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METHOD, APPARATUS, AND PROGRAM OF MEDICAL IMAGE PROCESSING

Patent code P08P005013
File No. 5088
Posted date Dec 5, 2008
Application number P2006-114631
Publication number P2007-282906A
Patent number P4887491
Date of filing Apr 18, 2006
Date of publication of application Nov 1, 2007
Date of registration Dec 22, 2011
Inventor
  • (In Japanese)金 亨燮
  • (In Japanese)板井 善則
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title METHOD, APPARATUS, AND PROGRAM OF MEDICAL IMAGE PROCESSING
Abstract 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.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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時期画像群のそれぞれのCT値の相互相関を求め、当該相互相関値がも高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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006114631thum.jpg
State of application right Registered
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