JPS6382630A - Automatic extraction of body contour - Google Patents

Automatic extraction of body contour

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Publication number
JPS6382630A
JPS6382630A JP61228604A JP22860486A JPS6382630A JP S6382630 A JPS6382630 A JP S6382630A JP 61228604 A JP61228604 A JP 61228604A JP 22860486 A JP22860486 A JP 22860486A JP S6382630 A JPS6382630 A JP S6382630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
body contour
declination
polar coordinate
coordinate data
Prior art date
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Pending
Application number
JP61228604A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
久保 康文
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61228604A priority Critical patent/JPS6382630A/en
Publication of JPS6382630A publication Critical patent/JPS6382630A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、X線CTスキャナ等により得、られた患者の
断面および寝台を描出したディジタル画像に、しきい値
処理と微分処理を行ない、患者の体輪郭1体内の各種臓
器の輪郭および寝台の輪郭を2値画像として生成、抽出
する画像処理装置における体輪郭抽出方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention performs threshold processing and differential processing on a digital image depicting a cross section of a patient and a bed obtained by an X-ray CT scanner, etc. The present invention relates to a body contour extraction method in an image processing device that generates and extracts the contours of various internal organs and the contour of a bed as binary images of a patient's body contour.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、放射線治療計画システム等においては、X線、C
Tスキャナ等により得られた07画像データをノSに、
治療計画に必要な、ル者の体輪郭データを作成するため
に、 07画像の写ったフィルムやディスプレイに表示
された07画像を基にディジタイザやライトペン等を用
いて人手により入力された座標データを用いていた。
Conventionally, in radiation treatment planning systems, X-rays, C
07 image data obtained by T scanner etc. to NoS,
In order to create the patient's body contour data necessary for treatment planning, coordinate data is manually entered using a digitizer, light pen, etc. based on the film containing the 07 image or the 07 image displayed on the display. was used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の体輪郭抽出方法は、多大な人手と注意力
を要する上に、入力時の視差や不注意等により人力誤差
を誘発する可能性が大であり、そうして得られた座標デ
ータを基に作成された体輪郭データは放射線治療計画に
誤りを生じさせ11m者に対し誤った放射線治療を実施
させるという欠点がある。
The conventional body contour extraction method described above not only requires a large amount of manpower and attention, but also has a high possibility of inducing human errors due to parallax and carelessness during input, and the coordinate data obtained in this way The body contour data created based on this has the disadvantage that it causes errors in the radiation treatment plan and causes the wrong radiation treatment to be performed for 11m patients.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の体輪郭自動抽出方法は、生成された2値画像上
に体輪郭にかこまれた一点を原点とし、2個画像を構成
する各輪郭のデータの位置を原点からの動径長と、原点
を始点とする半直線からの所定ピッチで設定された偏角
とを有する極座標データとして保持し、保持された極座
標データを、体輪郭および臓器のみがある方向を検索開
始点として、偏角を順次所定ピッチでインクリメントし
て検索し、偏角にたいし極座標データが1個の場合はそ
のものを、複数の場合は動径長の最大のものをその偏角
の体輪郭データとし、0個の場合は欠損部としてさらに
偏角をインクリメントし、2つの体輪郭データ検出後は
、各偏角における極座標データのうち各偏角に最近にし
て、かつ小さい2つの偏角における体輪郭データより外
挿法できめられるデータに該当する極座標データを体輪
郭データとし、該当する極座標データがない場合はさら
に偏角をインクリメントして次の体輪郭データを設定し
、欠損部に対しては、その偏角を挟む最近の極座標デー
タより内挿法により、極座標データを設定し、これら各
偏角に対応する体輪郭データより体輪郭を検出する。
The automatic body contour extraction method of the present invention uses a point surrounded by the body contour on the generated binary image as the origin, and determines the position of each contour data constituting the two images as the radial length from the origin, The retained polar coordinate data is stored as polar coordinate data with a declination set at a predetermined pitch from a half-line with the origin as the starting point, and the declination is Search by incrementing at a predetermined pitch, and if there is one piece of polar coordinate data for a declination angle, use that data, if there are multiple pieces of polar coordinate data, use the maximum radial length as the body contour data for that declination angle, and if there are 0 pieces of polar coordinate data, If so, the declination is further incremented as a missing part, and after detecting the two body contour data, extrapolation is performed from the body contour data at the two most recent and smaller declinations among the polar coordinate data at each declination. The polar coordinate data corresponding to the data determined by the method is used as body contour data, and if there is no corresponding polar coordinate data, the argument is further incremented to set the next body contour data, and for missing parts, the argument is Polar coordinate data is set by interpolation from recent polar coordinate data that sandwich the polar coordinates, and the body contour is detected from the body contour data corresponding to each of these declination angles.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明をす
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は1本発明の体輪郭自動抽出方法が適用される、
しきい値処理および微分処理が行なわれた2個画像と、
2値画像上の座標との関係を示す図である。
FIG. 1 shows a case where the automatic body contour extraction method of the present invention is applied.
Two images subjected to threshold processing and differential processing,
FIG. 3 is a diagram showing a relationship with coordinates on a binary image.

X&ICTスキャナ等により得られた患者の断面を抽出
したディジタル画像(不図示)のデータDATAより各
種臓器の輪郭を抽出するために2つのしきい値T、 、
 T2を設定する。これら2つのしきい値T、 、 T
2を使って式(1)に示すしきい値処理を行い、データ
値DATAn  (それらはa、b、cのいずれかの値
をとる。)より構成される3個画像を作成する。
Two threshold values T, ,
Set T2. These two thresholds T, , T
2 is used to perform the threshold processing shown in equation (1) to create three images composed of data values DATAn (which take any value of a, b, or c).

if  DATA>Tl  then  DATAn 
= aif  T2≦DATA≦Tl  than  
DATAn = b  −(1)if  DATA<T
2  then  DATAn = cただし、式(1
)におけるDATAは、基となる07画像を構成する各
絵素のデータ値であり、DATAnは、しきい値処理に
より作成される3個画像の各絵素のデータ値である。
if DATA>Tl then DATAn
= aif T2≦DATA≦Tl than
DATAn = b − (1) if DATA<T
2 then DATAn = c However, formula (1
), DATA is the data value of each picture element constituting the base 07 image, and DATAn is the data value of each picture element of the three images created by threshold processing.

第2図は、処理対象の絵素Eと、絵素Eの8つの近傍の
絵素A、B、〜、Kを示す図である。前述のように得ら
れた3個画像の各絵素Eに対し近傍の絵素B、F、H,
Dを用いて式(2)で示す微分処理を行い微分画像En
を作成する。
FIG. 2 is a diagram showing a picture element E to be processed and eight picture elements A, B, . . . , K in the vicinity of picture element E. For each picture element E of the three images obtained as described above, the neighboring picture elements B, F, H,
D is used to perform the differential processing shown in equation (2) to obtain a differential image En
Create.

この微分画像Enにさらに、もうひとつのしきい値T3
を用いたしきい値処理を行ない、2個画像を作成する。
In addition, another threshold value T3 is added to this differential image En.
Perform threshold processing using , and create two images.

こうして得られた2個画像には、第1図に例示するよう
に、患者の体輪郭の他にしきい値処理におけるしきい値
T、 、 T2. T3に応じた患者体内の各種臓器の
輪郭やX線GTスキャナによるCT画像撮影時に患者が
寝ていた寝台の輪郭等も描出されている。
As illustrated in FIG. 1, the two images obtained in this way include the patient's body contour as well as the threshold values T, , T2 . The outlines of various organs within the patient's body according to T3, the outline of the bed on which the patient was sleeping when the CT image was taken by the X-ray GT scanner, etc. are also depicted.

2個画像について体輪郭のみを自動的に検出する処理を
行なう。その方法を以下に説明する。
Processing is performed to automatically detect only the body contours of the two images. The method will be explained below.

第1図に示すように、マトリクスMXNの2個画像の体
輪郭のみにかこまれた一点を原点とする座標軸X、Yを
設定する。2個画像を構成する絵素の各々につき、その
絵素が何らかの輪郭上に存在しているか否かをその絵素
のデータ値によりチェックし、もし、輪郭上の絵素であ
る場合には、その絵素のマトリクスMXNにおけるカラ
ム番号Iおよびライン番号Jの値より、式(3)を用い
て、その絵素の座標(X、Y)の値を求める。
As shown in FIG. 1, coordinate axes X and Y are set whose origin is one point surrounded only by the body contours of the two images of matrix MXN. For each of the picture elements that make up the two images, it is checked whether the picture element exists on some outline using the data value of that picture element, and if the picture element is on the outline, From the values of column number I and line number J in the matrix MXN of that picture element, the value of the coordinates (X, Y) of that picture element is determined using equation (3).

ただし 1≦I≦M 1≦J≦N さらに、XY座標系の原点からその絵素までの距離であ
る極座標の動径を式(0により求める。
However, 1≦I≦M 1≦J≦N Furthermore, the radius of polar coordinates, which is the distance from the origin of the XY coordinate system to the picture element, is determined by the formula (0.

y= drTコuxS        =(4)ただし
、Sは1個の絵素の一辺の長さである。このようにして
得られた、輪郭上の全ての絵素に関する動径データγを
その角度α=k・θ(k=0.1,2.〜.n;θは所
定ピッチ角)を基に、角度α毎に整理しメモリに格納し
ておく、任意の角度α(ただし0度≦α<360度)に
ついて、その方向に存在する各種輪郭上の絵素の数をQ
個と表すことにすると一般にQはOまたは1以上の値を
取り、従って、前記動径データγの個数もOまたは1以
上である0体輪郭および臓器のみのある所定角度α0を
体輪郭データの検索開始角とて順次所定ピッチ各θずつ
インクリメントし各角度αにおける動径データγをチェ
ックする0本実施例においては、患者は寝台の上に上向
きに横たわることからX軸より90°のところを検索開
始角とし、検索開始角より360°の間検索を行う。
y= drTuxS = (4) where S is the length of one side of one picture element. The radius vector data γ for all picture elements on the contour obtained in this way are based on the angle α=k・θ (k=0.1, 2.~.n; θ is a predetermined pitch angle). , organize by angle α and store in memory. For any angle α (0 degrees ≦ α < 360 degrees), calculate the number of picture elements on various contours that exist in that direction.
In general, Q takes a value of O or 1 or more, and therefore the number of the radius vector data γ is also O or 1 or more.0 A predetermined angle α0 with only the body contour and organs is the body contour data. The search start angle is sequentially incremented by a predetermined pitch θ and the radius vector data γ at each angle α is checked. The search start angle is set as the search start angle, and the search is performed for 360° from the search start angle.

検索開始時は、動径データが1個であればそれを体輪郭
データとし、複数であれば最大動径のものを体輪郭デー
タとし、0個であれば欠損部として角度αをインクリメ
ントして続行する。2個の体輪郭データが検出された後
は動径データが存在した場合には、それより小さい2つ
の角度における既に体輪郭データとして検出され記憶さ
れた2つめ動径データγから外挿法により算出された現
処理対象の角度αにおける動径データγ予測値に該当す
る動径データγをその角度αにおける体輪郭データとし
て記憶する。
At the start of the search, if there is one radius vector data, it is used as body contour data, if there are multiple vectors, the one with the largest vector radius is used as body contour data, and if it is zero, the angle α is incremented as a missing part. continue. After two pieces of body contour data are detected, if radius vector data exists, it is extracted by extrapolation from the second radius vector data γ that has already been detected and stored as body contour data at two smaller angles. The calculated radius vector data γ corresponding to the predicted value of the radius vector data γ at the angle α of the current processing target is stored as body contour data at the angle α.

前記の処理を検索開始角から3130度間のあらゆる角
度αについて行い、各角度αにつき1個ずつの体輪郭に
対応した動径データを求める。体輪郭に対応した動径デ
ータが1個も存在しない欠損部の角度αについては、す
でに動径データγの設定 。
The above processing is performed for all angles α between 3130 degrees from the search start angle, and radius vector data corresponding to one body contour is obtained for each angle α. For the angle α of the defective part for which there is no radial data corresponding to the body contour, the radial vector data γ has already been set.

された両隣りの角度αの動径データγから内挿法により
動径データγを求める。
The radius vector data γ of the angles α on both sides thus obtained are determined by interpolation.

最後にスムージング処理を施して自動的に抽出された体
輪郭データとして完成する。
Finally, smoothing processing is performed to complete automatically extracted body contour data.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、X線C?スキャナ等のデ
ィジタル画像より得られる2個画像よりデータを極座標
化し、体輪郭は寝台を除けば体の最も外側にあることか
ら、寝台の写されていない方角からデータを極座標の偏
角をインクリメントしつつ検索し1体輪郭のデータのみ
を抽出し、かつデータが発見されない偏角に対してはデ
ータを生成することによって、体輪郭を自動的に確定で
き、ディジタイザやライトペン等を用いて人手にし11
ル払前表1+よt組人けu # l  + 蛇?? f
fi ”h化および入力ミスの防止が可能で、患者の体
輪郭データを必要とする放射線治療計画およびその計画
を基に実施される放射線治療の誤りを防止し、精度を向
上させることができる効果がある。
As explained above, the present invention provides X-ray C? The data is converted into polar coordinates from two images obtained from digital images such as a scanner, and since the body contour is the outermost part of the body except for the bed, the data is converted from the direction where the bed is not shown, and the polar coordinate declination is incremented. The body contour can be determined automatically by extracting only the data for one body contour and generating data for declination angles for which no data is found. 11
Le pay front table 1 + yot group person ke u # l + snake? ? f
It is possible to prevent errors and input errors, and it is possible to prevent errors in radiation treatment plans that require patient body contour data and radiation treatments performed based on the plans, and to improve accuracy. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の体輪郭自動抽出法が適用される、しき
い値処理および微分処理が行なわれた2個画像と、2値
画像上の座標との関係を示す図、第2図は処理対象の絵
素Eと、絵素Eの8つの近傍の絵素A、B、〜、Kを示
す図である。 ■・・・カラム番号、 J・・・ライン番号、 (x、y)・・・座標、 γ・・・動径、 α・・・角度(偏角)、 α0・・・検索開始角度、 E・・・処理対象絵素、 A、B、C,D、F、G、H,K・・・絵素。 特許出願人 日本電気株式会社−二 tノ=
Figure 1 is a diagram showing the relationship between two images subjected to threshold processing and differential processing, to which the automatic body contour extraction method of the present invention is applied, and the coordinates on the binary image. It is a diagram showing a picture element E to be processed and eight picture elements A, B, -, K in the vicinity of picture element E. ■... Column number, J... Line number, (x, y)... Coordinates, γ... Radius, α... Angle (declination), α0... Search start angle, E ... Picture elements to be processed, A, B, C, D, F, G, H, K... Picture elements. Patent applicant: NEC Corporation - Nitno=

Claims (1)

【特許請求の範囲】 X線CTスキャナ等により得られた患者の断面および寝
台を描出したディジタル画像にしきい値処理と微分処理
を行ない患者の体輪郭、体輪郭内の各種臓器の輪郭およ
び寝台の輪郭を2値画像として生成、描出する画像処理
装置において、 生成された2値画像上の体輪郭に囲まれた一点を原点と
し、2値画像を構成する各輪郭のデータの位置を原点か
らの動径長と、原点を始点とする半直線からの所定ピッ
チで設定された偏角とを有する極座標データとして保持
し、 保持された極座標データを、体輪郭および臓器のみがあ
る一方向を検索開始点として、偏角を順次所定ピッチで
インクリメントして検索し、偏角にたいし極座標データ
が1個の場合はそのものを、複数の場合は動径長の最大
のものをその偏角の体輪郭データとし、ゼロ個の場合は
欠損部としてさらに偏角をインクリメントし、 体輪郭データを2個検出後は、各偏角における極座標デ
ータのうち各偏角に最近にして、かつ小さい2つの偏角
における体輪郭データより外挿法できめられるデータに
該当する極座標データを体輪郭データとし、該当する極
座標データがない場合はさらに偏角をインクリメントし
て次の体輪郭データを設定し、欠損部に対しては、その
偏角を挟む最近の極座標データより内挿法により、極座
標データを設定し、これら各偏角に対応する体輪郭デー
タより体輪郭を検出する体輪郭自動抽出方法。
[Claims] Threshold processing and differential processing are performed on a digital image depicting a patient's cross section and bed obtained by an X-ray CT scanner, etc., to obtain the patient's body contour, the contours of various organs within the body contour, and the bed. In an image processing device that generates and depicts a contour as a binary image, a point surrounded by the body contour on the generated binary image is set as the origin, and the position of each contour data making up the binary image is calculated from the origin. It is retained as polar coordinate data that has a radial length and a declination angle set at a predetermined pitch from a half-line starting from the origin, and the retained polar coordinate data is searched in one direction where only the body outline and organs are located. Search as a point by sequentially incrementing the declination at a predetermined pitch, and if there is one piece of polar coordinate data for the declination, use that data, or if there are multiple pieces of polar coordinate data, use the maximum radial length as the body contour of that declination. data, and if there is zero, the declination is further incremented as a missing part, and after detecting two body contour data, the two most recent and smaller declinations of the polar coordinate data at each declination are The polar coordinate data corresponding to the data obtained by extrapolation from the body contour data in is set as body contour data, and if there is no corresponding polar coordinate data, the declination is further incremented and the next body contour data is set, and the missing part is On the other hand, there is an automatic body contour extraction method that sets polar coordinate data by interpolation from recent polar coordinate data that sandwich the declination angle, and detects the body contour from the body contour data corresponding to each of these declination angles.
JP61228604A 1986-09-26 1986-09-26 Automatic extraction of body contour Pending JPS6382630A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6105704A (en) * 1995-09-11 2000-08-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Coupling device between left and right wheels of vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6105704A (en) * 1995-09-11 2000-08-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Coupling device between left and right wheels of vehicle
US6325736B1 (en) 1995-09-11 2001-12-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Coupling device between left and right wheels of vehicle

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