JP4837579B2 - 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
Guido Germano et al., "Automatic Quantification of Ejection Fraction from Gated Myocardial Perfusion SPECT", The Journal of Nuclear Medicine, 1995, 36, p.2138-2147
図1は、本実施の形態の画像処理装置10の構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の画像処理装置10は、核医学画像を入力する画像入力部12と、入力された核医学画像を複数のセグメントに分割する画像分割部14と、各セグメントの代表ピクセルを抽出する代表ピクセル抽出部18と、代表ピクセルに基づいて心臓の輪郭を算出する輪郭算出部20と、求めた輪郭を表示する輪郭表示部22とを有している。
図6は、外れ点を平均値で置き換えた後の代表ピクセル36のデータを示す図である。
図7は、スムージング補正後の代表ピクセルのデータを示す図である。
図8は、輪郭算出部20によって算出した輪郭38を示す図である。輪郭算出部20は、分割中心点Oから、代表ピクセルまでの距離に等しいセグメントSeg内のピクセルを選択し、輪郭とする。従って、図8に示す輪郭38は、セグメントSegごとに見ると、分割中心点Oからの距離が一定(分割中心点Oと代表ピクセルとの距離に等しい)の円周によって構成される。輪郭算出部20は、スムージング補正を行なっているので、隣接するセグメントSeg間において、輪郭は滑らかに接続する。
図9は、輪郭表示部22によって表示された輪郭の例を示す図である。輪郭表示部22は、図8に示す輪郭38に対し、所定の幅をつけた輪郭40を表示する。輪郭表示部22は、心臓の外壁の厚みと同じ幅を持たせる。
以上、本実施の形態の画像処理装置10の構成および動作について説明した。
まず、胸部SPECTの投影データ(99mTc−テトロホスミン740MBq投与健常者由来、マトリックス:128×128、ピクセルサイズ:3.2mm/ピクセル、)を取得し、OS−EM法による画像再構成を実行して体軸断層像を得た。
図13は、取得した体軸断層像のNo.10からNo.25までのスライスを示す図である。
次に、得られた短軸断層像および長軸垂直断層像の中から、心臓の輪郭の算出に用いる断層像を選択した。ここでは、実質的に心臓の中心を含む3枚の短軸断層像と1枚の長軸垂直断層像を処理対象として選択した。
処理用に選択した3枚の短軸断層像につき、設定した分割中心点を中心として9°ステップでセグメント分割を行った。次に、図16(a)〜図16(c)に示すように、各セグメントにつき、画素値が最大となるピクセルを検出し、分割中心点からそのピクセルまでの距離を求めた(距離Aとする)。また、各短軸断層像上で分割中心点を通る一つの基準線を設定した。図17(a)〜図17(c)は、当該基準線と各セグメントとのなす角を横軸、距離Aを縦軸として、各代表ピクセルの距離Aを示す図である。距離Aの平均及び標準偏差を計算し、距離Aの値が平均±標準偏差の範囲に入らないデータを当該平均値に置き換えた上で(図18(a)〜図18(c)参照)、3点スムージング処理を行った(図19(a)〜図19(c)参照)。ここで、スムージング処理によって得られた分割中心点からの距離を距離Bとする。
上記で処理用画像として選択した長軸垂直断層像に対し、上記で設定した分割中心点を通り、心臓の長軸(心基部と心尖部とを結ぶ軸)に平行な基準線を設定した。分割中心点を中心として当該基準線から±60°の方向に線を引き、この線によって区分された心尖部側の領域(すなわち、心尖部の側へ分割中心点を中心とする120°の領域)を処理領域とした。このように処理領域を限定することにより、輪郭を求めるための処理負担を軽減した。
12 画像入力部
14 画像分割部
16 分割中心点決定部
18 代表ピクセル抽出部
20 輪郭算出部
22 輪郭表示部
30 信号強度の強い領域(心臓領域)
32 心臓領域に外接する長方形
34 セグメント分割のための境界線
36 代表ピクセル
38 輪郭
40 核医学画像と重畳した輪郭
Seg セグメント
Claims (11)
- 心臓領域を撮像した核医学画像を入力する画像入力部と、
前記核医学画像を、所定の分割中心点を中心とする放射状の境界によって仕切られた複数のセグメントに分割する画像分割部と、
前記各セグメントから、当該セグメントにおいて最も信号強度の大きいピクセルを代表ピクセルとして抽出する代表ピクセル抽出部と、
前記各セグメントの代表ピクセルの位置に基づいて心臓の輪郭を求める輪郭算出部と、
を備える画像処理装置。 - 前記核医学画像中で所定の閾値より高い信号強度を有するピクセルによって形成される領域内の所定の点を前記分割中心点として決定する分割中心点決定部を備える請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記分割中心点決定部は、前記核医学画像中で所定の閾値より高い信号強度を有するピクセルによって形成される略円形領域の略中心を、前記分割中心点として決定する請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記分割中心点決定部は、前記核医学画像が長軸断層像である場合には、短軸断層像における分割中心点の位置情報を利用して、長軸断層像の分割中心点を決定する請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記画像分割部は、前記核医学画像が長軸垂直断層像の場合には、長軸垂直断層像を心尖部側の領域と心基部側の領域に分割し、心基部側の領域をセグメント分割の範囲から除外する請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記輪郭算出部は、前記分割中心点と前記各代表ピクセルとの距離が、隣接するセグメント間において滑らかに変化するように、前記代表ピクセルの位置を補正し、補正されたピクセル位置を用いて輪郭を求める請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記輪郭算出部は、前記分割中心点からの距離が補正された代表ピクセルと等しい当該セグメント内のピクセルを、輪郭を構成するピクセルとして決定する請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記輪郭算出部にて算出した輪郭に幅を持たせて表示する輪郭表示部を備える請求項1〜7のいずれかに記載の画像処理装置。
- 心臓領域を撮像した画像を入力する画像入力部と、
前記画像を、放射状の境界によって仕切られた複数のセグメントに分割する画像分割部と、
前記各セグメントから、当該セグメントにおいて最も信号強度の大きいピクセルを代表ピクセルとして抽出する代表ピクセル抽出部と、
前記各セグメントの代表ピクセルの位置に基づいて心臓の輪郭を求める輪郭算出部と、
を備える画像処理装置。 - 心臓領域を撮像した核医学画像を入力するステップと、
前記核医学画像を、放射状の境界によって仕切られた複数のセグメントに分割するステップと、
前記各セグメントから、当該セグメントにおいて最も信号強度の大きいピクセルを代表ピクセルとして抽出するステップと、
前記各セグメントの代表ピクセルの位置に基づいて心臓の輪郭を求めるステップと、
を備える画像処理方法。 - 心臓領域を撮像した核医学画像から心臓の輪郭を抽出するためのプログラムであって、コンピュータに、
前記核医学画像を入力するステップと、
前記核医学画像を、放射状の境界によって仕切られた複数のセグメントに分割するステップと、
前記各セグメントから、当該セグメントにおいて最も信号強度の大きいピクセルを代表ピクセルとして抽出するステップと、
前記各セグメントの代表ピクセルの位置に基づいて心臓の輪郭を求めるステップと、
を実行させるプログラム。
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