JP5203952B2 - コンピュータトモグラフィーコロノグラフィー画像のデジタルデジタル洗浄用の構造解析システム、方法、ソフトウェア構成及びコンピュータがアクセス可能な媒体 - Google Patents
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Description
(関連出願の相互参照)
(連邦政府支援の生命)
はスケールiとi−1における湾曲値の差分を表し、Biは各スケールで湾曲値の差分に重みを与えるスケールに従属する関数である。
ボクセルxにおける局所的な等値面湾曲度は(2)式で定義できる:
と
とはそれぞれ、スケールσにおける最大主曲率および最小主曲率である(J.J.Koenderink,Solid Shape、Cambridge、Massachusetts:MITPress,1990;and G.Lohmann、Volumetric image analysis、John Wiley&Son Ltd.,1998に記載)。この湾曲度CVσ は、ステップ615bにおいて、例えばスケールを0(σ0)からスケールn(σn)まで増大変化させながら画像のフィルタリングを行い、次いで各スケールiにおいてその画像に対してサイズがσiの第一および第二の微分フィルタを適用して算出できる。ステップ620bにおいて、標識化部分と管腔との間の軟組織を、上記に記載の情報を用いて強調できる。
特徴の形態的分類
∇I = (Ix’Iy’Iz)
で表される。
形状ベース速度関数
面S上のポイントの群はφによって以下のように写像できる:
S={x|φ(x)=k} (7)
ここでkは任意のスカラー値(ゼロのレベルセットに対してはゼロ)である。
φ(x,t+Δt)=φ(x,t)+ΔtF|∇φ| (9)
アップ−ワインド・スキーム(その全ての開示内容を本明細書の一部として援用する、Osher et al.,“Fronts Propagating with Curvature−Dependent Speed:Algorithms Based on Hamilton−Jacobi Formations”(曲率従属性速度で伝播する前線:ハミルトン−ヤコブ公式に基づいたアルゴリズム)、Journal of Computational Physics,79,pp.12−49を参照)を用いて、上記方程式(9)のPDEの一次差分を近似して、有限前進差分に付随する行き過ぎを回避してもよい。
F(x)=sign(x)・α・|x|n (10)
ここでαはスカラー量、sign(x)は符号関数、nは速度の平滑性を制御するファクタで、例えばn=2又は3、およびxは方程式(11)で与えられる正規化された差分である:
動的ヒストグラム解析
実験結果
Claims (55)
- 仮想的な大腸内視鏡検査時に取得された患者の画像情報の電子的洗浄を提供する方法であって、画像を処理するための処理部が、
(a)患者の少なくとも一つの関心領域の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を生成するステップであって、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含むステップと、
(b)解剖学的特徴を分類するために、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の一以上の形態的特徴を分類するステップと、
(c)前記画像情報の電子的洗浄を提供するために、形態的分類に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去の少なくとも一つを行って情報を画像化するステップと、を含む方法。 - 患者の大腸主要部の前記腸内容物は、患者が造影剤を摂取することによってタグ付けされたものである、請求項1記載の方法。
- 前記処理部が、前記少なくとも一つのコログラフィー画像を背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記処理部が、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に分類するステップをさらに含む、請求項3記載の方法。
- 構造解析ステップは、前記処理部が、ヘッセ演算子を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の前記少なくとも一つの関心領域に適用するステップを含む、請求項1記載の方法。
- 前記処理部が、前記ヘッセ演算子の固有値および固有ベクトルを決定するステップをさらに含む、請求項5記載の方法。
- 前記処理部が、前記少なくとも一つの関心領域の一以上の形態的特徴に対応する一以上の固有値署名を定義するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
- 前記処理部が、前記少なくとも一つの関心領域の一以上の襞を強調するステップをさらに含み、襞は前記一以上の固有値署名の一つで定義される、請求項7記載の方法。
- 前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像のタグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、前記処理部が、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像に形状ベース速度関数を適用するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記形状ベース速度関数が、形態的分類に基づく閾値化速度関数を含む、請求項9記載の方法。
- 前記形状ベース速度関数が、閾値と範囲を含む、請求項10記載の方法。
- 前記閾値と前記範囲は、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の動的ヒストグラム解析を実行することによって、算出される、請求項11記載の方法。
- 前記処理部が、前記ステップ(c)を実行した後、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜を再構築するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 仮想的な大腸内視鏡検査時に取得された患者の画像情報の電子的洗浄を提供するシステムであって、
患者の少なくとも一つの関心領域の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を生成し、
解剖学的特徴を分類するために、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の一以上の形態的特徴を分類し、
前記画像情報の電子的洗浄を提供するために、形態的分類に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去の少なくとも一つを行って情報を画像化するように構成された処理部を備え、
前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含む、システム。 - さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像を蓄積するように構成された画像データベースをさらに備える、請求項14記載のシステム。
- 前記処理部と相互作用するように構成されたユーザインタフェースをさらに備える、請求項14記載のシステム。
- ポリープを定義するように構成された自動ポリープ検出処理部をさらに備える、請求項14記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像を、背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割するように構成された、請求項14記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に分類するように構成された、請求項18記載のシステム。
- 前記形態的特徴を、ヘッセ演算子を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の前記少なくとも一つの関心領域に適用して、分類する、請求項14記載のシステム。
- 前記ヘッセ演算子が、固有値の群と対応する固有ベクトルの群を含む、請求項20記載のシステム。
- 前記固有値の群が、前記少なくとも一つの関心領域の一以上の形態的特徴に対応する一以上の固有値署名を含む、請求項21記載のシステム。
- 前記一以上の固有値署名の一つが襞に対応する、請求項22記載のシステム。
- 前記襞を前記関心領域内で強調する、請求項23記載のシステム。
- 前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像のタグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像に形状ベース速度関数を適用するように構成された、請求項14記載のシステム。
- 前記形状ベース速度関数が、形態的分類に基づく閾値化速度関数を含む、請求項25記載のシステム。
- 前記形状ベース速度関数が、閾値と範囲を含む、請求項25記載のシステム。
- 前記閾値と前記範囲が、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像に動的ヒストグラム解析を実行することによって決定される、請求項27記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去を行った後、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜の再構築を実行するようにさらに構成された、請求項14記載のシステム。
- 仮想的な大腸内視鏡検査時に取得された患者の画像情報の電子的洗浄を提供する方法であって、画像を処理するための処理部が、
(a)患者の少なくとも一つの関心領域の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を生成するステップであって、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含むステップと、
(b)前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の前記タグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、形状ベース速度関数を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の少なくとも一部分に適用するステップと、
(c)前記画像情報の電子的洗浄を提供するために、前記形状ベース速度関数の適用に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去の少なくとも一つを行うステップと、を含む方法。 - 前記処理部が、前記少なくとも一つのコログラフィー画像を背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割するステップをさらに含む、請求項30記載の方法。
- 前記処理部が、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に分類するステップをさらに含む、請求項31記載の方法。
- 前記処理部が、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の形態的特徴を分類するステップをさらに含む、請求項30記載の方法。
- 前記形状ベース速度関数が、形態的分類に基づく閾値化速度関数を含む、請求項33記載の方法。
- 前記形状ベース速度関数が、閾値と範囲を含む、請求項34記載の方法。
- 前記閾値と前記範囲は、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の動的ヒストグラム解析を実行することによって、決定される、請求項35記載の方法。
- 前記ステップ(c)を実行した後、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の患者の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜を再構築するステップをさらに含む、請求項30記載の方法。
- 仮想的な大腸内視鏡検査時に取得された患者の画像情報の電子的洗浄を提供するシステムであって、
患者の少なくとも一つの関心領域の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を生成し、
前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の前記タグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、形状ベース速度関数を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の少なくとも一部分に適用するように構成された処理部を備え、
前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含み、前記処理部はさらに、
前記画像情報の電子的洗浄を提供するために、前記形状ベース速度関数の適用に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去の少なくとも一つを行うように構成された、システム。 - 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコログラフィー画像を背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割するように構成された、請求項38記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に分類するように構成された、請求項39記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、解剖学的特徴を分類するために、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の形態的特徴を分類するように構成された、請求項38記載のシステム。
- 前記形状ベース速度関数が、形態的分類に基づく閾値化速度関数を含む、請求項41記載のシステム。
- 前記形状ベース速度関数が、閾値と範囲を含む、請求項42記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像に動的ヒストグラム解析を実行することによって、前記閾値と前記範囲を決定するように構成された、請求項43記載のシステム。
- 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去を行った後、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の患者の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜の再構築を実行するように構成された、請求項38記載のシステム。
- 患者の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を電子的に洗浄する、コンピュータに実行させるプログラムであって、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含み、該コンピュータは、
前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の前記タグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、処理部によって実行される、形状ベース速度関数を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の少なくとも一部分に適用する第1のモジュールと、
前記画像情報を電子的洗浄するために、前記処理部によって実行される、前記形状ベース速度関数の適用に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算又は除去の少なくとも一つを実行する第2のモジュールと、を含む、プログラム。 - 前記コンピュータは、前記処理部によって実行される、前記少なくとも一つのコログラフィー画像を背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割する、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の初期分割を実行する第3のモジュールをさらに含む、請求項46記載のプログラム。
- 前記処理部によって実行される、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に初期分類する第4のモジュールをさらに含む、請求項47記載のプログラム。
- 解剖学的特徴を分類するために、前記処理部によって実行される、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の形態的特徴を分類する第5のモジュールをさらに含む、請求項46記載のプログラム。
- 前記処理部によって実行される、患者の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜の再構築を実行する第6のモジュールをさらに含む、請求項46記載のプログラム。
- 患者の少なくとも一つのコロノグラフィー画像を電子的に洗浄する命令群を含む、コンピュータがアクセス可能な記録媒体であって、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像が患者の大腸主要部の少なくとも一部のタグ付けされた腸内容物を含み、
処理部は前記命令群を実行すると、
前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像のタグ付けされた腸内容物に対応する領域の境界を定義するために、形状ベース速度関数を前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像に適用し、
前記画像情報を電子的洗浄するために、形態的分類と前記形状ベース速度関数の適用に基づいて、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像からタグ付けされた腸内容物の減算及び除去の少なくとも一つを実行するためのプログラムを記録したコンピュータがアクセス可能な記録媒体。 - 前記処理部が、さらに、前記少なくとも一つのコログラフィー画像を背景、結腸管腔、結腸壁、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む領域に分割する、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の初期分割を実行するためのプログラムを記録した、請求項51記載のコンピュータがアクセス可能な記録媒体。
- 前記処理部が、さらに、前記領域を、空気、軟組織、タグ付けされた腸内容物領域の少なくとも一つを含む物質に初期分類するためのプログラムを記録した、請求項52記載のコンピュータがアクセス可能な記録媒体。
- 前記処理部が、さらに、解剖学的特徴を分類するために、前記少なくとも一つのコロノグラフィー画像の形態的特徴を分類するためのプログラムを記録した、請求項51記載のコンピュータがアクセス可能な記録媒体。
- 前記処理部が、さらに、患者の大腸主要部の少なくとも一部の粘膜の再構築を実行ためのプログラムを記録した、請求項51記載のコンピュータがアクセス可能な記録媒体。
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