JP5188741B2 - 対象領域の軟部組織における化学的異常および/または特異性の検出方法および装置 - Google Patents
対象領域の軟部組織における化学的異常および/または特異性の検出方法および装置 Download PDFInfo
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Description
対象領域の少なくとも1つの関心断層のボクセルのうち、2つの画像データセットの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にあるボクセルの少なくとも一部について、
2つのX線スペクトル分布におけるX線減弱値を互いにプロットした線図において、ボクセルの2つのX線減弱値から、または、それぞれの画像データセット内でボクセルの周りの予め定められたボリューム内でボクセルのX線減弱値を平均化することによって得られる2つの平均X線減弱値から、ボクセルの1つのデータ点を決定するステップ、
ボクセルのデータ点と、線図内で予め定められた純脂肪データ点と予め定められた純軟部組織データ点とを接続する接続直線との垂直距離uを計算するステップ、
この距離uが予め定められた距離閾値を上まわると、ボクセルをマーキングして強調表示するステップ、
が少なくとも実行されることによって解決される。
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域が設定され、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルが選択され、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値が計算され、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点が決定され、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線との垂直距離が計算される(請求項2)。
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域が設定され、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルが選択され、
ボリューム領域内で選択されたボクセルの数が決定されかつ当該数の予め定められた閾値と比較され、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値が計算され、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点が決定され、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線との垂直距離が計算され、
平均X線減弱値を計算するステップおよび上述した方法の他のステップは、選択されたボクセルの数が当該数の予め定められた閾値を上まわっているボクセルにおいてのみ実行される(請求項3)。
軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にあることが定められる(請求項4)。
軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの複合減弱値xmが軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にあることが定められ、
複合減弱値が次の計算規則
xm=(x1−m・x2)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、1−xf、1)/(xg、2−xf、2)
(x1、x2は2つの異なるX線スペクトル分布におけるボクセルの2つのX線減弱値、xfはそれぞれのスペクトル分布における純脂肪の減弱値、xgはそれぞれのスペクトル分布における純軟部組織の減弱値、qは2つの画像データセットの画像の画像ノイズ比である)
から得られる(請求項5)。
画像ノイズ比qが前処理ステップにおいて2つの画像データセットからまたは予め記録されたトポグラムから決定される(請求項6)。
軟骨および/または結合組織を検出するための予め定められた距離閾値がボクセルの2つのX線減弱値の平均値で目盛付けされている(請求項7)。
血腫を検出するための予め定められた距離閾値が一定値である(請求項8)。
強調表示は、対象領域の画像内において、予め定められた距離閾値を上まわる距離uを有するボクセルの孤立表示によって、またはこれらのボクセルのカラー表示によって行われる(請求項9)。
対象領域の少なくとも1つの関心断層の各ボクセルについて2つの画像データセットの2つのX線減弱値の平均値を決定する決定モジュールとを備え、
決定モジュールは、その平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、
2つのX線スペクトル分布におけるX線減弱値を互いにプロットした線図において、ボクセルの2つのX線減弱値から、または、それぞれの画像データセット内でボクセルの周りの予め定められたボリューム内でボクセルのX線減弱値を平均化することによって得られる2つの平均X線減弱値から、ボクセルの1つのデータ点を決定するステップ、
ボクセルのデータ点と、線図内で予め定められた純脂肪データ点と予め定められた純軟部組織データ点とを接続する接続直線との垂直距離uを計算するステップ、
この距離uが予め定められた距離閾値を上まわると、ボクセルをマーキングして強調表示するステップ、
を少なくとも実行することによって解決される。
決定モジュールは、
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域を決定し、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルを選択し、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値を計算し、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点を決定し、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線との垂直距離を計算する(請求項11)。
決定モジュールは、
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域を決定し、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルを選択し、
ボリューム領域内で選択されたボクセルの数を決定しかつ当該数の予め定められた閾値と比較し、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値を計算し、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点を決定し、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線との垂直距離を計算し、
平均X線減弱値を計算するステップと本発明による他のステップとを、選択されたボクセルの数が当該数の予め定められた閾値を上まわっているボクセルにおいてのみ実行する(請求項12)。
軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にあることが定められる(請求項13)。
軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの複合減弱値xmが軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にあることが定められ、
複合減弱値が次の計算規則
xm=(x1−m・x2)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、1−xf、1)/(xg、2−xf、2)
(x1、x2は2つの異なるX線スペクトル分布におけるボクセルの2つのX線減弱値、xfはそれぞれのスペクトル分布における純脂肪の減弱値、xgはそれぞれのスペクトル分布における純軟部組織の減弱値、qは2つの画像データセットの画像の画像ノイズ比である)
から得られる(請求項14)。
xm=(x1−m・x2)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、1−xf、1)/(xg、2−xf、2)
x1、x2は2つの異なるX線スペクトル分布におけるX線減弱値、例えばHU値(HU:ハウンズフィールド単位)、xfはそれぞれのX線エネルギーにおける純脂肪のX線減弱値、xgはそれぞれのX線エネルギーにおける純軟部組織のX線減弱値である。qは2つのコンピュータ断層撮影画像の画像ノイズ比である。この画像ノイズ比qはq=dx1/dx2から得られる。なお、dx1,dx2はX線減弱値x1、x2を表す統計誤差すなわち標準偏差である。次に三次元ボリューム領域内でのボクセルの選択はこの複合X線減弱値xmに基づいて行われる。この複合X線減弱値xmが軟部組織を表わす予め定められた値範囲内にある全てのボクセルが選択される。画像ノイズ比qに依存した重み付け平均値を表す複合X線減弱値を基にしたこの手法によって、間隔限界の近傍において画像ノイズに起因した誤選択の危険は著しく低下し、信頼できる結果が達成される。2つの画像データセットのこのために必要な画像ノイズ比qは、使用されたコンピュータ断層撮影装置にとって既に既知であり、または2つの画像データセットから予め求めることができ、または別の画像データセット、例えば予め取得したトポグラムから求めることもできる。
図1は本発明による方法を実行する際の方法経過の例を示す。
図2はデータ点と接続直線との垂直距離を決定するためのHU値線図の例を示す。
xm=(x80−m・x140)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、80−xf、80)/(xg、140−xf、140)
これとは異なり、用語「平均HU値」は80kVでのHU値x80と140kVでのHU値x140との算術平均として計算される。
y=(x1・u)/su
x1は検討されたボクセルの局部的平均HU値、suは任意の目盛倍率であり、数個のHUとすることができる。この重み付け変量yは例えば軟骨のような局部的密度変化を比較的高い空間分解能で示す。
パラメータ 意味
xmin 軟骨/軟部組織ボクセルの下側閾(HU)
xmax 軟骨/軟部組織ボクセルの上側閾(HU)
s 検討されたボリュームの半径
nmin 選択されたボクセルの最少数
xg、80 80kVでの軟部組織のHU値
xg、140 140kVでの軟部組織のHU値
xf、80 80kVでの軟部組織のHU値
xf、140 140kVでの脂肪のHU値
su 変量yのスケーリング
2 接続直線
Claims (14)
- 対象領域の2つのコンピュータ断層撮影画像が異なるX線スペクトル分布において記録され、2つのコンピュータ断層撮影画像の生データから対象領域の2つの画像データセットが再構成され、2つの画像データセットがそれぞれのX線スペクトル分布において対象領域のボクセルのX線減弱値を含む、対象領域の軟部組織における化学的異常および/または特異性の自動検出方法において、
対象領域の少なくとも1つの関心断層のボクセルのうち、2つの画像データセットの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にあるボクセルの少なくとも一部について、
2つのX線スペクトル分布におけるX線減弱値を互いにプロットした線図において、ボクセルの2つのX線減弱値から、または、それぞれの画像データセット内でボクセルの周りの予め定められたボリューム内でボクセルのX線減弱値を平均化することによって得られる2つの平均X線減弱値から、ボクセルの1つのデータ点を決定するステップ、
ボクセルのデータ点と、線図内で予め定められた純脂肪データ点と予め定められた純軟部組織データ点とを接続する接続直線(2)との垂直距離uを計算するステップ、
この距離uが予め定められた距離閾値を上まわると、ボクセルをマーキングして強調表示するステップ、
が少なくとも実行されることを特徴とする対象領域の軟部組織における化学的異常および/または特異性の自動検出方法。 - 2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域が設定され、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルが選択され、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値が計算され、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点が決定され、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線(2)との垂直距離が計算されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域が設定され、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルが選択され、
ボリューム領域内で選択されたボクセルの数が決定されかつ当該数の予め定められた閾値と比較され、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値が計算され、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点が決定され、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線(2)との垂直距離が計算され、
平均X線減弱値を計算するステップおよび請求項1の他のステップは、選択されたボクセルの数が当該数の予め定められた閾値を上まわっているボクセルにおいてのみ実行されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にあることが定められることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
- 軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの複合減弱値xmが軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にあることが定められ、
複合減弱値が次の計算規則
xm=(x1−m・x2)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、1−xf、1)/(xg、2−xf、2)
(x1、x2は2つの異なるX線スペクトル分布におけるボクセルの2つのX線減弱値、xfはそれぞれのスペクトル分布における純脂肪の減弱値、xgはそれぞれのスペクトル分布における純軟部組織の減弱値、qは2つの画像データセットの画像の画像ノイズ比である)
から得られることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。 - 画像ノイズ比qが前処理ステップにおいて2つの画像データセットからまたは予め記録されたトポグラムから決定されることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 軟骨および/または結合組織を検出するための予め定められた距離閾値がボクセルの2つのX線減弱値の平均値で目盛付けされていることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の方法。
- 血腫を検出するための予め定められた距離閾値が一定値であることを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の方法。
- 強調表示は、対象領域の画像内において、予め定められた距離閾値を上まわる距離uを有するボクセルの孤立表示によって、またはこれらのボクセルのカラー表示によって行われることを特徴とする請求項1乃至8の1つに記載の方法。
- 異なるX線スペクトル分布において対象領域の2つのコンピュータ断層撮影画像から得られかつそれぞれのX線スペクトル分布において対象領域のボクセルのX線減弱値を含む対象領域の2つの画像データセットを記憶するための記憶ユニットと、
対象領域の少なくとも1つの関心断層の各ボクセルについて2つの画像データセットの2つのX線減弱値の平均値を決定する決定モジュールとを備え、
決定モジュールは、その平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、
2つのX線スペクトル分布におけるX線減弱値を互いにプロットした線図において、ボクセルの2つのX線減弱値から、または、それぞれの画像データセット内でボクセルの周りの予め定められたボリューム内でボクセルのX線減弱値を平均化することによって得られる2つの平均X線減弱値から、ボクセルの1つのデータ点を決定するステップ、
ボクセルのデータ点と、線図内で予め定められた純脂肪データ点と予め定められた純軟部組織データ点とを接続する接続直線(2)との垂直距離uを計算するステップ、
この距離uが予め定められた距離閾値を上まわると、ボクセルをマーキングして強調表示するステップ、
を少なくとも実行することを特徴とする対象領域の軟部組織における化学的異常および/または特異性の自動検出装置。 - 決定モジュールは、
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域を決定し、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルを選択し、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値を計算し、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点を決定し、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線(2)との垂直距離を計算する
ことを特徴とする請求項10記載の装置。 - 決定モジュールは、
2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にある各ボクセルについて、先ず、ボクセルの周りに予め定められた広がりを有する三次元ボリューム領域を決定し、
このボリューム領域内で、軟部組織を表わす予め定められた基準を満たすX線減弱値を有する全てのボクセルを選択し、
ボリューム領域内で選択されたボクセルの数を決定しかつ当該数の予め定められた閾値と比較し、
各画像データセットについて別々に、選択されたボクセルの平均減弱値を計算し、2つの平均X線減弱値からボクセルのデータ点を決定し、引続いてこのボクセルのデータ点と接続直線(2)との垂直距離を計算し、
平均X線減弱値を計算するステップと請求項10の他のステップとを、選択されたボクセルの数が当該数の予め定められた閾値を上まわっているボクセルにおいてのみ実行することを特徴とする請求項10記載の装置。 - 軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの2つのX線減弱値の平均値が軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にあることが定められることを特徴とする請求項11又は12記載の装置。
- 軟部組織を表わす予め定められた基準として、ボクセルの複合減弱値xmが軟部組織を表わす予め定められた値範囲(1)内にあることが定められ、
複合減弱値が次の計算規則
xm=(x1−m・x2)/(1−m)
m=−(q2/r)
r=(xg、1−xf、1)/(xg、2−xf、2)
(x1、x2は2つの異なるX線スペクトル分布におけるボクセルの2つのX線減弱値、xfはそれぞれのスペクトル分布における純脂肪の減弱値、xgはそれぞれのスペクトル分布における純軟部組織の減弱値、qは2つの画像データセットの画像の画像ノイズ比である)
から得られることを特徴とする請求項11又は12記載の装置。
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