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医用画像処理方法及びその装置、プログラム

国内特許コード P08P005013
整理番号 5088
掲載日 2008年12月5日
出願番号 特願2006-114631
公開番号 特開2007-282906
登録番号 特許第4887491号
出願日 平成18年4月18日(2006.4.18)
公開日 平成19年11月1日(2007.11.1)
登録日 平成23年12月22日(2011.12.22)
発明者
  • 金 亨燮
  • 板井 善則
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 医用画像処理方法及びその装置、プログラム
発明の概要 【課題】異なる時期の同一被写体の立体表示可能な画像群を比較可能にする画像処理装置を提供する。
【解決手段】立体表示可能な撮影時期の異なる画像群同士において画像同士の比較ではなく被写体の注目部位画像の立体的構造を加味したローカルマッチングのシフトベクトルを求めることができ、被写体の姿勢の変化及び被写体の変形が立体的に生じたとしても第１時期画像群と第２時期画像群を使用者が適切に対比することができる。
【選択図】図４
従来技術、競合技術の概要


２次元のみで利用される異なる時期の同一被写体の画像を比較可能にする技術が、特開２００５－１２２４８号公報に画像読影支援方法として開示されている。
この背景技術の画像読影支援方法は、互いに異なる撮影条件の下で同時期に同一の被写体を撮影して取得した２以上の画像からなる第１の画像群の各々の画像（第１の画像とする）について、互いに異なる撮影条件の下で第１の画像群の撮影とは異なる時期にその被写体を撮影して取得した１以上の画像からなる第２の画像群の各々の画像（第２の画像とする）との一致性を表す指標値を算出し、算出した指標値が所定の基準を満たす第１の画像と第２の画像との組合せを１つ抽出し、この組合せを構成する両画像に含まれる被写体の位置を合わせる位置合わせ処理を行い、さらに、位置合わせ処理後の第１の画像と第２の画像との差分による差分画像を生成する構成である。



この背景技術の画像読影支援方法によれば、第１の画像群及び第２の画像群の各画像は互いに異なる撮影条件の下で撮影され取得されたものであるから、被写体の姿勢や状態の異なる複数の画像を含んでいるため、撮影時に被写体の姿勢や状態が変化していたとしても、その変化による各々の状態で撮影された第１の画像群の各画像と第２の画像群の各画像との中からより適切な第１の画像と第２の画像との組合せを抽出することが可能になり、位置合わせ処理後の第１の画像と第２の画像とは、高い精度で位置合わせがなされたものとなり、診断者は、効率的に第１の画像と第２の画像との比較読影を行うことが可能になる。
【特許文献１】
特開２００５－１２２４８号公報
産業上の利用分野


本発明は、被写体を輪切状に連続して撮影して得られる３次元表示可能な画像群を画像処理する画像処理方法に関し、特に、異なる時期の同一被写体の画像群を比較可能にする画像処理方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
第１の時期に被写体の断層をＣＴにより連続して撮影して立体表示可能な第１時期画像群と、第２の時期に被写体の断層をＣＴにより連続して撮影して立体表示可能な第２時期画像群とを対比するためのコンピュータを用いた医用画像処理方法であって、
ＣＴ画像に撮影された前記被写体の注目部位画像の相互相関値を基準として、前記第１時期画像群を構成する第１時期ＣＴ画像と前記第２時期画像群を構成する第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせを求める組合せ演算工程と、
前記組合せ演算工程で求めた前記第１時期ＣＴ画像と前記第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせにおいて、注目部位を基準とした画像上のズレをグローバルマッチングの第１シフトベクトルとして求める第１シフトベクトル演算工程と、
前記第１時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、所定の大きさの複数の空間領域をテンプレート空間領域として設定するテンプレート空間設定工程と、
前記第２時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、前記第１時期画像群における前記テンプレート空間領域と対応し、当該対応するテンプレート空間領域の中心座標と前記第１シフトベクトルから求まる、前記テンプレート空間領域より大きい探索空間領域を設定する探索空間設定工程と、
前記探索空間領域内で対応する前記テンプレート空間領域を移動及び回転させながら、対応する前記テンプレート空間領域における前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値の相互相関値を求め、当該相互相関値が最も高い前記テンプレート空間領域の位置からローカルマッチングの第２シフトベクトルを求める第２シフトベクトル演算工程と、
前記第１時期画像群内の第２シフトベクトルを求めていない座標を所定間隔で取り、当該座標の第２シフトベクトルを既に求めた第２シフトベクトルを用いて線形補間により求める線形補間工程と、
前記第２シフトベクトルが演算された各位置において、前記第１時期画像群と前記第２時期画像群との相互相関値の負値を外部エネルギーとし、前記各位置において隣接する前記第２シフトベクトル間の滑らかさの度合いを内部エネルギーとし、前記各位置におけるエネルギーの総量が最小となるように、前記第２シフトベクトルを更新するシフトベクトル更新工程と、
前記第１シフトベクトル及び前記第２シフトベクトルから前記第２時期画像群をワーピング処理するワーピング工程とを含み、
前記第２シフトベクトル演算工程が、前記テンプレート空間領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれの方向の移動量及び回転角度を遺伝子とし、対応する前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値における相互相関値を適合度とする遺伝アルゴリズムを用いて第２シフトベクトルを演算することを特徴とする医用画像処理方法。

【請求項2】
前記探索空間領域が使用者の要求に応じて変更可能である
前記請求項１に記載の医用画像処理方法。

【請求項3】
前記第１時期画像群とワーピング処理後の前記第２時期画像群とを同時に出力する工程を含む
前記請求項１または２に記載の医用画像処理方法。

【請求項4】
前記第１時期画像群とワーピング処理後の前記第２時期画像群との差分画像を求めて出力する工程を含む
前記請求項１または２に記載の医用画像処理方法。

【請求項5】
第１の時期に被写体の断層を連続して撮影して立体表示可能な第１時期画像群と、第２の時期に被写体の断層を連続して撮影して立体表示可能な第２時期画像群とを対比するための医用画像処理装置であって、
ＣＴ画像に撮影された前記被写体の注目部位画像の相互相関値を基準として、前記第１時期画像群を構成する第１時期ＣＴ画像と前記第２時期画像群を構成する第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせを求める組合せ演算手段と、
前記組合せ演算手段で求めた前記第１時期ＣＴ画像と前記第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせにおいて、注目部位を基準とした画像上のズレをグローバルマッチングの第１シフトベクトルとして求める第１シフトベクトル演算手段と、
前記第１時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、所定の大きさの複数の空間領域をテンプレート空間領域として設定するテンプレート空間設定手段と、
前記第２時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、前記第１時期画像群における前記テンプレート空間領域と対応し、当該対応するテンプレート空間領域の中心座標と前記第１シフトベクトルから求まる、前記テンプレート空間領域より大きい探索空間領域を設定する探索空間設定手段と、
前記探索空間領域内で対応する前記テンプレート空間領域を移動及び回転させながら、対応する前記テンプレート空間領域における前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値の相互相関値を求め、当該相互相関値が最も高い前記テンプレート空間領域の位置からローカルマッチングの第２シフトベクトルを求める第２シフトベクトル演算手段と、
前記第１時期画像群内の第２シフトベクトルを求めていない座標を所定間隔で取り、当該座標の第２シフトベクトルを既に求めた第２シフトベクトルを用いて線形補間により求める線形補間手段と、
前記第２シフトベクトルが演算された各位置において、前記第１時期画像群と前記第２時期画像群との相互相関値の負値を外部エネルギーとし、前記各位置において隣接する前記第２シフトベクトル間の滑らかさの度合いを内部エネルギーとし、前記各位置におけるエネルギーの総量が最小となるように、前記第２シフトベクトルを更新するシフトベクトル更新手段と、
前記第１シフトベクトル及び前記第２シフトベクトルから前記第２時期画像群をワーピング処理するワーピング手段とを備え、
前記第２シフトベクトル演算手段が、前記テンプレート空間領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれの方向の移動量及び回転角度を遺伝子とし、対応する前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値における相互相関値を適合度とする遺伝アルゴリズムを用いて第２シフトベクトルを演算することを特徴とする医用画像処理装置。

【請求項6】
第１の時期に被写体の断層を連続して撮影して立体表示可能な第１時期画像群と、第２の時期に被写体の断層を連続して撮影して立体表示可能な第２時期画像群とを対比するための医用画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
ＣＴ画像に撮影された前記被写体の注目部位画像の相互相関値を基準として、前記第１時期画像群を構成する第１時期ＣＴ画像と前記第２時期画像群を構成する第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせを求める組合せ演算手段と、
前記組合せ演算手段で求めた前記第１時期ＣＴ画像と前記第２時期ＣＴ画像との対応する組み合わせにおいて、注目部位を基準とした画像上のズレをグローバルマッチングの第１シフトベクトルとして求める第１シフトベクトル演算手段と、
前記第１時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、所定の大きさの複数の空間領域をテンプレート空間領域として設定するテンプレート空間設定手段と、
前記第２時期画像群が形成する前記被写体の立体空間内で、前記第１時期画像群における前記テンプレート空間領域と対応し、当該対応するテンプレート空間領域の中心座標と前記第１シフトベクトルから求まる、前記テンプレート空間領域より大きい探索空間領域を設定する探索空間設定手段と、
前記探索空間領域内で対応する前記テンプレート空間領域を移動及び回転させながら、対応する前記テンプレート空間領域における前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値の相互相関値を求め、当該相互相関値が最も高い前記テンプレート空間領域の位置からローカルマッチングの第２シフトベクトルを求める第２シフトベクトル演算手段と、
前記第１時期画像群内の第２シフトベクトルを求めていない座標を所定間隔で取り、当該座標の第２シフトベクトルを既に求めた第２シフトベクトルを用いて線形補間により求める線形補間手段と、
前記第２シフトベクトルが演算された各位置において、前記第１時期画像群と前記第２時期画像群との相互相関値の負値を外部エネルギーとし、前記各位置において隣接する前記第２シフトベクトル間の滑らかさの度合いを内部エネルギーとし、前記各位置におけるエネルギーの総量が最小となるように、前記第２シフトベクトルを更新するシフトベクトル更新手段と、
前記第１シフトベクトル及び前記第２シフトベクトルから前記第２時期画像群をワーピング処理するワーピング手段として機能させ、
前記第２シフトベクトル演算手段が、前記テンプレート空間領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれの方向の移動量及び回転角度を遺伝子とし、対応する前記第１時期画像群と第２時期画像群とのそれぞれのＣＴ値における相互相関値を適合度とする遺伝アルゴリズムを用いて第２シフトベクトルを演算することを特徴とする医用画像処理プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006114631thum.jpg
出願権利状態 登録

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発明の名称 METHOD, APPARATUS, AND PROGRAM OF MEDICAL IMAGE PROCESSING
発明の概要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus for enabling the comparison of image groups of the same subject which are acquired at different times and are displayed three-dimensionally.
SOLUTION: The image processing apparatus does not compare images but obtains shift vectors for local matching to which a three-dimensional structure of an image of a region of interest of the subject is added for the image groups which are displayed three-dimensionally and are captured at different times. If changes in postures of the subject and changes in shapes of the subject occur three-dimensionally, a user appropriately compares the image groups of a first period and the image groups of a second period.
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  • 国立大学法人九州工業大学 イノベーション推進機構　グローバル産学連携センター　知的財産部門
  • URL: http://www.ccr.kyutech.ac.jp/
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  • Address: 〒804-8550 福岡県北九州市戸畑区仙水町1-1
  • TEL: 093-884-3499
  • FAX: 093-884-3531

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明細書 特許第4887491号
公開公報 特開2007-282906(PDF,1548KB) PDF
特許公報 特許第4887491号(PDF,1304KB) PDF

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