JP4396920B2 - 直交画像のラベリングの方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、画像のラベリングに関する。より具体的には、本発明は、直交画像のラベリングに関する。

イメージングシステムは、患者のようなターゲット体の画像を作成するために、特に、電磁放射線、Ｘ線、音波、又は光子エネルギーを使用する。イメージングシステムによって作成された画像は、ターゲット体全体にわたって広がる様々な平面における該ターゲット体のビューを提供する。適用される多くの場合、１次画像は１つの平面に沿って撮られ、対応する２次画像は、１次画像に直交して広がる複数の平面で撮られる。

また、イメージングシステムは、画像を格納、管理、表示、読み出すためのコンピュータ又はコンピュータネットワークを含む。コンピュータは、医用画像管理システム（ＰＡＣＳ）のような画像管理システムの一部とすることができる。画像を診断、分析及び同様のものに適用するのに役立たせるために、イメージングシステムによって、技師、医師、又は他のユーザによる画像へのラベル付け（注釈付け）を可能とすることができる。ラベリングは通常、入力装置を使用して表示された画像上のポイントを示し、示されたポイントにおいて表示されるべき適切なラベル（注釈）を入力又は選択することで達成される。ラベルは表示された画像上に現れ、更にコンピュータメモリ内の画像と関連付けられて、後で画像が読み出されたときに、表示された画像上にラベルが現れるようにする。ラベルが１次画像上で作成される場合には、ポインティング・デバイスにより選択された１次画像上のポイントに関連付けられた２次画像上にラベルが現れることが要求される場合が多い。これにより、ラベルが２つの画像間の照合ポイントとして機能することができる。

このような注釈付けの一実施例として、「背骨ラベリング」が既知であり、これは画像形成された人間の背骨の脊髄近くでテキスト注釈を配置する動作である。人間の背骨の画像化では、１次画像は矢状面（体の左側又は右側から見た面）で撮ることができ、１つ又はそれ以上のシリーズの２次画像は軸平面（頭上又は脚の下から見た面）で撮ることができる。２次画像の各シリーズは複数の２次画像を含む。背骨ラベリングは、画像化された背骨の脊髄近くにラベルを配置し、画像を見る人の参照ポイントとして役立たせることを含む。同じラベルはまた、２次画像の各シリーズの脊髄を含む該２次画像上にも配置される。通常このようなラベルは、脳神経外科又は整形外科の手術前、放射線治療計画、インターベンショナルラジオロジー処置のために使用される。
米国特許第６３５９９６０号

直交画像の注釈付けには時間を要する場合がある。注釈付けを実行する人は、１次画像並びに各シリーズの適切な２次画像にもラベル付けしなければならない。各画像にラベルが矛盾無く確実に配置されるように注意を払う必要がある。

上述の欠点及び欠陥は、直交画像のラベリングの方法によって克服又は軽減され、該方法は、第１の平面で撮られた１次画像を識別し、第１の平面に直交する平面で撮られた複数の２次画像を識別し、１次画像内のポイントにラベルを関連付け、ポイントから１次画像と複数の画像中の各２次画像との交差線までの距離を計算し、複数の２次画像の中でポイントに最も近接した１次画像との交差線を有する２次画像にラベルを関連付けることを含む。

別の態様では、ターゲット体の画像を収集するシステムは、イメージング装置とコンピュータとを備える。イメージング装置は、ターゲット体の１次画像と複数の２次画像とを提供するように構成され、１次画像はターゲット体全体にわたる第１の平面で撮られ、２次画像はターゲット体全体にわたる第２の平面で撮られる。コンピュータは、１次及び２次画像をイメージング装置から受け取るように構成されている。該コンピュータは更に、１次画像内のポイントに第１ラベルを関連付け、ポイントから１次画像と複数の画像中の各２次画像との交差線までの距離を計算し、複数の２次画像の中でポイントに最も近接した１次画像との交差線を有する２次画像に第２ラベルを関連付けるように構成されている。

本発明の上述及び他の特徴や利点は、以下の詳細な説明及び図面から当業者に評価され理解されるであろう。

同じ構成要素には複数の図面を通して同じ参照符号が付与された例示的な図面を参照する。

図１を参照すると、イメージングシステム１０が示されている。イメージングシステム１０は、１つ又はそれ以上のコンピュータ１４に接続された１つ又はそれ以上のイメージング装置１２を含む。イメージング装置１２は、限定ではないが、磁気共鳴（ＭＲ）イメージング装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置、超音波装置、Ｘ線装置、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）装置及び他の様々なタイプのイメージング装置を含む。イメージング装置１２は、医療用イメージング装置に限定されるものではなく、他の分野のスキャナー及びイメージング装置もまた含むことができることを理解されたい。イメージング装置１２は病院のような施設全体に設置することができる。

各コンピュータ１４は、記憶装置１６、演算処理装置１８、表示装置２０、入力装置２２を含む。入力装置２２は、限定ではないが、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチスクリーン、ライトペン、音声コントロールを含む。１つ又はそれ以上のコンピュータ１４は、配線、プリント基板、又は他の直接接続手段を介してイメージング装置１２に接続することができる。或いは、１つ又はそれ以上のコンピュータ１４は、通信ネットワーク（例えば、イーサネット（商標）、インターネット、光ファイバー、赤外線、無線周波数、又は他の適用可能な通信ネットワーク）を介してイメージング装置１２に接続することができ、コンピュータ１４をイメージング装置１２から及び各コンピュータから互いに遠隔に位置することが可能になる。

１つ又はそれ以上のコンピュータ１４は、医用画像管理システム（ＰＡＣＳ）などの画像管理システムの一部とすることができる。この実施形態において、コンピュータ１４の１つは、画像管理又はシステムサーバーの機能を果たし、長期間の格納と読み出しのためのアーカイブ・ストレージ（例えば光ディスク記憶及び光ディスク読取りシステム）を含む（図示せず）。他のコンピュータ１４はワークステーションとして働くことができる。

患者の解剖学的構造の一部のようなターゲット体の検診中、１つ又はそれ以上のイメージング装置１２がターゲット体の画像を収集するために使用される。収集された各画像は、ＤＩＣＯＭ、ＤＥＦＦ、ＴＩＦＦ、ＧＩＦ、ＪＰＥＧ、ＴＧＡ、ＢＭＰ、ＰＣＸ、ＸＷＤ、ＰＢＭ、ＰＧＭ、ＰＰＭ、ＳＧＩ ＲＧＢ、Ｓｕｎ Ｒａｓｔｅｒ、ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ Ｌｅｖｅｌｓ Ｉ及びＩＩ、又は他の適切なフォーマットのようなデジタルデータフォーマットであり、イメージング装置１２から１つ又はそれ以上のコンピュータ１４に通信される。少なくとも１つのコンピュータ１４が、収集された画像を適切な識別子及びリンクと共に格納し、これにより各画像又は一連の画像はコンピュータメモリから選択的に読み出すことができるようになる。

図１及び２を参照すると、１つ又はそれ以上のイメージング装置１２は、ターゲット体５２全体に延びる平面（例えば図２のｘ−ｙ平面）に沿って撮られた１次画像５０を収集している。１つ又はそれ以上のイメージング装置１２はまた、１次画像５０平面に直交する複数の平面（例えば図２のｘ−ｚ平面）で撮られた１つ又はそれ以上のシリーズ５６の２次画像５４を収集する。２次画像５４の各シリーズ５６は、複数の２次画像５４を含む。イメージング装置１２によって実行されるイメージングは、例えば人間の背骨のイメージングを含むが、ここで１次画像５０は矢状面（身体の左側又は右側から見た面）で撮られ、１つ又はそれ以上のシリーズ５６の２次画像５４は、軸平面（頭上又は脚の下から見た面）で撮られている。しかしながら、用語「１次」及び「２次」は、本明細書では明瞭にするためだけに使用されており、画像５０又は５４が収集される、特定のビュー、平面、又は順序を示すものではないことは理解されるであろう。

画像５０及び５４を診断、分析及び同様のものに適用するのに役立たせるために、コンピュータ１４によって、技師、医者、又は他のユーザによる画像５０及び５４への注釈（ラベル）付けができるようになる。注釈付けは、入力装置２２を使用して、図３に示すように１次画像５０上でポイント５８を示し、該示されたポイント５８において表示されるべき適切なラベル（注釈）６０を入力又は選択するようにして達成される。ラベル６０は、表示された１次画像５０上に現れ、更にコンピュータ１４内で１次画像５０と関連付けられて、後で１次画像５０が読み出されたときに、表示された１次画像５０上にラベル６０が現れるようにする。コンピュータ１４内でのラベル６０と１次画像との関連付けは、例えばデータベースリンク、ポインタ、データ構造、オブジェクト、１次画像５０の直接変更のようなどのような好適な手段を用いて実行してもよい。

１つ又はそれ以上のコンピュータ１４内の記憶装置１６は、コンピュータ１４に２次画像５４をラベル付けする方法を実行させる命令を含む。２次画像５４にラベル６０が付くようになることは、１次画像５０と各２次画像５４との間の空間的関係に基づいて決まる。１次画像５０と２次画像５４は、直交する（垂直の）平面であることから、図４に示すように２次画像５４は１次画像５０平面と交差線６２で交差する。１次画像５０の各ポイント５８から１次画像平面の各交差線６２の位置までの距離は方程式を用いて計算することができる。

（ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃ）／（ａ²＋ｂ²）^1/2 （１）
ここで、ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃは交差線６２であり、（ｘ₀，ｙ₀）は１次画像５０のポイント５８である。

従って、図５に示す２次画像５４のラベル６０は、図３に示す１次画像５０のラベル６０を反映している。

２次画像５４に貼付されたラベル６０は、コンピュータ１４内で２次画像５４に関連付けられ、その結果、後で２次画像５４が読み出された時に、表示された２次画像５４上にラベル６０が現れる。コンピュータ１４内のラベル６０と２次画像５４との関連付けは、例えばデータベースリンク、ポインタ、データ構造、オブジェクト、２次画像５４の直接変更のようなどのような好適な手段を用いて実行してもよい。

２次画像５４に貼付されたラベル６０は、１次画像５０に貼付されたラベル６０と同じインスタンス（例えば、ラベルオブジェクト、データベース構成要素、データ構造、又は同様のものが同じインスタンス）とすることができる。この実施形態において、１つの画像５０又は５４でラベル６０に何らかの変更があると、他の画像５０又は５４に影響を及ぼすことになる。このような変更には、例えばラベル６０の削除、ラベル６０のテキストの変更、又はラベル６０が貼付されているポイント５８の移動を含むことができる。或いは、２次画像５４に貼付されたラベル６０は、１次画像５０に貼付されたラベル６０と異なるものとすることができる。この実施形態において、各ラベル６０のインスタンスはコンピュータ１４内で関連付けられており、その結果、１つの画像５０又は５４でラベル６０に変更があると、他の画像５０又は５４にも影響を及ぼすことになる。画像５０及び５４の各々におけるラベル６０間の関連付けは、例えば、データベースリンク、ポインタ、データ構造、オブジェクトのようなどのような好適な手段を用いて実行してもよい。

図６は、２次画像５４をラベル付けする方法の実施形態を表すフローチャートである。スタート時に、方法１００はブロック１０２で始まり、ここで１次画像５０のポイント５８と、要求されたラベル６０が入力装置２２から入力される。方法１００はブロック１０４へ進み、ここでラベル６０がコンピュータ１４内で１次画像５０上のポイント５８に関連付けられる。また、ラベル６０は表示装置２０上で１次画像５０と共に表示することができる。ブロック１０６では、１次画像５０のポイント５８から、１次画像５０と最初の画像シリーズ５６の最初の２次画像５４との交差線６２までの間の距離が計算される。この計算は上記の方程式（１）を用いて実行することができる。次いで方法１００はブロック１０８へ進み、ここで２次画像５４がシリーズ５６の最後の画像か否かが判定される。最後でなければ、シリーズ５６の次の２次画像５４がブロック１１０で選択されて、方法１００は、この次の画像に対してブロック１０６の計算を繰り返す。最後であれば、ブロック１０８では、２次画像５４がシリーズ５６の最後の画像であることを決定して、方法１００はブロック１１２へ進み、ここで１次画像５０のポイント５８に最も近い交差線６２を有する２次画像５４を求めて、ラベル６０がこの２次画像５４に関連付けられる。上述のように、このラベル６０は、ブロック１０４で１次画像５０に貼付されたラベルと同じものであってもよく、或いは別のラベルであってもよい。次に方法１００はブロック１１４に進み、ここでシリーズ５６がラベル付けされるべき最後のシリーズか否かが判定される。最後でなければ、ブロック１１６で次のシリーズ５６が選択され、方法１００は、この次のシリーズ５６にラベル付けをするためにブロック１０６から１１２へと進む。最後であれば、ブロック１１４で最後の画像シリーズ５６にラベル付けされて、方法１００は終了する。

本明細書で説明された方法及びシステムにより、直交画像のラベリングにおける時間と労力が節約される。ラベリングを実行する人は、１次画像をラベル付けするだけでよく、各シリーズの適切な２次画像は自動的にラベル付けされる。また、本明細書で説明された方法及びシステムにより、各画像にラベルが矛盾無く確実に取り付けられる。

本発明は、コンピュータで実行される処理及び該処理を実施する装置の形式で具現化することができる。本発明はまた、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、又は他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体などの有形媒体で具現化された命令を含むコンピュータ・プログラムコードの形式で具現化することができ、ここで、コンピュータ・プログラムコードがコンピュータにロードされて実行されると、該コンピュータが本発明を実施する装置となる。本発明は更に、例えば、記憶媒体に格納され、コンピュータにロードされ及び／又は実行されるコンピュータ・プログラムコードか、或いは電気的配線又はケーブルによるか、光ファイバを通じてか、又は電磁放射線を介してのような或る伝送媒体を介して送信されるコンピュータ・プログラムコードかのいずれかの形態で具現化することができ、該コンピュータ・プログラムコードがコンピュータにロードされて実行されると、該コンピュータが本発明を実施する装置となる。汎用マイクロプロセッサに実装された場合には、コンピュータ・プログラムコードのセグメントが該マイクロプロセッサを構成し、特定の論理回路を形成する。

本発明を好ましい例示的な実施形態に関して述べてきたが、当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱すること無く種々の変更を行うことができ、均等物技術をその要素に代替することができることを理解するであろう。更に、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合するように多くの変更を行うことができる。従って、本発明は、発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に制限されるものでは無く、添付の特許請求の範囲の範囲内にある、全ての実施形態を含むことが意図される。更に、第１、第２などの用語の使用は、どのような順序又は重要性を示すものではなく、むしろ第１、第２などの用語は、ある要素を別の要素と区別するために用いられるものである。

本発明の実施形態を用いたイメージングシステムのブロック図。 ターゲット体に関して表示された複数の画像の概略図。 ある平面で撮られたターゲット体の画像の概略表示。 ターゲット体の直交画像の概略表示。 図３の画像に直交する平面で撮られたターゲット体の画像の概略表示。 直交画像のラベリング方法を表すフローチャート。

符号の説明

５０ １次画像
５４ ２次画像
５８ ポイント
６０ ラベル
６２ 交差線

Claims (9)

1. 直交する画像のラベリングのために、機械読み取り可能なコンピュータ・プログラムコードで符号化された記憶媒体であって、
   第１の平面で撮られた１次画像（５０）を識別し、
   前記第１の平面に直交する平面で撮られた複数の２次画像（５４）を識別し、
   前記１次画像（５０）内のポイント（５８）にラベル（６０）を関連付け、
   前記ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記複数の２次画像（５４）の中で、前記ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に前記ラベル（６０）を関連付ける、
   ことを含む方法をコンピュータ（１４）に実行させるための命令を含む記憶媒体。
2. 前記計算することが、方程式
   （ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃ）／（ａ²＋ｂ²）^1/2
   を用いて実行され、上式において、ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃは前記交差線（６２）であり、（ｘ₀，ｙ₀）は前記ポイント（５８）であることを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体。
3. 前記方法が更に、
   前記第１の平面に直交する平面で撮られた第２の複数の２次画像（５４）を識別し、
   前記ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記第２の複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記第２の複数の２次画像（５４）の中で、前記ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に前記ラベル（６０）を関連付ける、
   ことを含む請求項１に記載の記憶媒体。
4. ターゲット体（５２）の画像（５０、５４）を収集するシステムであって、
   前記ターゲット体（５２）全体にわたる第１の平面で撮られる該ターゲット体の１次画像（５０）と、前記ターゲット体（５２）全体にわたる第２の平面で撮られる前記ターゲット体の複数の２次画像（５４）とを提供するように構成されたイメージング装置（１２）と、
   前記１次及び２次画像（５０、５４）を前記イメージング装置（１２）から受け取るように構成されたコンピュータ（１４）と、
   を備え、
   前記コンピュータ（１４）が更に、
   前記１次画像（５０）内のポイント（５８）にラベル（６０）を関連付け、
   前記ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記複数の２次画像（５４）の中で、前記ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に前記ラベル（６０）を関連付けるように構成されていることを特徴とするシステム。
5. 前記コンピュータ（１４）が、方程式
   （ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃ）／（ａ²＋ｂ²）^1/2
   を用いて前記距離を計算し、上式において、ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃは、前記交差線（６２）であり、（ｘ₀，ｙ₀）は前記ポイント（５８）であることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記イメージング装置（１２）が更に、前記第１の平面に直交する平面で撮られた第２の複数の２次画像（５４）を提供するように構成され、前記コンピュータ（１４）が更に、
   前記ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記第２の複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記第２の複数の２次画像（５４）の中で、前記ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に前記ラベル（６０）を関連付けるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
7. 前記コンピュータ（１４）が更に、
   前記１次画像（５０）内の第２ポイント（５８）に前記ラベル（６０）を関連付け、
   前記第２ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記複数の２次画像（５４）の中で、前記第２ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に、前記ラベル（６０）を関連付けるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
8. ターゲット体（５２）の画像を収集するシステムであって、
   前記ターゲット体（５２）全体にわたる第１の平面で撮られる該ターゲット体の１次画像（５０）と、前記ターゲット体（５２）全体にわたる第２の平面で撮られる前記ターゲット体の複数の２次画像（５４）とを提供するように構成されたイメージング装置（１２）と、
   前記１次及び２次画像（５０、５４）を前記イメージング装置（１２）から受け取るように構成されたコンピュータ（１４）と、
   を備え、
   前記コンピュータ（１４）が更に、
   前記１次画像（５０）のポイント（５８）に第１のラベル（６０）を関連付け、
   前記ポイント（５８）から、前記１次画像（５０）と前記複数の画像中の各２次画像（５４）との交差線（６２）までの距離を計算し、
   前記複数の２次画像（５４）の中で、前記ポイント（５８）に最も近接した、前記１次画像（５０）との交差線（６２）を有する２次画像（５４）に第２のラベル（６０）を関連付けるように構成されていることを特徴とするシステム。
9. 前記コンピュータ（１４）が、方程式
   （ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃ）／（ａ²＋ｂ²）^1/2
   を用いて前記距離を計算し、上式において、ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃは、前記交差線（６２）であり、（ｘ₀，ｙ₀）は前記ポイント（５８）であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。

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