JP2002306483A - 医用画像診断装置及びその方法 - Google Patents
医用画像診断装置及びその方法Info
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- JP2002306483A JP2002306483A JP2001120183A JP2001120183A JP2002306483A JP 2002306483 A JP2002306483 A JP 2002306483A JP 2001120183 A JP2001120183 A JP 2001120183A JP 2001120183 A JP2001120183 A JP 2001120183A JP 2002306483 A JP2002306483 A JP 2002306483A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 臓器の３次元的輪郭を生成し、臓器運動の解
析を可能にし、また、臓器局所部分の実際の運動を反映
した臓器運動を抽出、表示、解析することを可能にする
ことを目的とする。 【解決手段】 臓器の複数断面が撮影された複数時相の
２次元画像が入力され（ステップＳ１）、前記各断面に
おける前記臓器の輪郭を抽出し（ステップＳ２）、抽出
された複数時相の前記各断面における前記臓器における
輪郭に基づいて、前記臓器に関する複数時相の３次元輪
郭を生成し（ステップＳ３）、算出した前記臓器に関す
る複数時相の３次元輪郭に基づいて、前記臓器の３次元
輪郭上の各点の時間的変位量を算出し、この算出した前
記各点の時間的変位量から前記臓器の輪郭の運動情報を
算出し（ステップＳ４）、その結果を表示する（ステッ
プＳ５）。
析を可能にし、また、臓器局所部分の実際の運動を反映
した臓器運動を抽出、表示、解析することを可能にする
ことを目的とする。 【解決手段】 臓器の複数断面が撮影された複数時相の
２次元画像が入力され（ステップＳ１）、前記各断面に
おける前記臓器の輪郭を抽出し（ステップＳ２）、抽出
された複数時相の前記各断面における前記臓器における
輪郭に基づいて、前記臓器に関する複数時相の３次元輪
郭を生成し（ステップＳ３）、算出した前記臓器に関す
る複数時相の３次元輪郭に基づいて、前記臓器の３次元
輪郭上の各点の時間的変位量を算出し、この算出した前
記各点の時間的変位量から前記臓器の輪郭の運動情報を
算出し（ステップＳ４）、その結果を表示する（ステッ
プＳ５）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置、
ＭＲＩ、Ｘ線ＣＴ等で撮られた画像データから、臓器の
運動状態を解析する医用画像診断装置及びその方法に関
する。
ＭＲＩ、Ｘ線ＣＴ等で撮られた画像データから、臓器の
運動状態を解析する医用画像診断装置及びその方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、１つの断面画像から臓器輪郭を抽
出し、２次元的な臓器運動を解析する手段が考案されて
いるが、少数の複数断面画像から簡便に臓器輪郭を抽出
し、３次元的な臓器運動を解析する手段はない。
出し、２次元的な臓器運動を解析する手段が考案されて
いるが、少数の複数断面画像から簡便に臓器輪郭を抽出
し、３次元的な臓器運動を解析する手段はない。
【０００３】また、従来、３次元データを基に輪郭抽出
する手段や、ＭＲ画像に対し磁気標識を付加し臓器運動
を解析する手法が考案されているが、磁気標識等を用い
ず画像データのみから臓器局所部分の実際の運動を反映
した臓器運動を抽出、表示、解析する手段はない。
する手段や、ＭＲ画像に対し磁気標識を付加し臓器運動
を解析する手法が考案されているが、磁気標識等を用い
ず画像データのみから臓器局所部分の実際の運動を反映
した臓器運動を抽出、表示、解析する手段はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、臓
器の３次元的輪郭を生成し、臓器運動の解析を可能に
し、また、臓器局所部分の実際の運動を反映した臓器運
動を抽出、表示、解析することを可能にすることを目的
とする。
器の３次元的輪郭を生成し、臓器運動の解析を可能に
し、また、臓器局所部分の実際の運動を反映した臓器運
動を抽出、表示、解析することを可能にすることを目的
とする。
【０００５】さらに、少数の複数断面から簡便に３次元
的な臓器輪郭を生成し、臓器運動の解析を可能にするこ
とを目的とする。
的な臓器輪郭を生成し、臓器運動の解析を可能にするこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、生体
器官である臓器を撮影した複数時相の画像から前記臓器
に関する複数時相の３次元輪郭を算出する輪郭算出手段
と、算出した前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に
基づいて、前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位
量を算出する変位量算出手段と、算出した前記各点の時
間的変位量から前記臓器の輪郭の運動情報を算出する運
動算出手段と、を有することを特徴とする医用画像診断
装置である。
器官である臓器を撮影した複数時相の画像から前記臓器
に関する複数時相の３次元輪郭を算出する輪郭算出手段
と、算出した前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に
基づいて、前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位
量を算出する変位量算出手段と、算出した前記各点の時
間的変位量から前記臓器の輪郭の運動情報を算出する運
動算出手段と、を有することを特徴とする医用画像診断
装置である。
【０００７】請求項２の発明は、前記輪郭算出手段は、
前記臓器の複数断面が撮影された複数時相の２次元画像
に基づいて、前記各断面における前記臓器の輪郭を抽出
する輪郭抽出手段と、抽出された複数時相の前記各断面
における前記臓器における輪郭に基づいて、前記臓器に
関する複数時相の３次元輪郭を生成する輪郭生成手段
と、を有することを特徴とする請求項１記載の医用画像
診断装置である。
前記臓器の複数断面が撮影された複数時相の２次元画像
に基づいて、前記各断面における前記臓器の輪郭を抽出
する輪郭抽出手段と、抽出された複数時相の前記各断面
における前記臓器における輪郭に基づいて、前記臓器に
関する複数時相の３次元輪郭を生成する輪郭生成手段
と、を有することを特徴とする請求項１記載の医用画像
診断装置である。
【０００８】請求項３の発明は、前記輪郭算出手段は、
前記臓器が撮影された複数時相の３次元画像に基づい
て、前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置であ
る。
前記臓器が撮影された複数時相の３次元画像に基づい
て、前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置であ
る。
【０００９】請求項４の発明は、前記臓器の３次元輪郭
上の各点の時間的変位量が、前記３次元輪郭を構成する
頂点の時間的な移動ベクトルであることを特徴とする請
求項１記載の医用画像診断装置である。
上の各点の時間的変位量が、前記３次元輪郭を構成する
頂点の時間的な移動ベクトルであることを特徴とする請
求項１記載の医用画像診断装置である。
【００１０】請求項５の発明は、前記臓器の３次元輪郭
上の各点の時間的変位量が、前記３次元輪郭を構成する
頂点近辺の画像データに基づき計算されるオプティカル
フローベクトルであることを特徴とする請求項１記載の
医用画像診断装置である。
上の各点の時間的変位量が、前記３次元輪郭を構成する
頂点近辺の画像データに基づき計算されるオプティカル
フローベクトルであることを特徴とする請求項１記載の
医用画像診断装置である。
【００１１】請求項６の発明は、前記算出された前記臓
器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量に基づき、時間
的に変位する頂点によって表現された前記臓器の３次元
輪郭を表示する表示手段を有したことを特徴とする請求
項１記載の医用画像診断装置である。
器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量に基づき、時間
的に変位する頂点によって表現された前記臓器の３次元
輪郭を表示する表示手段を有したことを特徴とする請求
項１記載の医用画像診断装置である。
【００１２】請求項７の発明は、生体器官である臓器を
撮影した複数時相の画像から前記臓器に関する複数時相
の３次元輪郭を算出する輪郭算出ステップと、算出した
前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づいて、前
記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を算出する
変位量算出ステップと、算出した前記各点の時間的変位
量から前記臓器の輪郭の運動情報を算出する運動算出ス
テップと、を有することを特徴とする医用画像診断方法
である。
撮影した複数時相の画像から前記臓器に関する複数時相
の３次元輪郭を算出する輪郭算出ステップと、算出した
前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づいて、前
記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を算出する
変位量算出ステップと、算出した前記各点の時間的変位
量から前記臓器の輪郭の運動情報を算出する運動算出ス
テップと、を有することを特徴とする医用画像診断方法
である。
【００１３】請求項８の発明は、生体器官である臓器を
撮影した複数時相の画像から前記臓器に関する複数時相
の３次元輪郭を算出する輪郭算出機能と、算出した前記
臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づいて、前記臓
器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を算出する変位
量算出機能と、算出した前記各点の時間的変位量から前
記臓器の輪郭の運動情報を算出する運動算出機能と、を
コンピュータによって実現することを特徴とする医用画
像診断方法のプログラムである。
撮影した複数時相の画像から前記臓器に関する複数時相
の３次元輪郭を算出する輪郭算出機能と、算出した前記
臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づいて、前記臓
器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を算出する変位
量算出機能と、算出した前記各点の時間的変位量から前
記臓器の輪郭の運動情報を算出する運動算出機能と、を
コンピュータによって実現することを特徴とする医用画
像診断方法のプログラムである。
【００１４】本発明によれば、臓器の３次元的輪郭を生
成し、臓器運動の解析が可能となる。
成し、臓器運動の解析が可能となる。
【００１５】また、臓器局所部分の実際の運動を反映し
た臓器運動を抽出、表示、解析することが可能となる。
た臓器運動を抽出、表示、解析することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】＜第１実施例＞以下、本発明の第
１実施例について、図１から図１１を参照して説明す
る。
１実施例について、図１から図１１を参照して説明す
る。
【００１７】図１は第１実施例の医用画像診断装置１０
のブロック図であり、図２はその動作及び操作の流れを
示すフローチャートである。
のブロック図であり、図２はその動作及び操作の流れを
示すフローチャートである。
【００１８】第１実施例は、複数の断面画像から臓器輪
郭を自動的に抽出し、３次元輪郭を補間生成し、その輪
郭の運動情報の時間的変化を表示する例である。
郭を自動的に抽出し、３次元輪郭を補間生成し、その輪
郭の運動情報の時間的変化を表示する例である。
【００１９】図１に示すように、コンピュータによって
構成される医用画像診断装置１０は、画像データを入力
する画像入力部１２と、入力された画像データを記憶す
るメモリ１４と、画像上の臓器輪郭を抽出する輪郭抽出
部１６と、抽出された複数輪郭を基に３次元輪郭を生成
する３次元輪郭生成部１８と、３次元輪郭の変形から運
動情報を算出する運動情報算出部２０と、算出された運
動情報を表示する表示部２２とで構成される。なお、下
記で説明する各機能はプログラムによって実現される。
構成される医用画像診断装置１０は、画像データを入力
する画像入力部１２と、入力された画像データを記憶す
るメモリ１４と、画像上の臓器輪郭を抽出する輪郭抽出
部１６と、抽出された複数輪郭を基に３次元輪郭を生成
する３次元輪郭生成部１８と、３次元輪郭の変形から運
動情報を算出する運動情報算出部２０と、算出された運
動情報を表示する表示部２２とで構成される。なお、下
記で説明する各機能はプログラムによって実現される。
【００２０】以下、図２の処理の流れに沿って説明す
る。
る。
【００２１】まず、例えば超音波診断装置、ＭＲＩ、Ｘ
線ＣＴ装置等で得られる複数断面画像データが画像入力
部１２を介して入力され、メモリ１４に記憶される（ス
テップＳ１）。
線ＣＴ装置等で得られる複数断面画像データが画像入力
部１２を介して入力され、メモリ１４に記憶される（ス
テップＳ１）。
【００２２】この入力データは、ディジタル化された輝
度値データでも良いし、アナログ信号による画像でも良
い。アナログ信号の場合は、Ａ／Ｄ変換器によりディジ
タル化され入力される。
度値データでも良いし、アナログ信号による画像でも良
い。アナログ信号の場合は、Ａ／Ｄ変換器によりディジ
タル化され入力される。
【００２３】また、入力データは輝度値データのみに限
らず、例えば超音波診断装置におけるエコーの生信号デ
ータやドップラ速度データや、Ｘ線ＣＴ装置での生のＣ
Ｔ値データ等であっても良い。
らず、例えば超音波診断装置におけるエコーの生信号デ
ータやドップラ速度データや、Ｘ線ＣＴ装置での生のＣ
Ｔ値データ等であっても良い。
【００２４】さらに、複数断面画像は３次元データから
生成されたものであっても良い。
生成されたものであっても良い。
【００２５】次に、輪郭抽出部１６において半自動的に
臓器輪郭が抽出され、輪郭情報がメモリ１４に記憶され
る（ステップＳ２）。
臓器輪郭が抽出され、輪郭情報がメモリ１４に記憶され
る（ステップＳ２）。
【００２６】輪郭抽出は、例えば手動で設定された初期
輪郭を基に画像輝度値のエッジ探索を行う動的輪郭モデ
ルを用いた手法や、画像輝度値の閾値処理による領域抽
出後に輪郭を検出するような手法を用いると良い。
輪郭を基に画像輝度値のエッジ探索を行う動的輪郭モデ
ルを用いた手法や、画像輝度値の閾値処理による領域抽
出後に輪郭を検出するような手法を用いると良い。
【００２７】また、輪郭を手動でトレースしても良い。
【００２８】この輪郭抽出処理は、複数の断面画像に対
して行われる。輪郭は、例えば図３に示すように複数の
頂点により表現され、それらの複数頂点の座標値が輪郭
情報としてメモリ１４に記憶される。
して行われる。輪郭は、例えば図３に示すように複数の
頂点により表現され、それらの複数頂点の座標値が輪郭
情報としてメモリ１４に記憶される。
【００２９】次に、３次元輪郭生成部１８が複数の輪郭
情報を基に、３次元輪郭を生成し、３次元輪郭情報をメ
モリ１４に記憶する（ステップＳ３）。
情報を基に、３次元輪郭を生成し、３次元輪郭情報をメ
モリ１４に記憶する（ステップＳ３）。
【００３０】３次元輪郭の生成は例えば次の処理により
行われる。
行われる。
【００３１】まず、入力された複数断面の位置関係によ
り、ステップＳ２でメモリ１４に記憶された輪郭座標を
３次元座標に変換する。
り、ステップＳ２でメモリ１４に記憶された輪郭座標を
３次元座標に変換する。
【００３２】次に、複数輪郭間の輪郭情報を補間処理し
３次元輪郭全体を生成する。
３次元輪郭全体を生成する。
【００３３】複数断面が１つの軸の周りに回転する場合
について、具体的計算例を以下に示す。
について、具体的計算例を以下に示す。
【００３４】ステップＳ２で記憶された輪郭の頂点座標
を（ｘｉ，ｙｉ）と表す。ここで、複数断面で共通の回
転軸がｙ軸と等しくなるように座標軸を設定する（図９
参照）。断面１を基準とし、ｎ番目の断面の３次元空間
内での角度をθｎとすると、次式により、各断面内の２
次元輪郭頂点座標（ｘｉ，ｙｉ）は、３次元空間内の座
標（ｘ’ｉ，ｙ’ｉ，ｚ’ｉ）に変換される。
を（ｘｉ，ｙｉ）と表す。ここで、複数断面で共通の回
転軸がｙ軸と等しくなるように座標軸を設定する（図９
参照）。断面１を基準とし、ｎ番目の断面の３次元空間
内での角度をθｎとすると、次式により、各断面内の２
次元輪郭頂点座標（ｘｉ，ｙｉ）は、３次元空間内の座
標（ｘ’ｉ，ｙ’ｉ，ｚ’ｉ）に変換される。
【００３５】
【数１】 次に、複数断面の間の仮想的な断面での輪郭頂点座標を
補間生成し３次元輪郭を生成する。図１０は、断面ｎと
断面ｎ＋１間の頂点の３次元的な補間生成を示したもの
である。
補間生成し３次元輪郭を生成する。図１０は、断面ｎと
断面ｎ＋１間の頂点の３次元的な補間生成を示したもの
である。
【００３６】図４は、断面画像から輪郭抽出を経て３次
元輪郭が生成されるまでの処理を、心室を例にして模式
的に示したものである。
元輪郭が生成されるまでの処理を、心室を例にして模式
的に示したものである。
【００３７】また、図５は、管状の臓器の３次元輪郭を
模式的に例示したものである。３次元輪郭は、複数頂点
の３次元座標で表現され、各点の３次元座標が３次元輪
郭情報としてメモリ１４に記憶される。
模式的に例示したものである。３次元輪郭は、複数頂点
の３次元座標で表現され、各点の３次元座標が３次元輪
郭情報としてメモリ１４に記憶される。
【００３８】次に、運動情報算出部２０がステップＳ３
でメモリ１４に記憶された３次元輪郭情報から、臓器輪
郭の各局所部分の運動情報を算出し、メモリ１４に記憶
する（ステップＳ４）。
でメモリ１４に記憶された３次元輪郭情報から、臓器輪
郭の各局所部分の運動情報を算出し、メモリ１４に記憶
する（ステップＳ４）。
【００３９】「運動情報」とは、移動距離や移動速度等
である。移動距離の算出は、例えば３次元輪郭の対応す
る頂点番号の頂点間の時間的移動距離によって算出す
る。
である。移動距離の算出は、例えば３次元輪郭の対応す
る頂点番号の頂点間の時間的移動距離によって算出す
る。
【００４０】移動距離の他の算出方法として、３次元輪
郭面の法線方向の移動距離により算出する方法や、臓器
の運動モデルに基づき算出する方法を用いても良い。
郭面の法線方向の移動距離により算出する方法や、臓器
の運動モデルに基づき算出する方法を用いても良い。
【００４１】本実施例は、運動情報の算出方法には制限
されない。また、運動情報として、移動距離や移動速度
以外の数値を算出しても良い。
されない。また、運動情報として、移動距離や移動速度
以外の数値を算出しても良い。
【００４２】最後に、算出された運動情報を表示部２２
で表示する（ステップＳ５）。
で表示する（ステップＳ５）。
【００４３】この運動情報の表示は、３次元輪郭上に色
の違いや数値等で表示しても良いし（図６参照）、例え
ばブルズアイマップのように模式的に示しても良い（図
７参照）。また、部位毎の運動情報の時間的変化を心電
図等と共にグラフ化しても良い（図８参照）。
の違いや数値等で表示しても良いし（図６参照）、例え
ばブルズアイマップのように模式的に示しても良い（図
７参照）。また、部位毎の運動情報の時間的変化を心電
図等と共にグラフ化しても良い（図８参照）。
【００４４】以上の処理内容を行う場合の、ユーザの操
作手順について図１１に基づいて以下に説明する。
作手順について図１１に基づいて以下に説明する。
【００４５】ユーザは、まず１つの断面動画像または複
数時相の画像を入力する（ステップＳ１１）。
数時相の画像を入力する（ステップＳ１１）。
【００４６】次に、輪郭抽出処理を行う（ステップＳ１
２）。輪郭抽出処理を自動で行う場合は、ユーザは自動
輪郭抽出のための初期位置の指定のみ行えば良い。
２）。輪郭抽出処理を自動で行う場合は、ユーザは自動
輪郭抽出のための初期位置の指定のみ行えば良い。
【００４７】次に、各断面動画像において３次元輪郭生
成に用いる動画区間または複数時相を選択する（ステッ
プＳ１３）。ここで、時相とは、時系列で入力された動
画像の各画像における時間をいう。
成に用いる動画区間または複数時相を選択する（ステッ
プＳ１３）。ここで、時相とは、時系列で入力された動
画像の各画像における時間をいう。
【００４８】ステップＳ１３は、例えば心臓の拡張末期
から収縮末期までの区間の３次元輪郭を生成したいとい
った場合に、各断面動画像においてはフレーム番号と心
臓の拡張収縮の時相との関係がばらばらであるため、使
用する動画区間を指定するものである。
から収縮末期までの区間の３次元輪郭を生成したいとい
った場合に、各断面動画像においてはフレーム番号と心
臓の拡張収縮の時相との関係がばらばらであるため、使
用する動画区間を指定するものである。
【００４９】ステップＳ１１からステップＳ１３までを
断面数分だけ繰り返す。
断面数分だけ繰り返す。
【００５０】最後に、ユーザは表示実行を指示すると
（ステップＳ１４）、３次元輪郭生成、運動情報算出が
自動的に行われ、結果が表示部２２に表示される。
（ステップＳ１４）、３次元輪郭生成、運動情報算出が
自動的に行われ、結果が表示部２２に表示される。
【００５１】以上のように、本実施例によれば簡便な操
作で３次元的な輪郭及びその運動情報を定量的に得るこ
とができる。
作で３次元的な輪郭及びその運動情報を定量的に得るこ
とができる。
【００５２】第１の実施例では複数断面を利用する例を
示したが、本実施例を用いて１断面から輪郭を抽出し３
次元輪郭を補間生成しても良い。
示したが、本実施例を用いて１断面から輪郭を抽出し３
次元輪郭を補間生成しても良い。
【００５３】また、複数断面として例えば心臓を対象と
した超音波診断画像における、心尖部四腔断面像、心尖
部二腔断面像、心尖部左室長軸断面像を用いると、３断
面のみから左心室の代表的部位を網羅した壁運動情報を
得ることができる。
した超音波診断画像における、心尖部四腔断面像、心尖
部二腔断面像、心尖部左室長軸断面像を用いると、３断
面のみから左心室の代表的部位を網羅した壁運動情報を
得ることができる。
【００５４】＜第２実施例＞次に、第２実施例について
図１２から図１７を参照して説明する。
図１２から図１７を参照して説明する。
【００５５】第２実施例は、３次元画像データからオプ
ティカルフローを算出し、算出された速度ベクトルをも
とに３次元輪郭の時間的変位量や時間的変位速度といっ
た運動情報を算出し、その運動情報を反映するように輪
郭表示をすることで、より実際に近い運動の様子を表示
する例である。
ティカルフローを算出し、算出された速度ベクトルをも
とに３次元輪郭の時間的変位量や時間的変位速度といっ
た運動情報を算出し、その運動情報を反映するように輪
郭表示をすることで、より実際に近い運動の様子を表示
する例である。
【００５６】図１２は第２実施例の医用画像診断装置１
１０のブロック図であり、図１３は動作の流れを示す。
１０のブロック図であり、図１３は動作の流れを示す。
【００５７】図１２に示すように、第２実施例のコンピ
ュータによって構成される医用画像診断装置１１０は、
画像データを入力する画像入力部１１２と、入力された
画像データを記憶するメモリ１１４と、画像上の臓器輪
郭を抽出する輪郭抽出部１１６と、抽出された複数輪郭
を基に３次元輪郭を生成する３次元輪郭生成部１１８
と、画像データからオプティカルフローを算出するオプ
ティカルフロー算出部１１９と、３次元輪郭の変形から
運動情報を算出する運動情報算出部１２０と、算出され
た運動情報を表示する表示部１２２とで構成される。な
お、下記で説明する各機能はプログラムによって実現さ
れる。
ュータによって構成される医用画像診断装置１１０は、
画像データを入力する画像入力部１１２と、入力された
画像データを記憶するメモリ１１４と、画像上の臓器輪
郭を抽出する輪郭抽出部１１６と、抽出された複数輪郭
を基に３次元輪郭を生成する３次元輪郭生成部１１８
と、画像データからオプティカルフローを算出するオプ
ティカルフロー算出部１１９と、３次元輪郭の変形から
運動情報を算出する運動情報算出部１２０と、算出され
た運動情報を表示する表示部１２２とで構成される。な
お、下記で説明する各機能はプログラムによって実現さ
れる。
【００５８】以下、図１３の処理の流れに沿って説明す
る。
る。
【００５９】まず、３次元画像データが画像入力部１１
２で入力されメモリ１１４に記憶される（ステップＳ２
１）。
２で入力されメモリ１１４に記憶される（ステップＳ２
１）。
【００６０】次に、３次元輪郭抽出部１１６で３次元画
像データから３次元輪郭が抽出され、３次元輪郭情報が
メモリ１１４に記憶される（ステップＳ２２）。
像データから３次元輪郭が抽出され、３次元輪郭情報が
メモリ１１４に記憶される（ステップＳ２２）。
【００６１】次に、オプティカルフロー算出部１１９で
画像データからオプティカルフローを算出する（ステッ
プＳ２３）。
画像データからオプティカルフローを算出する（ステッ
プＳ２３）。
【００６２】オプティカルフローは、画像上の対象物の
ある点が時間と共に画像上のどこへ移動したかを示すも
のである。オプティカルフローの算出は、勾配法やブロ
ックマッチングによる方法等の方法を用いれば良い。
ある点が時間と共に画像上のどこへ移動したかを示すも
のである。オプティカルフローの算出は、勾配法やブロ
ックマッチングによる方法等の方法を用いれば良い。
【００６３】オプティカルフローは、連続するフレーム
間で算出しても良いし、基準フレームと現フレームとの
間で算出しても良い。
間で算出しても良いし、基準フレームと現フレームとの
間で算出しても良い。
【００６４】次に、運動情報算出部１２０においてオプ
ティカルフロー情報に基づき、３次元輪郭上の各部分に
おける時間的変位量や時間的変位速度等の運動情報を算
出し、メモリ１４に記憶する（ステップＳ２４）。
ティカルフロー情報に基づき、３次元輪郭上の各部分に
おける時間的変位量や時間的変位速度等の運動情報を算
出し、メモリ１４に記憶する（ステップＳ２４）。
【００６５】オプティカルフローは画像上の全ての部分
において算出可能ではないので、オプティカルフローの
ない部分は、近隣のオプティカルフロー値を補間して生
成すると良い。
において算出可能ではないので、オプティカルフローの
ない部分は、近隣のオプティカルフロー値を補間して生
成すると良い。
【００６６】例えば、図１４のように、頂点近傍のオプ
ティカルフローの線形和や、その補間により頂点に対応
したオプティカルフローを生成することができる。
ティカルフローの線形和や、その補間により頂点に対応
したオプティカルフローを生成することができる。
【００６７】次に、運動情報をもとに３次元輪郭情報を
修正し、表示用３次元輪郭情報を生成する（ステップＳ
２５）。
修正し、表示用３次元輪郭情報を生成する（ステップＳ
２５）。
【００６８】表示用３次元輪郭情報の生成の方法を以下
に説明する。
に説明する。
【００６９】表示用３次元輪郭の形状は３次元輪郭抽出
部１１６で抽出された３次元輪郭の形状と同じである
が、２つの時相の表示用３次元輪郭を構成する各頂点の
変位量が、オプティカルフローから算出された変位量に
最も近くなるように各点を配置し、表示用３次元輪郭を
生成する（図１５参照）。つまり、表示用３次元輪郭を
構成する各点の運動が、臓器の局所運動を近似するよう
に、表示用３次元輪郭を構成する各頂点を配置する。
部１１６で抽出された３次元輪郭の形状と同じである
が、２つの時相の表示用３次元輪郭を構成する各頂点の
変位量が、オプティカルフローから算出された変位量に
最も近くなるように各点を配置し、表示用３次元輪郭を
生成する（図１５参照）。つまり、表示用３次元輪郭を
構成する各点の運動が、臓器の局所運動を近似するよう
に、表示用３次元輪郭を構成する各頂点を配置する。
【００７０】このように、オプティカルフロー情報に基
づき輪郭の頂点座標を決定すれば、第１実施例に示した
ような、輪郭決定後に頂点番号のみを基準に頂点を対応
付ける方法に比べ、より正確な運動状態を表すことがで
きる。また、後述する表示方法を用いれば、臓器の実際
の運動の様子をより正確に知ることができる。
づき輪郭の頂点座標を決定すれば、第１実施例に示した
ような、輪郭決定後に頂点番号のみを基準に頂点を対応
付ける方法に比べ、より正確な運動状態を表すことがで
きる。また、後述する表示方法を用いれば、臓器の実際
の運動の様子をより正確に知ることができる。
【００７１】上記実施例は、３次元輪郭形状は画像デー
タから求めた輪郭形状を保持し、頂点座標を輪郭表面上
で修正する例であるが、画像データに基づく３次元輪郭
よりもオプティカルフロー情報を重視して、基準フレー
ム以降の３次元輪郭形状をオプティカルフロー情報から
生成しても良い。あるいは、画像データに基づく3次元
輪郭形状とオプティカルフローに基づく３次元輪郭形状
の双方の線形和により輪郭形状を決定しても良い。
タから求めた輪郭形状を保持し、頂点座標を輪郭表面上
で修正する例であるが、画像データに基づく３次元輪郭
よりもオプティカルフロー情報を重視して、基準フレー
ム以降の３次元輪郭形状をオプティカルフロー情報から
生成しても良い。あるいは、画像データに基づく3次元
輪郭形状とオプティカルフローに基づく３次元輪郭形状
の双方の線形和により輪郭形状を決定しても良い。
【００７２】最後に、表示部１２２がステップＳ２５で
生成された表示用３次元輪郭情報と運動情報を表示する
（ステップＳ２６）。
生成された表示用３次元輪郭情報と運動情報を表示する
（ステップＳ２６）。
【００７３】３次元輪郭表示は、例えば運動情報により
色付けされた輪郭上に、輪郭を構成する点間を直線で結
んだメッシュ表示を重ね合わせると良い。
色付けされた輪郭上に、輪郭を構成する点間を直線で結
んだメッシュ表示を重ね合わせると良い。
【００７４】この様に、輪郭を構成する各点を表示する
ことで、臓器局所の運動情報をより正確に得ることがで
き、臓器のねじれ運動等を反映した表示ができる（図１
６，図１７）。
ことで、臓器局所の運動情報をより正確に得ることがで
き、臓器のねじれ運動等を反映した表示ができる（図１
６，図１７）。
【００７５】第２実施例では３次元画像データを入力し
直接３次元輪郭を抽出する例を示したが、複数の断面画
像を利用し、断面内でのオプティカルフローを算出して
も良い。ただし、その場合は断面内の運動は反映される
が、断面以外の方向の運動は反映されない。
直接３次元輪郭を抽出する例を示したが、複数の断面画
像を利用し、断面内でのオプティカルフローを算出して
も良い。ただし、その場合は断面内の運動は反映される
が、断面以外の方向の運動は反映されない。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば、臓器の３次元的輪郭を
生成し、臓器運動の解析が可能となる。また、臓器局所
部分の実際の運動を反映した臓器運動を抽出、表示、解
析することが可能となる。これにより、臓器の診断が大
幅に効率良く適切に行え、その効果は多大である。
生成し、臓器運動の解析が可能となる。また、臓器局所
部分の実際の運動を反映した臓器運動を抽出、表示、解
析することが可能となる。これにより、臓器の診断が大
幅に効率良く適切に行え、その効果は多大である。
【図１】第１実施例の構成図である。
【図２】第１実施例の処理の流れのフローチャートであ
る。
る。
【図３】第１実施例の輪郭表現の一例である。
【図４】第１実施例における３次元輪郭生成までの処理
の模式図である。
の模式図である。
【図５】第１実施例における管状の３次元輪郭の模式図
である。
である。
【図６】本発明の運動情報の表示例である。
【図７】本発明の運動情報の表示例である。
【図８】本発明の運動情報の表示例である。
【図９】複数断面が１つの軸の周りに回転する場合の断
面図である。
面図である。
【図１０】断面ｎと断面ｎ＋１間の頂点の３次元的な補
間生成を示した図である。
間生成を示した図である。
【図１１】ユーザの操作の流れを示すフローチャートで
ある。
ある。
【図１２】第２実施例の構成図である。
【図１３】第２実施例の処理の流れのフローチャートで
ある。
ある。
【図１４】頂点近傍のオプティカルフローの線形和や、
その補間により頂点に対応したオプティカルフローを生
成する図である。
その補間により頂点に対応したオプティカルフローを生
成する図である。
【図１５】第２実施例の表示用３次元輪郭の生成例であ
る。
る。
【図１６】オプティカルフローを反映しない場合の３次
元輪郭の例である。
元輪郭の例である。
【図１７】オプティカルフローを反映した場合の３次元
輪郭の例である。
輪郭の例である。
１０ 医用画像診断装置 １２ 画像入力部 １４ メモリ １６ 輪郭抽出部 １８ ３次元輪郭生成部 ２０ 運動情報算出部 ２２ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｇ０１Ｎ 24/02 ５２０Ｙ Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA50 FF16 FF24 FF42 4C096 AB41 AC04 AD14 DC19 DC25 DC36 4C301 EE13 EE15 JC01 JC08 JC11 KK17 LL03 5B057 AA07 AA09 CA02 CA08 CA13 CA16 CB08 CB13 CB16 DC16 DC30 5L096 AA06 AA09 BA06 FA06 HA04
Claims (8)
- 【請求項１】生体器官である臓器を撮影した複数時相の
画像から前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出
する輪郭算出手段と、 算出した前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づ
いて、前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を
算出する変位量算出手段と、 算出した前記各点の時間的変位量から前記臓器の輪郭の
運動情報を算出する運動算出手段と、 を有することを特徴とする医用画像診断装置。 - 【請求項２】前記輪郭算出手段は、 前記臓器の複数断面が撮影された複数時相の２次元画像
に基づいて、前記各断面における前記臓器の輪郭を抽出
する輪郭抽出手段と、 抽出された複数時相の前記各断面における前記臓器にお
ける輪郭に基づいて、前記臓器に関する複数時相の３次
元輪郭を生成する輪郭生成手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の医用画像診断
装置。 - 【請求項３】前記輪郭算出手段は、 前記臓器が撮影された複数時相の３次元画像に基づい
て、前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置。 - 【請求項４】前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変
位量が、前記３次元輪郭を構成する頂点の時間的な移動
ベクトルであることを特徴とする請求項１記載の医用画
像診断装置。 - 【請求項５】前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変
位量が、前記３次元輪郭を構成する頂点近辺の画像デー
タに基づき計算されるオプティカルフローベクトルであ
ることを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置。 - 【請求項６】前記算出された前記臓器の３次元輪郭上の
各点の時間的変位量に基づき、時間的に変位する頂点に
よって表現された前記臓器の３次元輪郭を表示する表示
手段を有したことを特徴とする請求項１記載の医用画像
診断装置。 - 【請求項７】生体器官である臓器を撮影した複数時相の
画像から前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出
する輪郭算出ステップと、 算出した前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づ
いて、前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を
算出する変位量算出ステップと、 算出した前記各点の時間的変位量から前記臓器の輪郭の
運動情報を算出する運動算出ステップと、 を有することを特徴とする医用画像診断方法。 - 【請求項８】生体器官である臓器を撮影した複数時相の
画像から前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭を算出
する輪郭算出機能と、 算出した前記臓器に関する複数時相の３次元輪郭に基づ
いて、前記臓器の３次元輪郭上の各点の時間的変位量を
算出する変位量算出機能と、 算出した前記各点の時間的変位量から前記臓器の輪郭の
運動情報を算出する運動算出機能と、 をコンピュータによって実現することを特徴とする医用
画像診断方法のプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120183A JP3725442B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 医用画像診断装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120183A JP3725442B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 医用画像診断装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002306483A true JP2002306483A (ja) | 2002-10-22 |
| JP3725442B2 JP3725442B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=18970273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001120183A Expired - Lifetime JP3725442B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 医用画像診断装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3725442B2 (ja) |
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-
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