JP5383486B2 - 脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法および装置 - Google Patents
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Description
頭部の医用画像において脳出血部位をセグメンテーションする方法であって、
前記頭部の医用画像において、頭骨の内側領域を区分する工程と、
該頭骨の内側領域を区分する工程において区分された領域の中から、脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程と、
該脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程により区分された領域の中から、脳出血部位を判定する工程と
を備えた脳出血部位をセグメンテーションする方法である。
前記頭骨の内側領域を区分する工程において区分された領域のうち、CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程と、
該CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程において区分された領域のうち、画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する工程と、
該画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する工程において区分された領域から、比較的CT値の大きい領域を区分する工程と、
該比較的CT値の大きい領域を区分する工程において抽出された領域について、CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程と、
を含んでいる。
前記脳出血部位を判定する工程は、
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程において区分された領域について、該領域のCT値及び大きさに基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第1の工程と、
該第1の工程において脳出血部位と判定された領域以外の領域のうち、脳出血部位の可能性がある領域について、該領域とその周辺の領域とのCT値の差又は該領域のCT値に基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第2の工程と、
を含んでいる。
脳出血部位をセグメンテーションする方法は、
前記脳出血部位を判定する工程において脳出血部位であると判定された領域についてバーシャルボリューム効果の影響を補正する工程をさらに含んでいる。
前記前処理工程では、頭部のX線CT画像について、第1の設定値より大きいCT値を持つ画素と第2の設定値より小さいCT値を持つ画素を除外し、第3の設定値に基づいて頭骨の境界を特定し、前記特定した境界に基づいて頭骨の外側領域を除外し、
前記1次探索工程では、前記前処理が行われた画像について、CT値変化が緩やかな領域を探索し、前記探索により判明した領域ごとにラベルを付与し、
前記分析・調整工程では、前記1次探索が行われた画像について、前記領域ごとに画素数を求め、画素数が第4の設定値より少ない領域を除外し、
前記フィルタリング工程では、前記分析・調整が行われた画像について、前記領域ごとに、2次元座標i,jが増加する方向にそれぞれ隣接する画素間のCT値の差の絶対値の和を画素ごとに求め、前記和が第5の設定値以上となる画素位置を特定し、前記特定した全ての画素位置におけるCT値の平均値を求め、前記平均値以下のCT値を持つ画素を除外し、
前記2次探索工程では、前記フィルタリングが行われた画像について、CT値変化が緩やかな領域を探索し、前記探索により判明した領域ごとにあらためてラベルを付与し、
前記分析・判定工程では、前記2次探索においてラベルが付与された画像について、前記領域の画素のCT値をCTregion、第6の設定値をCTmax、第7の設定値をCTmin、第8の設定値をCTbloodとしたとき、
第1のインデックスIndexCTを、
CTmin<=CTregion<=CTbloodならば
CTblood<CTregion<=CTmaxならば
それ以外は
前記領域の面積および周長をそれぞれAreaおよびPerimeterで表し、前記領域の特性値を
第2のインデックスindexradianを、
Radianが第9の設定値Radianmaxより大きければindexradian=1とし、
Radianが第10の設定値Radianminより小さければindexradian=0とし、
Radianが第9の設定値Radianmax以下で第10の設定値Radianmin以上ならば
第3のインデックスIndex0を、
Index0>=20%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
Index0<=3%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
3%<Index0<20%ならば、そのような領域の周囲の領域の画素のCT値をCTAroundRegionとし、そのような全ての領域の平均CT値をCTAverage-All-Regionとしたとき、
第4のインデックスIndexSubを、
第5のインデックスIndexOderを、
IndexSub>=8またはIndexOrder>=10ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
IndexSub<=0またはIndexOrder<=-5ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
0<IndexSub<8かつ-5<IndexOrder<10ならば、
第6のインデックスIndexFinalを、
IndexFinal>=50%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し
IndexFinal<50%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
前記後処理工程では、前記分析・判定により脳出血部位であると判定された領域についてパーシャルボリューム効果の影響を補正する、
ことを特徴とする脳出血部位セグメンテーション方法である。
頭部のX線CT画像において脳出血部位をセグメンテーションする装置であって、
前記頭部のX線CT画像において、頭骨の内側領域を区分する手段と、
該頭骨の内側領域を区分する手段により区分された領域の中から、脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段と、
該脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段により区分された領域の中から、脳出血部位を判定する手段と
を備えた脳出血部位をセグメンテーションする装置である。
前記頭骨の内側領域を区分する手段により区分された領域のうち、CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段と、
該CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段により区分された領域のうち、画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する手段と、
該画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する手段により区分された領域から、比較的CT値の大きい領域を区分する手段と、
該比較的CT値の大きい領域を区分する手段により区分された領域について、CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段と、
を含んでいる。
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段により区分された領域について、該領域のCT値及び大きさに基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第1の手段と、
該第1の手段により脳出血部位と判定された領域以外の領域のうち、脳出血部位の可能性がある領域について、該領域とその周辺の領域とのCT値の差又は該領域のCT値に基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第2の手段と、
を含んでいる。
前記脳出血部位を判定する手段により脳出血部位であると判定された領域についてバーシャルボリューム効果の影響を補正する手段をさらに含んでいる。
前記前処理手段は、頭部のX線CT画像について、第1の設定値より大きいCT値を持つ画素と第2の設定値より小さいCT値を持つ画素を除外し、第3の設定値に基づいて頭骨の境界を特定し、前記特定した境界に基づいて頭骨の外側領域を除外し、
前記1次探索手段は、前記前処理が行われた画像について、CT値変化が緩やかな領域を探索し、前記探索により判明した領域ごとにラベルを付与し、
前記分析・調整手段は、前記1次探索が行われた画像について、前記領域ごとに画素数
を求め、画素数が第4の設定値より少ない領域を除外し、
前記フィルタリング手段は、前記分析・調整が行われた画像について、前記領域ごとに、2次元座標i,jが増加する方向にそれぞれ隣接する画素間のCT値の差の絶対値の和を画素ごとに求め、前記和が第5の設定値以上となる画素位置を特定し、前記特定した全ての画素位置におけるCT値の平均値を求め、前記平均値以下のCT値を持つ画素を除外し、
前記2次探索手段は、前記フィルタリングが行われた画像について、CT値変化が緩やかな領域を探索し、前記探索により判明した領域ごとにあらためてラベルを付与し、
前記分析・判定手段は、前記2次探索においてラベルが付与された画像について、前記領域の画素のCT値をCTregion、第6の設定値をCTmax、第7の設定値をCTmin、第8の設定値をCTbloodとしたとき、
第1のインデックスIndexCTを、
CTmin<=CTregion<=CTbloodならば
CTblood<CTregion<=CTmaxならば
それ以外は
前記領域の面積および周長をそれぞれAreaおよびPerimeterで表し、前記領域の特性値を
第2のインデックスindexradianを、
Radianが第9の設定値Radianmaxより大きければindexradian=1とし、
Radianが第10の設定値Radianminより小さければindexradian=0とし、
Radianが第9の設定値Radianmax以下で第10の設定値Radianmin以上ならば
第3のインデックスIndex0を、
Index0>=20%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
Index0<=3%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
3%<Index0<20%ならば、そのような領域の周囲の領域の画素のCT値をCTAroundRegionとし、そのような全ての領域の平均CT値をCTAverage-All-Regionとしたとき、
第4のインデックスIndexSubを、
第5のインデックスIndexOderを、
IndexSub>=8またはIndexOrder>=10ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
IndexSub<=0またはIndexOrder<=-5ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
0<IndexSub<8かつ-5<IndexOrder<10ならば、
第6のインデックスIndexFinalを、
IndexFinal>=50%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し
IndexFinal<50%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
前記後処理手段は、前記分析・判定により脳出血部位であると判定された領域についてパーシャルボリューム効果の影響を補正する、
ことを特徴とする脳出血部位セグメンテーション装置である。
前記第1の設定値は245であり、前記第2の設定値は30であり、前記第3の設定値は190であり、前記第4の設定値は300であり、前記第5の設定値は4であり、前記第6の設定値は100であり、前記第7の設定値は40であり、前記第8の設定値は70であり、前記第9の設定値は0.015であり、前記第10の設定値は0.003であることが、セグメンテーションを高精度に行う点で好ましい。
CTmin<=CTregion<=CTbloodならば
CTblood<CTregion<=CTmaxならば
それ以外は
ステップ602で、第2のインデックスindexradianを求める。第2のインデックスindexradianは、領域の面積および周長をそれぞれAreaおよびPerimeterで表し、領域の特性値を
Radianが第9の設定値Radianmaxより大きければindexradian=1とし、Radianが第10の設定値Radianminより小さければindexradian=0とし、Radianが第9の設定値Radianmax以下で第10の設定値Radianmin以上ならば
ステップ603で、第3のインデックスIndex0を、
ステップ604で、第3のインデックスIndex0の値に応じて、その領域が脳出血部位であるか否かを判定する。すなわち、Index0>=20%ならば、その領域は脳出血部位である(CH)と判定し、Index0<=3%ならば、その領域は脳出血部位でない(not CH)と判定し、3%<Index0<20%ならば、次のステップ605に移行する。
第4のインデックスIndexSubを、
第5のインデックスIndexOderを、
ステップ606で、第4のインデックスIndexSubと第5のインデックスIndexOderの値に応じて、その領域が脳出血部位であるか否かを判定する。すなわち、IndexSub>=8またはIndexOrder>=10ならば、その領域は脳出血部位である(CH)と判定し、IndexSub<=0またはIndexOrder<=-5ならば、その領域は脳出血部位でない(not CH)と判定し、0<IndexSub<8かつ-5<IndexOrder<10ならば、次のステップ607移行する。
ステップ608で、第6のインデックスIndexFinalの値に応じて、その領域が脳出血部位であるか否かを判定する。すなわち、IndexFinal>=50%ならば、その領域は脳出血部位
である(CH)と判定し、IndexFinal<50%ならば、その領域は脳出血部位でない(not CH)と判定する。
20 表示部
30 操作部
40 記憶部
50 入出力部
Claims (15)
- 頭部の医用画像において脳出血部位をセグメンテーションする装置の作動方法であって、
前記頭部の医用画像において、頭骨の内側領域を区分する工程と、
該頭骨の内側領域を区分する工程において区分された領域の中から、脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程と、
該脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程により区分された領域の中から、脳出血部位を判定する工程と
を備え、
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程は、
前記頭骨の内側領域を区分する工程において区分された領域のうち、CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程と、
該CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程において区分された領域のうち、画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する工程と、
該画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する工程において区分された領域から、比較的CT値の大きい領域を区分する工程と、
該比較的CT値の大きい領域を区分する工程において抽出された領域について、CT値が緩やかに変化する領域を区分する工程と、
を含んでいる脳出血部位をセグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記脳出血部位を判定する工程は、
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する工程において区分された領域について、該領域のCT値及び大きさに基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第1の工程と、
該第1の工程において脳出血部位と判定された領域以外の領域のうち、脳出血部位の可能性がある領域について、該領域とその周辺の領域とのCT値の差又は該領域のCT値に基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第2の工程と、
を含んでいる請求項1に記載の脳出血部位をセグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記脳出血部位を判定する工程において脳出血部位であると判定された領域についてバーシャルボリューム効果の影響を補正する工程をさらに含んでいる請求項1に記載の脳出血部位をセグメンテーションする装置の作動方法。
- 頭部のX線CT画像について脳出血部位をセグメンテーションする方法であって、
前処理工程と、1次探索工程と、分析・調整工程と、フィルタリング工程と、2次探索工程と、分析・判定工程と、後処理工程とを有し、
前記前処理工程では、頭部のX線CT画像について、
第1の設定値より大きいCT値を持つ画素と第2の設定値より小さいCT値を持つ画素を除外し、
第3の設定値に基づいて頭骨の境界を特定し、
前記特定した境界に基づいて頭骨の外側領域を除外し、
前記1次探索工程では、前記前処理が行われた画像について、
CT値変化が緩やかな領域を探索し、
前記探索により判明した領域ごとにラベルを付与し、
前記分析・調整工程では、前記1次探索が行われた画像について、
前記領域ごとに画素数を求め、
画素数が第4の設定値より少ない領域を除外し、
前記フィルタリング工程では、前記分析・調整が行われた画像について、
前記領域ごとに、
2次元座標i,jが増加する方向にそれぞれ隣接する画素間のCT値の差の絶対値の和を画素ごとに求め、
前記和が第5の設定値以上となる画素位置を特定し、
前記特定した全ての画素位置におけるCT値の平均値を求め、
前記平均値以下のCT値を持つ画素を除外し、
前記2次探索工程では、前記フィルタリングが行われた画像について、
CT値変化が緩やかな領域を探索し、
前記探索により判明した領域ごとにあらためてラベルを付与し、
前記分析・判定工程では、前記2次探索においてラベルが付与された画像について、
前記領域の画素のCT値をCTregion、第6の設定値をCTmax、第7の設定値をCTmin、第8の設定値をCTbloodとしたとき、
第1のインデックスIndexCTを、
CTmin<=CTregion<=CTbloodならば
CTblood< CTregion<= CTmaxならば
それ以外は
前記領域の面積および周長をそれぞれAreaおよびPerimeterで表し、前記領域の特性値を
第2のインデックスindexradianを、
Radianが第9の設定値Radianmaxより大きければindexradian =1とし、
Radianが第10の設定値Radianminより小さければindexradian =0とし、
Radianが第9の設定値Radianmax以下で第10の設定値Radianmin以上ならば
第3のインデックスIndex0を、
Index0>=20%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
Index0<=3%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
3%<Index0<20%ならば、そのような領域の周囲の領域の画素のCT値をCTAroundRegionとし、そのような全ての領域の平均CT値をCTAverage -All-Regionとしたとき、
第4のインデックスIndexSubを、
第5のインデックスIndexOderを、
IndexSub>=8またはIndexOrder> =10ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
IndexSub<=0またはIndexOrder< =-5ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
0<IndexSub< 8かつ-5< IndexOrder<10ならば、
第6のインデックスIndexFinalを、
IndexFinal>=50%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し
IndexFinal<50%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
前記後処理工程では、前記分析・判定により脳出血部位であると判定された領域についてパーシャルボリューム効果の影響を補正する、
ことを特徴とする脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記前処理における頭骨境界の特定は、前記第3の設定値より小さい値から大きい値へのCT値変化点または前記第3の設定値より大きい値から小さい値へのCT値変化点を検出することにより行う
ことを特徴とする請求項4に記載の脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記1次探索および前記2次探索における領域探索は、隣接する画素間のCT値の相違が5以下である領域を探索することによって行う
ことを特徴とする請求項4に記載の脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記後処理における前記補正は、前記領域に関するダイレーション演算によって行う
ことを特徴とする請求項4に記載の脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法。 - 前記第1の設定値は245であり、前記第2の設定値は30であり、前記第3の設定値は190であり、前記第4の設定値は300であり、前記第5の設定値は4であり、前記第6の設定値は100であり、前記第7の設定値は40であり、前記第8の設定値は70であり、前記第9の設定値は0.015であり、前記第10の設定値は0.003であることを特徴とする請求項4に記載の脳出血部位セグメンテーションする装置の作動方法。
- 頭部のX線CT画像において脳出血部位をセグメンテーションする装置であって、
前記頭部のX線CT画像において、頭骨の内側領域を区分する手段と、
該頭骨の内側領域を区分する手段により区分された領域の中から、脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段と、
該脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段により区分された領域の中から、脳出血部位を判定する手段と
を備え、
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段は、
前記頭骨の内側領域を区分する手段により区分された領域のうち、CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段と、
該CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段により区分された領域のうち、画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する手段と、
該画素数が所定の数よりも大きい領域を区分する手段により区分された領域から、比較的CT値の大きい領域を区分する手段と、
該比較的CT値の大きい領域を区分する手段により区分された領域について、CT値が緩やかに変化する領域を区分する手段と、
を含んでいる脳出血部位をセグメンテーションする装置。 - 前記脳出血部位を判定する手段は、
前記脳出血部位が含まれる可能性のある領域を区分する手段により区分された領域について、該領域のCT値及び大きさに基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第1の手段と、
該第1の手段により脳出血部位と判定された領域以外の領域のうち、脳出血部位の可能性がある領域について、該領域とその周辺の領域とのCT値の差又は該領域のCT値に基づいて、該領域が脳出血部位か否かを判定する第2の手段と、
を含んでいる請求項9に記載の脳出血部位をセグメンテーションする装置。 - 前記脳出血部位を判定する手段により脳出血部位であると判定された領域についてバーシャルボリューム効果の影響を補正する手段をさらに含んでいる請求項9に記載の脳出血部位をセグメンテーションする装置。
頭部のX線CT画像について脳出血部位をセグメンテーションする装置であって、
前処理手段と、1次探索手段と、分析・調整手段と、フィルタリング手段と、2次探索手段と、分析・判定手段と、後処理手段とを有し、
前記前処理手段は、頭部のX線CT画像について、
第1の設定値より大きいCT値を持つ画素と第2の設定値より小さいCT値を持つ画素を除外し、
第3の設定値に基づいて頭骨の境界を特定し、
前記特定した境界に基づいて頭骨の外側領域を除外し、
前記1次探索手段は、前記前処理が行われた画像について、
CT値変化が緩やかな領域を探索し、
前記探索により判明した領域ごとにラベルを付与し、
前記分析・調整手段は、前記1次探索が行われた画像について、
前記領域ごとに画素数を求め、
画素数が第4の設定値より少ない領域を除外し、
前記フィルタリング手段は、前記分析・調整が行われた画像について、
前記領域ごとに、
2次元座標i,jが増加する方向にそれぞれ隣接する画素間のCT値の差の絶対値の和を画素ごとに求め、
前記和が第5の設定値以上となる画素位置を特定し、
前記特定した全ての画素位置におけるCT値の平均値を求め、
前記平均値以下のCT値を持つ画素を除外し、
前記2次探索手段は、前記フィルタリングが行われた画像について、
CT値変化が緩やかな領域を探索し、
前記探索により判明した領域ごとにあらためてラベルを付与し、
前記分析・判定手段は、
前記2次探索においてラベルが付与された画像について、
前記領域の画素のCT値をCTregion、第6の設定値をCTmax、第7の設定値をCTmin、第8の設定値をCTbloodとしたとき、
第1のインデックスIndexCTを、
CTmin<= CTregion<= CTbloodならば
CTblood< CTregion<= CTmaxならば
それ以外は
前記領域の面積および周長をそれぞれAreaおよびPerimeterで表し、前記領域の特性値を
第2のインデックスindexradianを、
Radianが第9の設定値Radianmaxより大きければindexradian =1とし、
Radianが第10の設定値Radianminより小さければindexradian =0とし、
Radianが第9の設定値Radianmax以下で第10の設定値Radianmin以上ならば
第3のインデックスIndex0を、
Index0>=20%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
Index0<=3%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
3%<Index0<20%ならば、そのような領域の周囲の領域の画素のCT値をCTAroundRegionとし、そのような全ての領域の平均CT値をCTAverage -All-Regionとしたとき、
第4のインデックスIndexSubを、
第5のインデックスIndexOderを、
IndexSub>=8またはIndexOrder> =10ならば、その領域は脳出血部位であると判定し、
IndexSub<=0またはIndexOrder< =-5ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
0<IndexSub< 8かつ-5< IndexOrder<10ならば、
第6のインデックスIndexFinalを、
IndexFinal>=50%ならば、その領域は脳出血部位であると判定し
IndexFinal<50%ならば、その領域は脳出血部位でないと判定し、
前記後処理手段は、前記分析・判定により脳出血部位であると判定された領域についてパーシャルボリューム効果の影響を補正する、
ことを特徴とする脳出血部位セグメンテーション装置。 - 前記前処理における頭骨境界の特定は、前記第3の設定値より小さい値から大きい値へのCT値変化点または前記第3の設定値より大きい値から小さい値へのCT値変化点を検出することにより行う
ことを特徴とする請求項11に記載の脳出血部位セグメンテーション装置。 - 前記1次探索および前記2次探索における領域探索は、隣接する画素間のCT値の相違が5以下である領域を探索することによって行う
ことを特徴とする請求項11に記載の脳出血部位セグメンテーション装置。 - 前記後処理における前記補正は、前記領域に関するダイレーション演算によって行う
ことを特徴とする請求項11に記載の脳出血部位セグメンテーション装置。 - 前記第1の設定値は245であり、前記第2の設定値は30であり、前記第3の設定値は190であり、前記第4の設定値は300であり、前記第5の設定値は4であり、前記第6の設定値は100であり、前記第7の設定値は40であり、前記第8の設定値は70であり、前記第9の設定値は0.015であり、前記第10の設定値は0.003であることを特徴とする請求項11に記載の脳出血部位セグメンテーション装置。
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