JP2895414B2 - Ultrasonic volume calculation unit - Google Patents

Ultrasonic volume calculation unit

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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波の送受波によって得られた生体組織の三次元情報に基づき生体組織の体積を算出する超音波体積演算装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic volume calculating device for calculating the volume of the biological tissue on the basis of the three-dimensional information obtained biological tissue by transmitting and receiving ultrasonic waves.

【0002】 [0002]

【従来の技術】超音波ビームを三次元的に走査することにより複数の走査面を形成し、これによって取り込まれた三次元エコーデータを解析して、生体組織の三次元画像などを得る超音波診断装置が提案されている。 A plurality of forming a scanning surface by the Prior Art for scanning an ultrasonic beam three-dimensionally, by analyzing a three-dimensional echo data captured by this ultrasound to obtain such a three-dimensional image of a biological tissue diagnostic devices have been proposed. そして、近年、胎児の発育状態や腫瘍の大きさの経時変化の観察などのために、三次元エコーデータに基づき生体内の特定部位の体積を算出する超音波体積演算装置が提案がなされている。 In recent years, such as for observing the change with time of the magnitude of the growth conditions and tumors of fetal ultrasound volume calculating device for calculating the volume of the specific portion of a living body based on the three-dimensional echo data have been proposed .

【0003】この超音波体積演算装置として従来提案されていたものには、例えば以下に挙げるようなものがあった。 [0003] that have been conventionally proposed as this ultrasonic volume computing device, there is for example, as listed below.

【0004】(1)測定者が三次元画像の各断層像内の測定対象物の輪郭をトレースし、各断層像ごとにトレースされた輪郭を全断層像にわたって合成することにより測定対象物の立体像を抽出し、その体積を求める装置。 [0004] (1) measuring person traces the contour of the measuring object in the tomographic image of the three-dimensional image, the three-dimensional of the measuring object by a traced outline for each tomographic image is synthesized over the entire tomogram extracting the image and calculate the volume device.

【0005】(2)測定対象物とその周囲の生体組織とのエコーレベル(画像表示した場合における画像濃度) [0005] (2) measuring object and the echo level with the surrounding body tissue (image density in the case of displaying images)
の違いに着目し、エコーレベルの閾値を決めて各エコーデータをその閾値に基づいて二値化処理することにより測定対象物と背景とを分離し、このようにして抽出された測定対象物の体積を求める装置。 Of it focused on the difference, based on determined the threshold of the echo level of each echo data in the threshold separates the measurement object and the background by binarization processing, in this way the measurement object is extracted apparatus for determining the volume.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)の装置では、測定者自身が測定対象物とそれ以外の組織とを判別してその輪郭をトレースするため、測定対象物の抽出精度は高く、従って求められる体積も精度の高いものとなる。 In the apparatus of the invention It is an object of the above (1), since the measurement himself to trace the contour to determine the and other tissue measurement object, the extraction accuracy of the measuring object is high, Thus obtained volume also becomes highly accurate. しかしながら、超音波画像では組織の境界は必ずしも明瞭でないため、正確にトレースを行うにはかなりの経験を要する。 However, since the boundary of the tissue in the ultrasound image is not always clear, accurate requires considerable experience to do trace. また、三次元画像を構成する何枚もの断層像について輪郭トレースを行うのは時間と労力を要する作業である。 Also, perform contour tracing for even the tomographic image many sheets constituting the three-dimensional image is a work that requires time and effort. このように、上記(1)の装置には、測定者に対する負担が大きいという問題があった。 Thus, the apparatus of the above (1), there is a problem that a large burden on the measuring person. また、 Also,
この装置では、測定者が違えば同じ測定対象物でもトレース結果が異なってくるため、求められる体積値の再現性がよくないという問題もあった。 In this apparatus, measuring person to come even trace result in the same measured object are different Different, there is a problem that the reproducibility of the volume value obtained is not good.

【0007】また、このような問題を解決するために、 [0007] In addition, in order to solve such a problem,
上記(1)の装置の変形例として、胎児の頭などのように断面形状がほぼ楕円であるとみなせるような部位の体積を求める際に用いる装置が提案されている。 As a modification of the apparatus of the above (1), used to obtain a portion of the volume that can be regarded as the cross-sectional shape is approximately elliptical, such as fetal head devices have been proposed. この装置では、測定者は各断層像において測定対象物の断面の長軸と短軸のみを指定し、その指示に基づいて装置が自動的に測定対象物の近似図形を形成し、その体積を求める。 In this apparatus, measuring person to specify only the major and minor axes of the cross-section of the measuring object at each tomographic image, automatically forms the approximate shape of the measurement object apparatus based on the instruction, the volume Ask. この装置によれば、上記(1)の装置のような時間や測定者の負担についての問題は解消されるが、体積値の精度が悪化してしまうという問題が生じてしまう。 According to this apparatus, the above-mentioned (1) although the problem with such time and measurement burden as the device is eliminated, a problem that the accuracy of the volume value is degraded occurs.

【0008】一方、上記(2)の装置は、輪郭トレースなど測定者が行う処理がないので、処理速度は速く、また測定者の違いによる体積値の再現性の問題も生じないという利点を有する。 On the other hand, device of the above (2), there is no process measurer such as contour tracing is performed, has the advantage that the processing speed is fast, also does not occur reproducibility problems of the volume value due to the difference measurer . しかしながら、この装置では、画像濃度(エコーレベル)のみに基づいて測定対象物を抽出するので、測定対象物と異なった部位でも画像濃度が同じであれば測定対象物として計算してしまうため、求められる体積値の精度がよくないという問題があった。 However, in this apparatus, since to extract the measurement object on the basis of only the image density (echo level), since the image density by the object and different sites will be calculated as the measurement object if the same, determined the volume value of accuracy is that there is a problem that poor.
また、この装置において、体積を精度よく求めるためには、測定対象物と背景とをうまく分離する閾値を用いる必要があるが、このような閾値は画像によって異なるため、各画像に応じた適切な閾値を設定することが困難であった。 Further, in this apparatus, in order to accurately obtain the volume, it is necessary to use a well isolation threshold the measurement object and the background, such thresholds because it depends images, appropriate according to each image it is difficult to set a threshold.

【0009】本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、三次元エコーデータから測定対象物を、自動的に、高速に、かつ精度よく抽出し、測定対象物の体積を高速かつ高精度に求めることができる超音波体積演算装置を提供することを目的とする。 [0009] The present invention has been made to solve the problems described above, the measurement object from the three-dimensional echo data, automatically, quickly and accurately extracted, the volume of the measurement object and to provide an ultrasonic volume computing device can determine at high speed and with high accuracy.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するために、本発明に係る装置は、生体への超音波の送受波によって、生体内の三次元領域に含まれる各ボクセルについてのエコーデータを取得する三次元エコーデータ取得部と、前記各エコーデータについて二値化処理を行う二値化処理部と、二値化処理結果に基づき、前記三次元領域に含まれる各ボクセルについて、指定された基準ボクセルに関する連結性判定演算を行い、前記基準ボクセルに対して連結性を有すると判定されたボクセル群を対象領域として抽出する対象領域抽出部と、抽出された対象領域に含まれるボクセルを計数し、この計数結果に基づき前記対象領域の体積を算出する体積演算部と、を有するとともに次の構成を有することを特徴とする。 To SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the foregoing objects, the device according to the present invention, by transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body, the echo data for each voxel included in the three-dimensional region of the body and 3D echo data acquiring unit that acquires, said a binarization processing unit for performing binarization processing for each echo data based on the binarization processing result, for each voxel included in the three-dimensional region, designated was performed connectivity determination operation on the reference voxel, counted and the target region extraction unit that extracts the determined voxel group as having connectivity as the target region, the voxels included in the extracted object area with respect to the reference voxel was characterized as having the following structure and having a, and volume calculating unit for calculating the volume of the target area based on the count result.

【0011】 すなわち、本発明に係る装置は、二値化処理部で用いる二値化閾値を所定のルールに従って順次設定変更する二値化閾値設定変更部と、前記二値化閾値が設定変更されるごとにその設定変更の前後での体積演算値の変化量を算出する変化量算出部と、求められた変化量を所定の変化量閾値と比較する比較判定部と、比較の結果前記変化量が前記変化量閾値より小さいときには、 [0011] That is, the device according to the present invention, a binarization threshold setting changing unit that sequentially changes the setting of the binarization threshold value used in the binarization processing unit according to a predetermined rule, the binarization threshold value is set changed a change amount calculating unit for calculating an amount of change in volume calculated value of before and after the setting change in Rugoto, a comparison section for comparing the change amount obtained as the predetermined change amount threshold, that said variation comparison when There smaller than the variation threshold,
前記二値化閾値設定変更部に前記二値化閾値の設定変更を指示すると共に、前記対象領域抽出部及び体積演算部に対して新たな二値化閾値を用いた処理を指示し、一方前記変化量が前記変化量閾値以上となったときには、二値化閾値設定変更前の体積演算値に基づき測定対象物の体積を決定する体積演算制御部と、を有することを特徴とする。 Wherein instructs the setting change of the binarization threshold binarization threshold setting changing unit instructs the processing using the new binarization threshold to the target region extraction unit and volume calculation unit, whereas the when the amount of change becomes the change amount threshold value or more, characterized by having a a volume arithmetic control unit for determining the volume of the measurement object based on the volume calculated value before the change binarization threshold setting.

【0012】また、本発明の別の構成に係る装置は、二値化処理部で用いる二値化閾値を順次設定変更する二値化閾値設定変更部と、順次設定変更される二値化閾値と、これら各二値化閾値に対応して求められる各体積演算値とに基づき、二値化閾値に対する体積演算値の変化率が急変する境界点を求める境界点算出部と、この境界点に対応する体積演算値に基づき測定対象物の体積を決定する体積決定部と、を有することを特徴とする。 Moreover, the device according to another embodiment of the present invention, a binarization threshold setting changing unit that sequentially changes the setting of the binarization threshold value used in the binarization processing unit, binarization threshold is sequentially set change If, based on the respective volume calculation value obtained in correspondence with each of these binarization threshold, and a boundary point calculation unit for obtaining a boundary point rate of change of the volume calculated value for the binarization threshold suddenly changes, this boundary point the volume determination section that determines the volume of the corresponding measurement object on the basis of the volume calculated value, and having a.

【0013】更に、本発明の別の構成は、前記対象領域抽出部が、三次元拡散射影法を用いて連結性判定演算を行うことを特徴とする。 Furthermore, another configuration of the present invention, the target region extraction unit, and performs a connectivity determination operation using the three-dimensional diffusion projection method.

【0014】 [0014]

【作用】本発明によれば、まず三次元エコーデータ取得部により取得された生体内の三次元領域の各ボクセルについてのエコーデータについて、二値化処理部において二値化処理が行われる。 According to the present onset bright, the echo data for each voxel of the three-dimensional region of first in vivo acquired by the three-dimensional echo data acquiring unit, binarization processing in the binarization processing unit is performed. ここでボクセル(voxel = volu Here voxel (voxel = volu
me cell )とは、三次元画像空間において画像表示単位となる微小立方体のことであり、二次元画像におけるピクセルに対応する概念である。 The me cell), and that of the small cube that is an image display unit in a three-dimensional image space, a concept corresponding to a pixel in the two-dimensional image. そして、対象領域抽出部は、二値化処理結果を受け取り、各ボクセル間の連結性をみながら体積演算の対象領域を抽出する。 Then, the target region extraction unit receives the binarization processing result, to extract a target region of the volume operation while watching the connectivity between each voxel. すなわち、 That is,
例えば測定者が測定対象物内の任意の1ボクセルを基準ボクセルとして指定すると、対象領域抽出部は、各ボクセルについて基準ボクセルに対する連結性判定演算を行い、基準ボクセルに対して連結性を有すると判定されたボクセル群を対象領域として抽出する。 For example, when measuring person to specify any one voxel in a measurement object based voxels subject region extraction unit performs a connectivity determination operation with respect to a reference voxel for each voxel, to have connectivity to a reference voxel determined extracting the voxel group as a target region. そして、体積演算部は、抽出された対象領域に含まれるボクセルの数に基づき対象領域の体積演算値を算出する。 The volume calculation unit calculates the volume calculated value of the target region based on the number of voxels included in the extracted region of interest. この構成によれば、ボクセル間の連結性をみて対象領域を抽出しているため、二値化処理を行ったときに背景領域の一部が測定対象物と同じ値になったとしてもそのような部分は基準ボクセルと連結性を有しないとして排除することができる。 According to this arrangement, since the extracting target area viewed connectivity between voxels, even as as part of the background region becomes equal to the measurement object when performing binarization processing such portion may be eliminated as no connectivity with the reference voxel. 従って、この構成によれば、測定対象物に対応する領域だけを抽出することができるので、測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 Therefore, according to this configuration, it is possible to extract only the area corresponding to the measuring object, the volume of the measurement object can be accurately obtained.

【0015】 そして 、二値化閾値を用いて二値化処理を行う場合において、二値化閾値設定変更部によってその二値化閾値を所定のルールに従って順次設定変更し、設定変更された各二値化閾値ごとに、二値化処理部、対象領域抽出部によって対象領域を抽出し、体積演算部によってその対象領域の体積演算値を算出する。 [0015] Then, in the case of performing the binarization processing using the binarization threshold, the secondary and the binarization threshold by the value of the threshold setting changing unit sequentially set to change according to a predetermined rule, each of the secondary which is the setting change each binarization threshold, binarizing processor extracts the target area by the target region extraction unit calculates the volume calculation value of the target area by the volume calculating unit. 変化量算出部は、二値化閾値が設定変更されるごとに、その設定変更の前後での体積演算値の変化量を算出する。 Change amount calculating unit, every time the binarization threshold value is set change, it calculates the amount of change in volume calculated value of before and after the setting change. 求められた変化量は、比較判定部によって所定の変化量閾値と比較される。 The obtained amount of change is compared to a predetermined change amount threshold by the comparison determination unit. そして、体積演算制御部は、比較判定部における比較結果を受けて、変化量が変化量閾値より小さいときには、二値化閾値設定変更部に二値化閾値の設定変更を指示すると共に、対象領域抽出部及び体積演算部に対して新たな二値化閾値を用いた処理を指示し、一方変化量が変化量閾値以上となったときには、二値化閾値設定変更前の体積演算値に基づき測定対象物の体積を決定する。 Then, the volume calculation control unit receives the comparison result of the comparison determination unit, when the change amount is smaller than the variation threshold, instructs the setting change of the binarization threshold binarization threshold setting change unit, the target region extractor and instructs the volume computing section processing using a new binarization threshold against, whereas when the amount of change is equal to or larger than the variation threshold, determined based on the volume calculated value before the change binarization threshold setting to determine the volume of the object. この構成によれば、測定対象物を精度よく抽出することができる二値化閾値を自動的に探しだすことができ、これに基づき測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 According to this configuration, it is possible to out automatically locate the binarization threshold can be extracted measuring object accurately, the volume of the measurement object can be accurately obtained based on this.

【0016】また、本発明のの構成では、二値化閾値を用いて二値化処理を行う場合において、二値化閾値設定変更部によってその二値化閾値を順次設定変更し、設定変更された各二値化閾値ごとに、二値化処理部、対象領域抽出部によって対象領域を抽出し、体積演算部によってその対象領域の体積演算値を算出する。 [0016] In another configuration of the present invention, when performing binarization processing using a binarization threshold, sequentially set to change its binarization threshold by binarization threshold setting change unit, setting change for each binarization threshold is, the binarization processing unit extracts the object area by the object area extracting unit calculates the volume calculation value of the target area by the volume calculating unit. そして、境界点算出部は、各二値化閾値と、それら二値化閾値について求められた各体積演算値とに基づき、二値化閾値に対する体積演算値の変化率が急激に変化する境界点を求める。 The boundary point calculation unit, each binarization threshold based on the their respective volume calculated value determined for the binarization threshold, a boundary point rate of change of the volume calculated value for the binarization threshold changes abruptly the seek. 体積決定部は、この二値化閾値における体積演算値に基づき測定対象物の体積を決定する。 The volume determination section determines the volume of the measurement object based on the volume calculated value in the binarization threshold. この構成によれば、測定対象物を精度よく抽出する適切な二値化閾値を自動的に探しだすことができ、これに基づいて測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 According to this structure, the measurement target object can be out automatically locates the appropriate binarization threshold to accurately extract, the volume of the measurement object can be accurately obtained based on this.

【0017】また、本発明の更に別の構成では、対象領域抽出部が三次元拡散射影法を用いて連結性判定演算を行うことにより、連結性判定演算の演算時間を短縮することができる。 [0017] In yet another configuration of the present invention, by the target region extraction unit performs the connectivity determination operation using the three-dimensional diffusion projection method, it is possible to shorten the calculation time of the connectivity determination operation.

【0018】 [0018]

【実施例】以下、本発明に係る超音波体積演算装置の好適な実施例を図面に基づいて説明する。 BRIEF DESCRIPTION OF THE PREFERRED embodiment of an ultrasonic volume computation device according to the present invention with reference to the drawings.

【0019】 第1実施例図1は、本発明に係る超音波体積演算装置の第1実施例の構成を示すブロック図である。 [0019] First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an ultrasonic volume computation device according to the present invention. 図1において、超音波診断装置10は、走査面を順次平行移動させながら生体内に超音波を送受波して、生体内各部についてのエコーデータを取得する。 In Figure 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 10, the ultrasonic waves to a living body while a scanning surface by sequentially translating by transmitting and receiving waves, obtains echo data for in vivo units. ここで、更に超音波ビームの走査によって得られたエコーデータに対して補間処理などが施され、超音波ビームが走査される三次元領域内の全ボクセルについてエコーデータが求められる。 Here, further including interpolation process on the echo data obtained by scanning the ultrasonic beam is performed, the ultrasonic beam echo data is determined for all voxels in the three-dimensional region to be scanned. 求められた各ボクセルのエコーデータは、三次元エコーデータメモリ部12に格納される。 Echo data of each obtained voxel is stored in the three-dimensional echo data memory section 12.

【0020】二値化処理部14は、三次元エコーデータメモリ部12から読み出した各ボクセルのエコーデータを、所定の二値化閾値と比較して二値化する。 The binarization processing unit 14, the echo data for each voxel read from the three-dimensional echo data memory unit 12, and binarization with a predetermined binarization threshold. ここでは、各ボクセルのエコーレベルを二値化する。 Here binarizes the echo level of each voxel. なお、エコーレベルは、画像表示した場合は画像の濃度(例えば256階調)として表現されるので、以下の説明では分かりやすくするために、エコーレベルの代わりに画像濃度という用語を用い、例えば「画像濃度を二値化する」 Note that the echo level, since the case of displaying an image is expressed as the concentration of the image (e.g., 256 gradations) for the sake of clarity in the following description, reference to the term image density instead of the echo level, for example " binarizing the image density. "
といった具合に表現する。 To express to and so on.

【0021】例えば、胎児の胃の体積を求める場合を例にとると、胎児の胃の内部には羊水が満たされているため、胃の内部の画像濃度は周囲に比べてかなり低くなる。 [0021] For example, taking the case of obtaining the volume of the stomach of the fetus as an example, since the inside of the stomach of the fetus are filled with amniotic fluid, the image density of the stomach is considerably lower than the surrounding. 従って、適切な二値化閾値を設定すれば、その二値化閾値より画像濃度の高い部分と低い部分とで、胃の内部とその周囲とを判別することできる。 Therefore, by setting the appropriate binarization threshold, in the high part and the lower part of the image density than the binarization threshold it may be to determine the internal and the surrounding stomach.

【0022】ただし、この場合、胎児の周囲には、胃の内部と画像濃度の差がない羊水が存在しており、これが超音波の走査領域内に含まれていれば二値化処理ではこの羊水部分も胃と同じ値になる。 [0022] However, in this case, around the fetus, there are amniotic fluid no difference in internal and the image density of the stomach, this is this is by binarizing be contained in the ultrasonic scanning region amniotic fluid portion is also the same value as the stomach. また、走査領域内に超音波特有のシャドーが存在すれば、二値化処理においてこのシャドー部分は胃と同じ値になってしまう。 Further, if there is an ultrasonic specific shadow within the scanned area, the shadow portion in the binarization process becomes the same value as the stomach. このように、二値化処理だけでは、測定対象である胎児の胃のみを分離して抽出することは困難である。 Thus, only binary processing, it is difficult to extract by separating only stomach to be measured fetus.

【0023】そこで、本実施例では、二値化処理結果に対して対象領域抽出部16によって連結性判定演算を施すことにより、二値化の結果同じ値となったボクセルの中から、測定対象物(例えば胎児の胃)のボクセルのみを分離して抽出する。 [0023] Therefore, in this embodiment, by applying the connectivity determination operation by the target region extraction unit 16 relative to the binarization processing result, from among the voxels it resulted the same value of binarization, measured It separates and extracts only the voxels of the object (e.g., the stomach of the fetus).

【0024】連結性判定演算とは、画像内の連結領域を求めるための演算処理であり、二値化によって同じ値となったボクセル群の中から、特定のボクセルに対して連結性を有しているものだけを抽出するものである。 [0024] The connectivity determination operation, an arithmetic processing for obtaining a connected region in an image, from among the voxel group with the same value by binarization, a connecting with a particular voxel it is to extract only the things are. すなわち、測定対象物の内部の1ボクセルを基準ボクセルに指定し、この基準ボクセルの周囲のボクセルを順に調べていって、基準ボクセルと同じ値でしかも基準ボクセルと繋がっているボクセルのみを選び出すことにより、測定対象物に対応するボクセルのみを抽出する。 That is, the one voxel within the measuring object specified based voxel, go check the voxels surrounding the reference voxel in order, by picking out only the voxels connected to the same value, yet the reference voxel with a reference voxel It extracts only voxels corresponding to the measurement object. 例えば、 For example,
胎児の周囲の羊水部分と胎児の胃の内部との間には胎児の体組織が介在するため、二値化結果値は同じであってもそれらは互いに連結しておらず、このため連結性判定演算によって胎児の胃の内部を胎児の周囲の羊水部分から分離して抽出することができる。 To mediated fetal body tissue between the interior of the stomach amniotic fluid portion and fetal surrounding the fetus, the binarization result value they are not linked to each other may be the same, Thus connectivity the inside of the stomach of the fetus can be extracted separately from the amniotic fluid portion of the circumference of the fetus by determining calculation.

【0025】従って、本実施例では、まず測定者が、二値化画像(二値化処理結果を画像表示したもの)か、あるいは二値化前の元の三次元超音波画像を見ながら、基準ボクセル設定部20によって測定対象物内に基準ボクセルを設定する。 [0025] Thus, in this embodiment, first, measuring person, binary image (as a binarization processing result displayed image), or while watching a three-dimensional ultrasound image binarization before the original, setting a reference voxel in the measurement object by the reference voxel setting unit 20. そして、対象領域抽出部16が、その基準ボクセルに対する各ボクセルの連結性を判定し、この連結性判定の結果基準ボクセルに対して連結性を有すると判定されたボクセル群を、測定対象物に対応する対象領域として抽出する。 Then, the target region extraction unit 16, determines connectivity of each voxel for the reference voxel, the voxel group which is determined to have connectivity for the results reference voxel of the connectivity determination, corresponding to the measurement object It is extracted as a target area to be.

【0026】連結性判定演算による対象領域抽出の方法の例としては、例えば三次元太め法や三次元射影法、三次元拡散射影法などがある。 [0026] Examples of the method of the target region extracted by the connectivity determination operation, for example, three-dimensional thick method or a three-dimensional projection method, and a three-dimensional diffusion projection method.

【0027】以下、これら3つの方法について詳細に説明する。 [0027] In the following, it will be described in detail these three methods.

【0028】 三次元太め法この方法は、二次元画像処理において用いられている太め法を三次元的に拡張したものである。 The three-dimensional thick method This method is an extension of the thick methods used in the two-dimensional image processing three-dimensionally.

【0029】この方法では、基準ボクセルの周囲に調査範囲を設定し、この調査範囲のすべてのボクセルについて連結性を調べ、抽出していく。 [0029] In this method, set the investigation range around the standard voxel, examine the connectivity for all voxels of this investigation range, continue to extraction. 調査範囲は、基準ボクセルを中心とした立方体として設定し、これを順次拡張していく(「太め」ていく)。 Scope sets the standard voxel as a cube with a focus, (go "thick") that sequentially extend it.

【0030】すなわち、最初は、基準ボクセルのみが調査範囲であり、この基準ボクセルは測定対象物に含まれるので抽出される。 [0030] That is, at first, only the reference voxel is Scope is extracted since the reference voxel included in the measurement object. 以下、抽出されたボクセルを「抽出ボクセル」と呼ぶ。 Below, the extracted voxel is referred to as "extraction voxel".

【0031】次に、調査範囲を「太め」て、基準ボクセルを中心とする3×3×3ボクセルの立方体を調査範囲とする。 [0031] Next, the survey range Te "thick", the 3 × 3 × 3 voxel of the cube to the survey range centered on the standard voxel. そして、この3×3×3の調査範囲の全ボクセルについて連結性を調べる。 Then, determine the connectivity for all voxels Scope of the 3 × 3 × 3. 連結性は、図2に示す(a)6近傍マスクや(b)26近傍マスクを用いて調べる。 Connectivity is determined using (a) 6 neighbor mask and (b) 26 neighbor mask shown in FIG.

【0032】すなわち、まず調査範囲に含まれるボクセルを一つ選び、これを注目ボクセルに指定する。 [0032] That is, first select one of the voxels included in the survey range, specify this in the voxel of interest. そして、その注目ボクセルに対して上述のマスクを適用し、 Then, apply the mask described above with respect to the voxel of interest,
注目ボクセルの値(二値化結果値)が抽出対象値(抽出すべき測定対象物内のボクセルの二値化結果値)であり、かつマスク内に抽出ボクセルが1つでも存在する場合のみ、その注目ボクセルが測定対象物とつながっていると判定し、その注目ボクセルを抽出する。 Is the value of the voxel of interest (binarization result value) extraction target value (binarization result values ​​of the voxels in to the measuring object to extraction), and only if the extracted voxel in the mask there is at least 1, determines that the voxel of interest are connected with the measurement object, it extracts the voxel of interest. 6近傍マスクを用いる場合は、注目ボクセル100の上下左右前後の6つの隣接ボクセルについて抽出ボクセルの有無を調べる。 When using a 6 neighbor mask, check for extracting the voxel for the six adjacent voxels around vertical and horizontal voxel of interest 100. また、26近傍マスクを採用した場合は、6近傍マスクに更にに斜め方向のボクセルを加え、注目ボクセル100を中心とする3×3×3ボクセルからなる立方体からその注目ボクセル100を除いた26個のボクセルをマスクとして用い、このマスク内の抽出ボクセルの有無を調べる。 In the case of adopting the 26 neighbor mask, more voxels in an oblique direction in addition to the 6 neighbor mask, 26 except for the voxel of interest 100 from a cube consisting of 3 × 3 × 3 voxels centered at the voxel of interest 100 using a voxel as a mask, check for extraction voxels within this mask. そして、調査範囲の全ボクセルを順に注目ボクセル100に指定して同様の判定・抽出処理を行う。 Then, the same determination and extraction processing by specifying all voxels of the survey range in the voxel of interest 100 in order.

【0033】そして、注目ボクセルをいくら変えてもこれ以上抽出されなくなったときには、調査範囲を上下左右前後に1ボクセル分ずつ拡大する。 [0033] Then, when that is no longer extract any more to change no matter how the voxel of interest is, to expand by 1 voxel minutes the investigation range up, down, left, or right before and after. 従って、調査範囲の拡張をn回行った場合、そのときの調査範囲は(2n Therefore, if the extension of the investigation range was carried out n times, survey the range of that time (2n
+1) 3ボクセルの立方体となる。 +1) is three voxels of the cube. そして、拡大した調査範囲でも同様の判定・抽出処理を繰り返し、ボクセルの抽出を行う。 Then, repeating the same determination and extraction process in enlarged Scope extracts a voxel.

【0034】このようにして判定・抽出処理及び調査範囲の拡大を繰り返していき、調査範囲を広げても新たに抽出されるボクセルが1つもなくなった時点で、基準ボクセルに連結した領域がすべて抽出されたと判断して処理を終える。 [0034] In this way we repeat the expansion of determination and extraction process and scope, when the voxel to be newly extracted even spread the investigation range is no longer even one region linked to a reference voxel All extracts it is determined to have been in the process is finished.

【0035】図3は、三次元太め法による対象領域抽出の流れの例を示したものであり、抽出される領域が広がっていく様子を、各ステップごとに示したものである。 [0035] FIG. 3 is a drawing showing an example of the flow of the target region extracted by the three-dimensional thick method, how the region extracted spreads is that shown in each step.
なお、三次元太め法は、本来三次元領域を対象とするものであるが、太め法の基本的な手順は二次元でも三次元でも変わらないので、便宜上ここでは、二次元的な図を用いて説明する。 Incidentally, the three-dimensional thick method is one in which the target original three-dimensional region, the basic procedure of thick method does not change in three dimensions even two dimensions, wherein for convenience, using the two-dimensional drawing It described Te.

【0036】図3において、斜線を施した領域は、二値化データが抽出対象値となっている領域を示している。 [0036] In FIG. 3, the region hatched indicates an area in which binarized data is in the extraction target value.
ステップ1では、まず抽出すべき領域(すなわち抽出対象値ボクセルの領域)の内部に基準ボクセルの設定が行われるとともに、その基準ボクセルが抽出される。 In step 1, the setting of the reference voxel is performed inside the region to be extracted first (i.e. the region of the extraction target value voxels), the reference voxel is extracted. ステップ2では、基準ボクセルの1ボクセル近傍の立方体を調査範囲(図3では、太線枠の内部)として、この調査範囲に含まれる全ボクセルについて連結性判定演算を行い、連結部分を抽出ボクセルとして抽出する。 In step 2, (in FIG. 3, the interior of the thick lines) cube Scope of one voxel near the reference voxel as performs connectivity determination operation for all the voxels contained in this study range, extracts a linking moiety as extracted voxels to. 以下、調査範囲を順次拡大し、その拡大された調査範囲に含まれる全ボクセルの連結性を調べて抽出処理を行う(ステップ3、4)。 Hereinafter, sequentially expand the investigation range, the extraction process by examining the connectivity of all voxels included in the expanded investigated range (step 3,4). そして、調査範囲を拡大してもそれ以上抽出ボクセルが増加しなくなったところで抽出処理を終了する(ステップn)。 Then, to end the extraction process where the extraction voxel even more to expand the investigation range is no longer increased (step n). このように、三次元太め法によれば、基準ボクセルと連結しかつ抽出対象値を有するボクセルがすべて抽出される。 Thus, according to the three-dimensional thick method, voxels having connected the reference voxel and extraction target value is extracted all.

【0037】なお、図4に示すように、測定対象物に対応する領域200以外に、二値化データが抽出対象値となる領域300があったとしても、三次元太め法では、 [0037] Incidentally, as shown in FIG. 4, the area other than the area 200 corresponding to the measurement object, even if the region 300 where binary data is extracted object value, the three-dimensional thick method,
抽出される領域は基準ボクセルを中心に広がっていくので、領域200と領域300との間の非抽出対象値部分によって両者の連結性が絶たれ、領域200は抽出されずに終わる。 Since region extracted spreads around a reference voxel, connectivity between them is cut off by a non-extraction target value portion between the region 200 and the region 300, region 200 ends without being extracted. このように、三次元太め法によれば、測定対象物に対応するボクセル群のみを対象領域として抽出することができる。 Thus, according to the three-dimensional thick method, it is possible to extract only voxels corresponding to the measurement object as a target region.

【0038】 三次元射影法この方法は、二次元の画像処理において用いられている射影法を三次元的に拡張したものである。 The three-dimensional projection method This method is an extension of the projection method which is used in the image processing two-dimensional three-dimensionally.

【0039】この方法では、三次元画像領域内の全ボクセルについて、上方から下方、下方から上方、左方から右方、右方から左方、前方から後方、後方から前方の6 [0039] In this way, for all voxels of the three-dimensional image area, the upper from above downwards, from the lower, right from left, left from right, front-to-back, from the rear of the front 6
方向について連結性を調べ、抽出処理を行っていく。 Examining the connectivity for direction, intended to make the extraction process. すなわち、この方法は、例えていえば、三次元画像領域に対して上下左右前後の6方向から順次光を当ていき、既に抽出されている抽出ボクセルの影の部分を順次抽出していくという方法である。 That is, this method is speaking example, the sequential light from 6 directions of up, down, front, rear, left and right with respect to the three-dimensional image area Ateiki, in a way that sequentially extracts the shadow portion of the extraction voxels that have already been extracted is there.

【0040】より具体的に説明すれば、まず、例えば三次元画像領域の右上前方の角のボクセルを最初の注目ボクセルとし、この注目ボクセルを上から下に移動させて順次図5に示すマスクをあてはめていく。 [0040] than In detail, first, for example the voxels in the upper right front corner of the three-dimensional image area as the first voxel of interest, a mask indicating the voxel of interest in order 5 is moved from top to bottom fit to go. 図5のマスクは、注目ボクセル100の進行方向に向かって、注目ボクセル100の1つ手前のボクセルを取り出すものである。 Mask of FIG. 5, toward the traveling direction of the voxel of interest 100, is intended to take out the immediately preceding voxel the voxel of interest 100. そして、注目ボクセルの値が抽出対象値であり、かつマスクによって取り出されたボクセルが抽出ボクセルあった場合にのみ、その注目ボクセルが連結性を有すると判定し、その注目ボクセルを抽出する。 Then, the value of the voxel of interest is the extraction target value, and only if the voxel taken out by the mask had extracted voxels, and determines that the voxel of interest has connectivity, extracts the voxel of interest. この抽出処理を、1ライン分の全ボクセルについて上方から下方に向かって行う。 The extraction process is carried out from top to bottom for all voxels of one line. そして、1ライン分の抽出処理が終わるとラインを変えて同じ処理を行い、これを三次元画像領域の全ラインについて繰り返す。 Then, by changing the line when extraction processing for one line is completed it does the same, is repeated for all lines of the three-dimensional image area this.

【0041】このようにして上方から下方に向かっての抽出処理が終わると、以下他の5方向について順次同様の処理を行う。 [0041] In this manner, when the extraction process from top to bottom ends, the sequentially performed similar processing for the following other five directions. これを繰り返して、新たに抽出されるボクセルがなくなったところで処理を終了する。 By repeating this, the process is terminated at you no longer voxels that are newly extracted.

【0042】図6は、この三次元射影法による対象領域抽出の流れを示した図である。 [0042] Figure 6 is a diagram showing the flow of the target area extraction by the three-dimensional projection method. ここでも、三次元太め法の場合と同様、二次元的な図を用いて説明する。 Again, as in the case of three-dimensional thick method will be described with reference to two-dimensional FIG. なお、 It should be noted that,
図6において、各ステップの図の下方に示されている矢印は、注目ボクセルの進行方向を示している。 6, arrows shown below the figure each step indicates the traveling direction of the voxel of interest.

【0043】図6においては、まずステップ1で、抽出すべき領域の内部に基準ボクセルが設定されるとともに、その基準ボクセルが抽出ボクセルとして抽出される。 [0043] In Figure 6, first, in step 1, along with a reference voxel is set inside the to be extracted region, the reference voxel is extracted as extracted voxels. ステップ2では、上方から下方に向かって注目ボクセルを移動させながら抽出が行われる。 In step 2, the extraction is performed while moving the voxel of interest from top to bottom. この結果、基準ボクセルの下方部分の各ボクセルが抽出される。 As a result, each voxel of the lower portion of the reference voxels are extracted. 以下、 Less than,
ステップ3、4、5と順に下方から上方、左方から右方、右方から左方へと注目ボクセルの進行方向を順次変更しながら抽出作業を行う。 Sequentially upward from the lower step 3,4,5, right from the left, the extraction operation while sequentially changing the traveling direction of the voxel of interest to the left from the right side performed. このようにして、注目ボクセルの進行方向の変更が一巡すると、再び同様に注目ボクセルの進行方向を順次変更しながら、ステップ6〜1 In this way, a change in the traveling direction of the voxel of interest is round, while sequentially changing the traveling direction similarly voxel of interest again, step 6-1
0に示すように抽出作業を行い、進行方向をどのように変えても新たに抽出されるボクセルがなくなった時点(ステップn)で抽出処理を終了する。 It was extracted work as shown in 0, changing how the traveling direction and ends the extraction processing when it is no longer voxel to be newly extracted (step n).

【0044】この三次元射影法でも、基準ボクセルに対して連結性を有する部分だけを対象領域として抽出することができる。 [0044] can be extracted in the three-dimensional projection method, only the portion having connectivity to a reference voxel as target areas.

【0045】 三次元拡散射影法これまでに説明した三次元太め法及び三次元射影法のどちらを採用しても、測定対象物を確実に抽出することができる。 [0045] be performed by either a three-dimensional diffusion projection method three-dimensional thick method previously described and three-dimensional projection method, it is possible to reliably extract measurement object. しかしながら、三次元太め法では、調査範囲を拡大するごとに、その調査範囲内のすべてのボクセルについて連結性判定演算を行うため、画像領域が大きくなると処理に要する時間は膨大なものになる。 However, in the three-dimensional thick method, each time to expand the investigation range, for performing connectivity determination operation for all the voxels in the investigation range, the time required for processing the image area is large becomes enormous. また、三次元射影法では、抽出処理の初期の段階で抽出されるボクセルの数が少ないため処理効率が悪く、このため処理時間が長くなる。 Further, in the three-dimensional projection method, processing efficiency because fewer of voxels that are extracted by the extraction process early in the poor and thus the processing time increases.

【0046】これに対し、これから説明する三次元拡散射影法は、画像領域が大きい場合でもかなり短い処理時間で対象領域を抽出できる。 [0046] In contrast, from now three-dimensional diffusion projection method described, you can extract the target region in fairly short processing time even if the image region is large.

【0047】三次元拡散射影法は、前述の三次元射影法を改良したものであり、大きく分けて次の2段階の処理手順から成る。 The three-dimensional diffusion projection method is an improvement of the three-dimensional projection method described above is roughly composed of a two-step procedure.

【0048】第1段階は、測定対象物を完全に抽出することを目的とせず、できるだけ多くのボクセルを高速に抽出することを目的とする。 The first step is not intended to fully extract the measurement object, and an object thereof is to extract as many voxels fast. この第1段階の処理は、調査範囲を順次拡張しながら、その調査範囲内の各注目ボクセルについてマスクを用いて連結性を調べるという点では、前述の三次元太め法に類似した処理である。 Processing of the first stage, while sequentially extend the investigation range, in that examining the connectivity by using a mask for each voxel of interest in the investigation range is a process similar to the three-dimensional thick method described above. これら両者の大きな相違点は、三次元太め法では基準ボクセルを中心とした立方体全体を調査範囲とし、この立方体内の全ボクセルを注目ボクセルとして、それぞれについて連結性を調べていたのに対し、三次元拡散射影法の第1段階では、基準ボクセルを中心とする立方体の最も外側のボクセルのみを注目ボクセルとして、これらのみについて連結性判定演算を行うという点である。 Large difference between these two is the investigated range across cube around the reference voxel in the three-dimensional thick method, as the voxel of interest to all voxels within this cube, whereas it had examined connectivity for each, tertiary in the first stage of the source diffusion projection method, only the outermost voxel cube around the reference voxel as the voxel of interest is that performing connectivity determination operation for these only.

【0049】すなわち、この第1段階では、基準ボクセルを中心とする立方体の最外殻の1ボクセル分を調査範囲とし、この調査範囲に含まれるボクセルを順次注目ボクセルに指定し、この注目ボクセルに対して図7に示すマスクを適用して連結性判定を行う。 [0049] That is, in this first stage, the 1 voxels of outermost cube around the reference voxel and Scope, specify sequentially the voxel of interest voxels included in the Scope, this voxel of interest performing connectivity determination by applying the mask shown in FIG. 7 for. そして、注目ボクセル100の二値化結果値が抽出対象値であり、かつマスク内に抽出ボクセルが1つでも存在する場合のみ、その注目ボクセルが測定対象物とつながっていると判定し、その注目ボクセルを抽出する。 Then, a binarization result value extraction target value of the voxel of interest 100, and only if the extracted voxel in the mask there is at least 1, and determines that the voxel of interest are connected with the measuring object, the attention to extract the voxels.

【0050】そして、調査範囲内の全ボクセルについて抽出処理が完了すると、調査範囲を拡張して同様の抽出処理を行う。 [0050] When the extraction process for all voxels in the survey range is completed, it performs the same extraction process to extend the investigation range. すなわち、基準ボクセルを中心とする立方体を上下左右前後に1ボクセルずつ拡張し、その立方体の最外殻部分を調査範囲として抽出処理を行う。 That extends the cube around the reference voxel one voxel vertically and horizontally back and forth, the extraction process the outermost portion of the cube as Scope.

【0051】この第1段階の処理の流れの一例が図8のステップ1〜ステップmに示されている。 [0051] One example of a processing flow of the first stage is shown in steps 1 to m in FIG. 図に示されるように、まずステップ1で基準ボクセルが設定され、抽出される。 As shown, the first set reference voxel in Step 1, is extracted. 次に、ステップ2において、基準ボクセルの1つ外側のボクセルが調査範囲(図8では、太線で描かれた2つの正方形の間の部分)とされ、その調査範囲内の各ボクセルについて連結性が調べられる。 Next, in step 2, (8, the part between the two squares drawn with a thick line) one outer voxels of the reference voxel Scope set to, connectivity for each voxel within the investigation range It is examined. 以下、ステップ3、4で調査範囲を順次外側に向かって移動させ、 Hereinafter, moving toward the sequentially outward Scope in step 3 and 4,
その調査範囲内の各ボクセルについて連結性を調べて抽出処理を行う。 The extraction process by examining the connectivity for each voxel within the investigation range. そして、調査範囲を移動させてもそれ以上抽出ボクセルが増加しなくなったところで第1段階の処理を終了する(ステップm)。 Then, the processing of the first stage where more extracted voxels be moved investigation range is no longer increased (step m).

【0052】このように、この第1段階では、調査範囲を、順次拡張される立方体の最外殻のボクセルのみに限定することにより、処理時間を大幅に削減することができる。 [0052] Thus, in the first step, the Scope, by limiting only to voxels of outermost cube are sequentially expanded, it is possible to greatly reduce the processing time. ただし、この第1段階の処理では、調査範囲を立方体の最外殻部分に限定したため、測定対象物が複雑な形状である場合には完全な抽出を期待することはできない。 However, this first stage of the process, since the investigation range is limited to the outermost portion of the cube, it is impossible to expect a complete extraction when the measurement object is a complex shape. すなわち、図8の例を用いて説明すると、図8のステップ4においてドットを施した領域400は、ステップ4において調査範囲に含まれるため連結性が調べられるが、このステップ4では抽出されない。 That is, when explained using the example of FIG. 8, region 400 which has been subjected to dot at step 4 in FIG. 8, but connectivity is checked for inclusion in the survey range in step 4, not extracted in step 4. そして、以降のステップでは、領域400は調査範囲自体から外れてしまうため、これもまた抽出されない。 Then, in the subsequent step, the regions 400 because deviates from Scope itself, which not also be extracted. このように、三次元拡散射影法の第1段階処理では、三次元太め法と異なり、いったん抽出もれが生じてしまうとそれが最後まで残ってしまうため、複雑な形状を完全に抽出することはできない。 Thus, in the first step process of the three-dimensional diffusion projection method is different from the three-dimensional thick method, once for the extraction leakage occurs it may remain until the end, to extract the complex shape completely can not.

【0053】そこで、三次元拡散射影法の第2段階では、第1段階で抽出されなかった部分の抽出を行う。 [0053] In the second stage of the three-dimensional diffusion projection method, performs part of the extraction that have not been extracted in the first stage. この第2段階の処理は、図7に示したマスクを用いる以外は三次元射影法と全く同じ処理である。 Processing of the second stage, except for using the mask shown in FIG. 7 is exactly the same process as the three-dimensional projection method. すなわち、第1 That is, the first
段階での抽出結果を出発点として、図8のステップ(m As a starting point the extraction result in step, the steps of FIG. 8 (m
+1)以降に示すように、上方から下方へ、下方から上方へといった具合に抽出方向(すなわち注目ボクセルの進行方向)を順次変えながら抽出処理を行っていく。 +1), as shown in later, from top to bottom, we carried out sequentially changing while extraction process the extraction and so I went from the lower to the upper direction (ie the direction of travel of the voxel of interest). そして、進行方向をどのように変えても新たに抽出されるボクセルがなくなった時点(ステップn)で抽出処理を終了する。 Then, it ends the extraction processing when it is no longer voxels are extracted newly be changed how the traveling direction (Step n). この第2段階の処理は、三次元射影法と同様であるため、測定対象物体を抽出もれなく完全に抽出することができる。 Processing of the second stage is the same as the three-dimensional projection method can be extracted without omission fully extract the measured object.

【0054】このように、三次元拡散射影法によれば、 [0054] Thus, according to the three-dimensional diffusion projection method,
第1段階の処理によって多くのボクセルを素早く抽出した後で、第2段階において三次元射影法と同様の処理を行うため、三次元射影法の欠点である抽出処理初期の抽出ボクセル数の立上がりの悪さを改善することができ、 After quickly extracted a number of voxels by treatment of the first stage, in order to perform the same processing as the three-dimensional projection method in the second stage, the three-dimensional projection method drawback is extraction process initial extraction number of voxels rise of it is possible to improve the poor,
全体として抽出処理の速度を向上させることができる。 Thereby improving the speed of the overall extraction process.

【0055】なお、三次元拡散射影法は、基本的に前述の2段階の処理からなるが、測定対象物が球形などの単純な形状である場合は第1段階のみで完全に抽出することも可能であり、このような場合は第1段階のみで処理を終了してもよい。 [0055] Incidentally, the three-dimensional diffusion projection algorithm is comprised of two stages of processing of essentially above, when the measurement object is a simple shape such as a spherical it is completely extracted only in the first step are possible, such cases may be terminated only by processing the first stage.

【0056】また、第1及び第2段階で用いられるマスクは、図7に示したものに限られない。 [0056] The mask used in the first and second stage is not limited to those shown in FIG. 例えば、第1段階では図2(b)のマスクを用いてもよいし、また第2 For example, in the first stage may be used to mask of FIG. 2 (b), and the second
段階では図5のマスクを用いてもよい。 It may be a mask of FIG. 5 in the stage.

【0057】以上、対象領域抽出部16における対象領域抽出の諸手法について説明した。 [0057] This completes the description of the various techniques of the target region extracted in the target region extraction unit 16. このようにして対象領域抽出部16によって対象領域が抽出されると、体積演算部18は、その対象領域内のボクセルを計数し、その計数結果に1ボクセル分の体積を乗じるなどして対象領域の体積演算値を求め、この体積演算値を測定対象物の体積として出力する。 When the target area is extracted by the target region extraction unit 16 in this manner, the volume calculating unit 18, the target area and the like that were counted voxels within a region of interest, multiplying the 1 voxels of the volume to the count result seeking volume calculation value, and outputs the volume calculated value as the volume of the measurement object.

【0058】このように本実施例によれば、二値化処理結果に対して連結性判定演算を行うことにより、測定対象物に対応するボクセルのみを抽出することができるので、測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 [0058] According to this embodiment, by performing the connectivity determination operation for binarization processing result, since only the voxels corresponding to the measurement object can be extracted, the measurement object volume can be determined with precision.

【0059】なお、本実施例は、三次元画像をエコーレベルについての二値化処理する場合だけでなく、例えばテクスチャ解析によって二値化処理する場合などにも適用可能である。 [0059] Note that this embodiment, the three-dimensional image not only when the binarizing processing for the echo level, for example is also applicable to a case where binarization processing by texture analysis.

【0060】 第2実施例次に、本発明の第2実施例について説明する。 [0060] The second embodiment will now be described a second embodiment of the present invention. この第2 This second
実施例は、前記第1実施例の改良であり、画像濃度値(エコーレベル)の二値化のように閾値との大小を比べることにより各ボクセルの二値化処理を行う場合において、その二値化処理の際の閾値(二値化閾値)として最適なものを自動的に求め、測定対象物の体積を更に精度よく求めようとするものである。 Examples, the is an improvement of the first embodiment, in a case where by comparing the magnitude of the threshold as binarized image density values ​​(echo level) performs binarization processing for each voxel, Part II binarization automatically seek an optimum as the threshold at the time of processing (binarization threshold), further is intended to be obtained accurately the volume of the measurement object.

【0061】すなわち、例えば測定対象物や背景の画像濃度値は、各画像ごとにそれぞれ異なっているので、二値化閾値を固定的な値として設定しておくことはできず、各画像ごとに適切な値に設定する必要がある。 [0061] That is, for example, the image density values ​​of the measurement object and the background, since different from each for each image, can not be setting the binarization threshold value as fixed value, for each image It must be set to an appropriate value. この二値化閾値の設定の方法としては、測定者が超音波画像を見ながら適宜二値化閾値を設定するという方法も考えられるが、超音波画像は画像の濃淡が複雑であるため、 Therefore a method of setting the binarization threshold, measuring person a method is conceivable to set a suitable binarization threshold while viewing the ultrasonic image, ultrasound image grayscale image is complex,
これから直接に最適な二値化閾値を決定することは一般に困難である。 It is generally difficult to determine the optimum binarization threshold for the coming directly. また、もし測定者が最適な二値化閾値を決定することができたとしても、測定者が違えば同じ画像でも二値化閾値の値が異なってくるので、この方法は再現性の点で問題が残る。 Further, even if the measurer is able to determine the optimum binarization threshold, since measurer come value of binarization threshold value for the same image is different Different, the method in terms of reproducibility problems remain.

【0062】そこで、この第2実施例では、適切な二値化閾値を超音波体積演算装置によって自動的に求め、これに基づき測定対象物の体積をより正確に求める。 [0062] Therefore, in this second embodiment, automatically seek an appropriate binarization threshold by ultrasonic volume calculation unit obtains the volume of the measurement object on the basis of this more accurately. 以下、胎児の胃の体積を求める場合を例にとり、図9を参照して本実施例の原理について説明する。 Hereinafter, a case of obtaining the volume of the stomach of the fetus by way of example, with reference to FIG. 9 will be described the principle of the present embodiment.

【0063】図9は、例えば胎児の胃の超音波画像において、ある1方向に沿った画像濃度値(エコーレベル) [0063] Figure 9 is, for example, in ultrasonic images of the stomach of the fetus, the image density values ​​along a certain one direction (echo level)
の分布を示したものである。 It shows the distribution. 図9の画像濃度値分布では、胎児の胃の内部は、羊水がみたされているため超音波の反射が少なく、従って画像濃度値も低くなっている。 The image density value distribution in FIG. 9, the inside of the stomach of the fetus has less reflection of ultrasound for amniotic fluid is satisfied, thus has lower image density value. これに対し、胃の周囲の体組織の部分(以下、周囲組織と呼ぶ)は、胃の部分に比べて画像濃度値が高くなっている。 In contrast, part of the body tissue surrounding the stomach (hereinafter referred to as the surrounding tissue), the image density value is higher than the portion of the stomach. そして、胃と周囲組織との境界は、音響インピーダンスの違いにより超音波の反射が大きいため、エコーレベルが高く、従って画像濃度値のピークとなっている。 The boundary between the stomach and the surrounding tissue, since the reflection of ultrasonic waves due to the difference in acoustic impedance is large, the echo level is higher, therefore the peak of the image density values. なお、通常、超音波画像では、異なった組織の境界はある程度ぼやけてしまうため、境界近傍での画像濃度値の立上がりは垂直ではなく、ある程度なだらかなものとなっている。 Normally, the ultrasound images, since the boundary between different tissue blurred to some extent, the rising is not vertical image density values ​​near the boundary, it has become to some extent gentle.

【0064】このような画像濃度値分布においては、胎児の胃の画像濃度値と周囲組織の画像濃度値との間の値に適当に二値化閾値を設定するだけでは、胃の部分を正確に抽出することはできず、従って算出される胃の体積の精度もあまりよくない。 [0064] In such an image density value distribution, only appropriately setting the binarization threshold value between the image density value and the image density values ​​of the surrounding tissue of the stomach Fetal exact portion of the stomach can not be extracted, thus also the volume of the accuracy of the stomach to be calculated not so good. これは、胃と周囲組織の境界近傍において画像濃度値の立上がりが垂直ではないため、二値化閾値によって定まる境界が胃と周囲組織との真の境界からずれてしまう(図9でいえば、真の境界よりも内側になる)ためである。 This is because the rise of image density values ​​near the boundary of the stomach and the surrounding tissue is not perpendicular, in terms of the binary boundary determined by reduction threshold is deviated from the true boundary between the stomach and the surrounding tissue (Fig. 9, than the true boundary is inside) because it is.

【0065】従って、このような例において、三次元超音波画像から胎児の胃の部分を精度よく抽出するには、 [0065] Accordingly, in such instances, the portion of the fetal stomach from the three-dimensional ultrasound images to accurately extracted,
二値化閾値によって定まる胃と周囲組織の境界が真の境界にできるだけ近いところに来るように、二値化閾値の設定を行う必要がある。 As the boundaries of the stomach and the surrounding tissue defined by the binarization threshold comes as close as possible to the true boundaries, it is necessary to set the binarization threshold. そこで、本実施例では、このような適切な二値化閾値を求める手法として、二値化閾値を順次変更しながら様々な二値化閾値について第1実施例の手法を用いて体積演算値を求め、この結果得られる二値化閾値と体積演算値との相関関係から、この体積演算値が急変する境界点となる二値化閾値を求め、この二値化閾値を適切な二値化閾値として採用するという手法を採用する。 Therefore, in this embodiment, as a method of obtaining such a suitable binarization threshold, the volume calculation values ​​using the method of the first embodiment for various binarization threshold while sequentially changing the binarization threshold determined from correlation between the binarization threshold and volume calculation value obtained as a result, obtains the binarization threshold at the boundary point the volume calculated value changes suddenly, the binarization threshold appropriate binarization threshold to adopt a technique that is adopted as.

【0066】この手法の原理について、図9を参照して説明する。 [0066] The principle of this technique will be described with reference to FIG. 9. 超音波画像の特性からいって、図9に示す画像濃度値分布における胎児の胃と周囲組織との真の境界は、ピークA及びBとほぼ等しい位置にあると考えられる。 Went from characteristics of the ultrasonic image, the true boundary between the stomach and the surrounding tissue of the fetus in the image density value distribution shown in FIG. 9 are considered to be substantially equal position with peaks A and B. ここで、二値化閾値を図9のxのように小さい値に設定すると、胃として抽出されるのは二値化閾値より小さい画像濃度値の部分なので、実際の胃よりもかなり小さい部分しか抽出されない。 Here, the two when the value of the threshold is set to a small value as x in FIG. 9, since the portion of the smaller image density values ​​than the binarization threshold value being extracted as the stomach, only a fairly small portion than the actual stomach not extracted. そこで、二値化閾値を大きくしていくと、胃として抽出される部分は徐々に大きくなり、実際の胃の大きさに近づいてくる。 Therefore, the two when the value of the threshold is increased, the portion extracted as the stomach gradually increases, approaching the size of the actual stomach. ここで、例えば図9において二値化閾値をyとすると、周囲組織にも画像濃度値がyよりも小さい部分があるので、二値化処理では胃の部分だけでなく周囲組織の部分も抽出されてしまうが、これら両者はつながっていないため、連結性判定演算による対象領域抽出を行うことにより胃の部分だけを分離して抽出することができる。 Here, for example, when the binarization threshold as y in FIG. 9, since the image density value to surrounding tissue is small portion than y, also extracts portions of the surrounding tissue as well as part of the stomach in the binarization process Although would be, since both of them are not connected, it can be extracted by separating only the portion of the stomach by performing a region of interest extraction with connectivity determination operation. このようにして、二値化閾値がzになるまでは、連結性判定演算によって胃の部分だけを分離して抽出することができる。 In this way, until the binarization threshold becomes z can be extracted by separating only the portion of the stomach by connectivity determination operation.

【0067】しかし、図9において二値化閾値がzをより大きくなると、ピークA及びBの画像濃度値が二値化閾値より小さくなってしまうため、二値化結果において胃と周囲組織とが同じ値になって互いに連結してしまい、連結性判定演算を行っても胃の部分だけを分離することはできなくなる。 [0067] However, the binarization threshold becomes larger z 9, since the image density values ​​of the peak A and B becomes smaller than the binarization threshold, and the stomach and the surrounding tissue in the binarization result will be connected to each other become the same value, it is no longer possible to only separate portion of the stomach even if the connectivity determination operation. この結果、これまでは連結性判定演算によって除去されていた周囲組織の部分が抽出領域に加わってくるため、胃として抽出される領域は実際の胃よりも遥かに大きくなる。 As a result, until now for the portion of the surrounding tissue which has been removed by the connectivity determination operation comes to join the extraction region, the region extracted as the stomach is much larger than the actual stomach. このため、求められる胃の体積演算値は、二値化閾値zの前後で大きく変化する。 Therefore, the volume calculated value of gastric sought, greatly changes before and after the binarization threshold z.

【0068】そして、この体積演算値の変化の境界点となる二値化閾値zは、画像濃度分布におけるピークとほぼ等しい位置になるので、この二値化閾値zを用いれば、実際の胃に最も近い領域を抽出することができる。 [0068] Then, the binarization threshold value z which is a boundary point of the change in the volume calculation value, since the position substantially equal to the peak in the image density distribution, using the binarization threshold z, the actual stomach it can be extracted nearest region.

【0069】このように、本実施例では、二値化閾値の変化に伴う体積演算値の変化の様子を求め、これから体積演算値が急激に変化する境界点となる二値化閾値を求め、この二値化閾値における体積演算値を測定対象物(ここでは胎児の胃)の体積とする。 [0069] Thus, in the present embodiment, a binary search of how the change in volume calculated value with changes in reduction threshold, determine the binarization threshold at the boundary point from now volume calculated value changes abruptly, the binarization measurement target volume calculated value in a threshold value (here, the stomach of the fetus) and volume. これにより、二値化処理及び対象領域抽出処理によって抽出される対象領域を、実際の測定対象物の領域にかなり近づけることができ、求められる体積の精度を向上させることができる。 Thus, the two-target region extracted by the binarization processing and target area extracting process, can be brought close significant in the region of the actual measuring object, it is possible to improve the accuracy of the volume required.

【0070】次に、この第2実施例の具体的な構成について説明する。 [0070] Next, a specific configuration of the second embodiment.

【0071】図10は、第2実施例の1つの構成例を示すブロック図である。 [0071] Figure 10 is a block diagram showing one configuration example of the second embodiment. 図10では、図1と同一の部材には同一の符号を付している。 In Figure 10, the same reference numerals are assigned to the same members as in FIG. 1.

【0072】図10において、超音波診断装置10から基準ボクセル設定部20までの構成は、図1に示した第1実施例の構成と同様であり、第1実施例と同様の手法で対象領域抽出を行って体積演算値を求めるものである。 [0072] In FIG. 10, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 to the reference voxel setting unit 20 has the same configuration as the first embodiment shown in FIG. 1, the target area in the same manner as in the first embodiment and requests the volume calculation value by performing the extraction.

【0073】この構成において、二値化処理部14は、 [0073] In this configuration, the binarization processing unit 14,
各ボクセルのエコーレベル、すなわち画像濃度値を二値化閾値を用いて二値化する。 Echo level of each voxel, i.e. image density values ​​binarized using a binarization threshold. ここで用いる二値化閾値は、二値化閾値設定変更部28によって、所定のルール(例えば、所定値ずつインクリメントする、など)に従って順次設定変更される。 Binarization threshold used herein, the binarization threshold setting changing unit 28, a predetermined rule (e.g., incremented by a predetermined value, etc.) are sequentially set change according to. すなわち、本実施例では、三次元エコーデータメモリ部12に格納された同一の三次元エコーデータ情報について、二値化閾値を順次設定変更し、各二値化閾値ごとに二値化処理、対象領域抽出処理及び体積演算値算出処理を行って体積演算値を求める。 That is, in this embodiment, for the same three-dimensional echo data information stored in the three-dimensional echo data memory unit 12, sequentially set and change the binarization threshold, binarization for each binarization threshold, target determining the volume calculation value by performing the region extraction processing, and the volume calculation value calculating process.

【0074】そして、変化量算出部22は、二値化閾値が設定変更されるごとに、その設定変更の前後での体積演算値の変化量を算出する。 [0074] Then, the change amount calculating unit 22, each time the binarization threshold value is set change, calculates the amount of change in volume calculated value of before and after the setting change. すなわち、変化量算出部2 That is, the change amount calculating section 2
2は、設定変更前の二値化閾値について求められた体積演算値と設定変更後の二値化閾値について求められた体積演算値との差を求め、これを変化量として出力する。 2 calculates the difference between the volume calculated value determined for the binarization threshold after the setting change to the volume calculated value determined for the binarization threshold before the setting change, and outputs it as the amount of change.
この変化量算出部22は、例えば二値化閾値設定変更前の体積演算値を保持するためのメモリと減算回路とを用いて構成することができる。 The change amount calculating unit 22, for example can be constituted by using the memory and subtraction circuitry for holding a volume calculation value before binarization threshold setting change. この場合、変化量算出部2 In this case, the change amount calculating section 2
2に対して体積演算部18から新たに体積演算値が入力されると、この入力された体積演算値とメモリに保持されている体積演算値との差を減算回路によって求め、これを変化量として出力し、この後メモリの内容を更新して前記入力された体積演算値をメモリに保持させる。 If a new volume calculated value from the volume calculating unit 18 with respect to 2 is input, it obtains the difference between the volume calculation value held in the input volume calculated value and the memory by the subtraction circuit, the change amount of this output as to hold the volume calculation values ​​the input to update the contents of the following memory in the memory.

【0075】比較判定部24は、変化量算出部22から出力される変化量を、予め設定された変化量閾値と比較する。 [0075] comparison and determination section 24, the change amount output from the change amount calculation unit 22, compares with a preset variation threshold. そして、体積演算制御部26は、この比較結果に基づき、全体の演算処理の制御を行う。 The volume calculation control unit 26, based on the comparison result, controls the entire operation process. すなわち、変化量が変化量閾値より小さい場合は、二値化閾値設定変更部28に対して二値化閾値の設定変更を指示する信号を発し、二値化処理部14以降の各処理部に対してこの新たな二値化閾値を用いた演算処理を行わせる。 That is, when the change amount is smaller than the variation threshold, issues a signal instructing the setting change of the binarization threshold relative binarization threshold setting changing unit 28, to each processing unit of the binarization processing unit 14 and subsequent to perform arithmetic processing using the new binarization threshold for. そして、 And,
変化量が変化量閾値より大きくなったときは、体積演算値が急変したと判断してこの急変の直前の体積演算値、 When the amount of change is greater than the variation threshold, the volume calculated value immediately preceding this sudden change is determined that the volume calculated value is suddenly changed,
すなわち設定変更前の二値化閾値について求めた体積演算値を、測定対象物の体積として出力する。 That volume calculation value calculated for the binarization threshold before the setting change, and outputs it as the volume of the measurement object.

【0076】図11は、図10に示した装置を用いた体積演算処理の流れを示すフローチャートであり、以下図11を参照して胎児の胃の体積演算を例にとって本実施例の具体的な手順を説明する。 [0076] Figure 11 is a flowchart showing a flow volume calculation process using the apparatus shown in FIG. 10, FIG. 11 with reference to a specific in this embodiment the volume calculation stomach fetal an example below the procedure will be explained.

【0077】胎児の胃の体積演算では、まず超音波診断装置10により測定対象物(胎児の胃)を含む三次元領域のエコーデータを取得し、三次元エコーデータメモリ部12に格納する(S500)。 [0077] In volume calculation stomach fetus, the first ultrasonic diagnostic apparatus 10 acquires echo data of a three-dimensional region including the measurement object (stomach fetal), stored in the three-dimensional echo data memory unit 12 (S500 ). 次に、各処理部で用いる値の初期化を行う(S502)。 Next, the initialization values ​​used in each processing unit (S502). すなわち、例えば二値化閾値設定変更部28における二値化閾値の設定値や、変化量算出部22で変化量を算出する際に用いる体積演算値などの初期化を行う。 That is, it carried out, for example, binarization threshold setting in binarization threshold setting changing unit 28 and the initialization of such a volume calculation value used to calculate the amount of change in the change amount calculating unit 22. なお、この例では、胎児の胃の画像濃度は周囲組織に比べて小さく、その画像濃度は図9に示したような分布を示すので、二値化閾値は最初は小さい値に設定する。 In this example, the image density of the stomach of the fetus is smaller than the surrounding tissue, so that image density shows a distribution as shown in FIG. 9, the binarization threshold value is initially set to a small value.

【0078】初期化が終わると、二値化処理部14が、 [0078] After initialization, the binarization processing unit 14,
三次元エコーデータメモリ部12からエコーデータを読み取り、二値化処理を行う(S504)。 Read echo data from the three-dimensional echo data memory unit 12, performs the binarization processing (S504). そして、この二値化処理結果について、対象領域抽出部16によって連結性判定演算を行い、対象領域の抽出を行う(S50 Then, for this binarization processing result, it performs a connectivity determination operation by the target region extraction unit 16 extracts a target region (S50
6)。 6). 体積演算部18は、抽出された対象領域に含まれるボクセルを計数し、この計数結果に基づいて体積演算値を算出する(S508)。 The volume calculation unit 18, the voxels included in the extracted object area counted to calculate the volume calculation value based on the count result (S508). 求められた体積演算値は、 Volume calculation value determined,
変化量算出部22に与えられると同時に、体積演算制御部26にも与えられる。 At the same time given to the change amount calculation unit 22, also applied to the volume calculation control unit 26.

【0079】変化量算出部22は、体積演算部18から入力された体積演算値と二値化閾値設定変更前の体積演算値との差を求め、この差を変化量として出力する(S [0079] change amount calculation unit 22 calculates the difference between the volume calculation value and binarization threshold setting before the change of the volume calculation value input from the volume calculation unit 18, and outputs the difference as the amount of change (S
510)。 510). なお、最初のループでは、設定変更前の体積演算値がないので、この代わりにS502で設定された体積演算値の初期値に対する変化量を求める。 In the first loop, since there is no volume calculation value before the setting change, determine the amount of change with respect to the initial value of the set volume calculated value in S502 instead. そして、 And,
このようにして求められた二値化閾値設定変更前後での体積演算値の変化量を所定の変化量閾値と比較する(S In this way, comparing the amount of change in volume calculated value of binarization threshold setting changes before and was determined to a predetermined change amount threshold (S
512)。 512).

【0080】この比較の結果、変化量が変化量閾値より小さい場合は、二値化閾値設定変更部28によって二値化閾値を所定値だけ増加させ(S514)、この新たに二値化閾値を用いてS504〜S512の処理を繰り返す。 [0080] The result of this comparison, if the change amount is smaller than the variation threshold is increased by a predetermined value the binarization threshold by binarization threshold setting changing unit 28 (S514), the new binarization threshold the process is repeated S504~S512 using. そして、S512の処理で変化量が変化量閾値より大きくなるまで、二値化閾値を所定量ずつ順次増加させながら、それら一連の処理を繰り返していく。 Then, until the change amount is greater than the variation threshold in the processing of S512, while the binarization threshold sequentially increases by a predetermined amount, is repeated those series of processes.

【0081】すなわち、図9の画像濃度分布から分かるように、二値化閾値を小さい値から徐々に大きくしていくと、求められる体積演算値も徐々に大きくなり、対象領域抽出処理結果において胃と周囲組織とが連結するまでの間は、体積演算値は緩やかに増加する。 [0081] That is, as can be seen from the image density distribution of FIG. 9, the two when the value of the threshold from the smallest value is gradually increased, the volume calculation value determined also gradually increases, stomach in the subject area extracting process result and until it and the surrounding tissue connecting the volume calculation value increases gradually. 従って、変化量が変化量閾値を超えないうちは、胃の部分だけが抽出されていると考えられる。 Therefore, among the change amount does not exceed the amount of change threshold, considered only the part of the stomach are extracted. しかも、その間は、二値化閾値が増加するにつれて、その二値化閾値によって区切られる胃と周囲組織との境界が、真の境界に近づいていくので、体積演算値は徐々に胃の真の体積値に近づいていく。 Moreover, during which, as binarization threshold is increased, the boundary between the stomach and the surrounding tissue delimited by the binarization threshold, so approaches the true boundary, the volume calculation value gradually true stomach It approaches to the volume value.

【0082】そして、二値化閾値が、胃と周囲組織の境界を示す画像濃度のピーク値より大きくなると、対象領域抽出処理において胃と周囲組織とが連結してしまい、 [0082] Then, the binarization threshold becomes larger than the peak value of the image density indicating the boundary of the stomach and the surrounding tissue, will be connected and the stomach and the surrounding tissue in the target area extracting process,
この結果体積演算値が急増する。 As a result the volume calculation value increases rapidly. この急増の直前の体積演算値が、胎児の胃の真の体積に最も近い値となる。 The volume calculated value immediately preceding this rapid increase, the value closest to the true volume of the stomach of the fetus.

【0083】従って、本実施例の処理手順においては、 [0083] Thus, in the processing procedure of this embodiment,
S512の比較判定において、変化量が変化量閾値より大きくなったときに、体積演算制御部26を、その直前の二値化閾値における体積演算値を測定対象物(胎児の胃)の体積と判定し、出力する(S516)。 In comparison determination of S512, when the change amount is greater than the variation threshold, the volume calculation control unit 26, the volume calculation value at the immediately preceding binarization threshold to the volume of the measurement object (stomach fetal) determination , and outputs (S516).

【0084】なお、求められる体積の精度を更に向上させるためには、次のような方法が考えられる。 [0084] In order to further the accuracy of the volume required improvement, the following method is conceivable. すなわち、S512の比較判定において変化量が変化量閾値より大きくなったときに、いったんその直前の二値化閾値に戻り、S514における二値化閾値の増加量を小さくして上述と同様の処理手順を繰り返すという方法である。 That is, when the change amount is greater than the variation threshold in the comparison determination of S512, once it returned to the binarization threshold immediately before the same manner as described above by reducing the amount of increase in the binarization threshold value in S514 procedure which is a method of repeating. この方法によれば、体積演算値が急変する二値化閾値をより高い精度で特定することができるので、得られる体積の精度が向上する。 According to this method, it is possible to identify more accurately the binarization threshold volume calculated value is suddenly changed, the accuracy of the volume achieved is improved.

【0085】図12は、水を充填した風船(胎児の胃に相当)を寒天グラファイト(周囲組織に相当)内に埋設して作成したファントムを用い、本実施例の手法を用いて風船の体積の測定実験を行った際の実験結果を示している。 [0085] Figure 12 is a balloon filled with water (corresponding to gastric fetal) and embedded in agar graphite (equivalent to the surrounding tissue) using a phantom created, the volume of the balloon with the method of this embodiment It shows the experimental results of performing the measurement experiments. 図において、横軸は二値化閾値の値であり、縦軸は体積演算値を示している。 In the figure, the horizontal axis represents the value of the binarization threshold, and the vertical axis represents the volume calculated value. この実験では、画像濃度を256階調(すなわち、画像濃度値の範囲は0〜25 In this experiment, the image density 256 gradations (i.e., the range of image density values ​​0-25
5)で表現し、二値化閾値の初期値は5とした。 Expressed in 5), the initial value of binarization threshold value is set to 5. 図によれば、二値化閾値を初期値5から順次増加していくと、 According to the figure, when successively increasing the binarization threshold from the initial value 5,
体積演算値はきわめて緩やかに増えていき、二値化閾値が58から59に変わるところで体積演算値が急激に増大していることが分かる。 The volume calculated value is incremented very slowly, it can be seen that the volume calculated value is rapidly increased at the binarization threshold is changed from 58 to 59. 従って、二値化閾値が59になったときに対象領域抽出処理において風船と寒天グラファイト層とが連結したと考えられ、その直前の画像濃度値58を二値化閾値としたときの体積演算値が風船の真の体積に最も近い値となっていると考えられる。 Thus, the two when the value of the threshold becomes 59 and the balloon agar graphite layer believed linked in the target area extracting process, the volume calculation value when the image density value 58 immediately before the binarization threshold There is considered to be a value closest to the true volume of the balloon. 実際に、二値化閾値が59のときの体積演算値は、風船の体積の実測値よりも遥かに大きな値となっており、これに対して、二値化閾値が58のときの体積演算値は、風船の体積の実測値に最も近い値となった。 Indeed, the volume calculation value when the binarization threshold 59, the measured value of the volume of the balloon has a much larger value than, contrast, volume calculation when the binarization threshold 58 value became the value closest to the measured value of the volume of the balloon.

【0086】このように、本実施例によれば、適切な二値化閾値を自動的に発見することができ、測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 [0086] Thus, according to this embodiment, it is possible to find the appropriate binarization threshold automatically, the volume of the measurement object can be accurately obtained.

【0087】なお、以上の例では、測定対象物の画像濃度が周囲組織の画像濃度よりも低い場合の例であったが、逆の場合にも本実施例は適用可能である。 [0087] In the above example, the image density of the measurement object was an example where lower than the image density of the surrounding tissue, this embodiment is also the opposite case is applicable. すなわち、測定対象物の画像濃度が周囲組織の画像濃度よりも高い場合には、二値化閾値の初期値を大きくとり、順次小さくしていけば、上述の例と同様の原理により体積を精度よく求めることができる。 That is, when the image density of the measuring object is higher than the image density of the surrounding tissue, taking greater the initial value of the binarization threshold, if we successively smaller, accuracy the volume by the same principle as the above example it is possible to find well. また、この他にも、三次元画像の画像濃度値を反転すれば、上述の例と全く同様にして測定対象物の体積を求めることができる。 Also, In addition to these, if reversed image density values ​​of the three-dimensional image, it is possible to determine the volume of the measurement object in the same manner as the above example.

【0088】また、以上に説明した例では、二値化閾値を順次単調に増加(あるいは単調に減少)させていき、 [0088] In the example described above, it will then successively monotonically increasing binarization threshold (or monotonously decreases),
この二値化閾値の変更の前後での体積演算値の変化量がある閾値を超えるか否かを毎回判定し、この判定に基づいて体積演算値が急変する境界点を求めていたが、本実施例の構成はこれに限られるものではない。 Whether exceeds a certain threshold amount of change volume calculation values ​​before and after the change of the binarization threshold determined each time, although the volume calculated value was determined boundary points of sudden change based on the determination, the configuration examples are not limited thereto. 例えば、予め様々な二値化閾値について体積演算値を求めることにより二値化閾値と体積演算値の相関関係を求め、この相関関係から体積演算値が急変する境界点を解析的に求める構成としても、上述の例と同様の効果を得ることができる。 For example, the correlation relationship binarization threshold and volume calculation value by obtaining the volume calculation values ​​for previously different binarization thresholds, a configuration for obtaining the boundary points volume calculated value from the correlation changes suddenly analytically also, it is possible to obtain the same effect as the above example. このような構成には、例えば図13に示すものがある。 Such configuration, there is shown in FIG. 13 for example.

【0089】図13に示す構成おいては、体積演算部1 [0089] In advance arrangement shown in Figure 13, the volume calculating unit 1
8の後段に、二値化閾値とこれに対応する体積演算値とを互いに関連づけて記憶する相関記憶部30を設けられている。 Downstream of 8, it provided a correlation storage section 30 for association with each other and the volume calculated value corresponding thereto and binarization threshold. そして、二値化閾値設定変更部28によって二値化閾値を順次設定変更しながら、二値化処理部14、 Then, while sequentially setting change binarization threshold by binarization threshold setting changing unit 28, the binarization processing unit 14,
対象領域抽出部16及び体積演算部18によって各二値化閾値に対応する体積演算値を求め、二値化閾値と体積演算値とを互いに関連づけつつ相関記憶部30に格納する。 It obtains a volume calculation values ​​corresponding to the respective binarization threshold by the target region extraction unit 16 and volume calculating unit 18, and stores the correlation storage section 30 while associated with each other and a binarization threshold and volume calculation value. この結果、相関記憶部30には、二値化閾値と体積演算値との相関関係を表すテーブルが形成される。 As a result, the correlation storage section 30, a table is formed that represents the correlation between the binarization threshold and volume calculation value. 境界点算出部32は、相関記憶部30内のこのテーブルに基づき、各二値化閾値における体積演算値の変化率を算出し、この変化率が急激に変化する境界点を求める。 Boundary point calculation unit 32, based on this table of the correlation storing section 30, calculates a rate of change in volume calculated value in a respective binarization threshold to determine the boundary points the change rate abruptly changes. そして、体積決定部34は、この境界点に対応する体積演算値を相関記憶部30から読み出し、測定対象物の体積として出力する。 The volume determining unit 34 reads the volume calculated value corresponding to the boundary point from the correlation storage section 30, and outputs it as the volume of the measurement object.

【0090】このように、二値化閾値と体積演算値との相関関係を最初に求めてしまい、この相関関係から二値化閾値に対する体積演算値の変化率が急変する境界点を求める構成でも、測定対象物を精度よく抽出することができる二値化閾値を見つけだすことができ、従って測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 [0090] Thus, it would initially seek a correlation between binarization threshold and volume calculation value, be configured to determine a boundary point rate of change of the volume calculated value for the binarization threshold from this correlation is suddenly changed , the measurement object to be able to find the binarization threshold can be accurately extracted, thus the volume of the measurement object can be accurately obtained.

【0091】 [0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
ボクセル間の連結性をみて対象領域を抽出しているため、二値化処理を行ったときに背景の一部が測定対象物と同じ値になったとしても、そのような部分は基準ボクセルと連結性を有しないとして排除することができる。 Due to the extracted target area viewed connectivity between voxels, also as part of the background becomes the same value as the measurement object when performing binarization processing, such moieties and reference voxel it can be eliminated as no connectivity.
従って、この構成によれば、測定対象物に対応する領域だけを抽出することができるので、測定対象物の体積を精度よく求めることができる。 Therefore, according to this configuration, it is possible to extract only the area corresponding to the measuring object, the volume of the measurement object can be accurately obtained.

【0092】また、本発明によれば、エコーデータの二値化処理を二値化閾値を用いて行う場合において、測定対象物を精度よく抽出することができる二値化閾値を自動的に探しだすことができ、これに基づいて測定対象物の体積を精度よく、かつ再現性よく求めることができる。 [0092] Further, according to the present invention, when performing binarization processing of echo data by using the binarization threshold, automatically locate the binarization threshold can be extracted measuring object accurately put out that it is, the volume of the measurement object accurately, and can be obtained with good reproducibility on the basis of this.

【0093】また、本発明によれば、対象領域抽出処理において三次元拡散射影法を用いることにより、高速な処理が可能となる。 [0093] Further, according to the present invention, by using a three-dimensional diffusion projection method in the target region extraction processing enables high-speed processing.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明に係る超音波体積演算装置の第1実施例の構成を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an ultrasonic volume computation device according to the present invention.

【図2】 三次元太め法で用いるマスクの例を示す図である。 2 is a diagram showing an example of a mask used in three-dimensional thick method.

【図3】 三次元太め法を用いた場合の対象領域抽出処理の流れ示す説明図である。 3 is an explanatory diagram flow showing the target region extraction process in the case of using a three-dimensional thick method.

【図4】 三次元太め法における連結していない領域同士の分離を説明するための図である。 4 is a view to illustrate a separation between regions not linked in a three-dimensional thick method.

【図5】 三次元射影法で用いるマスクの一例を示す図である。 5 is a diagram showing an example of a mask used in the three-dimensional projection method.

【図6】 三次元射影法を用いた場合の対象領域抽出処理の流れを示す説明図である。 6 is an explanatory diagram showing a flow of a target region extraction process in the case of using a three-dimensional projection method.

【図7】 三次元拡散射影法で用いるマスクの一例を示す図である。 7 is a diagram showing an example of a mask used in the three-dimensional diffusion projection method.

【図8】 三次元拡散射影法を用いた場合の対象領域抽出処理の流れを示す説明図である。 8 is an explanatory diagram showing a flow of a target region extraction process in the case of using a three-dimensional diffusion projection method.

【図9】 超音波画像におけるある1方向に沿った画像濃度値分布の一例を示した図である。 9 is a diagram showing an example of an image density value distribution along a certain one direction of the ultrasound image.

【図10】 本発明に係る超音波体積演算装置の第2実施例の構成を示すブロック図である。 10 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of an ultrasonic volume computation device according to the present invention.

【図11】 図10に示す超音波体積演算装置を用いた場合の体積演算処理手順を示すフローチャートである。 11 is a flowchart showing a volume calculation procedure in the case of using the ultrasonic volume computing device shown in FIG. 10.

【図12】 第2実施例の装置を用いて行った実験の結果を示す図である。 12 is a diagram showing the results of experiments performed using the apparatus of the second embodiment.

【図13】 第2実施例の変形例の構成を示すブロック図である。 13 is a block diagram showing a configuration of a modification of the second embodiment.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 超音波診断装置、12 三次元エコーデータメモリ部、14 二値化処理部、16 対象領域抽出部、1 10 ultrasonic diagnostic apparatus, 12 three-dimensional echo data memory section, 14 binarization section, 16 subject region extraction unit, 1
8 体積演算部、20 基準ボクセル設定部、22 変化量算出部、24 比較判定部、26 体積演算制御部、28 二値化閾値設定変更部、30 相関記憶部、 8 volume calculation unit, 20 reference voxel setting unit, 22 change calculator, 24 comparison determining unit, 26 volume calculation control section, 28 binarization threshold setting changing unit 30 correlation memory unit,
32 境界点算出部、34 体積決定部。 32 boundary point calculation unit, 34 volume determining unit.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 6 ,DB名) A61B 8/00 - 8/15 G06T 5/00 - 5/50 Of the front page Continued (58) investigated the field (Int.Cl. 6, DB name) A61B 8/00 - 8/15 G06T 5/00 - 5/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 生体への超音波の送受波によって得られる生体内の三次元領域のエコーデータに基づき、その三次元領域内の測定対象物の体積を算出する超音波体積演算装置であって、 前記三次元領域の各ボクセルについてのエコーデータを記憶する三次元エコーデータメモリ部と、 前記各エコーデータについて二値化処理を行う二値化処理部と、 二値化処理結果に基づき、前記三次元領域に含まれる各ボクセルについて、指定された基準ボクセルに関する連結性判定演算を行い、前記基準ボクセルに対して連結性を有すると判定されたボクセル群を対象領域として抽出する対象領域抽出部と、 抽出された対象領域に含まれるボクセルを計数し、この計数結果に基づき前記対象領域の体積演算値を求める体積演算部と、 二値化処理部で用い 1. A based on the echo data of a three-dimensional region in the resulting organism by ultrasonic transmitter of the living body, an ultrasound volume calculating device for calculating the volume of the measurement object of the three-dimensional region the a three-dimensional echo data memory unit for storing the echo data for each voxel of the three-dimensional region, wherein the binarization processing unit which performs binarization processing for each echo data based on the binarization result, the for each voxel included in the three-dimensional region, it performs a connectivity determination operation on the specified reference voxel, and the target region extraction unit that extracts a voxel group which is determined to have connectivity to the reference voxel as a target area , voxels included in the extracted object area counted, and volume calculating unit for obtaining the volume calculated value of the target area based on the count result, used in the binarization processing unit 二値化閾値を所定のルールに従っ Follow the binarization threshold to a predetermined rule
    て順次設定変更する二値化閾値設定変更部と、 前記二値化閾値が設定変更されるごとに、その設定変更 A binarization threshold setting changing unit for sequentially setting change Te, every time the binarization threshold value is set change, the configuration change
    の前後での体積演算値の変化量を算出する変化量算出部 Change amount calculation unit for calculating an amount of change in volume calculated value before and after the
    と、 求められた変化量を所定の変化量閾値と比較する比較判 When comparison-format comparing the change amount obtained as the predetermined change amount threshold
    定部と、 比較の結果、前記変化量が前記変化量閾値より小さいと And tough, the result of the comparison, when the amount of change is smaller than the variation threshold
    きには、前記二値化閾値設定変更部に前記二値化閾値の Kiniwa, the binarization threshold to the binarization threshold setting changing unit
    設定変更を指示すると共に、前記対象領域抽出部及び体 It instructs the setting change, the target region extraction unit and the body
    積演算部に対して新たな二値化閾値を用いた処理を指示 Instruction processing using a new binarization threshold relative product unit
    し、一方前記変化量が前記変化量閾値以上となったとき And, whereas when the amount of change becomes the change amount threshold value or more
    には、二値化閾値設定変更前の体積演算値に基づき測定 The measurement based on the volume calculated value before the change binarization threshold setting
    対象物の体積を決定する体積演算制御部と、を有することを特徴とする超音波体積演算装置。 Ultrasonic volume calculation unit and having a volume arithmetic control unit for determining the volume of the object, the.
  2. 【請求項2】 生体への超音波の送受波によって得られ 2. A obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body
    る生体内の三次元領域のエコーデータに基づき、その三 Based on the echo data of the three-dimensional region of that in vivo, their three
    次元領域内の測定対象物の体積を算出する超音波体積演 Ultrasonic volume Starring for calculating the volume of the measuring object dimensions area
    算装置であって、 前記三次元領域の各ボクセルについてのエコーデータを A calculation device, the echo data for each voxel of the three-dimensional region
    記憶する三次元エコーデータメモリ部と、 前記各エコーデータについて二値化処理を行う二値化処 And 3D echo data memory unit for storing, said processing binarization performing binarization processing for each echo data
    理部と、 二値化処理結果に基づき、前記三次元領域に含まれる各 A processing section, based on the binarization result, each included in the three-dimensional region
    ボクセルについて、指定された基準ボクセルに関する連 For voxels communication for the specified criteria voxels
    結性判定演算を行い、前記基準ボクセルに対して連結性 Performs binding determination operation, connectivity with respect to the reference voxel
    を有すると判定されたボクセル群を対象領域として抽出 Extracted as the target area the determined voxel group as having
    する対象領域抽出部と、 抽出された対象領域に含まれるボクセルを計数し、この Counted and the target region extraction unit, voxels included in the extracted object region, the
    計数結果に基づき前記対象領域の体積演算値を求める体 Body seeking volume calculated value of the target area based on the count result
    積演算部と、二値化処理部で用いる二値化閾値を順次設定変更する二値化閾値設定変更部と、 順次設定変更される二値化閾値と、これら各二値化閾値 A product unit, the two-value processing unit for sequential setting change binarization threshold value used in the binarization threshold setting change unit, and the binarization threshold value is sequentially set change, each of these binarization threshold
    に対応して求められる各体積演算値とに基づき、二値化 Based on the respective volume calculation value obtained in correspondence with the binarization
    閾値に対する体積演算値の変化率が急変する境界点を求 The boundary point rate of change of the volume calculated value for the threshold is suddenly changed determined
    める境界点算出部と、 この境界点に対応する体積演算値に基づき測定対象物の体積を決定する体積決定部と、 を有することを特徴とする超音波体積演算装置。 And Mel boundary point calculating unit, and the volume determining unit for determining the volume of the measurement object based on the volume calculated value corresponding to the boundary point, the ultrasound volume calculation apparatus characterized by having a.
  3. 【請求項3】 請求項1〜2のいずれかに記載の超音波体積演算装置において、 前記対象領域抽出部は、三次元拡散射影法を用いて連結 The ultrasonic volume calculation apparatus according to any one of claims 3] according to claim 1 or 2, wherein the target region extraction unit, connected with the three-dimensional diffusion Projection Method
    性判定演算を行うことを特徴とする超音波体積演算装置。 Ultrasonic volume calculation unit and performing sex determination calculation.
  4. 【請求項4】 生体への超音波の送受波によって得られ 4. A obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body
    る生体内の三次元領域のエコーデータに基づき、その三 Based on the echo data of the three-dimensional region of that in vivo, their three
    次元領域内の測定対象物の体積を算出する超音波体積演算装置であって、 前記三次元領域の各ボクセルについてのエコーデータを An ultrasonic volume calculating device for calculating the volume of the measuring object dimensions area, the echo data for each voxel of the three-dimensional region
    記憶する三次元エコーデータメモリ部と、 前記各エコーデータについて二値化処理を行う二値化処 And 3D echo data memory unit for storing, said processing binarization performing binarization processing for each echo data
    理部と、 二値化処理結果に基づき、前記三次元領域に含まれる各 A processing section, based on the binarization result, each included in the three-dimensional region
    ボクセルについて、指定された基準ボクセルに関する連 For voxels communication for the specified criteria voxels
    結性判定演算を行い、前記基準ボクセルに対して連結性 Performs binding determination operation, connectivity with respect to the reference voxel
    を有すると判定されたボクセル群を対象領域として抽出 Extracted as the target area the determined voxel group as having
    する対象領域抽出部と、 抽出された対象領域に含まれるボクセルを計数し、この Counted and the target region extraction unit, voxels included in the extracted object region, the
    計数結果に基づき前記対象領域の体積演算値を求める体 Body seeking volume calculated value of the target area based on the count result
    積演算部と、 を有し、前記対象領域抽出部は、 前記基準ボクセルを中心とする Has a product unit, and said target area extraction unit, centered on the reference voxel
    立方体の外殻部分を調査範囲として、その範囲に含まれ As a research range of the outer shell portion of the cube, is included in the scope
    る各ボクセルから前記基準ボクセルに対して連結性を有 Have a connectivity with respect to the reference voxel from the voxel that
    するボクセルを抽出するステップを、前記調査範囲を前 A step of extracting a voxel, before the investigation range
    記基準ボクセルを中心として順次拡張しながら繰り返す Repeated while sequentially extended about a serial standard voxel
    第1段階処理と、 前記第1段階処理で抽出されたボクセルに対して連結性 A first stage treatment, coupled with respect to the voxel extracted by the first stage treatment
    を有するボクセルを三次元射影法により抽出する第2段 The second stage of extracting the three-dimensional projection method voxels having
    階処理と、を行うことを特徴とする超音波体積演算装置。 Ultrasonic volume computing unit and performs a floor treatment, the.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000013037A1 (en) * 1998-08-31 2000-03-09 Osaka Gas Co., Ltd. Three-dimensional questing method, three-dimensional voxel data displaying method, and device therefor
JP3330090B2 (en) 1998-09-30 2002-09-30 松下電器産業株式会社 Organ boundary extraction method and apparatus
JP3872424B2 (en) 2002-12-20 2007-01-24 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP5198883B2 (en) 2008-01-16 2013-05-15 富士フイルム株式会社 Tumor area size measuring method, apparatus and program
JP6410498B2 (en) * 2014-07-08 2018-10-24 キヤノン株式会社 Ophthalmic apparatus and control method thereof
CN106859697A (en) * 2017-02-13 2017-06-20 谢冕 A kind of method of diasonograph measurement distance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008079976A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus

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