專(zhuān)利名稱(chēng)：區(qū)域提取方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提取圖像的指定的區(qū)域的區(qū)域提取方法及裝置，特別涉及提取用于限定性地使用所需的圖像處理的區(qū)域的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，不僅是在診斷時(shí)，而且在治療時(shí)也流行使用利用X射線拍攝裝置、X射線CT裝置及MRI裝置等圖像診斷裝置得到的圖像。特別是，最近出于診斷或治療的目的，正在積極地進(jìn)行從顯示圖像中自動(dòng)地提取指定臟器的研究。例如，將在心臟的表層附近通行的冠狀動(dòng)脈等血管的行進(jìn)狀態(tài)三維地顯示在臨床現(xiàn)場(chǎng)是非常有用的。
但是，在進(jìn)行臟器區(qū)域的區(qū)分或指定區(qū)域的提取的情況下，醫(yī)師仍然要基于解剖學(xué)的知識(shí)來(lái)判斷或識(shí)認(rèn)。特別是，在進(jìn)行臟器區(qū)域的指定的情況下，通過(guò)基于該臟器的解剖學(xué)的知識(shí)，使一個(gè)單純的圖形近似該臟器的輪廓，來(lái)進(jìn)行該臟器區(qū)域的指定。例如，如(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中所公布的那樣，在超聲波診斷圖像上，通過(guò)使一個(gè)橢圓近似心臟的左心室的輪廓，而指定該左心室區(qū)域，求得左心室內(nèi)容積。
但是，一般的情況是臟器形狀很復(fù)雜，不一定總是可以用一個(gè)單純的圖形精度優(yōu)良地近似臟器輪廓。如果很勉強(qiáng)地用一個(gè)單純的圖形來(lái)近似，則必然會(huì)帶來(lái)誤差，另外，該近似操作將成為反復(fù)進(jìn)行試錯(cuò)的煩雜的作業(yè)。
另外，(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中所公布的方法是以橢圓的內(nèi)側(cè)的區(qū)域作為對(duì)象，而在將存在于心臟的表層區(qū)域的冠狀動(dòng)脈用MIP(Maximum IntensityProjection)處理提取的情況下，當(dāng)包括表層區(qū)域地指定包圍心臟的區(qū)域而設(shè)為MIP處理對(duì)象時(shí)，則會(huì)有心臟內(nèi)部的高信號(hào)區(qū)域被投影而無(wú)法看到冠狀動(dòng)脈的情況，因而不夠理想。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-210284號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的在于，提供可以用簡(jiǎn)單的操作高精度地進(jìn)行圖像內(nèi)的指定區(qū)域的提取的區(qū)域提取方法及裝置。
為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的區(qū)域提取方法的特征在于被如下所示地構(gòu)成。即，是提取圖像內(nèi)的指定的區(qū)域的區(qū)域提取方法，包括(a)顯示所述圖像的步驟、(b)選擇所述圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的步驟、(c)選擇與所述所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓對(duì)應(yīng)的要素圖形的步驟、(d)使所述要素圖形的至少一部分的輪廓與所述部分區(qū)域的至少一部分的輪廓近似的步驟、(e)將所述步驟(c)～所述步驟(d)反復(fù)進(jìn)行2次以上的步驟、(f)將組合了所述近似后的各要素圖形的至少一部分的輪廓后的輪廓作為第一輪廓的步驟。
它是通過(guò)使要素圖形的至少一部分的輪廓與所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓近似，而將所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓作為第一輪廓提取的方法。
另外，基于第一輪廓而求得第二輪廓，提取至少包括由第一輪廓和第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域。
這樣，本發(fā)明的區(qū)域提取方法就可以用簡(jiǎn)單的操作高精度地指定所需的區(qū)域的輪廓(第一輪廓)。另外，可以將至少包括由第一及第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域作為指定區(qū)域而容易地提取。
其結(jié)果是，通過(guò)限定為利用本發(fā)明的區(qū)域提取方法指定的區(qū)域而進(jìn)行所需的圖像處理，就可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行效率良好并且精度高的圖像處理。特別是，在取得行進(jìn)于心臟的表層區(qū)域的冠狀動(dòng)脈等血管圖像的情況下，如果利用本發(fā)明僅提取心臟的表層區(qū)域，則可以有效地取得良好的血管圖像。
另外，為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的特征在于被如下所示地構(gòu)成。即，在具備了顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)、輸入對(duì)所述圖像的指示的輸入機(jī)構(gòu)、對(duì)所述圖像進(jìn)行所需的圖像處理的運(yùn)算機(jī)構(gòu)的區(qū)域提取裝置中，所述顯示機(jī)構(gòu)將多個(gè)要素圖形與所述圖像一起顯示，向所述輸入機(jī)構(gòu)中，輸入用于使所述各要素圖形的至少一部分的輪廓與所述所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓近似的指示，所述運(yùn)算機(jī)構(gòu)將組合了所述近似后的各要素圖形的至少一部分的輪廓后的輪廓作為第一輪廓。
另外，所述運(yùn)算機(jī)構(gòu)基于所述第一輪廓求得第二輪廓，提取至少包括由所述第一輪廓和所述第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域。
它們是與用于實(shí)現(xiàn)所述區(qū)域提取方法的裝置有關(guān)的構(gòu)成，被如此構(gòu)成的區(qū)域提取裝置具有與所述方法的效果相同的效果。


圖1是表示使用本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的實(shí)施方式1的基本動(dòng)作例的流程圖。
圖2是表示使用本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作例的流程圖。
圖3是表示組合4個(gè)橢圓，并使各橢圓相互獨(dú)立地與心臟外輪廓近似的情況的一個(gè)例子的圖。
圖4是表示組合4個(gè)橢圓，并至少使2個(gè)連動(dòng)地與心臟外輪廓近似的情況的一個(gè)例子的圖。
圖5是表示在心臟外輪廓的一部分配置多個(gè)點(diǎn)或1條以上的曲線，選擇穿過(guò)該多個(gè)點(diǎn)或1條以上的曲線的橢圓或穿過(guò)它們的附近的橢圓的例子的圖。
圖6作為將實(shí)際的斷層圖像中所顯示的心臟用多個(gè)要素圖形的組合來(lái)實(shí)際地近似的情況的一個(gè)例子，是表示組合4個(gè)橢圓來(lái)近似心臟外輪廓的情況的圖。
圖7是表示利用3個(gè)接近圓的橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓的情況的一個(gè)例子的圖。
圖8作為將實(shí)際的斷層圖像中所顯示的心臟用多個(gè)要素圖形的組合來(lái)實(shí)際地近似的情況的一個(gè)例子，是表示組合3個(gè)接近正圓的橢圓來(lái)近似心臟外輪廓的情況的圖。
圖9是表示利用4個(gè)橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓的情況的橢圓的操作方法的一個(gè)例子的圖。
圖10是表示利用4個(gè)橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓的情況的橢圓的操作方法的另一個(gè)例子的圖。
圖11是表示利用4個(gè)橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓的情況的橢圓的操作方法的又一個(gè)例子的圖。
圖12是表示將外輪廓用模型圖形近似時(shí)的要素圖形的變形例的圖。
圖13是表示將由利用4個(gè)橢圓(虛線)的組合近似的第一輪廓(虛線)和比該第一輪廓更大的第二輪廓(實(shí)線)所夾的區(qū)域作為層狀區(qū)域提取的情況的一個(gè)例子、提取通過(guò)將第二輪廓的內(nèi)側(cè)全都設(shè)為一定值而得的封閉的區(qū)域的情況的一個(gè)例子的圖。
圖14是表示顯示通過(guò)對(duì)圖13的層狀區(qū)域進(jìn)行圖像處理而得的心臟表面附近的血管的行進(jìn)狀態(tài)的三維圖像的一個(gè)例子的圖。
圖15是表示基于層狀區(qū)域所含的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行其他的三維圖像處理，進(jìn)行了靶心(bull’s eye)顯示的情況的一個(gè)例子的圖。
圖16是表示從具有濃淡的斷層圖像中自動(dòng)地提取心臟的心室或心肌等，使用該結(jié)果求得層狀區(qū)域的情況的一個(gè)例子的圖。
圖17是表示從具有濃淡的斷層圖像中自動(dòng)地提取心臟的心室或心肌等，使用該結(jié)果求得層狀區(qū)域的情況的另一個(gè)例子的圖。
圖18是表示對(duì)不存在切片斷層圖像的區(qū)域、未求得多個(gè)斷層圖像之內(nèi)的外輪廓的斷層圖像，利用插補(bǔ)來(lái)求得外輪廓的情況的一個(gè)例子的概念圖。
圖19是表示對(duì)不存在切片斷層圖像的區(qū)域、未求得多個(gè)斷層圖像之內(nèi)的層狀區(qū)域的斷層圖像，利用插補(bǔ)來(lái)求得外輪廓的情況的一個(gè)例子的概念圖。
圖20是表示實(shí)施方式7的區(qū)域提取裝置所執(zhí)行的主流程的一個(gè)例子的圖。
圖21是表示在從具有濃淡的斷層圖像中提取指定區(qū)域(部位)的情況下如何提取指定區(qū)域(部位)的用于選擇其手法的畫(huà)面的一個(gè)例子的圖。
圖22是顯示作為指定區(qū)域的提取方法選擇了「模型(pattern)提取」的圖標(biāo)時(shí)的模型圖形選擇菜單的一個(gè)例子的圖。
圖23是表示使用本發(fā)明的區(qū)域提取裝置整體的硬件構(gòu)成的方框圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)下面，將依照附圖對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。
圖23是表示使用本發(fā)明的區(qū)域提取裝置整體的硬件構(gòu)成的方框圖。該區(qū)域提取裝置是將例如進(jìn)行了心臟的拍攝的X射線CT圖像作為處理對(duì)象圖像，指定心臟表面附近，取得該表面附近的血管的行進(jìn)信息而顯示的裝置。該區(qū)域提取裝置由控制各構(gòu)成要素的動(dòng)作的中央處理裝置(CPU)10、儲(chǔ)存了裝置整體的控制程序的主存儲(chǔ)器11、儲(chǔ)存了多個(gè)斷層圖像(即圖像)數(shù)據(jù)及程序等的磁盤(pán)12、將顯示用的圖像數(shù)據(jù)暫時(shí)儲(chǔ)存的顯示存儲(chǔ)器13、作為基于來(lái)自該顯示存儲(chǔ)器13的圖像數(shù)據(jù)來(lái)顯示圖像的顯示裝置的CRT顯示器14、操作畫(huà)面上的軟開(kāi)關(guān)的鼠標(biāo)15及其控制器16、具備了各種參數(shù)設(shè)定用的按鍵或開(kāi)關(guān)的鍵盤(pán)17、揚(yáng)聲器18、連接所述各構(gòu)成要素的公共總線19構(gòu)成。
本實(shí)施方式中，雖然表示了作為主存儲(chǔ)器11以外的存儲(chǔ)裝置僅連接有磁盤(pán)12的情況，然而除此以外，也可以連接軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)(MO)驅(qū)動(dòng)器、ZIP驅(qū)動(dòng)器、PD驅(qū)動(dòng)器、DVD驅(qū)動(dòng)器等。另外，也可以借助通信界面而連接在LAN(本地網(wǎng))或英特網(wǎng)、電話線路等各種通信網(wǎng)絡(luò)1a上，在與其他的計(jì)算機(jī)或X射線CT裝置1b等之間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的交換。另外，本實(shí)施方式的區(qū)域提取裝置也可以借助所述LAN等通信網(wǎng)絡(luò)1a，與X射線CT裝置或MRI裝置等可以收集被檢測(cè)體的斷層圖像的區(qū)域提取裝置進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的交換。
下面，對(duì)圖23所示的本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的實(shí)施方式1的基本動(dòng)作例，將基于圖2所示的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。圖23的CPU10依照該流程圖而動(dòng)作。本實(shí)施方式中，求得圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓(第一輪廓)，提取至少包括由該輪廓指定的層狀區(qū)域的區(qū)域。
以下，在作為所需的區(qū)域以心臟為例的情況下，對(duì)圖2的流程圖中所示的各步驟的處理內(nèi)容的詳細(xì)情況依步驟順序進(jìn)行說(shuō)明。
步驟S100中，顯示圖像。具體來(lái)說(shuō)，在圖23中所示的CRT14中，將例如用X射線CT裝置拍攝的斷層圖像數(shù)據(jù)從磁盤(pán)12中讀出而顯示。作為圖像，例如可以設(shè)為胸部圖像。
步驟S101中，在步驟S100中顯示的圖像中，選擇所需的區(qū)域。所需的區(qū)域例如可以設(shè)為心臟。該步驟如下說(shuō)明所示，在操作者利用手動(dòng)操作進(jìn)行所需的區(qū)域的輪廓近似的情況下，操作者選擇將圖像內(nèi)的哪個(gè)區(qū)域(所需的區(qū)域)作為輪廓提取對(duì)象。即，確定將哪個(gè)區(qū)域作為輪廓提取對(duì)象。而且，該步驟也可以通過(guò)直接進(jìn)行下面的步驟S102而跳過(guò)。
步驟S102中，選擇與步驟S101中選擇的所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓對(duì)應(yīng)的要素圖形。該部分區(qū)域例如如圖3所示，可以設(shè)為心臟的心肌或右心室。此外，在作為要素圖形使用了橢圓的情況下，如圖3所示，為了近似心肌外輪廓311的右部，選擇橢圓301(圖3(a))，為了近似右心室外輪廓312的底部，選擇橢圓302(圖3(b))。為了近似右心室外輪廓312的左部，選擇橢圓303(圖3(c))。為了近似右心室外輪廓312的上部，可以選擇橢圓304(圖3(d))。
步驟S103中，使要素圖形的至少一部分的輪廓與部分區(qū)域的至少一部分的輪廓近似。
基于圖3對(duì)使該要素圖形與所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的外輪廓近似的第一工序進(jìn)行說(shuō)明。
最初按照使橢圓301的右部與心肌外輪廓311的右部最近似的方式來(lái)分配橢圓301(圖3(a))。然后，按照使橢圓302的左部與右心室外輪廓312的底部最近似的方式來(lái)分配橢圓302(圖3(b))。然后，按照使橢圓303的上部與右心室外輪廓312的左部最近似的方式來(lái)分配橢圓303(圖3(c))。最后，按照使橢圓304的上部與右心室外輪廓312的上部最近似的方式來(lái)分配橢圓304(圖3(d))。這些橢圓近似是在步驟S102～步驟S104的反復(fù)進(jìn)行之中被逐個(gè)進(jìn)行的。
即，該第一工序是將橢圓逐個(gè)獨(dú)立地分配為心臟內(nèi)的各部分區(qū)域的外輪廓的工序。此時(shí)，既可以在將橢圓301～304的全部與圖像一起一并地顯示后相互獨(dú)立地決定各橢圓的配置，或者也可以反復(fù)進(jìn)行將各橢圓逐個(gè)地與圖像一起追加顯示而相互獨(dú)立地決定其配置的操作。
下面，基于圖5對(duì)使要素圖形與所需的區(qū)域內(nèi)的各部分區(qū)域的外輪廓近似的第二工序進(jìn)行說(shuō)明。該第二工序是如下的工序，即，在所需的區(qū)域的輪廓上或其部分區(qū)域的輪廓上配置多個(gè)點(diǎn)或1條以上的曲線，通過(guò)選擇顯示穿過(guò)這些點(diǎn)或曲線或者它們的附近的要素圖形，而使用從最初開(kāi)始就在一定程度上被與輪廓近似了的要素圖形。
圖5(a)中表示在所需的區(qū)域的輪廓上或其部分區(qū)域的輪廓上配置多個(gè)點(diǎn)的情況的一個(gè)例子。例如在心肌外輪廓311的右部使用鼠標(biāo)15等定點(diǎn)設(shè)備來(lái)配置點(diǎn)501～504。
此后，選擇顯示穿過(guò)這4個(gè)點(diǎn)或它們的附近的一個(gè)橢圓511。其后，調(diào)整該橢圓511的位置或大小或者形狀，進(jìn)一步提高橢圓與心肌外輪廓311的右部的近似度。以后的橢圓也是同樣地在所需的區(qū)域的輪廓上或其部分區(qū)域的輪廓上配置多個(gè)點(diǎn)，選擇顯示穿過(guò)這些點(diǎn)或它們的附近的橢圓后而決定其配置。
另外，圖5(b)中表示在所需的區(qū)域的輪廓上或其部分區(qū)域的輪廓上配置1條以上的曲線的情況的一個(gè)例子。例如通過(guò)沿著右心室外輪廓312的底部使用鼠標(biāo)15等定點(diǎn)設(shè)備來(lái)追蹤而配置曲線505。此后，選擇顯示穿過(guò)該曲線505或其附近的一個(gè)橢圓512。其后，調(diào)整該橢圓512的位置或大小或者形狀，進(jìn)一步提高橢圓與右心室外輪廓312的底部的近似度。以后的橢圓也是同樣地沿著所需的輪廓或其部分區(qū)域的輪廓配置1條以上的曲線，選擇顯示穿過(guò)這些曲線或它們的附近的橢圓后而決定其配置。
所述的圖5(a)、(b)中所示的例子中，雖然表示了選擇作為要素圖形的橢圓的例子，然而選擇穿過(guò)多個(gè)點(diǎn)或1條以上的曲線的或者穿過(guò)它們的附近的模型圖形(后述)的情況也相同。當(dāng)選擇該模型圖形時(shí)，在選擇顯示該模型圖形后對(duì)構(gòu)成該模型圖形的要素圖形的各個(gè)分別地進(jìn)行輪廓近似。
而且，任意的工序中的改變各橢圓的位置或大小或者形狀的方法例如都可以使用與圖9所示的一個(gè)橢圓的操作方法相同的方法。該橢圓操作方法的詳細(xì)的說(shuō)明將在后述的圖9的說(shuō)明中進(jìn)行。
另外，以上的說(shuō)明中，雖然說(shuō)明了作為要素圖形使用橢圓的例子，然而也可以是橢圓以外的形狀。將它的一個(gè)例子表示于圖12中。如圖12所示，也可以使用多角形(例如三角形、四角形、八角形等)作為要素圖形來(lái)近似輪廓。此時(shí)，在像三角形或四角形等那樣具有銳角的角度的情況下，通過(guò)使該角具有圓角，就可以高精度地進(jìn)行對(duì)臟器的近似，因而有時(shí)最好使之具有圓角。
步驟S104中，判定所需的區(qū)域的輪廓近似是否結(jié)束。如果已結(jié)束(yes)，則前進(jìn)到步驟S106。如果尚未結(jié)束(no)，則回到步驟S102，分別在所述的步驟S102和步驟S103中進(jìn)行與應(yīng)當(dāng)被近似的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓對(duì)應(yīng)的要素圖形的選擇和利用該被選擇的要素圖形的近似處理，反復(fù)進(jìn)行至所需的區(qū)域的輪廓近似結(jié)束為止。
步驟S105中，將組合了近似后的各要素圖形的至少一部分的輪廓后的輪廓作為第一輪廓。例如如圖13(A)所示，如果將以虛線表示的各橢圓301～304的相互沒(méi)有重合的外側(cè)的輪廓部分組合，則它將成為精度優(yōu)良地近似心臟的外輪廓的曲線，可以將其作為第一輪廓。
步驟S106中，基于在步驟S105中求得的第一輪廓，求出第二輪廓。例如，可以將第一輪廓以給定倍率放大或縮小而求得第二輪廓。如果給定倍率大于1，則第二輪廓就處于第一輪廓的外側(cè)，如果給定倍率小于1，則第二輪廓就處于第一輪廓的內(nèi)側(cè)?；蛘?，可以在將步驟S105中成為求得第一輪廓的基礎(chǔ)的各要素圖形以給定倍率分別放大或縮小后，將這些被放大或縮小了的各橢圓的相互沒(méi)有重合的外側(cè)的輪廓部分組合而作為第二輪廓?；蛘?，可以在改變了步驟S105中成為求得第一輪廓的基礎(chǔ)的各要素圖形的大小或位置或者形狀后，將各橢圓的相互沒(méi)有重合的外側(cè)的輪廓部分組合而作為第二輪廓。將最后的情況的例子表示于圖13(A)中。圖13(A)中，將改變了原來(lái)橢圓301～304(虛線)的大小等的橢圓(實(shí)線)的相互沒(méi)有重合的外側(cè)的輪廓部分組合而求得第二輪廓。
而且，所述的說(shuō)明之中，雖然說(shuō)明了用多個(gè)要素圖形來(lái)近似所需的區(qū)域的全部的輪廓的例子，然而也可以?xún)H近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓。該情況下，如上所述，將用各要素圖形的至少一部分的輪廓來(lái)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓。
步驟S107中，將由在步驟S105和步驟S106中分別求得的第一輪廓和第二輪廓所夾的區(qū)域作為包圍所需的區(qū)域的層狀區(qū)域，提取至少包括該層狀區(qū)域的區(qū)域。
例如，如圖13(A)所示，可以將由第一輪廓1301和第二輪廓1302所夾的層狀區(qū)域1303作為包圍心臟的層狀區(qū)域提取。
特別是，在將第二輪廓以第一輪廓的給定倍率放大或縮小的情況下，如果給定倍率大于1，則提取第一輪廓的外側(cè)的層狀區(qū)域(即，所需的區(qū)域的表層區(qū)域)，如果給定倍率小于1，則提取第一輪廓的內(nèi)側(cè)的層狀區(qū)域。提取外側(cè)的層狀區(qū)域時(shí)的倍率例如可以設(shè)為1.2倍。另外，提取內(nèi)側(cè)的層狀區(qū)域時(shí)的倍率例如可以設(shè)為0.8倍。
或者，可以如圖13(B)所示，提取包括該層狀區(qū)域1303而有第一輪廓的一側(cè)的區(qū)域。相反地，也可以提取包括該層狀區(qū)域1303而有第二輪廓的一側(cè)的區(qū)域。圖13(B)是表示通過(guò)將第二輪廓1302的內(nèi)側(cè)全都用一定值充滿而提取的區(qū)域(包括層狀區(qū)域而有第一輪廓的一側(cè)的區(qū)域)的圖。該一定值區(qū)域可以通過(guò)反復(fù)進(jìn)行將輪廓1302內(nèi)從上下左右用一定值填充至碰到其輪廓1302的處理而得到。而且，也可以不是輪廓1302，而是用一定值充滿原來(lái)的輪廓1301的內(nèi)側(cè)而提取?；蛘?，也可以在任意的情況下都不是用一定值充滿，而是在其原有的狀態(tài)下提取輪廓內(nèi)區(qū)域。也可以不是像它們那樣為層狀區(qū)域，而是基于在步驟S105和S106中提取的第一輪廓或第二輪廓，提取它們的輪廓內(nèi)區(qū)域?；蛘撸部梢蕴崛〉谝惠喞耐鈧?cè)區(qū)域(包括層狀區(qū)域而有第二輪廓一側(cè)的區(qū)域)或第二輪廓的外側(cè)區(qū)域。
另外，圖13(B)中，雖然表示了第二輪廓1302處于第一輪廓的外側(cè)的情況的例子，然而第二輪廓1302處于第一輪廓1301的內(nèi)側(cè)的情況也相同。當(dāng)處于外側(cè)時(shí)，如圖13(B)所示，將包括所需的區(qū)域的表層區(qū)域地提取，處于內(nèi)側(cè)時(shí)，將提取所需的區(qū)域的內(nèi)部區(qū)域。
而且，當(dāng)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓時(shí)，將提取該一部分的輪廓及由該一部分的輪廓指定的層狀區(qū)域或輪廓附近區(qū)域。
如上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1，可以不受圖像的噪音或不清楚的臟器邊界的干擾，用簡(jiǎn)單的操作在短時(shí)間內(nèi)并且高精度地進(jìn)行所需的區(qū)域的輪廓提取。此外，通過(guò)基于所提取的輪廓而提取至少包括層狀區(qū)域的區(qū)域，限定為該區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理，就可以進(jìn)行效率良好并且精度高的圖像處理。
(實(shí)施方式2)下面，對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中，從多個(gè)切片的斷層圖像的各自中提取至少包括包圍所需的區(qū)域的層狀區(qū)域的區(qū)域，使用從各斷層圖像中提取的多個(gè)區(qū)域合成三維區(qū)域。此外，限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
該實(shí)施方式2的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此對(duì)于實(shí)施方式2的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明省略。另外，對(duì)于實(shí)施方式2的基本動(dòng)作例，將基于圖2所示的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。圖23的CPU10依照該流程圖動(dòng)作。而且，本實(shí)施方式的所需的區(qū)域的輪廓的近似工序也可以與所述的第一或第二工序相同，對(duì)其他的近似工序的例子進(jìn)行說(shuō)明。
以下，在作為所需的區(qū)域以心臟為例的情況下，對(duì)圖2的流程圖所示的各步驟的處理內(nèi)容的詳細(xì)情況依步驟順序進(jìn)行說(shuō)明。
步驟S200中，對(duì)用于對(duì)多個(gè)斷層圖像進(jìn)行反復(fù)處理的計(jì)數(shù)器k設(shè)置1而初始化。例如在以用X射線CT裝置拍攝心臟區(qū)域而取得的N片切片的斷層圖像數(shù)據(jù)依次作為處理對(duì)象的情況下，例如從第一切片的斷層圖像數(shù)據(jù)開(kāi)始，依次進(jìn)行下一步驟以后的處理。
步驟S201中，將包括作為輪廓提取處理對(duì)象區(qū)域的所需的區(qū)域的第k個(gè)斷層圖像表示于顯示裝置中。具體來(lái)說(shuō)，在圖23所示的CRT14中，將例如用X射線CT裝置拍攝的第k個(gè)斷層圖像數(shù)據(jù)從磁盤(pán)12中讀出而顯示。另外，將用于進(jìn)行輪廓提取的模型圖形顯示于顯示裝置的相同畫(huà)面上。該模型圖形是將多個(gè)要素圖形組合而構(gòu)成的圖形。
圖21中表示了斷層圖像顯示的一個(gè)例子。將例如像X射線CT圖像那樣的具有濃淡的斷層圖像2101顯示于畫(huà)面的左側(cè)，將用于選擇從該斷層圖像2101中提取所需的區(qū)域(臟器或部位)的輪廓的方法的菜單2102(詳細(xì)情況在后面敘述)顯示于畫(huà)面的右側(cè)。
在顯示了圖像后，操作者選擇將圖像內(nèi)的哪個(gè)區(qū)域(所需的區(qū)域)作為輪廓提取對(duì)象。即，確定將哪個(gè)區(qū)域作為輪廓提取對(duì)象。該所需的區(qū)域例如在胸部圖像中可以設(shè)為心臟。該步驟相當(dāng)于圖1的步驟S100和S101。
步驟S202中，選擇用于進(jìn)行輪廓提取的模型圖形。或者也可以反過(guò)來(lái)，單獨(dú)地選擇多個(gè)要素圖形而最終構(gòu)成模型圖形。該步驟相當(dāng)于圖1的步驟S102。
一般來(lái)說(shuō)被檢測(cè)體的臟器形狀種類(lèi)繁多而各不相同。由此，為了可以柔性地對(duì)應(yīng)盡可能多的形狀而進(jìn)行輪廓提取，最好預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)不同的模型圖形，從這些模型圖形之中選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛨D形來(lái)進(jìn)行所需的區(qū)域的輪廓提取。
圖4中表示了模型圖形的一個(gè)例子。圖4的模型圖形是以橢圓作為要素圖形，組合大小不同的4個(gè)橢圓301～304而構(gòu)成的。該模型圖形中，橢圓301被以單點(diǎn)劃線表示，橢圓302及304被以虛線表示，橢圓303被以雙點(diǎn)劃線表示。另外，橢圓301形成接近正圓的橢圓。
另外，圖7中表示了模型圖形的另一個(gè)例子。圖7的模型圖形是以接近圓的橢圓作為要素圖形，組合大小不同的3個(gè)橢圓701～703而構(gòu)成的。橢圓701被以虛線表示，橢圓702及703被以實(shí)線表示。橢圓701是最大的，形成接近正圓的橢圓。
而且，構(gòu)成模型圖形的要素圖形的數(shù)目只要在1個(gè)以上即可。當(dāng)為1個(gè)時(shí)，要素圖形本身就成為模型圖形。
所述的圖4、圖7中所示的模型圖形雖然是將多個(gè)要素圖形組合而預(yù)先準(zhǔn)備好，用于使用它來(lái)進(jìn)行輪廓提取的圖形，然而也可以反過(guò)來(lái)，像使用所述的圖3以第一工序說(shuō)明的那樣，將要素圖形逐個(gè)單獨(dú)地配置，將最終的配置被決定了的時(shí)刻的各要素圖形的配置構(gòu)成合成而形成模型圖形。
或者，也可以像使用所述的圖5以第二工序說(shuō)明的那樣，在所需的區(qū)域的輪廓上或其部分區(qū)域的輪廓上配置多個(gè)點(diǎn)或1條以上的曲線，通過(guò)顯示穿過(guò)這些點(diǎn)或曲線或者這些點(diǎn)或曲線的附近的模型圖形或一個(gè)要素圖形，而使用從最初開(kāi)始就被以一定程度與輪廓近似了的模型圖形或要素圖形。
被如上所示地選擇的模型圖形或要素圖形被與圖像一起顯示。實(shí)際上，模型圖形或要素圖形的數(shù)據(jù)例如被儲(chǔ)存于圖23的主存儲(chǔ)器11或顯示存儲(chǔ)器13中，基于這些數(shù)據(jù)將模型圖形或要素圖形與圖像一起顯示。在新生成了模型圖形或要素圖形的情況下，在這些存儲(chǔ)器內(nèi)生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。但是，也可以不顯示模型圖形或要素圖形，而僅儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器中。
步驟S203中，使模型圖形的輪廓與所需的區(qū)域的輪廓近似。為此，使構(gòu)成模型圖形的多個(gè)要素圖形的各自的輪廓與所需的區(qū)域的輪廓近似。具體來(lái)說(shuō)，使各要素圖形的至少一部分的輪廓分別與所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓近似?；蛘?，在所需的區(qū)域包括多個(gè)部分區(qū)域的情況下，使至少一個(gè)要素圖形的至少一部分的輪廓與至少一個(gè)部分區(qū)域的輪廓近似。這樣，在使多個(gè)要素圖形與所需的區(qū)域的輪廓近似后，以將各要素圖形的相互沒(méi)有重合的外側(cè)的輪廓相互連接的輪廓作為模型圖形的輪廓。該步驟相當(dāng)于圖1的步驟S103。
使該模型圖形與所需的區(qū)域的輪廓近似的工序可以通過(guò)使用所述的第一工序或第二工序，將構(gòu)成該模型圖形的各要素圖形與所需的區(qū)域的輪廓近似來(lái)進(jìn)行。這里，對(duì)其他的工序(第三工序)說(shuō)明如下。
基于圖4對(duì)使模型圖形與心臟外輪廓近似的第三工序進(jìn)行說(shuō)明。而且，圖4(a)(b)中省略了心肌外輪廓311和右心室外輪廓312的顯示。最初按照使橢圓301的右部與心肌外輪廓311的右部最近似的方式來(lái)分配橢圓301。然后，使用長(zhǎng)軸點(diǎn)302a和長(zhǎng)軸點(diǎn)303a一致了的2個(gè)橢圓302及303，按照使橢圓302的底部與右心室外輪廓312的底部最近似，使橢圓303的左部與右心室外輪廓312的左部最近似的方式來(lái)分配橢圓302及303。然后，使用橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303b和橢圓304的短軸點(diǎn)304a一致了的2個(gè)橢圓303及304，按照使橢圓303的左部與右心室外輪廓312的左部最近似，使橢圓304的上部與右心室外輪廓312的上部最近似的方式來(lái)分配橢圓303及304。這些操作之后，為了使橢圓302的長(zhǎng)軸點(diǎn)302a和橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303a的一致點(diǎn)附近的相互連接平滑化，平行移動(dòng)橢圓302或303，使得兩方的橢圓302及303的一致點(diǎn)附近的相互的曲線盡可能接近(即，使得一致點(diǎn)附近的曲線之間盡可能重合)。另外，為了使橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303b和橢圓304的短軸點(diǎn)304a的一致點(diǎn)附近的相互連接平滑化，平行移動(dòng)橢圓303或304，使得兩方的橢圓303及304的一致點(diǎn)附近的相互的曲線盡可能接近。平行移動(dòng)后的樣子被表示于圖4(b)中。
依照以上的第三工序，也可以最終獲得利用多個(gè)橢圓近似了的心臟的外輪廓。使用第一工序～第三工序的任意一個(gè)工序得到的心臟的外輪廓被以虛線表示于圖6(A)～(C)中。圖6中，由于心臟的外輪廓與拍攝位置對(duì)應(yīng)地慢慢地變化，因此與該變化匹配地改變橢圓的大小或位置等而提取最佳的外輪廓。
另外，將使圖7所示的模型圖形的其他的例子與心臟的外輪廓近似的例子表示于圖8中。而且，圖8中，將構(gòu)成模型圖形的各橢圓用虛線表示。另外，圖7中省略了心肌外輪廓311和右心室外輪廓312的顯示。使圖7(a)的模型圖形與心臟外輪廓近似的工序例如如下所示。即，最初按照使橢圓701的右部和左部分別與心肌外輪廓311的右部和右心室外輪廓312的左部最近似的方式來(lái)分配橢圓701。然后，使用與橢圓701內(nèi)接的2個(gè)橢圓702及703，按照使橢圓702的右部與心肌外輪廓311的右部最近似的方式來(lái)分配橢圓702，按照使橢圓703的左部與右心室外輪廓312的左部最近似的方式來(lái)分配橢圓703。此外，將大的橢圓701的下側(cè)一半消除，將3個(gè)橢圓701～703平滑地連接。像這樣就最終得到如圖7(b)所示的平滑的輪廓704。在該類(lèi)型的模型圖形中，作為要素圖形的各橢圓的近似設(shè)定也可以用所述的第一工序～第三工序的任意一個(gè)來(lái)進(jìn)行。
如上所述地得到的心臟的外輪廓704被用虛線表示于圖8(A)～(C)中。圖8中，由于心臟的外輪廓與拍攝位置對(duì)應(yīng)地慢慢地變化，因此與該變化匹配地改變橢圓的大小或位置等而提取最佳的外輪廓。
圖9是表示在利用由如圖4所示的4個(gè)橢圓的組合構(gòu)成的模型圖形來(lái)提取心臟外輪廓的情況下，用于將各橢圓變形的所述第三工序的操作方法的一個(gè)例子的圖。而且，雖然所述第一及第二工序的各橢圓的操作方法與第三工序的各橢圓的操作方法相同，然而如下說(shuō)明所示，在2個(gè)橢圓的長(zhǎng)軸點(diǎn)或短軸點(diǎn)不是一致地移動(dòng)，而是各橢圓獨(dú)立地移動(dòng)的方面不同。
通過(guò)使用鼠標(biāo)、跟蹤球、光筆等定點(diǎn)設(shè)備來(lái)移動(dòng)各橢圓301～304的外側(cè)的以四角形表示的轉(zhuǎn)子301r～304r，就可以使橢圓301～304分別以中心點(diǎn)301o～304o為中心旋轉(zhuǎn)。另外，由于可以使用鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備，自由地移動(dòng)各橢圓301～304的長(zhǎng)軸點(diǎn)及短軸點(diǎn)的位置，因此就可以借此來(lái)自由地改變橢圓的大小或形狀。此時(shí)，橢圓302的長(zhǎng)軸點(diǎn)302a和橢圓303的短軸點(diǎn)303a一致地移動(dòng)。同樣地，橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303b和橢圓304的短軸點(diǎn)304a也一致地移動(dòng)。像這樣，對(duì)4個(gè)橢圓的形狀進(jìn)行各種改變，按照與圖6的斷層圖像的心臟的外輪廓最近似的方式來(lái)分配各橢圓301～304。如前所述，為了在分配結(jié)束后將橢圓302的長(zhǎng)軸點(diǎn)302a和橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303a的一致點(diǎn)附近的相互連接平滑化，平行移動(dòng)橢圓302或303，使得兩方的橢圓302及303的一致點(diǎn)附近的相互的曲線盡可能接近。此外，為了將橢圓303的長(zhǎng)軸點(diǎn)303b和橢圓304的短軸點(diǎn)304a的一致點(diǎn)附近的相互連接平滑化，平行移動(dòng)橢圓303或304，使得兩方的橢圓303及304的一致點(diǎn)附近的相互的曲線盡可能接近。像這樣，最終就得到將心臟外輪廓平滑地近似的模型圖形。橢圓的平行移動(dòng)例如可以通過(guò)使用鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備移動(dòng)各橢圓的中心點(diǎn)301o～304o來(lái)進(jìn)行。
圖10是表示利用4個(gè)橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓時(shí)的橢圓的操作方法的另一個(gè)例子的圖。按照使長(zhǎng)軸點(diǎn)1002a、1003a及短軸點(diǎn)1004a與接近正圓的橢圓1001內(nèi)接的方式設(shè)有3個(gè)橢圓1002～1004。橢圓1002和1003的長(zhǎng)軸及橢圓1004的短軸穿過(guò)橢圓1001的中心1001o。各橢圓1002～1004可以通過(guò)使用鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備移動(dòng)與橢圓1001內(nèi)接的長(zhǎng)軸點(diǎn)及短軸點(diǎn)相反一側(cè)的長(zhǎng)軸點(diǎn)1002c、1003c及短軸點(diǎn)1004c以及短軸點(diǎn)1002b、1003b及長(zhǎng)軸點(diǎn)1004b，來(lái)改變各個(gè)橢圓的形狀。此時(shí)，與橢圓1001內(nèi)接的各橢圓1002～1004的長(zhǎng)軸點(diǎn)1002a、1003a及短軸點(diǎn)1004a就在橢圓1001上移動(dòng)。而且，也可以通過(guò)用鼠標(biāo)等移動(dòng)橢圓1001的中心1001o，在橢圓1002～1004與橢圓1001內(nèi)接的狀態(tài)下改變其形狀。此外，也可以通過(guò)在橢圓1002～1004的形狀確定后消除橢圓1001，使各橢圓1002～1004的形狀如圖9所示地自由地變化。另外，也可以新追加顯示與圖9的橢圓303相當(dāng)?shù)臋E圓，即在橢圓1003的長(zhǎng)軸點(diǎn)1003a和橢圓1004的短軸點(diǎn)1004a上分別具有長(zhǎng)軸點(diǎn)的以單點(diǎn)劃線表示的橢圓1005。
圖11是表示利用4個(gè)橢圓的組合來(lái)提取心臟外輪廓時(shí)的橢圓的操作方法的又一個(gè)例子的圖。它與圖10所示的例子相同，按照使長(zhǎng)軸點(diǎn)1002a、1003a及短軸點(diǎn)1004a與接近正圓的橢圓1001內(nèi)接的方式設(shè)有3個(gè)橢圓1002～1004。橢圓1002和1003的長(zhǎng)軸及橢圓1004的短軸穿過(guò)橢圓1001的中心1001o。各橢圓1002～1004可以通過(guò)使用鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備移動(dòng)與橢圓1001內(nèi)接的長(zhǎng)軸點(diǎn)及短軸點(diǎn)相反一側(cè)的長(zhǎng)軸點(diǎn)1002c、1003c及短軸點(diǎn)1004c以及短軸點(diǎn)1002b、1003b及長(zhǎng)軸點(diǎn)1004b，來(lái)改變各個(gè)橢圓的形狀。雖然直到這里都與圖10所示的例子相同，然而該例子中，除此以外，還可以通過(guò)用鼠標(biāo)等移動(dòng)橢圓1001的各長(zhǎng)軸點(diǎn)及短軸點(diǎn)1001a～1001d，來(lái)改變橢圓1001的整體形狀，即，改變由3個(gè)橢圓1002～1004構(gòu)成的外輪廓。所以，因橢圓1001的形狀變化，與橢圓1001內(nèi)接的各橢圓1002～1004的長(zhǎng)軸點(diǎn)1002a、1003a及短軸點(diǎn)1004a也與該橢圓1001的變形匹配地在橢圓1001上移動(dòng)。另外，也可以通過(guò)用鼠標(biāo)等移動(dòng)橢圓1001的中心1001o，在橢圓1002～1004與橢圓1001內(nèi)接的狀態(tài)下來(lái)改變其形狀。此外，也可以通過(guò)在橢圓1002～1004的形狀確定后消除橢圓1001，來(lái)使各橢圓1002～1004的形狀如圖9所示地自由地變化。另外，與圖10的情況相同，也可以新追加顯示與圖9的橢圓603相當(dāng)?shù)臋E圓1005。
而且，所述的說(shuō)明中，雖然對(duì)作為構(gòu)成近似輪廓的模型圖形的要素圖形使用橢圓的情況進(jìn)行了說(shuō)明，然而也可以如圖12所示，使用橢圓以外的多角形(例如三角形、四角形、八角形等)構(gòu)成模型圖形來(lái)近似輪廓。
與被利用如上所示的近似操作變形的模型圖形或要素圖形的變形匹配，例如CPU10修正儲(chǔ)存于主存儲(chǔ)器11或顯示存儲(chǔ)器13內(nèi)的模型圖形或要素圖形的數(shù)據(jù)。
而且，所述的說(shuō)明中，雖然說(shuō)明了用模型圖形來(lái)近似所需的區(qū)域的全部輪廓的例子，然而也可以?xún)H近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓。另外，也可以用模型圖形的一部分來(lái)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓。該情況下，也是如上所示，用構(gòu)成模型圖形的各要素圖形的一部分來(lái)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓。
步驟S204中，將在步驟S203中近似了的模型圖形的輪廓作為所需的區(qū)域的輪廓(第一輪廓)提取。在提取所述的心臟的外輪廓的例子中，如圖4或圖7中所示，將連接了構(gòu)成模型圖形的多個(gè)橢圓的各輪廓的輪廓作為心臟的外輪廓提取。而且，在近似了所需的區(qū)域的一部分的輪廓的情況下，將提取該一部分的輪廓。
然后，基于所需的區(qū)域的第一輪廓求得第二輪廓。該第二輪廓可以使用像在所述的步驟S106中說(shuō)明的那樣的方法來(lái)求得。
該步驟相當(dāng)于圖1的步驟S105和S106。
步驟S205中，提取至少包括由在步驟S204中提取的2個(gè)輪廓指定的層狀區(qū)域的區(qū)域。該層狀區(qū)域成為將所需的區(qū)域的至少一部分包圍的區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，僅提取層狀區(qū)域，或提取包括層狀區(qū)域而有第一輪廓的一側(cè)的區(qū)域或者包括層狀區(qū)域而有第二輪廓的一側(cè)的區(qū)域之中的任意一個(gè)區(qū)域。該步驟相當(dāng)于圖1的步驟S107。
本實(shí)施方式中，也可以如圖13(A)所示，提取由利用4個(gè)橢圓(虛線)301～304的組合來(lái)近似的心臟的外輪廓(第一輪廓)1301、基于該外輪廓1301求得的輪廓(第二輪廓)1302所夾的層狀區(qū)域1303?；蛘?，也可以如圖13(B)所示，提取第二輪廓1302的內(nèi)側(cè)區(qū)域。
而且，當(dāng)用模型圖形來(lái)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓時(shí)，提取該一部分的輪廓或由該一部分的輪廓指定的層狀區(qū)域或輪廓附近區(qū)域。
步驟S206中，確認(rèn)計(jì)數(shù)器k是否在N以下。即，判斷進(jìn)行了輪廓提取處理的切片片數(shù)是否達(dá)到了給定的N片。如果還未達(dá)到(yes)，則前進(jìn)到步驟S209，將計(jì)數(shù)器k加一，如果已經(jīng)達(dá)到(no)，則前進(jìn)到步驟S207。
步驟S207中，使用在步驟S205中對(duì)每個(gè)切片斷層圖像提取的層狀區(qū)域或包括該層狀區(qū)域的區(qū)域，分別合成將所述的區(qū)域包圍的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的三維區(qū)域。
而且，當(dāng)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓時(shí)，合成將所需的區(qū)域包圍的三維層狀區(qū)域的一部分或三維輪廓附近區(qū)域。
步驟S208中，限定為在步驟S207中合成了的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的三維區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，實(shí)施所需的圖像處理。
通過(guò)基于在步驟S207中得到的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的三維區(qū)域中所含的圖像數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)施所需的圖像處理，即，通過(guò)將實(shí)施圖像處理的對(duì)象限定為這些區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行效率良好并且精度高的圖像處理。
作為圖像處理的一個(gè)例子，在圖14中表示有取得了表示心臟表面附近的血管的行進(jìn)狀態(tài)的三維圖像的例子。根據(jù)該實(shí)施方式的裝置及方法，與(非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中所公布的使用具有給定的厚度的平板區(qū)域來(lái)提取心臟表面附近的血管的行進(jìn)狀態(tài)的方法相比，可以立體地顯示血管的行進(jìn)狀態(tài)，從而可以容易地識(shí)認(rèn)。另外，作為其他的圖像處理的一個(gè)例子，圖15中表示有進(jìn)行了心臟表面附近的血管的行進(jìn)狀態(tài)的靶心顯示的一個(gè)例子的圖。通過(guò)像這樣使用層狀區(qū)域中所含的圖像數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行靶心顯示，血管的行進(jìn)狀態(tài)的識(shí)認(rèn)性就進(jìn)一步提高。
而且，當(dāng)近似所需的區(qū)域的一部分的輪廓時(shí)，則限定為三維層狀區(qū)域的一部分或三維輪廓附近區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
非專(zhuān)利文獻(xiàn)1阿列克斯·艾提埃尼等(Alex Etienne et al.)著，「3D的冠狀動(dòng)脈磁共振血管造影圖的“肥皂泡”的可視化及定量分析(“Soap-Bubble”Visualization and Quantitative Analysis of 3D Coronary MagneticResonance Angiograms)」，國(guó)際磁共振醫(yī)學(xué)會(huì)(International Society forMagnetic Resonance in Medicine)發(fā)行，卷48，4期，658-666頁(yè)(2002年10月)(Volume 48，Issue 4，Pages 658-666(October 2002))以上是本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作例的說(shuō)明。但是，該說(shuō)明中，雖然說(shuō)明了用多個(gè)要素圖形來(lái)構(gòu)成模型圖形的例子，然而也可以將1個(gè)要素圖形本身作為模型圖形。該情況下，將改變1個(gè)要素圖形的位置、大小或形狀而近似所需的區(qū)域的輪廓。另外，所述的說(shuō)明中，雖然說(shuō)明了從多個(gè)斷層圖像中提取三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的例子，然而也可以只是1片斷層圖像。該情況下，將從該1片斷層圖像中提取二維層狀區(qū)域或包括該二維層狀區(qū)域的區(qū)域。而且，從較少片數(shù)的斷層圖像中提取三維層狀區(qū)域等的例子將在后述的實(shí)施方式5或6中被說(shuō)明。
根據(jù)如以上說(shuō)明所示的本發(fā)明的實(shí)施方式2，除了實(shí)施方式1的效果以外，還可以用簡(jiǎn)單的操作在短時(shí)間內(nèi)高精度地進(jìn)行三維區(qū)域的提取。此外，通過(guò)限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理，可以進(jìn)行效率良好并且精度高的圖像處理。特別是，在以像心臟那樣具有復(fù)雜的形狀的臟器作為對(duì)象的情況下，在取得行進(jìn)于心臟的表層區(qū)域的冠狀動(dòng)脈等的血管圖像時(shí)，本發(fā)明十分有效。
(實(shí)施方式3)下面，對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是如下的方式，即，在進(jìn)行了所需的區(qū)域內(nèi)所含的1個(gè)以上的部分區(qū)域的提取后，通過(guò)將提取的各部分區(qū)域組合而合成，來(lái)提取所需的區(qū)域整體的輪廓及其層狀區(qū)域。與所述的實(shí)施方式2不同的方面在于，由于不使用模型圖形，因此沒(méi)有圖2的步驟S202和S203，另外圖2的步驟S204的輪廓提取處理和步驟S205的層狀區(qū)域提取處理的處理內(nèi)容不同。除此以外，與實(shí)施方式2相同。所以，對(duì)與實(shí)施方式2相互對(duì)應(yīng)的部位使用相同符號(hào)，以不同點(diǎn)為中心，將本實(shí)施方式說(shuō)明如下。
實(shí)施方式3的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此省略對(duì)實(shí)施方式3的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明。另外，對(duì)于實(shí)施方式3的區(qū)域提取裝置的基本動(dòng)作例，雖然與圖2所示的流程圖相同，然而如上所述，沒(méi)有步驟S202和S203，另外步驟S204和步驟S205的處理內(nèi)容不同。所以，作為所需的區(qū)域以心臟為例，將這些處理內(nèi)容不同的步驟說(shuō)明如下。以下，連字號(hào)以后的數(shù)字表示實(shí)施方式的編號(hào)。
步驟S204-3中，在將所需的區(qū)域內(nèi)所含的1個(gè)以上的部分區(qū)域分別單獨(dú)提取后，通過(guò)使用所提取的各部分區(qū)域合成所需的區(qū)域的至少一部分，而取得該被合成了的至少一部分的所需的區(qū)域的輪廓(第一輪廓)。然后，求得將該第一輪廓以給定的倍率放大或縮小了的輪廓(第二輪廓)。而且，也可以在將所合成的至少一部分的所需的區(qū)域以給定倍率放大或縮小后，從該被放大或縮小了的至少一部分的所需的區(qū)域中取得第二輪廓。如果給定倍率大于1，則第二輪廓就處于第一輪廓的外側(cè)，如果給定倍率小于1，則第二輪廓就處于第一輪廓的內(nèi)側(cè)。
圖16是表示本實(shí)施方式的一個(gè)例子的圖，是表示從具有濃淡的心臟斷層圖像中提取心室或心肌等的部分區(qū)域，使用其結(jié)果來(lái)求得心臟整體的層狀區(qū)域的一個(gè)例子的圖。例如，根據(jù)本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先前申請(qǐng)的(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中所公布的方法，如圖16所示，可以從斷層圖像中自動(dòng)地提取右心室提取圖像1601、左心室提取圖像1602及心肌提取圖像1603這3個(gè)圖像。通過(guò)將這些被提取的部分區(qū)域的圖像合成，取得表示所需的區(qū)域整體的輪廓(第一輪廓)，即表示心臟整體的外輪廓的圖像(以下簡(jiǎn)記作「外輪廓圖像」)1604。
然后，例如以外輪廓圖像1604的移動(dòng)少的點(diǎn)或重心作為中心，求得將外輪廓圖像1604放大(或縮小)了的放大(縮小)外輪廓圖像1605，取得其外輪廓(第二輪廓)?；蛘?，也可以將所述第一輪廓以給定倍率放大或縮小而求得第二輪廓。
專(zhuān)利文獻(xiàn)2特愿2002-253652號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3特愿2003-30575號(hào)公報(bào)以上對(duì)于各部分區(qū)域的提取，雖然說(shuō)明了例如基于(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中所記載的方法自動(dòng)地提取的例子，然而也可以使用所述的實(shí)施方式2中所說(shuō)明的模型圖形來(lái)提取。
步驟S205-3中，將由在步驟S204-3中取得的所需的區(qū)域整體的輪廓(第一輪廓)和其放大(縮小)輪廓(第二輪廓)所夾的區(qū)域作為所需的區(qū)域的層狀區(qū)域，提取至少包括該層狀區(qū)域的區(qū)域。
圖16中，表示取得了為了使用外輪廓圖像1604進(jìn)行將層狀區(qū)域1606，即心臟表面的血管行進(jìn)狀態(tài)三維地顯示的圖像處理而必需的層狀區(qū)域1606的例子。層狀區(qū)域1606的提取是提取由在所述步驟S204-3中取得的第一輪廓和第二輪廓所夾的區(qū)域。
以上是與圖2所示的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作不同的步驟的說(shuō)明，步驟S202～S205以外的其他的步驟與圖2所示的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作相同。這樣，將包圍所需的區(qū)域的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的區(qū)域提取，限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
如上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3，除了實(shí)施方式1的效果以外，還能夠自動(dòng)地取得層狀區(qū)域，可以在短時(shí)間內(nèi)容易地進(jìn)行層狀區(qū)域的提取。特別是，在以像心臟那樣具有復(fù)雜的形狀的臟器作為對(duì)象的情況下，可以省略以往所進(jìn)行的用于區(qū)域提取的煩雜的設(shè)定處理等，減輕操作者的負(fù)擔(dān)。
(實(shí)施方式4)下面，對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式4進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是如下的方式，即，在進(jìn)行了所需的區(qū)域內(nèi)所含的1個(gè)以上的部分區(qū)域的提取后，由所提取的各部分區(qū)域和將它們以給定倍率放大(或縮小)了的部分區(qū)域分別合成所需的區(qū)域的至少一部分，由2個(gè)大小不同的被合成了的至少一部分的所需的區(qū)域分別求得輪廓而提取層狀區(qū)域。與所述實(shí)施方式2不同的方面在于，與所述實(shí)施方式3相同，由于不使用模型圖形，因此沒(méi)有圖2的步驟S202和S203，另外圖2的步驟S204的輪廓提取處理和步驟S205的層狀區(qū)域提取處理的處理內(nèi)容不同。除此以外，與實(shí)施方式2相同。所以，對(duì)于與實(shí)施方式2相互對(duì)應(yīng)的部位使用相同符號(hào)，以不同點(diǎn)為中心將本實(shí)施方式說(shuō)明如下。
實(shí)施方式4的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此省略對(duì)實(shí)施方式4的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明。另外，對(duì)于實(shí)施方式4的區(qū)域提取裝置的基本動(dòng)作例，雖然與圖2所示的流程圖相同，然而如上所示，沒(méi)有步驟S202和S203，另外，步驟S204和步驟S205不同。所以，作為所需的區(qū)域以心臟為例，將這些處理內(nèi)容不同的步驟說(shuō)明如下。
步驟S204-4中，在將所需的區(qū)域內(nèi)所含的1個(gè)以上的部分區(qū)域分別單獨(dú)提取后，通過(guò)使用所提取的各部分區(qū)域合成所需的區(qū)域的至少一部分，取得該被合成了的至少一部分的所需的區(qū)域的輪廓(第一輪廓)。然后，將所提取的各部分區(qū)域以給定的倍率放大(或縮小)，通過(guò)使用它們，合成被放大(縮小)了的所需的區(qū)域的至少一部分。求得該至少一部分的被放大(縮小)了的所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓(第二輪廓)。
圖17是表示本實(shí)施方式的一個(gè)例子的圖，是表示從具有濃淡的心臟斷層圖像中提取心室或心肌等的部分區(qū)域，使用其結(jié)果求得心臟整體的層狀區(qū)域的一個(gè)例子的圖。根據(jù)本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先前申請(qǐng)的(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中所記載的方法，與圖16的情況相同，可以從斷層圖像中自動(dòng)地提取如圖17所示的右心室提取圖像1601、左心室提取圖像1602及心肌提取圖像1603這3個(gè)圖像。通過(guò)將這些被提取的部分區(qū)域的圖像合成，取得心臟的外輪廓的圖像1604。直到這里為止，與圖16的情況相同。實(shí)施方式4中，還將所提取的右心室提取圖像1601、左心室提取圖像1602及心肌提取圖像1603這3個(gè)圖像分別以相同倍率放大(或縮小)，分別求得被放大(縮小)了的右心室提取圖像1701、左心室提取圖像1702及心肌提取圖像1703。通過(guò)將所求得的放大(縮小)右心室提取圖像1701、放大(縮小)左心室提取圖像1702及放大(縮小)心肌提取圖像1703合成，求得被放大(縮小)了的外輪廓圖像1704。由以上的外輪廓圖像1604取得第一輪廓，由外輪廓圖像1704求得第二輪廓。
以上，對(duì)于各部分的提取，雖然說(shuō)明了例如基于(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中所記載的方法自動(dòng)提取的例子，然而也可以使用所述的實(shí)施方式2中所說(shuō)明的模型圖形來(lái)提取。
步驟S205-4中，將由在步驟S204-4中取得的所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓(第一輪廓)和其放大(縮小)輪廓(第二輪廓)所夾的區(qū)域作為所需的區(qū)域的層狀區(qū)域，提取至少包括該層狀區(qū)域的區(qū)域。
圖17中，表示將由心臟的外輪廓圖像1604和其放大(縮小)外輪廓圖像1704所夾的區(qū)域作為層狀區(qū)域1705，即，表示作為進(jìn)行用于三維地顯示心臟表面的血管行進(jìn)狀態(tài)的圖像處理的區(qū)域取得了層狀區(qū)域1705的例子。
以上是與圖2所示的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作不同的步驟的說(shuō)明，步驟S202～S205以外的其他的步驟與圖2所示的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作相同。這樣，將包圍三維的所需的區(qū)域的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的區(qū)域提取，限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
如上說(shuō)明所示，本發(fā)明的實(shí)施方式4中，具有與所述的實(shí)施方式3相同的效果。
(實(shí)施方式5)下面，對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式5進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是如下的方式，即，基于多個(gè)斷層圖像之中的數(shù)片求得所需的區(qū)域的輪廓，對(duì)于除此以外的斷層圖像的所需的區(qū)域的輪廓，從所求得的輪廓中利用插補(bǔ)而求得(以下簡(jiǎn)記作「第一輪廓插補(bǔ)處理」)?；蛘呤侨缦碌姆绞剑?，當(dāng)相鄰的切片間的間隔空缺時(shí)，即，在相鄰的切片間存在有未被拍攝的區(qū)域的情況下，由基于所拍攝的切片的斷層圖像提取的所需的區(qū)域的輪廓利用插補(bǔ)來(lái)求得未被拍攝的區(qū)域的所需的區(qū)域的輪廓(以下簡(jiǎn)記作「第二輪廓插補(bǔ)處理」)。與所述實(shí)施方式2～4不同的方面在于，只是與圖2的步驟S204的輪廓提取處理對(duì)應(yīng)的處理內(nèi)容不同。除此以外，與實(shí)施方式2～4相同。所以，對(duì)于與實(shí)施方式2～4相互對(duì)應(yīng)的部位使用相同符號(hào)，以不同點(diǎn)為中心將本實(shí)施方式說(shuō)明如下。
實(shí)施方式5的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此省略對(duì)實(shí)施方式5的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明。另外，對(duì)于實(shí)施方式5的區(qū)域提取裝置的基本動(dòng)作例，雖然與圖2所示的流程圖相同，然而如上所示，只是步驟S204的處理內(nèi)容不同。所以，作為所需的區(qū)域以心臟為例，將所述第一輪廓插補(bǔ)處理的情況下的該步驟說(shuō)明如下。而且，所述第二輪廓插補(bǔ)處理的情況也相同。
步驟S204-5中，進(jìn)行所述第一輪廓插補(bǔ)處理或第二輪廓插補(bǔ)處理的任意一方。
圖18是表示對(duì)圖6所示的3個(gè)連續(xù)的切片斷層圖像(A)、(B)及(C)使用了所述第一輪廓插補(bǔ)處理的例子的概念圖。最初，對(duì)于圖6(A)和圖6(C)的切片斷層圖像，利用如前所述由4個(gè)橢圓構(gòu)成的模型圖形，提取心臟的外輪廓1801(實(shí)線)和外輪廓1802(實(shí)線)。然后，通過(guò)由外輪廓1801和外輪廓1802進(jìn)行線性插補(bǔ)處理或樣條插補(bǔ)處理而求得圖6(B)的切片斷層圖像中的心臟的外輪廓1803(虛線)。即，由基于兩側(cè)的斷層圖像的外輪廓，利用插補(bǔ)處理，求得兩側(cè)的斷層圖像之間的斷層圖像的輪廓。該情況下，通過(guò)對(duì)構(gòu)成外輪廓的4個(gè)橢圓的中心位置和其長(zhǎng)軸及短軸的長(zhǎng)度進(jìn)行插補(bǔ)處理，就可以容易地進(jìn)行外輪廓的插補(bǔ)。圖18中，表示了如下的樣子，即，用將2個(gè)橢圓的中心點(diǎn)(白點(diǎn)和黑點(diǎn))分別連結(jié)的線1804及1805，利用插補(bǔ)處理求得橢圓的中心位置。
以上是與圖2所示的實(shí)施方式2～4的基本動(dòng)作不同的步驟的說(shuō)明，其他的步驟與圖2所示的實(shí)施方式2～4的基本動(dòng)作相同。這樣，提取包圍三維的所需的區(qū)域的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的區(qū)域，限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
如上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式5，除了實(shí)施方式1～4的效果以外，還可以縮短三維層狀區(qū)域的提取時(shí)間。所述的插補(bǔ)處理由于能夠用比提取斷層圖像的層狀區(qū)域的時(shí)間更短的時(shí)間來(lái)處理，因此與在全部的切片斷層圖像的各自中求出層狀區(qū)域后合成三維層狀區(qū)域的情況相比，可以用更短的時(shí)間來(lái)處理。另外，在使用所述的模型圖形進(jìn)行輪廓提取的情況下，不需要對(duì)每個(gè)斷層圖像進(jìn)行近似處理，從而可以減輕操作者的負(fù)擔(dān)。而且，所述第二輪廓插補(bǔ)處理的情況也具有相同的效果。
(實(shí)施方式6)下面，對(duì)本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法的實(shí)施方式6進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是如下的方式，即，在相鄰的切片間的間隔空缺時(shí)，即，在相鄰的切片間存在有未被拍攝的區(qū)域的情況下，由基于所拍攝的切片的斷層圖像提取的所需的區(qū)域的層狀區(qū)域利用插補(bǔ)來(lái)求得未被拍攝的區(qū)域的所需的區(qū)域的層狀區(qū)域(以下簡(jiǎn)記作「第一層狀區(qū)域插補(bǔ)處理」)?；蛘呤侨缦碌姆绞?，即，基于多個(gè)斷層圖像之中的數(shù)片求得所需的區(qū)域的層狀區(qū)域，對(duì)于除此以外的斷層圖像的所需的區(qū)域的層狀區(qū)域，從所求得的層狀區(qū)域中利用插補(bǔ)而求得(以下簡(jiǎn)記作「第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理」)。與所述實(shí)施方式2～4不同的方面在于，只是圖2的步驟S207的層狀區(qū)域的合成處理的處理內(nèi)容不同。除此以外，與實(shí)施方式2～4相同。所以，對(duì)于與實(shí)施方式2～4相互對(duì)應(yīng)的部位使用相同符號(hào)，以不同點(diǎn)為中心將本實(shí)施方式說(shuō)明如下。
實(shí)施方式6的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此省略對(duì)實(shí)施方式6的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明。另外，對(duì)于實(shí)施方式6的區(qū)域提取裝置的基本動(dòng)作例，雖然與圖2所示的流程圖相同，然而如上所示，只是步驟S207的處理內(nèi)容不同。所以，作為所需的區(qū)域以心臟為例，將所述第一或第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理的情況下的該步驟說(shuō)明如下。
步驟S207-6中，進(jìn)行所述第一層狀區(qū)域插補(bǔ)處理或第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理的任意一方。
圖19是表示所述第一或第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理的一個(gè)例子的概念圖。這里，由在各切片的斷層圖像中求得的心臟的各層狀區(qū)域，通過(guò)進(jìn)行線性插補(bǔ)處理或樣條插補(bǔ)處理，求得不存在切片斷層圖像的區(qū)域的心臟的層狀區(qū)域(第一層狀區(qū)域插補(bǔ)處理)?；蛘撸稍诙鄠€(gè)斷層圖像之中的數(shù)片斷層圖像中求得的心臟的各層狀區(qū)域，對(duì)除它們以外的斷層圖像的心臟的層狀區(qū)域，利用插補(bǔ)處理求得(第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理)。
例如在存在有利用圖16或圖17的處理提取的層狀區(qū)域1705～1707的情況下，通過(guò)由這些層狀區(qū)域1705～1707進(jìn)行線性插補(bǔ)處理或樣條插補(bǔ)處理，就可以求得層狀區(qū)域1705和1706之間的層狀區(qū)域1708及層狀區(qū)域1706和1707之間的層狀區(qū)域1709。
即，在不存在斷層圖像的區(qū)域的情況下，通過(guò)由其兩側(cè)的區(qū)域的層狀區(qū)域進(jìn)行插補(bǔ)處理，就可以取得不存在斷層圖像的區(qū)域的層狀區(qū)域(第一層狀區(qū)域插補(bǔ)處理)?；蛘撸瑢?duì)于多個(gè)斷層圖像之中的數(shù)片求得層狀區(qū)域，通過(guò)對(duì)除此以外的斷層圖像由兩側(cè)的斷層圖像的層狀區(qū)域進(jìn)行插補(bǔ)處理，就可以求出實(shí)際上未求得層狀區(qū)域的斷層圖像的層狀區(qū)域(第二層狀區(qū)域插補(bǔ)處理)。
以上是與圖2所示的實(shí)施方式2的基本動(dòng)作不同的步驟的說(shuō)明，其他的步驟與圖2所示的實(shí)施方式2～4的基本動(dòng)作相同。這樣，提取包圍三維的所需的區(qū)域的三維層狀區(qū)域或包括該三維層狀區(qū)域的區(qū)域，限定為該三維區(qū)域地進(jìn)行所需的圖像處理。
如上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式6，具有與所述的實(shí)施方式5相同的效果。
(實(shí)施方式7)下面，對(duì)使用了本發(fā)明的區(qū)域提取裝置的實(shí)施方式7進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是包括所述的實(shí)施方式2～6的至少一個(gè)，另外還追加了進(jìn)行手動(dòng)的輪廓提取及層狀區(qū)域等的提取的處理的方式。所以，將以與所述的實(shí)施方式2～6不同的方面為中心，將本實(shí)施方式說(shuō)明如下。而且，對(duì)于與實(shí)施方式2～6相互對(duì)應(yīng)的部位使用相同符號(hào)，將其說(shuō)明省略。
實(shí)施方式7的區(qū)域提取裝置的構(gòu)成由于與圖23所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同，因此省略對(duì)實(shí)施方式7的區(qū)域提取裝置的說(shuō)明。
圖20是表示區(qū)域提取裝置所執(zhí)行的主流程的一個(gè)例子的圖。圖3的CPU10依照該主流程動(dòng)作。以下，作為所需的區(qū)域以心臟為例，將該主流程的詳細(xì)情況依步驟順序進(jìn)行說(shuō)明。
步驟S2000中，在顯示裝置中顯示包括輪廓提取處理對(duì)象區(qū)域的圖像。具體來(lái)說(shuō)，在圖23所示的CRT14中，例如從磁盤(pán)12中讀出而顯示X射線CT圖像之類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)。
圖21中表示圖像顯示的一個(gè)例子。將例如像X射線CT圖像那樣的具有濃淡的斷層圖像2101顯示于畫(huà)面的左側(cè)，將用于選擇從該斷層圖像2101中提取所需的區(qū)域(部位)的輪廓的方法的菜單2102顯示于畫(huà)面的右側(cè)。
步驟S2001～步驟S2003中，選擇進(jìn)行包圍所需的區(qū)域(部位)的層狀區(qū)域的提取的方法。
圖21是表示在從具有濃淡的斷層圖像中提取層狀區(qū)域的情況下，用于選擇如何提取層狀區(qū)域的方法的畫(huà)面的一個(gè)例子的圖。從圖21中清楚地看到，在斷層圖像2101的右邊顯示有用于選擇方法的圖標(biāo)菜單2102。這里，將在所述的實(shí)施方式3及4中分別說(shuō)明的如圖16及圖17所示的自動(dòng)地提取層狀區(qū)域的方法用「自動(dòng)提取」的字樣表示，將在所述的實(shí)施方式2的說(shuō)明中使用如圖2～圖15中所示的模型圖形提取的方法用「模型提取」的字樣表示，將像以往那樣利用手動(dòng)操作跟蹤而提取層狀區(qū)域的方法用「手動(dòng)跟蹤提取」的字樣表示。當(dāng)「自動(dòng)提取」的圖標(biāo)2103被利用鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊時(shí)，即從顯示中的斷層圖像中自動(dòng)地提取心臟的心室或心肌等。對(duì)于自動(dòng)地提取的方法，由于已經(jīng)被詳細(xì)記載于本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先前申請(qǐng)的(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中，因此這里將其說(shuō)明省略。
步驟S2001中，進(jìn)行是否選擇了「自動(dòng)提取」的判定。
該步驟中，進(jìn)行「自動(dòng)提取」的圖標(biāo)2103是否被鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊的判定，在yes的情況下，前進(jìn)到步驟S2005，在no的情況下，前進(jìn)到下面的步驟S2002。
步驟S2002中，進(jìn)行是否選擇了「模型提取」的判定。
該步驟中，進(jìn)行「模型提取」的圖標(biāo)2104是否被鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊的判定，在yes的情況下，前進(jìn)到步驟S2010，在no的情況下，前進(jìn)到下面的步驟S2003。
步驟S2003中，進(jìn)行是否選擇了「手動(dòng)跟蹤提取」的判定。
該步驟中，進(jìn)行「手動(dòng)跟蹤提取」的圖標(biāo)2105是否被鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊的判定，在yes的情況下，前進(jìn)到步驟S2013，在no的情況下，前進(jìn)到下面的步驟S2004。
步驟S2004中，進(jìn)行是否選擇了「結(jié)束」的判定。
該步驟中，進(jìn)行「結(jié)束」的圖標(biāo)2106是否被鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊的判定，在yes的情況下，結(jié)束處理，在no的情況下，回到步驟S2001。
在步驟S2005中，由于「自動(dòng)提取」的圖標(biāo)2103被用鼠標(biāo)15等選擇，因此利用記載于本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先前申請(qǐng)的(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)或(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中的方法，從顯示中的具有濃淡的斷層圖像中自動(dòng)地提取心臟的心室或心肌等區(qū)域。
步驟S2006中，用如圖16或圖17所示的方法，使用所提取的心臟的心室或心肌等區(qū)域，取得外輪廓圖像。此外，取得第一輪廓及第二輪廓。
步驟S2007中，用如圖16或圖17所示的方法，使用所提取的外輪廓圖像或所提取的心臟的心室或心肌等部分區(qū)域，提取層狀區(qū)域。
步驟S2008中，判定是否有來(lái)自操作者的手動(dòng)修正的指示，在有手動(dòng)修正的指示(yes)的情況下，前進(jìn)到步驟S2009，在沒(méi)有指示的情況下，前進(jìn)到步驟S2015。
步驟S2009中，由于有來(lái)自操作者的手動(dòng)修正的指示，因此使用鼠標(biāo)15等進(jìn)行層狀區(qū)域的修正。層狀區(qū)域的修正例如可以通過(guò)修正在步驟S2006中取得的外輪廓圖像來(lái)進(jìn)行。
步驟S2010中，由于「模型提取」的圖標(biāo)2104被用鼠標(biāo)15等選擇，因此顯示由如圖22所示的模型圖形選擇用圖標(biāo)菜單2201構(gòu)成的模型圖形設(shè)定的畫(huà)面，因而通過(guò)用鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊這些圖標(biāo)，由操作者選擇近似的模型圖形。
圖22是表示作為斷層圖像的提取方法選擇了「模型提取」的圖標(biāo)2104的情況的一個(gè)例子的圖。因選擇了「模型提取」的圖標(biāo)2104，在原來(lái)顯示提取方法的選擇圖標(biāo)2102的部分，就顯示出與用于近似輪廓的模型圖形對(duì)應(yīng)的模型圖形選擇用圖標(biāo)菜單2201。
該模型圖形選擇用圖標(biāo)菜單2201中的圖標(biāo)2202～2207所具有的功能如下所示。
圖標(biāo)2202是用于將作為要素圖形的橢圓逐一追加顯示，以逐漸近似所需的區(qū)域的輪廓的一部分的圖標(biāo)，是用于以在圖2的步驟S202、S203中說(shuō)明的第一工序來(lái)近似輪廓的圖標(biāo)。通過(guò)使用鼠標(biāo)15等定點(diǎn)設(shè)備來(lái)點(diǎn)擊該圖標(biāo)，就顯示出一個(gè)要素圖形。
圖標(biāo)2203是與使用圖10及圖11所示的4個(gè)橢圓來(lái)近似的方法對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)。
圖標(biāo)2204是與使用圖6及圖7所示的3個(gè)橢圓來(lái)近似的方法對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)。
圖標(biāo)2205是與使用圖3～圖5、圖9及圖13所示的4個(gè)橢圓來(lái)近似的方法對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)。
圖標(biāo)2206是如圖5(a)所示，在輪廓上配置多個(gè)點(diǎn)，用于顯示穿過(guò)這些點(diǎn)或附近的模型圖形或要素圖形的圖標(biāo)，是用于以在所述的步驟S202、S203中說(shuō)明的第二工序來(lái)近似輪廓的圖標(biāo)。
圖標(biāo)2207是如圖5(b)所示，在輪廓上配置1條以上的曲線，用于顯示穿過(guò)這些曲線或附近的模型圖形或要素圖形的圖標(biāo)，是用于以在所述的步驟S202、S203中說(shuō)明的第二工序來(lái)近似輪廓的圖標(biāo)。
從由以上的圖標(biāo)構(gòu)成的模型圖形選擇用圖標(biāo)菜單2201之中選擇最佳的圖標(biāo)，基于與該圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的功能，進(jìn)行斷層圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的輪廓提取。
而且，也可以分為模型圖形的圖標(biāo)2203～2205、其他的圖標(biāo)2202、2206及2207，作為不同組的菜單來(lái)顯示。
步驟S2011中，由于與所選擇的模型圖形選擇用圖標(biāo)對(duì)應(yīng)，顯示如圖3～圖6、圖7、圖9～圖11中所示的多個(gè)橢圓設(shè)定的畫(huà)面，因此使用這些橢圓進(jìn)行心臟的外輪廓(第一輪廓)及基于它的輪廓(第二輪廓)的提取。該步驟相當(dāng)于圖2的步驟S203及S204。
另外，由于如圖22所示，「開(kāi)始插補(bǔ)」的圖標(biāo)2208被顯示于畫(huà)面的中央附近，因此通過(guò)用鼠標(biāo)等點(diǎn)擊它，就根據(jù)需要開(kāi)始如圖18所示的插補(bǔ)處理。
在提取結(jié)束的情況下，用鼠標(biāo)15等點(diǎn)擊「結(jié)束」的圖標(biāo)2209，前進(jìn)到步驟S2012。
步驟S2012中，用如圖13所示的方法，提取層狀區(qū)域。該步驟相當(dāng)于圖2的步驟S205。
而且，當(dāng)具有多個(gè)切片斷層圖像時(shí)，在反復(fù)進(jìn)行了所述步驟S2010～S2012后，在該步驟S2012中進(jìn)行與圖2的步驟S207相當(dāng)?shù)膶訝顓^(qū)域的合成。此時(shí)也可以進(jìn)行如圖19所示的插補(bǔ)處理。
步驟S2013中，由于「跟蹤提取」的圖標(biāo)2105被用鼠標(biāo)15等選擇，因此依照以往所進(jìn)行的方法，使用鼠標(biāo)、跟蹤球、光筆等定點(diǎn)設(shè)備在顯示圖像上輸入樣本點(diǎn)，利用手動(dòng)操作跟蹤心臟的外輪廓(第一輪廓)等而提取。另外，基于該外輪廓求得輪廓(第二輪廓)。此時(shí)的第二輪廓的求法可以使用與所述的實(shí)施方式1相同的方法。
步驟S2014中，用如圖13所示的方法，提取層狀區(qū)域。而且，當(dāng)具有多個(gè)切片斷層圖像時(shí)，在反復(fù)進(jìn)行了所述步驟S2013后，在該步驟S2012中進(jìn)行與圖2的步驟S207相當(dāng)?shù)膶訝顓^(qū)域的合成。此時(shí)，也可以通過(guò)使用所述的圖18或圖19的插補(bǔ)處理，減少實(shí)際上進(jìn)行跟蹤處理的切片斷層圖像的片數(shù)而縮短處理時(shí)間。
步驟S2015中，對(duì)利用所述各步驟提取的層狀區(qū)域進(jìn)行MIP/3D處理。
步驟S2016中，將利用MIP/3D處理得到的圖像顯示于畫(huà)面中。
如上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式7，除了實(shí)施方式1～6的效果以外，還可以通過(guò)預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)模型圖形，柔性地對(duì)應(yīng)臟器或部位不同的形狀。另外，利用模型圖形的輪廓近似、輪廓的自動(dòng)提取及手動(dòng)提取由于針對(duì)區(qū)域提取分別具有一長(zhǎng)一短的特征，因此可以通過(guò)將它們都事先準(zhǔn)備好，與斷層圖像的畫(huà)質(zhì)或臟器及部位的不同的形狀對(duì)應(yīng)地選擇最佳的區(qū)域提取方法。
以上雖然對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，然而本發(fā)明的區(qū)域提取裝置及方法不僅可以用于利用X射線CT裝置取得的圖像，而且還可以用于利用磁共振影像裝置或超聲波診斷裝置等其他的圖像診斷裝置取得的圖像。另外，作為對(duì)象臟器，除了心臟以外，還可以適用于人體的多個(gè)部位。另外，不僅可以適用于醫(yī)用圖像，而且還可以適用于其他的一般的圖像的區(qū)域提取。
另外，所述的各實(shí)施方式中，雖然表示了將模型圖形用虛線、單點(diǎn)劃線等線的種類(lèi)來(lái)區(qū)別的情況，然而除此以外，也可以使用紅、藍(lán)、綠等線的顏色或細(xì)線、粗線等線的粗細(xì)等來(lái)識(shí)別各個(gè)圖形。
另外，雖然對(duì)將由第一輪廓和將該第一輪廓放大或縮小了的第二輪廓所夾的區(qū)域作為層狀區(qū)域的例子進(jìn)行了說(shuō)明，然而也可以用由將第一輪廓自身放大或縮小了的第一a輪廓和所述第二輪廓所夾的區(qū)域作為層狀區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種區(qū)域提取方法，是提取圖像內(nèi)的指定的區(qū)域的區(qū)域提取方法，其特征是，包括以下的步驟(a)顯示所述圖像的步驟、(b)選擇所述圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的步驟、(c)選擇與所述所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓對(duì)應(yīng)的要素圖形的步驟、(d)使所述要素圖形的至少一部分的輪廓與所述部分區(qū)域的至少一部分的輪廓近似的步驟、(e)將所述步驟(c)～(d)反復(fù)進(jìn)行2次以上的步驟、(f)將組合了所述近似后的各要素圖形的至少一部分的輪廓后的輪廓作為第一輪廓的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(c)中，選擇穿過(guò)配置于所述部分區(qū)域的至少一部分的輪廓上的多個(gè)點(diǎn)或這些點(diǎn)的附近的所述要素圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(c)中，選擇穿過(guò)配置于所述部分區(qū)域的至少一部分的輪廓上的1條以上的曲線或這些曲線的附近的所述要素圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述多個(gè)要素圖形之中的至少2個(gè)在大小和形狀之中的至少一個(gè)方面相互不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述要素圖形為橢圓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(d)中，通過(guò)移動(dòng)所述橢圓的長(zhǎng)軸點(diǎn)或短軸點(diǎn)或者中心，或者繞著所述中心旋轉(zhuǎn)所述橢圓，改變?cè)摍E圓的位置或大小或形狀，來(lái)進(jìn)行所述近似。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(d)中，所述多個(gè)橢圓的至少2個(gè)被相互連動(dòng)地進(jìn)行所述近似。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(c)中，與所述圖像一起，顯示所述要素圖形，所述步驟(d)中，所述被顯示的要素圖形的所述近似被在所述圖像上進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在所述步驟(b)和所述步驟(c)之間，包括(g)與所述圖像一起，顯示至少一個(gè)將多個(gè)所述要素圖形組合而成的模型圖形的步驟；(h)選擇1個(gè)與所述所需的區(qū)域?qū)?yīng)的所述模型圖形的步驟；(i)與所述圖像一起，顯示構(gòu)成所述被選擇的模型圖形的多個(gè)要素圖形的至少一個(gè)的步驟，所述步驟(c)中，從所述被顯示的要素圖形之中進(jìn)行所述要素圖形的選擇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在所述步驟(f)之后，包括(j)基于所述第一輪廓求得第二輪廓的步驟、(k)提取至少包括由所述第一輪廓和所述第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(j)中，將所述第一輪廓以給定倍率放大或縮小而求得第二輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(j)中，改變?cè)谒霾襟E(f)中求得所述第一輪廓時(shí)所使用的各要素圖形的位置或大小或形狀而求得所述第二輪廓。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的區(qū)域提取方法，其特征是，所述步驟(k)中，僅提取所述層狀區(qū)域，或提取包括所述層狀區(qū)域而有所述第一輪廓的一側(cè)的區(qū)域或者包括所述層狀區(qū)域而有所述第二輪廓的一側(cè)的區(qū)域之中的任意一個(gè)區(qū)域。
14.一種區(qū)域提取方法，是提取圖像內(nèi)的指定的區(qū)域的區(qū)域提取方法，其特征是，包括以下的步驟(l)顯示所述圖像的步驟、(m)選擇所述圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的步驟、(n)從所述所需的區(qū)域內(nèi)提取1個(gè)以上的部分區(qū)域的步驟、(o)將所述1個(gè)以上的部分區(qū)域組合而合成所述所需的區(qū)域的至少一部分的步驟、(p)將所述被合成的至少一部分的所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓作為第一輪廓的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在所述步驟(p)之后，包括(q)將所述1個(gè)以上的部分區(qū)域分別以給定倍率放大或縮小的步驟；(r)將所述被放大或縮小了的1個(gè)以上的部分區(qū)域組合，合成被放大或縮小了的所述所需的區(qū)域的至少一部分的步驟；(s)將所述被放大或縮小了的至少一部分的所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓作為第二輪廓的步驟；(t)提取至少包括由所述第一輪廓和所述第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在具有多個(gè)所述圖像的情況下，在所述步驟(k)之后，具有(u)改變所述圖像而將所述步驟(a)～(k)反復(fù)進(jìn)行2次以上的步驟；(v)使用每個(gè)圖像的所述提取區(qū)域合成三維區(qū)域的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在所述多個(gè)圖像為相互不同的切片的斷層圖像的情況下，在所述步驟(u)和所述步驟(v)之間，具有(w)基于求得了所述第一輪廓的切片的該第一輪廓，求出未求得所述第一輪廓的區(qū)域的所述第一輪廓、所述第二輪廓及所述層狀區(qū)域的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的區(qū)域提取方法，其特征是，在所述多個(gè)圖像為相互不同的切片的斷層圖像的情況下，在所述步驟(u)和所述步驟(v)之間，具有(x)基于求得了所述層狀區(qū)域的切片的該層狀區(qū)域，求出未求得所述層狀區(qū)域的區(qū)域的所述層狀區(qū)域的步驟。
19.一種區(qū)域提取裝置，是具備了顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)、輸入對(duì)所述圖像的指示的輸入機(jī)構(gòu)、對(duì)所述圖像進(jìn)行所需的圖像處理的運(yùn)算機(jī)構(gòu)的區(qū)域提取裝置，其特征是，所述顯示機(jī)構(gòu)將多個(gè)要素圖形與所述圖像一起顯示，向所述輸入機(jī)構(gòu)中，輸入用于使所述各要素圖形的至少一部分的輪廓與所述所需的區(qū)域的至少一部分的輪廓近似的指示，所述運(yùn)算機(jī)構(gòu)將組合了所述近似后的各要素圖形的至少一部分的輪廓后的輪廓作為第一輪廓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的區(qū)域提取裝置，其特征是，所述運(yùn)算機(jī)構(gòu)基于所述第一輪廓求得第二輪廓，提取至少包括由所述第一輪廓和所述第二輪廓所夾的層狀區(qū)域的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種區(qū)域提取方法，是利用由以下的步驟構(gòu)成的方法提取所需的區(qū)域的輪廓的區(qū)域提取方法，即，(a)顯示圖像的步驟、(b)選擇所述圖像內(nèi)的所需的區(qū)域的步驟、(c)選擇與所述所需的區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的至少一部分的輪廓對(duì)應(yīng)的要素圖形的步驟、(d)使所述要素圖像的一部分的輪廓與所述部分區(qū)域的至少一部分的輪廓近似的步驟、(e)將所述步驟(c)～(d)反復(fù)進(jìn)行2次以上的步驟、(f)將組合了所述近似后的各要素的至少一部分后的輪廓作為第一輪廓的步驟。
文檔編號(hào)G06T5/00GK1893876SQ20048003735
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者后藤良洋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥