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JP2010131315A - Medical image processor and medical image processing program - Google Patents

Medical image processor and medical image processing program Download PDF

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JP2010131315A
JP2010131315A JP2008312381A JP2008312381A JP2010131315A JP 2010131315 A JP2010131315 A JP 2010131315A JP 2008312381 A JP2008312381 A JP 2008312381A JP 2008312381 A JP2008312381 A JP 2008312381A JP 2010131315 A JP2010131315 A JP 2010131315A
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JP
Japan
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lesion
color information
medical image
dimensional image
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008312381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Furuhata
賢太郎 古旗
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.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems 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.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical image processor and a medical image processing program, generating and displaying a three-dimensional image enabling observation on the range and shape of a lesion part, a lesion part or a lesion candidate part represented by a blood vessel infarct, vasoconstriction, lung cancer, large intestine cancer, a stomach cancer and the like. <P>SOLUTION: In an optional plotting mode such as MIP (Maximum Intensity Projection), SVR (Shaded Volume Rendering) or DVR (Depth Volume Rendering), a region corresponding to a lesion part on volume data is extracted, color different from that of a normal region is allocated to the region automatically or according to user's designation to generate a three-dimensional image reflecting also depth information. When a window condition is changed in an optional timing, a three-dimensional image is generated after allocation of color information is performed to each voxel existing in the region corresponding to the lesion or the like and to each voxel existing in a normal region under the changed window condition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、医療画像撮像装置から得られる原画像のボリュームデータから臓器の三次元画像を作成して表示する医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムに関する。   The present invention relates to a medical image processing apparatus and a medical image processing program for creating and displaying a three-dimensional image of an organ from volume data of an original image obtained from a medical image imaging apparatus.

近年の医用画像分野で使用される画像処理装置(医用画像処理装置)は、超音波診断装置、X線コンピュータ断層撮像装置(X線CT装置)、磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)等に代表される医用画像を撮像するための医用画像診断装置と組み合わせて使用され、多くの病院、検査機関等で広く利用されている。この医用画像処理装置によって提供される三次元画像は、手術前のシミュレーション等において、消化管の腫瘍、プラーク(斑点)の形成、狭搾症等の原因を調べる際に行う消化管腔の画像化等に有効利用されている。この様な医用画像処理装置を用いて、X線CT装置やMRI装置などで撮像された原画像のボリュームデータから、肺野、心臓、頭部血管等、コンピュータ処理によって病巣部の候補点や範囲を見つけ、その候補点や範囲を、原画像、MPR画像、三次元画像などの上に矢印その他の方法で明示する表示システム等が存在する。   Image processing apparatuses (medical image processing apparatuses) used in the medical image field in recent years are typified by ultrasonic diagnostic apparatuses, X-ray computed tomography apparatuses (X-ray CT apparatuses), magnetic resonance imaging apparatuses (MRI apparatuses), and the like. It is used in combination with a medical image diagnostic apparatus for capturing a medical image, and is widely used in many hospitals, inspection institutions, and the like. The three-dimensional image provided by this medical image processing apparatus is an imaging of the digestive tract cavity that is performed when examining the cause of tumors of the digestive tract, formation of plaques (spots), stenosis, etc. in a simulation before surgery. It is used effectively. Using such a medical image processing apparatus, from the volume data of the original image captured by an X-ray CT apparatus, MRI apparatus, etc., candidate points and ranges of lesions by computer processing such as lung fields, heart, head blood vessels, etc. There is a display system or the like that finds the candidate points and range by using arrows or other methods on the original image, MPR image, three-dimensional image, or the like.

なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
特開平8−294479号公報 特開2003−190134号公報
In addition, as a well-known document relevant to this application, there exist the following, for example.
JP-A-8-294479 JP 2003-190134 A

しかしながら、従来の医用画像処理装置では、複数ある候補点に対し、例えば図10に示すように立体的に表示された三次元画像の上に+マークや矢印などを表示して位置を示すだけであり、立体画像の上で病巣部範囲や大きさを分かりやすく的確に明示することができない。   However, in the conventional medical image processing apparatus, only a plurality of candidate points are displayed by displaying a + mark, an arrow, or the like on a three-dimensional image displayed three-dimensionally as shown in FIG. Yes, the range and size of the lesion cannot be clearly and accurately shown on the stereoscopic image.

また、スクリーニングの結果を立体的かつ感覚的に分かりやすく表示できる事は、今後増えるであろうCAD(Computer Aided Diagnosis)のシステムにとって、一つの重要な表示技術であるとされている。例えば、複雑に入り組んだ血管病変や肺野の上に矢印や+マークを表示しただけでは、その位置が人体のどの部分にあるのか、画像上で把握する事は難しい。血管など大腸ポリープ(自動診断可能)や、癌その他の病巣部、の表示にも、同様の事が言える。その様な状況の中で、三次元画像上に、病巣部の位置や範囲を分かりやすく明示する技術の確立は、強く望まれるところである。   In addition, the ability to display the results of screening in a three-dimensional and sensory manner in an easy-to-understand manner is considered to be an important display technique for CAD (Computer Aided Diagnosis) systems that will increase in the future. For example, if an arrow or + mark is displayed only on complicated vascular lesions or lung fields, it is difficult to grasp on the image which part of the human body the position is. The same can be said for the display of large intestine polyps such as blood vessels (automatic diagnosis possible), cancer and other lesions. In such a situation, establishment of a technique for clearly indicating the position and range of a lesion on a three-dimensional image is strongly desired.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、病巣部、血管梗塞、血管狭窄、肺癌、大腸癌、胃癌等に代表される病巣部又はその可能性があると思われる領域(病巣候補部)が、どの程度の範囲で、どのような形状をしているかを視認可能な三次元画像を生成し表示することができる医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a lesion part represented by a lesion part, vascular infarction, vascular stenosis, lung cancer, colon cancer, gastric cancer, or the like (region candidate part). However, it is an object of the present invention to provide a medical image processing apparatus and a medical image processing program capable of generating and displaying a three-dimensional image that can be viewed in what range and in what shape.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

請求項1に記載の発明は、被検体の病巣部及び病巣候補部のうちの少なくとも一方を含む領域を医用画像診断装置によって撮像することで取得されたボリュームデータを記憶する記憶手段と、前記ボリュームデータから病巣部及び病巣候補部の少なくとも一方に対応する第1の領域を抽出する抽出手段と、前記第1の領域内に存在するボクセルと前記第1の領域以外の領域である第2の領域内に存在するボクセルとに異なる色情報を割り当て、当該各ボクセルの色情報を用いて三次元画像を生成する画像生成手段と、前記三次元画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする医用画像処理装置である。   The invention according to claim 1 is a storage means for storing volume data acquired by imaging a region including at least one of a lesion portion and a lesion candidate portion of a subject with a medical image diagnostic apparatus; and the volume Extraction means for extracting a first region corresponding to at least one of a lesion part and a lesion candidate part from data, a voxel existing in the first region, and a second region that is a region other than the first region An image generating unit that assigns different color information to voxels existing therein, and generates a three-dimensional image using the color information of each voxel; and a display unit that displays the three-dimensional image. A medical image processing apparatus.

請求項5に記載の発明は、コンピュータに、被検体の病巣部及び病巣候補部のうちの少なくとも一方を含む領域を医用画像診断装置によって撮像することで取得されたボリュームデータから、病巣部及び病巣候補部の少なくとも一方に対応する第1の領域を抽出させる抽出機能と、前記第1の領域内に存在するボクセルと前記第1の領域以外の領域である第2の領域内に存在するボクセルとに異なる色情報を割り当て、当該各ボクセルの色情報を用いて三次元画像を生成させる画像生成機能と、前記三次元画像を表示させる表示機能と、を具備することを特徴とする医用画像処理プログラムである。   According to a fifth aspect of the present invention, a lesion portion and a lesion are obtained from volume data obtained by imaging a region including at least one of a lesion portion and a lesion candidate portion of a subject with a medical image diagnostic apparatus. An extraction function for extracting a first region corresponding to at least one of the candidate portions, a voxel existing in the first region, and a voxel existing in a second region other than the first region; A medical image processing program comprising: an image generation function that assigns different color information to each other, and generates a three-dimensional image using the color information of each voxel; and a display function that displays the three-dimensional image It is.

以上本発明によれば、病巣部、血管梗塞、血管狭窄、肺癌、大腸癌、胃癌等に代表される病巣部又は病巣候補部が、どの程度の範囲で、どのような形状をしているかを視認可能な三次元画像を生成し表示することができる医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, the extent to which the lesion portion or the lesion candidate portion typified by the lesion portion, vascular infarction, vascular stenosis, lung cancer, colon cancer, gastric cancer, etc., has what shape. A medical image processing apparatus and a medical image processing program capable of generating and displaying a visually recognizable three-dimensional image can be realized.

以下、本発明の第1実施形態及び第2実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る画像処理装置1のブロック構成図を示している。同図に示すように、本医用画像処理装置1は、操作部10、表示部12、送受信部14、制御部16、記憶部18、病巣部等解析抽出部20、三次元画像レンダリング部22を具備している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus 1 according to this embodiment. As shown in the figure, the medical image processing apparatus 1 includes an operation unit 10, a display unit 12, a transmission / reception unit 14, a control unit 16, a storage unit 18, a lesion part analysis / extraction unit 20, and a 3D image rendering unit 22. It has.

操作部10は、画像処理において用いられる各種表示条件等の設定を入力するためのマウス、キーボード等を有する入力装置である。   The operation unit 10 is an input device having a mouse, a keyboard, and the like for inputting settings such as various display conditions used in image processing.

表示部12は、医用画像、各種設定を入力するための対話的画面等を表示する。   The display unit 12 displays a medical image, an interactive screen for inputting various settings, and the like.

送受信部14は、各種医用画像診断装置によって取得された画像等や他の装置によって生成された画像等を、ネットワークを介して他の装置と送受信する。   The transmission / reception unit 14 transmits / receives images acquired by various medical image diagnostic apparatuses, images generated by other apparatuses, and the like to / from other apparatuses via a network.

制御部16は、当該医用画像処理装置の動作を統括的に制御する。特に、制御部16は、記憶部18に記憶された専用プログラムを図示していないメモリ上に展開し、これに従って三次元画像レンダリング部20を構成し動作させることで、病巣部又は病巣候補部がどの程度の範囲、形状で浸潤しているかを可視化するための機能(病巣部等可視化機能)を実現する。この病巣部等可視化機能については、後で詳しく説明する。   The control unit 16 comprehensively controls the operation of the medical image processing apparatus. In particular, the control unit 16 expands the dedicated program stored in the storage unit 18 on a memory (not shown), and configures and operates the three-dimensional image rendering unit 20 according to the expanded program so that the lesion unit or the lesion candidate unit can be operated. A function (visualization function such as a lesion) for visualizing the extent and shape of infiltration is realized. The visualization function of the lesion part etc. will be described in detail later.

記憶部18は、各種医用画像診断装置によって取得されたボリュームデータの他、病巣部等可視化機能を実現するための専用プログラムを記憶する。   The storage unit 18 stores volume data acquired by various medical image diagnostic apparatuses, and a dedicated program for realizing a visualization function such as a lesion.

病巣部等解析抽出部20は、各種医用画像診断装置によって取得されたボリュームデータを解析してセグメンテーション処理を実行し、病巣部又は病巣候補部を抽出する。   The lesion part etc. analyzing and extracting unit 20 analyzes the volume data acquired by various medical image diagnostic apparatuses, executes a segmentation process, and extracts a lesion part or a lesion candidate part.

三次元画像レンダリング部22は、通常のボリュームレンダリング処理の他、制御部16からの制御に従って病巣部等可視化機能に従う処理を実現するものであり、臓器表示条件設定部221、セグメント表示設定部223、画像作成部225を有している。   The three-dimensional image rendering unit 22 realizes a process according to a visualization function such as a lesion in accordance with control from the control unit 16 in addition to a normal volume rendering process, and includes an organ display condition setting unit 221, a segment display setting unit 223, An image creation unit 225 is included.

臓器表示条件設定部221は、操作部10からの入力、又は予め設定されたプログラムに従って、ウィンドウレベルWL、ウィンドウ幅WWを設定する。   The organ display condition setting unit 221 sets the window level WL and the window width WW according to an input from the operation unit 10 or a preset program.

セグメント表示設定部223は、病巣部等と他の領域とが異なる色彩で表示されるように、自動的に決定された又はユーザから指定されたサンプル色を用いて、各ボクセルへ色情報を割り当てる。   The segment display setting unit 223 assigns color information to each voxel using a sample color that is automatically determined or specified by the user so that the lesion area and other areas are displayed in different colors. .

画像作成部225は、所定の描画モードに従って三次元画像を生成する。特に、画像作成部225は、後述する病巣部等可視化機能に従って、病巣部又は病巣候補部を正常部位とは異なる形態で立体的に強調表示するための三次元画像を生成する。   The image creation unit 225 generates a three-dimensional image according to a predetermined drawing mode. In particular, the image creation unit 225 generates a three-dimensional image for three-dimensionally highlighting the lesion part or the lesion candidate part in a form different from the normal site according to a visualization function such as a lesion part described later.

(病巣部等可視化機能)
次に、本医用画像処理装置が有する病巣部等可視化機能について説明する。この機能は、特にCADなど、自動診断のアプリケーション上で発見された病巣部又は病巣候補部(以下、「病巣部等」とも言う)をボリュームレンダリングによる三次元画像上で他の領域とは異なった表示状態で強調表示することで、病巣部等がどの程度の範囲、形状で浸潤しているかを可視化するものである。
(Visualization function such as lesions)
Next, a description will be given of a visualization function such as a lesion part of the medical image processing apparatus. This function is different from other regions on 3D images by volume rendering of lesions or candidate lesions (hereinafter also referred to as “lesions etc.”) discovered on automatic diagnosis applications such as CAD. By highlighting in the display state, it is visualized to what extent and shape the lesion or the like is infiltrated.

図2は、病巣部等可視化機能に従う処理(病巣部等可視化処理)の流れを示したフローチャートである。以下、各ステップにおける処理の内容について説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a process (visualization process such as a lesion part) according to a visualization function such as a lesion part. Hereinafter, the contents of processing in each step will be described.

[ボリュームデータの取得:ステップS1]
まず、所定の医用画像診断装置によって検査部位を含む領域(すなわち、病巣部及び病巣候補部の少なくとも一方を含む領域)に関する撮像が実行され、当該領域に関するボリュームデータが取得される(ステップS1)。本実施形態においては、説明を具体的にするため、X線CT装置を用いてボリュームデータが取得されたものとする。
[Obtain Volume Data: Step S1]
First, imaging regarding a region including an examination site (that is, a region including at least one of a lesion part and a lesion candidate part) is performed by a predetermined medical image diagnostic apparatus, and volume data regarding the region is acquired (step S1). In the present embodiment, it is assumed that volume data is acquired using an X-ray CT apparatus for the sake of specific explanation.

[病巣部等の抽出:ステップS2]
次に、病巣部等解析抽出部20は、各種医用画像診断装置によって取得されたボリュームデータを解析してセグメンテーション処理を実行し、病巣部等を抽出する(ステップS2)。セグメンテーション処理の手法には、特に拘泥されない。典型的な手法としては、ボクセル値やその変化率による閾値処理を挙げることができる。
[Extraction of lesion etc .: Step S2]
Next, the lesion part analysis extraction unit 20 analyzes the volume data acquired by the various medical image diagnostic apparatuses, executes the segmentation process, and extracts the lesion part and the like (step S2). The segmentation processing method is not particularly restricted. As a typical technique, threshold processing based on a voxel value or its change rate can be mentioned.

[病巣部等を可視化するための画像生成処理:ステップS3]
次に、三次元画像レンダリング部22は、病巣部等を可視化するための画像生成処理を実行する(ステップS3)。以下、本ステップ処理の内容につき、影付きボリュームレンダリング(SVR:Shaded Volume Rendering)モード、深さボリュームレンダリング(DVR:Depth Volume Rendering)モード、ボクセル値(又はピクセル値)投影(Intensity Projection)モードの描画モード毎に説明する。
[Image generation processing for visualizing a lesion or the like: Step S3]
Next, the three-dimensional image rendering unit 22 executes image generation processing for visualizing a lesion part or the like (step S3). In the following, the contents of this step process are drawn in shaded volume rendering (SVR) mode, depth volume rendering (DVR) mode, and voxel value (or pixel value) projection (Intensity Projection) mode. This will be described for each mode.

(SVRモードの場合)
図3は、SVRモードにおける病巣部等を可視化するための画像生成処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、画像生成部225は、ボリュームデータの中に存在する個々のボクセルデータを中心に、その近傍26個のボクセルの持つ濃淡値より、そのボクセルの位置の濃度勾配を算出、その濃度勾配に対する法線ベクトルを
算出する(ステップS31a)。
(SVR mode)
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of image generation processing for visualizing a lesion part or the like in the SVR mode. As shown in the figure, first, the image generation unit 225 calculates the density gradient at the position of the voxel from the gray values of the 26 voxels in the vicinity of the individual voxel data existing in the volume data. The normal vector for the calculation and the concentration gradient is calculated (step S31a).

次に、画像生成部225は、図4に示すように、ステップS31aで求めた法線ベクトル及び当該法線ベクトルに垂直な面Sと三次元画像作成に使用する光の入射角(例えば、物体の正面から光を当てる方向)とから、各ボクセルでの光の反射角度を計算する(ステップS32a)。   Next, as illustrated in FIG. 4, the image generation unit 225 includes the normal vector obtained in step S <b> 31 a, the plane S perpendicular to the normal vector, and the incident angle of light used for creating a three-dimensional image (for example, an object The reflection angle of the light at each voxel is calculated from the direction from which light is applied (step S32a).

次に、セグメント表示設定部223は、病巣部等と他の領域とが異なる色彩で表示されるように、自動的に決定された又はユーザから指定されたサンプル色を用いて、各ボクセルへ色情報を割り当てる(ステップS33a)。すなわち、セグメント表示設定部223は、セグメンテーション処理によって抽出された病巣部等に対応する領域については、次の様な処理を行う。例えば、自動的に決定された又はユーザから指定された病巣部等に関するサンプル色が(R,G,B)=(255,0,0)の赤色である場合を想定する。このとき、セグメント表示設定部223は、入力された色の情報をRGB(8bitずつ)に分割し、(0)〜(RGBの各入力値)の範囲で、RGB各々のピクセルの値を、256階調になるように、サンプリングする。次に、セグメント表示設定部223は、サンプリングされた値と、抽出された病巣部等に対応する領域に存在する各ボクセルの原画像の濃淡値とを比較し、CT値に対応する位置の各々のRGBの値を求め、これを各ボクセルの位置の色情報としてメモリ上又はディスク上の領域に格納する。   Next, the segment display setting unit 223 uses the sample color that is automatically determined or specified by the user so that the lesion area and other areas are displayed in different colors. Information is assigned (step S33a). That is, the segment display setting unit 223 performs the following process on the area corresponding to the lesion part extracted by the segmentation process. For example, a case is assumed where the sample color relating to the lesion or the like automatically determined or designated by the user is red (R, G, B) = (255, 0, 0). At this time, the segment display setting unit 223 divides the input color information into RGB (8 bits each), and sets the value of each RGB pixel to 256 within the range of (0) to (RGB input values). Sampling is performed so that gradation is achieved. Next, the segment display setting unit 223 compares the sampled value with the gray value of the original image of each voxel existing in the region corresponding to the extracted lesion part and the like, and each of the positions corresponding to the CT value R, G, and B values are obtained and stored as color information of the position of each voxel in an area on the memory or disk.

例えば、CT値範囲が−1024から1023まで、入力CT値が300、色情報範囲が0から255までの場合、セグメント表示設定部223は、入力CT値に割り当てられる色情報を以下の様に計算し、メモリ上又はディスク上の領域に格納する。   For example, when the CT value range is from -1024 to 1023, the input CT value is 300, and the color information range is from 0 to 255, the segment display setting unit 223 calculates the color information assigned to the input CT value as follows: And stored in an area on a memory or a disk.

X=1023+1+1024=2048
Y=300+1+1024=1325
Z=255+1=256
当該ボクセルの色情報=(X・Y/Z)−1=(1325・256/2048)−1=164.625
なお、上記色情報は最大255までであり、小数点以下は四捨五入するものとする。
X = 1023 + 1 + 1024 = 2048
Y = 300 + 1 + 1024 = 1325
Z = 255 + 1 = 256
Color information of the voxel = (X · Y / Z) −1 = (1325 · 256/2048) −1 = 164.625
Note that the color information is up to 255, and the numbers after the decimal point are rounded off.

また、三次元画像表示時のセグメント領域の見易さを考慮するため、上記で求めた色情報の値(元色情報)に、バイアスのための数値パラメータを設定し、例えば下記の式に従って当該ボクセルにつき新たに新色情報として定義するようにしてもよい。   In addition, in order to consider the visibility of the segment area when displaying a three-dimensional image, a numerical parameter for bias is set in the value of the color information (original color information) obtained above, for example, according to the following formula A new color information may be defined for each voxel.

新色情報(最大255)=元色情報・バイアス値(上限なし)
このとき、計算値が255を超える場合には、新色情報は255に設定するものとする。三次元画像が表示された後にこのパラメータを調整すれば、セグメント領域の色の強さ、例えば、暗い赤〜明るい赤、黒から白など、表示条件を容易かつ迅速に変更することが可能になる。
New color information (maximum 255) = original color information / bias value (no upper limit)
At this time, if the calculated value exceeds 255, the new color information is set to 255. If this parameter is adjusted after the 3D image is displayed, it is possible to easily and quickly change the display conditions such as the color intensity of the segment area, for example, dark red to bright red, black to white, etc. .

次に、画像生成部225は、図5に示すように、各ボクセルに関する光の反射角度、色情報、光の反射度合いや鏡面反射等の情報を用いて、各ボクセルに関する影付け濃淡値を算出し(ステップS34a)、X線CT装置を用いて取得されたボリュームデータのボクセルの濃淡値に割り付けられた透明度情報に従って、影付け濃淡値を投影面上に投影することで、三次元画像を生成する(ステップS35a)。   Next, as shown in FIG. 5, the image generation unit 225 calculates the shaded gray value for each voxel using information such as the light reflection angle, color information, light reflection degree, and specular reflection for each voxel. (Step S34a), and the shaded gray value is projected on the projection plane in accordance with the transparency information assigned to the gray value of the voxel of the volume data acquired using the X-ray CT apparatus, thereby generating a three-dimensional image. (Step S35a).

(DVRモードの場合)
DVRモードの場合、画像生成部225は、図3に示したSVRモードにおける画像生成処理から、影付けに対応するステップを除いた処理を実行する。すなわち、画像生成部225は、病巣部等と他の領域とが異なる色彩で表示されるように、自動的に決定された又はユーザから指定されたサンプル色を用いて、各ボクセルへ色情報を割り当て、X線CT装置を用いて取得されたボリュームデータのボクセルの濃淡値を深さに応じて投影面上に投影することで、三次元画像を生成する。
(DVR mode)
In the case of the DVR mode, the image generation unit 225 executes processing that excludes the step corresponding to shadowing from the image generation processing in the SVR mode illustrated in FIG. 3. That is, the image generation unit 225 uses the sample color that is automatically determined or specified by the user so that the lesion area and other areas are displayed in different colors, and the color information is sent to each voxel. The three-dimensional image is generated by projecting the grayscale value of the voxel of the volume data acquired by using the X-ray CT apparatus on the projection plane according to the depth.

(ボクセル値投影モードの場合)
図6は、ボクセル値投影モードにおける病巣部等を可視化するための画像生成処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、画像生成部225は、病巣部等と他の領域とが異なる色彩で表示されるように、自動的に決定された又はユーザから指定されたサンプル色を用いて、各ボクセルへ色情報を割り当てる(ステップS31b)。
(In voxel value projection mode)
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of image generation processing for visualizing a lesion portion or the like in the voxel value projection mode. As shown in the figure, first, the image generation unit 225 uses a sample color that is automatically determined or specified by the user so that the lesion area and other areas are displayed in different colors. Color information is assigned to each voxel (step S31b).

次に、画像生成部225は、図7に示すように、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在するボクセルが優先される条件(優先条件)に従って、各ボクセルの濃淡値を投影面に投影する(ステップS32b)。すなわち、画像生成部225は、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在するボクセルが投影ベクトル上にある場合には、投影ベクトル上の当該病巣部等に対応するボクセルのうち最も濃淡値の高いものの色情報の値(或いは、投影ベクトル上の当該病巣部等に対応するボクセルのうち最も濃淡値の低いものの色情報の値、投影ベクトル上の当該病巣部等に対応する全てのボクセルの色情報の加算平均値等)を投影面に投影する。また、画像生成部225は、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在するボクセルが投影ベクトル上にない場合には、投影ベクトル上のボクセルのうち最も濃淡値の高いものの色情報の値(或いは、投影ベクトル上のボクセルのうち最も濃淡値の低いものの色情報の値、投影ベクトル上の全てのボクセルの色情報の加算平均値等)を投影面に投影する。この様に、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在するボクセルを優先条件に従って投影することで、ユーザの要求条件に合せた形態で病巣部等を三次元画像上に立体的に表示することができる。   Next, as shown in FIG. 7, the image generation unit 225 projects the gray value of each voxel according to a condition (priority condition) in which the voxels existing in the region corresponding to the extracted lesion or the like are prioritized. (Step S32b). That is, when the voxel existing in the region corresponding to the extracted lesion portion or the like is on the projection vector, the image generation unit 225 displays the gray value of the voxel corresponding to the lesion portion or the like on the projection vector. The color information value of the higher one (or the color information value of the lowest gray value among the voxels corresponding to the lesion on the projection vector, the values of all the voxels corresponding to the lesion on the projection vector, etc. The addition average value of color information, etc.) is projected onto the projection plane. In addition, when the voxel existing in the region corresponding to the extracted lesion part or the like is not on the projection vector, the image generation unit 225 determines the color information value of the voxel on the projection vector having the highest gray value. (Alternatively, the color information value of the lowest gray value among the voxels on the projection vector, the addition average value of the color information of all the voxels on the projection vector, etc.) is projected onto the projection plane. In this way, by projecting voxels existing in the area corresponding to the extracted lesion part according to the priority condition, the lesion part and the like are three-dimensionally displayed on the three-dimensional image in a form that matches the user's requirements. can do.

なお、優先条件は、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在するボクセルを優先させるものであれば、どのようなものであってもよい。また、設定された優先条件は、全ての調整可能なパラメータを使用してその内容を任意に変更することが可能である。   The priority condition may be any as long as the priority is given to the voxels existing in the region corresponding to the extracted lesion. The set priority condition can be arbitrarily changed using all adjustable parameters.

(変形例)
白黒画像を生成する場合において、三次元画像の表示条件(ウィンドウ条件)が任意のタイミングで変更されることがある。係る場合、三次元画像レンダリング部22は、各描画モードのボクセルへの色情報の割り当てにおいて、次のような処理を実行する。
(Modification)
When generating a black and white image, the display condition (window condition) of the three-dimensional image may be changed at an arbitrary timing. In such a case, the 3D image rendering unit 22 performs the following processing in assigning color information to voxels in each drawing mode.

すなわち、三次元画像レンダリング部22の臓器表示条件設定部221は、操作部10を介して変更されたウィンドウ幅(WW)及びウィンドウレベル(WL)の各値を新たに臓器表示条件として設定する。セグメント表示設定部223は、新たに設定されたWW及びWLの値に基づいて、抽出された病巣部等に対応する領域内に存在する各ボクセルの値を、例えば図8に示す線形補間式に従って0〜255までの256階調の間の値に変換する。なお、同図に示した線形補間式は一例であり、一般的な変換式であればどのようなものであってもよい。また、この様な線形補間式に従う計算は、計算精度の観点から、全てdoubleで計算することが好ましい。   That is, the organ display condition setting unit 221 of the three-dimensional image rendering unit 22 newly sets the window width (WW) and window level (WL) values changed via the operation unit 10 as organ display conditions. Based on the newly set values of WW and WL, the segment display setting unit 223 determines the value of each voxel existing in the region corresponding to the extracted lesion, etc., for example, according to the linear interpolation equation shown in FIG. The value is converted to a value between 256 gradations from 0 to 255. Note that the linear interpolation equation shown in the figure is an example, and any linear conversion equation may be used. In addition, it is preferable that all calculations according to such a linear interpolation formula be doubled from the viewpoint of calculation accuracy.

次に、セグメント表示設定部223は、計算されたRの値を例えば既述の色情報範囲に当てはめRGBの値を計算し、得られたRGBの値を用いて抽出された病巣部等に対応する領域内に存在する各ボクセルの色情報を決定する。   Next, the segment display setting unit 223 calculates the RGB value by applying the calculated R value to, for example, the color information range described above, and corresponds to the lesion part extracted using the obtained RGB value. The color information of each voxel existing in the area to be determined is determined.

[三次元画像表示:ステップS4]
表示部12は、三次元画像レンダリング部22において生成された三次元画像を、例えば図9に示すような形態で表示する(ステップS4)。同図の符号Pで示された領域にあるように、本病巣部等可視化処理によって得られた三次元画像においては、病巣部又は病巣候補部を正常部位とは異なる形態で立体的に強調表示される。
[Three-dimensional image display: Step S4]
The display unit 12 displays the 3D image generated by the 3D image rendering unit 22 in a form as shown in FIG. 9, for example (step S4). As shown in the region indicated by the symbol P in the same figure, in the three-dimensional image obtained by the visualization process such as this lesion part, the lesion part or lesion candidate part is three-dimensionally highlighted in a form different from the normal part. Is done.

(効果)
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
(effect)
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.

本医用画像処理装置によれば、MIP、SVR、DVR等の任意の描画モードにおいて、ボリュームデータ上において病巣部等に対応する領域を抽出し、当該領域に対して自動的に又はユーザからの指定に基づいて正常部位とは異なる色を割り当て、奥行き情報をも反映させて立体的に強調表示する病巣部等可視化処理を実行する。従って、医師は、画像診断において、診断や治療に対して知りたいと思っている情報(例えば、病巣部又は病巣候補部が、どの程度の範囲で、どのような形状で浸潤しているか等)を容易且つ的確に把握することができる。   According to this medical image processing apparatus, in an arbitrary drawing mode such as MIP, SVR, or DVR, an area corresponding to a lesion or the like is extracted from volume data, and the area is automatically or designated by a user. Based on the above, a color different from that of the normal part is assigned, and the lesion part visualization process is executed in which the depth information is also reflected and stereoscopically highlighted. Therefore, information that doctors want to know about diagnosis and treatment in image diagnosis (for example, what extent and in which shape the lesion or candidate lesion is infiltrated) Can be grasped easily and accurately.

また、本医用画像処理装置によれば、ウィンドウ条件が任意のタイミングで変更された場合、変更後のウィンドウ条件で病巣部等に対応する領域内に存在する各ボクセル及び正常領域内に存在する各ボクセルへの色情報の割り当てを実行する。従って、三次元画像上において、病巣部等と正常部位とを同一の階調で表示することができ、視覚的に違和感のない画像を提供することができる。   Further, according to the medical image processing apparatus, when the window condition is changed at an arbitrary timing, each voxel existing in the area corresponding to the lesion part or the like in the window condition after the change and each existing in the normal area Assign color information to voxels. Therefore, a lesion or the like and a normal part can be displayed with the same gradation on the three-dimensional image, and an image that is visually uncomfortable can be provided.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーションや医用画像診断装置のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, each function according to the present embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a workstation or a computer of a medical image diagnostic apparatus and developing these on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、病巣部、血管梗塞、血管狭窄、肺癌、大腸癌、胃癌等に代表される病巣部又は病巣候補部が、どの程度の範囲で、どのような形状をしているかを視認可能な三次元画像を生成し表示することができる医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, the extent to which the lesion portion or the lesion candidate portion typified by the lesion portion, vascular infarction, vascular stenosis, lung cancer, colon cancer, gastric cancer, etc., has what shape. A medical image processing apparatus and a medical image processing program capable of generating and displaying a visually recognizable three-dimensional image can be realized.

図1は、本実施形態に係る画像処理装置1のブロック構成図を示している。FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus 1 according to this embodiment. 図2は、病巣部等可視化機能に従う処理(病巣部等可視化処理)の流れを示したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a process (visualization process such as a lesion part) according to a visualization function such as a lesion part. 図3は、影付きボリュームレンダリング(SVR)モードにおける病巣部等を可視化するための画像生成処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of image generation processing for visualizing a lesion portion or the like in the shaded volume rendering (SVR) mode. 図4は、各ボクセルでの光の反射角度を計算する処理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining processing for calculating the reflection angle of light at each voxel. 図5は、影付け濃淡値の投影処理を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the shading gray value projection process. 図6は、ボクセル値投影モードにおける病巣部等を可視化するための画像生成処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a flow of image generation processing for visualizing a lesion portion or the like in the voxel value projection mode. 図7は、優先条件に従った投影処理を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the projection processing according to the priority condition. 図8は、ボクセルの値を0〜255までの256階調の間の値に変換するための線形補間式の一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a linear interpolation formula for converting voxel values into values between 256 gradations from 0 to 255. 図9は、病巣部等可視化処理によって取得された三次元画像の一例を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional image acquired by a visualization process such as a lesion. 図10は、従来の病巣部等の表示形態の一例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a display form of a conventional lesion or the like.

符号の説明Explanation of symbols

1…医用画像処理装置、10…操作部、12…表示部、13…表示制御部、14…送受信部、15…病巣部等解析抽出部、16…制御部、18…記憶部、20…三次元画像レンダリング部、201…臓器表示条件設定部、203…セグメント表示設定部、205…画像作成部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Medical image processing apparatus, 10 ... Operation part, 12 ... Display part, 13 ... Display control part, 14 ... Transmission / reception part, 15 ... Analysis extraction part, such as a lesion part, 16 ... Control part, 18 ... Memory | storage part, 20 ... Tertiary Original image rendering unit, 201 ... organ display condition setting unit, 203 ... segment display setting unit, 205 ... image creation unit

Claims (5)

被検体の病巣部及び病巣候補部のうちの少なくとも一方を含む領域を医用画像診断装置によって撮像することで取得されたボリュームデータを記憶する記憶手段と、
前記ボリュームデータから病巣部及び病巣候補部の少なくとも一方に対応する第1の領域を抽出する抽出手段と、
前記第1の領域内に存在するボクセルと前記第1の領域以外の領域である第2の領域内に存在するボクセルとに異なる色情報を割り当て、当該各ボクセルの色情報を用いて三次元画像を生成する画像生成手段と、
前記三次元画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
Storage means for storing volume data acquired by imaging a region including at least one of a lesion portion and a lesion candidate portion of a subject with a medical image diagnostic apparatus;
Extraction means for extracting a first region corresponding to at least one of a lesion part and a lesion candidate part from the volume data;
Different color information is assigned to voxels existing in the first area and voxels existing in the second area other than the first area, and a three-dimensional image is obtained using the color information of each voxel. Image generating means for generating
Display means for displaying the three-dimensional image;
A medical image processing apparatus comprising:
前記画像生成手段は、前記ボクセルの色情報を用いて影付きボリュームレンダリング又は深さボリュームレンダリングを行うことで、前記三次元画像を生成することを特徴とする請求項1記載の医用画像処理装置。   The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the image generation unit generates the three-dimensional image by performing shadow volume rendering or depth volume rendering using color information of the voxels. 前記画像生成手段は、前記第1の領域内に存在するボクセルが投影ベクトル上にある場合には、投影ベクトル上の前記第1の領域に対応するボクセルのうち最も濃淡値の高いものの色情報、投影ベクトル上の前記第1の領域に対応するボクセルのうち最も濃淡値の低いものの色情報、投影ベクトル上の前記第1の領域に対応する全てのボクセルの色情報の加算平均のいずれかを投影することで、前記三次元画像を生成することを特徴とする請求項1記載の医用画像処理装置。   When the voxel existing in the first region is on the projection vector, the image generation means, the color information of the highest gray value among the voxels corresponding to the first region on the projection vector, Projecting either the color information of the voxel corresponding to the first region on the projection vector having the lowest gray value or the addition average of the color information of all the voxels corresponding to the first region on the projection vector The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional image is generated. 前記画像生成手段は、ウィンドウ条件が変更された場合には、変更後の前記ウィンドウ条件に従って、前記第1の領域内に存在するボクセル及び前記第2の領域内に存在するボクセルに対する前記色情報の割り当てを実行し、前記三次元画像を生成することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。   When the window condition is changed, the image generation unit is configured to display the color information for the voxels existing in the first area and the voxels existing in the second area according to the changed window condition. 4. The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein assignment is performed to generate the three-dimensional image. コンピュータに、
被検体の病巣部及び病巣候補部のうちの少なくとも一方を含む領域を医用画像診断装置によって撮像することで取得されたボリュームデータから、病巣部及び病巣候補部の少なくとも一方に対応する第1の領域を抽出させる抽出機能と、
前記第1の領域内に存在するボクセルと前記第1の領域以外の領域である第2の領域内に存在するボクセルとに異なる色情報を割り当て、当該各ボクセルの色情報を用いて三次元画像を生成させる画像生成機能と、
前記三次元画像を表示させる表示機能と、
を具備することを特徴とする医用画像処理プログラム。
On the computer,
A first region corresponding to at least one of a lesion portion and a lesion candidate portion from volume data acquired by imaging a region including at least one of a lesion portion and a lesion candidate portion of a subject with a medical image diagnostic apparatus Extraction function to extract
Different color information is assigned to voxels existing in the first area and voxels existing in the second area other than the first area, and a three-dimensional image is obtained using the color information of each voxel. An image generation function for generating
A display function for displaying the three-dimensional image;
A medical image processing program comprising:
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