JP5005139B2 - Region extraction method, region extraction apparatus, and X-ray CT apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、領域抽出方法、領域抽出装置およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、さらに詳しくは、画像の抽出対象領域内に抽出目標が存在している領域を抽出するのに要する手間を節減できるようにした領域抽出方法、領域抽出装置およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内臓の肥満の診断等を行うために、Ｘ線ＣＴ装置で得られた断層画像から、次の（１）〜（４）の手順で体脂肪領域を抽出する方法が公知である。
（１）図１１に示すように、操作者は、腹部の断層画像Ｇの表示画面を見ながら、ポインティングデバイスを用いて表皮Ｃの内縁（太線で示す）および腹膜Ｐの外縁（破線で示す）をトレースし、皮下脂肪Ｆの領域を指定する。
（２）皮下脂肪Ｆの領域における平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する。
（３）図１２に示すように、操作者は、腹膜Ｐの内縁（太線で示す）をトレースして、腹膜内領域を抽出対象領域として指定する。
（４）図１３に示すように、前記腹膜内領域において、Ｍean−２×ＳＤ≦ＣＴ値≦Ｍean＋２×ＳＤの領域を体脂肪領域Ｚ（ハッチングを施す）として抽出する。
【０００３】
なお、脂肪領域の抽出に関連する従来技術は、例えば「RADIOLOGY，Vol.211，No.1，Pages 283-286，April 1999.（Copyright 1999 by the Radiological Society of North America, Incorporated）」に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の体脂肪領域抽出方法では、被検体における脂肪の画素値分布に合致した抽出用画素値範囲（被検体の脂肪の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤ）を求めるために、皮下脂肪Ｆの領域を手動で指定する上記（１）の作業が必要であった。
しかし、皮下脂肪Ｆの領域を手動で指定する作業が煩雑である問題点があった。
そこで、本発明の目的は、被検体における抽出対象（脂肪）の画素値分布に合致した抽出用画素値範囲（被検体の脂肪の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤ）を求めるために画像上で抽出目標の存在領域（皮下脂肪Ｆの領域）を手動で指定する作業（上記（１）の作業）を省略可能とした領域抽出方法、領域抽出装置およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、抽出目標の一般的な画素値分布に基づいて決めた画素値範囲の領域を画像から切り出し、該切出し領域の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出し、画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出することを特徴とする領域抽出方法を提供する。
上記第１の観点による領域抽出方法では、抽出目標の一般的な画素値分布に基づく画素値範囲を用いて抽出目標が存在する蓋然性が高い領域を切り出し、その切り出した領域での画素値の平均値および標準偏差を算出するから、操作者が画像上で抽出目標の存在領域を手動で指定しなくても、被検体における抽出目標の画素値範囲に合致した抽出用画素値範囲を適正に決めることが可能となる。よって、操作者の作業を省力化できる。
なお、抽出目標の一般的な画素値分布に基づいて画素値範囲を決めるため、予め画素値範囲を決めておくことが可能となる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成の領域抽出方法において、前記画素値範囲は、抽出目標の一般的な画素値分布における上限値および下限値の少なくとも一方で決められることを特徴とする領域抽出方法を提供する。
上記第２の観点による領域抽出方法では、前記画素値範囲を、上限値だけで決めるか、または下限値だけで決めるか、または上限値と下限値の対で決めるので、決めるための処理が簡単になる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、抽出目標の被検体での画素値分布に基づいて決めた画素値範囲の領域を画像から切り出し、該切出し領域の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出し、画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出することを特徴とする領域抽出方法を提供する。
上記第３の観点による領域抽出方法では、抽出目標の被検体での画素値分布に基づく画素値範囲を用いて抽出目標が存在する蓋然性が高い領域を切り出し、その切り出した領域での画素値の平均値および標準偏差を算出するから、操作者が画像上で抽出目標の存在領域を手動で指定しなくても、被検体における抽出目標の画素値範囲に合致した抽出用画素値範囲を適正に決めることが可能となる。よって、操作者の作業を省力化できる。
なお、抽出目標の被検体での画素値分布が抽出目標の一般的な画素値分布から大きく外れる場合もあるが、この場合に上記第３の観点による領域抽出方法は特に有用である。
【０００８】
。
第４の観点では、本発明は、上記構成の領域抽出方法において、前記画素値範囲は、抽出目標の被検体での画素値分布における最頻画素値に基づいて決められることを特徴とする領域抽出方法を提供する。
上記第４の観点による領域抽出方法では、抽出目標の被検体での画素値分布における最頻画素値に基づいて画素値範囲を決めるので、被検体における抽出目標の画素値範囲に合致した抽出用画素値範囲をより適正に決めることが可能となる。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、画像内の抽出目標が存在している領域の一部分に部分ＲＯＩを設定し、前記部分ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出し、前記画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出することを特徴とする領域抽出方法を提供する。
上記第５の観点による領域抽出方法では、操作者が、抽出目標が存在している領域の一部分に部分ＲＯＩ（Region Of Interest）を設定すれば、その部分ＲＯＩでの画素値の平均値および標準偏差を算出するから、従来のように操作者が画像上で抽出目標の存在領域を手動で指定しなくても、被検体における抽出目標の画素値範囲に合致した抽出用画素値範囲を適正に決めることが可能となる。よって、操作者の作業を省力化できる。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、抽出目標の一般的な画素値分布に基づいて決めた画素値範囲の領域を画像から切り出す領域切出し手段と、該切出し領域の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とする領域抽出装置を提供する。
上記第６の観点による領域抽出装置では、上記第１の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、抽出目標の被検体での画素値分布に基づいて決めた画素値範囲の領域を画像から切り出す領域切出し手段と、該切出し領域の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とする領域抽出装置を提供する。
上記第７の観点による領域抽出装置では、上記第３の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、操作者が画像内にＲＯＩを設定するためのＲＯＩ設定手段と、抽出目標が存在している領域の一部分に部分ＲＯＩが設定されたら該部分ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦画素値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とする領域抽出装置を提供する。
上記第８の観点による領域抽出装置では、上記第５の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、被検体を貫くＸ線ビームの角度を変えながら収集したデータに基づいて断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置本体と、抽出目標の一般的ＣＴ値分布に基づいて決めたＣＴ値範囲の領域を前記断層画像から切り出し該切出し領域の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、前記断層画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦ＣＴ値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、被検体を貫くＸ線ビームの角度を変えながら収集したデータに基づいて断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置本体と、抽出目標の被検体でのＣＴ値分布に基づいて決めたＣＴ値範囲の領域を前記断層画像から切り出し該切出し領域の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、前記断層画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦ＣＴ値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、被検体を貫くＸ線ビームの角度を変えながら収集したデータに基づいて断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置本体と、操作者が前記断層画像内にＲＯＩを設定するためのＲＯＩ設定手段と、抽出目標が存在する領域の一部分に部分ＲＯＩが設定されたら該部分ＲＯＩ内の画素の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する演算手段と、前記断層画像内の抽出対象領域からＭean−ｋ×ＳＤ≦ＣＴ値≦Ｍean＋ｋ×ＳＤ（ｋは抽出範囲を決める係数）の領域を抽出する領域抽出手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第５の観点による領域抽出方法を好適に実施することが出来る。
【００１６】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記抽出目標が脂肪であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、腹膜内領域での体脂肪領域を抽出する作業を省力化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１８】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００を示す構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線ＣＴ装置本体１と、それに接続しているワークステーション１０とを具備して構成されている。
【００１９】
Ｘ線ＣＴ装置本体１は、操作者の指示などを受け付ける操作コンソール２と、被検体を載せて体軸方向に移動し得る撮影テーブル３と、被検体の体軸の回りにＸ線管や検出器（図示せず）などを回転させてデータを収集する走査ガントリ４とを有している。
ワークステーション１０は、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス１１と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの表示部１２とを有している。
【００２０】
図２は、図１のＸ線ＣＴ装置１００による脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、ワークステーション１０に腹部（例えば臍部や第４腰椎を貫く断層面）の断層画像を転送し、表示部１２に表示する。
【００２１】
ステップＳ２では、画像全体から脂肪ＣＴ値範囲の領域を切り出す。
脂肪ＣＴ値範囲は、図３に示す脂肪の一般的な画素値分布に基づいて予め決めたもので、例えば「０以下のＣＴ値範囲」または「−２００≦ＣＴ値≦０のＣＴ値範囲」である。
【００２２】
ステップＳ３では、上記ステップＳ２で切り出した領域の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する。
ステップＳ４では、脂肪領域抽出のための上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄを、
ｕ＝Ｍean＋ｋ×ＳＤ
ｄ＝Ｍean−ｋ×ＳＤ
により算出する。係数ｋは、脂肪領域が過不足なく抽出されるように経験的に決めた係数であり、例えばｋ＝２や，ｋ＝１.５である。
【００２３】
ステップＳ５では、操作者は、抽出対象領域を指定する。例えば、図４に示すように、ポインティングデバイス１１を用いて腹膜Ｐの内縁（太線で示す）をトレースし、腹膜内領域を指定する。
【００２４】
ステップＳ６では、抽出対象領域から上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄの間のＣＴ値範囲の領域（上記例では体脂肪領域）を抽出し、表示部１２に表示する。例えば、図５に示すように、体脂肪領域Ｚが抽出される。なお、抽出された体脂肪領域Ｚは、例えば、体脂肪面積の測定や、皮下脂肪面積に対する体脂肪面積の比（体脂肪比）の算出に利用される。
【００２５】
上記実施形態のＸ線ＣＴ装置１００によれば、断層画像Ｇ上で皮下脂肪Ｆの辺縁を操作者がいちいちトレースすることなく、体脂肪領域を抽出できる。
【００２６】
−第２の実施形態−
図６は、本発明の第２の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置による脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
ステップＴ１では、ワークステーション１０に腹部の断層画像を転送し、図７に示すように、表示部１２に表示する。Ｃは、表皮である。Ｆは、皮下脂肪である。Ｐは、腹膜である。Ｉは、臓器（軟部組織）である。Ｌは、血管である。Ｂは、背骨である。
【００２７】
ステップＴ２では、全体のＣＴ値分布すなわちＣＴ値のヒストグラム（histogram）を求める。
図８に被検体のＣＴ値分布を例示する。
この被検体のＣＴ値分布において、脂肪を含む組織は０以下のＣＴ値範囲に偏在し、軟部組織は０以上＋２００以下のＣＴ値範囲に偏在し、造影剤を注入した血管は＋２００以上＋４００以下のＣＴ値範囲に偏在し、骨は＋４００以上のＣＴ値範囲に偏在する。
【００２８】
ステップＴ３では、ＣＴ値分布から脂肪ＣＴ値範囲を決める。例えば、図８のＣＴ値分布では、脂肪組織における最頻ＣＴ値が−γなら、−２γ≦ＣＴ値≦０を脂肪ＣＴ値範囲と決める。
ステップＴ４では、画像全体から脂肪ＣＴ値範囲の領域を切り出す。
【００２９】
ステップＴ５では、上記ステップＴ４で切り出した領域の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する。
ステップＴ６では、脂肪領域抽出のための上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄを、
ｕ＝Ｍean＋ｋ×ＳＤ
ｄ＝Ｍean−ｋ×ＳＤ
により算出する。係数ｋは、脂肪領域が過不足なく抽出されるように経験的に決めた係数であり、例えばｋ＝２や，ｋ＝１.５である。
【００３０】
ステップＴ７では、操作者は、抽出対象領域を指定する。例えば、図４に示すように、ポインティングデバイス１１を用いて腹膜Ｐの内縁（太線で示す）をトレースし、腹膜内領域を指定する。
【００３１】
ステップＳ６では、抽出対象領域から上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄの間のＣＴ値範囲の領域（上記例では体脂肪領域）を抽出し、表示部１２に表示する。例えば、図５に示すように、体脂肪領域Ｚが抽出される。なお、抽出された体脂肪領域Ｚは、例えば、体脂肪面積の測定や、皮下脂肪面積に対する体脂肪面積の比（体脂肪比）の算出に利用される。
【００３２】
上記実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、断層画像Ｇ上で皮下脂肪Ｆの辺縁を操作者がいちいちトレースすることなく、体脂肪領域を抽出できる。また、被検体の実際のＣＴ値分布から脂肪ＣＴ値範囲を決めるため、一般的なＣＴ値分布から脂肪ＣＴ値範囲を決める場合よりも適切に、体脂肪領域を抽出できる。
【００３３】
−第３の実施形態−
図９は、本発明の第３の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
ステップＶ１では、ワークステーション１０に腹部の断層画像を転送し、図１０に示すように表示部１２に表示する。
【００３４】
ステップＶ２では、図１０に示すように、操作者は、ポインティングデバイス１１を用いて皮下脂肪Ｆの一部分に部分ＲＯＩ（点線で示す）を設定する。前記部分ＲＯＩの形状は、円，楕円，矩形，フリーハンドのいずれでもよい。
ステップＶ３では、部分ＲＯＩ内の平均ＣＴ値Ｍeanおよび標準偏差ＳＤを算出する。
【００３５】
ステップＶ４では、脂肪領域抽出のための上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄを、
ｕ＝Ｍean＋ｋ×ＳＤ
ｄ＝Ｍean−ｋ×ＳＤ
により算出する。係数ｋは、脂肪領域が過不足なく抽出されるように経験的に決めた係数であり、例えばｋ＝２や，ｋ＝１.５である。
【００３６】
ステップＶ６では、操作者は、抽出対象領域を指定する。例えば、図４に示すように、ポインティングデバイス１１を用いて腹膜Ｐの内縁（太線で示す）をトレースし、腹膜内領域を指定する。
【００３７】
ステップＶ７では、抽出対象領域から上限ＣＴ閾値ｕ，下限ＣＴ閾値ｄの間のＣＴ値範囲の領域（上記例では体脂肪領域）を抽出し、表示部１２に表示する。例えば、図５に示すように、体脂肪領域Ｚが抽出される。なお、抽出された体脂肪領域Ｚは、例えば、体脂肪面積の測定や、皮下脂肪面積に対する体脂肪面積の比（体脂肪比）の算出に利用される。
【００３８】
上記実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、断層画像Ｇ１上で皮下脂肪Ｆの一部分に部分ＲＯＩを設定するだけで体脂肪領域を抽出でき、皮下脂肪Ｆの辺縁をいちいちトレースする必要がなくなる。
【００３９】
−他の実施形態−
（１）最初に第１の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理（図２参照）を実行し、結果が適切でないと判断したら、第２の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理（図６参照）を実行し、結果が適切でないと判断したら、第３の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理（図９参照）を実行し、結果が適切でないと判断したら、部分ＲＯＩを広げる、という順序で各脂肪領域抽出処理を組み合わせてもよい。
【００４０】
（２）腹部以外の部位、例えば、心臓，肝臓，腎臓や大腿部における脂肪領域を抽出してもよい。
【００４１】
（３）脂肪領域抽出処理を、操作コンソール１（図１参照）上で行ってもよい。この場合には、ワークステーション１０に断層画像を転送せずに、Ｘ線ＣＴ装置本体１だけで処理を完結させ、操作コンソール１上に体脂肪領域Ｚを表示できる利点がある。
（４）操作コンソール１で得た断層画像をパソコンに転送し、該パソコン上で脂肪領域抽出処理を行ってもよい。この場合には、高価なワークステーション１０が不要となり、全体のコストを節減することが出来る。
【００４２】
（５）脂肪ＣＴ値範囲に代えて他の抽出目標（軟部組織，筋肉，骨，血管など）のＣＴ値範囲を用いれば、脂肪以外の抽出目標に対しても本発明を適用できる。
【００４３】
（６）本発明は、Ｘ線ＣＴ装置以外の医用画像診断装置、例えばＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置，ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置，ＣＲ（Computed Radiography）装置，Ｘ線撮影装置，超音波診断装置で得られた医用画像からの領域抽出にも適用できる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の領域抽出方法、領域抽出装置およびＸ線ＣＴ装置によれば、操作者が画像上で抽出目標の存在領域を手動で指定しなくても、被検体における抽出目標の画素値範囲に合致した抽出用画素値範囲を適正に決めることが可能となる。よって、操作者の作業を省力化，正確化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
【図３】一般的なＣＴ値分布を示す例示図である。
【図４】腹膜の内縁をトレースした状態を示す模式図である。
【図５】脂肪領域を抽出した状態を示す模式図である。
【図６】第２の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
【図７】断層画像の模式図である。
【図８】被検体のＣＴ値分布を示すヒストグラムである。
【図９】第３の実施形態にかかる脂肪領域抽出処理を示すフロー図である。
【図１０】皮下脂肪の一部分に部分ＲＯＩを設定した状態を示す模式図である。
【図１１】皮下脂肪の領域を指定した状態を示す模式図である。
【図１２】腹膜の内縁をトレースした状態を示す模式図である。
【図１３】脂肪領域を抽出した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線ＣＴ装置本体
２ 操作コンソール
３ 撮影テーブル
４ 走査ガントリ
１０ ワークステーション
１１ ポインティングデバイス
１２ 表示部
１００ Ｘ線ＣＴ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an area extraction method, an area extraction apparatus, and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus. More specifically, the present invention saves time and effort required to extract an area where an extraction target exists in an extraction target area of an image. The present invention relates to a region extraction method, a region extraction apparatus, and an X-ray CT apparatus that can be used.
[0002]
[Prior art]
In order to diagnose visceral obesity and the like, a method of extracting a body fat region from a tomographic image obtained by an X-ray CT apparatus by the following procedures (1) to (4) is known.
(1) As shown in FIG. 11, the operator looks at the display screen of the tomographic image G of the abdomen and uses a pointing device to use the inner edge of the epidermis C (shown by a thick line) and the outer edge of the peritoneum P (shown by a broken line). And the area of subcutaneous fat F is designated.
(2) The average CT value Mean and standard deviation SD in the area of subcutaneous fat F are calculated.
(3) As shown in FIG. 12, the operator traces the inner edge (indicated by a thick line) of the peritoneum P and designates the intraperitoneal region as the extraction target region.
(4) As shown in FIG. 13, in the intraperitoneal region, a region of Mean-2 × SD ≦ CT value ≦ Mean + 2 × SD is extracted as a body fat region Z (hatched).
[0003]
The prior art related to the extraction of fat regions is disclosed in, for example, “RADIOLOGY, Vol. 211, No. 1, Pages 283-286, April 1999. (Copyright 1999 by the Radiological Society of North America, Incorporated)”. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional body fat region extraction method described above, in order to obtain an extraction pixel value range (average CT value Mean and standard deviation SD of the fat of the subject) that matches the pixel value distribution of fat in the subject, The operation (1) described above in which the area is manually specified is necessary.
However, there has been a problem that the operation of manually specifying the subcutaneous fat F region is complicated.
Accordingly, an object of the present invention is to obtain an extraction pixel value range (average CT value Mean and standard deviation SD of the fat of the subject) on the image in accordance with the pixel value distribution of the extraction target (fat) in the subject. An object of the present invention is to provide an area extraction method, an area extraction apparatus, and an X-ray CT apparatus that can omit the work of manually specifying an extraction target existence area (subcutaneous fat F area) (the work of (1) above).
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect, the present invention cuts out an area of a pixel value range determined based on a general pixel value distribution of an extraction target from an image, and calculates an average value Mean and a standard deviation SD of the pixel values in the cut-out area. Then, a region extraction method is provided that extracts a region of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines an extraction range) from an extraction target region in an image.
In the region extraction method according to the first aspect described above, a region having a high probability that an extraction target exists is extracted using a pixel value range based on a general pixel value distribution of the extraction target, and an average of pixel values in the extracted region Since the value and the standard deviation are calculated, the operator can appropriately determine the extraction pixel value range that matches the extraction target pixel value range in the subject without manually specifying the region where the extraction target exists on the image. It becomes possible. Therefore, labor of the operator can be saved.
Since the pixel value range is determined based on the general pixel value distribution of the extraction target, the pixel value range can be determined in advance.
[0006]
In a second aspect, the present invention is the region extraction method configured as described above, wherein the pixel value range is determined by at least one of an upper limit value and a lower limit value in a general pixel value distribution of an extraction target. A region extraction method is provided.
In the region extraction method according to the second aspect, the pixel value range is determined only by the upper limit value, only by the lower limit value, or determined by a pair of the upper limit value and the lower limit value. become.
[0007]
In a third aspect, the present invention cuts out an area of a pixel value range determined based on a pixel value distribution in an extraction target subject from an image, and calculates an average value Mean and a standard deviation SD of the pixel values of the cut-out area. A region extraction method is provided that calculates and extracts a region of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines an extraction range) from an extraction target region in an image.
In the region extraction method according to the third aspect, a region having a high probability that the extraction target exists is cut out using a pixel value range based on the pixel value distribution in the subject of the extraction target, and the pixel value in the cut out region is calculated. Since the average value and standard deviation are calculated, the extraction pixel value range that matches the extraction target pixel value range in the subject can be appropriately set without the operator manually specifying the region where the extraction target exists on the image. It becomes possible to decide. Therefore, labor of the operator can be saved.
Note that the pixel value distribution in the extraction target subject may be significantly different from the general pixel value distribution of the extraction target. In this case, the region extraction method according to the third aspect is particularly useful.
[0008]
.
In a fourth aspect, the present invention provides the region extraction method having the above configuration, wherein the pixel value range is determined based on a most frequent pixel value in a pixel value distribution in a subject to be extracted. An extraction method is provided.
In the region extraction method according to the fourth aspect, since the pixel value range is determined based on the most frequent pixel value in the pixel value distribution in the extraction target subject, the extraction value that matches the extraction target pixel value range in the subject is selected. The pixel value range can be determined more appropriately.
[0009]
In a fifth aspect, the present invention sets a partial ROI in a part of an area where an extraction target exists in an image, and calculates an average value Mean and a standard deviation SD of pixel values in the partial ROI. A region extraction method is provided that extracts a region of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines an extraction range) from the extraction target region in the image.
In the region extraction method according to the fifth aspect, if the operator sets a partial ROI (Region Of Interest) in a part of the region where the extraction target exists, the average value and the standard value of the pixel values in the partial ROI Since the deviation is calculated, the extraction pixel value range that matches the extraction target pixel value range in the subject can be appropriately set without the operator manually specifying the extraction target existing area on the image as in the conventional case. It becomes possible to decide. Therefore, labor of the operator can be saved.
[0010]
In a sixth aspect, the present invention relates to a region cutout unit that cuts out an area of a pixel value range determined based on a general pixel value distribution of an extraction target from an image, an average value Mean and a standard value of pixel values of the cutout area. Computation means for calculating the deviation SD and area extraction means for extracting an area of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines the extraction range) from the extraction target area in the image. An area extraction apparatus characterized by the above is provided.
In the region extraction apparatus according to the sixth aspect, the region extraction method according to the first aspect can be suitably implemented.
[0011]
In a seventh aspect, the present invention relates to an area extracting means for extracting an area of a pixel value range determined based on a pixel value distribution in a subject to be extracted from an image, an average value Mean of pixel values of the extracted area, and Computation means for calculating the standard deviation SD and area extraction means for extracting an area of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines the extraction range) from the extraction target area in the image. An area extracting apparatus characterized by the above is provided.
In the region extracting apparatus according to the seventh aspect, the region extracting method according to the third aspect can be suitably implemented.
[0012]
In an eighth aspect, the present invention relates to ROI setting means for an operator to set an ROI in an image, and when a partial ROI is set in a part of a region where an extraction target exists, pixels in the partial ROI And calculating means for calculating the mean value and standard deviation SD of the pixel values, and extracting a region of Mean-k × SD ≦ pixel value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines the extraction range) from the extraction target region in the image An area extracting apparatus is provided that includes an area extracting unit that performs the above process.
In the region extracting apparatus according to the eighth aspect, the region extracting method according to the fifth aspect can be suitably implemented.
[0013]
In a ninth aspect, the present invention is based on an X-ray CT apparatus main body that generates a tomographic image based on data collected while changing the angle of an X-ray beam penetrating a subject, and a general CT value distribution of an extraction target. The CT value range determined in this way is cut out from the tomographic image to calculate the average CT value Mean and standard deviation SD of the cut out region, and Mean-k × SD ≦ CT value from the extraction target region in the tomographic image There is provided an X-ray CT apparatus comprising an area extracting means for extracting an area of ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient for determining an extraction range).
In the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect, the region extraction method according to the first aspect can be suitably implemented.
[0014]
In a tenth aspect, the present invention relates to an X-ray CT apparatus main body that generates a tomographic image based on data collected while changing the angle of an X-ray beam penetrating the subject, and a CT value distribution in the subject to be extracted. A CT value range determined based on the tomographic image is cut out from the tomographic image to calculate the average CT value Mean and standard deviation SD of the extracted region, and Mean-k × SD ≦ from the extraction target region in the tomographic image There is provided an X-ray CT apparatus comprising a region extracting means for extracting a region of CT value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines an extraction range).
In the X-ray CT apparatus according to the tenth aspect, the region extraction method according to the third aspect can be suitably implemented.
[0015]
In an eleventh aspect, the present invention relates to an X-ray CT apparatus main body that generates a tomographic image based on data collected while changing an angle of an X-ray beam penetrating a subject, and an operator adds an ROI in the tomographic image. ROI setting means for setting, calculation means for calculating the average CT value Mean and standard deviation SD of pixels in the partial ROI when the partial ROI is set in a part of the region where the extraction target exists, and in the tomographic image An X-ray CT apparatus comprising: a region extracting unit that extracts a region of Mean-k × SD ≦ CT value ≦ Mean + k × SD (k is a coefficient that determines an extraction range) .
In the X-ray CT apparatus according to the eleventh aspect, the region extraction method according to the fifth aspect can be suitably implemented.
[0016]
In a twelfth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus characterized in that, in the X-ray CT apparatus configured as described above, the extraction target is fat.
In the X-ray CT apparatus according to the twelfth aspect, the work of extracting the body fat region in the intraperitoneal region can be saved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
[0018]
-First embodiment-
FIG. 1 is a configuration diagram showing an
The
[0019]
The X-ray CT apparatus
The
[0020]
FIG. 2 is a flowchart showing fat region extraction processing by the
In step S <b> 1, a tomographic image of the abdomen (for example, a tomographic plane passing through the umbilicus or the fourth lumbar vertebra) is transferred to the
[0021]
In step S2, a fat CT value range region is cut out from the entire image.
The fat CT value range is determined in advance based on the general pixel value distribution of fat shown in FIG. 3, for example, “CT value range of 0 or less” or “CT value range of −200 ≦ CT value ≦ 0”. It is.
[0022]
In step S3, the average CT value Mean and standard deviation SD of the area cut out in step S2 are calculated.
In step S4, an upper limit CT threshold value u and a lower limit CT threshold value d for fat region extraction are set as follows:
u = Mean + k × SD
d = Mean-k × SD
Calculated by The coefficient k is a coefficient determined empirically so that fat regions are extracted without excess or deficiency, and for example, k = 2 or k = 1.5.
[0023]
In step S5, the operator designates an extraction target area. For example, as shown in FIG. 4, the inner edge (indicated by a thick line) of the peritoneum P is traced using the pointing device 11 to designate an intraperitoneal region.
[0024]
In step S <b> 6, a CT value range region between the upper limit CT threshold value u and the lower limit CT threshold value d (the body fat region in the above example) is extracted from the extraction target region and displayed on the display unit 12. For example, as shown in FIG. 5, a body fat region Z is extracted. The extracted body fat region Z is used for, for example, measurement of the body fat area and calculation of the ratio of the body fat area to the subcutaneous fat area (body fat ratio).
[0025]
According to the
[0026]
-Second Embodiment-
FIG. 6 is a flowchart showing fat region extraction processing by the X-ray CT apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In step T1, the abdominal tomographic image is transferred to the
[0027]
In step T2, an overall CT value distribution, that is, a histogram of CT values is obtained.
FIG. 8 illustrates the CT value distribution of the subject.
In this CT value distribution of the subject, fat-containing tissue is unevenly distributed in a CT value range of 0 or less, soft tissue is unevenly distributed in a CT value range of 0 or more and +200 or less, and blood vessels infused with a contrast medium are +200 or more and +400 or less. The CT value range is unevenly distributed, and the bone is unevenly distributed in a CT value range of +400 or more.
[0028]
In step T3, a fat CT value range is determined from the CT value distribution. For example, in the CT value distribution of FIG. 8, if the most frequent CT value in the fat tissue is −γ, −2γ ≦ CT value ≦ 0 is determined as the fat CT value range.
In step T4, a region of the fat CT value range is cut out from the entire image.
[0029]
In step T5, the average CT value Mean and standard deviation SD of the area cut out in step T4 are calculated.
In step T6, an upper limit CT threshold u and a lower limit CT threshold d for fat region extraction are set as follows:
u = Mean + k × SD
d = Mean-k × SD
Calculated by The coefficient k is a coefficient determined empirically so that fat regions are extracted without excess or deficiency, and for example, k = 2 or k = 1.5.
[0030]
In step T7, the operator designates an extraction target area. For example, as shown in FIG. 4, the inner edge (indicated by a thick line) of the peritoneum P is traced using the pointing device 11 to designate an intraperitoneal region.
[0031]
In step S <b> 6, a CT value range region between the upper limit CT threshold value u and the lower limit CT threshold value d (the body fat region in the above example) is extracted from the extraction target region and displayed on the display unit 12. For example, as shown in FIG. 5, a body fat region Z is extracted. The extracted body fat region Z is used for, for example, measurement of the body fat area and calculation of the ratio of the body fat area to the subcutaneous fat area (body fat ratio).
[0032]
According to the X-ray CT apparatus of the above embodiment, the body fat region can be extracted without the operator tracing the edge of the subcutaneous fat F on the tomographic image G one by one. Further, since the fat CT value range is determined from the actual CT value distribution of the subject, the body fat region can be extracted more appropriately than when the fat CT value range is determined from the general CT value distribution.
[0033]
-Third embodiment-
FIG. 9 is a flowchart showing fat region extraction processing of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In step V1, an abdominal tomographic image is transferred to the
[0034]
In step V <b> 2, as shown in FIG. 10, the operator sets a partial ROI (indicated by a dotted line) on a part of the subcutaneous fat F using the pointing device 11. The shape of the partial ROI may be any of a circle, an ellipse, a rectangle, and freehand.
In step V3, an average CT value Mean and standard deviation SD in the partial ROI are calculated.
[0035]
In step V4, an upper limit CT threshold u and a lower limit CT threshold d for fat region extraction are set as follows:
u = Mean + k × SD
d = Mean-k × SD
Calculated by The coefficient k is a coefficient determined empirically so that fat regions are extracted without excess or deficiency, and for example, k = 2 or k = 1.5.
[0036]
In step V6, the operator designates an extraction target area. For example, as shown in FIG. 4, the inner edge (indicated by a thick line) of the peritoneum P is traced using the pointing device 11 to designate an intraperitoneal region.
[0037]
In step V7, a region of the CT value range between the upper limit CT threshold value u and the lower limit CT threshold value d (body fat region in the above example) is extracted from the extraction target region and displayed on the display unit 12. For example, as shown in FIG. 5, a body fat region Z is extracted. The extracted body fat region Z is used for, for example, measurement of the body fat area and calculation of the ratio of the body fat area to the subcutaneous fat area (body fat ratio).
[0038]
According to the X-ray CT apparatus of the above embodiment, a body fat region can be extracted by simply setting a partial ROI on a part of the subcutaneous fat F on the tomographic image G1, and it is not necessary to trace the edge of the subcutaneous fat F one by one. .
[0039]
-Other embodiments-
(1) First, the fat region extraction processing (see FIG. 2) according to the first embodiment is executed, and if it is determined that the result is not appropriate, the fat region extraction processing (see FIG. 6) according to the second embodiment is performed. If it is determined that the result is not appropriate, the fat region extraction processing (see FIG. 9) according to the third embodiment is executed, and if the result is not appropriate, the partial ROI is expanded in the order of increasing the partial ROI. You may combine an extraction process.
[0040]
(2) You may extract the fat area | region in parts other than an abdomen, for example, a heart, a liver, a kidney, and a thigh.
[0041]
(3) The fat region extraction process may be performed on the operation console 1 (see FIG. 1). In this case, there is an advantage that the processing can be completed only by the X-ray CT apparatus
(4) The tomographic image obtained by the
[0042]
(5) If the CT value range of another extraction target (soft tissue, muscle, bone, blood vessel, etc.) is used instead of the fat CT value range, the present invention can be applied to an extraction target other than fat.
[0043]
(6) The present invention relates to a medical image diagnostic apparatus other than an X-ray CT apparatus, such as an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, a PET (Positron Emission computed Tomography) apparatus, a CR (Computed Radiography) apparatus, an X-ray imaging apparatus, and an ultrasonic wave. The present invention can also be applied to region extraction from medical images obtained by a diagnostic apparatus.
[0044]
【Effect of the invention】
According to the region extraction method, the region extraction device, and the X-ray CT apparatus of the present invention, even if the operator does not manually specify the region where the extraction target exists on the image, it matches the pixel value range of the extraction target in the subject. The extracted pixel value range can be appropriately determined. Thus, the operator's work can be saved and accurate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an X-ray CT apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing fat region extraction processing according to the first embodiment.
FIG. 3 is an exemplary diagram showing a general CT value distribution;
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the inner edge of the peritoneum is traced.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where fat regions are extracted.
FIG. 6 is a flowchart showing fat region extraction processing according to the second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of a tomographic image.
FIG. 8 is a histogram showing a CT value distribution of a subject.
FIG. 9 is a flowchart showing fat region extraction processing according to the third embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a partial ROI is set for a part of subcutaneous fat.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which a subcutaneous fat region is designated.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which the inner edge of the peritoneum is traced.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a state where fat regions are extracted.
[Explanation of symbols]
1 X-ray
Claims (18)
特定された前記複数画素のＣＴ値に基づいて、前記抽出目標の画素を特定するための条件を決定する手段と、
決定された前記条件を用いて、前記画像内の所定領域から抽出目標画素を特定する手段とを具備したことを特徴とする領域抽出装置。Means for identifying a plurality of pixels based on threshold processing using a threshold value based on a pixel value range for extracting the extraction target for the entire image of the subject including the extraction target and other components;
Means for determining a condition for specifying the extraction target pixel based on the specified CT values of the plurality of pixels;
An area extracting apparatus comprising: means for specifying an extraction target pixel from a predetermined area in the image using the determined condition.
請求項９から請求項１７のいずれか一項に記載の領域抽出装置と
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。An X-ray CT apparatus main body for generating a tomographic image based on data collected while changing the angle of the X-ray beam penetrating the subject;
An X-ray CT apparatus comprising the region extraction apparatus according to claim 9.
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