JPH0728978A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH0728978A
JPH0728978A JP5169150A JP16915093A JPH0728978A JP H0728978 A JPH0728978 A JP H0728978A JP 5169150 A JP5169150 A JP 5169150A JP 16915093 A JP16915093 A JP 16915093A JP H0728978 A JPH0728978 A JP H0728978A
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JP
Japan
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image
organ
integrated
interest
clusters
Prior art date
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Pending
Application number
JP5169150A
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English (en)
Inventor
Noboru Niki
登 仁木
Hitoshi Sato
均 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、関心臓器を他の軟部組織か
ら、より明確に分離できる画像表示装置を提供すること
である。 【構成】本発明は、複数臓器を含む同一部分の異なる特
徴量に基づく複数種の画像を記憶する画像メモリ3と、
前記複数種の画像に含まれる前記各臓器に関する複数の
クラスタを抽出し、各クラスタを構成する画素値を前記
異なる特徴量の各軸で規定されるn次元空間に分布し、
この空間内に各臓器クラスタの分布の重なりが最小にな
るように統合軸を直線的に設定し、この統合軸を規定す
る直線方程式に基づいて前記複数種の画像を統合するこ
とにより1枚の統合画像を作成する計算機4と、前記統
合画像を表示する画像表示装置6とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、関心臓器を抽出してこ
れを表示する画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置(MRI装
置)で得られるMR画像を用いて関心臓器を診断するに
は、MR画像内の関心臓器を他の軟部組織から分離させ
ること(これを「臓器セグメンテーション」という)が
有効である。この臓器セグメンテーションを実現する方
法として、従来は関心臓器に固有の画素値に基づいて他
の軟部組織を分離するためのしきい値を設定し、このし
きい値にしたがって関心臓器を他の軟部組織から分離す
るいわゆるしきい値処理や、このしきい値処理とエッジ
検出処理、つまりオペレータ操作を介入させながら臓器
のエッジ(輪郭)を検出するエッジ検出処理を組み合わ
せた処理方法等が用いられている。
【0003】しかし、一般にMR画像の関心臓器と他の
軟部組織との画素値間には明確な差異が少なく、このた
め両者の境界が不明確な場合が多く、したがって上記し
きい値処理では関心臓器を他の軟部組織としきい値によ
り強制的に一意に分離しても、その分離結果には誤差が
含まれていることが多い。このように境界に誤差を含む
臓器を3次元表示しても、その臓器形状は本来の形状を
忠実に表現したものとはならず、診断精度を不用意に低
下させるだけである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上述し
た事情に鑑みて、関心臓器を他の軟部組織から、より明
確に分離できる画像表示装置を提供することを目的とし
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、複数臓器を含む同一部分の
異なる特徴量に基づく複数種の画像を記憶する手段と、
前記複数種の画像に含まれる前記各臓器に関する複数の
クラスタを抽出し、各クラスタを構成する画素値を前記
異なる特徴量の各軸で規定されるn次元空間に分布し、
この空間内に各臓器クラスタの分布の重なりが最小にな
るように統合軸を直線的に設定し、この統合軸を規定す
る直線方程式に基づいて前記複数種の画像を統合するこ
とにより1枚の統合画像を作成する手段と、前記統合画
像を表示する手段とを具備する。
【0006】
【作用】本発明によれば、複数臓器を含む同一部分の異
なる特徴量に基づく複数種の画像を統合して1枚の統合
画像を作成するので、各画像単一では不明確である臓器
境界をより明確に表現することができる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本実施例のブロック図である。本図にお
いて1はデータや制御信号の伝送路である。この伝送路
1には、磁気共鳴イメージング装置(MRI)2が接続
される。この磁気共鳴イメージング装置2は、同一部分
の異なる特徴量に基づく複数種の画像、つまりここでは
T1 強調画像、T2 強調画像、PD強調画像をT1 強調
画像、T2 強調画像、PD強調画像の各種画像を収集す
るものである。なおこれら各種画像を以下「マルチチャ
ネルMR画像」と総称する。マルチチャネルMR画像
は、伝送路1を介して画像メモリ3に記憶される。計算
機4は、画像メモリ3に記憶されているマルチチャネル
MR画像の全画像を統合することにより不明確な関心臓
器と他の軟部組織の境界を明確に分離して関心臓器を抽
出した統合画像を作成すると共に、マルチチャネルMR
画像又は統合画像を用いて関心臓器と他の軟部組織の境
界を不明確なまま関心臓器を抽出した画像を作成する。
入力装置5は計算機4が画像処理を行う上で必要な各種
指示および設定を入力するための例えばキーボード、マ
ウス、トラックボールである。計算機4で作成された画
像は、高精細CRT(陰極線管)の画像表示装置6に表
示される。
【0008】次に本実施例の作用について説明する。図
2は計算機4による画像処理の流れを示す流れ図であ
る。なお、ここでは同一部分の異なる特徴量に基づく複
数種の画像、具体的にはT1 強調画像、T2 強調画像、
PD強調画像の3種の画像を統合対象として取り扱うも
のとする。また、以下の処理においてマニュアル処理は
その都度指摘するものとし、この指摘なき場合にはその
処理は計算機4による自動処理である。
【0009】まず、ステップ(S1)において、図3に
示すように関心臓器群の存在する関心領域が入力装置5
の操作により画像表示装置6に表示されているT1 強調
画像(勿論、T2 強調画像又はPD強調画像でもよい)
上に設定される。
【0010】次に、ステップ(S2)において、この関
心領域内の未知数画素から構成される臓器クラスタが、
T1 強調画像、T2 強調画像、PD強調画像それぞれか
ら抽出され、この抽出された臓器クラスタを構成する各
画素値(濃度値)が、異なる特徴量の各軸で規定される
n次元空間、つまりここではT1 軸、T2 軸、PD軸か
らなる3次元空間に分布され、これにより各臓器クラス
タの分布が図4に示すように作成される。この分布の統
計的性質、つまり臓器クラスタ分布の統計的パラメータ
が計算される。この計算により、各関心臓器クラスタを
正規分布として、その平均ベクトル、共分散行列、生起
確率が求められる。なお、この計算のためには、教師あ
り学習アルゴリズムまたは教師なし学習アルゴリズムが
適用される。教師あり学習アルゴリズムを用いる場合に
は、各臓器クラスタは、オペレータによる入力装置6の
操作により、画像表示装置6に表示されている画像上で
マニュアル設定される。このマニュアル設定された臓器
クラスタにしたがって臓器クラスタ分布の統計的パラメ
ータが求められる。教師なし学習アルゴリズムを用いる
場合には、最適クラスタ数が入力装置6を介して与えら
れ、この最適クラスタ数の範囲内で臓器クラスタが抽出
され、この臓器クラスタ分布の統計的パラメータが求め
られる。教師なし学習アルゴリズムとしては、以下の文
献1に掲載されているアルゴリズムが適用される。
【0011】文献1;1992年3月発行のIEEE TRANSACTI
ONS ON MEDICAL IMAGING.VOL.11,No.1の62〜69頁に掲載
されたTianhu LeiとWilfred Sewchand著による「Statis
tical Approach to X-Ray CT imaging and Its Applica
tions in Image Analysis-PartII:A New Stochastic Mo
del-Based Image Segmentation Techniqui for X-RayCT
Image 」 そして、図4に示すように、臓器クラスタ分布を展開し
た3次元空間内に、統合軸が設定される。この統合軸は
直線方程式により規定される直線軸である。この直線方
程式は、上記平均ベクトル、共分散行列、生起確率に基
づき、統合軸に各濃度値が再投影された図5に示した各
臓器のプロファイルの重なり(斜線)が最小になるよう
に作成される。これは各臓器をより明確に分離させるた
めである。ここで、上記最小が達成されているか確認の
ためにプロファイルを表示し、必要に応じてオペレータ
の介入によりステップ(S3)により設定された接合軸
を再設定し、この接合軸の再設定に応じてプロファイル
を更新しながら表示することが有効である。
【0012】このようにプロファイルの重なりを最小に
する接合軸が設定されると、次にステップ(S4)にお
いて、統合軸(直線方程式)に依存する統合関数によ
り、T1 強調画像、T2 強調画像、PD強調画像が統合
され、図6に示す統合画像が作成される。この統合画像
は画像表示装置6に表示され、オペレータの観察に供さ
れる。この統合処理により、各単一画像では不明確であ
った各臓器の境界が、より明確になる。
【0013】次にステップ(S5)において、統合画像
に対して、あいまい処理が必要であるか否かがオペレー
タにより判定され、この判定結果が入力装置5を介して
入力される。このあいまい処理は、ここでは以下の文献
2に掲載されているファジークラスタリングを適用す
る。
【0014】文献2;1990年10月発行の電子情報通信学
会論文誌、D-II,Vol.j173-D-1-IIの1707〜1715頁に掲載
された「医用画像のあいまい形状の3次元表示法」 このファジークラスタリング法は、臓器形状の境界を一
意に指定するのではなく、臓器形状の境界の不明確さを
そのまま表現する方法であり、まずステップ(S6)に
おいて、図7に示すように、統合画像上に入力装置5の
操作により関心臓器を含む関心領域を指定することから
開始される。
【0015】次に、ステップ(S7)において、図8に
示すように、この関心領域内の全画素の濃度値が分類さ
れ、その頻度ヒストグラムが作成される。ファジークラ
スタリングを用いて、この頻度ヒストグラム上に臓器ク
ラスタのメンバーシップ関数が設定される。このメンバ
ーシップ関数に基づき、関心臓器に関する複数のクラス
タが統合画像から抽出される。
【0016】そして、ステップ(S8)において、ステ
ップ(S7)で抽出された複数のクラスタが、関心臓器
の連結性に基づいて連結され、当該関心臓器の形状が認
識される。なお連結されたクラスタには位置情報がない
ので、この位置情報が上記形状に与えられる。この結果
を示したものが、図9に示されている。
【0017】このように、ファジークラスタリング法を
適用して統合画像から関心臓器を抽出してその形状の境
界を不明確のまま表現するので、不明確な部分もオペレ
ータに表示して、その判断を委ねることができる。した
がって従来のように不明確な部分が表示されないことに
よる診断精度の低下が防止される。
【0018】図9に示されているように、このままでは
臓器クラスタ抽出の段階で発生する関心臓器に対して離
散的なノイズ成分が含まれ、また図11に示すように、
関心臓器には連結処理の段階で不自然な部分が隣接する
ことがあるので、後処理としてステップ(S9)および
ステップ(S10)においてこのノイズ成分や不自然な
部分がマニュアル操作により除去され、関心臓器をあい
まいな部分はあいまいなままで忠実に抽出した画像が作
成される。
【0019】なお、上述した図2の一連の処理は2次元
画像に関する処理であるが、これを3次元画像に適用す
ることは容易である。つまり3次元画像とは複数の2次
元画像が配列されたものと考えられるので、3次元画像
を構成する全2次元画像について図2の一連の処理を繰
り返すことで実現される。こうして得られた3次元画像
を表示する場合には、3次元画像表示法として常用され
ている方法、例えば視線方向に平行な方向又は十分近い
一点に集束する方向に各画素値(ボクセル値)を直線追
跡し、これらを積算することにより投影像を作成する再
投影法(単純積算法)、視線方向に平行な方向又は十分
近い一点に集束する方向に各画素値(ボクセル値)を直
線追跡し、これらの中の最大値を検出することにより投
影像を作成する最大値投影法、3次元MR画像の数値分
布から各画素の不透明度および陰影値を計算し、この不
透明度および陰影値を用いて視線方向に直線追跡して表
示面の陰影値を計算するボリュームレンダリング法を適
当に適用すればよい。
【0020】このように本実施例によると、同一部分の
異なる特徴量に基づく複数種の画像、つまりここでは磁
気共鳴イメージング装置で得られるT1 強調画像、T2
強調画像、PD強調画像を各臓器が重畳しないような統
合軸に基づき統合することにより、不明確な臓器の境界
をより明確化して表示することができる。さらに、この
明確さが不十分な場合には、ファジークラスタリングに
より不明確な部分はその不明確なまま臓器を抽出するこ
とができ、不明確な部分もオペレータに表示して、その
判断を委ねることができる。なお、本発明は上述した各
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【0021】
【発明の効果】本発明は、複数臓器を含む同一部分の異
なる特徴量に基づく複数種の画像を記憶する手段と、前
記複数種の画像に含まれる前記各臓器に関する複数のク
ラスタを抽出し、各クラスタを構成する画素値を前記異
なる特徴量の各軸で規定されるn次元空間に分布し、こ
の空間内に各臓器クラスタの分布の重なりが最小になる
ように統合軸を直線的に設定し、この統合軸を規定する
直線方程式に基づいて前記複数種の画像を統合すること
により1枚の統合画像を作成する手段と、前記統合画像
を表示する手段とを具備し、これにより複数臓器を含む
同一部分の異なる特徴量に基づく複数種の画像を統合し
て1枚の統合画像を作成するので、各画像単一では不明
確である臓器境界をより明確に表現することができる画
像表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る画像表示装置のブロッ
ク図。
【図2】図1の計算機による処理手順を示す流れ図。
【図3】図2のステップ(S1)で指定される関心領域
を示す図。
【図4】図2のステップ(S2)による臓器クラスタ分
布および統合軸の一例を示す図。
【図5】図2のステップ(S2)により設定される統合
軸に対する濃度値プロファイルの一例を示す図。
【図6】統合画像の一例を示す図。
【図7】図2のステップ(S6)で指定される関心領域
を示す図。
【図8】図2のステップ(S7)による濃度値の頻度分
布およびメンバーシップ関数の一例を示す図。
【図9】臓器クラスタ抽出の段階で発生する離散的なノ
イズ成分の一例を示す図。
【図10】連結処理の段階で発生する関心臓器に隣接す
る不自然な部分の一例を示す図。
【符号の説明】
1…伝送路、2…X線コンピュータトモグラフィ装置、
3…画像メモリ、4…計算機、5…入力装置、6…画像
表示装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数臓器を含む同一部分の異なる特徴量
    に基づく複数種の画像を記憶する手段と、 前記複数種の画像に含まれる前記各臓器に関する複数の
    クラスタを抽出し、各クラスタを構成する画素値を前記
    異なる特徴量の各軸で規定されるn次元空間に分布し、
    この空間内に各臓器クラスタの分布の重なりが最小にな
    るように統合軸を直線的に設定し、この統合軸を規定す
    る直線方程式に基づいて前記複数種の画像を統合するこ
    とにより1枚の統合画像を作成する手段と、 前記統合画像を表示する手段とを具備することを特徴と
    する画像表示装置。
JP5169150A 1993-07-08 1993-07-08 画像表示装置 Pending JPH0728978A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5169150A JPH0728978A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 画像表示装置

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JP5169150A JPH0728978A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 画像表示装置

Publications (1)

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JPH0728978A true JPH0728978A (ja) 1995-01-31

Family

ID=15881217

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JP5169150A Pending JPH0728978A (ja) 1993-07-08 1993-07-08 画像表示装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545360A (ja) * 2006-07-31 2009-12-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 画像データセットの視覚化のためのプリセットマップを生成する方法、装置及びコンピュータ可読媒体
JP2012230226A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Okayama Univ 人体模型作成システム

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