JP4335817B2 - 関心領域指定方法、関心領域指定プログラム、関心領域指定装置 - Google Patents
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Description
曲面を抽出して表示できる。ところが、CPRによって作成される曲面は1本の曲線上に乗った互いに平行な直線の集合として表現されるため、曲面としての自由度が限定されている。その為に例えば一本の血管を含む断曲面を生成することは可能であるが、血管が枝分かれするなど、複数の曲線を含んだ曲面の表現ができないという欠点がある。また、1本の血管を表示する場合であっても、CPRで表示する際には、その血管に沿った面をユーザの操作によって指定する必要があり、表示、観察に手間を要していた。
り新たな関心領域を指定する。この結果、曲面上に乗っていなくても関心領域内にある観察対象は投影面上に投影されるので、そのレイ上にある関心領域の画素のうち任意の1個の画素の座標を新たに指定点として指定し、新たに曲面を生成することにより、新たな関心領域を再指定することができる。従って、例えば、3次元以上の画像データにおいて大雑把に関心領域を指定し、その後投影面において、特に投影面と直交する方向において精度良く関心領域を指定することができる。
この発明によれば、指定点を編集することができるので、観察対象に合わせて指定点を編集することにより、所望の観察対象を観察することができる。
この発明によれば、曲面は、指定点の指定に伴って変更できるので、例えば、一度関心対象領域を指定した後に新たな関心対象領域を再指定したいとき等、後から指定点を追加、削除、変更したときにも、その指定点の追加等の指定に応じて曲面を変更することができる。
この発明によれば、曲面は、凸包を構成する曲面の一部であるので、例えば、指定点の接続関係を一意に定めることができる。
この発明によれば、曲面には、凹んだ部分があるので、例えば、曲面が、凸包を構成する曲面の一部でないものであっても、指定点の接続関係を一意に定めることができる。
この発明によれば、関心対象領域の選択は、視線方向の変化に伴って実行されることから、観察対象について観察したい向きに合わせて関心対象領域を選択するので、異なる向きの観察対象についても、前後関係の把握が可能な画像において容易に観察対象を観察することができる。
この発明によれば、3次元以上の画像データは、臓器を含むので、例えば、臓器の表面に複数存在する血管を観察する際に、その臓器の表面を関心領域として指定することにより、それぞれの血管を個別に指定することなしに、関心領域上で一度に観察することができる。
この発明によれば、所定の厚みはGUI(Graphical User Interface)で変更することができるので、例えば、観察対象を観察する際の精度に合わせて関心領域の厚みを変更することができる。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図17に従って説明する。
図1に示すように、画像表示装置1は、データベース2から例えば、CT(Computerized Tomography )画像撮影装置により撮影されたCT画像データを読み取って、医療診断用の各種画像を生成し画面に表示する。本実施形態では、CT画像データを例に説明するが、これに限定されない。すなわち、使用される画像データは、CTに限らず、MRI(Magnetic Resonance Imaging)等の医用画像処理装置より得られるデータ及びそれらを組み合わせたり加工したりしたものである。
変化後のVR画像に乗っていれば、その任意の指定点はその視点変化後のVR画像上に表示される。つまり、これら任意の指定点は3次元座標を有しており、任意の指定点の指定は任意の立体のうち画面4a上に表示されている面に対してだけでなく、任意の立体の表面全てに対して行うことができるので、恰も任意の立体の表面に沿った3次元的な膜のように関心領域を指定することができる。
化に合わせて陰面処理を行い、描画される領域、すなわち図8に示すように、視線方向(図8の矢印方向)から見て手前に位置する面を関心対象領域としての描画対象領域35(図8実線部分)として選択する。そして、その描画対象領域35を描画対象領域記憶部DMに記憶する。
図9は、MIP処理にてMIP画像を生成する処理を示すものである。
距離等、一般化された非ユークリッド距離も含む。
図15は、関心領域指定処理のフローチャートを示している。まず、ユーザは、MIP画像MP1を生成したい場合には、モニタ4の画面4a(図1参照)上に表示された複数のCT画像から、MIP画像MP1を生成したいCT画像をキーボード5やマウス6を操作して選択する(ステップS10)。詳しくは、CT画像は複数枚のスライス画像で構成されているので、ユーザは、該スライス画像のうちMIP画像MP1を生成したい範囲を指定する。この指定されたスライス画像がボクセルデータVDとなり、メモリ部8aに記憶される。また、このボクセルデータVDに対してボリュームレンダリング処理したVR画像VPがメモリ部8aに記憶される。
更する毎に実行する。この描画対象領域35に対して厚みTを設定する(ステップS25)。すなわち、メモリ部8aから予め定めた厚みTを読み出し、前記曲面に対して設定する。これにより、関心領域が確定する(ステップS30)。そして、この関心領域に対してMIP処理を行い(ステップS40)、GPU10が後処理を行い、MIP画像MP1,MP2を得る。このMIP画像MP2に対して関心領域再指定処理(ステップS42)を実行する。
図16は、関心領域再指定処理のフローチャートを示している。
まず、ユーザは関心領域指定処理で生成したMIP画像MP2上をマウス6でクリックする(ステップS50)。次に、そのクリックした位置に対応したMIP位置を求める(ステップS55)。このMIP位置は3次元座標で表現されているので、VR画像VPにおいてそのMIP位置と対応した3次元座標を新たな指定点47とし、指定点記憶部Aに記憶する(ステップS60)。そして、それら得られた新たな指定点47を元に前記曲面生成処理により、曲面を再計算する(ステップS65)。曲面を再計算後、CPU7は、上述の関心領域指定処理を実行する。ユーザは、所望の観察対象が観察可能なMIP画像MP2を得られるまで、適宜関心領域指定処理、関心領域再指定処理を繰り返す。そして、図17に示すように、モニタ4の画面4a上には、VR画像VPと共に所望の観察対象が表示されたMIP画像MP2が表示される(図15のステップS45)。なお、このとき、指定点15、新たな指定点47を共に表示したVR画像VP(図10参照)をMIP画像MP2と並べて画面4a上に表示してもよい。これにより、画面4a上に表示されているMIP画像MP2が、VR画像VP上のどの部分のMIP画像であるかの対応付けが容易となる。また、MIP画像MP2のみを画面4a上に表示してもよい。
(1) 本実施形態によれば、複雑な形状の曲面である臓器等の表面である曲面に所定の厚みTを設けて関心領域として指定し、その関心領域のうち視線方向において手前側である描画対象領域35に対してMIP処理を行った。この結果、例えば、臓器等の表面にある複数の血管を含む曲面をユーザの指示によりそれぞれ個別に指定しなくても、1つのMIP画像MP2で同時に観察することができる。
面生成を自動化することができる。
(第2実施形態)
前記第1実施形態では、1台のワークステーションなどの計算機(コンピュータ)3が単独で関心領域指定処理、MIP処理、関心領域再指定処理を行ったが、本実施形態では、関心領域指定処理、MIP処理、関心領域再指定処理を構成する各処理のうち少なくとも1つの段階を複数のコンピュータが分散処理で行う。以下の実施形態において、前記第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
便宜上、図18、図19に示すように、2台のワークステーションWS1,WS2を用いて、サイズ512×512の画像をつくる場合を例とするが、これを複数台のワークステーションで分散処理を行ってもよい。また、本実施形態では、ワークステーションWS2にのみGPU10を搭載しているとする。
(1−1)ワークステーションWS1は、レイR上のボクセルデータVDをボリュームレンダリング画像生成処理したVR画像VPに対して、関心領域生成処理、MIP処理を行う。そして、MIP処理によって得られたMIP値を、ワークステーションWS2に転送し、ワークステーションWS2のMIP値グリッド記憶部VGに記憶する。
(1−2)ワークステーションWS2は、MIP値グリッド記憶部VGに記憶したMIP値に対して後処理を行い、観察対象が表示されたMIP画像MP1,MP2を得る。そして、その得られたMIP画像MP1,MP2をワークステーションWS1に転送する。
(1−3)ワークステーションWS1は、MIP画像MP2に対して、関心領域再指定処理、MIP処理を行う。そして、MIP処理によって得られたMIP値を、ワークステーションWS2に転送し、ワークステーションWS2のMIP値グリッド記憶部VGに記憶する。そして、同様に、ワークステーションWS2は、MIP値グリッド記憶部VGに記憶したMIP値に対して後処理を行い、観察対象が表示されたMIP画像MP2を得る。
(2−1)ワークステーションWS1は、レイR上のボクセルデータVDについてVR画像VPを生成し、そのVR画像VP上で関心領域指定処理を行う。そして、関心領域が指定されると、その関心領域をワークステーションWS2に転送し、関心領域は、ワークステーションWS2の関心領域記憶部Iに記憶される。
(2−2)ワークステーションWS2は、関心領域に対して陰面処理を行う。そして、陰面処理後に視線方向において手前にある領域のみ描画対象領域35としてワークステーションWS1に送信する。
(2−3)ワークステーションWS1は、描画対象領域35に対してMIP処理を行い、視線方向において手前側のみが表示されたMIP画像MP1,MP2を得る。そして、そのMIP画像MP2に対して関心領域再指定処理を適宜実行し、所望のMIP画像MP2が得られた後、後処理を実行する。このとき、後処理をGPU10を搭載したワークステーションWS2で実行すると、さらに全体の処理速度を向上することができる。
(1)本実施形態によれば、複数の計算機(コンピュータ)3による分散処理を採用するため関心領域指定処理、MIP処理、関心領域再指定処理の速度向上を図ることができるので、例えば、モニタ4に表示されるMIP画像MP1,MP2のリアルタイム性を確保し易くなる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態では、曲面生成処理において、指定点群をそれら指定点群の外接球面上に射影し、その球面上でDelaunay 2D を行うことによって曲面を生成した。これをActive Contour Modelを用いて曲面を生成してもよい。すなわち、指定点群を含むポリゴン球を生成し、その指定点群に吸引するベクトル場を生成し、ポリゴン球の各点をベクトル場に乗せて移動させることによって曲面を生成してもよい。また、Level Set Method、その他任意の曲面生成アルゴリズムが利用できる。つまり、点群より曲面を生成するアルゴリズムであれば良い。
○上記各実施形態では、3次元画像データを2次元面に投影する方法として、MIPについて説明したが、他の方法でもよい。例えば、レイRの通過したボクセルVのボクセル値Dの最小値を2次元面Fに投影するMinIP(Minimum Intensity Projection)であってもよい。要は、レイRの通過したボクセルVのボクセル値Dのうち特定の1個のボクセルVのボクセル値Dを投影する方法であればよく、例えば、レイRの通過したボクセルVのボクセル値Dのうち2番目に小さいボクセル値を持つボクセルV、レイRの通過したボクセルVのボクセル値Dのうち勾配の最大のボクセル値を持つボクセルV等であってもよい。また、レイキャスト法等他のいかなるボリュームレンダリング手法を用いることができる。
、ユーザの指示によって行った。これを曲面生成処理において、大雑把な指定点の指定をCPU7が自動で行い、その後に微調整として関心領域再指定処理をユーザの指示により行うようにしてもよい。これにより、ユーザが指定点を指定する手間を低減しながらも、精度良く任意の曲面を生成することができる。自動処理の方法としては領域抽出法によって作成される領域の表面等の領域抽出法によって作成される領域を用いる方法や過去の指定点の指定情報を用いる方法が考えられる。
Claims (31)
- 1つのコンピュータが単独処理でまたは複数のコンピュータが分散処理で、3次元以上の画像データから関心領域を指定する関心領域指定方法において、
少なくとも1つのコンピュータが、
前記3次元以上の画像データを構成する複数の3次元以上の画素の座標から任意の座標を指定点としてユーザが指定したのを受け付ける指定段階と、
前記指定点を互いに接続して前記指定点を含む曲面を生成する曲面生成段階と、
前記曲面に対して所定の厚みを付加して3次元的な関心領域とする関心領域指定段階と、
前記3次元的な関心領域をMIP処理もしくはMinIP処理により2次元面に平行投影法もしくは中心投影法もしくは円筒投影法によって投影して投影面を得る投影面生成段階と、
前記投影面上の点に対応する前記3次元以上の画像データ上の3次元以上の画素の座標から指定点をユーザが指定したのを受け付け、関心領域を再指定する関心領域再指定段階と
を備えたことを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1に記載の関心領域指定方法において、
前記関心領域再指定段階は、
さらに、
複数の3次元以上の画素からなる前記関心領域に対して、前記投影面上の点からレイを入力するレイ設定段階と、
前記レイ上にある前記関心領域の画素のうち任意の1個の画素の座標を新たに指定点として指定する新指定点指定段階とを備え、
新たに指定した前記指定点を含む曲面を新たに生成し、その新たに生成した曲面に対して前記所定の厚みを設定することにより新たな関心領域を指定することを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項2に記載の関心領域指定方法において、
新たに指定した前記指定点は、前記レイ上にある前記複数の3次元以上の画素のうち画素値が最大の画素の座標であることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項2に記載の関心領域指定方法において、
新たに指定した前記指定点は、前記レイ上にある前記複数の3次元以上の画素のうち画素値が最小の画素の座標であることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
前記関心領域指定段階は、前記指定点からなる点群により曲面を生成するアルゴリズムを用い、
当該曲面を生成するアルゴリズムは、前記指定点の指定順序には関係なく指定される前記関心領域指定は同一になるようにするアルゴリズムであることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
前記指定点を編集することができることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
前記曲面は、前記指定点の指定に伴って変更できることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
前記曲面は、凸包を構成する曲面の一部であることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
前記曲面には、凹んだ部分があることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の関心領域指定方法において、
少なくとも1つのコンピュータが、
前記曲面に対して陰面処理を行い、前記曲面のうち陰面として割り当てられた領域以外を関心対象領域として選択する関心領域選択段階を備えた
ことを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項10に記載の関心領域指定方法において、
前記陰面処理は、前記曲面のうち視線方向において手前側に位置する領域を関心対象領域を作成するときに用いる曲面として選択することを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項11に記載の関心領域指定方法において、
前記関心対象領域の選択は、前記視線方向の変化に伴って実行されることを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1に記載の関心領域指定方法において、
前記3次元以上の画像データは、臓器を含むことを特徴とする関心領域指定方法。 - 請求項1または2に記載の関心領域指定方法において、
前記所定の厚みはGUIで変更することができることを特徴とする関心領域指定方法。 - 1つのコンピュータが単独処理でまたは複数のコンピュータが分散処理で、3次元以上の画像データから関心領域を指定する関心領域指定プログラムであって、
前記1つのコンピュータまたは複数のコンピュータを、
前記3次元以上の画像データを構成する複数の3次元以上の画素の座標から任意の座標を指定点としてユーザが指定したのを受け付ける指定手段と、
前記指定点を互いに接続して前記指定点を含む曲面を生成する曲面生成手段と、
前記曲面に対して所定の厚みを付加して3次元的な関心領域とする関心領域指定手段と、
前記3次元的な関心領域をMIP処理もしくはMinIP処理により2次元面に平行投影法もしくは中心投影法もしくは円筒投影法によって投影して投影面を得る投影面生成手段と、
前記投影面上の点に対応する前記3次元以上の画像データ上の3次元以上の画素の座標から指定点をユーザが指定したのを受け付け、関心領域を再指定する関心領域再指定手段と
して機能させることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記関心領域再指定手段は、
さらに、
複数の3次元以上の画素からなる前記関心領域に対して、前記投影面上の点からレイを入力するレイ設定手段と、
前記レイ上にある前記関心領域の画素のうち任意の1個の画素の座標を新たに指定点として指定する新指定点指定手段とを備え、
新たに指定した前記指定点を含む曲面を新たに生成し、その新たに生成した曲面に対して前記所定の厚みを設定することにより新たな関心領域を指定することを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項16に記載の関心領域指定プログラムであって、
新たに指定した前記指定点は、前記レイ上にある前記複数の3次元以上の画素のうち画素値が最大の画素の座標であることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項16に記載の関心領域指定プログラムであって、
新たに指定した前記指定点は、前記レイ上にある前記複数の3次元以上の画素のうち画素値が最小の画素の座標であることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至18のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記関心領域指定手段は、前記指定点からなる点群により曲面を生成するアルゴリズムを用い、
当該曲面を生成するアルゴリズムは、前記指定点の指定順序には関係なく指定される前記関心領域指定は同一になるようにするアルゴリズムであることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至19のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記指定点を編集することができることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至20のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記曲面は、前記指定点の指定に伴って変更できることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至21のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記曲面は、凸包を構成する曲面の一部であることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至21のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記曲面には、凹んだ部分があることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15乃至23のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記1つのコンピュータまたは複数のコンピュータを、
前記曲面に対して陰面処理を行い、前記曲面のうち陰面として割り当てられた領域以外を関心対象領域として選択する関心領域選択手段として機能させることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項24に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記陰面処理は、前記曲面のうち視線方向において手前側に位置する領域を関心対象領域を作成するときに用いる曲面として選択することを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項25に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記関心対象領域の選択は、前記視線方向の変化に伴って実行されることを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15または16のいずれか1項に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記3次元以上の画像データは、臓器を含むことを特徴とする関心領域指定プログラム。 - 請求項15または16に記載の関心領域指定プログラムであって、
前記所定の厚みはGUIで変更することができることを特徴とする関心領域指定プログラム - 1つのコンピュータが単独処理でまたは複数のコンピュータが分散処理で、3次元以上の画像データから関心領域を指定する関心領域指定装置であって、
前記3次元以上の画像データを構成する複数の3次元以上の画素の座標から任意の座標を指定点としてユーザが指定したのを受け付ける指定手段と、
前記指定点を互いに接続して前記指定点を含む曲面を生成する曲面生成手段と、
前記曲面に対して所定の厚みを付加して3次元的な関心領域とする関心領域指定手段と、
前記3次元的な関心領域をMIP処理もしくはMinIP処理により2次元面に平行投影法もしくは中心投影法もしくは円筒投影法によって投影して投影面を得る投影面生成手段と、
前記投影面上の点に対応する前記3次元以上の画像データ上の3次元以上の画素の座標から指定点をユーザが指定したのを受け付け、関心領域を再指定する関心領域再指定手段と
を備えたことを特徴とする関心領域指定装置。 - 請求項29に記載の関心領域指定装置であって、
前記関心領域再指定手段は、
さらに、
複数の3次元以上の画素からなる前記関心領域に対して、前記投影面上の点からレイを入力するレイ設定手段と、
前記レイ上にある前記関心領域の画素のうち任意の1個の画素の座標を新たに指定点として指定する新指定点指定手段とを備え、
新たに指定した前記指定点を含む曲面を新たに生成し、その新たに生成した曲面に対して前記所定の厚みを設定することにより新たな関心領域を指定することを特徴とする関心領域指定装置。 - 請求項30に記載の関心領域指定装置であって、
前記指定手段、前記曲面生成手段、前記関心領域指定手段、前記投影面生成手段、前記関心領域再指定手段の一部または全部は、GPUであることを特徴とする関心領域指定装置。
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