JP2016073541A - Ultrasonic image processor, program and ultrasonic image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波画像処理装置に関し、特に、超音波画像において注目組織像を他の組織像から分離するためのカットラインを設定する技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic image processing apparatus, and more particularly to a technique for setting a cut line for separating a target tissue image from other tissue images in an ultrasonic image.
医療分野において、三次元超音波診断が普及しつつある。例えば、産科においては、母体内の胎児を包含する三次元空間に対し、超音波が送受波され、これにより、ボリュームデータが取得される。一般的に、ボリュームデータに対して三次元関心領域(3D−ROI)が設定され、三次元関心領域内のデータに対するレンダリング処理により、胎児の三次元画像が形成される。 In the medical field, three-dimensional ultrasonic diagnosis is spreading. For example, in obstetrics, ultrasonic waves are transmitted / received to / from a three-dimensional space including a fetus in the mother body, thereby acquiring volume data. In general, a three-dimensional region of interest (3D-ROI) is set for volume data, and a three-dimensional image of the fetus is formed by rendering processing on the data in the three-dimensional region of interest.
三次元関心領域内において、胎児データの手前側に(レンダリング原点である投影視点側に)子宮壁データが存在すると、子宮壁が画像化されてしまい、胎児像が子宮壁像に隠されてしまうという問題が生じる。従って、三次元関心領域内に胎児データが含まれ、かつ、子宮壁データが三次元関心領域内に含まれないように、三次元関心領域を設定することが望まれる。なお、胎児画像化に際して不要となる子宮壁像の概念には胎盤像が含まれる。 In the three-dimensional region of interest, if uterine wall data exists on the near side of the fetus data (on the projection viewpoint side that is the rendering origin), the uterine wall is imaged and the fetal image is hidden in the uterine wall image. The problem arises. Therefore, it is desirable to set the three-dimensional region of interest so that fetal data is included in the three-dimensional region of interest and uterine wall data is not included in the three-dimensional region of interest. Note that the concept of a uterine wall image that is not required for fetal imaging includes a placenta image.
一般的に、三次元関心領域は上面としてのレンダリング開始面を有している。レンダリング開始面は、画像化の対象組織と非対象組織とを分離する機能を有し、例えば、カット面やクリッピング面と称されることがある。そのレンダリング開始面ができる限り胎児データと子宮壁データとの間に位置するように、レンダリング開始面が設定されることが望まれる。具体的には、胎児像と子宮壁像との間に羊水像が存在している場合、ボリュームデータの代表断面上において、三次元関心領域の断面を示すボックスの上辺(カットライン)が羊水像の中にとどまるように、カットラインの形状を定めることが望まれる。つまり、できる限り胎児像と子宮壁像とにカットラインがかからないように、カットラインの形状を定めることが望まれる。なお、胎児の顔を画像化したい場合には、胎児の顔が注目組織(画像化の対象組織)に該当し、胎児の顔以外の組織は、画像化の非対象組織に該当する。例えば、胎児の顔の手前に胎児の手や足が存在する場合、それらは胎児の一部ではあるが、手や足の像は、胎児の顔の像からの分離対象の像に該当する。 Generally, the three-dimensional region of interest has a rendering start surface as an upper surface. The rendering start surface has a function of separating an imaging target tissue and a non-target tissue, and may be referred to as a cut surface or a clipping surface, for example. It is desirable that the rendering start surface is set so that the rendering start surface is located between fetal data and uterine wall data as much as possible. Specifically, when an amniotic fluid image exists between the fetal image and the uterine wall image, the upper side (cut line) indicating the cross section of the three-dimensional region of interest on the representative cross section of the volume data is the amniotic fluid image. It is desirable to define the shape of the cut line so that it stays within. That is, it is desirable to determine the shape of the cut line so that the fetal image and the uterine wall image are not cut as much as possible. When it is desired to image the face of the fetus, the face of the fetus corresponds to the target tissue (target tissue for imaging), and the tissue other than the face of the fetus corresponds to the non-target tissue for imaging. For example, when there are fetal hands and feet in front of the fetal face, they are part of the fetus, but the images of the hands and feet correspond to the images to be separated from the fetal face image.
なお、特許文献1に記載されている装置では、凸面又は凹面としてのカット面がマニュアルで設定されている。特許文献2には、画素値に基づいて関心領域を設定する装置が開示されている。特許文献3には、ボリュームデータに基づいて、胎児像と他の組織像との境界を検出し、その境界にカット面を設定する装置が開示されている。
In the device described in
カットラインを形成する手法として、例えばスプライン補間法等が知られている。その手法を適用するためには、形成したいカットラインの形状を規定するための複数の制御点(例えば2つの端点と少なくとも1つの中間点)を、ユーザが直接的に又は間接的に設定する必要がある。しかし、羊水像の形状次第では、羊水像からカットラインがはみ出し易くなる。また、中間点の数を増やすほど、ユーザにとって制御点の設定の煩雑さが増大する。 As a method for forming a cut line, for example, a spline interpolation method or the like is known. In order to apply the method, the user needs to directly or indirectly set a plurality of control points (for example, two end points and at least one intermediate point) for defining the shape of the cut line to be formed. There is. However, depending on the shape of the amniotic fluid image, the cut line easily protrudes from the amniotic fluid image. Further, as the number of intermediate points is increased, the complexity of setting control points for the user increases.
本発明の目的は、超音波画像上においてカットラインを適切に設定できるようにすることである。あるいは、カットラインの設定に要するユーザの操作負担を軽減することである。 An object of the present invention is to enable an appropriate setting of a cut line on an ultrasonic image. Alternatively, it is to reduce a user's operation burden required for setting a cut line.
本発明に係る超音波画像処理装置は、注目組織を含む送受波領域に対して超音波を送受波することにより生成された超音波画像を処理する超音波画像処理装置において、前記超音波画像における一方側と他方側との間に空間的な広がりをもって仮制御点群を設定する仮制御点設定手段と、選択対象を異ならせながら、前記仮制御点群の中から選択された少なくとも1つの仮制御点に基づいて候補経路を生成することにより、前記一方側と前記他方側との間を結ぶ候補経路群を生成する候補経路生成手段と、前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を選択する最良経路選択手段と、を含み、前記最良経路に基づいて、注目組織像を抽出するためのカットライン又は前記カットラインを規定する制御点が定められる、ことを特徴とする。 An ultrasonic image processing apparatus according to the present invention is an ultrasonic image processing apparatus that processes an ultrasonic image generated by transmitting / receiving ultrasonic waves to a transmission / reception region including a tissue of interest. Temporary control point setting means for setting a temporary control point group with a spatial spread between the one side and the other side, and at least one temporary control point selected from the temporary control point group while different selection targets Candidate route generating means for generating a candidate route group connecting the one side and the other side by generating candidate routes based on control points, and each candidate route as a pixel value string on the candidate route And a best route selecting means for selecting a best route from the candidate route group by evaluating based on the cut line for extracting a target tissue image based on the best route or the cut. Control points are established to define the line, characterized in that.
上記の構成では、仮制御点設定手段が、超音波画像上における一方側と他方側との間に複数の仮制御点を設定する。結果として複数の仮制御点が設定されればよく、必ずしもそれらが同時に事前に設定される必要はない。候補経路生成手段は、それらを選択的に利用することにより、複数の候補経路を生成する。各候補経路は、その候補経路上の画素値列つまり複数の画素値に基づいて評価される。超音波画像を構成する個々の画素値は一般的にそれが表している組織によって異なる。それ故、画素値列を評価すれば、その候補経路がどの組織を通過しているのかを推測することが可能である。つまり、各画素値列に基づいて各候補経路を評価することにより、例えば、特定の組織像(例えば胎児像の周囲に存在する羊水像)の中を最も長く通る特定の経路を特定することが可能となる。例えば、評価値として、候補経路上の画素値の総和や分散値等が用いられる。もちろん、他の値が評価値として用いられてもよい。一例として、画素値の総和が評価値として用いられ、複数の候補経路の中から評価値が最小となる候補経路が最良経路として選択される。これにより、画素値の総和が相対的に小さい像を通る候補経路が最良経路として選択される。カットラインは、超音波画像において、注目組織像(例えば胎児像)を画像化の妨害組織像(例えば子宮壁像)から分離することを目的として設定されるラインである。従って、注目組織像と妨害組織像との間に別の組織像(例えば羊水像)が存在している場合において、その別の組織像の中にカットラインが設定されることにより、注目組織像と妨害組織像とを分離することが可能となる。上記構成によれば、羊水像の中にカットラインを容易に設定することが可能となる。これにより、胎児像と子宮壁像とを適切に分離することが可能となる。また、カットライン又は制御点が設定されるので、ユーザにとってカットライン又は制御点の設定の煩雑さが解消される。上記構成において、超音波画像から別の組織像(例えば羊水像)を抽出し、その組織像内に仮制御点群を設定してもよい。 In the above configuration, the temporary control point setting means sets a plurality of temporary control points between one side and the other side on the ultrasonic image. As a result, a plurality of temporary control points may be set, and they do not necessarily have to be set in advance at the same time. The candidate route generation means generates a plurality of candidate routes by selectively using them. Each candidate path is evaluated based on a pixel value sequence on the candidate path, that is, a plurality of pixel values. The individual pixel values that make up an ultrasound image generally vary depending on the tissue that it represents. Therefore, if the pixel value sequence is evaluated, it is possible to estimate which tissue the candidate route passes through. That is, by evaluating each candidate route based on each pixel value sequence, for example, a specific route that passes the longest in a specific tissue image (for example, an amniotic fluid image present around the fetal image) can be specified. It becomes possible. For example, as the evaluation value, a sum of pixel values on the candidate path, a variance value, or the like is used. Of course, other values may be used as evaluation values. As an example, the sum of pixel values is used as an evaluation value, and a candidate route having the smallest evaluation value is selected as the best route from among a plurality of candidate routes. As a result, a candidate route passing through an image having a relatively small sum of pixel values is selected as the best route. The cut line is a line that is set for the purpose of separating a target tissue image (for example, fetal image) from an imaging disturbing tissue image (for example, uterine wall image) in an ultrasonic image. Therefore, when another tissue image (for example, amniotic fluid image) exists between the target tissue image and the disturbing tissue image, the target tissue image is set by setting a cut line in the other tissue image. And the disturbing tissue image can be separated. According to the above configuration, it is possible to easily set the cut line in the amniotic fluid image. This makes it possible to properly separate the fetal image and the uterine wall image. Moreover, since the cut line or control point is set, the troublesome setting of the cut line or control point for the user is eliminated. In the above configuration, another tissue image (for example, amniotic fluid image) may be extracted from the ultrasound image, and a temporary control point group may be set in the tissue image.
上記の構成において、一方側及び他方側は、候補経路群についての一端群側と他端群側とに相当する相対的な概念である。一方側及び他方側は、例えば、超音波画像において相互に離間した左側領域及び右側領域である。また、空間的な広がりは、例えば、少なくとも、一方側と他方側とを結ぶ方向に直交する方向への広がりである。 In the above configuration, the one side and the other side are relative concepts corresponding to the one end group side and the other end group side of the candidate route group. The one side and the other side are, for example, a left region and a right region that are separated from each other in the ultrasonic image. The spatial spread is, for example, at least a spread in a direction orthogonal to the direction connecting the one side and the other side.
なお、超音波画像処理装置は、超音波診断装置によって構成されてもよいし、超音波診断装置で取得されたデータを処理するコンピュータによって構成されてもよいし、他の装置によって構成されてもよい。 The ultrasonic image processing apparatus may be configured by an ultrasonic diagnostic apparatus, may be configured by a computer that processes data acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus, or may be configured by another apparatus. Good.
望ましくは、前記最良経路選択手段は、前記候補経路ごとに前記画素値列に基づいて評価値を演算する手段と、前記候補経路群を構成する複数の候補経路について演算された複数の評価値の中から最良評価値を特定することにより前記最良経路を選択する手段と、を含む。 Preferably, the best route selection means includes means for calculating an evaluation value based on the pixel value sequence for each candidate route, and a plurality of evaluation values calculated for a plurality of candidate routes constituting the candidate route group. And means for selecting the best route by specifying a best evaluation value from among them.
望ましくは、前記各評価値は、前記各画素値列を構成する複数の画素値の総和であり、前記最良評価値は、前記複数の評価値の中の最小値である。 Preferably, each evaluation value is a sum of a plurality of pixel values constituting each pixel value column, and the best evaluation value is a minimum value among the plurality of evaluation values.
望ましくは、前記注目組織は胎児であり、前記カットラインは胎児データと子宮壁データとを空間的に分離するためのラインである。なお、胎児の顔が注目組織に該当する場合、胎児の顔以外の組織のデータは、顔データからの分離対象となる。例えば、手や足のデータは、顔データからの分離対象のデータに該当する。 Preferably, the target tissue is a fetus, and the cut line is a line for spatially separating fetal data and uterine wall data. When the fetal face corresponds to the tissue of interest, the data of the tissue other than the fetal face becomes a separation target from the face data. For example, hand and foot data corresponds to data to be separated from face data.
望ましくは、前記各候補経路生成手段は、前記一方側において指定された一方端点と、前記他方側において指定された他方端点と、前記選択された仮制御点と、に基づいて、前記各候補経路を生成する。一方端点及び他方端点は、ユーザによって指定された点であってもよいし、予め決定された位置に固定された点であってもよい。 Preferably, each of the candidate routes is generated based on the one end point designated on the one side, the other end point designated on the other side, and the selected temporary control point. Is generated. The one end point and the other end point may be points designated by the user, or may be points fixed at predetermined positions.
望ましくは、前記候補経路生成手段は、前記一方側に設定された一方の仮端点列の中から選択された一方の仮端点と、前記他方側に設定された他方の仮端点列の中から選択された他方の仮端点と、前記選択された仮制御点と、に基づいて前記各候補経路を生成する。この構成では、一方の仮端点及び他方の仮端点も選択された上で、候補経路が生成される。 Preferably, the candidate route generation means selects one temporary endpoint selected from the one temporary endpoint sequence set on the one side and the other temporary endpoint sequence set on the other side. Each candidate route is generated based on the other temporary end point that has been set and the selected temporary control point. In this configuration, one temporary end point and the other temporary end point are also selected and a candidate route is generated.
望ましくは、前記仮制御点設定手段は、前記超音波画像上において、少なくとも、前記一方側と前記他方側とを結ぶ方向に直交する方向に広がった複数の点を、前記仮制御点群として設定する。仮制御点群は、例えば、一次元的又は二次元的に分布する点群である。各制御点の間隔は等間隔であってもよいし、非等間隔であってもよい。それらの間隔はユーザによって任意に変更されてもよい。 Preferably, the temporary control point setting means sets at least a plurality of points spread in a direction perpendicular to a direction connecting the one side and the other side on the ultrasonic image as the temporary control point group. To do. The temporary control point group is, for example, a point group distributed one-dimensionally or two-dimensionally. The intervals between the control points may be equal intervals or non-equal intervals. Those intervals may be arbitrarily changed by the user.
望ましくは、前記仮制御点設定手段は、前記超音波画像に設定された格子上の複数の点を前記仮制御点群として設定する。格子上の各点の間隔は等間隔であってもよいし、非等間隔であってもよい。それらの間隔はユーザによって任意に変更されてもよい。 Desirably, the temporary control point setting means sets a plurality of points on the grid set in the ultrasonic image as the temporary control point group. The intervals between the points on the lattice may be equal intervals or non-equal intervals. Those intervals may be arbitrarily changed by the user.
本発明に係るプログラムは、注目組織を含む送受波領域に対して超音波を送受波することにより生成された超音波画像を処理するコンピュータを、前記超音波画像における一方側と他方側との間に空間的な広がりをもって仮制御点群を設定する仮制御点設定手段と、選択対象を異ならせながら、前記仮制御点群の中から選択された少なくとも1つの仮制御点に基づいて候補経路を生成することにより、前記一方側と前記他方側との間を結ぶ候補経路群を生成する候補経路生成手段と、前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を選択する最良経路選択手段と、として機能させ、前記最良経路に基づいて、注目組織像を抽出するためのカットライン又は前記カットラインを規定する制御点が定められる、ことを特徴とする。 The program according to the present invention provides a computer that processes an ultrasonic image generated by transmitting and receiving ultrasonic waves to a transmission / reception region including a tissue of interest, between one side and the other side of the ultrasonic image. A candidate route based on at least one temporary control point selected from the temporary control point group while differently selecting the temporary control point setting means for setting the temporary control point group with a spatial extent to By generating candidate path generation means for generating a candidate path group connecting between the one side and the other side, and evaluating each candidate path based on a pixel value sequence on the candidate path, Functioning as a best route selecting means for selecting the best route from the candidate route group, and based on the best route, a cut line for extracting a target tissue image or the cut line is defined. Control point is determined, characterized in that.
本発明に係る超音波画像処理方法は、生体内の三次元送受波領域から取得されたボリュームデータ中の少なくとも1つのフレームデータに対して候補経路群を設定する工程と、前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を特定する工程と、前記最良経路に基づいて前記ボリュームデータ内に三次元関心領域を設定する工程と、前記三次元関心領域内の部分ボリュームデータに基づいて三次元超音波画像を形成する工程と、を含むことを特徴とする。 The ultrasonic image processing method according to the present invention includes a step of setting a candidate route group for at least one frame data in volume data acquired from a three-dimensional transmission / reception region in a living body, Identifying a best route from the candidate route group by evaluating based on a pixel value sequence on the candidate route, and setting a three-dimensional region of interest in the volume data based on the best route; And a step of forming a three-dimensional ultrasound image based on partial volume data in the three-dimensional region of interest.
本発明によると、超音波画像上においてカットラインを適切に設定することが可能となる。あるいは、カットラインの設定に要するユーザの操作負担を軽減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to appropriately set a cut line on an ultrasonic image. Or it becomes possible to reduce the operation burden of the user required for the setting of a cut line.
図1には、本発明に係る超音波画像処理装置としての超音波診断装置の実施形態が示されている。図1は、その全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は医療分野において用いられ、超音波の送受波により生体内の組織の三次元画像を形成する機能を備えている。本実施形態では、一例として、画像化の対象となる組織は胎児である。もちろん、他の組織を画像化してもよい。 FIG. 1 shows an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus as an ultrasonic image processing apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration. This ultrasonic diagnostic apparatus is used in the medical field and has a function of forming a three-dimensional image of tissue in a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves. In the present embodiment, as an example, the tissue to be imaged is a fetus. Of course, other tissues may be imaged.
プローブ10は超音波を送受波する送受波器である。本実施形態においては、プローブ10は2Dアレイ振動子を有している。2Dアレイ振動子は、複数の振動素子が二次元的に配列されて形成されたものである。この2Dアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは二次元的に走査される。これにより、三次元エコーデータ取込空間としての三次元空間12が形成される。または、プローブ10は、1Dアレイ振動子とそれを機械的に走査する走査機構とを内蔵していてもよい。1Dアレイ振動子による超音波ビームの電子走査により走査面が形成され、その走査面を機械的に走査してもよい。このような方式によっても、三次元空間12が形成される。電子走査方式としては、電子セクタ走査、電子リニア走査等が知られている。胎児の超音波診断を行う場合には、プローブ10が母体の腹部表面上に当接され、その状態において超音波の送受波が行われる。
The
送受信部14は、送信ビームフォーマ及び受信ビームフォーマとして機能する。送信時において、送受信部14は、プローブ10の複数の振動素子に対して一定の遅延関係をもった複数の送信信号を供給する。これにより、超音波の送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波はプローブ10において受波され、これによりプローブ10から送受信部14へ複数の受信信号が出力される。送受信部14では、複数の受信信号に対する整相加算処理が実行され、これにより整相加算後の受信信号としてビームデータが出力される。なお、超音波の送受波において、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。
The transmission /
ビームデータに対しては、信号処理部16によって、検波、対数圧縮、座標変換等の信号処理が適用される。信号処理後のビームデータは、3Dメモリ18に格納される。もちろん、そのような処理が行われないビームデータが3Dメモリ18に格納されてもよい。ビームデータの読み出し時に、上記の処理が行われてもよい。
Signal processing such as detection, logarithmic compression, and coordinate conversion is applied to the beam data by the
3Dメモリ18は、送受波空間としての三次元空間に対応する記憶空間を有している。3Dメモリ18には、三次元空間12から取得されたエコーデータ集合体としてのボリュームデータが格納される。ボリュームデータは、実際には、複数本のビームデータに対する座標変換及び補間処理により構成されるものである。ビームデータの読み出し時に、ビームデータに対する座標変換が実行されてもよい。
The
三次元画像形成部20は、3Dメモリ18からボリュームデータを読み出し、制御部30から与えられたレンダリング条件に従って、三次元関心領域(3D−ROI)内のボリュームデータに対してレンダリング処理を実行する。これにより、三次元画像が形成される。その画像データは表示処理部26に出力される。レンダリング処理としては各種の手法が知られており、様々な手法を採用することができる。例えば、ボリュームレンダリング法やサーフェイスレンダリング法等の画像処理法が適用される。
The three-dimensional
断面画像形成部22は、二次元の断面画像(Bモード断層画像)を形成する機能を備えている。例えば、断面画像形成部22は、ユーザによって任意に設定された断面における断面画像データを形成する機能を備えている。具体的には、制御部30から断面画像形成部22に対して任意断面の座標情報等が与えられると、断面画像形成部22は、その任意断面に相当するデータを3Dメモリ18から読み出す。断面画像形成部22は、読み出したデータに従って二次元の断面画像を形成する。この画像データは表示処理部26に出力される。なお、断面画像形成部22は、ユーザによって指定された任意の数の断面画像を形成してもよい。
The cross-sectional
なお、本実施形態では、断面画像形成部22は、二次元の走査面に対する超音波の送受により取得されたビームデータに基づいて、Bモード断層画像を形成してもよい。
In the present embodiment, the cross-sectional
グラフィック画像形成部24は、制御部30から供給されるグラフィック作成用のパラメータに従って、断面画像や三次元画像に対してオーバーレイ表示されるグラフィックデータを形成する。例えば、グラフィック画像形成部24は、三次元関心領域の断面を表すグラフィックデータやカットラインを表すグラフィックデータ等のデータを形成する。このように形成されたグラフィックデータは表示処理部26に出力される。
The graphic
表示処理部26は、断面画像や三次元画像に対して、必要なグラフィックデータをオーバーレイ処理し、これによって表示画像を構成している。表示画像のデータは表示部28に出力され、表示モードに従った表示形態で1又は複数の画像が表示される。例えば、断面画像や三次元画像がリアルタイムで動画像として表示される。表示部28は、例えば液晶ディスプレイ等の表示デバイスによって構成されている。
The
制御部30は、図1に示す各構成の動作制御を行っている。制御部30には入力部32が接続されている。入力部32は操作パネルによって構成され、その操作パネルはキーボードやトラックボール等を有するものである。ユーザは入力部32を用いて、三次元関心領域の設定にあたって必要な数値や任意断面の座標等の情報を入力することが可能である。
The
画像処理部34は、仮制御点設定部36、候補経路生成部38、評価部40及び関心領域設定部42を含み、カットライン、カット面及び三次元関心領域を設定する機能を備えている。以下、画像処理部34の各部の機能について説明する。
The
仮制御点設定部36は、断面画像において一方側と他方側との間に、空間的な広がりをもって仮制御点群を設定する。一方側及び他方側は、例えば、超音波画像において相互に離間した左側領域及び右側領域に対応する。例えば、仮制御点設定部36は、断面画像データを断面画像形成部22から取得し、断面画像に対して仮制御点群を設定する。または、仮制御点設定部36は、その断面に相当するデータを3Dメモリ18から読み出し、そのデータに対して仮制御点群を設定してもよい。例えば、仮制御点設定部36は、断面画像上に格子を設定し、その格子上の複数の点を仮制御点群として設定する。各仮制御点は等間隔で設定されてもよいし、非等間隔で設定されてもよい。または、仮制御点設定部36は、仮制御点をランダムに分散して設定してもよい。
The temporary control
候補経路生成部38は、仮制御点群の中から選択された仮制御点に基づいて、断面画像において一方側と他方側との間を結ぶ候補経路を生成する。例えば、候補経路生成部38は、選択された1又は複数の仮制御点を通り、一方側と他方側との間を結ぶ候補経路を生成する。候補経路生成部38は、選択された仮制御点を異ならせて複数の候補経路を生成する。例えば、候補経路生成部38は、一方側において指定された一方端点と、他方側において指定された他方端点と、の間を結ぶ経路を候補経路として生成する。または、候補経路生成部38は、一方側に設定された一方の仮端点列の中から選択された一方の仮端点と、他方側に設定された他方の仮端点列の中から選択された他方の仮端点と、の間を結ぶ経路を候補経路として生成してもよい。
The candidate
評価部40は、候補経路上の画素値列に基づいて当該候補経路を評価する。評価部40は、各候補経路を評価することにより、複数の候補経路の中から最良経路を選択する。選択された最良経路はカットラインとして利用される。または、最良経路を生成する元となった1又は複数の仮制御点は、カットラインを規定する1又は複数の制御点として利用される。例えば、評価部40は、候補経路ごとに画素値列に基づいて評価値を演算し、複数の評価値の中から最良評価値を特定することにより最良経路を選択する。具体的には、評価部40は、候補経路上の複数の画素値(例えば輝度値やエコー値)の総和を評価値として演算する。別の例として、評価部40は、候補経路上の画素値の分散値を評価値として演算してもよい。更に別の例として、評価部40は、候補経路上の画素の周辺画素を利用して評価値を演算してもよい。更に別の例として、評価部40は、候補経路上の画素値のヒストグラムを評価値として演算してもよい。評価部40は、各候補経路の評価値を演算し、評価値に基づいて最良経路を選択する。例えば、評価部40は、画素値の総和が最小となる候補経路を最良経路として選択する。
The
関心領域設定部42は、評価部40によって選択された最良経路(カットライン)を含むカット面を生成し、そのカット面を含む三次元関心領域をボリュームデータに対して設定する。例えば、関心領域設定部42は、カットラインを通る複数のスプライン曲線を生成し、これにより、カット面を生成する。他の手法によってカット面が生成されてもよい。カット面はレンダリング処理の開始面に相当し、画像化の対象組織と非対象組織とを分離する機能を有する。カット面を基準にして、手前側の組織(レンダリング処理における投影視点側の組織)は、画像化の非対象組織に相当し、奥側の組織(投影視点とは反対側の組織)は、画像化の対象組織に相当する。三次元画像形成部20は、三次元関心領域内のボリュームデータに対してレンダリング処理を適用する。これにより、三次元関心領域内の三次元画像が形成される。
The region-of-
図2には、表示部28に表示される画像の一例が示されている。断面画像50は、例えば、三次元空間12の中央の走査面における断面画像である。断面画像50は、XY断面を表す断面画像であり、その断面画像50内にはグラフィックイメージとしてのボックスSxyが含まれている。このボックスSxyは、三次元関心領域のXY断面を表している。ボックスSxyの上辺は、カットラインLxyである。端点Pa,Pbは、カットラインLxyの両端点に相当する。断面画像50は、一例として、胎児像52、子宮壁像54及び羊水像56を含む。
FIG. 2 shows an example of an image displayed on the
例えば図3に示すように、ユーザは入力部32を利用して、端点Pa,PbのX方向及びY方向のそれぞれの位置を変更することが可能である。端点Pa,Pbの位置を変更することにより、ボックスSxyのX方向の長さ(幅)及びY方向の長さ(高さ)のそれぞれを変更することができる。ボックスSxyの幅及び高さに応じて、三次元関心領域の幅及び高さが変更される。なお、端点Pa,PbのY方向の位置は、それぞれ個別的に変更可能であってもよいし、互いに同じ高さに合わせられた上で、連動して変更可能であってもよい。
For example, as shown in FIG. 3, the user can use the
(実施例1)
次に、図4から図9を参照して、実施例1に係るカットライン生成処理について、具体的に説明する。
Example 1
Next, the cut line generation processing according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS.
図4には、断面画像、仮制御点群及び候補経路群の一例が示されている。図4に示されている断面画像50は、図2及び図3に示されている断面画像と同じ画像である。仮制御点設定部36は、断面画像50において、一方側60aと他方側60bとの間に、仮制御点群(例えば中間点P1,P2,P3,・・・)を設定する。一方側60a及び他方側60bは、ボックスSxyの左右の辺に相当する。図4に示す例では、仮制御点設定部36は、一方側60aと他方側60bとの間に格子62を設定し、その格子62上の各点(縦線と横線とが交差する各点)に中間点(仮制御点)を設定する。格子62の間隔は等間隔であってもよいし、非等間隔であってもよい。また、仮制御点設定部36は、格子62を設定せずに、複数の中間点をランダムに分散して設定してもよい。なお、図4には、説明の便宜上、3つの中間点(中間点P1,P2,P3)のみが示されているが、格子62上の各点には中間点が設定される。
FIG. 4 shows an example of a cross-sectional image, a temporary control point group, and a candidate route group. A
中間点P1,P2,P3,・・・が設定されると、候補経路生成部38は、中間点を通り、一方側60aの端点Paと他方側60bの端点Pbとを結ぶ候補経路を生成する。端点Pa,Pbの位置はユーザによって指定されており、端点Pa,PbはボックスSxyの左右の辺の上端部に相当する。なお、端点Pa,Pbの位置は固定されていてもよい。候補経路生成部38は、中間点を異ならせて複数の候補経路を生成する。図4に示す例では、候補経路生成部38は、中間点P1を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L1を生成する。一例として、候補経路生成部38は、中間点P1と端点Pa,Pbとに基づくスプライン補間演算により、スプライン曲線としての候補経路L1を生成する。例えば、中間点P1を頂点とする候補経路L1が生成される。同様に、中間点P2を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L2が生成され、中間点P3を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L3が生成される。候補経路L2,L3も、一例としてスプライン曲線である。他の中間点についても同様に、候補経路が生成される。なお、候補経路はスプライン曲線に限定されない。候補経路は、ベジェ曲線等の他の曲線であってもよいし、最小二乗法によって求められた曲線であってもよい。以下の説明においても同様である。なお、図4には、説明の便宜上、3つの候補経路(候補経路L1,L2,L3)のみが示されているが、格子62上に設定された個々の中間点毎に候補経路が生成される。
When the intermediate points P1, P2, P3,... Are set, the candidate
候補経路L1,L2,L3,・・・が生成されると、評価部40は、候補経路上の複数の画素値(例えば輝度値やエコー値)の総和を、当該候補経路の評価値として演算する。評価部40は、候補経路の周辺画素の値を用いて画素値の補間処理を行ってもよい。図4に示す例では、評価部40は、候補経路L1,L2,L3,・・・のそれぞれについて、画素値の総和を評価値として演算する。なお、候補経路が長くなるほど候補経路上の画素数が多くなり、その分、画素値の総和が増大する可能性がある。それ故、評価部40は、候補経路上の画素数で評価値(画素値の和)を規格化してもよい。これにより、画素数に依存しない評価値、つまり、候補経路の長さに依存しない評価値が得られる。評価部40は、特定の領域に含まれる候補経路の評価値を規格化し、それ以外の領域に含まれる候補経路の評価値を規格化しなくてもよい。例えば、評価部40は、端点Pa,Pbよりも上側の領域に含まれる候補経路の評価値を規格化し、下側の領域に含まれる候補経路の評価値を規格化しなくてもよい。または、評価部40は、長さが閾値以上となる候補経路の評価値、つまり、画素数が閾値以上となる候補経路の評価値を規格化し、長さが閾値未満(画素数が閾値未満)となる候補経路の評価値を規格化しなくてもよい。
When the candidate routes L1, L2, L3,... Are generated, the
そして、評価部40は、候補経路L1,L2,L3,・・・の中で評価値が最小となる候補経路を最良経路として選択する。例えば図5に示すように、候補経路L1が最良経路として選択されている。最良経路である候補経路L1は、レンダリング処理におけるカットラインとして利用される。また、候補経路L1を生成する元になった中間点P1(仮制御点)は、カットラインを規定する制御点として利用される。
And the
一般的に、羊水像56の画素値(例えば輝度値やエコー値)は、胎児像52や子宮壁像54の画素値よりも低い。そのため、羊水像56内を通過する候補経路の評価値(画素値の総和)は相対的に低くなり、評価値が最小となる候補経路は、羊水像56内を通過していると推測される。従って、各候補経路の評価値を演算し、評価値が最小となる候補経路を選択することにより、羊水像56内を通過していると推測されるカットラインを選択することが可能となる。
In general, the pixel values (for example, the luminance value and the echo value) of the
以上のように、実施例1によると、羊水像56内にカットラインを適切に設定することが可能となる。すなわち、できる限り胎児像52と子宮壁像54とにカットラインがかぶらないように、羊水像56内にカットラインを設定することが可能となる。その結果、画像化の対象組織である胎児のデータと非対象組織である子宮壁のデータとを、できる限り分離することが可能となる。また、ユーザは制御点を指定する必要がなく、簡便な操作でカットラインを設定することができる。これにより、制御点の指定に要するユーザの操作負担を軽減することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to appropriately set the cut line in the
なお、候補経路生成部38は、複数の中間点を通る候補経路を生成してもよい。この場合も、各候補経路の評価値が演算され、最良経路が選択される。
The candidate
また、仮制御点設定部36は、断面画像50の画素値に基づいて羊水像56を抽出し、その羊水像56内に複数の仮制御点を設定してもよい。羊水像56内に設定された仮制御点を通る候補経路の評価値は、相対的に低くなると想定される。一方、胎児像52及び子宮壁像54内に設定された仮制御点を通る候補経路の評価値は、相対的に高くなると想定される。評価値が相対的に高くなると想定される候補経路は、最良経路として選択される可能性が低い。従って、胎児像52及び子宮壁像54を避けて羊水像56内のみに仮制御点を設定することにより、最良経路をより効率的に選択することが可能となる。すなわち、断面画像50の全体に対して複数の仮制御点を設定する場合と比べて、設定される仮制御点の数を削減することが可能となる。その結果、候補経路の生成及び評価値の演算に要する時間を削減することが可能となる。
The temporary control
上記の例では、評価値として画素値の総和が用いられているが、他の値が評価値として用いられてもよい。例えば、候補経路上の画素値の分散値を評価値として用いてもよい。一般的に、羊水像56内では、画素値(例えば輝度値やエコー値)の変化が相対的に少ない。そのため、羊水像56内を多く通る候補経路ほど、その候補経路上の画素値の変化(候補経路上の画素値の平均値と各画素値との差)が少ないと想定される。それ故、分散値が最小となる候補経路は、羊水像56内を通過していると推測される。図4に示す例では、評価部40は、候補経路L1,L2,L3,・・・のそれぞれについて、候補経路上の画素値の分散値を演算し、分散値が最小となる候補経路(例えば候補経路L1)を最良経路として選択する。これにより、羊水像56内を通過していると推測される候補経路L1がカットラインとして選択される。
In the above example, the sum of the pixel values is used as the evaluation value, but other values may be used as the evaluation value. For example, a variance value of pixel values on the candidate path may be used as the evaluation value. Generally, in the
また別の値が評価値として用いられてもよい。例えば、候補経路上の各画素を注目画素とし、その注目画素の周辺画素の値を利用して評価値を演算してもよい。図6を参照して、この処理について説明する。評価部40は、候補経路上に演算領域Eを設定する。演算領域Eは、例えば、注目画素e1と周辺画素e2〜e25とを含んでいる。評価部40は、演算領域Eに含まれる画素e1〜e25の値の総和を演算する。このとき、評価部40は、画素毎に重み係数を変え、重み付けされた画素値の総和を演算する。例えば、注目画素e1の重み係数を最大値とし、その注目画素e1から離れる画素ほど重み係数を小さくする。図6に示す例では、周辺画素e2〜e9の重み係数を注目画素e1の重み係数よりも小さくし、周辺画素e10〜e25の重み係数を更に小さくする。評価部40は、画素e1〜e25の画素値に重み係数を乗算し、重み付けがされた複数の画素値の総和を演算する。評価部40は、候補経路上の各画素を注目画素とし、候補経路上に沿って端部Paから端部Pbにかけて演算領域Eを順次移動させ、各注目画素について演算領域E内の画素値の総和(演算領域内総和)を演算する。そして、評価部40は、各注目画素についての演算領域内総和の総和を評価値として演算する。評価部40は、評価値が最小となる候補経路を最良経路として選択する。画素値に関する総和が最小となる候補経路は、羊水像56内を通過していると想定される。従って、評価値が最小となる候補経路を最良経路として選択することにより、羊水像56内を通過していると推測される候補経路が最良経路として選択される。
Another value may be used as the evaluation value. For example, each pixel on the candidate path may be a target pixel, and the evaluation value may be calculated using the values of the surrounding pixels of the target pixel. This process will be described with reference to FIG. The
更に別の値が評価値として用いられてもよい。例えば、候補経路上の各画素を注目画素とし、候補経路上における周辺画素の値を利用して評価値を演算してもよい。具体的には、評価部40は、候補経路上において、注目画素を基準にして予め設定された演算領域に含まれる画素を対象にして、画素値の分散値を演算する。評価部40は、候補経路上の各画素を注目画素とし、候補経路上に沿って端部Paから端部Pbにかけて演算領域を順次移動させ、各注目画素について演算領域内の画素値の分散値(演算領域内分散値)を演算する。そして、評価部40は、各注目画素についての演算領域内分散値の総和を評価値として演算する。そして、評価部40は、評価値が最小となる候補経路を最良経路として選択する。これにより、羊水像56内を通過していると推測される候補経路が最良経路として選択される。
Furthermore, another value may be used as the evaluation value. For example, each pixel on the candidate path may be a target pixel, and the evaluation value may be calculated using the values of the surrounding pixels on the candidate path. Specifically, the
更に別の例として、画素値のヒストグラムが評価値として用いられてもよい。具体的には、評価部40は、候補経路において、予め設定された閾値Th以下の画素値を有する画素の数の割合(候補経路上の総画素数に対する割合)を演算し、その割合に基づいて最良経路を選択する。例えば図7に示すように、評価部40は、各候補経路について、画素値毎の画素数(ヒストグラム)をカウントし、閾値Th以下の画素値を有する画素の数の割合を演算する。そして、評価部40は、その割合が最大となる候補経路を最良経路として選択する。胎児像52や子宮壁像54の画素値は相対的に高いため、これらの像を通過する候補経路においては、上記の割合は相対的に低くなると想定される。一方、羊水像56の画素値は相対的に低いため、羊水像56を通過する候補経路においては、その割合が相対的に高くなると想定される。よって、その割合が最大となる候補経路を最良経路として選択することにより、羊水像56を通過していると推測される経路が選択される。なお、評価部40は、画素値を二値化した上で、閾値Th以下の画素値を有する画素の数の割合を演算してもよい。
As yet another example, a histogram of pixel values may be used as the evaluation value. Specifically, the
(変形例1)
次に、図8を参照して、実施例1の変形例1について説明する。上述した図4に示す例では、端点Pa,Pbの位置は、ユーザによって指定されている、又は、固定されている。変形例1では、端点も仮制御点として扱われる。
(Modification 1)
Next, a first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 4 described above, the positions of the end points Pa and Pb are designated by the user or fixed. In the first modification, the end points are also handled as temporary control points.
図8には、断面画像、仮制御点群及び候補経路群の一例が示されている。図8に示されている断面画像50は、図2及び図3に示されている断面画像と同じ画像である。仮制御点設定部36は、断面画像50において、一方側64aに設けられた複数の仮一方端点(例えば仮一方端点Pa1,Pa2,Pa3,・・・)の列と、他方側64bに設けられた複数の仮他方端点(例えば仮他方端点Pb1,Pb2,・・・)の列と、を設定する。また、仮制御点設定部36は、それらの列の間に設けられた複数の中間点(例えば中間点P4,P5,P6,・・・)を設定する。例えば、仮制御点設定部36は、断面画像50に対して格子66を設定し、その格子66上の点に、仮一方端点、仮他方端点及び中間点を設定する。一方側64a及び他方側64bは、格子66の左右の辺に相当する。格子66の間隔は等間隔であってもよいし、非等間隔であってもよい。また、仮制御点設定部36は、格子66を設定せずに、複数の点をランダムに分散して設定してもよい。具体的には、仮一方端点Pa1,Pa2,Pa3,・・・及び仮他方端点Pb1,Pb2,・・・は、それぞれ列状に配列されずに、ランダムに分散して配置されていてもよい。中間点P4,P5,P6,・・・についても、ランダムに分散して配置されていてもよい。なお、図8には、説明の便宜上、3つの仮一方端点(仮一方端点Pa1,Pa2,Pa3)、2つの仮他方端点(仮他方端点Pb1,Pb2)、及び、3つの中間点(中間点P4,P5,P6)のみが示されているが、一方側64aの各点には仮一方端点が設定され、他方側64bの各点には仮他方端点が設定され、それらの間の各点には中間点が設定される。
FIG. 8 shows an example of a cross-sectional image, a temporary control point group, and a candidate route group. The
仮一方端点、仮他方端点及び中間点が設定されると、候補経路生成部38は、中間点を通り、仮一方端点と仮他方端点とを結ぶ候補経路を生成する。候補経路生成部38は、仮一方端点、仮他方端点及び中間点を異ならせて複数の候補経路を生成する。図8に示す例では、候補経路生成部38は、中間点P4を通り、仮一方端点Pa2と仮他方端点Pb1とを結ぶ候補経路L4を生成する。一例として、候補経路生成部38は、中間点P4、仮一方端点Pa2及び仮他方端点Pb1に基づくスプライン補間演算により、スプライン曲線としての候補経路L4を生成する。例えば、中間点P4を頂点とする候補経路L4が生成される。同様に、中間点P5を通り、仮一方端点Pa1と仮他方端点Pb1とを結ぶ候補経路L5が生成され、中間点P6を通り、仮一方端点Pa3と仮他方端点Pb2とを結ぶ候補経路L6が生成される。候補経路L5,L6も、一例としてスプライン曲線である。他の中間点、仮一方端点及び仮他方端点についても同様に、候補経路が生成される。
When the temporary one end point, the temporary other end point, and the intermediate point are set, the candidate
候補経路が生成されると、評価部40は、候補経路L4,L5,L6,・・・のそれぞれの評価値を演算する。上述した例と同様に、評価値は、画素値の総和、分散値、周辺画素の値を利用した値、又は、ヒストグラムを利用した値等である。そして、評価部40は、候補経路L4,L5,L6,・・・の中から最良経路を選択する。例えば、画素値の総和が評価値として利用される場合、評価部40は、評価値が最小となる候補経路を最良経路として選択する。例えば、候補経路L4(実線で示されている経路)が最良経路として選択される。候補経路L4はカットラインとして利用される。または、候補経路L4を生成する元になった中間点P4、仮一方端点Pa2及び仮他方端点Pb1は、カットラインを規定する制御点として利用される。変形例1によると、端点も制御点の選択対象となるため、より適切なカットラインを設定することが可能となる。
When the candidate route is generated, the
変形例1においても、候補経路生成部38は、複数の中間点を通る候補経路を生成してもよい。また、仮制御点設定部36は、断面画像50の画素値に基づいて羊水像56を抽出し、その羊水像56内に複数の中間点を設定してもよい。
Also in the first modification, the candidate
(変形例2)
次に、図9を参照して、実施例1の変形例2について説明する。変形例1では、候補経路の両端点(仮一方端点及び仮他方端点)が存在しているが、両端点が存在せずに、複数の仮制御点に基づいて候補経路が生成されてもよい。例えば、候補経路生成部38は、任意の3つの仮制御点を通る候補経路を生成する。
(Modification 2)
Next, with reference to FIG. 9, the modification 2 of Example 1 is demonstrated. In the first modification, both end points (temporary one end point and provisional other end point) of the candidate route exist, but the candidate route may be generated based on a plurality of temporary control points without the end points. . For example, the candidate
図9には、断面画像、仮制御点群及び候補経路群の一例が示されている。図9に示されている断面画像50は、図2及び図3に示されている断面画像と同じ画像である。仮制御点設定部36は、断面画像50において、複数の仮制御点(例えば仮制御点P7,P8,P9,・・・)を設定する。例えば、仮制御点設定部36は、断面画像50に対して格子68を設定し、その格子68上の各点(縦線と横線とが交差する各点)に仮制御点を設定する。格子68の間隔は等間隔であってもよいし、非等間隔であってもよい。また、仮制御点設定部36は、格子68を設定せずに、複数の仮制御点をランダムに分散して設定してもよい。仮制御点設定部36は、断面画像50から羊水像56を抽出し、その羊水像56内に複数の仮制御点を設定してもよい。
FIG. 9 shows an example of a cross-sectional image, a temporary control point group, and a candidate route group. The
仮制御点が設定されると、候補経路生成部38は、任意の3つの仮制御点を通る候補経路を生成する。例えば、候補経路生成部38は、仮制御点P7,P8,P9を通る候補経路L7を生成する。一例として、候補経路生成部38は、仮制御点P7,P8,P9に基づくスプライン補間演算により、仮制御点P7,P8,P9を通るスプライン曲線を演算する。このスプライン曲線が候補経路L7である。例えば、中間の仮制御点P8を頂点とする候補経路L7が生成される。このとき、候補経路生成部38は、候補経路L7を仮制御点P7,P9よりも外側に延長する。例えば、候補経路生成部38は、仮制御点P7,P8,P9を通るスプライン曲線を基にして、周知の外挿法を適用することにより、仮制御点P7,P9の外側における曲線を演算する。同様に、仮制御点P10,P11,P12を通る候補経路L8が生成され、仮制御点P13,P14,P15を通る候補経路L9が生成される。候補経路L8,L9も、一例としてスプライン曲線である。他の仮制御点についても同様に、候補経路が生成される。なお、候補経路生成部38は、4つ以上の仮制御点を通る候補経路を生成してもよい。
When a temporary control point is set, the candidate
候補経路が生成されると、評価部40は、候補経路L7、L8,L9,・・・のそれぞれの評価値を演算する。この評価値は、上述した例と同様に、画素値の総和等である。そして、評価部40は、候補経路L7,L8,L9,・・・の中から最良経路を選択する。例えば、候補経路L7(実線で示されている経路)が最良経路として選択される。候補経路L7はカットラインとして利用される。また、候補経路L7を生成する元になった仮制御点P7,P8,P9は、カットラインを規定する制御点として利用される。なお、候補経路生成部38は、4点以上の仮制御点を通る候補経路を生成してもよい。また、仮制御点設定部36は、断面画像50の画素値に基づいて羊水像56を抽出し、その羊水像56内に複数の仮制御点を設定してもよい。
When the candidate route is generated, the
以上のように実施例1又変形例1,2によって最良経路(カットライン)が選択されると、関心領域設定部42は、そのカットラインを含むカット面を生成し、そのカット面を含む三次元関心領域を設定する。
As described above, when the best path (cut line) is selected according to the first embodiment or the first and second modifications, the region-of-
ここで、図10を参照して、カット面の生成処理の一例について説明する。図10には、三次元関心領域V1が示されている。三次元関心領域V1は、データ処理空間上において仮想的に存在する領域である。すなわち、三次元関心領域V1は、レンダリング処理範囲の条件として数値上存在しているだけであり、実際にはそのような形状が生成されているわけではない。ただし、本実施形態の説明にあたっては、その理解を助けるために、三次元関心領域V1を視覚的に認識できる図形であるものとみなす。 Here, an example of cut surface generation processing will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a three-dimensional region of interest V1. The three-dimensional region of interest V1 is a region that virtually exists in the data processing space. That is, the three-dimensional region of interest V1 only exists numerically as a rendering process range condition, and such a shape is not actually generated. However, in the description of the present embodiment, it is assumed that the figure can visually recognize the three-dimensional region of interest V <b> 1 in order to help the understanding.
なお、図10において、三次元関心領域V1が有する8個の角が、符号a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8で表されている。また、各辺の中点が符号a12,a23,a34,a14,a56,a67,a78,a58で表されている。 In FIG. 10, the eight corners of the three-dimensional region of interest V1 are represented by reference symbols a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, and a8. The midpoints of the sides are represented by reference signs a12, a23, a34, a14, a56, a67, a78, and a58.
図2に示されているボックスSxyは、三次元関心領域V1において、Z方向の中央のXY断面に対応する。従って、図2から図5及び図8,9に示されている断面画像50は、Z方向の中央のXY断面における画像を表していることになる。なお、ボックスSxyは、Z方向の中央のXY断面に限定されるものではなく、Z方向の任意の位置の断面に対応していてもよい。ユーザによってその位置が指定されてもよい。例えば、胎児の顔のデータの中心断面等に、その断面が設定されることが想定される。もちろん、これ以外の場所に断面が設定されてもよい。
The box Sxy shown in FIG. 2 corresponds to the center XY cross section in the Z direction in the three-dimensional region of interest V1. Accordingly, the
三次元関心領域V1のX方向、Y方向及びZ方向のそれぞれのサイズは、ユーザが入力部32を利用することによって定められる。例えば、三次元関心領域V1のX方向及びY方向のそれぞれのサイズは、図2に示されているボックスSxyのX方向及びY方向のそれぞれのサイズによって定められる。Z方向のそれぞれのサイズは、入力部32から入力されるパラメータに従って定められる。
The sizes of the three-dimensional region of interest V <b> 1 in the X direction, the Y direction, and the Z direction are determined by the user using the
カット面70の生成処理について詳述する。ここでは、図5に示されている候補経路L1が最良経路として選択されているものとする。候補経路L1は、中間点P1(制御点)を通り、中点a14,a23(端点Pa,Pbに相当する)を結ぶ経路である。
The generation process of the
以上のように候補経路L1が定められると、関心領域設定部42は、Z方向に平行な辺b2と辺b4との間に、複数のスプライン曲線(例えばスプライン曲線d1,d2,・・・)を順次生成する。具体的には、関心領域設定部42は、X方向に平行な辺b1,b3に対して、等間隔で複数の端点c1,c2,c3,c4,・・・を設定し、同様に、候補経路L1上においても、X方向に等間隔で複数の通過点を設定する。そして、関心領域設定部42は、X方向の各位置において、2つの端点と1つの通過点とを用いてスプライン補間演算を行うことにより、スプライン曲線を生成する。図10に示す例では、スプライン曲線d1は、端点c1,c2を結び、候補経路L1上の通過点を通過する曲線である。また、スプライン曲線d2は、端点c3,c4を結び、候補経路L1上の通過点を通過する曲線である。そのようなスプライン曲線を、X方向の各位置において生成することにより、結果として曲線アレイが形成され、それによって、カット面70が構成される。カット面70は、実際には、三次元形状データからなるものである。
When the candidate route L1 is determined as described above, the region-of-
以上のように、関心領域設定部42はカット面70を生成し、そのカット面70を含む三次元関心領域V1をボリュームデータに対して設定する。三次元画像形成部20は、三次元関心領域V1内のボリュームデータに対してレンダリング処理を適用することにより、三次元関心領域V1内の三次元画像を形成する。カット面70がレンダリング開始面に相当する。図10に示す例においては、レンダリング処理における各レイがY方向に沿って設定されており、投影視点はY方向上方である。従って、カット面70を基準にして投影視点側の組織は画像化されず、投影視点とは反対側の組織(三次元関心領域V1内の組織)が画像化される。なお、レンダリング処理にあたっては、各ボクセルデータは、周辺に存在する複数のエコーデータを参照することにより補間処理によって生成される。補間処理を行う場合において、三次元関心領域V1外のデータが参照されることもある。
As described above, the region-of-
三次元画像が形成されると、表示部28には、その三次元画像が表示される。例えば、断面画像50と三次元画像とが並べて表示部28に表示される。
When the three-dimensional image is formed, the three-dimensional image is displayed on the
次に、図11を参照して、カット面の生成処理の別の例について説明する。図11には、三次元関心領域V2が示されている。三次元関心領域V2はカット面72を有する。カット面72は、図10に示されているカット面70とは異なる処理により生成される面である。なお、三次元関心領域V2においてカット面以外の構成は、三次元関心領域V1の構成と同じである。
Next, another example of the cut surface generation process will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a three-dimensional region of interest V2. The three-dimensional region of interest V <b> 2 has a
この例では、仮制御点設定部36、候補経路生成部38及び評価部40による処理(カットライン生成処理)が、Z方向に等間隔で設定された各位置における断面画像(XY断面の画像)に対して実行される。例えば、画像処理部34によって、Z方向に等間隔で複数の断面Sxya,Sxyb,Sxyc,・・・が設定される。これらの断面は、XY断面を表している。そして、断面Sxya,Sxyb,Sxyc,・・・のそれぞれにおける断面画像を対象にして、カットライン生成処理が実行される。これにより、候補経路La,Lb,Lc,・・・がそれぞれ最良経路として選択される。例えば、断面Sxyaの断面画像を対象にしてカットライン生成処理が実行されると、候補経路Laが最良経路として選択される。また、候補経路Lbは、断面Sxybの断面画像における最良経路である。候補経路Lcは、断面Sxycの断面画像における最良経路である。このような候補経路を、Z方向の各位置において選択することにより、結果として曲線アレイが形成され、それによって、カット面72が構成される。これにより、カット面72を有する三次元関心領域V2が設定される。なお、断面Sxya,Sxyb,Sxyc,・・・のそれぞれは、Z方向に等間隔に設定されていなくてもよい。例えば、断面Sxya,Sxyb,Sxyc,・・・のそれぞれは、Z方向の任意の位置に、任意の間隔で設定されてもよい。一例として、胎児の顔付近等の画像化対象組織と非対象組織とが接近している箇所では、各断面を狭い間隔で設け、画像化対象組織と非対象組織との距離が十分にある箇所では、各断面を広い間隔で設けることが想定される。このように設定することにより、効率的かつ正確な処理が可能となる。
In this example, the processing (cut line generation processing) by the temporary control
また、関心領域設定部42は、図10に示す処理と同様に、等間隔で複数の端点c1,c2,c3,c4,・・・を設定し、同様に、候補経路La,Lb,Lc,・・・上においても、X方向に等間隔で複数の通過点を設定してもよい。そして、関心領域設定部42は、X方向の各位置において、2つの端点と各候補経路上の通過点とを用いてスプライン補間演算を行うことにより、スプライン曲線を生成する。図11に示す例では、スプライン曲線d10は、端点c1,c2を結び、候補経路La,Lb,Lc,・・・上の通過点を通過する曲線である。また、スプライン曲線d11は、端点c3,c4を結び、候補経路La,Lb,Lc,・・・上の通過点を通過する曲線である。そのようなスプライン曲線を、X方向の各位置において生成することにより、結果として曲線アレイが形成され、それによって、カット面72が構成される。
Further, the region-of-
次に、図12を参照して、カット面の生成処理の更に別の例について説明する。図12には、三次元関心領域V3が示されている。三次元関心領域V3はカット面74を有する。カット面74は、上記のカット面70,72とは異なる処理により生成される面である。なお、三次元関心領域V3においてカット面以外の構成は、三次元関心領域V1,V2の構成と同じである。
Next, still another example of the cut surface generation process will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a three-dimensional region of interest V3. The three-dimensional region of interest V <b> 3 has a
図2に示されているボックスSxyは、三次元関心領域V3において、Z方向の中央のXY断面に対応する。従って、図2に示されている断面画像50は、Z方向の中央のXY断面における画像を表していることになる。なお、ボックスSxyは、Z方向の中央のXY断面に限定されるものではなく、Z方向の任意の位置の断面に対応していてもよい。ここでは、図5に示されている候補経路L1が最良経路として選択されているものとする。
The box Sxy shown in FIG. 2 corresponds to the XY cross section at the center in the Z direction in the three-dimensional region of interest V3. Therefore, the
この例では、カットライン生成処理が、X方向に等間隔で設定された各位置における断面画像(XY断面に直交するYZ断面の画像)に対して実行される。画像処理部34は、図10に示す処理と同様に、等間隔で複数の端点c1,c2,c3,c4,・・・を設定し、同様に、候補経路L1上においても、X方向に等間隔で複数の通過点c12,c34,・・・を設定する。そして、1つの端点を一方側の端点とし、候補経路L1上の通過点を他方側の端点として、それらの端点の間でカットライン生成処理を実行する。これにより、それらの端点の間の最良経路が選択される。このカットライン生成処理は、X方向の各位置において実行される。図12に示す例では、端点c1が一方側の端点として利用され、候補経路L1上の通過点c12が他方側の端点として利用される。そして、図4に示すように、一方側と他方側との間に複数の仮制御点が設定され、選択対象を異ならせながら、選択された仮制御点を通り、端点c1と通過点c12とを結ぶ複数の候補経路が生成される。そして、各候補経路の評価値が演算され、評価値が最小となる候補経路が最良経路(Z方向の最良経路)として選択される。図12に示す例では、候補経路d1aが、端点c1と通過点c12との間の最良経路として選択されている。同様の処理により、候補経路d1bが、端点c2と通過点c12との間の最良経路として選択されている。また、候補経路d2aが、端点c3と通過点c34との間の最良経路として選択され、候補経路d2bが、端点c4と通過点c34との間の最良経路として選択されている。このような候補経路を、X方向の各位置において生成することにより、結果として曲線アレイが形成され、それによって、カット面74が構成される。
In this example, the cut line generation process is performed on cross-sectional images (images of a YZ cross-section orthogonal to the XY cross-section) at each position set at equal intervals in the X direction. Similarly to the processing shown in FIG. 10, the
以上のようにカット面が生成されて三次元関心領域が設定されると、三次元画像形成部20は、三次元関心領域内のボリュームデータにレンダリング処理を適用する。これにより、三次元関心領域内の三次元画像が形成される。上記のように、カットラインが羊水像内に設定されるため、そのカットラインに基づいて生成されたカット面を羊水像内に設定することが可能となる。これにより、胎児像と子宮壁像とを適切に分離して胎児の三次元画像を形成することが可能となる。
When the cut surface is generated and the three-dimensional region of interest is set as described above, the three-dimensional
(実施例2)
次に、図13から図16を参照して、実施例2に係るカットライン生成処理について、具体的に説明する。実施例2では、カットラインを規定する複数の制御点を段階的に特定する。
(Example 2)
Next, the cut line generation processing according to the second embodiment will be specifically described with reference to FIGS. In the second embodiment, a plurality of control points that define the cut line are specified in stages.
図13には、断面画像、仮制御点群及び候補経路群の一例が示されている。図13に示されている断面画像50は、図2及び図3に示されている断面画像と同じ画像である。まず、画像処理部34は、第1段階の処理を実行する。仮制御点設定部36は、一方側60aと他方側60bとの間に、複数の仮制御点(例えば中間点P20,P21,P22,・・・)からなる列80aを設定する。列80aは、Y方向に平行な列である。すなわち、Y方向に沿って一列に並んだ中間点P20,P21,P22,・・・が、一方側60aと他方側60bとの間に設定される。中間点は等間隔で配置されていてもよいし、非等間隔で配置されていてもよい。一例として、一方側60aと他方側60bとの中間の位置に、列80aが設定される。これは一例であり、一方側60aと他方側60bとの間の任意の位置に、列80aが設定されてもよい。なお、図13には、説明の便宜上、3つの中間点(P20,P21,P22)のみが示されているが、列80a上に複数の中間点が設定される。
FIG. 13 shows an example of a cross-sectional image, a temporary control point group, and a candidate route group. The
中間点P20,P21,P22,・・・が設定されると、候補経路生成部38は、中間点を通り、一方側60aの端点Paと他方側の端点Pbとを結ぶ候補経路を生成する。端点Pa,Pbの位置はユーザによって指定されており、図2に示すように、ボックスSxyの左右の辺の上端部に相当する。なお、端点Pa,Pbの位置は固定されていてもよい。候補経路生成部38は、中間点を異ならせて複数の候補経路を生成する。図13に示す例では、候補経路生成部38は、中間点P20を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L20を生成する。一例として、候補経路生成部38は、中間点P20と端点Pa,Pbとに基づくスプライン補間演算により、スプライン曲線としての候補経路L20を生成する。例えば、中間点P20を頂点とする候補経路L20が生成される。同様に、中間点P21を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L21が生成され、中間点P22を通り、端点Paと端点Pbとを結ぶ候補経路L22が生成される。候補経路L21,L22も、一例としてスプライン曲線である。他の中間点についても同様に、候補経路が生成される。
When the intermediate points P20, P21, P22,... Are set, the candidate
候補経路L20,L21,L22,・・・が生成されると、評価部40は、候補経路L20,L21,L22,・・・のそれぞれの評価値を演算する。この評価値は、上述した例と同様に、画素値の総和等である。そして、評価部40は、候補経路L20,L21,L22,・・・の中から仮最良経路を選択する。例えば、画素値の総和が評価値として利用される場合、評価部40は、評価値が最小となる候補経路を仮最良経路として選択する。例えば、候補経路L20(実線で示されている経路)が仮最良経路として選択される。
When the candidate routes L20, L21, L22,... Are generated, the
評価部40は、候補経路L20を生成する元になった中間点P20を、最終的な最良経路(カットライン)を規定する制御点として利用する。ここで、第1段階の処理が終了する。
The
上記のように制御点として利用される中間点P20が特定されると、画像処理部34は、第2段階の処理を実行する。例えば図14に示すように、仮制御点設定部36は、中間点P20(列80a)と一方側60aとの間に、複数の仮制御点(例えば中間点P30,P31,・・・)からなる列80bを設定する。また、仮制御点設定部36は、中間点P20(列80a)と他方側60bとの間に、複数の仮制御点(例えば中間点P40,P41,・・・)からなる列80cを設定する。列80b,80cは、Y方向に平行な列である。すなわち、Y方向に沿って一列に並んだ中間点P30,P31,・・・が、中間点P20と一方側60aとの間に設定される。また、Y方向に沿って一列に並んだ中間点P40,P41,・・・が、中間点P20と他方側60bとの間に設定される。中間点は等間隔で配置されていてもよいし、非等間隔で配置されていてもよい。一例として、中間点P20と一方側60aとの中間の位置に列80bが設定されており、中間点P20と他方側60bとの中間の位置に列80bが設定されている。これらは一例であり、中間点P20と一方側60aとの間の任意の位置に、列80bが設定されてもよい。同様に、中間点P20と他方側60bとの間の任意の位置に、列80cが設定されてもよい。なお、図14には、説明の便宜上、4つの中間点(P30,P31,P40,P41)のみが示されているが、列80b,80c上にはそれぞれ複数の中間点が設定される。
When the intermediate point P20 used as the control point is specified as described above, the
列80b,80cが設定されると、候補経路生成部38は、列80bに含まれる中間点を通り、一方側60aの端点Paと制御点としての中間点P20とを結ぶ候補経路を生成する。候補経路生成部38は、列80bに含まれる中間点を異ならせて複数の候補経路を生成する。図14に示す例では、候補経路生成部38は、中間点P30を通り、端点Paと中間点P20(制御点)とを結ぶ候補経路L30を生成する。一例として、候補経路生成部38は、中間点P30と端点Paと中間点P20とに基づくスプライン補間処理により、スプライン曲線としての候補経路L30を生成する。例えば、中間点P30を頂点とする候補経路L30が生成される。同様に、中間点P31を通り、端点Paと中間点P20とを結ぶ候補経路L31が生成される。候補経路L31も一例としてスプライン曲線である。列80bに含まれる他の中間点についても同様に、候補経路が生成される。
When the
また、候補経路生成部38は、列80cに含まれる中間点を通り、他方側60bの端点Pbと制御点としての中間点P20とを結ぶ候補経路を生成する。候補経路生成部38は、列80cに含まれる中間点を異ならせて複数の候補経路を生成する。図14に示す例では、候補経路生成部38は、中間点P40を通り、端点Pbと中間点P20(制御点)とを結ぶ候補経路L40を生成する。一例として、候補経路生成部38は、中間点P40と端点Pbと中間点P20とに基づくスプライン補間処理により、スプライン曲線としての候補経路L40を生成する。例えば、中間点P40を頂点とする候補経路L40が生成される。同様に、中間点P41を通り、端点Pbと中間点P20とを結ぶ候補経路L41が生成される。候補経路L41も一例としてスプライン曲線である。列80cに含まれる他の中間点についても同様に、候補経路が生成される。
In addition, the candidate
端点Paと中間点P20とを結ぶ候補経路(候補経路L30,L31,・・・)が生成されると、評価部40は、候補経路L30,L31,・・・のそれぞれの評価値を演算する。この評価値は、上述した例と同様に、画素値の総和等である。そして、評価部40は、候補経路L30,L31,・・・の中から、端点Paと中間点P20とを結ぶ仮最良経路を選択する。例えば、画素値の総和が評価値として利用される場合、評価部40は、評価値が最小となる候補経路を仮最良経路として選択する。例えば、候補経路L30(実線で示されている経路)が仮最良経路として選択される。
When a candidate route (candidate routes L30, L31,...) Connecting the end point Pa and the intermediate point P20 is generated, the
評価部40は、候補経路L30を生成する元になった中間点P30を、最終的な最良経路(カットライン)を規定する制御点として利用する。
The
また、端点Pbと中間点P20とを結ぶ候補経路(候補経路L40,L41,・・・)が生成されると、評価部40は、候補経路L40,L41,・・・のそれぞれの評価値を演算する。この評価値は、上述した例と同様に、画素値の総和等である。そして、評価部40は、候補経路L40,L41,・・・の中から、端点Pbと中間点P20とを結ぶ仮最良経路を選択する。例えば、画素値の総和が評価値として利用される場合、評価部40は、評価値が最小となる候補経路を仮最良経路として選択する。例えば、候補経路L40(実線で示される経路)が仮最良経路として選択される。
In addition, when a candidate route (candidate routes L40, L41,...) Connecting the end point Pb and the intermediate point P20 is generated, the
評価部40は、候補経路L40を生成する元になった中間点P40を、最終的な最良経路(カットライン)を規定する制御点として利用する。
The
ここで、第2段階の処理が終了する。ここまでの処理により、制御点として利用される中間点P20,P30,P40が特定される。 Here, the processing of the second stage ends. Through the processing so far, the intermediate points P20, P30, and P40 used as control points are specified.
以降についても同様に、制御点として利用される中間点を特定していく。すなわち、仮制御点設定部36は、互いに隣接する2つの制御点の間に、複数の中間点からなる列を設定し、一方側60aとそれに隣接する制御点との間に、複数の中間点からなる列を設定し、他方側60bとそれに隣接する制御点との間に、複数の中間点からなる列を設定する。
Similarly, the intermediate point used as the control point is specified thereafter. That is, the temporary control
例えば第3段階の処理においては、図15に示すように、仮制御点設定部36は、互いに隣接する中間点P30と一方側60aとの間に、複数の仮制御点からなる列80dを設定する。また、仮制御点設定部36は、互いに隣接する中間点P30と中間点P20との間に、複数の仮制御点からなる列80eを設定する。また、仮制御点設定部36は、互いに隣接する中間点P20と中間点P40との間に、複数の仮制御点からなる列80fを設定する。また、仮制御点設定部36は、互いに隣接する中間点P40と他方側60bとの間に、複数の仮制御点からなる列80gを設定する。なお、図15においては、各列に含まれる仮制御点の図示は省略されている。列80d,80e,80f,80gは、Y方向に平行な列である。すなわち、Y方向に沿って一列に並んだ複数の中間点が、一方側60aと中間点P30との間、中間点P30と中間点P20との間、中間点P20と中間点P40との間、及び、中間点P40と他方側60bとの間に設定される。
For example, in the third stage of processing, as shown in FIG. 15, the temporary control
列80d,80e,80f,80gが設定されると、上記と同様に、候補経路生成部38及び評価部40の処理により、端点Paと中間点P30とを結ぶ仮最良経路、中間点P30と中間点P20とを結ぶ仮最良経路、中間点P20と中間点P40とを結ぶ仮最良経路、及び、中間点P40と端点Pbとを結ぶ仮最良経路が選択される。
When the
評価部40は、各最良経路を生成する元になった中間点を、最終的な最良経路(カットライン)を規定する制御点として利用する。図16には、その中間点が示されている。中間点P50,P60,P70,P80が、第3段階の処理により特定された制御点である。中間点P50は、端点Paと中間点P30との間の点である。中間点P60は、中間点P30と中間点P20との間の点である。中間点P70は、中間点P20と中間点P40との間の点である。中間点P80は、中間点P40と端点Pbとの間の点である。
The
仮制御点設定部36、候補経路生成部38及び評価部40は、以上の処理を複数回繰り返す。この回数は予め設定されている。また、ユーザが入力部32を利用することにより、この回数を設定してもよい。上記の例では、制御点として利用される中間点P20,P30,P40,P50,P60,P70,P80が特定される。すなわち、第1段階の処理で中間点P20が特定され、第2段階の処理で中間点P30,P40が特定され、第3段階の処理で中間点P50,P60,P70,P80が特定される。このように、制御点として利用される複数の中間点が段階的に特定される。
The temporary control
以上のようにして制御点が特定されると、評価部40は、その制御点を利用して、最良経路(カットライン)を生成する。例えば、評価部40は、全制御点を通る曲線状又は直線状の経路を最良経路として生成する。別の例として、評価部40は、複数の制御点に最小二乗法を適用し、これにより形成された経路を最良経路として採用してもよい。または、評価部40は、仮最良経路を繋ぎ合わせ、これにより形成された経路を最良経路として採用してもよい。
When the control point is specified as described above, the
図16には、最良経路としての経路L50が示されている。この経路L50は、第3段階までの処理によって特定された複数の制御点に基づいて生成された経路である。一例として、経路L50は、中間点P20,P30,P40,P50,P60,P70,P80の全部を通過する曲線である。この曲線はスプライン曲線であってもよいし、ベジェ曲線であってもよい。または、最小二乗法を適用して形成された曲線が最良経路として採用してもよい。または、中間点P20,P30,P40,P50,P60,P70,P80の全部を通過する直線状の経路が、最良経路として採用されてもよい FIG. 16 shows a route L50 as the best route. This route L50 is a route generated based on a plurality of control points specified by the processing up to the third stage. As an example, the path L50 is a curve that passes through all of the intermediate points P20, P30, P40, P50, P60, P70, and P80. This curve may be a spline curve or a Bezier curve. Alternatively, a curve formed by applying the least square method may be adopted as the best path. Alternatively, a straight path that passes through all of the intermediate points P20, P30, P40, P50, P60, P70, and P80 may be adopted as the best path.
以上のようにして最良経路が生成されると、関心領域設定部42は、その最良経路(カットライン)に基づいてカット面を生成し、そのカット面を含む三次元関心領域をボリュームデータに対して設定する。そして、三次元関心領域内のボリュームデータにレンダリング処理が適用され、これにより、三次元関心領域内の三次元画像が形成される。
When the best route is generated as described above, the region-of-
実施例2では、一方側60aと他方側60bとの間で部分的に仮最良経路が選択され、段階的に複数の制御点が特定される。部分的に仮最良経路を選択することにより、より複雑な形状に沿った複数の仮最良経路を選択することが可能となる。これらの仮最良経路を生成する元になった中間点を制御点として利用することにより、複雑な形状のカットラインを形成することが可能となる。その結果、複雑な形状のカット面を形成することが可能となる。これにより、より適切な位置にカットライン及びカット面を設定し、胎児像と子宮壁像とをより適切に分離することが可能となる。
In the second embodiment, the temporary best path is partially selected between the one
なお、実施例2に対して、実施例1の変形例1を適用し、端点Pa,Pbを異ならせて候補経路を生成してもよい。 Note that the modified example 1 of the first embodiment may be applied to the second embodiment, and the candidate paths may be generated by changing the end points Pa and Pb.
次に、図17を参照して、実施例2の変形例について説明する。上記の例では、制御点特定処理の回数は、予め設定されている、又は、ユーザによって設定されている。変形例では、その回数は自動的に設定される。 Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the above example, the number of control point specifying processes is set in advance or set by the user. In the modification, the number of times is automatically set.
図17には、第2段階及び第3段階の処理結果が示されている。つまり、第2段階の処理結果として、中間点P20,P30,P40が特定され、候補経路L30,L40が仮最良経路として選択されている。また、第3段階の処理結果として、中間点P50,P60,P70,P80が特定されている。 FIG. 17 shows the processing results of the second stage and the third stage. That is, the intermediate points P20, P30, and P40 are specified as the second-stage processing results, and the candidate routes L30 and L40 are selected as temporary best routes. In addition, intermediate points P50, P60, P70, and P80 are specified as the processing results of the third stage.
評価部40は、第2段階で得られた候補経路と、第3段階で設定された複数の仮制御点からなる列と、の交点を求める。そして、評価部40は、その交点と第3段階で得られた中間点との位置の差を求める。位置の差が閾値以上であれば、その候補経路の区間を対象にして、制御点特定処理が継続され、その候補経路の区間について次の第4段階の処理が実行される。位置の差が閾値未満であれば、その候補経路の区間に対する制御点特定処理を終了する。この場合、その候補経路の区間で制御点特定処理を繰り返しても、経路の位置は大きく変更することはないと想定される。それ故、制御点特定処理を終了する。
The
具体例を挙げて説明する。例えば、候補経路L30と列80dとの交点が求められ、その交点と列80d上の中間点P50との位置の差が求められる。その差が閾値以上であれば、端点Paと中間点P30との間で制御点特定処理が継続される。その差が閾値未満であれば、端点Paと中間点P30との間で制御点特定処理を繰り返しても、候補経路L30の位置は大きく変更しないと想定されるので、制御点特定処理を終了する。
A specific example will be described. For example, the intersection between the candidate route L30 and the
図17に示す例では、中間点P50,P60,P80については、それぞれ、位置の差が閾値未満である。従って、端点Paと中間点P30との間、中間点P30と中間点P20との間、及び、中間点P40と端点Pbとの間では、中間点P50,P60,P80の設定処理まで実行され、制御点特定処理は終了する。 In the example shown in FIG. 17, for the intermediate points P50, P60, and P80, the position difference is less than the threshold value. Therefore, between the end point Pa and the intermediate point P30, between the intermediate point P30 and the intermediate point P20, and between the intermediate point P40 and the end point Pb, the setting process of the intermediate points P50, P60, and P80 is executed. The control point specifying process ends.
一方、中間点P70については、位置の差が閾値以上である。従って、中間点P20と中間点P40との間では、中間点P70の設定後も、位置の差が閾値未満になるまで、区間の分割及び制御点の特定処理が繰り返し実行される。 On the other hand, for the intermediate point P70, the difference in position is equal to or greater than the threshold value. Therefore, between the intermediate point P20 and the intermediate point P40, even after the intermediate point P70 is set, the division of the sections and the control point specifying process are repeatedly executed until the position difference becomes less than the threshold value.
以上の処理によると、単純な構造の部分では、制御点特定処理の繰り返し回数が少なくなり、複雑な構造の部分では、その繰り返し回数が多くなる。従って、複雑な構造の部分では、より細かく制御点が設定されることになり、より正確なカットラインを設定することが可能となる。 According to the above processing, the number of repetitions of the control point specifying process is reduced in a simple structure portion, and the number of repetitions is increased in a complicated structure portion. Therefore, in the complicated structure portion, the control points are set more finely, and a more accurate cut line can be set.
上記の本実施形態では、胎児の全体像が注目組織像に該当しているが、胎児の一部の像が注目組織像に該当する場合もある。例えば、胎児の顔を画像化したい場合には、胎児の顔が注目組織(画像化の対象組織)に該当し、胎児の顔以外の組織(手や足)は、画像化の非対象組織に該当する。この場合、胎児の手や足の像は、胎児の顔の像からの分離対象の像に該当する。カットラインは、顔の像と、それ以外の組織の像(手や足の像)とを分離するために利用される。 In the present embodiment, the whole image of the fetus corresponds to the target tissue image, but a part of the image of the fetus may correspond to the target tissue image. For example, when it is desired to image the fetal face, the fetal face corresponds to the target tissue (image target tissue), and tissues (hands and feet) other than the fetal face correspond to non-image target tissue. Applicable. In this case, the image of the fetus hand or foot corresponds to an image to be separated from the image of the fetal face. The cut line is used to separate the facial image from other tissue images (hand and foot images).
図1に示されているプローブ10以外の構成は、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェア資源を利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、プローブ10以外の構成は、例えばコンピュータによって実現されてもよい。つまり、コンピュータが備えるCPUやメモリやハードディスク等のハードウェア資源と、CPU等の動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により、プローブ10以外の構成の全部又は一部が実現されてもよい。当該プログラムは、CDやDVD等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、図示しない記憶装置に記憶される。別の例として、プローブ10以外の構成は、DSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等によって実現されてもよい。
The configuration other than the
10 プローブ、12 三次元空間、14 送受信部、16 信号処理部、18 3Dメモリ、20 三次元画像形成部、22 断面画像形成部、24 グラフィック画像形成部、26 表示処理部、28 表示部、30 制御部、32 入力部、34 画像処理部、36 仮制御点設定部、38 候補経路生成部、40 評価部、42 関心領域設定部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記超音波画像における一方側と他方側との間に空間的な広がりをもって仮制御点群を設定する仮制御点設定手段と、
選択対象を異ならせながら、前記仮制御点群の中から選択された少なくとも1つの仮制御点に基づいて候補経路を生成することにより、前記一方側と前記他方側との間を結ぶ候補経路群を生成する候補経路生成手段と、
前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を選択する最良経路選択手段と、
を含み、
前記最良経路に基づいて、注目組織像を抽出するためのカットライン又は前記カットラインを規定する制御点が定められる、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 In an ultrasonic image processing apparatus for processing an ultrasonic image generated by transmitting / receiving ultrasonic waves to a transmission / reception region including a tissue of interest,
Temporary control point setting means for setting a temporary control point group with a spatial spread between one side and the other side in the ultrasonic image;
A candidate route group connecting the one side and the other side by generating a candidate route based on at least one temporary control point selected from the temporary control point group while changing the selection target Candidate route generation means for generating
Best path selection means for selecting the best path from the candidate path group by evaluating each candidate path based on a pixel value sequence on the candidate path;
Including
Based on the best path, a cut line for extracting a target tissue image or a control point that defines the cut line is determined.
An ultrasonic image processing apparatus.
前記最良経路選択手段は、
前記候補経路ごとに前記画素値列に基づいて評価値を演算する手段と、
前記候補経路群を構成する複数の候補経路について演算された複数の評価値の中から最良評価値を特定することにより前記最良経路を選択する手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1,
The best route selection means is:
Means for calculating an evaluation value based on the pixel value sequence for each candidate path;
Means for selecting the best route by specifying a best evaluation value from among a plurality of evaluation values calculated for a plurality of candidate routes constituting the candidate route group;
An ultrasonic image processing apparatus comprising:
前記各評価値は、前記各画素値列を構成する複数の画素値の総和であり、
前記最良評価値は、前記複数の評価値の中の最小値である、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to claim 2,
Each evaluation value is a sum of a plurality of pixel values constituting each pixel value sequence,
The best evaluation value is a minimum value among the plurality of evaluation values.
An ultrasonic image processing apparatus.
前記注目組織は胎児であり、
前記カットラインは胎児データと子宮壁データとを空間的に分離するためのラインである、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The tissue of interest is a fetus;
The cut line is a line for spatially separating fetal data and uterine wall data,
An ultrasonic image processing apparatus.
前記各候補経路生成手段は、前記一方側において指定された一方端点と、前記他方側において指定された他方端点と、前記選択された仮制御点と、に基づいて、前記各候補経路を生成する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Each candidate route generation means generates each candidate route based on one end point designated on the one side, the other end point designated on the other side, and the selected temporary control point. ,
An ultrasonic image processing apparatus.
前記候補経路生成手段は、前記一方側に設定された一方の仮端点列の中から選択された一方の仮端点と、前記他方側に設定された他方の仮端点列の中から選択された他方の仮端点と、前記選択された仮制御点と、に基づいて前記各候補経路を生成する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The candidate route generation means includes one temporary endpoint selected from one temporary endpoint sequence set on the one side and the other selected from the other temporary endpoint sequence set on the other side. Each of the candidate routes based on the temporary end point of the selected temporary control point and the selected temporary control point,
An ultrasonic image processing apparatus.
前記仮制御点設定手段は、前記超音波画像上において、少なくとも、前記一方側と前記他方側とを結ぶ方向に直交する方向に広がった複数の点を、前記仮制御点群として設定する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The temporary control point setting means sets at least a plurality of points spread in a direction perpendicular to a direction connecting the one side and the other side on the ultrasonic image as the temporary control point group.
An ultrasonic image processing apparatus.
前記仮制御点設定手段は、前記超音波画像に設定された格子上の複数の点を前記仮制御点群として設定する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The ultrasonic image processing apparatus according to claim 7,
The temporary control point setting means sets a plurality of points on a grid set in the ultrasonic image as the temporary control point group.
An ultrasonic image processing apparatus.
前記超音波画像における一方側と他方側との間に空間的な広がりをもって仮制御点群を設定する仮制御点設定手段と、
選択対象を異ならせながら、前記仮制御点群の中から選択された少なくとも1つの仮制御点に基づいて候補経路を生成することにより、前記一方側と前記他方側との間を結ぶ候補経路群を生成する候補経路生成手段と、
前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を選択する最良経路選択手段と、
として機能させ、
前記最良経路に基づいて、注目組織像を抽出するためのカットライン又は前記カットラインを規定する制御点が定められる、
ことを特徴とするプログラム。 A computer for processing an ultrasonic image generated by transmitting and receiving ultrasonic waves to a transmission / reception region including a tissue of interest;
Temporary control point setting means for setting a temporary control point group with a spatial spread between one side and the other side in the ultrasonic image;
A candidate route group connecting the one side and the other side by generating a candidate route based on at least one temporary control point selected from the temporary control point group while changing the selection target Candidate route generation means for generating
Best path selection means for selecting the best path from the candidate path group by evaluating each candidate path based on a pixel value sequence on the candidate path;
Function as
Based on the best path, a cut line for extracting a target tissue image or a control point that defines the cut line is determined.
A program characterized by that.
前記各候補経路を当該候補経路上の画素値列に基づいて評価することにより、前記候補経路群の中から最良経路を特定する工程と、
前記最良経路に基づいて前記ボリュームデータ内に三次元関心領域を設定する工程と、
前記三次元関心領域内の部分ボリュームデータに基づいて三次元超音波画像を形成する工程と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理方法。
Setting a candidate route group for at least one frame data in volume data acquired from a three-dimensional transmission / reception region in a living body;
Identifying the best route from the candidate route group by evaluating each candidate route based on a pixel value sequence on the candidate route; and
Setting a three-dimensional region of interest in the volume data based on the best path;
Forming a three-dimensional ultrasound image based on partial volume data in the three-dimensional region of interest;
An ultrasonic image processing method comprising:
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