專利名稱：醫(yī)用圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
醫(yī)用圖像診斷裝置具備攝影醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像攝影裝置、對(duì)該醫(yī)用圖像進(jìn)行處 理的醫(yī)用圖像處理裝置等。作為醫(yī)用圖像攝影裝置，例如可以列舉X射線斷層攝影裝置(X 射線CT裝置)等。該X射線斷層攝影裝置是以下這樣的裝置向被檢體照射X射線，檢測(cè) 通過(guò)了該被檢體的X射線，將被檢體的內(nèi)部(關(guān)注部位)顯示為CT圖像。
在使用了上述醫(yī)用圖像診斷裝置的心臟的冠狀動(dòng)脈診斷中，醫(yī)生手動(dòng)地將冠狀動(dòng) 脈分類為石灰化、內(nèi)腔(造影劑)、外壁和硬化斑塊(pluque)的四種。為了使該分類自動(dòng) 化，開發(fā)了聚類算法(clustering algorithm)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在現(xiàn)有的算法中， 進(jìn)行以下這樣的二維處理使用二維的血管切片(slice)圖像，自動(dòng)地計(jì)算出閾值，進(jìn)行分 類。 專利文獻(xiàn)1 :特開2003-79606號(hào)公報(bào) 但是，在上述二維處理中，由于在相鄰的切片圖像中，硬化斑塊區(qū)域或石灰化區(qū)域 等分類區(qū)域突然出現(xiàn)或消失，所以失去了切片方向(血管的延伸方向)上的分類區(qū)域的連 續(xù)性。進(jìn)而，由于石灰化的模糊(blur)全體被檢測(cè)為內(nèi)腔，所以因石灰化的模糊還產(chǎn)生了 內(nèi)腔的誤檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題而提出的，提供一種能夠確保切片方向上的分類區(qū)域的 連續(xù)性，進(jìn)而能夠防止內(nèi)腔的誤檢測(cè)的醫(yī)用圖像處理裝置。 本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于在醫(yī)用圖像處理裝置中，具備從醫(yī)用圖像的三維 體數(shù)據(jù)(volume data)，抽出管狀構(gòu)造物的走行線的抽出部件；生成管狀構(gòu)造物的斷面圖 像，即沿著走行線的走行斷面圖像的走行斷面圖像生成部件；生成多個(gè)管狀構(gòu)造物的斷面 圖像，即與走行線交叉的短軸斷面圖像的短軸斷面圖像生成部件；從多個(gè)短軸斷面圖像的 各個(gè)中，檢測(cè)出與管狀構(gòu)造物有關(guān)的特定的構(gòu)造的構(gòu)造檢測(cè)部件；根據(jù)走行斷面圖像，對(duì)從 多個(gè)短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的特定的構(gòu)造進(jìn)行修正的修正部件。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的醫(yī)用圖像診斷裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖。 圖2是表示圖l所示的醫(yī)用圖像診斷裝置所具備的醫(yī)用圖像處理裝置的概要結(jié)構(gòu)
的框圖。 圖3是表示圖2所示的醫(yī)用圖像處理裝置所進(jìn)行的圖像處理的流程的流程圖。 圖4是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的圖像切割處理中的心臟體數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。 圖5是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的圖像切割處理的切割數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。
圖6是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的石灰化處理中的心臟體數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。 圖7是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的石灰化抽出處理的石灰化抽出結(jié)果的說(shuō)明 圖。 圖8是表示圖3所示的圖像處理的內(nèi)腔抽出處理的流程的流程圖。 圖9是表示圖8所示的內(nèi)腔抽出處理的芯點(diǎn)修正處理的流程的流程圖。 圖10是用于說(shuō)明圖9所示的芯點(diǎn)修正處理中的芯點(diǎn)的修正的說(shuō)明圖。 圖11是用于說(shuō)明圖9所示的芯點(diǎn)修正處理中的芯點(diǎn)的修正的說(shuō)明圖。 圖12是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的輪廓點(diǎn)的抽出的說(shuō)明圖。 圖13是用于說(shuō)明從圖12所示的第一曲線(profile)斷面圖得到的第一曲線
(profile)的說(shuō)明圖。 圖14是用于說(shuō)明從圖12所示的第二曲線斷面圖得到的第二曲線的說(shuō)明圖。 圖15是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的輪廓點(diǎn)的抽出的說(shuō)明圖。 圖16是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的石灰化前后的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖17是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的石灰化前后的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖18是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的石灰化前后的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖19是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的分支或異常的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖20是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的分支或異常的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖21是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的分支或異常的輪廓點(diǎn)的修正的說(shuō) 明圖。 圖22是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理中的輪廓點(diǎn)的圓近似和三維補(bǔ)插的說(shuō) 明圖。 圖23是用于說(shuō)明圖8所示的內(nèi)腔抽出處理的內(nèi)腔抽出結(jié)果的說(shuō)明圖。 圖24是表示圖3所示的圖像處理的外壁抽出處理的流程的流程圖。 圖25是用于說(shuō)明圖24所示的外壁抽出處理中的輪廓點(diǎn)的抽出的說(shuō)明圖。 圖26是用于說(shuō)明圖24所示的外壁抽出處理中的偏離點(diǎn)的修正的說(shuō)明圖。 圖27是用于說(shuō)明圖24所示的外壁抽出處理中的心肌修正的說(shuō)明圖。 圖28是用于說(shuō)明圖24所示的外壁抽出處理中的心肌修正的說(shuō)明圖。 圖29是用于說(shuō)明圖24所示的外壁抽出處理的外壁抽出結(jié)果的說(shuō)明圖。 圖30是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的硬化斑塊抽出處理中的差分圖像的說(shuō)明圖。 圖31是用于說(shuō)明圖3所示的圖像處理的硬化斑塊抽出處理的硬化斑塊抽出結(jié)果 的說(shuō)明圖。 圖32是表示心臟的冠狀動(dòng)脈的模式圖。 圖33是用于說(shuō)明分類抽出了圖32所示的冠狀動(dòng)脈的一部分后的抽出結(jié)果的說(shuō)明
具體實(shí)施例方式
參考

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。 如圖l所示，本發(fā)明的實(shí)施例的醫(yī)用圖像診斷裝置l具備攝影與被檢體的關(guān)注部 位(例如心臟)有關(guān)的醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像攝影裝置2 ;保存該攝影了的醫(yī)用圖像的醫(yī)用 圖像保存裝置3;對(duì)醫(yī)用圖像進(jìn)行圖像處理的醫(yī)用圖像處理裝置4。通過(guò)LAN(局域網(wǎng))等 網(wǎng)絡(luò)(network) 5將這些各部件連接起來(lái)。 醫(yī)用圖像攝影裝置2是攝影表示被檢體的關(guān)注部位(關(guān)心部位)的醫(yī)用圖像的 攝影裝置。作為該醫(yī)用圖像攝影裝置2，例如使用X射線斷層攝影裝置(X射線CT裝置) 等。在使用了X射線斷層攝影裝置的情況下，醫(yī)用圖像為CT圖像。另外，例如通過(guò)針對(duì) 被檢體的來(lái)自多個(gè)方向的X射線投影像而對(duì)重構(gòu)函數(shù)進(jìn)行巻積(convolution)，進(jìn)行背投 (backpro jection)，而得到CT圖像(X射線CT圖像)。 醫(yī)用圖像保存裝置3是存儲(chǔ)由醫(yī)用圖像攝影裝置2得到的醫(yī)用圖像(例如與被檢 體的各部位有關(guān)的CT圖像，即體數(shù)據(jù)等)的數(shù)據(jù)庫(kù)(database)。在此，作為被檢體的各部 位，例如可以列舉心臟、肺和胃等。另外，醫(yī)用圖像(體數(shù)據(jù))從醫(yī)用圖像攝影裝置2經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)5被發(fā)送到醫(yī)用圖像保存裝置3。 如圖2所示，醫(yī)用圖像處理裝置4具備對(duì)各部件集中進(jìn)行控制的CPU (Central Processing Unit)等的控制部件11 ;匪(ReadOnly Memory) 、RAM (Random Access Memory) 等存儲(chǔ)器(Memory) 12 ;顯示醫(yī)用圖像等各種圖像的顯示部件13 ;受理來(lái)自操作者的輸入 操作的操作部件14 ;存儲(chǔ)各種程序(program)、各種數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)部件15 ;進(jìn)行與外部裝 置的通信的通信部件16 ;對(duì)醫(yī)用圖像等各種圖像進(jìn)行處理的圖像處理部件17。通過(guò)總線 (busline) 18電氣地將這些各部件連接起來(lái)。 控制部件11根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件15中的各種程序、各種數(shù)據(jù)等，對(duì)各部件進(jìn)行控
制。特別地，控制部件11根據(jù)各種程序、數(shù)據(jù)，執(zhí)行進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算或加工等的一連串?dāng)?shù)據(jù)處
理、對(duì)醫(yī)用圖像進(jìn)行處理的圖像處理以及顯示醫(yī)用圖像的顯示處理等。 存儲(chǔ)器12是存儲(chǔ)控制部件11所執(zhí)行的啟動(dòng)程序等的存儲(chǔ)器，是也作為控制部件
11的工作區(qū)(work area)發(fā)揮功能的存儲(chǔ)器。另外，在醫(yī)用圖像處理裝置4的啟動(dòng)時(shí)，由控
制部件11讀出并執(zhí)行啟動(dòng)程序。 顯示部件13是彩色(color)地顯示二維圖像、三維圖像等各種圖像的顯示裝置。 作為該顯示部件13，例如使用液晶顯示器(display) 、 CRT (Cathode Ray Tube)顯示器等。
操作部件14是由操作者進(jìn)行輸入操作的輸入部件，是受理圖像顯示的開始、圖 像的切換、設(shè)定的變更等各種輸入操作的輸入部件。作為該操作部件14，例如使用鼠標(biāo) (mouse)、鍵盤(keyboard)等輸入設(shè)備。 存儲(chǔ)部件15是存儲(chǔ)各種程序、數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)裝置，特別地，是存儲(chǔ)為了進(jìn)行圖像 處理而從醫(yī)用圖像保存裝置3經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)5發(fā)送來(lái)的各部位的三維體數(shù)據(jù)D1的存儲(chǔ)裝置。作 為該存儲(chǔ)部件15，例如使用磁盤裝置、半導(dǎo)體盤裝置(閃存(flash memory))等。
通信部件16是經(jīng)由LAN、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)5進(jìn)行與外部裝置的通信的裝置。作為該 通信部件16，使用LAN卡(card)、調(diào)制解調(diào)器(modem)等。作為外部裝置，可以列舉醫(yī)用圖
5像攝影裝置2和醫(yī)用圖像保存裝置3等。 圖像處理部件17是對(duì)三維體數(shù)據(jù)D1進(jìn)行圖像處理的裝置。該圖像處理部件17 例如對(duì)作為三維體數(shù)據(jù)D1的心臟體數(shù)據(jù)進(jìn)行冠狀動(dòng)脈分類。S卩，自動(dòng)地將心臟的冠狀動(dòng)脈 分類為石灰化、內(nèi)腔(造影劑)、外壁和硬化斑塊的四個(gè)區(qū)域。另外，由軟件(software)或 硬件(hardware)(電路)、或者它們雙方來(lái)構(gòu)成圖像處理部件17。該圖像處理部件17作為 抽出部件、走行斷面圖像生成部件、短軸斷面圖像生成部件、構(gòu)造檢測(cè)部件和修正部件而發(fā) 揮功能。 接著，說(shuō)明上述圖像處理部件17所進(jìn)行的圖像處理。另外，在此，說(shuō)明以下這樣的 情況關(guān)注部位是心臟，將心臟體數(shù)據(jù)作為三維體數(shù)據(jù)Dl而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件15中。另外， 根據(jù)需要，暫時(shí)或者長(zhǎng)期地將用于處理的各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件15中。
作為基本處理，如圖3所示，圖像處理部件17對(duì)心臟體數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像切割處理 (步驟(st印)Sl)、石灰化抽出處理(步驟S2)、內(nèi)腔(造影劑)抽出處理(步驟S3)、外壁 抽出處理(步驟S4)和硬化斑塊抽出處理(步驟S5)，取得抽出結(jié)果。 在該處理中，生成與管狀構(gòu)造物(例如血管)有關(guān)的多個(gè)走行斷面圖像和多個(gè)短 軸斷面圖像。走行斷面圖像是血管的斷面圖像，是沿著作為表示血管走行的走行線的中心 線(芯線)的斷面圖像(長(zhǎng)軸斷面圖像)，短軸斷面圖像是血管的斷面圖像，是與中心線(芯 線)相交的斷面圖像。例如，以與走行線平行的線作為軸，生成相互放射狀地相交的多個(gè)走 行斷面圖像。從這些走行斷面圖像和短軸斷面圖像中檢測(cè)出特定的構(gòu)造。作為該特定的構(gòu) 造，可以列舉血管的內(nèi)腔、血管的外壁、血管的石灰化區(qū)域和血管的硬化斑塊區(qū)域等。根據(jù) 需要，使用這樣的走行斷面圖像和短軸斷面圖像。 在圖3的步驟S1中，如圖4所示，從心臟體數(shù)據(jù)D1中切割出作為關(guān)注區(qū)域的處理 區(qū)域R1，對(duì)切割出的處理區(qū)域R1進(jìn)行三維處理。由此，如圖5所示，得到切割數(shù)據(jù)(3D體數(shù) 據(jù))D2。另外，作為處理區(qū)域R1，例如切割出作為血管的冠狀動(dòng)脈的一部分。血管是管狀構(gòu) 造物的一個(gè)例子。 在圖3的步驟S2中，如圖6所示，從心臟體數(shù)據(jù)Dl取得大動(dòng)脈起始部分R2的CT 值，抽出超過(guò)該大動(dòng)脈起始部分R2的CT值的1. 2倍的CT值的區(qū)域作為石灰化(石灰化硬 化斑塊)，如圖7所示，得到石灰化抽出結(jié)果Kl。另外，在此，利用石灰化的CT值比造影劑 的CT值高的情況，特別地使用局部體效果(partial volumeeffect)小的大動(dòng)脈起始部分 R2的CT值。 在圖3的步驟S3中，如圖8所示，首先，在內(nèi)腔中沒(méi)有芯點(diǎn)P1的情況下進(jìn) 行修正(步驟Sll)，接著，根據(jù)切割體數(shù)據(jù)D2作成多個(gè)斷面的CPR(Curved Planer Reconstruction)像(步驟S12)，在從芯點(diǎn)Pl向內(nèi)壁的方向上進(jìn)行掃描(scan)，抽出內(nèi)壁 的輪廓點(diǎn)P2(步驟S13)。進(jìn)而，對(duì)石灰化前后的輪廓點(diǎn)P2進(jìn)行修正(步驟S14)，在有分支 或異常點(diǎn)的情況下，進(jìn)行修正(步驟S15)，進(jìn)行內(nèi)腔的輪廓點(diǎn)P2的圓近似和三維補(bǔ)插(3D 補(bǔ)插)(步驟S16)。另外，CPR像是具有多個(gè)切片圖像的曲面任意多斷面重構(gòu)圖像。作為切 片圖像，可以列舉走行斷面圖像、短軸斷面圖像等。根據(jù)需要使用該切片圖像。
在圖8的步驟Sll中，如圖9所示，首先，從切割體數(shù)據(jù)D2圍繞芯線取得ROI (三 維的關(guān)注區(qū)域)(步驟S21)，抽出并除去該ROI內(nèi)的石灰化(步驟S22)，根據(jù)除去了石灰 化區(qū)域的ROI內(nèi)的直方圖(histogram)，計(jì)算出閾值，通過(guò)二值化對(duì)內(nèi)腔進(jìn)行粗抽出(步驟S23)，在SA平面(切片平面)上通過(guò)二值化取得內(nèi)腔的重心，在該重心和舊芯點(diǎn)中取得CT 值高的作為芯點(diǎn)PI (步驟S24)。這樣，芯點(diǎn)Pl被修正。 在此，如圖10所示，在芯點(diǎn)P1從內(nèi)腔的區(qū)域內(nèi)偏離了的情況下(參考圖10中的 白圈內(nèi))，通過(guò)上述的處理，進(jìn)行修正使得芯點(diǎn)P1進(jìn)入內(nèi)腔的區(qū)域內(nèi)，如圖ll所示，使得芯 點(diǎn)P1存在于內(nèi)腔的區(qū)域內(nèi)(參考圖ll中的白圈內(nèi))。另外，通過(guò)各芯點(diǎn)P1的線是芯線。
在圖8的步驟S12和步驟S13中，例如如圖12所示，在芯線方向上順序地取得與 芯線方向(血流方向參考圖12中的箭頭)垂直的曲線斷面，在各曲線斷面中，在朝向內(nèi) 壁的方向上進(jìn)行掃描。由此，以芯點(diǎn)P1為中心，例如得到圖13和圖14所示那樣的曲線 (profile)。另外，圖13的曲線是從圖12所示的曲線斷面AB得到的，圖14的曲線是從圖 12所示的曲線斷面CD得到的。從得到的各曲線抽出多個(gè)圖15所示那樣的內(nèi)腔的輪廓點(diǎn) P2。 在此，按照曲線的正方向和負(fù)方向，分別設(shè)定輪廓點(diǎn)P2抽出用的閾值。在圖13的 曲線中，在正方向和負(fù)方向上，分別抽出最大CT值和最小CT值的50X的位置作為內(nèi)腔的輪 廓點(diǎn)P2。另外，在圖14的曲線中，在負(fù)方向上，抽出最大CT值和最小CT值的50X的位置 作為內(nèi)腔的輪廓點(diǎn)P2，在正方向上，由于產(chǎn)生石灰化，所以抽出石灰化的位置作為內(nèi)腔的輪 廓點(diǎn)P2。 在圖8的步驟S14中，例如如圖16所示，選擇石灰化前后的2個(gè)輪廓點(diǎn)A1、A2(圖 16中的黑圈內(nèi)的輪廓點(diǎn)P2)，然后，選擇輪廓點(diǎn)Al的前后的2個(gè)輪廓點(diǎn)Bl、 Cl，同樣，選擇 輪廓點(diǎn)A2的前后的2個(gè)輪廓點(diǎn)B2、 C2。接著，如圖17所示，求出將輪廓點(diǎn)Bl和輪廓點(diǎn)Cl 連接起來(lái)的直線(參考圖17中的黑虛線)與將輪廓點(diǎn)A1和芯點(diǎn)P1(與輪廓點(diǎn)A1相同的 曲線斷面中的芯點(diǎn))連接起來(lái)的直線的交點(diǎn)，將輪廓點(diǎn)A1的位置置換為該交點(diǎn)。同樣，求 出將輪廓點(diǎn)B2和輪廓點(diǎn)C2連接起來(lái)的直線(參考圖17中的黑虛線)與將輪廓點(diǎn)A2和芯 點(diǎn)Pl (與輪廓點(diǎn)A2相同的曲線斷面中的芯點(diǎn))連接起來(lái)的直線的交點(diǎn)，將輪廓點(diǎn)A2的位 置置換為該交點(diǎn)。這樣，如圖18所示，修正石灰化前后的輪廓點(diǎn)A1、A2。另外，也同樣地修 正其他的石灰化前后的輪廓點(diǎn)P2。 在圖8的步驟S15中，作為分支判定，例如如圖19所示，測(cè)定關(guān)注的輪廓點(diǎn)P2 (圖 19中的黑圈內(nèi)的輪廓點(diǎn)P2)與將其前后的2個(gè)輪廓點(diǎn)P2連接起來(lái)的直線(參考圖19中的 黑虛線)的距離，在該距離為一定距離以上的情況下，將關(guān)注的輪廓點(diǎn)P2判定為分支前端 點(diǎn)。同樣，將在成為不連續(xù)的原因的異常位置取得的輪廓點(diǎn)P2判定為異常點(diǎn)。
進(jìn)而，在圖8的步驟S15中，作為分支修正，例如如圖20所示，針對(duì)通過(guò)了作為分 支前端點(diǎn)的輪廓點(diǎn)P2的下一個(gè)輪廓點(diǎn)P2(在血流方向上的下一個(gè)位置參考圖20中的X 號(hào)(X-mark))、和作為分支前端點(diǎn)的輪廓點(diǎn)P2的向前第2個(gè)輪廓點(diǎn)P2(在血流方向上的前 面第2個(gè)位置參考圖20中的X號(hào)(X-mark))的直線(參考圖20中的白虛線)，將位于 一定距離以內(nèi)的輪廓點(diǎn)P2(圖20中的黑圈內(nèi)的輪廓點(diǎn)P2)判定為分支開始點(diǎn)。用將該分 支開始點(diǎn)和上述分支前端點(diǎn)的下一個(gè)輪廓點(diǎn)P2連接起來(lái)的直線切開分支，如圖21所示，將 各輪廓點(diǎn)P2的位置置換到該直線上(參考圖21中的黑圈內(nèi))。 最后，在圖8的步驟S16中，例如如圖22所示，在每個(gè)切片平面內(nèi)對(duì)從多個(gè)曲線斷 面取得的各輪廓點(diǎn)P2進(jìn)行圓近似等曲線近似，進(jìn)而，在三維體數(shù)據(jù)Dl上在切片方向上順序 地補(bǔ)插近似圓。由此，如圖23所示，得到內(nèi)腔抽出結(jié)果K2。
返回圖3，在步驟S4中，如圖24所示，首先，針對(duì)切割體數(shù)據(jù)D2，在SA平面(切片 平面)上放射狀地進(jìn)行掃描，抽出外壁的輪廓點(diǎn)P3(步驟S31)，接著，進(jìn)行偏離點(diǎn)修正(步 驟S32)，進(jìn)行心肌修正(步驟S33)，進(jìn)行圓近似和補(bǔ)插(步驟S34)。 在圖24的步驟S31中，如圖25所示，例如在32方向上放射狀地進(jìn)行掃描，通過(guò)閾
值處理抽出外壁的輪廓點(diǎn)P3。根據(jù)掃描路徑的最大CT值來(lái)調(diào)制外壁的輪廓點(diǎn)抽出的閾值，
也考慮到周圍的CT值的影響。例如將閾值Th設(shè)定為Th = th+0. lXCTmax。 在圖24的步驟S32中，如圖26所示，修正所抽出的外壁的輪廓點(diǎn)P3中的偏離
點(diǎn)。例如，由于靜脈和心肌接近，所以將在錯(cuò)誤的位置抽出的輪廓點(diǎn)P3識(shí)別為偏離點(diǎn)而除
去。作為其除去方法，例如計(jì)算出相對(duì)于芯點(diǎn)P1的距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差，將從那里偏離的輪廓
點(diǎn)(只有外側(cè))P3作為偏離點(diǎn)而除去。 在圖24的步驟S33中，如圖27和圖28所示，在不能進(jìn)行外壁和心肌的輪廓判別 的情況下，即，將在相鄰的切片平面之間外壁徑有急劇的變化的處所，或者內(nèi)壁(芯點(diǎn)Pl) 不在外壁內(nèi)的處所，判定為失敗。在判定為失敗的處所中，將血管中心設(shè)置為內(nèi)腔中心，取 得與空氣層的最小徑和前切片的徑的平均值而求出外壁徑，來(lái)補(bǔ)充外壁的輪廓點(diǎn)P3。S卩，求 出血管中心和外壁的最小徑，取得與前切片徑的平均值。另外，在圖27的左圖的狀態(tài)下不 進(jìn)行心肌修正的情況下，與前切片相比，外壁徑急劇變大，失去了連續(xù)性。同樣，在圖28的 左圖的狀態(tài)下不進(jìn)行心肌修正的情況下，內(nèi)腔偏離到外壁外，失去了連續(xù)性。
最后，在圖24的步驟S34中，例如在每個(gè)切片平面中對(duì)從多個(gè)切片平面取得的外 壁的各輪廓點(diǎn)P3進(jìn)行圓近似，進(jìn)而，在三維體數(shù)據(jù)Dl上，在切片方向上順序地補(bǔ)插近似圓。 由此，如圖29所示，得到外壁抽出結(jié)果K3。 返回圖3，在步驟S5中，抽出CT值比周圍低的區(qū)域作為硬化斑塊。S卩，對(duì)血管壁內(nèi) 進(jìn)行分類(clustering)，探索比周圍暗的區(qū)域。詳細(xì)地說(shuō)，在步驟S5中，通過(guò)三維平滑化過(guò) 濾，對(duì)血管壁內(nèi)區(qū)域進(jìn)行平滑化，從平滑化后的平滑化圖像減去原來(lái)的血管壁內(nèi)區(qū)域，得到 圖30所示那樣的圖像。然后，根據(jù)差分的結(jié)果，抽出一定值以上的區(qū)域作為硬化斑塊，如圖 31所示，得到硬化斑塊抽出結(jié)果K4。 這樣，得到石灰化抽出結(jié)果Kl、內(nèi)腔抽出結(jié)果K2、外壁抽出結(jié)果K3和硬化斑塊抽 出結(jié)果K4，將這些結(jié)果順序地保存到存儲(chǔ)部件15中。另外，將與該抽出結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖像顯 示在顯示部件13上，醫(yī)生等診斷者對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別而進(jìn)行診斷。 在該圖像處理中，使用CPR像的多個(gè)切片圖像(斷面圖像)取得多個(gè)內(nèi)腔的輪廓 點(diǎn)P2，然后，進(jìn)行圓近似和三維補(bǔ)插(3D補(bǔ)插)，取得內(nèi)腔輪廓。這時(shí)，考慮作為切片方向的 長(zhǎng)度方向(血管的延伸方向)的連續(xù)性，在內(nèi)腔輪廓不連續(xù)，即不平滑的情況下，進(jìn)行修正。 由此，能夠確保切片方向上的內(nèi)腔的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠防止因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的 誤檢測(cè)。 在此，例如如果如圖32所示，切割出冠狀動(dòng)脈中的圖32中的38 46的區(qū)域作為 圖4所示的處理區(qū)域Rl，來(lái)進(jìn)行上述的處理，則取得石灰化抽出結(jié)果Kl、內(nèi)腔抽出結(jié)果K2、 外壁抽出結(jié)果K3和硬化斑塊抽出結(jié)果K4作為抽出結(jié)果(參考圖7、圖23、圖29和圖31)。
如圖33所示，作為三維處理結(jié)果(3D處理結(jié)果)而得到Z軸方向的切片圖像38 46，并顯示在顯示部件13上。另外，在圖33中，作為比較例子，還記載了輸入數(shù)據(jù)、手動(dòng)分 類和二維處理結(jié)果(2D處理結(jié)果)中的各切片圖像38 46。輸入數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，手動(dòng)分類結(jié)果是醫(yī)生等診斷者一邊識(shí)別輸入數(shù)據(jù)一邊對(duì)操作部件14進(jìn)行輸入操作而進(jìn)行分類的 結(jié)果，二維處理結(jié)果是進(jìn)行了使用二維體數(shù)據(jù)的二維處理的結(jié)果。 在二維處理結(jié)果中，如果參考圖33中的黑箭頭和白箭頭，則在相鄰的切片圖像 中，硬化斑塊(參考圖33中的黑色區(qū)域)、石灰化(參考圖33中的白色區(qū)域)突然出現(xiàn)或 消失。特別地，該現(xiàn)象對(duì)于硬化斑塊是顯著的。因此，可知在硬化斑塊區(qū)域和石灰化區(qū)域中 是沒(méi)有連續(xù)性的。由于在二維處理中對(duì)每張切片圖像進(jìn)行處理，所以產(chǎn)生該不連續(xù)。另外， 在二維處理結(jié)果中，如果參考圖33中的白色箭頭，則由于因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的誤 檢測(cè)，而在內(nèi)腔(參考圖33中的斜線陰影)內(nèi)存在石灰化(參考圖33中的白色區(qū)域)。艮卩， 在二維處理中，石灰化的模糊部分被檢測(cè)為內(nèi)腔。 另一方面，在三維處理結(jié)果中，如果參考圖33中的黑色箭頭和白色箭頭，則在相 鄰的切片圖像之間，硬化斑塊、石灰化為連續(xù)的。進(jìn)而，如果參考圖33中的白色箭頭，則消 除了因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的誤檢測(cè)，在內(nèi)腔外存在石灰化。因此，不會(huì)如上述的二維 處理結(jié)果那樣出現(xiàn)在相鄰的切片圖像中硬化斑塊區(qū)域和石灰化區(qū)域等分類區(qū)域突然出現(xiàn) 或消失的情況，能夠確保切片方向上的分類區(qū)域(硬化斑塊區(qū)域和石灰化區(qū)域等)的連續(xù) 性，進(jìn)而，能夠防止因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的誤檢測(cè)。 另外，在手動(dòng)分類處理中，由于醫(yī)生等診斷者通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行分類，所以分類的操作 時(shí)間變長(zhǎng)，另外，對(duì)于細(xì)微部分的分類是困難的。特別，由于分類作業(yè)受到經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平 的影響，在經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平不足的情況下，作業(yè)時(shí)間變得非常長(zhǎng)，進(jìn)而，對(duì)于細(xì)微部分的分 類是非常困難的。 另一方面，在三維處理結(jié)果中，由于自動(dòng)地顯示出確保連續(xù)性而進(jìn)行了正確分類 的圖像，所以能夠提高作業(yè)效率，進(jìn)而，能夠進(jìn)行正確的診斷。特別地，由于不依存于診斷者 的經(jīng)驗(yàn)和熟練度等，就能夠確實(shí)地掌握患者的心臟的血管狀況，所以能夠進(jìn)行正確的診斷。
如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)三維體數(shù)據(jù)Dl求出具有多個(gè)切片 圖像的CPR圖像，使用求出的CPR圖像的各切片圖像，求出內(nèi)腔的多個(gè)輪廓點(diǎn)P2，對(duì)所求出 的各輪廓點(diǎn)P2進(jìn)行得到切片方向的連續(xù)性的修正，對(duì)求出的各輪廓點(diǎn)P2和修正后的輪廓 點(diǎn)P2進(jìn)行圓近似和補(bǔ)插，抽出內(nèi)腔的輪廓，由此，消除了硬化斑塊區(qū)域和石灰化區(qū)域等分 類區(qū)域在相鄰的切片圖像中突然出現(xiàn)或消失的情況，能夠確保切片方向上的分類區(qū)域的連 續(xù)性，進(jìn)而，能夠防止因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的誤檢測(cè)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性的確保 和誤檢測(cè)的防止，提高將血管分類為各區(qū)域的分類精度。 另外，通過(guò)針對(duì)求出的各輪廓點(diǎn)P2，進(jìn)行修正使抽出的石灰化的周圍的輪廓點(diǎn)P2 移動(dòng)到血管的內(nèi)側(cè)而使得內(nèi)腔的輪廓平滑，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，確實(shí)地確保切片方 向上的分類區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精度良好地得到內(nèi)腔的輪廓。 進(jìn)而，通過(guò)針對(duì)求出的各輪廓點(diǎn)P2，進(jìn)行修正使血管的分支周圍的輪廓點(diǎn)P2移動(dòng) 到血管的內(nèi)側(cè)而使得內(nèi)腔的輪廓平滑，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，確實(shí)地確保切片方向上 的分類區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精度良好地得到內(nèi)腔的輪廓。 另外，通過(guò)使用三維體數(shù)據(jù)D1中的多個(gè)切片圖像，求出外壁的多個(gè)輪廓點(diǎn)P3，針 對(duì)求出的各輪廓點(diǎn)P3，進(jìn)行得到切片方向的連續(xù)性的修正，針對(duì)求出的各輪廓點(diǎn)P3和修正 后的輪廓點(diǎn)P3進(jìn)行圓近似和補(bǔ)插，抽出外壁的輪廓，由此能夠自動(dòng)并正確地抽出外壁的輪 廓，進(jìn)而，能夠在保持連續(xù)性的同時(shí)抽出外壁的輪廓。
9
另外，通過(guò)針對(duì)求出的外壁的各輪廓點(diǎn)P3，進(jìn)行除去從血管的芯點(diǎn)PI離開規(guī)定距 離的輪廓點(diǎn)P3的修正，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，確實(shí)地確保切片方向上的外壁區(qū)域的 連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精度良好地得到外壁的輪廓。 進(jìn)而，通過(guò)監(jiān)視血管的徑，使用相鄰的切片圖像進(jìn)行追加外壁的輪廓點(diǎn)P3的修 正，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，確實(shí)地確保切片方向上的外壁區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精 度良好地得到外壁的輪廓。 在此，如果著眼于切片圖像的斷面方向而詳細(xì)說(shuō)明，則從醫(yī)用圖像的三維體數(shù)據(jù) Dl抽出血管的走行線(例如芯線)，生成血管的斷面圖像，即沿著走行線的走行斷面圖像， 生成多個(gè)血管的斷面圖像，即與走行線相交的短軸斷面圖像，根據(jù)多個(gè)短軸斷面圖像的各 個(gè)，檢測(cè)出與血管相關(guān)的特定的構(gòu)造，最后，根據(jù)走行斷面圖像，對(duì)從多個(gè)短軸斷面圖像的 各個(gè)檢測(cè)到的特定的構(gòu)造進(jìn)行修正，由此，進(jìn)行使用了三維體數(shù)據(jù)D1的三維處理，因此，消 除了硬化斑塊區(qū)域和石灰化區(qū)域等分類區(qū)域在相鄰的切片圖像中突然出現(xiàn)或消失的情況， 能夠確保切片方向上的分類區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠防止因石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的 誤檢測(cè)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性的確保和誤檢測(cè)的防止，提高將血管分類為各區(qū)域的分類精 度。 特別地，以與走行線平行的線為軸生成相互放射狀地相交的多個(gè)走行斷面圖像， 從這些走行斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)與血管相關(guān)的特定的構(gòu)造，對(duì)從多個(gè)走行斷面圖像的各個(gè) 檢測(cè)到的特定的構(gòu)造和從多個(gè)短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的特定的構(gòu)造進(jìn)行修正而使得 它們的位置關(guān)系匹配，由此，能夠確實(shí)地實(shí)現(xiàn)切片方向上的分類區(qū)域的連續(xù)性的確保和因 石灰化的模糊造成的內(nèi)腔的誤檢測(cè)的防止。 另外，通過(guò)檢測(cè)血管的內(nèi)腔和血管的石灰化區(qū)域，進(jìn)行修正使血管的內(nèi)腔移動(dòng)到
血管的內(nèi)側(cè)而使得減少重構(gòu)函數(shù)對(duì)血管的石灰化區(qū)域的影響，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，
確實(shí)地確保切片方向上的分類區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精度良好地得到內(nèi)腔的輪廓。 另外，與從多個(gè)走行斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)出的血管的內(nèi)腔的位置關(guān)系對(duì)應(yīng)地判定
血管的分支，根據(jù)該判定進(jìn)行使血管的內(nèi)腔移動(dòng)到血管的內(nèi)側(cè)的修正使得血管的內(nèi)腔平
滑，由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，確實(shí)地確保切片方向上的分類區(qū)域的連續(xù)性，進(jìn)而，能夠精
度良好地得到內(nèi)腔的輪廓。 另外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變 形。例如，也可以從上述實(shí)施例所示的全部構(gòu)成要素中刪除幾個(gè)構(gòu)成要素。進(jìn)而，也可以適 當(dāng)?shù)亟M合不同的實(shí)施例的構(gòu)成要素。另外，在上述實(shí)施例中，列舉了各種數(shù)值，但這些數(shù)值 是示例，并不限定。 在上述實(shí)施例中，使用X射線斷層攝影裝置(X射線CT裝置)等構(gòu)成醫(yī)用圖像攝 影裝置2，但并不限于此，例如也可以使用其他攝影裝置，進(jìn)而，也可以將醫(yī)用圖像處理裝置 4組合到X射線斷層攝影裝置等的醫(yī)用圖像攝影裝置2中，構(gòu)成醫(yī)用圖像診斷裝置1。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但只不過(guò)是示例了具體例子，并不特別限定本發(fā) 明，可以適當(dāng)?shù)刈兏鞑考木唧w結(jié)構(gòu)等。另外，實(shí)施例所記載的作用和效果只不過(guò)列舉了 從本發(fā)明產(chǎn)生的最適合的作用和效果，本發(fā)明的作用和效果并不限定于本發(fā)明的實(shí)施例的 記載。例如，可以在對(duì)醫(yī)用圖像進(jìn)行處理的醫(yī)用圖像處理裝置等中使用本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于包括抽出部件，從醫(yī)用圖像的三維體數(shù)據(jù)，抽出管狀構(gòu)造物的走行線；走行斷面圖像生成部件，生成上述管狀構(gòu)造物的斷面圖像，即沿著上述走行線的走行斷面圖像；短軸斷面圖像生成部件，生成多個(gè)上述管狀構(gòu)造物的斷面圖像，即與上述走行線相交的短軸斷面圖像；構(gòu)造檢測(cè)部件，從多個(gè)上述短軸斷面圖像的各個(gè)中，檢測(cè)出與上述管狀構(gòu)造物有關(guān)的特定的構(gòu)造；修正部件，根據(jù)上述走行斷面圖像，對(duì)從多個(gè)上述短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的上述特定的構(gòu)造進(jìn)行修正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于上述走行斷面圖像生成部件以與上述走行線平行的線為軸，生成相互放射狀地相交的 多個(gè)上述走行斷面圖像，上述構(gòu)造檢測(cè)部件從多個(gè)上述走行斷面圖像的各個(gè)，檢測(cè)與上述管狀構(gòu)造物相關(guān)的特 定的構(gòu)造，上述修正部件對(duì)從多個(gè)上述走行斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的上述特定的構(gòu)造和從多個(gè) 上述短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的上述特定的構(gòu)造進(jìn)行修正而使得它們的位置關(guān)系匹配。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于 上述管狀構(gòu)造物是血管，上述特定的構(gòu)造至少是上述血管的內(nèi)腔、上述血管的外壁、上述血管的石灰化區(qū)域和 上述血管的硬化斑塊區(qū)域的任意一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于上述醫(yī)用圖像是針對(duì)被檢體的來(lái)自多個(gè)方向的X射線投影像，對(duì)重構(gòu)函數(shù)進(jìn)行巻積而 進(jìn)行背投所得到的X射線CT圖像，上述構(gòu)造檢測(cè)部件檢測(cè)上述血管的內(nèi)腔和上述血管的石灰化區(qū)域，上述修正部件進(jìn)行以下修正使上述血管的內(nèi)腔移動(dòng)到上述血管的內(nèi)側(cè)，使得減少上 述重構(gòu)函數(shù)對(duì)上述血管的石灰化區(qū)域的影響。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于上述修正部件與從多個(gè)上述走行斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的上述血管的內(nèi)腔的位置關(guān) 系對(duì)應(yīng)地判定上述血管的分支，根據(jù)該判定，進(jìn)行修正使上述血管的內(nèi)腔移動(dòng)到上述血管 的內(nèi)側(cè)使得上述血管的內(nèi)腔平滑。
全文摘要
本發(fā)明的醫(yī)用圖像處理裝置(4)具備圖像處理部件(17)，該圖像處理部件(17)從醫(yī)用圖像的三維體數(shù)據(jù)抽出管狀構(gòu)造物的走行線，生成管狀構(gòu)造物的斷面圖像，即沿著走行線的走行斷面圖像，生成管狀構(gòu)造物的斷面圖像，即與走行線相交的短軸斷面圖像，從多個(gè)短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)與管狀構(gòu)造物相關(guān)的特定的構(gòu)造，根據(jù)走行斷面圖像，對(duì)從多個(gè)短軸斷面圖像的各個(gè)檢測(cè)到的特定的構(gòu)造進(jìn)行修正。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101727661SQ20091017636
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者真鍋崇寬, 藤澤恭子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社