが用いられる。   MPR (Multi Plane Reconstruction) image, CPR (Curved Planar Reconstruction) image, SPR (Stretched Curved Planar Reconstruction) image for observing tubular structures (blood vessels, trachea, upper digestive tract, lower digestive tract, etc.) in the subject An image, a MIP (Maximum / minimum Intensity Projection) image, a crosscut image, a fly-through image, or the like is used.

CPR画像とは、特定の血管の走行を2次元的に描いた画像である。SPR画像は、CPR画像における血管に沿った線(例えば、血管芯線)をまっすぐに伸ばして表現した画像である。MIP画像は、3次元画像を投影処理した画像で、投影方向における画素の最大値(又は最小値)を投影画像の画素値とした画像である。クロスカット画像とは、血管に垂直な断面で切断した断面画像である。フライスルー画像とは、血管内での任意の点における血管の方向への見た目を表現した画像である。   A CPR image is an image depicting a specific blood vessel traveling two-dimensionally. The SPR image is an image expressed by straightening a line (for example, a blood vessel core line) along a blood vessel in the CPR image. The MIP image is an image obtained by performing projection processing on a three-dimensional image, and is an image in which the maximum value (or minimum value) of pixels in the projection direction is the pixel value of the projection image. A cross-cut image is a cross-sectional image cut along a cross section perpendicular to a blood vessel. The fly-through image is an image that expresses the appearance in the direction of the blood vessel at an arbitrary point in the blood vessel.

これらの画像は例えばX線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置により取得された3Dボリュームデータを画像処理して作成される。血管に限らず他の管状構造物についてもこの種の画像を作成することができる。   These images are created by image processing 3D volume data acquired by, for example, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. This kind of image can be created not only for blood vessels but also for other tubular structures.

MPR画像で表示される3断面を用いて管状構造物の壁の状態や内腔を観察することができる。CPR/SPR/クロスカット断面を用いて壁の状態や内腔を観察することができる。フライスルー画像を用いて内腔の状態を観察することもできる。このように、CT/MRI断面だけでは構造物の全体像を把握することが難しい場合でも、これらの画像を組み合わせて種々の知見を得ることができる。   Using the three cross-sections displayed in the MPR image, the state of the wall and the lumen of the tubular structure can be observed. Using the CPR / SPR / cross-cut cross section, the state of the wall and the lumen can be observed. The state of the lumen can be observed using the fly-through image. As described above, even when it is difficult to grasp the whole image of the structure only by the CT / MRI cross section, various knowledge can be obtained by combining these images.

特開2012−96024号公報JP 2012-96024 A

ところで、管状構造物に生じた病変部(狭窄部位や肥厚部位など)を発見するためにはCPR/SPR画像を回転させて観察することが有効である。しかしながら表示される画像以外に手掛かりがないので、いかに熟練した読影医といえども病変部を見落としてしまう可能性がある。また、回転という操作により読影医は多数の画像を見なくてはならなくなるので観察に時間がかかることもある。   By the way, it is effective to rotate and observe a CPR / SPR image in order to find a lesion (such as a stenosis site or a thickened site) generated in a tubular structure. However, since there is no clue other than the displayed image, there is a possibility that even a skilled interpretation doctor may miss the lesion. In addition, since the interpretation doctor must view a large number of images by the operation of rotation, it may take time to observe.

目的は、病変部の見落としを防止できるようにした医用画像処理装置および医用画像処理方法を提供することにある。   An object is to provide a medical image processing apparatus and a medical image processing method capable of preventing an oversight of a lesioned part.

実施形態によれば、医用画像処理装置は、抽出部と、特定部と、計算部と、作成部と、表示部とを具備することを特徴とする。抽出部は、被検体に関する医用画像データから3次元の管状構造物の領域を抽出する。特定部は、抽出された領域の芯線に直交する複数の断面を前記医用画像データから特定する。計算部は、特定された断面の各々ごとに、前記管状構造物に関する形態的な特徴量を計算する。作成部は、計算された特徴量を視覚的にマッピングしたマップ画像を作成する。表示部は、管状構造物を2次元で表現する医用画像に前記マップ画像を重畳表示する。   According to the embodiment, the medical image processing apparatus includes an extraction unit, a specifying unit, a calculation unit, a creation unit, and a display unit. The extraction unit extracts a region of a three-dimensional tubular structure from medical image data regarding the subject. The specifying unit specifies a plurality of cross sections orthogonal to the core line of the extracted region from the medical image data. A calculation part calculates the morphological feature-value regarding the said tubular structure for each of the specified cross section. The creation unit creates a map image in which the calculated feature amount is visually mapped. The display unit superimposes and displays the map image on a medical image expressing the tubular structure in two dimensions.

図1は、実施形態に係る医用画像処理装置を適用可能な画像診断システムの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image diagnosis system to which the medical image processing apparatus according to the embodiment can be applied. 図2は、図1に示されるワークステーション1の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the workstation 1 shown in FIG. 図3は、実施形態に係る医用画像の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a medical image according to the embodiment. 図4は、ワークステーション1の処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the workstation 1. 図5は、気管支に対して抽出された芯線の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a core line extracted for a bronchus. 図6は、クロスカット画像ごとに定義可能な特徴量の一例を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of feature amounts that can be defined for each cross-cut image. 図7は、マップ画像をオーバレイされた医用画像の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a medical image on which a map image is overlaid. 図8は、芯線だけをカラーマップ表示する処理を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a process of displaying only a core line as a color map.

図1は、実施形態に係る医用画像処理装置を適用可能な画像診断システムの一例を示す図である。このシステムはCT装置5、ワークステーション1およびX線画像診断装置6を含む。医用画像処理装置としてのワークステーション1は、ネットワークを介してCT装置5およびX線画像診断装置6に接続される。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image diagnosis system to which the medical image processing apparatus according to the embodiment can be applied. This system includes a CT apparatus 5, a workstation 1, and an X-ray image diagnostic apparatus 6. A workstation 1 as a medical image processing apparatus is connected to a CT apparatus 5 and an X-ray image diagnostic apparatus 6 via a network.

実施形態では治療を支援するための医用画像を形成する装置としてCT装置5を用いているが、これは治療の支援に使用できる医用画像を形成するものであれば他の装置でもよい。例えば、MRI装置や3D(3次元)アンギオ装置でもよい。また、実施形態ではX線画像診断装置6で形成された画像をワークステーション1に表示させるが、これに代えて別のモニタなどに表示させてもよい。   In the embodiment, the CT apparatus 5 is used as a device for forming a medical image for supporting treatment. However, any other device may be used as long as it forms a medical image that can be used for support of treatment. For example, an MRI apparatus or a 3D (three-dimensional) angio apparatus may be used. In the embodiment, the image formed by the X-ray image diagnostic apparatus 6 is displayed on the workstation 1, but may be displayed on another monitor or the like instead.

X線画像診断装置6は、被検体を載せる寝台と、架台と、被検体に向けてX線を曝射するX線源と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、X線源とX線検出器を対向して保持するCアームを備える。Cアームは、X線源とX線検出器とをアイソセンタを通り、ほぼ直交する2つの軸を回転中心として回転可能なように架台に取り付けられる。   The X-ray diagnostic imaging apparatus 6 includes a bed on which a subject is placed, a gantry, an X-ray source that emits X-rays toward the subject, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject, A C-arm that holds the X-ray source and the X-ray detector facing each other is provided. The C-arm is attached to the gantry so as to be able to rotate about two axes that are substantially orthogonal to each other through the X-ray source and the X-ray detector.

ワークステーション1は、CT装置5から医用画像を取得する。ここで、本実施形態では、ワークステーション1の処理速度を向上させるため予め医用画像をCT装置5から取得しているが、医用画像を予め取得することはせずに、ワークステーション1が必要な時に必要な画像をCT装置5から取得する構成でもよい。   The workstation 1 acquires a medical image from the CT apparatus 5. Here, in this embodiment, in order to improve the processing speed of the workstation 1, a medical image is acquired in advance from the CT apparatus 5. However, the workstation 1 is necessary without acquiring a medical image in advance. A configuration may be used in which images that are sometimes required are acquired from the CT apparatus 5.

CT装置5は、X線を被検体に向けて照射し、透過したX線の強度に基づく演算処理により医用画像を生成する。実施形態では、CT装置5によって収集された3次元画像データ(ボリュームデータ)に基づいて、ボリュームレンダリング画像、2D(2次元)投影像、CPR像、SPR像、フライスルー画像、MIP像及びクロスカット画像などの画像が生成される。またCT装置5は、信号値の閾値による血管の抽出や、その血管に対し細線化処理を行いその細線化した各点における内接円の中心を繋ぐなどして血管芯線(血管の略中心にあたる線)を求める。血管の走行状態を表す血管線(管腔線)の一例として、この血管芯線を用いる。   The CT apparatus 5 irradiates the subject with X-rays and generates a medical image through arithmetic processing based on the intensity of the transmitted X-rays. In the embodiment, based on the three-dimensional image data (volume data) collected by the CT apparatus 5, a volume rendering image, a 2D (two-dimensional) projection image, a CPR image, an SPR image, a fly-through image, a MIP image, and a crosscut An image such as an image is generated. In addition, the CT apparatus 5 extracts a blood vessel based on a threshold value of the signal value, performs a thinning process on the blood vessel, and connects the centers of the inscribed circles at the thinned points to correspond to the blood vessel core line (approximately the center of the blood vessel). Line). This blood vessel core line is used as an example of a blood vessel line (lumen line) representing the running state of the blood vessel.

図2は、図1に示されるワークステーション1の一例を示す機能ブロック図である。ワークステーション1は処理機能として、統括制御部101、抽出部102、特定部103、計算部104、作成部110、表示制御部105、ユーザインタフェース106、および画像記憶部109を備える。このうちユーザインタフェース106は、表示部107および入力部108を含む。   FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the workstation 1 shown in FIG. The workstation 1 includes an overall control unit 101, an extraction unit 102, a specifying unit 103, a calculation unit 104, a creation unit 110, a display control unit 105, a user interface 106, and an image storage unit 109 as processing functions. Among these, the user interface 106 includes a display unit 107 and an input unit 108.

画像記憶部109は、ハードディスクやメモリなどの記憶媒体である。画像記憶部109は、CT装置5で取得された3次元画像データと、この3次元医用画像データに基づいて生成された例えばボリュームレンダリング画像、2D投影画像、CPR画像、SPR画像(CPR/SPR画像)、フライスルー画像、MIP画像、クロスカット画像などの医用画像を記憶する。   The image storage unit 109 is a storage medium such as a hard disk or a memory. The image storage unit 109 includes 3D image data acquired by the CT apparatus 5 and, for example, a volume rendering image, a 2D projection image, a CPR image, and an SPR image (CPR / SPR image) generated based on the 3D medical image data. ), Medical images such as fly-through images, MIP images, and cross-cut images are stored.

図3(a)はSPR画像の一例を示し、図3(b)はクロスカット画像の一例を示し、図3(c)はフライスルー画像の一例を示す。いずれも、CT装置5で取得された3次元画像データを画像処理して生成される画像である。   3A shows an example of an SPR image, FIG. 3B shows an example of a cross-cut image, and FIG. 3C shows an example of a fly-through image. Both are images generated by performing image processing on the three-dimensional image data acquired by the CT apparatus 5.

統括制御部101は、各機能部の動作を制御する。統括制御部101は、例えば、入力部108を用いた操作者による表示画像種別の指定入力を受け付ける。操作者はX線画像診断装置6によって現在生成されているX線画像を参照しながら、MPR画像、CPR画像、あるいはSPR画像などの画像種別を指定する。指定された画像が表示部107に表示される。   The overall control unit 101 controls the operation of each functional unit. The overall control unit 101 receives, for example, a display image type designation input by an operator using the input unit 108. The operator designates an image type such as an MPR image, a CPR image, or an SPR image while referring to the X-ray image currently generated by the X-ray image diagnostic apparatus 6. The designated image is displayed on the display unit 107.

抽出部102は、被検体に関する画像記憶部109に記憶される医用画像データから、被検体の体内における3次元の管状構造物の領域を抽出する。実施形態では管状構造物として血管を例として説明する。このほか実施形態では気管、気管支、あるいは消化管なども同様に取り扱うことができる。また抽出部102は、抽出された血管の芯線(血管芯線)を既存の技術に基づく演算処理により抽出する。   The extraction unit 102 extracts a region of a three-dimensional tubular structure in the body of the subject from medical image data stored in the image storage unit 109 regarding the subject. In the embodiment, a blood vessel is described as an example of a tubular structure. In addition, in the embodiment, the trachea, bronchi, or digestive tract can be handled in the same manner. Further, the extraction unit 102 extracts the extracted blood vessel core line (blood vessel core line) by a calculation process based on an existing technique.

特定部103は、抽出された血管芯線に直交する複数の断面画像、つまり複数のクロスカット画像を医用画像データから特定する。クロスカット画像はそれぞれ血管芯線上の点に対応付けて画像記憶部109に記憶される。   The specifying unit 103 specifies a plurality of cross-sectional images orthogonal to the extracted blood vessel core line, that is, a plurality of cross-cut images, from the medical image data. Cross-cut images are stored in the image storage unit 109 in association with points on the blood vessel core line.

計算部104は、特定されたクロスカット画像の各々ごとに、抽出された血管に関する形態的な特徴量を計算する。すなわち計算部104は、クロスカット画像に現れる血管断面ごとに、例えば血管の狭窄を表現可能な特徴量を計算する。計算部104は、先ず、血管の内腔および外壁をクロスカット画像から抽出する。なお抽出の方法は操作者によるマニュアルでの方法に加え、操作者によるワンクリック後、領域拡張法などを用いるような半自動による方法、あるいは全自動による方法など、既知のいずれの方法でもよい。   The calculation unit 104 calculates a morphological feature amount related to the extracted blood vessel for each of the identified crosscut images. That is, the calculation unit 104 calculates, for each blood vessel cross section appearing in the crosscut image, a feature amount that can express, for example, a stenosis of the blood vessel. First, the calculation unit 104 extracts the lumen and outer wall of the blood vessel from the crosscut image. In addition to the manual method by the operator, any known method such as a semi-automatic method using a region expansion method or the like or a fully automatic method may be used in addition to the manual method by the operator.

次に計算部104は、狭窄を具体的に表現可能な特徴量を計算する。特徴量としては、例えば、円環状の血管像における長径と短径との比、内腔面積、外壁面積、曲率、円形度、歪度、尖度、内腔面積と外壁面積との比、壁厚、平均CT値、最大/最小CT値、各種特徴量における近傍断面との比、などがある。特徴量はこのほか、要するに血管の医学的、臨床的な特徴を画像から算出可能な値であればどのような量であってもよい。   Next, the calculation unit 104 calculates a feature quantity that can specifically represent stenosis. As the feature amount, for example, the ratio of the major axis to the minor axis in the annular blood vessel image, the lumen area, the outer wall area, the curvature, the circularity, the skewness, the kurtosis, the ratio of the lumen area to the outer wall area, the wall There are a thickness, an average CT value, a maximum / minimum CT value, a ratio with a neighboring cross section in various feature amounts, and the like. In addition to this, the feature amount may be any amount as long as it is a value capable of calculating the medical and clinical features of the blood vessel from the image.

作成部110は、計算部104により計算された特徴量を、例えばCPR/SPR画像における血管の位置に合わせて視覚的にマッピングしたマップ画像を作成する。CPR/SPR画像は血管を2次元で表現する医用画像の一例である。   The creation unit 110 creates a map image in which the feature amount calculated by the calculation unit 104 is visually mapped in accordance with, for example, the blood vessel position in the CPR / SPR image. A CPR / SPR image is an example of a medical image that represents a blood vessel in two dimensions.

表示制御部105は、作成部110により作成されたマップ画像をCPR/SPR画像に重畳(オーバレイ)して表示部107に表示する。次に、上記構成における作用を説明する。   The display control unit 105 superimposes (overlays) the map image created by the creation unit 110 on the CPR / SPR image and displays the map image on the display unit 107. Next, the operation of the above configuration will be described.

図4は、ワークステーション1の処理手順の一例を示すフローチャートである。図4において、ワークステーション1はCT装置5からCT画像データを取得して画像記憶部109に記憶する(ステップS1)。次に、抽出部102は取得したCT画像データから管状構造物としての血管を抽出し(ステップS2)、続いて血管芯線を抽出して芯線情報を画像記憶部109に記憶する(ステップS3)。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the workstation 1. In FIG. 4, the workstation 1 acquires CT image data from the CT apparatus 5 and stores it in the image storage unit 109 (step S1). Next, the extraction unit 102 extracts a blood vessel as a tubular structure from the acquired CT image data (step S2), then extracts a blood vessel core line and stores the core line information in the image storage unit 109 (step S3).

ステップS2における血管を抽出する方法は、マニュアルによる方法、ユーザによるワンクリック後、領域拡張法などを用いるような半自動による方法、全自動による方法などが挙げられるが、既知のどのようなアルゴリズムを用いても良い。また、ステップS3における芯線領域の抽出方法は、マニュアルによる方法、ユーザによる複数点クリック後、点間を補間するような半自動による方法、距離変換を用いた全自動による方法などが挙げられるが、既知のどのようなアルゴリズムを用いても良い。図5は、気管支に対して抽出された芯線の一例を示す図である。   Examples of the method for extracting blood vessels in step S2 include a manual method, a semi-automatic method using a region expansion method after one click by the user, a fully automatic method, and the like. Any known algorithm is used. May be. In addition, examples of the method for extracting the core line region in step S3 include a manual method, a semi-automatic method of interpolating between points after a user clicks a plurality of points, and a fully automatic method using distance conversion. Any algorithm may be used. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a core line extracted for a bronchus.

次に、ワークステーション1は、芯線情報を用いてCPR/SPR画像を作成する(ステップS4)。作成されたこれらの画像は画像記憶部109に記憶される。ここまでの処理が完了すると、ワークステーション1はステップS5の手順を開始する。ステップS5の手順はステップS51、S52およびS53のステップを含む。   Next, the workstation 1 creates a CPR / SPR image using the core line information (step S4). These created images are stored in the image storage unit 109. When the processing so far is completed, the workstation 1 starts the procedure of step S5. The procedure of step S5 includes steps S51, S52 and S53.

ステップS5において、特定部103は、抽出された血管芯線に直交する複数のクロスカット画像を医用画像データから特定する。図6(a)に示されるように、クロスカット画像はCPRで表現される血管の芯線上の各点ごとに対応づけられ、この点の数に応じた数のクロスカット画像が特定される。計算部104はクロスカット画像ごとに血管壁を抽出する。この処理により例えば図6(b)に示されるような、血管の断面を示す形状が抽出される。   In step S <b> 5, the specifying unit 103 specifies a plurality of crosscut images orthogonal to the extracted blood vessel core line from the medical image data. As shown in FIG. 6A, the crosscut images are associated with each point on the blood vessel core line expressed by CPR, and the number of crosscut images corresponding to the number of points is specified. The calculation unit 104 extracts a blood vessel wall for each crosscut image. By this processing, for example, a shape showing the cross section of the blood vessel as shown in FIG. 6B is extracted.

次に計算部104は、図6(b)に示される図形ごとに、その長軸の長さと短軸の長さとを取得し、その比(割合)を計算する(ステップS51)。つまり短軸の長さを長軸の長さで割った値が特徴量として使用される。図6(c)に示されるように、スムースな形状の断面の特徴量が0.9であるのに対し、凸凹のある断面の特徴量は0.5や0.4といった値になる。   Next, the calculation unit 104 acquires the length of the major axis and the length of the minor axis for each graphic shown in FIG. 6B, and calculates the ratio (ratio) (step S51). That is, a value obtained by dividing the length of the short axis by the length of the long axis is used as the feature amount. As shown in FIG. 6C, the feature quantity of the smooth cross section is 0.9, whereas the feature quantity of the cross section having unevenness is a value of 0.5 or 0.4.

全ての断面(クロスカット画像)についての特徴量が計算されると、作成部110は各画素を特徴量の値に応じた色味で表現するマップ画像を作成する。図6に示される例では、特徴量の値が大きいほど血管の狭窄の可能性は低く、小さいほど狭窄の可能性が高い。そこで作成部110は、狭窄の可能性と色味とを対応付け、例えば特徴量の大きいところを青く、小さいところを赤くマッピングする。図6(d)のモノクロ表示においては、色の薄い箇所が赤に近く、色の濃い箇所が青に近いとして理解される。このように、狭窄部位の存在の可能性をカラーマップで表現することができる。   When the feature values for all the cross sections (cross-cut images) are calculated, the creation unit 110 creates a map image that represents each pixel with a color according to the feature value. In the example shown in FIG. 6, the greater the feature value, the lower the possibility of stenosis of the blood vessel, and the smaller the feature value, the higher the possibility of stenosis. Therefore, the creation unit 110 associates the possibility of stenosis with the color, and maps, for example, a portion having a large feature amount in blue and a portion having a small feature amount in red. In the monochrome display of FIG. 6D, it is understood that a lightly colored portion is close to red and a darkly colored portion is close to blue. In this way, the possibility of the presence of a stenosis site can be expressed by a color map.

なお図6にはCPR画像を例示するが、元となる画像はCPR以外にも、一般的なMPR画像、SPR画像、あるいは3Dのレンダリング画像などが挙げられる。カラーマップは透過度を変えたり、LUTを変えたりして作成することもできる。   FIG. 6 illustrates a CPR image, but the original image may be a general MPR image, an SPR image, a 3D rendering image, or the like in addition to the CPR. The color map can be created by changing the transparency or changing the LUT.

マップ画像が作成されると、表示制御部105はステップS4で作成されたCPR/SPR画像にマップ画像を重畳(オーバレイ)して、表示部107に表示する(ステップS53)。これによりCPR/SPR画像に含まれる狭窄領域の周辺が、狭窄の可能性を示す色でカラーマップ表示される。従って操作者は血管内に生じた狭窄の可能性を一目で把握することができるようになる。   When the map image is created, the display control unit 105 superimposes (overlays) the map image on the CPR / SPR image created in step S4 and displays it on the display unit 107 (step S53). Thus, the periphery of the stenosis region included in the CPR / SPR image is displayed in a color map with a color indicating the possibility of stenosis. Therefore, the operator can grasp at a glance the possibility of stenosis occurring in the blood vessel.

図7は、マップ画像をオーバレイされた医用画像の一例を示す図である。図7(a)は気管の領域全体にカラーマップをオーバレイ表示するものである。図7(b)は気管の芯線だけにカラーマップを表示するものである。図7の表示態様においては、(a)よりも(b)のほうが背景部分(カラーマップをオーバレイされていない領域)の情報量が多い。つまりカラーマップに隠れてしまう部分が少ない。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a medical image on which a map image is overlaid. FIG. 7A shows an overlay display of the color map over the entire region of the trachea. FIG. 7B displays a color map only on the core line of the trachea. In the display mode of FIG. 7, the amount of information in the background portion (the region where the color map is not overlaid) is larger in (b) than in (a). In other words, there are few parts hidden in the color map.

図8は、芯線だけをカラーマップ表示する処理を示す模式図である。管状構造物の芯線とカラーマップデータとを畳み込み演算することで、芯線だけにオーバレイ可能なカラーマップ画像を作成することができる。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a process of displaying only a core line as a color map. By performing a convolution operation on the core line of the tubular structure and the color map data, a color map image that can be overlaid only on the core line can be created.

以上述べたように実施形態では、医用画像から管状構造物に直交する断面を特定し、管状構造物の芯線に沿う断面ごとに、この断面に投影された管状構造物の形状や組成を反映する特徴量を計算する。そして、特徴量の値と色とを関連付けたマップ画像を作成し、管状構造物を表示する画像にマップ画像をオーバレイするようにした。   As described above, in the embodiment, a cross section orthogonal to the tubular structure is specified from the medical image, and the shape and composition of the tubular structure projected on the cross section are reflected for each cross section along the core line of the tubular structure. Calculate features. Then, a map image in which the feature value and color are associated with each other is created, and the map image is overlaid on the image displaying the tubular structure.

このようにしたので、操作者や読影医は管状構造物の全体像を一度に一目で把握することができるようになる。また、狭窄や肥厚を有する箇所が相当の色で表示されるので病変部を発見することが容易になり、画像を回転させるなどの処理をしなくても見落としの危険性を格段に少なくすることができる。さらには、画像を観察しやすくなることにより診断速度が速められ、スループットを向上させることが可能になる。
これらのことから、病変部の見落としを防止できるようにした医用画像処理装置および医用画像処理方法を提供することが可能となる。
Since it did in this way, an operator and an image interpretation doctor can grasp the whole picture of a tubular structure at a glance at a glance. In addition, the area with stenosis or thickening is displayed in a considerable color, so it is easy to find the lesion, and the risk of oversight is greatly reduced without processing such as rotating the image. Can do. Furthermore, the diagnostic speed can be increased by making it easier to observe the image, and the throughput can be improved.
Accordingly, it is possible to provide a medical image processing apparatus and a medical image processing method that can prevent oversight of a lesion.

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では、医用画像処理装置としてCT装置5とは別にワークステーション1を設けているが、CT装置5などの医用画像診断装置に直接医用画像処理装置の機能を組み込んだ構成でもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the workstation 1 is provided as a medical image processing apparatus separately from the CT apparatus 5, but a configuration in which the function of the medical image processing apparatus is directly incorporated in a medical image diagnostic apparatus such as the CT apparatus 5 may be used.

また、図4のステップS2における処理を省略し、マニュアルによる芯線の決定や、管状構造物を必要としない芯線抽出アルゴリズムを用いて芯線を決定することも可能である。また、ステップS4においてはCPR画像に限らず、MPR画像、SPR画像、あるいは3Dのレンダリング画像を用いることも可能である。   It is also possible to omit the processing in step S2 in FIG. 4 and determine the core wire using a manual core wire determination or a core wire extraction algorithm that does not require a tubular structure. In step S4, not only a CPR image but also an MPR image, an SPR image, or a 3D rendering image can be used.

また、複数の特徴量を算出し、各特徴量ごとに個別にカラーマッピングした画像を作成して切替表示するようにしても良い。例えば狭窄の度合いの強い箇所ほど赤みを帯びて表示する画像と、肥厚の度合いの強い箇所ほど青みを帯びて表示する画像とを、操作者の操作に応じて切り替えて表示しても良い。   Alternatively, a plurality of feature amounts may be calculated, and an image that is individually color mapped for each feature amount may be created and displayed in a switched manner. For example, an image that is displayed in reddish in a portion with a higher degree of stenosis and an image that is displayed in bluish in a portion with a higher degree of thickening may be switched according to the operation of the operator.

また実施形態では管状構造物の内腔または芯線をカラーマップ表示したが、管状構造物の壁をカラーマップ表示しても良い。さらには、カラーマップをオーバレイする領域を内腔、心線、壁で切り替えられるようにしても良い。このようにすれば、臨床的に興味のある領域がマップ画像に隠れて見えなくなってしまうことを防ぐことができる。   In the embodiment, the lumen or the core wire of the tubular structure is displayed in a color map, but the wall of the tubular structure may be displayed in a color map. Furthermore, the area where the color map is overlaid may be switched between the lumen, the core, and the wall. In this way, it is possible to prevent a region of clinical interest from being hidden by the map image and becoming invisible.

また実施形態では特徴量と色とを対応付けたカラーマップについて説明したが、単色の濃淡マップ(例えば白黒のグレイスケールマップ)を用いることもできる。つまり、特徴量の値と濃淡とを対応付けるようにすればよい。   In the embodiment, the color map in which the feature amount and the color are associated with each other has been described. However, a single color shading map (for example, a monochrome gray scale map) may be used. That is, the feature value and the shading may be associated with each other.

また、特徴量が既定の値を示す箇所のクロスカット画像を医用画像に重ねて表示部107に表示してもよい。また、特徴量が既定の範囲にある部分だけにカラーマップをオーバレイするようにしても良い。例えば狭窄程度を示す特徴値が不良である所定の範囲だけを表示してもよい。このようにすればカラーマップを危険領域だけにオーバレイできるので対象領域を絞った観察を行うことができる。さらに、カラーマップにマウスポインタを合わせて指定すると、その位置のクロスカット画像が自動で表示されるようにしても良い。あるいは、狭窄程度を示す特徴値が不良である所定の範囲の一の断面画像を自動表示するようにしても良い。   In addition, a cross-cut image where the feature value indicates a predetermined value may be superimposed on the medical image and displayed on the display unit 107. Further, the color map may be overlaid only on the portion where the feature amount is in a predetermined range. For example, only a predetermined range in which the feature value indicating the degree of stenosis is defective may be displayed. In this way, the color map can be overlaid only on the dangerous area, so that the target area can be narrowed down. Furthermore, when the color map is designated with the mouse pointer, the crosscut image at that position may be automatically displayed. Alternatively, one cross-sectional image in a predetermined range in which the feature value indicating the degree of stenosis is defective may be automatically displayed.

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…ワークステーション、5…CT装置、6…X線画像診断装置、101…統括制御部、102…抽出部、103…特定部、104…計算部、105…表示制御部、106…ユーザインタフェース、107…表示部、108…入力部、109…画像記憶部、110…作成部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Workstation, 5 ... CT apparatus, 6 ... X-ray diagnostic imaging apparatus, 101 ... General control part, 102 ... Extraction part, 103 ... Identification part, 104 ... Calculation part, 105 ... Display control part, 106 ... User interface, 107: display unit, 108: input unit, 109: image storage unit, 110: creation unit.

Claims (16)

被検体に関する医用画像データから3次元の管状構造物の領域を抽出する抽出部と、
前記抽出された領域の芯線に直交する複数の断面を前記医用画像データから特定する特定部と、
前記特定された断面の各々ごとに、前記管状構造物に関する形態的な特徴量を計算する計算部と、
前記計算された特徴量を視覚的にマッピングしたマップ画像を作成する作成部と、
前記管状構造物を2次元で表現する医用画像に前記マップ画像を重畳表示する表示部とを具備することを特徴とする、医用画像処理装置。
An extraction unit for extracting a region of a three-dimensional tubular structure from medical image data relating to the subject;
A specifying unit that specifies, from the medical image data, a plurality of cross sections orthogonal to the core line of the extracted region;
A calculation unit for calculating a morphological feature amount related to the tubular structure for each of the identified cross sections;
A creation unit for creating a map image in which the calculated feature amount is visually mapped;
A medical image processing apparatus comprising: a display unit configured to superimpose and display the map image on a medical image expressing the tubular structure in two dimensions.
前記計算部は、前記管状構造物に関して互いに異なる第1および第2の特徴量を前記断面ごとに計算し、
前記作成部は、前記計算された第1および第2の特徴量ごとに前記マップ画像を作成し、
前記表示部は、前記作成された前記第1の特徴量のマップ画像および前記第2の特徴量のマップ画像のいずれかを前記医用画像に重畳して切り替え表示することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。
The calculation unit calculates, for each of the cross sections, first and second feature quantities different from each other with respect to the tubular structure,
The creation unit creates the map image for each of the calculated first and second feature amounts,
The display unit switches and displays either the created map image of the first feature value or the map image of the second feature value superimposed on the medical image. The medical image processing apparatus according to 1.
前記作成部は、既定の範囲における特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the creation unit creates the map image by mapping feature amounts in a predetermined range. 前記表示部は、既定の値の特徴量に対応する断面画像を前記医用画像にさらに重畳表示することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the display unit further superimposes and displays a cross-sectional image corresponding to a predetermined feature amount on the medical image. 前記作成部は、前記医用画像における前記芯線に沿って前記特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the creation unit creates the map image by mapping the feature quantity along the core line in the medical image. 前記作成部は、前記医用画像における前記管状構造物の壁に沿って前記特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the creating unit creates the map image by mapping the feature amount along a wall of the tubular structure in the medical image. 前記表示部は、前記医用画像に前記マップ画像をカラー表示することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the map image in color on the medical image. 前記表示部は、前記医用画像に前記マップ画像をグレイスケール表示することを特徴とする、請求項1に記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the map image in gray scale on the medical image. 被検体に関する医用画像データから3次元の管状構造物の領域を抽出し、
前記抽出された領域の芯線に直交する複数の断面を前記医用画像データから特定し、
前記特定された断面の各々ごとに、前記管状構造物に関する形態的な特徴量を計算し、
前記計算された特徴量を視覚的にマッピングしたマップ画像を作成し、
前記管状構造物を2次元で表現する医用画像に前記マップ画像を重畳表示することを特徴とする、医用画像処理方法。
Extracting a region of a three-dimensional tubular structure from medical image data relating to the subject;
Identifying a plurality of cross sections orthogonal to the core line of the extracted region from the medical image data;
For each of the identified cross sections, calculate a morphological feature related to the tubular structure;
Creating a map image visually mapping the calculated feature amount;
A medical image processing method, wherein the map image is superimposed and displayed on a medical image expressing the tubular structure in two dimensions.
前記計算部は、前記管状構造物に関して互いに異なる第1および第2の特徴量を前記断面ごとに計算し、
前記作成することは、前記計算された第1および第2の特徴量ごとに前記マップ画像を作成し、
前記表示することは、前記作成された前記第1の特徴量のマップ画像および前記第2の特徴量のマップ画像のいずれかを前記医用画像に重畳して切り替え表示することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。
The calculation unit calculates, for each of the cross sections, first and second feature quantities different from each other with respect to the tubular structure,
The creating includes creating the map image for each of the calculated first and second feature amounts,
The display is characterized in that either the created map image of the first feature value or the map image of the second feature value is superimposed and displayed on the medical image. Item 10. The medical image processing method according to Item 9.
前記作成することは、既定の範囲における特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the creating includes creating the map image by mapping feature amounts in a predetermined range. 前記表示することは、既定の値の特徴量に対応する断面画像を前記医用画像にさらに重畳表示することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the displaying further displays a cross-sectional image corresponding to a predetermined feature amount on the medical image. 前記作成することは、前記医用画像における前記芯線に沿って前記特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the creating includes creating the map image by mapping the feature amount along the core line in the medical image. 前記作成することは、前記医用画像における前記管状構造物の壁に沿って前記特徴量をマッピングして前記マップ画像を作成することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the creating includes creating the map image by mapping the feature amount along a wall of the tubular structure in the medical image. 前記表示することは、前記医用画像に前記マップ画像をカラー表示することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the displaying displays the map image in color on the medical image. 前記表示することは、前記医用画像に前記マップ画像をグレイスケール表示することを特徴とする、請求項9に記載の医用画像処理方法。   The medical image processing method according to claim 9, wherein the displaying includes displaying the map image in a gray scale on the medical image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017047819A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 イービーエム株式会社 Blood vessel shape analysis device, method for same, and computer software program for same
JP2017176380A (en) * 2016-03-29 2017-10-05 ザイオソフト株式会社 Apparatus, method, and program for processing medical image
WO2020096321A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 사회복지법인 삼성생명공익재단 Blood vessel age diagnosis apparatus, blood vessel age diagnosis method, and computer program for executing said method

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