JP5242235B2 - MRI diagnostic imaging apparatus and MR image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、被検体内の原子核スピンの磁気共鳴現象を利用したMRI(磁気共鳴イメージング)画像診断装置およびMR画像形成方法に関する。さらに詳しくは、被検体に造影剤を投与することなく、血管の画像を提供することができるMRI画像診断装置およびMR画像形成方法に関する。 The present invention relates to an MRI (magnetic resonance imaging) diagnostic imaging apparatus and an MR image forming method using a magnetic resonance phenomenon of a nuclear spin in a subject. More particularly, the present invention relates to an MRI diagnostic imaging apparatus and an MR image forming method capable of providing a blood vessel image without administering a contrast medium to a subject.
血管の画像診断に、ヨード造影剤を用いたX線撮像径のX線アンギオ装置、或いはMRI(磁気共鳴イメージング)画像診断装置、CT画像診断装置、又は超音波画像診断装置など種々の医用画像診断装置(モダリティ)が用いられている。血管を対象部位とする診断及び治療に際し、血管画像と脳実質や骨などの撮像画像を組み合わせて表示する治療計画及び治療支援が広く一般的に行われている。そして、そのような治療計画や治療支援などでは、上述のような様々なモダリティの画像やそれら複数のモダリティの合成画像が使用されている。特に、上述のモダリティの中でもMRI画像診断装置は、優れた空間分解能を持ち、非侵襲な撮像方式であり、血管の画像診断に用いられることが多い。 Various medical image diagnosis such as an X-ray angiography device with an X-ray imaging diameter using an iodine contrast medium, an MRI (magnetic resonance imaging) image diagnosis device, a CT image diagnosis device, or an ultrasonic image diagnosis device for blood vessel image diagnosis A device (modality) is used. In diagnosis and treatment for blood vessels as a target site, treatment plans and treatment support for displaying blood vessel images in combination with captured images such as brain parenchyma and bone are widely and generally performed. In such a treatment plan and treatment support, images of various modalities as described above and composite images of these modalities are used. In particular, among the modalities described above, the MRI image diagnostic apparatus has a superior spatial resolution and is a non-invasive imaging method and is often used for blood vessel image diagnosis.
このMRI画像診断装置は、核磁気共鳴(NMR)現象を利用して、静磁場中に置かれた被検体の所望の検査部位における原子核スピンをラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するFID(自由誘導減衰)信号やエコー信号を基に密度分布や緩和時間分布等を計測して、その計測データから被検体の任意の断面を画像表示するものである。 This MRI diagnostic imaging apparatus uses a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon to magnetically excite nuclear spins at a desired examination site of a subject placed in a static magnetic field with a Larmor frequency high frequency signal. A density distribution, a relaxation time distribution, and the like are measured based on an FID (free induction decay) signal and an echo signal generated along with excitation, and an arbitrary cross section of the subject is displayed as an image from the measurement data.
MRI装置には、血流を描画するMRA撮像(MRアンジオグラフィ)という撮像機能を有する装置がある。そして、MRA撮像には、大きく分けて造影剤を用いない方法(非造影MRA撮像)と、造影剤を投与して撮像する方法(造影MRA撮像)(例えば、特許文献1参照。)とがある。 An MRI apparatus includes an apparatus having an imaging function called MRA imaging (MR angiography) for drawing a blood flow. MRA imaging is roughly classified into a method that does not use a contrast agent (non-contrast MRA imaging) and a method that administers a contrast agent and images (contrast MRA imaging) (see, for example, Patent Document 1). .
そして、特許文献1に記載されているような造影剤を用いる方法では、注射の痛みや心臓への影響など患者に対して負荷が大きい。そこで、患者の負荷を軽減するために、造影剤を用いない非造影MRA撮像が行われる。 And in the method using the contrast agent as described in Patent Document 1, there is a heavy load on the patient such as injection pain and influence on the heart. Therefore, non-contrast-enhanced MRA imaging without using a contrast agent is performed in order to reduce the load on the patient.
この非造影MRA撮像の代表的な手法は、撮像面への血液の流入効果によるTOF法と、血液が傾斜磁場内を移動するときの位相シフト効果によるPhase Contrast(以下、「PC」と略記する。)法(例えば特許文献2参照。)とがある。特に頭頚部においては、この2方式が主に使用されている。 A typical technique for this non-contrast MRA imaging is a TOF method based on the effect of blood flowing into the imaging surface, and a phase contrast (hereinafter abbreviated as “PC”) based on a phase shift effect when blood moves in a gradient magnetic field. .) Method (see, for example, Patent Document 2). Especially in the head and neck, these two methods are mainly used.
前述のTOF法や特許文献2のようなPC法ともに血流を高信号化して撮像する手法では、造影剤を要せず血管(血流)を観察できる利点があるが、分岐点等の血液の乱流を発する箇所においては低信号となってしまう。そのため、血流の乱流を発生する箇所では、表示輝度が低く描写され、実際は血管がつながっているにも関わらず血管が途切れているように見える偽欠損や、狭窄しているように見える偽狭窄が起こる問題がある。このため、血管抽出が正確にできず、治療経路付近の血管を正確に表示できない場合がある。MRI画像を用いた治療においては重要な血管に当たらないように放射線を放射することが行われる。また、MRI画像を用いた手術においては重要な血管を避けてメスを入れたりすることが行われる。このような場合、治療経路付近の血管が正確に表示されていない場合、診断及び治療計画を誤る危険がある。特に重要臓器を栄養している血管を見誤ることは重大な事故につながる。さらに、従来の血管トレース技術ではMRA撮像での欠損箇所のように血管が途切れてしまっている箇所では、自動抽出処理を行うことができず、血管が途切れたまま表示されてしまうという問題がある。 Both the above-described TOF method and the PC method such as Patent Document 2 have the advantage of observing blood vessels (blood flow) without requiring a contrast agent, but have a merit that blood vessels (blood flow) can be observed. It becomes a low signal at the location where the turbulent flow is generated. Therefore, in places where turbulence of blood flow occurs, the display brightness is depicted low, and in fact, false defects that appear to be broken even though blood vessels are connected, or false that appear to be stenotic There is a problem that stenosis occurs. For this reason, blood vessel extraction cannot be performed accurately, and blood vessels near the treatment path may not be displayed accurately. In the treatment using an MRI image, radiation is emitted so as not to hit an important blood vessel. In surgery using an MRI image, a scalpel is inserted while avoiding important blood vessels. In such a case, if the blood vessels near the treatment path are not accurately displayed, there is a risk that the diagnosis and treatment plan will be wrong. In particular, misidentifying blood vessels that feed important organs can lead to serious accidents. Furthermore, in the conventional blood vessel tracing technology, there is a problem that the automatic extraction processing cannot be performed in a portion where the blood vessel is interrupted, such as a defective portion in MRA imaging, and the blood vessel is displayed in an interrupted manner. .
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、MRA撮像において発生する血管の偽欠損箇所を抽出、補正して表示するMRI画像診断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an MRI diagnostic imaging apparatus that extracts, corrects, and displays a false defect portion of a blood vessel that occurs in MRA imaging.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のMRI画像診断装置は、静磁場中に置かれた被検体に傾斜磁場と高周波磁場とを印加し、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出するスキャン手段と、前記核磁気共鳴信号を基に画像を再構成しボリュームデータを生成する再構成手段と、前記ボリュームデータから血管を抽出する血管抽出手段と、前記抽出された血管の端点の位置及び該端点における前記血管の方向を含む端点情報を求める端点情報作成手段と、前記端点情報から補間箇所となる前記端点間を選択する補間箇所選択手段と、前記選択された前記端点間に血管壁を補間する補間手段と、前記ボリュームデータに補間された血管壁の情報を加えた画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the MRI diagnostic imaging apparatus according to claim 1 applies a gradient magnetic field and a high frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and generates a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject. Scanning means for detecting, reconstruction means for reconstructing an image based on the nuclear magnetic resonance signal to generate volume data, blood vessel extraction means for extracting blood vessels from the volume data, and end points of the extracted blood vessels An end point information creating means for obtaining end point information including the position of the blood vessel and the direction of the blood vessel at the end point; an interpolation place selecting means for selecting between the end points as an interpolation place from the end point information; and between the selected end points Interpolating means for interpolating a blood vessel wall, and display control means for displaying on the display means an image obtained by adding information on the intervening blood vessel wall to the volume data. A.
請求項8に記載のMR画像形成方法は、静磁場中に置かれた被検体に傾斜磁場と高周波磁場とが印加され、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出するスキャン段階と、前記核磁気共鳴信号を演算処理して画像を再構成しボリュームデータを生成する再構成段階と、前記ボリュームデータから血管を抽出する血管抽出段階と、前記抽出された血管の端点の位置及び血管の方向を含む端点情報を求める端点情報作成段階と、前記端点情報から補間箇所となる前記端点間を選択する補間箇所選択段階と、前記選択された補間箇所に血管壁を補間する補間段階と、前記ボリュームデータに補間された血管壁の情報を加えた画像を表示手段に表示させる表示制御段階と、を備えることを特徴とするものである。 The MR image forming method according to claim 8, wherein a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field are applied to an object placed in a static magnetic field, and a nuclear magnetic resonance signal generated from the object is detected; A reconstruction stage for reconstructing an image by processing nuclear magnetic resonance signals to generate volume data, a blood vessel extraction stage for extracting blood vessels from the volume data, a position of an end point of the extracted blood vessels, and a direction of the blood vessels An end point information creation step for obtaining end point information including: an interpolated portion selecting step for selecting between the end points as an interpolated portion from the end point information; an interpolating step for interpolating a blood vessel wall at the selected interpolated portion; and the volume A display control step of displaying on the display means an image obtained by adding the information of the blood vessel wall interpolated to the data to the display means.
請求項1に記載のMRI画像診断装置及び請求項8に記載のMR画像形成方法によると、血管の画像の偽欠損箇所を補間した血管画像の作成及び表示を行うことができる。これにより、正確な血管のMRI画像の生成が可能となる。そして、本発明を用いて生成された血管の画像を治療計画や治療支援に用いることにより、手術や放射線の経路検討における重要血管の見落としを軽減することが可能となる。 According to the MRI diagnostic imaging apparatus described in claim 1 and the MR image forming method described in claim 8, it is possible to create and display a blood vessel image obtained by interpolating a false defect portion of a blood vessel image. Thereby, an accurate MRI image of a blood vessel can be generated. By using the blood vessel image generated using the present invention for treatment planning and treatment support, it is possible to reduce oversight of important blood vessels in surgery and radiation route examination.
〔第1の実施形態〕
以下、この発明の第1の実施形態に係るMRI画像診断装置について説明する。図1は本発明に係るMRI画像診断装置の機能を表すブロック図である。図1に示す記憶部100はハードディスクなどの記憶装置で構成されるものである。そして、ボリュームデータ保存部101、セグメントデータ保存部102、血管芯線保存部103、端点情報保存部104、及び血管壁保存部105は本実施形態では同一の記憶部100の中に配置されている。ただし、これらの各保存部は異なる記憶装置に配置されてもよい。
[First Embodiment]
Hereinafter, an MRI diagnostic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing functions of an MRI image diagnostic apparatus according to the present invention. The storage unit 100 shown in FIG. 1 is configured by a storage device such as a hard disk. The volume data storage unit 101, the segment data storage unit 102, the blood vessel core line storage unit 103, the end point information storage unit 104, and the blood vessel wall storage unit 105 are arranged in the same storage unit 100 in this embodiment. However, these storage units may be arranged in different storage devices.
スキャン部001の詳細を図2を参照して説明する。図2はスキャン部001の詳細なブロック図である。スキャン部001は、被検体Pを載置する寝台201、被検体Pが置かれる空間に均一な静磁場を形成する静磁場用磁石202、静磁場に磁場勾配を与える傾斜磁場発生部203、被検体Pの組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場発生部204、及び核磁気共鳴によって被検体Pから発生するエコー信号を受信する受信部205を備えている。スキャン部001は、静磁場用磁石202により被検体Pの周りにその体軸方向もしくは体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させる。さらに、スキャン部001は、傾斜磁場発生部203により被検体Pに傾斜磁場を印加する。次に、スキャン部001は、高周波磁場発生部204により高周波パルスを被検体Pに向けて送信して核磁気共鳴を起こさせる。そして、スキャン部001は、受信部205により被検体Pから核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する。スキャン部001は、検出したエコー信号を再構成部002へ出力する。このスキャン部001が本発明における「スキャン手段」にあたる。 Details of the scanning unit 001 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a detailed block diagram of the scanning unit 001. The scanning unit 001 includes a bed 201 on which the subject P is placed, a static magnetic field magnet 202 that forms a uniform static magnetic field in a space where the subject P is placed, a gradient magnetic field generating unit 203 that applies a magnetic field gradient to the static magnetic field, A high-frequency magnetic field generation unit 204 that causes nuclear magnetic resonance to occur in atomic nuclei constituting the tissue of the specimen P, and a reception unit 205 that receives an echo signal generated from the subject P by nuclear magnetic resonance are provided. The scanning unit 001 generates a uniform static magnetic field around the subject P in the direction of the body axis or in a direction perpendicular to the body axis by the static magnetic field magnet 202. Further, the scanning unit 001 applies a gradient magnetic field to the subject P by the gradient magnetic field generation unit 203. Next, the scanning unit 001 causes the high-frequency magnetic field generation unit 204 to transmit a high-frequency pulse toward the subject P to cause nuclear magnetic resonance. The scanning unit 001 detects an echo signal emitted from the subject P by the nuclear magnetic resonance by the receiving unit 205. The scanning unit 001 outputs the detected echo signal to the reconstruction unit 002. This scanning unit 001 corresponds to “scanning means” in the present invention.
再構成部002は、スキャン部001が受信したエコー信号に対しフーリエ変換、補正係数計算、及び画像再構成などの処理を行う。これにより、再構成部002は、原子核の空間密度やスペクトルを表す画像を生成する。この再構成部002が本発明における「再構成手段」にあたる。 The reconstruction unit 002 performs processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation, and image reconstruction on the echo signal received by the scanning unit 001. Thereby, the reconstruction part 002 produces | generates the image showing the spatial density and spectrum of a nucleus. This reconstruction unit 002 corresponds to “reconstruction means” in the present invention.
上述のようなスキャン部001及び再構成部002の処理により断面像が生成される。そして、上述の処理を3次元領域において行い3次元画像データを収集する。この3次元画像データが「ボリュームデータ」である。ボリュームデータは本実施形態ではボリュームの中心を原点とする3次元座標空間で表わされている。ここで、この座標空間はどこを原点に採ってもよい。例えば、装置に予め設定されている装置原点を原点とする3次元座標空間でもよい。そして、ボリュームデータは画素(3次元画像を構成する最小単位であり、「ボクセル」ともいう。)で構成されており、各画素には該画素の3次元座標空間上の位置における再構成部002で生成されたエコー信号の信号強度の値が与えられている。この信号強度を「画素値」(もしくは「ボクセル値」)という。そして、本実施形態の場合、スキャン部001及び再構成部002は、TOF(Time−Of−Flight)法やPC法などを用いた方法でスキャン及びボリュームデータの生成を行う。これらTOF法やPC法などを用いることにより血管部分を強調した3次元画像を生成することができる。 A cross-sectional image is generated by the processing of the scan unit 001 and the reconstruction unit 002 as described above. Then, the above-described processing is performed in a three-dimensional area to collect three-dimensional image data. This three-dimensional image data is “volume data”. In the present embodiment, the volume data is represented in a three-dimensional coordinate space with the center of the volume as the origin. Here, this coordinate space may take any origin. For example, a three-dimensional coordinate space having the origin set as the origin in the apparatus may be used. The volume data is composed of pixels (a minimum unit constituting a three-dimensional image, also referred to as “voxel”), and each pixel has a reconstruction unit 002 at a position of the pixel in the three-dimensional coordinate space. The value of the signal strength of the echo signal generated in is given. This signal intensity is referred to as a “pixel value” (or “voxel value”). In the case of the present embodiment, the scan unit 001 and the reconstruction unit 002 perform scanning and volume data generation by a method using the TOF (Time-Of-Flight) method, the PC method, or the like. By using the TOF method, the PC method, or the like, a three-dimensional image in which the blood vessel portion is emphasized can be generated.
再構成部002は、生成したボリュームデータをボリュームデータ保存部101に保存する。 The reconstruction unit 002 stores the generated volume data in the volume data storage unit 101.
血管抽出部003は、セグメントデータ作成部004を有している。また、血管抽出部003は、血管を抽出するための画素値の閾値の範囲を記憶している。この血管抽出部003が本発明における「血管抽出手段」にあたる。 The blood vessel extraction unit 003 has a segment data creation unit 004. The blood vessel extraction unit 003 stores a pixel value threshold range for extracting blood vessels. This blood vessel extraction unit 003 corresponds to the “blood vessel extraction means” in the present invention.
血管抽出部003は、再構成部002で生成されたボリュームデータにおける血管部分のおおよその画素値の入力を受ける。この画素値は操作者により入力部014を用いて入力される。例えば、TOF法を用いた場合には血管部分の領域では信号強度が強いため、操作者は高い画素値を入力することになる。さらに、血管抽出部003は、ボリュームデータ保存部101からボリュームデータを取得する。血管抽出部003は、取得したボリュームデータの中から、入力された画素値を基準として記憶している閾値の範囲に含まれる画素を抽出する。これにより、血管抽出部003は、ほぼ血管にあたる領域を抽出した画像を作成することができる。 The blood vessel extraction unit 003 receives an input of an approximate pixel value of the blood vessel portion in the volume data generated by the reconstruction unit 002. This pixel value is input by the operator using the input unit 014. For example, when the TOF method is used, the signal intensity is strong in the region of the blood vessel portion, and thus the operator inputs a high pixel value. Further, the blood vessel extraction unit 003 acquires volume data from the volume data storage unit 101. The blood vessel extraction unit 003 extracts, from the acquired volume data, pixels included in the threshold range stored with the input pixel value as a reference. Thereby, the blood vessel extraction unit 003 can create an image in which an area substantially corresponding to a blood vessel is extracted.
また、血管抽出部003においてより正確に血管にあたる領域のみを抽出するため他の方法を併用してもよい。例えば、血管抽出部003は、操作者による入力部014を用いた血管以外の部分の指定を受けて、ボリュームデータから該指定された部分を削除することで血管以外の物体の削除を行ってもよい。また、血管抽出部003は、操作者による入力部014を用いた血管を表す領域上の点の指定を受けて、その点から連結している画素を抽出していくといった連結領域抽出処理を行ってもよい。さらに、血管抽出部003は、操作者による入力部014を用いたボリュームデータの領域(例えば、一定の血管を含む直方体の領域など。)の指定を受けて、指定された領域以外の領域を削除する処理空間の範囲限定処理などを行ってもよい。この血管抽出部003が本発明における「血管抽出手段」にあたる。 In addition, another method may be used in combination for extracting only the region corresponding to the blood vessel more accurately in the blood vessel extraction unit 003. For example, the blood vessel extraction unit 003 receives the designation of a part other than the blood vessel using the input unit 014 by the operator, and deletes the designated part from the volume data to delete an object other than the blood vessel. Good. In addition, the blood vessel extraction unit 003 performs a connected region extraction process in which the operator designates a point on the region representing the blood vessel using the input unit 014 and extracts connected pixels from the point. May be. Furthermore, the blood vessel extraction unit 003 receives a volume data region (for example, a rectangular parallelepiped region including a certain blood vessel) specified by the operator using the input unit 014, and deletes regions other than the specified region. A processing space range limiting process may be performed. This blood vessel extraction unit 003 corresponds to the “blood vessel extraction means” in the present invention.
画像セグメントデータ作成部004は、血管にあたる領域を抽出した画像に対し、抽出された部分の画素値を1とし、それ以外の部分の画素値を0とする。この画素値を0又は1であらわす処理を施した画像データをセグメントデータという。 The image segment data creation unit 004 sets the pixel value of the extracted portion to 1 and sets the pixel values of the other portions to 0 for the image obtained by extracting the region corresponding to the blood vessel. Image data that has been subjected to processing for representing the pixel value as 0 or 1 is referred to as segment data.
血管抽出部003は、セグメントデータをセグメントデータ保存部102に保存する。 The blood vessel extraction unit 003 stores the segment data in the segment data storage unit 102.
端点情報作成部006は、構造線抽出部007と血管芯線抽出部008を有する。この端点情報作成部006が、本発明における「端点情報作成手段」にあたる。 The end point information creation unit 006 includes a structure line extraction unit 007 and a blood vessel core line extraction unit 008. This end point information creating unit 006 corresponds to “end point information creating means” in the present invention.
構造線抽出部007は、セグメントデータ保存部102からセグメントデータを取得する。構造線抽出部007は、図3に示すように取得したセグメントデータの血管300に対しモルフォロジ処理や距離変換処理などの細線化処理を行い血管300の構造線301を求める。図3は構造線の抽出を説明するための図である。この構造線301は画素の集まりである点列となる。すなわち構造線301のデータは3次元座標空間の点の集まりとして表わされる。そして、構造線抽出部007は、血管芯線抽出部008に構造線301のデータを送信する。 The structural line extraction unit 007 acquires segment data from the segment data storage unit 102. The structural line extraction unit 007 obtains a structural line 301 of the blood vessel 300 by performing thinning processing such as morphology processing and distance conversion processing on the blood vessel 300 of the acquired segment data as shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the extraction of the structural line. The structural line 301 is a point sequence that is a collection of pixels. That is, the data of the structural line 301 is represented as a collection of points in the three-dimensional coordinate space. Then, the structural line extraction unit 007 transmits the data of the structural line 301 to the blood vessel core line extraction unit 008.
血管芯線抽出部008は、受信した構造線301のデータを基に、構造線301を構成している各点302(画素)において、構造線301に直交する平面を求める。さらに、血管芯線抽出部008は、図4に示すように求めた平面で切断した、血管300の断面を求める。ここで、図4は内接円の中心の求め方を説明するための図である。そして、血管芯線抽出部008は、求めた血管300の断面に内接する内接円303を求める。そして、血管芯線抽出部008は、求めた内接円303の中心304を求める。以下では、この求めた中心を「血管300の中心点」という。血管芯線抽出部008は、構造線301上の各点302において上記の処理を繰り返し、対応する血管300の中心点を求める。そして、図5に示すように求めた血管300の中心点を集めた点列が血管芯線400となる。図5は血管芯線及び端点の求め方を説明するための図である。この血管芯線400のデータも3次元座標空間の点の集まりとして表わされる。ここで、本実施形態では内接円303の中心304を血管300の中心点としたが、これは他の方法でもよい。例えば、血管300の断面の重心を求めてそれを血管300の中心点としてもよい。また、構造線301上の点を大円に含む血管の内接球を求め、その内接球の中心を血管300の中心点としてもよい。 The blood vessel core line extraction unit 008 obtains a plane orthogonal to the structure line 301 at each point 302 (pixel) constituting the structure line 301 based on the received data of the structure line 301. Furthermore, the blood vessel core line extraction unit 008 obtains a cross section of the blood vessel 300 cut along the obtained plane as shown in FIG. Here, FIG. 4 is a diagram for explaining how to obtain the center of the inscribed circle. Then, the blood vessel core line extraction unit 008 obtains an inscribed circle 303 that is inscribed in the obtained cross section of the blood vessel 300. Then, the blood vessel core line extraction unit 008 obtains the center 304 of the obtained inscribed circle 303. Hereinafter, the obtained center is referred to as “the center point of the blood vessel 300”. The blood vessel core line extraction unit 008 repeats the above processing at each point 302 on the structural line 301 to obtain the center point of the corresponding blood vessel 300. Then, as shown in FIG. 5, a point sequence obtained by collecting the center points of the blood vessel 300 becomes a blood vessel core 400. FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain the blood vessel core line and the end points. The data of the blood vessel core line 400 is also expressed as a collection of points in the three-dimensional coordinate space. Here, in this embodiment, the center 304 of the inscribed circle 303 is the center point of the blood vessel 300, but this may be another method. For example, the center of gravity of the cross section of the blood vessel 300 may be obtained and used as the center point of the blood vessel 300. Further, an inscribed sphere of a blood vessel including a point on the structure line 301 in a great circle may be obtained, and the center of the inscribed sphere may be set as the center point of the blood vessel 300.
血管芯線抽出部008は、求めた血管芯線400のデータを血管芯線保存部103に保存する。 The blood vessel core line extraction unit 008 stores the obtained blood vessel core line 400 data in the blood vessel core line storage unit 103.
端点情報作成部006は、血管芯線抽出部008が求めた血管芯線400を構成する点に対し該点に隣接する画素に血管芯線400を構成する他の点が2つ存在するかを確認していく。そして、端点情報作成部006は、血管芯線400を構成する点のうち、隣接する画素に血管芯線400を構成する他の点が1つしか存在しない点の位置座標を端点の位置座標とする。例えば、図5においては点500が端点となる。この端点500の位置座標が血管300の端点の位置座標となる。さらに、端点情報作成部006は、求めた端点500の位置座標と該端点500に隣接する画素の座標との差分を求めることで端点500の方向ベクトルとする。ここで、端点500のベクトルを求める点は隣接点を使わずに端点500の近傍にある他の点を使用してもよい。さらに、端点情報作成部006は、ボリュームデータ保存部101からボリュームデータを取得し、端点500の位置座標における画素値を端点500の画素値として抽出する。 The end point information creation unit 006 confirms whether there are two other points constituting the blood vessel core line 400 in the pixels adjacent to the point constituting the blood vessel core line 400 obtained by the blood vessel core line extraction unit 008. Go. Then, the end point information creation unit 006 sets the position coordinates of the end points as the position coordinates of the points constituting the blood vessel core line 400 where only one other point constituting the blood vessel core line 400 exists in the adjacent pixel. For example, in FIG. 5, the point 500 is an end point. The position coordinates of the end point 500 become the position coordinates of the end point of the blood vessel 300. Further, the end point information creation unit 006 obtains the difference between the obtained position coordinates of the end point 500 and the coordinates of the pixels adjacent to the end point 500 to obtain the direction vector of the end point 500. Here, the point for obtaining the vector of the end point 500 may use another point in the vicinity of the end point 500 without using the adjacent point. Furthermore, the endpoint information creation unit 006 acquires volume data from the volume data storage unit 101 and extracts the pixel value at the position coordinate of the endpoint 500 as the pixel value of the endpoint 500.
端点情報作成部006は、端点500の位置座標、端点500の方向ベクトル、及び端点500の画素値といった端点情報を端点情報保存部104に保存する。また、端点情報作成部006は、端点500における内接円の径を端点における血管径として端点情報保存部104に保存する。 The endpoint information creation unit 006 stores endpoint information such as the position coordinates of the endpoint 500, the direction vector of the endpoint 500, and the pixel value of the endpoint 500 in the endpoint information storage unit 104. Also, the endpoint information creation unit 006 stores the inscribed circle diameter at the endpoint 500 in the endpoint information storage unit 104 as the blood vessel diameter at the endpoint.
補間箇所選択部010は、端点500の間の距離の閾値、2つの端点500における方向ベクトルが作る外角の閾値、2つの端点500における画素値の差の閾値、及び2つの端点500における血管径の差の閾値をあらかじめ記憶している。本実施形態では、距離の閾値を2ボクセル、方向ベクトルが作る外角の閾値を1°、画素値の差の閾値を画素値のヒストグラムを作成しそのヒストグラムにおける最大値と最小値との差の5%、及び血管径の差の閾値を2ボクセルとする。ここで、画素値の閾値の求め方の例を説明する。補間箇所選択部010は、血管抽出部003で血管が抽出されたセグメントデータにする前の画像データを取得する。補間箇所選択部010は、抽出された血管300における画素値からヒストグラムを作る。そして、補間箇所選択部010は、作成したヒストグラムから最大値及び最小値を抽出しそれらの差の5%を算出する。この補間箇所選択部010が本発明における「補間箇所選択手段」にあたる。 The interpolation location selection unit 010 sets the threshold value of the distance between the end points 500, the threshold value of the outer angle created by the direction vector at the two end points 500, the threshold value of the difference between the pixel values at the two end points 500, and the blood vessel diameter at the two end points 500. A difference threshold is stored in advance. In this embodiment, a distance threshold is 2 voxels, an outer angle threshold created by a direction vector is 1 °, a pixel value difference threshold is created as a pixel value histogram, and the difference between the maximum value and the minimum value in the histogram is 5 %, And the threshold value of the difference in blood vessel diameter is 2 voxels. Here, an example of how to obtain the pixel value threshold will be described. The interpolation location selection unit 010 acquires image data before the segment data from which the blood vessel is extracted by the blood vessel extraction unit 003 is obtained. The interpolation location selection unit 010 creates a histogram from the extracted pixel values in the blood vessel 300. Then, the interpolation location selection unit 010 extracts the maximum value and the minimum value from the created histogram and calculates 5% of the difference between them. The interpolation location selection unit 010 corresponds to “interpolation location selection means” in the present invention.
補間箇所選択部010は、端点情報保存部104に保存されている端点500のうち2つの端点500を選び出し、各端点500の端点情報を取得する。補間箇所選択部010は、取得した該2つの端点500の間の位置座標を基にその間の距離を算出する。そして、補間箇所選択部010は、算出した2つの端点500の間の距離と記憶している距離の閾値である2ボクセルとを比較する。また、補間箇所選択部010は、取得した該2つの端点500における方向ベクトルを基にそれらの方向ベクトル間の外角を算出する。そして、補間箇所選択部010は、算出した2つの端点500における方向ベクトルがなす外角と記憶している方向ベクトルが作る外角の閾値である1°とを比較する。また、補間箇所選択部010は、取得した該2つの端点500における画素値の差を算出する。そして、補間箇所選択部010は、算出した2つの端点500の画素値の差と記憶している画素値の差の閾値とを比較する。さらに、補間箇所選択部010は、取得した該2つの端点500における血管径の差を算出する。そして、補間箇所選択部010は、算出した2つの端点500における血管径の差と記憶している血管径の差の閾値である2ボクセルとを比較する。そして、補間箇所選択部010は、該2つの端点500の間の距離が2ボクセル以下、該2つの端点500における方向ベクトルがなす外角が1°以下、該2つの端点500における画素値の差が閾値以下、及び該2つの端点500における血管径の差が2ボクセル以下の場合、該2つの端点500において偽欠損が発生している、すなわち本来であれば該2つの端点はつながっている血管であると判断する。そして、補間箇所選択部010は該2つの端点間が偽欠損箇所であり、該2つの端点を補間すべき端点の組として選択する。 The interpolation location selection unit 010 selects two end points 500 out of the end points 500 stored in the end point information storage unit 104, and acquires end point information of each end point 500. The interpolation location selection unit 010 calculates the distance between the two end points 500 acquired based on the acquired position coordinates. Then, the interpolation location selection unit 010 compares the calculated distance between the two end points 500 and 2 voxels that are threshold values of the stored distance. In addition, the interpolation location selection unit 010 calculates an outer angle between the direction vectors based on the obtained direction vectors at the two end points 500. Then, the interpolation location selection unit 010 compares the outside angle formed by the direction vectors at the calculated two end points 500 with 1 ° which is the threshold value of the outside angle created by the stored direction vector. Further, the interpolation location selection unit 010 calculates the difference between the pixel values at the acquired two end points 500. Then, the interpolation location selection unit 010 compares the difference between the calculated pixel values of the two end points 500 and the threshold value of the stored pixel value difference. Further, the interpolation location selection unit 010 calculates a difference in blood vessel diameter at the acquired two end points 500. Then, the interpolation location selection unit 010 compares the calculated difference in blood vessel diameter between the two end points 500 with 2 voxels that are threshold values for the stored difference in blood vessel diameter. Then, the interpolation point selection unit 010 has a distance between the two end points 500 of 2 voxels or less, an outer angle formed by a direction vector at the two end points 500 is 1 ° or less, and a difference between pixel values at the two end points 500 is If the difference in blood vessel diameter between the two end points 500 is less than the threshold and less than 2 voxels, a false defect has occurred at the two end points 500, that is, the two end points are connected blood vessels. Judge that there is. Then, the interpolation location selection unit 010 selects the two endpoints as a set of endpoints to be interpolated between the two endpoints.
補間箇所選択部010による端点500における閾値との比較を図6を参照して具体的に説明する。図6は補間箇所選択部010による端点500における閾値との比較を説明するための図である。血管芯線400aにおける端点として端点500a及び端点500cが抽出されている。また、血管芯線400bにおける端点として端点500bが抽出されている。さらに、血管芯線400cにおける端点として端点500dが抽出されている。そして、端点500aを中心とした半径2ボクセルの球が球601である。球601の中に端点500bが含まれている。したがって、端点500aと端点500b間の距離は閾値以内である。これに対し、端点500c及び端点500dは球601に含まれない。したがって、端点500c及び端点500dと端点500aとの距離は閾値以上である。 Comparison with the threshold value at the end point 500 by the interpolation location selection unit 010 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the comparison with the threshold value at the end point 500 by the interpolation location selection unit 010. End points 500a and 500c are extracted as end points in the blood vessel core line 400a. Further, an end point 500b is extracted as an end point in the blood vessel core line 400b. Furthermore, an end point 500d is extracted as an end point in the blood vessel core line 400c. A sphere having a radius of 2 voxels centered on the end point 500 a is a sphere 601. An end point 500 b is included in the sphere 601. Therefore, the distance between the end point 500a and the end point 500b is within a threshold value. On the other hand, the end point 500 c and the end point 500 d are not included in the sphere 601. Therefore, the distance between the end point 500c and the end point 500d and the end point 500a is equal to or greater than the threshold value.
本実施形態では、補間箇所選択部010は端点間の距離、2つの端点におけるベクトルがなす外角、画素値の差、及び血管径の差を比較に用いているが、これはいずれか一つもしくはいくつかの組み合わせを用いて比較を行ってもよい。 In the present embodiment, the interpolation location selection unit 010 uses the distance between the end points, the outer angle formed by the vectors at the two end points, the difference in pixel values, and the difference in blood vessel diameter for comparison. A comparison may be made using several combinations.
補間部009は、補間箇所選択部010によって補間する対象として選択された補間すべき端点の組の情報の入力を受ける。そして、補間部009は、入力された該端点の組の情報を基に、該端点の組の端点情報を端点情報保存部104から取得する。この補間部009が本発明における「補間手段」にあたる。 The interpolation unit 009 receives input of information on a set of end points to be interpolated, which are selected as objects to be interpolated by the interpolation location selection unit 010. Then, the interpolation unit 009 acquires the end point information of the end point set from the end point information storage unit 104 based on the input end point set information. This interpolation unit 009 corresponds to “interpolation means” in the present invention.
補間部009は、取得した端点の組の端点情報から組となっている2つの端点を結ぶ接続線を、正常撮像部の血管芯線400を用いたスプライン補間などにより作成する。例えば、図6のような場合、端点500aと端点500bとを、端点500cと端点500dとを結ぶ接続線を作成する。これにより、血管芯線400aと血管芯線400bとが結ばれる。この血管芯線400の補間はたの方法でもよく、さらに、血管芯線400aと血管芯線400cとが結ばれる。補間部009は、作成した血管芯線400を血管芯線保存部103に保存する。さらに、補間部009は、補間した血管芯線400の情報を補間対象抽出部011へ出力する。 The interpolating unit 009 creates a connection line connecting the two end points in the set from the end point information of the acquired set of end points by spline interpolation using the blood vessel core line 400 of the normal imaging unit. For example, in the case of FIG. 6, a connection line that connects the end points 500a and 500b and the end points 500c and 500d is created. Thereby, the blood vessel core wire 400a and the blood vessel core wire 400b are connected. The interpolation of the blood vessel core line 400 may be performed by any other method, and the blood vessel core line 400a and the blood vessel core line 400c are connected. The interpolation unit 009 stores the created blood vessel core line 400 in the blood vessel core line storage unit 103. Further, the interpolation unit 009 outputs the interpolated blood vessel core line 400 information to the interpolation target extraction unit 011.
補間部009は、補間対象抽出部011から血管壁を補間する対象となる血管芯線400の情報の入力を受ける。補間部009は、補間する対象となる血管芯線400を有する血管の偽欠損箇所の2つの端点を結ぶ血管芯線400の周りに、端点における血管径を用いた円形を血管芯線400上の距離に応じた線形補間計算にて求める。図9は血管壁の補間を説明するための図である。この線形補間はを具体的に説明すると、図9に示すように端点500aと端点500bとの間の血管壁を補間する場合、補間する血管壁900が端点500aからの距離と端点500bからの距離がu:vである場合、血管壁900における血管径と端点500aにおける血管径との差と、血管壁900における血管径と端点500bにおける血管径との差がu対vになるように血管径900における血管径を求めればよい。 The interpolation unit 009 receives input of information on the blood vessel core 400 that is a target to interpolate the blood vessel wall from the interpolation target extraction unit 011. The interpolation unit 009 forms a circle using the blood vessel diameter at the end point around the blood vessel core line 400 connecting the two end points of the false defect portion of the blood vessel having the blood vessel core line 400 to be interpolated according to the distance on the blood vessel core line 400. Obtained by linear interpolation calculation. FIG. 9 is a diagram for explaining the interpolation of the blood vessel wall. This linear interpolation will be described in detail. When the blood vessel wall between the end point 500a and the end point 500b is interpolated as shown in FIG. 9, the intervening blood vessel wall 900 has a distance from the end point 500a and a distance from the end point 500b. Is u: v, the blood vessel diameter such that the difference between the blood vessel diameter at the blood vessel wall 900 and the blood vessel diameter at the end point 500a and the difference between the blood vessel diameter at the blood vessel wall 900 and the blood vessel diameter at the end point 500b are u vs. v. What is necessary is just to obtain | require the blood vessel diameter in 900. FIG.
ここで、本実施形態では血管のおおよその位置を把握できればいいので、容易に補間を行うことができるように端点における血管径を用いた円形を用いて血管壁の補間を行っているが、これは他の方法でもよく、例えば、端点における血管形状を基に線形補間を行ってもよい。その場合には、図1における血管壁抽出部005がセグメントデータ保存部102からセグメントデータを取得し、端点情報保存部104に保存されている補間される端点の情報を基に、血管壁の形状である血管形状を求める。そして、血管壁抽出部005が求めた血管形状を基に、補間部009が該端点間の補間を行えばよい。 Here, in this embodiment, since it is only necessary to grasp the approximate position of the blood vessel, the blood vessel wall is interpolated using a circle using the blood vessel diameter at the end point so that the interpolation can be easily performed. May be other methods, for example, linear interpolation may be performed based on the blood vessel shape at the end points. In that case, the blood vessel wall extraction unit 005 in FIG. 1 acquires segment data from the segment data storage unit 102, and based on the information of the end points to be interpolated stored in the end point information storage unit 104, the shape of the blood vessel wall Find the blood vessel shape. Based on the blood vessel shape obtained by the blood vessel wall extraction unit 005, the interpolation unit 009 may perform interpolation between the end points.
補間部009は、補間した血管壁の情報を血管壁保存部105に保存する。 The interpolation unit 009 stores the interpolated blood vessel wall information in the blood vessel wall storage unit 105.
補間対象抽出部011は、補間部009から血管芯線400の情報の入力を受ける。また、補間対象抽出部011は、入力部014から操作者が重要と考えた領域(以下では、「重要領域」という。)及び重要領域に繋がる微細血管の大元にあたる血管上の点(以下では、「開始点」という。)の入力を受ける。具体的には、操作者は、ユーザインタフェース015を使用して、セグメントデータ保存部102からセグメントデータを取得し、表示部013に表示させる。そして、操作者は、入力部014を使用して、セグメントデータ上で重要領域を指定する。以下では、指定領域として脳幹が指定された場合で説明する。この重要領域を指定する方法としては、例えば楕円体近似形状と典型形状による指定といった方法がある。楕円体近似の場合、画面上に表示されている楕円体を、操作者が入力部014を用いてその位置、角度、及び大きさを調整して、脳幹を該楕円体で包むように設定することで、脳幹の領域を指定することができる。また、典型形状の場合、あらかじめ記憶部100に記憶されている過去の画像データから作成された典型的な脳幹領域形状のセグメントデータ(以下では、「典型データ」という。)を使用して、その位置、角度、及び大きさなどを調整して、現在表示されている被検体の脳幹を該典型データで包むように設定することで、脳幹の領域を指定することができる。例えば、操作者は表示部013の画面上で図7に示すように楕円体近似形状によって脳幹を含む重要領域700を指定する。図7は補間対象とする血管の抽出を説明するための図である。さらに、操作者は、ユーザインタフェース015を使用して、ボリュームデータ保存部101からボリュームデータやMPR象を取得し、表示部013に表示させる。そして、操作者は、脳幹に繋がる微細血管の大元にあたる血管上の開始点を1つ又は複数点指定する。以下では、開始点として後大脳動脈上の点が指定された場合で説明する。例えば、操作者は表示部013の画面上で図7に示すように脳幹を含む重要領域700へつながる微細血管702の大元にあたる血管703の上の開始点701を指定する。上述のような操作者の指定を受けるのは、脳幹等の生命維持に不可欠な部位など重要な領域へ通じている血管に偽欠損がある場合、治療計画や治療支援に大きな影響を与えるため、そのような血管の偽欠損を優先して補間するためである。 The interpolation target extraction unit 011 receives information on the blood vessel core 400 from the interpolation unit 009. Further, the interpolation target extraction unit 011 is a region on the blood vessel (hereinafter, referred to as “important region”) that is considered important by the operator from the input unit 014 (hereinafter, referred to as “important region”) and the origin of the fine blood vessel connected to the important region. , “Starting point”). Specifically, the operator uses the user interface 015 to acquire segment data from the segment data storage unit 102 and display it on the display unit 013. Then, the operator uses the input unit 014 to specify an important area on the segment data. Hereinafter, the case where the brain stem is designated as the designated area will be described. As a method of designating this important area, there is a method of designating by an ellipsoid approximate shape and a typical shape, for example. In the case of an ellipsoidal approximation, the ellipsoid displayed on the screen is set so that the operator adjusts the position, angle, and size using the input unit 014 and wraps the brainstem with the ellipsoid. The brainstem area can be specified. In the case of a typical shape, segment data (hereinafter referred to as “typical data”) of a typical brainstem region shape created from past image data stored in the storage unit 100 in advance is used. By adjusting the position, angle, size, etc. and setting the brain stem of the currently displayed subject to be wrapped with the typical data, the brain stem region can be specified. For example, the operator designates an important region 700 including the brain stem on the screen of the display unit 013 as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining extraction of blood vessels to be interpolated. Furthermore, the operator uses the user interface 015 to acquire volume data and MPR images from the volume data storage unit 101 and display them on the display unit 013. Then, the operator designates one or more start points on the blood vessel corresponding to the origin of the fine blood vessel connected to the brain stem. In the following, a case where a point on the posterior cerebral artery is designated as the start point will be described. For example, the operator designates a start point 701 on the blood vessel 703 corresponding to the major part of the fine blood vessel 702 connected to the important region 700 including the brain stem on the screen of the display unit 013 as shown in FIG. The reason for receiving the operator's designation as described above is that if there is a false defect in a blood vessel leading to an important area such as a brainstem or other vital part of life support, the treatment plan and treatment support will be greatly affected. This is because such false blood vessel defects are preferentially interpolated.
補間対象抽出部011は、操作者によって指定された脳幹を含む重要領域700及び後大脳動脈上の点(開始点701)を受けて、補間部009が補間した血管芯線400のうち、後大脳動脈上の開始点701から脳幹を含む重要領域700に繋がる血管芯線400を、血管壁を補間する対象として抽出する。例えば、図7において点線で示される血管芯線400aは開始点701から脳幹を含む重要領域700に繋がっている。これに対し、一点鎖線で示される血管芯線400bは開始点701から始まるが、脳幹を含む重要領域700に繋がっていない。したがって、図7に示される場合では、補間対象抽出部011は、血管芯線400aを血管壁を補間する対象として抽出する。 The interpolation target extraction unit 011 receives the important region 700 including the brain stem designated by the operator and a point on the posterior cerebral artery (start point 701), and the posterior cerebral artery of the blood vessel core line 400 interpolated by the interpolation unit 009. A blood vessel core line 400 connecting from the upper start point 701 to the important region 700 including the brain stem is extracted as an object to interpolate the blood vessel wall. For example, the blood vessel core line 400a indicated by a dotted line in FIG. 7 is connected from the start point 701 to the important region 700 including the brain stem. On the other hand, the blood vessel core line 400b indicated by the alternate long and short dash line starts from the start point 701 but is not connected to the important region 700 including the brain stem. Accordingly, in the case shown in FIG. 7, the interpolation target extraction unit 011 extracts the blood vessel core line 400a as a target for interpolating the blood vessel wall.
さらに、この抽出にあたり、誤抽出を避けるために、血管芯線400の方向や後大脳動脈上の点から脳幹までの長さや一定の領域などに抽出の制限を設けてもよい。具体的には、操作者は図8に示すような開始点701と重要領域700を含む領域800を指定することにより、血管を抽出する領域の制限範囲を指定する。図8は開始点701から重要領域700へ繋がる血管の抽出領域の制限を説明するための図である。そして、補間対象抽出部011は、指定された領域800に含まれる血管芯線400cなどを血管壁を補間する対象として抽出する。また、補間対象抽出部011は、指定された領域800からはみ出す血管芯線400dなどは抽出の対象から外す。これは、経験的に開始点701を含む血管から直接脳幹の方向(重要領域700の方向)に向かっている血管であれば脳幹へ栄養を送っている血管である可能性が高いからである。言い換えれば、開始点701から重要領域700とは異なる方向に向かいその後大回りして重要領域700に血管が繋がることは少なく、それを補間してしまうことは間違った血管の接続を生成してしまう可能性が高いからである。これにより、正しい血管を補間する確率を向上させることが可能となる。また、長さの制限を設けた場合は、補間対象抽出部011は、開始点701から重要領域700までの血管芯線の長さが、入力された長さ以下の場合に抽出する対象とする。これも、あまりに長い血管の場合、実際には繋がっていない経路である可能性が経験的に高いためである。 Further, in this extraction, in order to avoid erroneous extraction, the extraction may be limited in the direction of the blood vessel core 400, the length from the point on the posterior cerebral artery to the brain stem, a certain region, or the like. Specifically, the operator designates a limited range of a region from which blood vessels are extracted by designating a region 800 including a start point 701 and an important region 700 as shown in FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the restriction of the blood vessel extraction region that leads from the starting point 701 to the important region 700. Then, the interpolation target extraction unit 011 extracts the blood vessel core line 400c and the like included in the designated region 800 as a target for interpolating the blood vessel wall. Further, the interpolation target extraction unit 011 excludes the blood vessel core line 400d and the like that protrude from the designated region 800 from the extraction target. This is because it is highly likely that a blood vessel that is directly directed from the blood vessel including the start point 701 directly toward the brainstem (direction of the important region 700) is feeding blood to the brainstem. In other words, a blood vessel is rarely connected from the starting point 701 in a direction different from the important region 700 and then turned around to the important region 700, and interpolating it may generate a wrong blood vessel connection. It is because the nature is high. As a result, it is possible to improve the probability of interpolating correct blood vessels. In addition, when a length restriction is provided, the interpolation target extraction unit 011 sets an extraction target when the length of the blood vessel core line from the start point 701 to the important region 700 is equal to or less than the input length. This is also because the possibility that the path is not actually connected in the case of a blood vessel that is too long is empirically high.
補間対象抽出部011は、抽出した血管芯線400aの情報を補間部009へ出力する。この補間対象抽出部011が本発明における「補間対象抽出手段」にあたる。 The interpolation target extraction unit 011 outputs information on the extracted blood vessel core line 400a to the interpolation unit 009. This interpolation target extraction unit 011 corresponds to “interpolation target extraction means” in the present invention.
ここで、本実施形態では、補間対象抽出部011によって特に重要な血管を抽出し、該血管に対し血管壁の補間を行っている。これは、補間の処理を簡略化するとともに、参照しやすい血管の画像を生成するためである。ただし、この重要な血管の抽出を行わずに、補間箇所選択部010で補間箇所として選択された部分すべてに対して補間を行う構成でも、本発明のMRI画像診断装置は動作可能である。 Here, in the present embodiment, a particularly important blood vessel is extracted by the interpolation target extraction unit 011 and the blood vessel wall is interpolated for the blood vessel. This is to simplify the interpolation process and generate a blood vessel image that is easy to refer to. However, the MRI diagnostic imaging apparatus of the present invention can operate even with a configuration in which interpolation is performed on all portions selected as interpolation locations by the interpolation location selection unit 010 without performing extraction of this important blood vessel.
表示制御部012は、ボリュームデータ保存部101に保存されているボリュームデータ及び血管壁保存部105に保存されている補間された血管壁の情報を基に、補間が行われた血管の3次元画像を表示部013に表示させる。 Based on the volume data stored in the volume data storage unit 101 and the interpolated blood vessel wall information stored in the blood vessel wall storage unit 105, the display control unit 012 performs a three-dimensional image of the blood vessel that has been interpolated. Is displayed on the display unit 013.
次に、図10を参照して、本実施形態に係るMRI画像診断装置における血管画像生成の動作を説明する。図10は本実施形態に係るMRI画像診断装置における血管画像生成のフローチャートの図である。 Next, with reference to FIG. 10, a blood vessel image generation operation in the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart of blood vessel image generation in the MRI image diagnostic apparatus according to this embodiment.
ステップS001:スキャン部001は、静磁場用磁石202で発生された静磁場中に傾斜磁場発生部203により磁場勾配を与え、その磁場の中に載置された被検体Pに対し高周波磁場発生部204により高周波パルスを送信して磁気共鳴を起こさせ、被検体Pで発生するエコー信号を受信部205で受信する。 Step S001: The scanning unit 001 applies a magnetic field gradient by the gradient magnetic field generation unit 203 to the static magnetic field generated by the static magnetic field magnet 202, and applies a high frequency magnetic field generation unit to the subject P placed in the magnetic field. A high frequency pulse is transmitted by 204 to cause magnetic resonance, and an echo signal generated by the subject P is received by the receiving unit 205.
ステップS002:再構成部002は、スキャン部001が受信したエコー信号に対し、フーリエ変換、補正係数計算、及び画像再構成などの処理を行い、ボリュームデータを生成する。そして、再構成部002は、生成したボリュームデータをボリュームデータ保存部101に保存する。 Step S002: The reconstruction unit 002 performs processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation, and image reconstruction on the echo signal received by the scanning unit 001, and generates volume data. Then, the reconstruction unit 002 stores the generated volume data in the volume data storage unit 101.
ステップS003: 操作者は、経験的に求まるおおよその血管の画素値の値を入力する。 Step S003: The operator inputs an approximate value of the pixel value of the blood vessel obtained empirically.
ステップS004:血管抽出部003は、ボリュームデータ保存部101に保存されているボリュームデータを取得する。そして、血管抽出部003は、ボリュームデータから入力された血管の画素値から予め記憶している閾値の範囲内にある画素値を有する画素を抽出することで、血管を抽出した画像を生成する。 Step S004: The blood vessel extraction unit 003 acquires the volume data stored in the volume data storage unit 101. Then, the blood vessel extraction unit 003 extracts a pixel having a pixel value within a threshold range stored in advance from the pixel value of the blood vessel input from the volume data, thereby generating an image in which the blood vessel is extracted.
ステップS005:セグメントデータ作成部004は、血管を抽出した画像のうち血管の領域の画素値を1とし、他の領域の画素値を0とすることで、セグメントデータを作成する。血管抽出部003は、セグメントデータをセグメントデータ保存部102に保存する。 Step S005: The segment data creation unit 004 creates segment data by setting the pixel value of the blood vessel region to 1 and setting the pixel value of the other region to 0 in the extracted blood vessel image. The blood vessel extraction unit 003 stores the segment data in the segment data storage unit 102.
ステップS006:端点情報作成部006は、セグメントデータ保存部102に保存されたセグメントデータを取得する。構造線抽出部007は、取得したセグメントデータに対し細線化処理を施すことにより、構造線を作成する。 Step S006: The end point information creation unit 006 acquires the segment data stored in the segment data storage unit 102. The structural line extraction unit 007 creates a structural line by performing thinning processing on the acquired segment data.
ステップS007:血管芯線抽出部008は、構造線抽出部007が作成した構造線上の点を含む構造線と直交する平面で血管を切断し、該構造線上の点を含む血管断面を求める。そして、血管芯線抽出部008は、求めた血管に内接する内接円を求め、その内接円の中心を求める。さらに、血管芯線抽出部008は、前述の内接円の中心を集めることで血管芯線を作成する。血管芯線抽出部008は、作成した血管芯線の情報を血管芯線保存部103に保存する。 Step S007: The blood vessel core line extraction unit 008 cuts the blood vessel along a plane orthogonal to the structural line including the point on the structural line created by the structural line extraction unit 007, and obtains a blood vessel cross section including the point on the structural line. Then, the blood vessel core line extraction unit 008 obtains an inscribed circle inscribed in the obtained blood vessel, and obtains the center of the inscribed circle. Furthermore, the blood vessel core line extraction unit 008 creates a blood vessel core line by collecting the centers of the inscribed circles described above. The blood vessel core line extraction unit 008 stores the created blood vessel core line information in the blood vessel core line storage unit 103.
ステップS008:端点情報作成部006は、血管芯線上の点のうち隣接する点が1つのみの点を抽出し、端点の位置座標を求める。そして、端点情報作成部006は、端点及び隣接する点の位置情報から端点における方向ベクトルを求める。さらに、端点情報作成部006は、ボリュームデータ保存部101のボリュームデータから端点における画素値を取得する。また、端点情報作成部006は、血管芯線抽出部008で求めた端点における血管径として端点における内接円の径を取得する。そして、端点情報作成部006は、端点の位置座標、端点における方向ベクトル、端点の画素値、及び端点における血管径といった端点情報を端点情報保存部104に保存する。 Step S008: The endpoint information creation unit 006 extracts a point having only one adjacent point from the points on the blood vessel core line, and obtains the position coordinates of the endpoint. Then, the endpoint information creation unit 006 obtains a direction vector at the endpoint from the location information of the endpoint and adjacent points. Further, the end point information creation unit 006 acquires the pixel value at the end point from the volume data of the volume data storage unit 101. In addition, the end point information creation unit 006 acquires the diameter of the inscribed circle at the end point as the blood vessel diameter at the end point obtained by the blood vessel core line extraction unit 008. The end point information creation unit 006 stores end point information such as the position coordinates of the end point, the direction vector at the end point, the pixel value of the end point, and the blood vessel diameter at the end point in the end point information storage unit 104.
ステップS009:補間箇所選択部010は、端点情報保存部104から端点情報を取得する。補間箇所選択部010は、予め記憶している、端点間の距離の閾値、端点における方向ベクトルがなす外角の閾値、端点における輝度値の差の閾値、及び端点における血管径の差の閾値と、取得した端点のうち任意の2点における値とを比較し、すべての閾値以内にある2つの端点の組を選択する。 Step S009: The interpolation location selection unit 010 acquires the end point information from the end point information storage unit 104. The interpolation location selection unit 010 stores in advance a threshold value of the distance between the end points, a threshold value of the outer angle formed by the direction vector at the end point, a threshold value of the difference in luminance value at the end point, and a threshold value of the difference in blood vessel diameter at the end point, The values at any two of the acquired end points are compared, and a set of two end points within all threshold values is selected.
ステップS010:操作者は、ユーザインタフェース015を使用してセグメントデータ上で重要領域及び開始点を入力する。 Step S010: The operator inputs an important area and a starting point on the segment data using the user interface 015.
ステップS011:補間対象抽出部011は、補間部009によって補間された血管芯線の情報を基に、操作者により指定された開始点から重要領域までつながっている血管芯線を抽出する。 Step S011: The interpolation target extraction unit 011 extracts the blood vessel core line connected from the start point designated by the operator to the important region based on the information on the blood vessel core line interpolated by the interpolation unit 009.
ステップS012:補間部009は、補間対象抽出部011が抽出した血管芯線の情報を受ける。さらに、補間部009は、端点情報保存部104から端点における血管径の大きさを取得する。そして、補間部009は、補間対象抽出部011が抽出した血管芯線を有する血管の端点間の血管壁を、補間する箇所を挟む2つの端点における血管径の大きさを基に補間する。 Step S012: The interpolation unit 009 receives information on the blood vessel core line extracted by the interpolation target extraction unit 011. Further, the interpolation unit 009 acquires the size of the blood vessel diameter at the end point from the end point information storage unit 104. Then, the interpolation unit 009 interpolates the blood vessel wall between the end points of the blood vessel having the blood vessel core line extracted by the interpolation target extraction unit 011 based on the size of the blood vessel diameter at the two end points sandwiching the part to be interpolated.
ステップS013:表示制御部012は、補間部009から補間した部分のデータを取得し、ボリュームデータ保存部101から血管のデータを取得する、表示制御部012は、補間した血管を表示部013に表示させる。 Step S013: The display control unit 012 acquires the interpolated data from the interpolation unit 009, and acquires blood vessel data from the volume data storage unit 101. The display control unit 012 displays the interpolated blood vessels on the display unit 013. Let
以上のように、本実施形態に係るMRI診断装置においては、生成された血管画像のうち偽欠損が発生している血管を抽出し、その血管の偽欠損箇所を補間して表示することで、より正確な血管の表示を行うことができる。これにより、MRI画像を利用した治療計画や治療支援において、血管の見落としなどを軽減することが可能となる。 As described above, in the MRI diagnostic apparatus according to the present embodiment, by extracting a blood vessel in which a false defect has occurred from the generated blood vessel image, and interpolating and displaying the false defect portion of the blood vessel, More accurate blood vessel display can be performed. This makes it possible to reduce oversight of blood vessels in treatment planning and treatment support using MRI images.
さらに、脳幹等の重要とされる領域へ繋がっている血管に絞って、偽欠損箇所の補間を行うことができる。そのため、重要な部分へ繋がっている血管の見落としなどを防ぐとともに、補間処理を効率よく行うことが可能である。 Further, it is possible to interpolate a false defect portion by focusing on a blood vessel connected to an important region such as a brain stem. Therefore, it is possible to prevent an oversight of a blood vessel connected to an important part and to perform an interpolation process efficiently.
〔第2の実施形態〕
以下、この発明の第2の実施形態に係るMRI画像診断装置について説明する。本実施形態に係るMRI画像診断装置は、血管の補間(血管芯線及び血管壁の補間)を行うときに、端点の情報だけではなくその近傍の点の情報を用いることが第1の実施形態と異なるものである。そこで、以下では主に血管の補間について説明する。本実施形態に係るMRI画像診断装置におけるブロック図も第1の実施形態と同様に図1で表わされる。また、本実施形態において、特に説明なく第1の実施形態と同一の符合が付されている機能部は同一の機能を有するものである。
[Second Embodiment]
The MRI image diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. The MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment uses not only the information of the end points but also the information of the nearby points when performing the blood vessel interpolation (the blood vessel core line and the blood vessel wall interpolation) as in the first embodiment. Is different. Therefore, in the following, blood vessel interpolation will be mainly described. A block diagram of the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment is also represented in FIG. 1 as in the first embodiment. Moreover, in this embodiment, the functional part to which the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected without description in particular has the same function.
本実施形態に係るMRI画像指弾装置においてもセグメントデータをセグメントデータ保存部102に保存するまでの動作は第1の実施形態と同様である。 The operation until the segment data is stored in the segment data storage unit 102 is the same as that in the first embodiment also in the MRI image finger bullet apparatus according to the present embodiment.
端点情報作成部006は、セグメントデータ保存部102からセグメントデータを取得する。 The end point information creation unit 006 acquires segment data from the segment data storage unit 102.
構造線抽出部007は、セグメントデータを細線化することで構造線を抽出する。 The structural line extraction unit 007 extracts a structural line by thinning the segment data.
血管芯線抽出部008は、構造線上の点を含む血管と直交する平面で血管をスライスし、該血管の断面を求め、さらにその血管の断面に内接する内接円を求める。そして、血管芯線抽出部008は、求めた内接円の中心の点を集めることで血管芯線を生成する。血管芯線抽出部008は求めた血管芯線を血管芯線保存部103に保存する。 The blood vessel core line extraction unit 008 slices the blood vessel along a plane orthogonal to the blood vessel including the point on the structural line, obtains a cross section of the blood vessel, and further obtains an inscribed circle inscribed in the cross section of the blood vessel. Then, the blood vessel core line extraction unit 008 generates a blood vessel core line by collecting the center points of the obtained inscribed circle. The blood vessel core line extraction unit 008 stores the obtained blood vessel core line in the blood vessel core line storage unit 103.
端点情報作成部006は、作成され血管芯線上の点のうち隣接する点が一つだけである点を端点として抽出する。そして、端点情報作成部006は、端点の位置座標の情報及び端点から3ボクセル以内にある血管芯線上の点(以下では、単に「近傍の点」という。)の位置座標を血管芯線抽出部008から取得する。また、端点情報作成部006は、端点と隣接する点の差分を求めることで、端点における方向ベクトルを算出する。また、端点情報作成部006は、ボリュームデータ保存部101から近傍の点における画素値を取得する。さらに、端点情報作成部006は、血管芯線抽出部008が求めた内接円を基に近傍の点における血管径を取得する。そして、端点情報作成部006は、取得した近傍の点における画素値及び血管径の平均値を求める。 The endpoint information creation unit 006 extracts, as endpoints, points that have only one adjacent point among the created points on the blood vessel core line. Then, the end point information creation unit 006 uses the position coordinate information of the end point and the position coordinates of a point on the blood vessel core line within 3 voxels from the end point (hereinafter simply referred to as “neighboring point”) as the blood vessel core line extraction unit 008. Get from. Also, the end point information creation unit 006 calculates a direction vector at the end point by obtaining a difference between the end point and the adjacent point. In addition, the endpoint information creation unit 006 acquires pixel values at nearby points from the volume data storage unit 101. Further, the end point information creation unit 006 acquires the blood vessel diameter at a nearby point based on the inscribed circle obtained by the blood vessel core line extraction unit 008. Then, the end point information creation unit 006 obtains the average value of the pixel value and the blood vessel diameter at the acquired nearby points.
端点情報作成部006は、端点の位置情報、端点における方向ベクトル、近傍の点における画素値の平均値、及び近傍の点における血管径の平均値を端点情報保存部104に保存する。この様に端点以外の点の画素値や血管径を用いる理由は、画素値や血管径の場合端点自体での値が正常撮像部に比較して不正確になっていることあり、端点における適切な画素値や血管径とはいえないため、補間箇所選択部010において、補間のための比較に使用するのに不適切な場合があるからである。 The end point information creation unit 006 stores the end point position information, the direction vector at the end point, the average value of the pixel values at the nearby points, and the average value of the blood vessel diameter at the nearby points in the end point information storage unit 104. The reason for using pixel values and blood vessel diameters at points other than the end points in this way is that the values at the end points themselves are inaccurate compared to the normal imaging unit in the case of pixel values and blood vessel diameters. This is because the interpolation point selection unit 010 may be inappropriate for use in comparison for interpolation because it cannot be said to be a pixel value or blood vessel diameter.
ここで、本実施形態では、端点の近傍における平均的な画素値及び血管径の値を取得するため、近傍の点における画素値と血管径の平均値をとっている。これは他の値でもよく、例えば、中央値や最大値を使用してもよい。また、本実施形態では、複数の点を画素値や血管径の算出に用いている。これは、端点の近傍にある端点以外の点であればよく、例えば、3ボクセル離れた位置にある点の画素値や血管径を使用してもよい。さらに、本実施形態では3ボクセル以内の点としたが、これは端点の近傍の点であればよく、例えば、2ボクセル以内や4ボクセル以内でもよい。 Here, in the present embodiment, in order to obtain an average pixel value and a blood vessel diameter value in the vicinity of the end point, an average value of the pixel value and the blood vessel diameter in the vicinity point is taken. This may be another value, for example, the median value or the maximum value may be used. In the present embodiment, a plurality of points are used for calculation of pixel values and blood vessel diameters. This may be a point other than the end point in the vicinity of the end point. For example, a pixel value or a blood vessel diameter of a point at a position separated by 3 voxels may be used. Further, in the present embodiment, the point is within 3 voxels, but this may be a point near the end point, and may be within 2 voxels or within 4 voxels, for example.
補間箇所選択部010は、端点間の距離の閾値、端点における方向ベクトルが成す外角の閾値、近傍の点における画素値の平均値の差の閾値、及び近傍の点における血管径の平均値の差の閾値を予め記憶している。補間箇所選択部010は、端点情報保存部104から、端点の位置情報、端点における方向ベクトル、近傍の点における画素値の平均値、及び近傍の点における血管径の平均値を取得する。補間箇所選択部010は、取得した端点の位置情報、端点における方向ベクトル、近傍の点における画素値の平均値、及び近傍の点における血管径の平均値と、あらかじめ記憶している閾値とを比較する。そして、補間箇所選択部010は、すべての閾値以内に収まる2つの端点の組を補間箇所として抽出する。 The interpolation location selection unit 010 has a threshold value of the distance between end points, a threshold value of an outer angle formed by a direction vector at the end points, a threshold value of an average value of pixel values at neighboring points, and a difference between average values of blood vessel diameters at neighboring points. Are stored in advance. The interpolation location selection unit 010 acquires the end point position information, the direction vector at the end point, the average value of the pixel values at the nearby points, and the average value of the blood vessel diameter at the nearby points from the end point information storage unit 104. The interpolation location selection unit 010 compares the acquired position information of the end points, the direction vector at the end points, the average value of the pixel values at the neighboring points, and the average value of the blood vessel diameter at the neighboring points with a threshold value stored in advance. To do. Then, the interpolation location selection unit 010 extracts a pair of two end points that fall within all threshold values as an interpolation location.
補間部009は、血管芯線保存部103に保存されている血管芯線のデータを基に、補間箇所選択部010が抽出した端点の組の間の補間箇所における血管芯線をスプライン補間などを用いて補間する。 The interpolation unit 009 interpolates the blood vessel core line at the interpolation location between the end point pairs extracted by the interpolation location selection unit 010 based on the blood vessel core data stored in the blood vessel core storage unit 103 using spline interpolation or the like. To do.
補間部009は、補間対象抽出部011から血管壁を補間する対象となる血管芯線の情報の入力を受ける。補間部009は、入力された血管芯線を有する血管の補間箇所における近傍の点の血管径の平均値を端点情報保存部104から取得する。補間部009は、取得した近傍の点の血管径の平均値を基に、血管芯線上の距離に応じた線形補間を行うことで、該補間箇所の血管壁の補間を行う。ここで、本実施形態において血管壁の補間を行うのに近傍の点の平均値を使用するのは正確な血管の画像を得るためである。なぜなら、端点自体での血管径の値が正常撮像部に対してはっきりせず不正確な値となることがある。そのため、近傍の点の値を利用することにより、そのような不正確な値を基に血管で補正した画像を用いた治療計画や治療支援によって間違って血管を傷つける危険を軽減することができる。 The interpolation unit 009 receives input of information on the blood vessel core line that is a target for interpolating the blood vessel wall from the interpolation target extraction unit 011. The interpolation unit 009 acquires from the end point information storage unit 104 the average value of the blood vessel diameters of the neighboring points in the interpolation portion of the blood vessel having the input blood vessel core line. The interpolation unit 009 performs linear interpolation according to the distance on the blood vessel core line based on the acquired average value of the blood vessel diameters of neighboring points, thereby interpolating the blood vessel wall at the interpolation location. Here, in this embodiment, the average value of neighboring points is used for interpolation of the blood vessel wall in order to obtain an accurate blood vessel image. This is because the value of the blood vessel diameter at the end point itself is not clear with respect to the normal imaging unit and may be an inaccurate value. Therefore, by using the values of nearby points, it is possible to reduce the risk of damaging a blood vessel by a treatment plan or treatment support using an image corrected by the blood vessel based on such an inaccurate value.
また、本実施形態では、端点付近における平均的な血管壁の値で血管壁の補間するために近傍の点における血管径の平均値を使用している。これは、他の値でもよく、例えば、近傍の点における中間値や最大値を使用してもよい。さらに、端点の値が不正確であることから、補間において端点の値の使用を回避すればよいのであれば、端点から3ボクセル離れた点における血管径を使用してもよい。さらに、本実施形態では3ボクセル以内の点としたが、これは端点の近傍の点であればよく、例えば、2ボクセル以内や4ボクセル以内でもよい。 In the present embodiment, the average value of the blood vessel diameters at nearby points is used to interpolate the blood vessel wall with the average value of the blood vessel wall near the end points. This may be another value, for example, an intermediate value or a maximum value at nearby points may be used. Furthermore, since the value of the end point is inaccurate, the blood vessel diameter at a point 3 voxels away from the end point may be used if the use of the end point value should be avoided in the interpolation. Further, in the present embodiment, the point is within 3 voxels, but this may be a point near the end point, and may be within 2 voxels or within 4 voxels, for example.
さらに、本実施形態では血管壁の補間に内接円を使用しているが、該補間には実際の血管形状を使用してもよい。その場合、補間部009は、血管壁抽出部005から近傍の点における血管形状から平均的な血管形状を求めたものを取得し、その血管形状を用いて血管壁の補間を行うことになる。 Furthermore, in the present embodiment, an inscribed circle is used for the interpolation of the blood vessel wall, but an actual blood vessel shape may be used for the interpolation. In this case, the interpolation unit 009 obtains an average blood vessel shape obtained from the blood vessel shape at a nearby point from the blood vessel wall extraction unit 005, and performs interpolation of the blood vessel wall using the blood vessel shape.
補間部009は、補間した血管壁のデータを血管壁保存部105に補間する。 The interpolation unit 009 interpolates the interpolated blood vessel wall data in the blood vessel wall storage unit 105.
補間対象抽出部011は、操作者から重要領域及び開始点の入力を受ける。補間対象抽出部011は、補間部009が補間した血管芯線の中から開始点から重要領域に繋がる血管芯線を抽出する。補間対象抽出部011は、抽出した血管芯線を補間部009へ出力する。 The interpolation target extraction unit 011 receives input of an important region and a start point from the operator. The interpolation target extraction unit 011 extracts a blood vessel core line connected from the start point to the important region from the blood vessel core lines interpolated by the interpolation unit 009. The interpolation target extraction unit 011 outputs the extracted blood vessel core line to the interpolation unit 009.
表示制御部012は、血管壁保存部105に保存されている補間された血管壁のデータ及びボリュームデータ保存部101に保存されている血管のデータを基に、補間された血管の画像を作成し、表示部013に表示させる。 The display control unit 012 creates an interpolated blood vessel image based on the interpolated blood vessel wall data stored in the blood vessel wall storage unit 105 and the blood vessel data stored in the volume data storage unit 101. Are displayed on the display unit 013.
以上で説明したように、本実施形態に係るMRI画像診断装置は、端点の近傍の点における画素値や血管径を使用して血管芯線の補間や血管の補間を行う構成である。これにより、端点における画素値や血管径の値が不正確な場合でも、ほぼ正確な血管の補間を行うことができる。したがって、本実施形態に係るMRI画像診断装置で生成した血管画像を使用することで、治療計画や治療支援をより正確に行うことが可能となる。 As described above, the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment is configured to perform vascular core line interpolation and blood vessel interpolation using pixel values and blood vessel diameters at points near the end points. As a result, even when the pixel value or the blood vessel diameter value at the end point is inaccurate, it is possible to perform substantially accurate blood vessel interpolation. Therefore, by using the blood vessel image generated by the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment, it becomes possible to perform treatment planning and treatment support more accurately.
また、本実施形態では、より正確な血管の画像を生成するために補間箇所の選択、及び血管壁の補間の何れにおいても近傍の点の画素値及び血管径を使用して補間を行っているが、どちらか一方においてのみ近傍の点の画素値及び血管径を使用して補間を行う構成でも、本実施形態に係るMRI画像診断装置は動作可能である。 Further, in this embodiment, in order to generate a more accurate blood vessel image, interpolation is performed using pixel values and blood vessel diameters of neighboring points in both selection of an interpolation location and blood vessel wall interpolation. However, the MRI diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment is operable even in a configuration in which interpolation is performed using pixel values and blood vessel diameters of neighboring points only in either one.
〔第3の実施形態〕
以下、この発明の第3の実施形態に係るMRI画像診断装置について説明する。本実施形態に係るMRI画像診断装置は、補間をおこなった血管壁の場所を他の血管壁とは識別可能な状態で画像表示することが第1の実施形態と異なるものである。そこで、以下では主に補間した血管壁の識別について説明する。本実施形態に係るMRI画像診断装置におけるブロック図も第1の実施形態と同様に図1で表わされる。また、本実施形態において、特に説明なく第1の実施形態と同一の符合が付されている機能部は同一の機能を有するものである。
[Third Embodiment]
The MRI image diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below. The MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment displays an image of the interpolated blood vessel wall in a state that can be distinguished from other blood vessel walls. Therefore, the identification of the interpolated blood vessel wall will be mainly described below. A block diagram of the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment is also represented in FIG. 1 as in the first embodiment. Moreover, in this embodiment, the functional part to which the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected without description in particular has the same function.
補間部009は、補間箇所選択部010が選択した補間箇所に、端点情報保存部104に保存されている端点情報を基に血管芯線を補間する。さらに、補間部009は、血管芯線の補間した部分のデータに補間したことを示すフラグを付す。 The interpolation unit 009 interpolates a blood vessel core line at the interpolation location selected by the interpolation location selection unit 010 based on the end point information stored in the end point information storage unit 104. Further, the interpolation unit 009 attaches a flag indicating that interpolation has been performed to the data of the interpolated portion of the blood vessel core line.
さらに、補間部009は、補間対象抽出部011が抽出した血管壁を補間する対象となる血管芯線を有する血管に対し、端点情報保存部104の血管径を基に、血管壁を補間する。さらに、補間部009は、血管壁の補間した部分のデータに補間したことを示すフラグを付す。ここで、どの血管壁が補間した血管壁かを検索する方法としては、例えば、補間の元となった血管芯線上の点に補間したことを示すフラグが付いているものを補間した血管壁と判断する方法である。 Further, the interpolation unit 009 interpolates the blood vessel wall based on the blood vessel diameter of the end point information storage unit 104 with respect to the blood vessel having the blood vessel core line to be interpolated with the blood vessel wall extracted by the interpolation target extraction unit 011. Further, the interpolation unit 009 attaches a flag indicating that interpolation has been performed to the data of the interpolated portion of the blood vessel wall. Here, as a method for searching which blood vessel wall is the interpolated blood vessel wall, for example, the interpolated blood vessel wall having a flag indicating that the interpolation is performed at the point on the blood vessel core line from which the interpolation is performed It is a method to judge.
補間部009は、補間したことを示すフラグが付いた血管壁のデータを血管壁保存部105に保存する。 The interpolation unit 009 stores the blood vessel wall data with the flag indicating the interpolation in the blood vessel wall storage unit 105.
表示制御部012は、正常撮像部位と、補間した血管芯線及び血管壁の部分(すなわち、血管の偽欠損の部分)とを、不透明度や色などが異なる設定で表示部013に表示させる。例えば、図11は補間した部分の血管壁の色を異ならせた画像の一例の図である。図11に示すように、正常撮像部にあたる血管芯線400a及び血管芯線400bと、補間した部分に当たる血管芯線400dとの色を異ならせて血管の画像が表示されている。この様にすることで、どの部分が補間した血管にあたるかを容易に把握することができる。 The display control unit 012 causes the display unit 013 to display the normal imaging region and the interpolated blood vessel core line and the blood vessel wall portion (that is, the false defect portion of the blood vessel) with different settings such as opacity and color. For example, FIG. 11 is an example of an image in which the color of the blood vessel wall of the interpolated portion is made different. As shown in FIG. 11, blood vessel images are displayed with different colors of the blood vessel core lines 400a and 400b corresponding to the normal imaging unit and the blood vessel core line 400d corresponding to the interpolated portion. In this way, it is possible to easily grasp which part corresponds to the interpolated blood vessel.
以上で説明してように、本実施形態に係るMRI画像診断装置においては、正常部位と補間した部分との不透明度や色などを異ならせた画像を表示することができる。これにより、操作者はどの部分が補間された部分かを容易に把握することが可能となる。したがって、撮影条件などにより偽欠損の血管を誤検出した場合などに、操作者がご検出した個所であると判断することが容易になる。 As described above, in the MRI image diagnostic apparatus according to the present embodiment, it is possible to display an image in which the opacity, color, and the like are different between the normal part and the interpolated part. Thus, the operator can easily grasp which part is interpolated. Therefore, it is easy to determine that the place is detected by the operator when a false-defective blood vessel is erroneously detected due to imaging conditions or the like.
001 スキャン部
002 再構成部
003 血管抽出部
004 セグメントデータ作成部
005 血管壁抽出部
006 端点情報作成部
007 構造線抽出部
008 血管芯線抽出部
009 補間部
010 補間箇所選択部
011 補間対象抽出部
012 表示制御部
013 表示部
014 入力部
015 ユーザインタフェース
100 記憶部
101 ボリュームデータ保存部
102 セグメントデータ保存部
103 血管芯線保存部
104 端点情報保存部
105 血管壁保存部
001 Scan unit 002 Reconstruction unit 003 Blood vessel extraction unit 004 Segment data creation unit 005 Blood vessel wall extraction unit 006 Endpoint information creation unit 007 Structure line extraction unit 008 Blood vessel core line extraction unit 009 Interpolation unit 010 Interpolation location selection unit 011 Interpolation target extraction unit 012 Display control unit 013 Display unit 014 Input unit 015 User interface 100 Storage unit 101 Volume data storage unit 102 Segment data storage unit 103 Blood vessel core line storage unit 104 Endpoint information storage unit 105 Blood vessel wall storage unit
Claims (8)
前記核磁気共鳴信号を基に画像を再構成しボリュームデータを生成する再構成手段と、
前記ボリュームデータから血管を抽出する血管抽出手段と、
前記抽出された血管の端点の位置及び該端点における前記血管の方向を含む端点情報を求める端点情報作成手段と、
前記端点情報から補間箇所となる前記端点間を選択する補間箇所選択手段と、
前記選択された前記端点間に血管壁を補間する補間手段と、
前記ボリュームデータに補間された血管壁の情報を加えた画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とするMRI画像診断装置。 Scanning means for applying a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject;
Reconstructing means for reconstructing an image based on the nuclear magnetic resonance signal and generating volume data;
Blood vessel extraction means for extracting blood vessels from the volume data;
End point information creating means for obtaining end point information including the position of the end point of the extracted blood vessel and the direction of the blood vessel at the end point;
Interpolation point selection means for selecting between the end points as interpolation points from the end point information;
Interpolation means for interpolating a blood vessel wall between the selected end points;
Display control means for displaying on the display means an image obtained by adding information of the blood vessel wall interpolated to the volume data;
An MRI diagnostic imaging apparatus comprising:
さらに、3次元座標における前記抽出された血管の領域の画素値を1とし、他の領域の画素値を0としてあらわされるセグメントデータに変換する、
ことを特徴とする請求項1に記載のMRI画像診断装置。 The blood vessel extraction means stores in advance a threshold value of a pixel value representing a blood vessel, compares the pixel value of the volume data with the threshold value, and extracts a blood vessel,
Furthermore, the pixel value of the extracted blood vessel region in three-dimensional coordinates is set to 1, and the pixel value of the other region is converted to segment data represented as 0.
The MRI image diagnostic apparatus according to claim 1.
前記抽出された血管に対し細線化処理を行うことで構造線を求め、
前記構造線上の画素を含み前記構造線に直交する断面における血管に内接する内接円を求め、
前記内接円の中心を繋ぐことで、血管芯線を求め、
前記血管芯線を基に端点の位置及び該端点における血管が向かう方向の方向ベクトルを求める、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のMRI画像診断装置。 The end point information creating means includes:
A structural line is obtained by thinning the extracted blood vessel,
Determining an inscribed circle inscribed in a blood vessel in a cross section including pixels on the structure line and orthogonal to the structure line;
By connecting the centers of the inscribed circles, the blood vessel core line is obtained,
Finding the position of the end point based on the blood vessel core line and the direction vector of the direction of the blood vessel at the end point,
The MRI image diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein
2つの端点における、端点間の距離、各端点における方向ベクトル、各端点もしくは各端点と隣接する点における輝度値、又は各端点もしくは各端点と隣接する点における血管径の1つ又はそれらの組み合わせが、予め記憶している閾値以下の場合に、前記2つの端点の間を補間箇所とする
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載のMRI画像診断装置。 The interpolation location selection means includes
One or a combination of the distance between the two endpoints, the direction vector at each endpoint, the luminance value at each endpoint or a point adjacent to each endpoint, or the blood vessel diameter at each endpoint or a point adjacent to each endpoint. The MRI image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an interpolation location is set between the two end points when the threshold value is less than or equal to a threshold value stored in advance.
前記補間箇所における血管芯線を補間し、
端点近傍の血管壁を基に該血管芯線上の点に対応する血管壁を順次作成することで前記補間箇所における血管を補間する、
ことを特徴とする請求項3又は請求項4のいずれか1つに記載のMRI画像診断装置。 The interpolation means includes
Interpolating the blood vessel core line at the interpolation location;
Interpolating the blood vessel at the interpolation location by sequentially creating a blood vessel wall corresponding to a point on the blood vessel core line based on the blood vessel wall near the end point;
The MRI diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 3 and 4.
前記補間手段は、前記血管壁の補間の対象として抽出された血管に対し血管の補間を行う、
ことを特徴とする請求項5に記載のMRI画像診断装置。 After the interpolating means interpolates the blood vessel core line, the blood vessel having the blood vessel core line connecting the start point and the specific area is received in accordance with designation of the specific area and the start point on the blood vessel in the volume data. Further comprising an interpolation object extracting means for extracting as an object for interpolation of the blood vessel wall,
The interpolation means interpolates a blood vessel with respect to a blood vessel extracted as an interpolation target of the blood vessel wall;
The MRI diagnostic imaging apparatus according to claim 5.
前記核磁気共鳴信号を演算処理して画像を再構成しボリュームデータを生成する再構成段階と、
前記ボリュームデータから血管を抽出する血管抽出段階と、
前記抽出された血管の端点の位置及び血管の方向を含む端点情報を求める端点情報作成段階と、
前記端点情報から補間箇所となる前記端点間を選択する補間箇所選択段階と、
前記選択された補間箇所に血管壁を補間する補間段階と、
前記ボリュームデータに補間された血管壁の情報を加えた画像を表示手段に表示させる表示制御段階と、
を備えることを特徴とするMR画像形成方法。 A scanning step in which a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field are applied to a subject placed in a static magnetic field, and a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject is detected;
A reconstruction step of computing the nuclear magnetic resonance signal to reconstruct an image and generating volume data;
A blood vessel extraction step of extracting blood vessels from the volume data;
End point information creating step for obtaining end point information including the position of the extracted blood vessel end point and the direction of the blood vessel;
An interpolation location selection stage for selecting between the endpoints to be interpolation locations from the endpoint information;
An interpolation step of interpolating a blood vessel wall at the selected interpolation location;
A display control step of displaying on the display means an image obtained by adding information of the blood vessel wall interpolated to the volume data;
An MR image forming method comprising:
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