JP5534580B2 - 医用画像表示装置及び医用画像表示方法 - Google Patents
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Description
医用画像撮影装置13は、被検体の断層画像等の医用画像情報を取得する装置である。医用画像撮影装置13は、例えば、MRI装置やX線CT装置、超音波診断装置、シンチレーションカメラ装置、PET装置、SPECT装置など、である。医用画像データベース14は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像情報を記憶するデータベースシステムである。
本発明の第1の実施形態について、図2〜11を用いて説明する。図2は本発明の第1の実施形態の処理フローの一例である。図2の各ステップについて以下に説明する。
CPU2は、操作者がマウス8やキーボード9を操作して選択した観察対象となる画像データを医用画像撮影装置13または医用画像データベース14からネットワーク12を介して取得する。
CPU2は、取得された画像データを用いて断面像や3次元画像を作成し、表示メモリ5を介して表示装置6に作成された断面像や3次元画像を表示させる。ここで、断面像とはステップ201で取得された3次元的に積層された医用画像データを任意の角度で切断したときの断面に相当する画像であり、3次元画像とはボリュームレンダリング法やサーフェイスレンダリング法など種々の3次元画像再構成法を用いて作成された画像を指す。例えば、x軸、y軸、z軸それぞれの方向で断面像を作成し、図3に示すように同時に表示装置6に表示する。図3の例では、アキシャル像300、サジタル像301、コロナル像302を表示している。
CPU2は、操作者が行うマウス8やキーボード9の操作に基づき、ステップ202で表示されたアキシャル像300、サジタル像301、コロナル像302上に関心領域303を設定する。アキシャル像300、サジタル像301、コロナル像302上で操作者が行う操作は、マウスドラッグによる自由曲線の描画でも良いし、予め準備された楕円や長方形などの基本図形の大きさや向き、位置の調整でも良い。図3の例では、アキシャル像300、サジタル像301、コロナル像302上に設定された関心領域303を点線で示している。
CPU2は、ステップ203で設定された関心領域303の輪郭線上に制御点を設定する。図4(a)、(b)を用いて制御点の設定例を説明する。
図4(a)に示した関心領域303は円形状であり、重心401と輪郭線403を有する。重心401から複数の半直線402を放射状に等角度間隔で伸ばしたとき、各半直線402と輪郭線403との交点404を制御点とする。
また図4(b)に示した関心領域303の輪郭線403は点群405からなる。点群405の中から数点おきに制御点404を設定する。
CPU2は、観察対象となる臓器の領域抽出、もしくは観察対象となる臓器の芯線を抽出するために抽出処理を実行する。本ステップの詳細については、図5を用いて後述する。
CPU2は、ステップ205で抽出された領域もしくは芯線を表示装置6に表示させる。例えば、抽出された領域を、ステップ201で取得された画像データから作成された断面像上に重畳表示したり、ボリュームレンダリングやサーフェイスレンダリング法などの3次元画像再構成法を用いて3次元画像として表示したりする。
図6に表示例として、抽出された領域600をアキシャル像300、サジタル像301、コロナル像302上に半透明の色で重畳表示した重畳画像と、抽出された領域の3次元画像601を示す。なお、前記重畳画像と前記3次元画像は、同時に表示しても良いし、別々に表示しても良い。
さらに、図6に示したような重畳画像や3次元画像に、抽出された芯線を投影表示しても良い。
CPU2は、操作者が行うマウス8やキーボード9の操作に基づき、移動操作開始トリガを取得する。本ステップにおける操作者が行う操作とは、マウスボタンのボタンダウンや、キーボード9中の特定のキーを押すこと等であり、この操作が移動操作開始トリガとなる。CPU2は移動操作開始トリガを取得することにより、ステップ203で設定された関心領域を活性状態に遷移させる。ここで活性状態とは、本ステップ以降に行われるマウス8やキーボード9の操作に合わせて関心領域の位置や大きさを変えられる状態にあることである。関心領域が活性状態であるとき、活性状態であることを操作者に明示するために関心領域の輪郭線の色や線種を変更しても良い。
CPU2は、操作者が行うマウス8やキーボード9の操作に基づき、ポインティングデバイスのポインタ移動情報を取得する。本ステップにおける操作者が行う操作とは、マウスのドラッグ操作や、マウスホイールの回転操作、カーソルキー等の特定のキーを押すことである。また、ポインタ移動情報とは、ポインタの移動方向、移動量、移動速度である。操作者が行う操作とポインタ移動情報は予め関連付けられる。本実施形態では、ポインタの移動方向として、マウスのドラッグ操作は断面像と平行な方向に、マウスホイールの回転操作は断面像と垂直な方向に関連付けられる。例えば、表示中の画像に対して手前方向/奥方向へポインタを移動させる場合は、マウスホイールを順方向/逆方向に回転させる。またポインタの移動量は、マウスのドラッグ長さや、マウスホイールの回転量に関連付けられる。
CPU2は、ステップ502で取得したポインタ移動情報に基づき関心領域を断面像上で移動させる。例えば図7に示すようにコロナル像302上で701の方向にマウスのドラッグ操作が行われると、図8に示すように関心領域が800の位置から801の位置へ移動させられる。関心領域を移動させるときの基準点は、例えば関心領域の重心とし、移動前後の関心領域の基準点を結んだものが関心領域の移動ベクトルとなる。
CPU2は、ステップ502で取得したポインタ移動情報と関心領域周辺の画素値に基づき、移動後の関心領域を変形させる。関心領域の変形のさせ方の一例を説明する。
関心領域の変形後に重心座標を求めなおす。
CPU2は、移動後の関心領域の位置と形状を主メモリ3または記憶装置4に記憶させる。
CPU2は、操作者の操作に基づき、移動操作が終了したか否かを判定する。終了であれば関心領域を不活性状態に遷移させた後ステップ507へ進み、終了でなければステップ502へ戻る。
本ステップにおける操作者が行う操作とは、マウスボタンのクリックや、キーボード9中の特定のキーを押すこと等である。ここで不活性状態とは、マウス8やキーボード9の操作が行われても関心領域の位置や大きさを変えられない状態にあることであり、不活性状態であることを操作者に明示するために関心領域の輪郭線の色や線種をもとに戻しても良い。
CPU2は、主メモリ3または記憶装置4に記憶された関心領域群の位置と形状を補間処理により3次元的に連結し、1つの領域として3次元の関心領域を作成する。作成された3次元の関心領域は観察対象領域として設定されても良いし、作成された3次元の関心領域のうち予め設定された閾値範囲内の画素値をもつ領域を抽出して、抽出された領域が観察対象領域として設定されても良い。
また、関心領域群の各重心座標を補間処理により連結した曲線を観察対象の芯線とする。
全制御点の位置の組み合わせにおいて全エネルギーEall((4)式)が最小となるように全制御点の位置の組み合わせを決定する。
本発明の第2の実施形態について、図を用いて説明する。第1の実施形態では、医用画像から観察対象となる領域と芯線を同時に抽出する場合を例にとり説明した。本実施形態では、例えば大腸などの観察対象となる管腔臓器領域は既に抽出されている状態で、大腸襞などの構造物の影響を受けずに芯線を抽出する場合について説明する。図12に第2の実施形態の処理フローを示す。なお、第1の実施形態と同じ処理のステップについては説明を省略する。
第1の実施形態と同じである。
CPU2は、特許文献1に開示されているような注目画素とその周辺画素との画素値の連続性を利用する方法等を用いて観察対象となる領域を抽出する。なお、本ステップの抽出処理の代わりとして、ステップ202で表示された画像上に操作者のマウス操作等により描画された領域を観察対象となる領域としても良い。
CPU2は、ステップ1201で抽出された領域を表示装置6に表示させる。例えば、抽出された領域を、ステップ201で取得された画像データから作成された断面像上に重畳表示したり、ボリュームレンダリングやサーフェイスレンダリング法などの3次元画像再構成法を用いて3次元画像として表示したりする。なお、前記重畳画像と前記3次元画像は、同時に表示しても良いし、別々に表示しても良い。
第1の実施形態と同じである。ただし関心領域の設定に関しては、図14に示すように、ステップ1202で表示された3次元画像501中の抽出された領域1400に対し、関心領域1401を設定するようにしても良い。
CPU2は、観察対象となる臓器の芯線を抽出するために抽出処理を実行する。本ステップの詳細については、図13を用いて後述する。
CPU2は、ステップ1203で抽出された芯線を表示装置6に表示させる。例えば、図5に示したような重畳画像や3次元画像に、抽出された芯線を投影表示する。なお、前記重畳画像と前記3次元画像は、同時に表示しても良いし、別々に表示しても良い。
図6と同じである。
CPU2は、ステップ502で取得したポインタ移動情報と周辺の画素値に基づき、移動後の関心領域を変形させる。関心領域の変形のさせ方は第1の実施形態と同様であるが、ポテンシャルエネルギーui(j)を以下のように設定してもよい。
関心領域の重心805と制御点804(制御点iとする)とを結ぶ半直線802上の位置に依存するポテンシャルエネルギーui(j)((図15の1501や1502)を設定する。ステップ1201で抽出された領域を500とし、領域内と領域外の境界で最もポテンシャルエネルギーが低くなるように設定する。大腸などのように分岐がない臓器には図15の1501に示すような制御点が領域内部に入るとポテンシャルエネルギーが高くなるよう設定するのが望ましい。一方、血管や気管支のように分岐がある臓器の場合は、図15の1502のように、領域内部においても境界付近であればポテンシャルが小さくなるように設定するのが望ましい。
図6と同じである。
CPU2は、主メモリ3または記憶装置4に記憶された関心領域群の各重心座標を補間処理により連結した曲線を観察対象の芯線とする。
Claims (5)
- 被検体の管腔臓器を含む断面像若しくは前記断面像に基づき作成された3次元画像を表示する表示部を備えた医用画像表示装置であって、
前記断面像若しくは前記3次元画像上に関心領域を設定する関心領域設定部と、
前記関心領域の移動操作情報を取得する移動操作情報取得部と、
前記移動操作情報に基づき前記関心領域の位置情報及び形状情報を更新する関心領域更新部と、
更新された関心領域の位置情報及び形状情報を更新される毎に記憶する記憶部と、
更新される毎に記憶された位置情報及び形状情報を連結して3次元関心領域を作成する3次元関心領域作成部と、
前記3次元関心領域に基づき前記管腔臓器の芯線を抽出する芯線抽出部を備え、
前記移動操作情報取得部は前記移動操作情報として移動速度を取得し、
前記関心領域更新部は、移動後の関心領域の周辺の画素値プロファイル曲線を取得する範囲を前記移動速度に応じて決定し、前記範囲で取得した画素値プロファイル曲線に基づいて前記関心領域の変形の程度を制御することを特徴とする医用画像表示装置。 - 請求項1に記載の医用画像表示装置において、
前記移動操作情報取得部は前記移動操作情報として、移動量、移動方向を含むことを特徴とする医用画像表示装置。 - 請求項1に記載の医用画像表示装置において、
前記関心領域更新部は前記移動速度が速い場合は前記範囲を小さくし、前記移動速度が遅い場合は前記範囲を大きくすることを特徴とする医用画像表示装置。 - 請求項1に記載の医用画像表示装置において、
前記関心領域更新部は前記画素値プロファイル曲線の極値に基づいて前記関心領域の変形の程度を制御することを特徴とする医用画像表示装置。 - 被検体の管腔臓器を含む断面像若しくは前記断面像に基づき作成された3次元画像を表示する表示ステップを備えた医用画像表示方法であって、
前記断面像若しくは前記3次元画像上に関心領域を設定する関心領域設定ステップと、
前記関心領域の移動操作情報を取得する移動操作情報取得ステップと、
前記移動操作情報に基づき前記関心領域の位置情報及び形状情報を更新する関心領域更新ステップと、
更新された関心領域の位置情報及び形状情報を更新される毎に記憶する記憶ステップと、
更新される毎に記憶された位置情報及び形状情報を連結して3次元関心領域を作成する3次元関心領域作成ステップと、
前記3次元関心領域に基づき前記管腔臓器の芯線を抽出する芯線抽出ステップを備え、
前記移動操作情報取得ステップは前記移動操作情報として移動速度を取得し、
前記関心領域更新ステップは、移動後の関心領域の周辺の画素値プロファイル曲線を取得する範囲を前記移動速度に応じて決定し、前記範囲で取得した画素値プロファイル曲線に基づいて前記関心領域の変形の程度を制御することを特徴とする医用画像表示方法。
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