JP6671747B2 - Medical image processing apparatus, control method thereof, and program - Google Patents
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Images
Description
本発明は医用画像処理装置、その制御方法、及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a medical image processing apparatus, a control method thereof, and a program.
大腸がんによる死亡率が高いことを受け、様々な検診が企画されてきている。内視鏡検査がその代表例である。昨今では、より被験者に係る負担が少ないカプセル内視鏡を用いたり、大腸CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)で取得された医用画像から生成する仮想内視鏡画像を検診に用いることが可能になっている。 Due to the high mortality from colorectal cancer, various screenings have been planned. Endoscopy is a typical example. In recent years, use of a capsule endoscope with less burden on a subject or use of a virtual endoscope image generated from a medical image obtained by colorectal CT (Computed Tomography) or MRI (Magnetic Resonance Imaging) for a medical examination. Has become possible.
カプセル内視鏡は、小型カメラを内蔵したカプセルを被験者が飲み込むものであり、体内を移動中にカメラにより撮像を継続するものである。そのため、患者が着る衣類の予め設定された複数の位置に、体内のカプセルの位置と向きを検出するため、並びに、カプセルが撮像した画像を受信するためのアンテナを配置する。そして、アンテナに接続され、カプセルが撮像した映像とカプセルの位置と向きとを記録する体外装置を、被験者が装着することになる(特許文献1)。 The capsule endoscope is a type in which a subject swallows a capsule containing a small camera, and continues imaging by the camera while moving inside the body. Therefore, antennas for detecting the position and orientation of the capsule in the body and receiving an image captured by the capsule are arranged at a plurality of preset positions of the clothes worn by the patient. Then, the subject wears an extracorporeal device that is connected to the antenna and records the image captured by the capsule and the position and orientation of the capsule (Patent Document 1).
また、カプセル内視鏡の位置と向きを用いて、腸管内腔画像(X線CTによる仮想内視鏡画像)の視点位置及び視線の方向に対応するカプセル内視鏡画像を表示する技術も知られている(特許文献2)。CTで生成される仮想内視鏡画像は、例えばポリープの有無を調べることはできても、そのポリープが悪性か否かにまで診断するためには、実際に撮像した画像が必要になるためである。 Also, there is known a technique of displaying a capsule endoscope image corresponding to a viewpoint position and a line of sight of an intestinal lumen image (virtual endoscopic image by X-ray CT) using the position and orientation of the capsule endoscope. (Patent Document 2). The virtual endoscopic image generated by CT, for example, can check the presence or absence of a polyp, but in order to diagnose whether the polyp is malignant, an actually captured image is required. is there.
特許文献2に示すように、カプセル内視鏡の位置と向きを用いて、腸管内腔画像の視点位置及び視線の方向に対応するカプセル内視鏡画像を表示する場合、大腸CT検査により取得できるCT画像から3次元大腸モデルを生成し、カプセル内視鏡画像が3次元大腸モデル上のどの位置で撮像されたのかを特定しなければならない。
As shown in
しかしながら、大腸CT検査では患者の大腸にガス等を注入して大腸を膨張させた状態で撮像しているので、カプセル内視鏡が移動した際の大腸と大腸CT検査を行った際の大腸とでは、その長さが大きく異なる。そのため、カプセル内視鏡で撮像した画像の撮像位置と、3次元大腸モデルの大腸芯線上の位置とを精度よくマッピング(位置合わせ)することが難しい問題があった。 However, since a large intestine is inflated by injecting gas or the like into the large intestine of the patient in the large intestine CT examination, the large intestine when the capsule endoscope is moved and the large intestine when the large intestine CT examination is performed. Then, their lengths differ greatly. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately map (align) the imaging position of the image captured by the capsule endoscope and the position on the colon line of the three-dimensional colon model.
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、医用画像診断装置で得られた複数の医用画像に含まれる管状構造物に対する、カプセル内視鏡によって撮像された現実の撮像画像の位置関係を十分な精度で推定できる技術を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and has a sufficient positional relationship between an actual captured image captured by a capsule endoscope and a tubular structure included in a plurality of medical images obtained by a medical image diagnostic apparatus. It is intended to provide a technique capable of estimating with high accuracy.
この課題を解決するため、例えば本発明の画像診断支援装置は以下の構成を備える。すなわち、医用画像診断装置で得られた複数の医用画像に含まれる管状構造物の仮想内視鏡画像を表示可能な医用画像処理装置であって、取得手段と、第1の特定手段と、第2の特定手段と、第3の特定手段と、通知手段とを備える。前記取得手段は、カプセル内視鏡で撮像されたカプセル内視鏡画像と当該カプセル内視鏡画像の撮像位置を示す座標情報とで構成される複数のカプセル内視鏡画像情報と、複数の前記医用画像とを取得する。前記第1の特定手段は、前記取得手段で取得した複数のカプセル内視鏡画像情報に含まれる撮像位置によって構成されるカプセル内視鏡の移動軌跡から、前記大腸の形状に応じた第1の区間を特定する。前記第2の特定手段は、前記取得手段で取得した複数の医用画像に含まれる大腸の芯線から、当該大腸の形状に応じた、前記第1の区間に対応する第2の区間を特定する。前記第3の特定手段は、前記第1の特定手段で特定された前記第1の区間の両端点間の道のりと、前記第2の特定手段で特定された前記第2の区間の両端点間の道のりとに基づくパラメータを用いて、当該第1の区間で撮像されたカプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置を特定する。前記通知手段は、前記カプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置が特定された後、仮想内視鏡にて前記大腸の芯線上で仮想視線位置を移動させていく際に、複数の前記カプセル内視鏡画像のうち、ユーザが関心を持つ画像として設定されたキー画像の撮像位置と、前記仮想視線位置との差が閾値以下になった場合、前記仮想視線位置が前記キー画像の撮像位置に近づいたことを前記ユーザに知らせる。
In order to solve this problem, for example, an image diagnosis support apparatus of the present invention has the following configuration. That is, a medical image processing apparatus capable of displaying a virtual endoscopic image of a tubular structure included in a plurality of medical images obtained by a medical image diagnostic apparatus, comprising: an obtaining unit, a first specifying unit, A second specifying unit, a third specifying unit, and a notifying unit. The acquisition unit includes a plurality of capsule endoscope image information including a capsule endoscope image captured by a capsule endoscope and coordinate information indicating an imaging position of the capsule endoscope image; Acquire a medical image . The first specifying unit is configured to determine a first trajectory corresponding to the shape of the large intestine from a movement trajectory of the capsule endoscope configured by the imaging positions included in the plurality of capsule endoscope image information acquired by the acquisition unit. Identify the section . The second specifying unit specifies a second section corresponding to the first section according to the shape of the large intestine from a core line of the large intestine included in the plurality of medical images acquired by the acquiring unit . The third specific means, said first and journey across points of the identified said first interval by a specific means, between end points of said identified in the second identifying unit the second section The position on the center line of the large intestine , which corresponds to the imaging position of the capsule endoscope image captured in the first section, is specified using the parameter based on the distance . The notifying means, after the position on the center line of the large intestine corresponding to the imaging position of the capsule endoscope image is specified, moves the virtual line-of-sight position on the center line of the large intestine with a virtual endoscope. When going, among the plurality of capsule endoscope images, when the difference between the imaging position of the key image set as an image of interest to the user and the virtual gaze position is equal to or less than a threshold, the virtual gaze The user is notified that the position has approached the imaging position of the key image.
本発明によれば、医用画像診断装置で得られた複数の医用画像に含まれる管状構造物に対する、カプセル内視鏡によって撮像された現実の撮像画像の位置関係を十分な精度で推定できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positional relationship of the real imaging | photography image imaged by the capsule endoscope with respect to the tubular structure contained in the some medical image obtained by the medical image diagnostic apparatus can be estimated with sufficient precision.
以下、添付図面に従って発明に係る実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[装置構成]
実施形態における画像診断支援装置(医用画像処理装置)は、パーソナルコンピュータに代表される情報処理装置と、その上で動作するアプリケーションプログラムで実現する例を説明する。
[Device configuration]
An example in which the image diagnosis support apparatus (medical image processing apparatus) according to the embodiment is realized by an information processing apparatus represented by a personal computer and an application program operating on the information processing apparatus will be described.
図1は、実施形態における情報処理装置100のブロック構成図である。情報処理装置100は、CPU101、BIOSやブートプログラムを記憶するROM、CPU101のOS(オペレーティングシステム)や各種アプリケーションを記憶するため、並びに、CPU101のワークエリアとして使用するRAM103を有する。また、情報処理装置100は、外部記憶装置としてのHDD(ハードディスクドライブ)104や、外部装置と通信するためのI/F105、ユーザインターフェースとして機能する表示部106及び操作部107とを有する。
FIG. 1 is a block diagram of the
HDD104には、OS、並びに、この装置が画像診断支援装置として機能するためのアプリケーションや各種データファイルが格納されている。また、I/F105は例えばネットワークインターフェースであって、不図示のX線CT装置やカプセル内視鏡装置と通信可能となっている。なお、X線CT装置やカプセル内視鏡装置とネットワークを介して接続されるものとしているが、それで得られた情報を本装置が取得できればよいので、必ずしもX線CT装置やカプセル内視鏡と接続されている必要はない。例えば、I/F105は、X線CT装置によるスキャンして得られた情報やカプセル内視鏡装置で得られた情報を記憶した記憶媒体を接続するインターフェースであっても構わない。また、各種情報を表示可能な表示部106や液晶表示器、操作部107はマウス、キーボードで構成されているものとする。ただし、操作部はタッチパネルであっても構わない。
The
上記構成において、HDD104内には、カプセル内視鏡装置から取得したカプセル内視鏡画像情報110、X線CT装置で撮像されたCT画像情報120(医用画像データ)が、既に格納されているものとして説明する。
In the configuration described above, the capsule
[3次元大腸モデルへの大腸カプセル内視鏡の移動軌跡のマッピング]
図12は、カプセル内視鏡画像情報110の例を示している。この情報は、カプセル内視鏡装置で撮像した多数の画像ファイルと、各画像ファイルを管理する管理テーブルで構成されている。管理テーブルは、カプセル内視鏡によって撮像を開始してからの経過時間、撮像位置(カプセル内視鏡の体内の位置、座標情報)、撮像方向(カプセル内視鏡のカメラの視線方向)、画像ファイル名のフィールドで構成される。一般にカプセル内視鏡の撮像間隔は1秒間に2、3枚程度であるが、説明を単純化するため、実施形態で採用するカプセル内視鏡では2枚/秒(撮像時間間隔が0.5秒)で撮像するものとする。経過時間のフィールドには、撮像を開始してから何枚目であるかを示す値が格納されるものとする。着目画像がN枚目であるとしたとき、その着目画像は、撮像を開始してからN/2秒経過後と表現できる。撮像位置、撮像方向は、ともに被験者の予め設定された位置を基準にした情報が格納される。そして、画像ファイル名は、文字通り、該当する画像のファイル名が格納される。画像ファイル名には、その画像に至るまでのパスも含めても構わない。この場合、管理テーブルのみがカプセル内視鏡画像情報110としてHDD104に格納され、実際の画像ファイルはネットワーク上に存在しても構わない。画像ファイルの符号化の種別は問わないが、実施形態ではJPEGであるものとする。なお、カプセル内視鏡の各座標位置と撮影向きの検出や、カプセル内視鏡からの画像を無線で受信する構成については周知であるので、ここでの詳述は省略する。また、図2に示すデータ構造はあくまで一例であって、このデータフォーマットに限定されるものではない。例えば、複数の撮像画像が動画として1つのファイルに格納されても良い。この場合、動画像を構成する個々の画像を単独で復号できるようにするため、各フレームはイントラフレームとして符号化されることが望ましい。
[Mapping of the movement trajectory of the colon capsule endoscope to the 3D colon model]
FIG. 12 shows an example of the capsule
上記の通り、経過時間とカプセル内視鏡の体内での位置及び向きとが対応づけられているので、カプセル内視鏡で撮像した画像が、体内のどの位置でどの視線方向で撮影した画像かは判断できる。 As described above, since the elapsed time is associated with the position and orientation of the capsule endoscope in the body, the image captured by the capsule endoscope is an image captured at which position in the body and in which gaze direction. Can be determined.
カプセル内視鏡装置による検査と、大腸CTによる検査はそれぞれ独立して行われる点に注意されたい。大腸CTでは、被験者の大腸内にガス(一般には炭酸ガス)を注入し、大腸(管状構造物)を内側から膨張させた状態で、X線CT装置によるスキャン処理が行われる。一方、カプセル内視鏡による検査中は、大腸内へのガスの注入は行わない。 It should be noted that the examination using the capsule endoscope apparatus and the examination using the colon CT are performed independently. In the large intestine CT, gas (generally, carbon dioxide) is injected into the large intestine of a subject, and a scan process is performed by an X-ray CT apparatus in a state where the large intestine (tubular structure) is expanded from the inside. On the other hand, during the examination by the capsule endoscope, gas is not injected into the large intestine.
つまり、同一被験者と言えども、大腸CTで得られた大腸CT画像に含まれる3次元大腸モデルの形状と、カプセル内視鏡が通過した際の実際の大腸の形状は異なる。それ故、カプセル内視鏡画像情報110で示される座標をそのままで、3次元大腸モデルに転用することはできない。
In other words, even for the same subject, the shape of the three-dimensional large intestine model included in the large intestine CT image obtained by large intestine CT and the actual shape of the large intestine when the capsule endoscope passes are different. Therefore, the coordinates indicated by the capsule
特許文献2では、カプセル内視鏡の各座標を接続した移動軌跡を示す芯線を求め、その芯線の接線ベクトルを求める。同様に、3次元大腸モデルの芯線を求め、その芯線の接線ベクトルを求める。そして、2つの芯線の各点における接線ベクトルの内積を求め、総和が最大になる組み合せを求めることで、2つの芯線との対応づけを行っている。大腸に限って着目したとき、仮にカプセル内視鏡が大腸内を1時間かけて移動したとしても、その間の座標は7200箇所となり、上記の処理には膨大な処理が必要となるのは容易に理解できよう。
In
本実施形態における第1の特徴は、大腸CTで得られた3次元大腸モデルに対するカプセル内視鏡の移動軌跡のマッピングを、単純な処理で、しかも十分な精度で実現することである。以下、かかる点について説明する。 A first feature of the present embodiment is that the mapping of the movement trajectory of the capsule endoscope with respect to the three-dimensional large intestine model obtained by the large intestine CT is realized with simple processing and with sufficient accuracy. Hereinafter, such a point will be described.
大腸は、小腸との境に位置するバウヒン弁(回盲弁)に始まり、上行結腸、横行結腸、下行結腸、S状結腸、直腸、そして肛門に至る部分である。被検体を正面にして、横行結腸の左端と上行結腸の接続部分は、被験者の姿勢によらず湾曲した形状をなしている。また、被検体に向かって横行結腸の右端と下行結腸の接続部分も被験者の姿勢によらず、湾曲した形状をなしている。横行結腸が、その両端位置で体内で吊るされた状態になっているためである。なお、上行結腸から横行結腸に至る湾曲部は、その位置が肝臓に近いので肝臓湾曲部と呼ばれる。また、横行結腸から下行結腸に至る湾曲部は脾臓に近いので脾臓湾曲部と呼ばれている。 The large intestine is the part that begins at the Bauhin valve (ileocecal valve) located at the border with the small intestine, and extends to the ascending, transverse, descending, sigmoid, rectum, and anus. With the subject facing forward, the connection between the left end of the transverse colon and the ascending colon has a curved shape regardless of the posture of the subject. Further, the connecting portion between the right end of the transverse colon and the descending colon toward the subject also has a curved shape regardless of the posture of the subject. This is because the transverse colon is suspended in the body at both ends. The curved portion from the ascending colon to the transverse colon is called a liver curved portion because its position is close to the liver. Further, the curved portion from the transverse colon to the descending colon is close to the spleen, and is therefore called a spleen curved portion.
上記説明から、実施形態では、まずカプセル内視鏡画像情報110の管理テーブル内の時系列な3次元座標を接続した線分を表示する。医療に携わる者にとっては、カプセル内視鏡の移動軌跡を表示するだけで、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部を特定でき、そこからバウヒン弁の位置も容易に特定できる。肛門は、有効な座標の最終位置であるので、これも容易に特定できる。
From the above description, in the embodiment, first, a line segment connecting the time-series three-dimensional coordinates in the management table of the capsule
そこで、実施形態では、CPU101は、画像診断支援アプリケーションを実行した際に、カプセル内視鏡画像情報110から、カプセル内視鏡の時系列な3次元座標を接続した移動軌跡表示(ある程度のスムージング処理を施すことが望ましい)を表示する。図3は、表示部106に表示されるカプセル内視鏡の移動軌跡曲線の表示ウインドウの例である。カプセル内視鏡の座標は3次元で表されるので、ユーザは自由に仮想視点位置を変え、その仮想視点位置から見た平面画像を表示できる。なお、物体の3次元座標のデータを用いて、自由に仮想視点位置を変えてその物体を表示する技術そのものは周知である。
Therefore, in the embodiment, when the
ユーザ(医師等)は、表示部106に表示されたカプセル内視鏡の移動軌跡曲線を見ながら、操作部107を操作し、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、バウヒン弁、そして肛門の各位置を指示することになる。これを受け、CPU101は、表示ウインドウ中の指示位置に、その位置が指示されたことを示すマーカ301乃至304(図示では三角形)を表示する。ここで、マーカ301が肝臓湾曲部、マーカ302が脾臓湾曲部、マーカ303がバウヒン弁、マーカ304が肛門を示すことになる。上記の結果、カプセル内視鏡画像情報110における管理テーブルにて、上記指示された4点との対応関係が確定できる。
The user (physician or the like) operates the
この関係を保持するため、実施形態では、カプセル内視鏡画像情報110が示す管理テーブルに、「ランドマーク」、「キー画像」の2つのフィールドを追加する。図2はこの2つを追加した管理テーブルを示している。ランドマークフィールドは、バウヒン弁であれば“1”、肝臓湾曲部であれば“2”、脾臓湾曲部であれば“3”、肛門であれば“4”の番号を割り付ける。管理テーブルは、時系列に並んだデータであるので、ランドマーク“1”のレコード(図示の経過時間が「m1」のレコード)からランドマーク“4”(図示の経過時間が「m4」のレコード)までが、被験者の大腸の範囲のデータということができる。なお、「キー画像」フィールドについては後述する。
In order to maintain this relationship, in the embodiment, two fields of “landmark” and “key image” are added to the management table indicated by the capsule
また、CPU101は、CT画像情報120から3次元大腸モデルを生成する。3次元大腸モデルを生成するためには、バウヒン弁、肛門を特定する必要がある。これらは、スキャンした範囲の3次元内臓モデルを再構成して表示し、その3次元内臓モデルに対し、ユーザにバウヒン弁、肛門を指定させることで実現できる。バウヒン弁、肛門が指定されると、その間が大腸となるので、3次元大腸モデルを生成できる。そして、CPU101は、生成した3次元大腸モデルを表示部106に表示する。ユーザは、表示された3次元大腸モデルを自由にその仮想視点位置を変えて閲覧することが可能である。そして、CPU101は、先に説明したカプセル内視鏡の移動軌跡と同様、ユーザに、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部を指定させる。図4は、3次元大腸モデルの表示例である。図示の符号401、402で示されるマーカが指示した肝臓湾曲部、脾臓湾曲部である。バウヒン弁は符号403、肛門は符号404として既に決定されている。
Further, the
上記の結果、3次元大腸モデルに対するバウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、肛門の各部位の位置が決定される。 As a result, the positions of the Bauhin valve, the liver curved portion, the spleen curved portion, and the anus with respect to the three-dimensional large intestine model are determined.
次いで、CPU101は、3次元大腸モデルの端点(バウヒン弁)から、もう一方の端点(肛門)に至る経路において、3次元大腸の断面の中心点を通る3次元の芯線(以下、大腸芯線という)を特定する(この大腸芯線も或る程度スムージング処理してなめらから曲線にすることが望ましい)。そしてCPU101は、特定した大腸芯線上の、ユーザが指定したマーカに最も近い位置を、バウヒン弁403、肝臓湾曲部401、脾臓湾曲部402、及び、肛門404の位置として決定する。線上の位置でこれらの位置を特定する理由は、カプセル内視鏡の移動軌跡曲線上の各部位と対応付けを容易にするためである。図5は、算出した大腸芯線を示し、符号501乃至504が、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、バウヒン弁、肛門の位置を示している。
Next, the
さて、上記のようにして、3次元大腸モデルにおける大腸芯線上のバウヒン弁503、肝臓湾曲部501、脾臓湾曲部502、及び、肛門504の位置が規定されると、それらの各位置に、カプセル内視鏡の移動軌跡上のバウヒン弁303、肝臓湾曲部301、脾臓湾曲部302、及び、肛門304の位置を対応(マッピング)する。
Now, as described above, when the positions of the
つまり、3次元大腸モデルにおけるバウヒン弁503−肝臓湾曲部501の区間と、カプセル内視鏡の移動軌跡上のバウヒン弁303−肝臓湾曲部301の区間が対応するものとみなす。以降この区間を「区間I」と表す。図4の例で説明すると、3次元大腸モデルにおける大腸芯線の区間Iの長さL(I)が仮に30cmであったとする。また、図2の管理テーブルから、区間Iに対応するカプセル内視鏡の経過時間は[m1乃至m2]であり、この区間で2000枚の画像が撮像されたとする。実施形態では、この区間Iにて、カプセル内視鏡は、等速で移動したものとみなす。つまり、カプセル内視鏡は、大腸芯線上を移動し、かつ、L(I)/2000=30/2000cmの間隔で撮像されたと見なす。
In other words, it is considered that the section between the
同様に、肝臓湾曲部501−脾臓湾曲部502の区間と肝臓湾曲部301−脾臓湾曲部302の区間が対応するものみなす(同区間IIと表す)。また、脾臓湾曲部502−肛門504の区間と脾臓湾曲部302−肛門304の区間が対応するものとみなす(同区間IIIと表す)。
Similarly, it is assumed that a section from the
上記のようにして、大腸CTによる3次元大腸モデルにおける大腸芯線の位置と、カプセル内視鏡の撮像位置(撮像画像の位置)のマッピングがなされる。よってこれ以降、カプセル内視鏡画像情報110の管理テーブルにおける「撮像位置」フィールドの3次元座標を示す情報が参照されることはない。
As described above, mapping of the position of the colon core in the three-dimensional large intestine model by the large intestine CT and the imaging position of the capsule endoscope (the position of the captured image) are performed. Therefore, thereafter, information indicating the three-dimensional coordinates of the “imaging position” field in the management table of the capsule
大腸CTによる3次元大腸モデルにおける大腸芯線の位置と、カプセル内視鏡の撮像位置(撮像画像の位置)のマッピングは、前述したものに限らず、次のようにマッピングしてもよい。 Mapping of the position of the core line of the large intestine in the three-dimensional large intestine model by the large intestine CT and the imaging position of the capsule endoscope (the position of the captured image) is not limited to the above, and may be performed as follows.
まず、前述したマッピング方法と同様に、3次元大腸モデルにおける大腸芯線上のバウヒン弁503、肝臓湾曲部501、脾臓湾曲部502、及び、肛門504のそれぞれの位置をマーカによって特定する。また、カプセル内視鏡の移動軌跡についても、前述したマッピング方法と同様に、バウヒン弁303、肝臓湾曲部301、脾臓湾曲部302、及び肛門304をマーカによって特定する。
First, similarly to the above-described mapping method, the positions of the
そして、3次元大腸モデルにおける大腸芯線を前述したマッピング方法と同様に、区間に分ける。例えば、バウヒン弁503−肝臓湾曲部501を「区間I」、肝臓湾曲部501−脾臓湾曲部502を「区間II」、脾臓湾曲部502−肛門504を「区間III」とする。同様に、カプセル内視鏡の移動軌跡についても区間ごとに分ける。例えば、バウヒン弁303−肝臓湾曲部301を「区間I」、肝臓湾曲部301−脾臓湾曲部302を「区間II」、脾臓湾曲部302−肛門304を「区間III」とする。このようにして、ランドマークを区切りとして区間分けした結果を、図14に示す。図14は、3次元大腸モデルにおける大腸芯線とカプセル内視鏡の移動軌跡とを直線状に引き伸ばし、区間分けした場合を示す概念図である。
Then, the large intestine core line in the three-dimensional large intestine model is divided into sections in the same manner as the above-described mapping method. For example, it is assumed that the Bauhin valve 503-
そして、カプセル内視鏡の移動軌跡の区間の距離に対する、その区間に対応する3次元大腸モデルにおける大腸芯線の区間の距離の比率を算出する。例えば、3次元大腸モデルにおける大腸芯線の区間Iの距離をLx(I)とし、カプセル内視鏡の移動軌跡の区間Iの距離をLy(I)とした場合、比率はLy(I)/Lx(I)となる。これを区間ごとに算出する。すなわち、区間IIの比率は、Ly(II)/Lx(II)となり、区間IIIの比率は、Ly(III)/Lx(III)となる。 Then, the ratio of the distance of the section of the colon core line in the three-dimensional large intestine model corresponding to the section to the distance of the section of the movement trajectory of the capsule endoscope is calculated. For example, if the distance of the section I of the colon core line in the three-dimensional colon model is Lx (I) and the distance of the section I of the movement trajectory of the capsule endoscope is Ly (I), the ratio is Ly (I) / Lx (I). This is calculated for each section. That is, the ratio of section II is Ly (II) / Lx (II), and the ratio of section III is Ly (III) / Lx (III).
区間ごとに比率が算出できたら、キー画像の撮像位置がどの区間に含まれるのかを特定する。カプセル内視鏡の移動軌跡は、前述した通り、撮像位置を3次元座標上で接続することで構成されているため、キー画像の撮像位置もこの移動軌跡に含まれている。そのため、キー画像がどの区間で撮像されたかのかを特定できる。 When the ratio can be calculated for each section, it is specified which section includes the imaging position of the key image. As described above, since the movement trajectory of the capsule endoscope is configured by connecting the imaging positions on three-dimensional coordinates, the imaging position of the key image is also included in this movement trajectory. Therefore, it is possible to specify in which section the key image was captured.
そして、特定したキー画像の撮像位置を、特定した区間に対応する比率で補正することにより、3次元大腸モデルにおける大腸芯線上に当該キー画像の撮像位置をマッピングする。例えば、バウヒン弁303から移動軌跡に沿って10cm離れた位置で撮像されたキー画像があった場合、区間Iの比率が1.5だったとすると、3次元大腸モデルにおけるバウヒン弁503から大腸芯線に沿って15cm離れた位置で撮像されたものとしてマッピングする。つまり、10cmに比率の1.5を積算することで、位置を推測する。
Then, the imaging position of the specified key image is corrected at a ratio corresponding to the specified section, thereby mapping the imaging position of the key image on the colon line in the three-dimensional large intestine model. For example, if there is a key image captured at a position 10 cm away from the
このように、大腸CT検査で大腸内にガス等が注入されても比較的位置が変わらないバウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、肛門をランドマークとする区間に分け、区間ごとに比率を算出して、これをマッピングの補正パラメータとして用いれば、カプセル内視鏡の移動経路の全長に対する、3次元大腸モデルにおける大腸芯線の全長の比率を用いて補正するよりも、精度よくマッピング(位置合わせ)することが可能となる。 In this way, the Bauhin valve, the liver curved part, the spleen curved part, and the anus that are landmarks whose positions do not relatively change even when gas or the like is injected into the large intestine in a large intestine CT examination are divided into sections with landmarks. If calculated and used as a mapping correction parameter, mapping (alignment) is more accurate than correction using the ratio of the total length of the colon core line in the three-dimensional large intestine model to the entire length of the capsule endoscope's movement path. ).
[キー画像の設定]
上記実施形態の通り、カプセル内視鏡画像情報の管理テーブルに対し、ランドマークフィールドを追加し、バウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、肛門の各位置を設定される。この結果、カプセル内視鏡の全画像ファイル(食道、胃、小腸も含まれる)のうち、大腸検査の対象範囲を狭めることができる。すなわち、ランドマーク“1”から“4”までの範囲の画像ファイルをチェックすればよいからである。また、ユーザ(医師)にとっては、大腸のみの撮像画像の閲覧に注視できるので、負担も少ない。
[Key Image Settings]
As in the above embodiment, a landmark field is added to the management table of the capsule endoscope image information, and the respective positions of the Bauhin valve, the liver bending portion, the spleen bending portion, and the anus are set. As a result, of all the capsule endoscope image files (including the esophagus, stomach, and small intestine), it is possible to narrow the scope of the large intestine examination. That is, it is only necessary to check the image files in the range from the landmarks “1” to “4”. In addition, the user (doctor) can pay close attention to browsing the captured image of only the large intestine, so that the burden is small.
本実施形態では、ランドマーク“1”から“4”までの範囲の各画像ファイルを、動画の各コマと同様に動画として順に表示していき、ユーザ(医師)が関心を持つ画像をキー画像として設定する。この段階で、ユーザは設定したキー画像が大腸のどの位置の画像であるかについては知る必要はない。また、キー画像設定のための表示の仕方は特に問わないが、図6に示す表示形態が望ましい。図示のように、時間軸に沿った複数の画像を適当な時間に従った速度で左スクロールさせて表示する。ユーザは、興味のある画像(例えばポリープが映っている画像がその典型である)が表示されている場合、その画像を例えばマウスでクリックすることで、キー画像として設定する。前後した複数の画像を並べて表示することで、キー画像の設定漏れを防ぐことができる。なお、スクロールそのものをユーザの操作で行っても構わない。 In the present embodiment, each image file in the range of the landmarks “1” to “4” is sequentially displayed as a moving image in the same manner as each frame of the moving image. Set as At this stage, the user does not need to know which position in the large intestine the set key image is. The display method for setting the key image is not particularly limited, but the display form shown in FIG. 6 is preferable. As shown in the figure, a plurality of images along a time axis are scrolled to the left at a speed according to an appropriate time and displayed. When an image of interest (for example, an image including a polyp is typical) is displayed, the user sets the key image by clicking the image with, for example, a mouse. By displaying a plurality of adjacent images side by side, it is possible to prevent omission of setting of a key image. The scroll itself may be performed by a user operation.
キー画像として設定された画像は、それ以外の画像と区別して管理する必要がある。図2に示すように、管理テーブルに「キー画像」フィールドを追加したのはこの理由による。キー画像はいくつ設定しても良い。そのため、キー画像として設定されるたびに、キー画像であることを示す番号を更新していく。初期値は“1”とする。図3の場合、経過時間がk1、k2の時に撮像された画像がキー画像として設定されたことを示している。 Images set as key images need to be managed separately from other images. For this reason, the "key image" field is added to the management table as shown in FIG. Any number of key images may be set. Therefore, every time a key image is set, the number indicating the key image is updated. The initial value is “1”. In the case of FIG. 3, it is indicated that the images captured when the elapsed times are k1 and k2 are set as key images.
なお、キー画像を設定している段階では、ユーザにとって設定したキー画像が大腸のどの位置の画像であるかは不明である。 At the stage of setting the key image, it is unknown to the user at which position in the large intestine the set key image is.
[仮想大腸内視鏡の説明]
3次元大腸モデルが得られ、及び、その大腸芯線が算出されると、実際の大腸内視鏡を模した仮想内視鏡による診断、観察が可能となる。3次元大腸モデルにおける視線位置や方向に制限はないが、実際の大腸内視鏡を模した通常モードについて説明する。
[Explanation of virtual colonoscope]
When a three-dimensional large intestine model is obtained and its large intestine core line is calculated, diagnosis and observation with a virtual endoscope simulating an actual large intestine endoscope become possible. Although there is no limitation on the gaze position and direction in the three-dimensional large intestine model, a normal mode imitating an actual large intestine endoscope will be described.
仮想内視鏡の通常モードにおける、仮想視点(仮想カメラ)は先に求めた大腸芯線上に位置し、かつ、大腸芯線上を移動する。そして、移動方向も、実際の大腸内視鏡と同じ、肛門から直腸、S字結腸、下行結腸、横行結腸、上行結腸、バウヒン弁へと向かう方向である。以下、この方向を順方向と呼ぶ。ただし、実際の大腸内視鏡に対して、視線方向に制限はなく、順方向に対する反対方向に視線を向けることも可能である。場合によっては、芯線上から逸脱する位置に仮想視線を移動させても良い。芯線上から離れる位置に視線を移動させるためには、操作部107を操作して、通常モードからフリー視線モードに切り換えればよい。なお、仮想視点の順方向、逆方向への移動や、その視線方向の設定は、キーボードによる操作で行うものとするが、マウスなどのポインティングデバイスで行っても良く、その操作手段の種類は問わない。
In the normal mode of the virtual endoscope, the virtual viewpoint (virtual camera) is located on the previously determined colon center line and moves on the colon center line. The direction of movement is the same as that of an actual colonoscope, from the anus to the rectum, sigmoid colon, descending colon, transverse colon, ascending colon, and Bauhin valve. Hereinafter, this direction is referred to as a forward direction. However, there is no limitation on the direction of the line of sight of the actual colonoscope, and the line of sight can be directed in the direction opposite to the forward direction. In some cases, the virtual line of sight may be moved to a position deviating from the center line. In order to move the line of sight to a position away from the center line, the
順方向に仮想視点を移動中、通常の内視鏡と同じように、その仮想視点位置から見える映像(仮想画像、仮想内視鏡画像)が生成され、表示部106に表示されていく。本実施形態の第2の特徴とする点は、この過程で、キー画像の近辺まで仮想視線が移動したとき、キー画像の近傍に到達したことをユーザに知らしめる。そして、仮想視点とキー画像の撮影位置までの距離が、さらに予め設定された閾値以下になったとき、仮想画像とは別ウインドウとして、カプセル内視鏡で撮像したキー画像を重畳表示させる。これを実現するため、本発明者は以下に示す処理に考察が至った。
While moving the virtual viewpoint in the forward direction, a video (virtual image, virtual endoscope image) viewed from the position of the virtual viewpoint is generated and displayed on the
キー画像は、ユーザ(医師)が選択した画像である。図2に示す例では、経過時間k1、k2で撮像した画像がキー画像として設定されている。ここで、経過時間k2の画像について着目する。この画像は、ランドマーク“2”と“3”の間、つまり、肝臓湾曲部と脾臓湾曲部との間の横行結腸上に、カプセル内視鏡が位置しているときに撮像された画像である。ランドマーク“2”の画像の経過時間はm2、ランドマーク“3”の経過時間はm3である。それ故、カプセル内視鏡が横行結腸の左端から右端にまで移動に要する時間は「m3−m2」と定義できる。一方、経過時間k2は、カプセル内視鏡が肝臓湾曲部をスタートしてから「k2−m2」経過したタイミングである。3次元大腸モデルでの、大腸芯線に沿った横行結腸の長さL(II)は3次元大腸モデルから算出できる。よって、その距離L(II)をカプセル内視鏡が等速に移動したと見なした場合、経過時間k2の画像を撮像したときのカプセル内視鏡は、肝臓湾曲部の位置から、次式で示される距離Dだけ隔てた、大腸芯線上の位置にあったとして導出(算出)できる。
D={(k2−m2)/(m3−m2)}×L(II)
上記を別な言い方をすれば、経過時間k2の画像を撮像したときのカプセル内視鏡は、横行結腸の長さL(II)を{k2−m2}:{m3−k2}で内分する位置にあると見なして良い、と言うことができる。
The key image is an image selected by the user (doctor). In the example shown in FIG. 2, images captured at the elapsed times k1 and k2 are set as key images. Here, attention is paid to the image of the elapsed time k2. This image is an image taken when the capsule endoscope is located between the landmarks “2” and “3”, that is, on the transverse colon between the liver curve and the spleen curve. is there. The elapsed time of the image of the landmark “2” is m2, and the elapsed time of the landmark “3” is m3. Therefore, the time required for the capsule endoscope to move from the left end to the right end of the transverse colon can be defined as "m3-m2". On the other hand, the elapsed time k2 is a timing when “k2−m2” has elapsed since the capsule endoscope started the liver bending portion. In the three-dimensional colon model, the length L (II) of the transverse colon along the colon colon line can be calculated from the three-dimensional colon model. Therefore, when it is considered that the capsule endoscope has moved at the constant speed for the distance L (II), the capsule endoscope when the image of the elapsed time k2 is captured is calculated from the position of the liver bending portion by the following equation. Can be derived (calculated) as being at a position on the colon colon line which is separated by a distance D shown by.
D = {(k2-m2) / (m3-m2)} × L (II)
Stated another way, the capsule endoscope when the image of the elapsed time k2 is captured, internally divides the length L (II) of the transverse colon into {k2-m2}: {m3-k2}. It can be said that it can be regarded as being in a position.
なお、現実にはカプセル内視鏡の大腸内の移動速度は一定ではないし、かつ、その移動軌跡もスムースな曲線とはならない。しかし、上記の処理の結果、例えばカプセル内視鏡が「横行結腸」上を移動中にポリープを撮像し、ユーザがそのポリープが映っている画像をキー画像をとして選択したとする。本実施形態によれば、指定したキー画像は、区間IIの横行結腸上に位置することがほぼ約束されるし、3次元大腸モデル上の位置に対する誤差も数センチ程度であり十分な精度であることが確かめられた点を補足しておく。 In reality, the moving speed of the capsule endoscope in the large intestine is not constant, and its moving locus does not become a smooth curve. However, as a result of the above processing, it is assumed that, for example, the capsule endoscope captures an image of a polyp while moving on the “transverse colon”, and the user selects an image including the polyp as a key image. According to the present embodiment, it is almost guaranteed that the designated key image is located on the transverse colon in section II, and the error with respect to the position on the three-dimensional large intestine model is about several centimeters, which is sufficient accuracy. Here are some additional points that have been confirmed.
さて、図2に示す管理テーブルによれば、カプセル内視鏡のカメラ部が撮像した画像の上下(または左右)の向きは不明である。管理テーブル内に、カプセル内視鏡の長手方向の軸に対する回転角度の情報が無いためである。しかし、カプセル内視鏡画像で撮像した画像の中心位置への方向(カメラ部の視線方向)は、管理テーブルにおける撮影方向に一致する。それ故、図7に示すように、カプセル内視鏡が大腸芯線上に位置していると見なしたとき、その視線方向が3大腸モデルの内壁と交差する点701の位置は演算によって求めることができる。
Now, according to the management table shown in FIG. 2, the vertical (or left and right) direction of the image captured by the camera unit of the capsule endoscope is unknown. This is because there is no information on the rotation angle with respect to the longitudinal axis of the capsule endoscope in the management table. However, the direction to the center position of the image captured by the capsule endoscope image (the line of sight of the camera unit) matches the imaging direction in the management table. Therefore, as shown in FIG. 7, when it is considered that the capsule endoscope is located on the core line of the large intestine, the position of the
本実施形態では、仮想内視鏡にて大腸芯線に仮想視点位置を移動させていく最中、その仮想視点位置とキー画像との距離が所定閾値以下になった場合、仮想視点位置から見える視野内に上記キー画像の中心位置を示すマークを更に表示するものとした。 In the present embodiment, if the distance between the virtual viewpoint position and the key image is less than or equal to a predetermined threshold while moving the virtual viewpoint position to the colon core line with the virtual endoscope, the visual field viewed from the virtual viewpoint position Inside the key image, a mark indicating the center position of the key image is further displayed.
ここで、誤解の無いように敢えて説明するが、ここで言う「距離」とは、大腸芯線を1次元の軸と見立てた場合のその軸上での距離である。例えば、バウヒン弁とS字結腸とは物理的には近いが、大腸芯線の軸上での両者間の距離は実質的に大腸の全長だけ隔てた関係にある。従って、ユーザは、仮想内視鏡を使った仮想画像を表示しているときに、そのマークが見えた場合、キー画像として指定した位置の近くまで到達したことを確認することができるようになる。また、さらに、実施形態では、大腸芯線上の仮想視点位置と、キー画像の大腸芯線に対する位置との差が予め設定された閾値以下となった場合、仮想画像に加えて、カプセル内視鏡によるキー画像を表示するようにした。この結果、仮想内視鏡の操作していく過程での仮想視点位置が、キー画像として設定した位置に近づいた場合のみそのキー画像が表示され、多くの時間を仮想内視鏡の操作に専念できることになる。 Here, a description will be made so as not to be misunderstood, but the "distance" mentioned here is a distance on the axis when the colon core line is regarded as a one-dimensional axis. For example, the Bauhin valve and the sigmoid colon are physically close, but the distance between them on the axis of the colon core line is substantially separated by the entire length of the large intestine. Therefore, when the user sees the mark while displaying the virtual image using the virtual endoscope, it is possible to confirm that the user has reached near the position specified as the key image. . Further, in the embodiment, when the difference between the virtual viewpoint position on the colon center line and the position of the key image with respect to the colon center line is equal to or less than a preset threshold, the capsule endoscope is used in addition to the virtual image. Key images are now displayed. As a result, the key image is displayed only when the virtual viewpoint position in the process of operating the virtual endoscope approaches the position set as the key image, and much time is devoted to operating the virtual endoscope. You can do it.
図8は、実施形態の画像診断支援アプリケーションを実行して、実施形態の装置を仮想内視鏡装置として機能させた際の表示部106の表示例を示している。この画面には、3次元大腸モデルを表示する第1表示領域801、3次元大腸モデル内の大腸芯線上の仮想視点から見える大腸内壁の映像を表示する第2表示領域802、及び、大腸芯線上の仮想視点位置を中心とし、その前後に位置するカプセル内視鏡で撮像された映像を表示する第3表示領域803を含む。
FIG. 8 illustrates a display example of the
第1表示領域801における符号811は仮想内視鏡装置の仮想視点(仮想的なカメラ)を示すアイコンである。符号812、813は、ユーザが指定したキー画像に対応する推定位置である。推定位置812、813は、図3の経過時間k1、k2のキー画像にそれぞれ対応する。
第2表示領域802におけるマーク821は、仮想視点から見える映像内に、キー画像の中央位置が入っていることを示すものである。このマーク821は、大腸芯線上の現在の仮想視点の位置と、ユーザが設定したキー画像の、同じく大腸芯線上の位置との差が予め設定された第1の閾値以下になった場合に表示される。
The
第3表示領域803は、大腸芯線上の現在の仮想視点を中心とする前後の所定範囲の、カプセル内視鏡画像のサムネイル画像を表示する領域である。中央の太枠831は、現在の仮想視点の位置に最も近い、仮想内視鏡によるサムネイル画像を示している。破線太枠832は、キー画像(第1表示領域における推定位置813に対応する)であることを示している。
The third display area 803 is an area for displaying a thumbnail image of a capsule endoscope image in a predetermined range before and after the current virtual viewpoint on the colon core line. A
ユーザが、操作部107を操作して、仮想視点(アイコン811)の位置を更に順方向に進めると、キー画像の位置と現在の仮想視点位置との差が予め設定された第2の閾値以下(第2閾値<第1閾値の関係にある)となる。この場合、CPU101は、キー画像のサムネイル画像ではなく、オリジナルのキー画像を、第4表示領域として表示する。図9は、第4表示領域901が重畳表示された状態を示している。なお、上記の第1、第2の閾値はユーザが設定できるようにしても良い。第2閾値をゼロにした場合、現在の仮想視点位置と、キー画像を撮像した際の位置が一致した場合に第4表示領域901が表示されることになる。
When the user operates the
以上実施形態における仮想大腸内視鏡の動作内容とその原理について説明した。次に、上記処理を踏まえ、実施形態の画像診断アプリケーションにおける処理手順を説明する。 The operation content and the principle of the virtual colonoscope in the embodiment have been described above. Next, a processing procedure in the image diagnosis application of the embodiment will be described based on the above processing.
[処理手順の説明]
ユーザ(医師等)が、操作部107を操作して、画像診断アプリケーションの起動を指示すると、CPU101は、画像診断アプリケーションプログラムをHDD104からRAM103にロードし、実行する。図10は、この画像診断アプリケーションプログラムを実行した際のCPU101の処理手順を示している。
[Explanation of processing procedure]
When a user (a doctor or the like) operates the
まず、ステップS1001にて、CPU101は、インターフェース105を介してカプセル内視鏡装置からカプセル内視鏡画像情報110を取得し、HDD104に格納する(取得手段)。次のステップS1002にて、CPU101は、取得したカプセル内視鏡画像情報110を解析し、その管理テーブルに基づき、被験者の体内でのカプセル内視鏡の移動軌跡曲線を生成して表示し、ユーザに対し、予め設定された複数のランドマーク(実施形態ではバウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、そして、肛門)の位置を設定させる(図4参照)。
First, in step S1001, the
上記の結果、少なくとも大腸の両端位置が決定できる。CPU101は、ステップS1003にて、カプセル内視鏡が大腸内に位置した際に撮影した撮像画像に絞って(食道、胃、小腸などの臓器の撮像画像を除外する)、その撮像画像を時系列に表示し、ユーザにキー画像の選択を行わせる。これまでの処理の結果、管理テーブルは図3に示すように更新されることになる。キー画像の選択の際の表示例は、図6に示すように、時間軸に対して連続する複数の画像を表示する形式が望まれる。時間的に前後する画像と比べながらキー画像の選択ができるためである。
As a result, at least the positions of both ends of the large intestine can be determined. In step S1003, the
次に、ステップS1004にて、CPU101は、インターフェース105を介してX線CT装置からCT画像情報120を取得し、HDD104に格納する。次のステップS1005にて、CPU101は、取得したCT画像情報120から3次元大腸モデルを生成する。この際、大腸を他の臓器と分離するため、ランドマークとしてのバウヒン弁、肛門の指定が行われる。次いで、S1006にて、CPU101は、生成した3次元大腸モデルを表示し、ユーザに他のランドマーク(肝臓湾曲部、脾臓湾曲部)を設定させる。
Next, in step S1004, the
次のステップS1007にて、CPU101は、3次元大腸モデルが示す大腸の長手方向に沿った中心を通る3次元の大腸芯線を算出する。この後、ステップS1008にて、大腸芯線上の、ユーザが設定したキー画像の撮像位置を決定するとともに、キー画像を撮像した際のカプセル内視鏡の視線方向と、3次元大腸モデルで規定される大腸内壁との交点位置を求める。
In the next step S1007, the
図13を用いて、ステップS1008の詳細な処理について説明する。まず、ステップS1301では、CPU101は、S1007で算出した3次元大腸モデルの大腸芯線を、ステップS1005、ステップS1006で設定したバウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、肛門といった大腸の形状に応じた位置に付与されたランドマークに従って各区間に分ける(第2の特定手段)。
The detailed process of step S1008 will be described with reference to FIG. First, in step S1301, the
ステップS1302では、CPU101は、カプセル内視鏡の移動経路についても、ステップS1002で設定したバウヒン弁、肝臓湾曲部、脾臓湾曲部、肛門といった大腸の形状に応じた位置に付与されたランドマークに従って各区間に分ける(第1の特定手段)。
In step S1302, the
ステップS1303では、CPU101は、ステップS1008及びステップS1009で分けられた区間ごとに、カプセル内視鏡の移動軌跡の区間の距離に対する、その区間に対応する3次元大腸モデルにおける大腸芯線の区間の距離の比率(パラメータ)を算出する。そして、ステップS1304では、CPU101は、キー画像の撮像位置を含む、カプセル内視鏡の移動軌跡における区間を特定する(第3の特定手段)。
In step S1303, the
ステップS1305では、CPU101は、キー画像の撮像位置を特定した区間の比率で補正してマッピングする。キー画像が複数存在する場合には、キー画像ごとにステップS1304及びステップS1305を実行する。このように、区間ごとに算出された比率を用いることで精度よく撮像位置を大腸芯線に対してマッピングすることができる。すべてのキー画像に対して処理が完了したら、ステップS1009に処理を進める。
In step S1305, the
以上の結果、仮想内視鏡による閲覧処理の準備が整ったので、CPU101はS1009にて、仮想内視鏡による閲覧処理を実行する。以下、この閲覧処理を、図11のフローチャートに従って説明する。なお、以下に説明する処理以外に、CPU101は、アイコン811の位置、第3表示領域830の更新等の表示制御処理を行うことになるが、それらについては省略する。
As a result, the preparation for the browsing process by the virtual endoscope is completed, and the
ステップS1101にて、CPU101は仮想視点(図8のアイコン811)の位置と視線方向を初期化する。仮想視点の初期位置は典型的には直腸に設定する。ただし、仮想視点は大腸芯線上に位置する。また、初期の視線方向は、初期の仮想視点位置における順方向の接線方向とする。
In step S1101, the
次いで、ステップS1102にCPU101は、現在の仮想視点の位置と視線方向から見える、予め設定された画角内の大腸内画像を、CT画像情報120(医用画像データ)に基づいて生成し、表示する(図8の第2表示領域)。そして、ステップS1103にて、CPU101は、大腸芯線上の、現在の仮想視点の位置から第1閾値Th1以内にキー画像の撮像位置があるか否かを判定する。判定結果が、存在無しを示す場合には処理はステップS1107に進める。
Next, in step S1102, the
ここでは、存在する場合について説明する。この場合、ステップS1104にて、CPU101は、表示中の仮想画像内の、キー画像の中心に対応する位置に所定のマーク(図8の参照符号821)を合成表示する。なお、実施形態では、マークの形状として円としたが、このマーク形状は特に問わない。また、マーク画像との距離も判明するので、その距離に応じてマークの表示形態(サイズや色)を変えても構わない。
Here, a description will be given of a case where the data exists. In this case, in step S1104, the
次に、ステップS1105にて、CPU101は、大腸芯線上の、現在の仮想視点の位置から第2閾値Th2以内にキー画像の撮像位置があるか否かを判定する。判定結果が、存在無しを示す場合には処理はステップS1106の処理をスキップし、ステップS1107に進める。一方、閾値Th2で示す距離以内にキー画像の撮像位置が存在する場合、ステップS1106にて、オリジナルのキー画像を表示する(図9の第4表示領域901)。
Next, in step S1105, the
ステップS1107では、ユーザからの、仮想視点位置、視線方向の変更指示入力を待つ。そのいずれかの指示があった場合には、ステップS1108にて、CPU101は、現在の仮想視点の位置あるいは視線方向を、指示に従って変更し、処理をステップS1102に戻す。
In step S1107, the process waits for a user to input an instruction to change the virtual viewpoint position and the viewing direction. If any of the instructions is given, in step S1108, the
以上であるが、仮想視点を移動もしくはその視線方向を変更して、大腸内壁を診断している最中に、ユーザが指定したカプセル内視鏡の現実の撮像画像が示す位置まで近づくと(距離が第1の閾値以下になると)、キー画像が現在の仮想視点の近傍に存在すること、並びに、その位置が視覚的に確認できることになる。しかも、仮想視点がさらに近づくと、実際に撮影されたオリジナルのキー画像が表示されるので、病変の診断も容易になる。 As described above, when the user moves the virtual viewpoint or changes the line of sight and diagnoses the inner wall of the large intestine, when the user approaches the position indicated by the actual captured image of the capsule endoscope specified by the user (distance Is less than or equal to the first threshold), the key image is present near the current virtual viewpoint, and its position can be visually confirmed. In addition, when the virtual viewpoint is further approached, the original key image actually photographed is displayed, so that the diagnosis of a lesion becomes easy.
なお、上記実施形態では、画像診断アプリケーションにて、3次元大腸モデルを生成するものとしたが、3次元大腸モデルは他の装置で生成しても良い。この場合の「他の装置」は、CT、MRIのいずれを用いても構わない。要は、同一被験者の3次元大腸モデルとカプセル内視鏡情報が得られれば良い。 In the above embodiment, the three-dimensional large intestine model is generated by the image diagnosis application. However, the three-dimensional large intestine model may be generated by another device. In this case, the “other device” may use either CT or MRI. In short, it is only necessary to obtain the three-dimensional colon model and capsule endoscope information of the same subject.
また、上記実施形態では、仮想視点位置とキー画像の撮像位置との差が第2閾値Th2以下の場合に、キー画像を表示するものとしたが、マーカ上にマウスカーソルを移動したことによってキー画像を表示させても良い。 Further, in the above embodiment, the key image is displayed when the difference between the virtual viewpoint position and the imaging position of the key image is equal to or less than the second threshold Th2. However, when the mouse cursor is moved over the marker, the key image is displayed. An image may be displayed.
[他の実施形態]
上記実施形態では、キー画像の撮像位置が、3次元大腸モデル内の芯線上の画像の位置と見なした。しかし、図7に示すように、大腸芯線上における、撮像画像の中心位置とカプセル内視鏡の位置との間には、ΔLだけの差が存在するので、上記距離の判定処理にてこのΔLを加味して判断しても良い。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the imaging position of the key image is regarded as the position of the image on the core line in the three-dimensional colon model. However, as shown in FIG. 7, there is a difference of ΔL between the center position of the captured image and the position of the capsule endoscope on the colon line, so that the ΔL is determined in the distance determination processing. May be added to make the determination.
また、仮想内視鏡では、その視線方向を、ユーザの指示に従って自由に変更可能である。それ故、現在の視線方向が順方向に向かっているのか否かが判然としなくなる可能性がある。本実施形態によれば、図8に示す如く、仮想視点を表すアイコン811もその視線方向に基づいて向きが変わるので、その可能性を低くできるが、かかる点をより強調するため、仮想視点の視線方向が順方向、逆方向のいずれに向いているのかを仮想画像で判断できるようにしても良い。例えば、第2表示領域802の枠の色を、順方向、逆方向で区別するようにしても良い。また、マーク821の色も、順方向から見ているのか、逆方向から見ているのかを区別しても構わない。
In the virtual endoscope, the direction of the line of sight can be freely changed according to a user's instruction. Therefore, there is a possibility that it is not clear whether the current gaze direction is the forward direction. According to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
また、上記実施形態では仮想内視鏡画像をX線CT装置からの情報に基づいて生成するものとしたが、MRI等の他のモダリティ装置(医用画像診断装置)の情報からも仮想内視鏡画像を生成することができるので、上記実施形態に限定されるものではない。 In the above embodiment, the virtual endoscope image is generated based on the information from the X-ray CT apparatus. However, the virtual endoscope image is also generated from information of another modality apparatus (medical image diagnostic apparatus) such as MRI. The present invention is not limited to the above embodiment because an image can be generated.
また、上記説明から明らかなように、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 Further, as is apparent from the above description, the present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program and reads the program. This is the process to be performed.
101…CPU、102…ROM、103…RAM、104…HDD,105…I/F、106…表示部、107…操作部
101 CPU, 102 ROM, 103 RAM, 104 HDD, 105 I / F, 106 display unit, 107 operation unit
Claims (8)
カプセル内視鏡で撮像されたカプセル内視鏡画像と当該カプセル内視鏡画像の撮像位置を示す座標情報とで構成される複数のカプセル内視鏡画像情報と、複数の前記医用画像とを取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した複数のカプセル内視鏡画像情報に含まれる撮像位置によって構成されるカプセル内視鏡の移動軌跡から、前記大腸の形状に応じた第1の区間を特定する第1の特定手段と、
前記取得手段で取得した複数の医用画像に含まれる大腸の芯線から、当該大腸の形状に応じた、前記第1の区間に対応する第2の区間を特定する第2の特定手段と、
前記第1の特定手段で特定された前記第1の区間の両端点間の道のりと、前記第2の特定手段で特定された前記第2の区間の両端点間の道のりとに基づくパラメータを用いて、当該第1の区間で撮像されたカプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置を特定する第3の特定手段と、
前記カプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置が特定された後、仮想内視鏡にて前記大腸の芯線上で仮想視線位置を移動させていく際に、複数の前記カプセル内視鏡画像のうち、ユーザが関心を持つ画像として設定されたキー画像の撮像位置と、前記仮想視線位置との差が閾値以下になった場合、前記仮想視線位置が前記キー画像の撮像位置に近づいたことを前記ユーザに知らせる通知手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。 A medical image processing apparatus capable of displaying a virtual endoscopic image of a large intestine included in a plurality of medical images obtained by a medical image diagnostic apparatus,
Acquisition of a plurality of capsule endoscope image information composed of a capsule endoscope image captured by a capsule endoscope and coordinate information indicating an imaging position of the capsule endoscope image, and a plurality of the medical images Acquisition means for
A first specification for specifying a first section corresponding to the shape of the large intestine from a movement trajectory of the capsule endoscope constituted by a plurality of imaging positions included in the capsule endoscope image information acquired by the acquisition means; Means,
A second specifying unit that specifies a second section corresponding to the first section according to a shape of the large intestine from a core line of the large intestine included in the plurality of medical images acquired by the acquiring unit;
Using a parameter based on the way between the end points of the first and journey across points of the identified said first interval by a particular unit, the said identified in the second identifying unit the second section A third specifying unit that specifies a position on a core line of the large intestine corresponding to an imaging position of a capsule endoscope image captured in the first section ;
After the position on the center line of the large intestine corresponding to the imaging position of the capsule endoscope image is specified, when moving the virtual line-of-sight position on the center line of the large intestine with the virtual endoscope, a plurality of If the difference between the imaging position of the key image set as the image of interest to the user and the virtual gaze position of the capsule endoscope image is equal to or less than a threshold, the virtual gaze position is the key image. Notification means for notifying the user that the imaging position has been approached,
A medical image processing apparatus comprising:
前記医用画像処理装置の取得手段が、カプセル内視鏡で撮像されたカプセル内視鏡画像と当該カプセル内視鏡画像の撮像位置を示す座標情報とで構成される複数のカプセル内視鏡画像情報と、複数の前記医用画像とを取得する取得ステップと、
前記医用画像処理装置の第1の特定手段が、前記取得ステップで取得した複数のカプセル内視鏡画像情報に含まれる撮像位置によって構成されるカプセル内視鏡の移動軌跡から、前記大腸の形状に応じた第1の区間を特定する第1の特定ステップと、
前記医用画像処理装置の第2の特定手段が、前記取得ステップで取得した複数の医用画像に含まれる大腸の芯線から、当該大腸の形状に応じた、前記第1の区間に対応する第2の区間を特定する第2の特定ステップと、
前記医用画像処理装置の第3の特定手段が、前記第1の特定ステップで特定された前記第1の区間の両端点間の道のりと、前記第2の特定ステップで特定された前記第2の区間の両端点間の道のりとに基づくパラメータを用いて、当該第1の区間で撮像されたカプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置を特定する第3の特定ステップと、
前記カプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置が特定された後、仮想内視鏡にて前記大腸の芯線上で仮想視線位置を移動させていく際に、複数の前記カプセル内視鏡画像のうち、ユーザが関心を持つ画像として設定されたキー画像の撮像位置と、前記仮想視線位置との差が閾値以下になった場合、前記仮想視線位置が前記キー画像の撮像位置に近づいたことを前記ユーザに知らせる通知ステップと、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置の制御方法。 A control method of a medical image processing apparatus capable of displaying a virtual endoscopic image of a large intestine included in a plurality of medical images obtained by a medical image diagnostic apparatus,
A plurality of capsule endoscope image information, wherein the acquisition unit of the medical image processing apparatus includes a capsule endoscope image captured by the capsule endoscope and coordinate information indicating an imaging position of the capsule endoscope image; And an acquiring step of acquiring a plurality of the medical images,
The first specifying means of the medical image processing apparatus converts the shape of the large intestine into the shape of the large intestine from the movement trajectory of the capsule endoscope constituted by the plurality of capsule endoscope image information acquired in the acquiring step. A first specifying step of specifying a corresponding first section;
A second identification unit of the medical image processing apparatus, based on a core line of the large intestine included in the plurality of medical images acquired in the acquiring step, corresponding to the first section corresponding to the shape of the large intestine ; A second specifying step of specifying a section;
The third specific means of the medical image processing apparatus, the way between the end points of the first said identified in a particular step of the first section, said by said second specified in the second specifying step A third specification that specifies a position on the center line of the large intestine corresponding to an imaging position of a capsule endoscope image captured in the first section using a parameter based on a distance between both end points of the section. and the step,
After the position on the center line of the large intestine corresponding to the imaging position of the capsule endoscope image is specified, when moving the virtual line-of-sight position on the center line of the large intestine with the virtual endoscope, a plurality of If the difference between the imaging position of the key image set as the image of interest to the user and the virtual gaze position of the capsule endoscope image is equal to or less than a threshold, the virtual gaze position is the key image. A notification step of notifying the user of approaching the imaging position,
A method for controlling a medical image processing apparatus, comprising:
前記医用画像処理装置を、
カプセル内視鏡で撮像されたカプセル内視鏡画像と当該カプセル内視鏡画像の撮像位置を示す座標情報とで構成される複数のカプセル内視鏡画像情報と、複数の前記医用画像とを取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した複数のカプセル内視鏡画像情報に含まれる撮像位置によって構成されるカプセル内視鏡の移動軌跡から、前記大腸の形状に応じた第1の区間を特定する第1の特定手段と、
前記取得手段で取得した複数の医用画像に含まれる大腸の芯線から、当該大腸の形状に応じた、前記第1の区間に対応する第2の区間を特定する第2の特定手段と、
前記第1の特定手段で特定された前記第1の区間の両端点間の道のりと、前記第2の特定手段で特定された前記第2の区間の両端点間の道のりとに基づくパラメータを用いて、当該第1の区間で撮像されたカプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置を特定する第3の特定手段と、
前記カプセル内視鏡画像の撮像位置に対応する、前記大腸の芯線上の位置が特定された後、仮想内視鏡にて前記大腸の芯線上で仮想視線位置を移動させていく際に、複数の前記カプセル内視鏡画像のうち、ユーザが関心を持つ画像として設定されたキー画像の撮像位置と、前記仮想視線位置との差が閾値以下になった場合、前記仮想視線位置が前記キー画像の撮像位置に近づいたことを前記ユーザに知らせる通知手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
A program capable of executing a control method of a medical image processing apparatus capable of displaying a virtual endoscopic image of a large intestine included in a plurality of medical images obtained by a medical image diagnostic apparatus,
The medical image processing apparatus,
Acquisition of a plurality of capsule endoscope image information composed of a capsule endoscope image captured by a capsule endoscope and coordinate information indicating an imaging position of the capsule endoscope image, and a plurality of the medical images Acquisition means for
A first specification for specifying a first section corresponding to the shape of the large intestine from a movement trajectory of the capsule endoscope constituted by a plurality of imaging positions included in the capsule endoscope image information acquired by the acquisition means; Means,
A second specifying unit that specifies a second section corresponding to the first section according to a shape of the large intestine from a core line of the large intestine included in the plurality of medical images acquired by the acquiring unit;
Using a parameter based on the way between the end points of the first and journey across points of the identified said first interval by a particular unit, the said identified in the second identifying unit the second section A third specifying unit that specifies a position on a core line of the large intestine corresponding to an imaging position of a capsule endoscope image captured in the first section ;
After the position on the center line of the large intestine corresponding to the imaging position of the capsule endoscope image is specified, when moving the virtual line-of-sight position on the center line of the large intestine with the virtual endoscope, a plurality of If the difference between the imaging position of the key image set as the image of interest to the user and the virtual gaze position of the capsule endoscope image is equal to or less than a threshold, the virtual gaze position is the key image. A program that functions as a notification unit that notifies the user that the user has approached the imaging position .
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