專利名稱：醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對三維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行圖像處理的技術(shù)，其中所述三維醫(yī)學(xué)圖像顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如肺。
背景技術(shù)：
基于顯示胸部區(qū)域的三維醫(yī)學(xué)圖像來診斷肺部血管栓塞的圖像處理方法是已知的。例如，日本未審查專利公開No. 2006-081906提出了這樣一種方法，在該方法中， 將肺部血管系統(tǒng)分為若干節(jié)段(segment)；隨后對分割后的肺部血管系統(tǒng)中的栓塞區(qū)域進(jìn)行手動或自動識別；對受到識別出的栓塞影響的血管子樹(blood vessel sub-tree)加以分析，以識別出受栓塞影響的肺部區(qū)域；并且將該肺部區(qū)域可視化地顯示出來。此外，日本未審查專利公開No. 2006-051365提出了這樣一種方法，在該方法中， 在顯示雙肺的CT圖像中對肺實質(zhì)組織進(jìn)行分割，隨后生成分割后圖像的灌注圖，并且繪制灌注不足的異常區(qū)域、并以相對不透明的方式表現(xiàn)出來。然而，日本未審查專利公開No. 2006-081906中所述的方法僅顯現(xiàn)了受肺部血管栓塞影響的肺部區(qū)域，而并未指出該區(qū)域的肺功能如何變化。同時，通過日本未審查專利公開No. 2006-051365所述的方法，難以對諸如受到肺部血管栓塞影響的肺部區(qū)域等的肺功能進(jìn)行局部評價，這是因為該方法僅顯現(xiàn)了整個肺的灌注圖。鑒于上述情況而提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供這樣的技術(shù)該技術(shù)可以基于顯示出被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像，容易地觀察或評價周圍結(jié)構(gòu)中與分支結(jié)構(gòu)的關(guān)注部分功能上相關(guān)的區(qū)域的功能特征和/或形態(tài)特征。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備為這樣的設(shè)備，該設(shè)備包括分支結(jié)構(gòu)提取裝置，其用于從顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)，其中所述周圍結(jié)構(gòu)位于所述分支結(jié)構(gòu)周圍并且與該分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)；周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域提取裝置，其用于從所述三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出包括所述周圍結(jié)構(gòu)在內(nèi)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)設(shè)定裝置，其用于設(shè)定作為所述分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注部分的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)；受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷裝置，其用以基于所述分支結(jié)構(gòu)從所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷出與所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；評價值獲取裝置，其用以獲取被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在所推斷出的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的功能和/或形態(tài)的評價值；以及
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映射圖像生成裝置，其用以生成映射圖像，所述映射圖像為通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的所述評價值映射至形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像生成自所述三維醫(yī)學(xué)圖像并且顯示所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)圖像處理方法為這樣的方法，包括如下步驟從顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)，其中所述周圍結(jié)構(gòu)位于所述分支結(jié)構(gòu)周圍并且與該分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)；從所述三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出包括所述周圍結(jié)構(gòu)在內(nèi)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；設(shè)定作為所述分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注部分的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)；基于所述分支結(jié)構(gòu)從所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷出與所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；獲取被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在所推斷出的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的功能和/或形態(tài)的評價值；以及生成映射圖像，所述映射圖像為通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的所述評價值映射至形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像生成自所述三維醫(yī)學(xué)圖像并且顯示所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。其上記錄有本發(fā)明的醫(yī)學(xué)圖像處理程序的計算機(jī)可讀取記錄介質(zhì)為這樣的介質(zhì) 該介質(zhì)上記錄有能夠使計算機(jī)執(zhí)行上述方法的程序。本文所用的術(shù)語“分支結(jié)構(gòu)”是指具有分支結(jié)構(gòu)的被檢體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。其具體例子可為血管。本文所用術(shù)語“周圍結(jié)構(gòu)”是指與分支結(jié)構(gòu)一同執(zhí)行被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特定功能的結(jié)構(gòu)。“特定功能”的一個具體例子為在周圍結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)之間，流經(jīng)該分支結(jié)構(gòu)的液體所輸送的預(yù)定物質(zhì)發(fā)生的交換?！氨粰z體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)”的具體例子為肺。在這種情況中，分支結(jié)構(gòu)可以是血管或支氣管，周圍結(jié)構(gòu)可以是肺實質(zhì)，周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域可為肺野區(qū)域。此外，肺部血管可以為肺動脈或肺靜脈?！笆荜P(guān)注分支結(jié)構(gòu)”的具體例子為分支結(jié)構(gòu)中由栓塞位置到分支結(jié)構(gòu)末梢這一部分?？赏ㄟ^如下方式來設(shè)定“受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)”基于使用者在由三維醫(yī)學(xué)圖像所生成的圖像中的手動指定操作進(jìn)行設(shè)定；通過使用圖像分析/識別方法自動地進(jìn)行設(shè)定；或者通過這兩種方法的組合進(jìn)行設(shè)定。所述組合方法的具體例子包括這樣的方法，其中，通過使用者的手動操作指定受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)的參照點(diǎn)(例如，栓塞位置)，然后基于該參照點(diǎn)進(jìn)行預(yù)定的圖像分析/識別處理，由此自動提取出受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)；以及這樣的方法，其中通過預(yù)定的圖像分析/識別處理來自動提取出候選的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)，然后從這些候選的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)中經(jīng)使用者手動操作來選擇出受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)，或者通過使用者手動操作對受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行校正。能夠理解的是，“受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域”是基于分支結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征推斷的，所述形態(tài)特征例如為在分支結(jié)構(gòu)中受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)與非受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系、分支結(jié)構(gòu)的管徑等。此外，當(dāng)被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為肺時，可將由三維醫(yī)學(xué)圖像所顯示的肺分為多個預(yù)定的肺分區(qū)，并且可以對受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行推斷，以使其屬于分割后的肺分區(qū)中的一個分區(qū)。關(guān)于“評價值”，受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域整體上可具有一個評價值，或者構(gòu)成受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的多個子區(qū)域(sub-area)中的每一個均具有一個評價值。所述子區(qū)域可以是由多個像素形成的區(qū)域，或者為由一個像素形成的區(qū)域。此外，可基于三維醫(yī)學(xué)圖像(本發(fā)明的處理目標(biāo)圖像)來計算“評價值”，或者可將基于顯示相同被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其它醫(yī)學(xué)圖像而算得的評價值作為評價值。此處，“其它醫(yī)學(xué)圖像”可以是由與三維醫(yī)學(xué)圖像(本發(fā)明的處理目標(biāo)圖像)的醫(yī)療設(shè)備 (modality)相同的醫(yī)療設(shè)備在不同的時間拍攝的圖像，或者是被不同的醫(yī)療設(shè)備拍攝的圖像。此外，可以將基于相同被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特定測量數(shù)據(jù)而算得的評價值作為評價值。特別是，當(dāng)使用了基于其它醫(yī)學(xué)圖像或測量數(shù)據(jù)的評價值時，優(yōu)選進(jìn)行位置對準(zhǔn)，以使得由該評價值表示的被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的位置與映射目標(biāo)形態(tài)圖像(mapping destination morphological image)中的相應(yīng)位置匹配。“映射圖像”可以是通過將受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的評價值映射到寬形態(tài)圖像上而生成的寬映射圖像，所述寬形態(tài)圖像顯示被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的以下區(qū)域的形態(tài)該區(qū)域部分地包括受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)以及受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域。此外，可以采用這樣的設(shè)置方式獲取構(gòu)成被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)域(其部分地包括受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域)的各個子區(qū)域的評價值， 并通過將各評價值映射至寬形態(tài)圖像中與各評價值被獲取區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上，從而生成寬映射圖像，其中所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域與周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中除了該受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域之外的其它區(qū)域之間的邊界變得能夠識別。評價值的映射方法的具體例子可為這樣的方法，在該方法中，獲取構(gòu)成受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的多個子區(qū)域中的每一個的評價值，并且將受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的各個評價值投影至受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的各個表面像素上。在這種情況中，針對連接至少一部分受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)與受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的各個表面像素的多條直線中的每一條直線，可根據(jù)各直線上的子區(qū)域的評價值來確定將要被映射至各直線上的各表面像素上的像素值。根據(jù)本發(fā)明，由顯示被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)，在分支結(jié)構(gòu)中設(shè)定受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)，隨后由周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷出與受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域，獲取受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的評價值，并生成映射圖像， 該映射圖像為通過將受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的評價值映射至形態(tài)圖像而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像顯示受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。這樣可容易地觀察或評價與受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能特征和/或形態(tài)特征，由此有助于提高診斷的精確度和效率。例如，當(dāng)將分支結(jié)構(gòu)中由栓塞位置到分支結(jié)構(gòu)末梢這一部分設(shè)定為受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)時，則將評價值映射至形態(tài)圖像中與受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域，就可以容易地觀察或評價分支結(jié)構(gòu)的栓塞對周圍結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的局部影響。當(dāng)生成顯示被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)域(其部分地包括受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域)的形態(tài)的寬形態(tài)圖像時，可觀察或評價功能特征和/或形態(tài)特征，同時還可明了受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)或受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)與相鄰結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系。此外，當(dāng)獲取了構(gòu)成被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)域(其部分地包括受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域)的各個子區(qū)域的評價值，并將各評價值映射至寬形態(tài)圖像的與獲得各評價值的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上以生成寬映射圖像，其中，受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)與周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中除了受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域以外的其它區(qū)域之間的邊界變得能夠識別時，可以容易地對受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)或受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)與相鄰結(jié)構(gòu)之間的功能特征和/或形態(tài)特征進(jìn)行比較，由此可更容易地觀察或評價受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)的功能特征和/或形態(tài)特征。另外，如果通過將構(gòu)成受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的多個子區(qū)域的評價值投影至受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的表面像素上以生成映射圖像，則可以從三維的角度明了受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能特征和/或形態(tài)特征。附圖簡要說明
圖1為醫(yī)學(xué)圖像診斷系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖，其中該醫(yī)學(xué)圖像診斷系統(tǒng)安裝有根據(jù)本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備。圖2為示意性示出用以實現(xiàn)本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理功能的構(gòu)造以及處理流程的框圖。圖3示出針對各肺部血管分支的控制區(qū)域。圖4A示意性示出將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域中各點(diǎn)的評價值映射至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域的表面的各點(diǎn)處的第一方法。圖4B示意性示出將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域中各點(diǎn)的評價值映射至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域的表面的各點(diǎn)處的第二方法。圖4C示意性示出將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域中各點(diǎn)的評價值映射至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域的表面的各點(diǎn)處的第三方法。圖5A示出在本發(fā)明的實施方案中所生成的映射圖像的第一個例子。圖5B示出在本發(fā)明的實施方案中所生成的映射圖像的第二個例子。圖5C示出在本發(fā)明的實施方案中所生成的映射圖像的第三個例子。圖6示出利用本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像診斷系統(tǒng)的圖像處理流程的流程圖。
具體實施例方式下面將通過以下述情況為例對采用本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備的醫(yī)學(xué)圖像診斷系統(tǒng)進(jìn)行描述，在所述情況中，基于人體胸部CT圖像來觀察或評價肺部血管栓塞對周圍肺實質(zhì)區(qū)域的影響。圖1為醫(yī)學(xué)圖像診斷系統(tǒng)的硬件構(gòu)成圖，其示出了該診斷系統(tǒng)的總體情況。如圖 1中所示，該系統(tǒng)包括醫(yī)療設(shè)備1、圖像存儲服務(wù)器2以及圖像處理工作站3，它們借助于網(wǎng)絡(luò)9而相互通訊連通。醫(yī)療設(shè)備1包括這樣的裝置，該裝置用于對被檢體的檢查目標(biāo)區(qū)域成像、以生成表示該區(qū)域的三維醫(yī)學(xué)圖像的圖像數(shù)據(jù)，并通過附加上DICOM(醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信)標(biāo)準(zhǔn)中所限定的輔助信息從而輸出圖像數(shù)據(jù)以作為圖像信息。該裝置的具體例子包括(例如) CT、MRI等。在本實施方案中，對下述情況進(jìn)行了描述通過利用CT沿體軸方向?qū)θ梭w進(jìn)行掃描，從而生成表示待檢查的人體胸部區(qū)域的三維圖像數(shù)據(jù)。圖像存儲服務(wù)器2為這樣的計算機(jī)，其用以將由醫(yī)療設(shè)備1獲得的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)以及通過在圖像處理工作站3中進(jìn)行圖像處理而生成的醫(yī)學(xué)圖像的圖像數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中、并對這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，該服務(wù)器包括大容量的外部存儲單元以及數(shù)據(jù)庫管理軟件(例如，對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(ORDB))。圖像處理工作站3為這樣的計算機(jī)，其響應(yīng)來自影像讀取機(jī)(radiology reader) 的請求，對由醫(yī)療設(shè)備1或圖像存儲服務(wù)器2獲取的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理(包括圖像分析)，并顯示所生成的圖像。圖像處理工作站3配備有已知的硬件裝置，如CPU、主存儲單元、輔助存儲單元、輸入/輸出接口、通信接口、輸入裝置(鼠標(biāo)、鍵盤等)、顯示裝置(顯示器)、數(shù)據(jù)總線等，并且圖像處理工作站3中還安裝有已知的操作系統(tǒng)。在圖像處理工作站3中進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理，并且通過執(zhí)行由記錄介質(zhì)(如CD-ROM等)安裝的程序來實現(xiàn)這一處理?；蛘?，該程序可以為從與網(wǎng)絡(luò)(例如，英特網(wǎng)等)連通的服務(wù)器存儲單元下載并安裝的程序。圖像數(shù)據(jù)的存儲格式以及系統(tǒng)各部件之間的通信都基于DICOM協(xié)議等。圖2為示出了圖像處理工作站3中與本發(fā)明第一實施方案相關(guān)的這部分的功能。 如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理是通過肺野區(qū)域提取單元31、肺部血管提取單元32、受關(guān)注血管設(shè)定單元33、受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34、評價值計算單元 35以及映射圖像生成單元36而實現(xiàn)的。在圖2中，三維醫(yī)學(xué)圖像V、受關(guān)注位置(栓塞位置)PE、肺野區(qū)域LF、肺部血管結(jié)構(gòu)LV、受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1、各血管的控制區(qū)域RVn、受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1、評價值EV、映射圖像Im是通過上述各處理單元寫入到圖像處理工作站3的預(yù)定存儲區(qū)域內(nèi)、并從該存儲區(qū)域內(nèi)讀取出來的數(shù)據(jù)。肺野區(qū)域提取單元31利用構(gòu)成三維醫(yī)學(xué)圖像V的多個軸向截面圖像中的每一個圖像作為輸入信息，提取出被檢體的肺野區(qū)域LF。例如，由于肺野區(qū)域LF為這樣的區(qū)域 其具有對應(yīng)于空氣的CT值的像素值，因此可以在對各軸向截面圖像進(jìn)行閾值處理以識別出被檢體周圍的空氣區(qū)域以及被檢體區(qū)域之后，提取出被檢體內(nèi)的空氣區(qū)域以作為肺野區(qū)域。肺部血管提取單元32利用三維醫(yī)學(xué)圖像V作為輸入信息，提取出肺部血管結(jié)構(gòu) LV。更具體而言，進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)張法以提取出肺部血管區(qū)域中的像素集合體，隨后對提取出的肺部血管區(qū)域進(jìn)行細(xì)線化處理(thinning process)，并且基于所獲得的細(xì)線(其表示肺部血管)，將細(xì)線上的各像素分為端點(diǎn)和邊(側(cè)邊)或分支點(diǎn)，由此可獲得表示肺部血管的樹結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)需要，也可將諸如細(xì)線上各像素處的血管直徑、各邊(血管分支)的長度等特征量存儲為樹結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(詳細(xì)信息參見文獻(xiàn)D. KcAayashi等人的“Trial of branch base tree structure model construction for blood vessel geometric r印resentation” [在線]，2005 年 3 月 9 日，RIKEN，日本，RIKEN symposium，生物體形狀信息的數(shù)字化及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建研究，84-92頁，[檢索日期2010年1月6日]，網(wǎng)址〈URL: http://www. comp-bio. riken. jp/keijyo/products/2005_l_files/kobayashi_print. pdf>，以及文獻(xiàn) S. Nakamura 等人的 “Automated Classification of Pulmonary Artery and Vein from Chest X-ray CT Images by Tree Structure Analysis”， Technical Report of IEICE，MI，日本，2006 年 1 月 21 日，105 卷，No. 580，105-108 頁，[檢索日期 2009 年 11 月 20 日]，網(wǎng)址 <URL :http://www. murase. nuie. nagoya-u. ac. jp/ ide/res/ paper/J05-kenkyukai-snake-l. pdf> (參考文■ 1))。受關(guān)注血管設(shè)定單元33在肺部血管結(jié)構(gòu)LV中設(shè)定受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV115受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1表示血管結(jié)構(gòu)中由栓塞位置到其外周這一部分的血管結(jié)構(gòu)。更具體而言，受關(guān)注血管設(shè)定單元33使由三維醫(yī)學(xué)圖像V生成的二維圖像顯示于圖像處理工作站3的顯示裝置上，并接受使用者指定肺部血管結(jié)構(gòu)LV中的受關(guān)注位置(栓塞位置)PE的操作。隨后，受關(guān)注血管設(shè)定單元33基于血管結(jié)構(gòu)LV的樹結(jié)構(gòu)，將由指定的受關(guān)注位置PE到其外周這一部分的血管結(jié)構(gòu)設(shè)定為受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1 (詳細(xì)信息可參見參考文獻(xiàn)1)。受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34包括控制區(qū)域計算單元34a以及受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域確定單元34b，并且基于肺部血管結(jié)構(gòu)LV來推斷肺部血管周圍的肺實質(zhì)區(qū)域中與受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1功能上相關(guān)的受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV115控制區(qū)域計算單元3 利用血管結(jié)構(gòu)作為核點(diǎn)集合(kernel point mass)來進(jìn)行三維Voronoi分割，以獲得構(gòu)成肺部血管結(jié)構(gòu)LV的各血管分支的控制區(qū)域RVn。更具體而言，如圖3中所示意性示出的那樣，控制區(qū)域計算單元3 識別出與肺野區(qū)域LF中的各像素距離最近的血管分支(其構(gòu)成肺部血管結(jié)構(gòu)LV)中的一個分支，也就是說，識別出肺野區(qū)域LF中的各像素被其控制的血管分支中的一個分支。因此，受相同血管分支控制的區(qū)域被確定為該血管分支的控制區(qū)域。這樣便產(chǎn)生了各血管分支的控制區(qū)域RVn(詳細(xì)信息可參見文獻(xiàn) Y. Hirano 等人的"Quantification of shrinkage of lung lobes in chest CT images using the 3D Voronoi division and application to tumor discrimination", [網(wǎng)絡(luò)在線]，2001年7月，JMIT第20屆年會會議記錄，315-316頁，[檢索日期2009年11 月 20 日]，Mi± <URL :http://mase. itc. nagoya-u. ac. jp/ hirano/Papers/JAMIT2001. pdf>)。同時，受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域確定單元34b將控制區(qū)域RVn的受到受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1 控制的區(qū)域確定為受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV115評價值計算單元35基于三維醫(yī)學(xué)圖像V來計算肺功能和形態(tài)的評價值EV。此處， 評價值計算單元35利用三維醫(yī)學(xué)圖像V作為輸入信息進(jìn)行已知的灌注分析，并計算肺實質(zhì)區(qū)域中各像素的局部外周平均密度。更具體而言，評價值計算單元35通過除去支氣管和肺部血管結(jié)構(gòu)LV、并利用三維高斯核作為平滑算符進(jìn)行局部平均，從而提取出肺實質(zhì)區(qū)域 (詳細(xì)信息參見日本未審查專利公開No. 2006-051365)。映射圖像生成單元36生成映射圖像IM，映射圖像Im為通過將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域 RV1的評價值EV映射至基于三維醫(yī)學(xué)圖像V的形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像顯示受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1及其周圍的血管結(jié)構(gòu)LV。圖5A示出了映射圖像Im的例子，該映射圖像Im是通過將評價圖像疊加到顯示受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1及其周圍的肺部血管結(jié)構(gòu)LV 的體積繪制圖像(volume rendering image)上而生成的圖像，其中所述評價圖像是通過將由受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LVJ從受關(guān)注位置PE到肺部血管結(jié)構(gòu)LV的末梢的這一部分)控制的受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的評價值投影至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面、并使其半透明化而獲得的。此處，如圖4A中所示意性示出的那樣，可通過對從受關(guān)注位置PE到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面上的各點(diǎn)這一部分的評價值EV進(jìn)行放射狀采樣，從而獲得投影至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面上的亮度值。即，獲得了連接受關(guān)注位置PE和受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上各點(diǎn)的多條直線中的每一條上的各個點(diǎn)的評價值EV的代表值(例如，平均值)，并且根據(jù)代表值將代表顏色或密度的亮度值分配到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上的各點(diǎn)?？赏ㄟ^如下方式獲得其中體積繪制圖像和評價值圖像相互疊加在一起的圖像。即，將預(yù)定的亮
9度值分配至各像素(其表示三維醫(yī)學(xué)圖像V中的受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1及其周圍的肺部血管結(jié)構(gòu)LV)，并將不透明度分配給評價值圖像的各像素，隨后基于分配至評價值圖像的不透明度，為三維醫(yī)學(xué)圖像V與評價值圖像之間的各相應(yīng)位置設(shè)定α值，然后針對分配給三維醫(yī)學(xué)圖像V的亮度值以及評價值圖像的亮度值的各位置，利用α混合進(jìn)行體積繪制(詳細(xì)信息參見由本申請人提交的日本未審查專利公開No. 2008-259696等)。下面對利用本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理方法的圖像診斷流程進(jìn)行說明。圖6 為示出了利用本發(fā)明實施方案的醫(yī)學(xué)圖像處理軟件所進(jìn)行的使用者操作、計算處理、顯示處理等流程的流程圖。首先，獲得三維醫(yī)學(xué)圖像V的圖像數(shù)據(jù)(#1)。三維醫(yī)學(xué)圖像V為根據(jù)診療部門醫(yī)生的檢查指令而被醫(yī)療設(shè)備1拍攝并儲存于圖像存儲服務(wù)器2中的圖像。使用者通過操作安裝在圖像處理工作站3中的已知命令系統(tǒng)的終端操作界面，發(fā)出獲得處理目標(biāo)三維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)V的請求。響應(yīng)于該項操作，圖像處理工作站3向圖像存儲服務(wù)器2發(fā)出調(diào)取三維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)V的請求。隨后，圖像存儲服務(wù)器2通過進(jìn)行數(shù)據(jù)庫檢索而獲得處理目標(biāo)三維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)V，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理工作站3。圖像處理工作站3獲得由圖像存儲服務(wù)器2發(fā)來的三維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)V。在圖像處理工作站3中，評價值計算單元35計算肺實質(zhì)區(qū)域中各像素的局部外周平均密度(評價值EV) (#2)；肺野區(qū)域提取單元31利用構(gòu)成三維醫(yī)學(xué)圖像V的多個軸向截面圖像中的每一個圖像作為輸入信息，提取出被檢體的肺野區(qū)域LF(#;3)；并且肺部血管提取單元32利用三維醫(yī)學(xué)圖像V作為輸入信息，提取出肺部血管結(jié)構(gòu)LV(#4)。隨后，基于由肺野區(qū)域提取單元31提取出的肺野區(qū)域LF以及由肺部血管提取單元32提取出的肺部血管結(jié)構(gòu)LV，受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34中的控制區(qū)域計算單元3 利用三維醫(yī)學(xué)圖像V 作為輸入信息，獲得構(gòu)成肺部血管結(jié)構(gòu)LV的各血管分支的控制區(qū)域RVn(#5)。接下來，受關(guān)注肺部血管設(shè)定單元33收到使用者的指定肺部血管結(jié)構(gòu)LV中的受關(guān)注位置(栓塞位置)PE的操作(#6)，并基于肺部血管結(jié)構(gòu)LV的樹結(jié)構(gòu)，將血管結(jié)構(gòu)LV中由指定的受關(guān)注位置PE到血管結(jié)構(gòu)LV末梢這一部分設(shè)定為受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1 (#7)。受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34中的受關(guān)注肺實質(zhì)確定單元34b將控制區(qū)域RVn的受到受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1 (其由受關(guān)注血管設(shè)定單元33設(shè)定)控制的區(qū)域確定為受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1 (#8)，其中所述控制區(qū)域RVn是由控制區(qū)域計算單元3 計算得到的。然后，映射圖像生成單元36通過將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的評價值EV映射至基于三維醫(yī)學(xué)圖像V的形態(tài)圖像(其示出受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1及其周圍的血管結(jié)構(gòu)LV)上， 從而生成映射圖像IM(#9)，并且所生成的映射圖像Im顯示在圖像處理工作站3的顯示裝置上(#10)。在本發(fā)明的實施方案中，通過上述一系列的處理過程生成映射圖像IM，該映射圖像Im為示出受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1及其周圍的血管結(jié)構(gòu)LV、并且映射有受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1 的評價值EV的形態(tài)圖像。這樣便可容易地觀察或評價血管結(jié)構(gòu)LV的栓塞對其周圍的肺實質(zhì)區(qū)域所產(chǎn)生的局部影響，從而有助于提高診斷的精確度和效率。此外，形態(tài)圖像不僅示出了受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1，而且還示出了周圍的肺部血管結(jié)構(gòu)LV，因此可觀察或評價栓塞的局部影響，同時還可明了受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1或受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1與周圍的肺部血管結(jié)構(gòu)LV之間的位置關(guān)系。
此外，映射圖像生成單元36通過將受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1中各像素的評價值投影至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的各表面像素上以生成映射圖像IM，從而可以從三維的角度明了受關(guān)注實質(zhì)區(qū)域RV1的功能特征和/或形態(tài)特征。如圖4A所示，在對評價值EV進(jìn)行投影時，通過由受關(guān)注位置PE放射狀采樣來確定表面像素的亮度值。這使得沿著與映射圖像Im的視線不同的方向，將評價值EV投影至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上的各點(diǎn)，從而使所生成的映射圖像Im適于觀察與受關(guān)注血管 LV1相鄰的評價值EV的分布。上述實施方案僅供示意之用，而不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明精神的條件下，可對上述實施方案中的系統(tǒng)構(gòu)成、處理流程、模塊結(jié)構(gòu)、具體的處理內(nèi)容等進(jìn)行多種修改和變化，所有這些修改和變化均包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。例如，關(guān)于系統(tǒng)構(gòu)成，已經(jīng)對其中通過單一的圖像處理工作站3進(jìn)行圖2中的各種類型的處理的情況進(jìn)行了說明；然而，該系統(tǒng)可被構(gòu)造為使得各種類型的處理過程分配在多臺工作站中，并且這些處理過程相互協(xié)調(diào)運(yùn)行。關(guān)于處理流程，圖6的流程圖中的步驟#2可在步驟#1之后以及步驟#9之前的任何時間進(jìn)行，或者與步驟#3至步驟#8平行進(jìn)行。關(guān)于具體的處理內(nèi)容，肺野提取單元31可通過其它已知的提取方法來提取肺野區(qū)域LF，例如為由本發(fā)明人在日本未審查專利公開No. 2008-253293中所提出的方法。同樣，肺部血管提取單元32可采用上述方法以外的其它類型的已知的血管提取方法。在這種情況中，如果在提取的同時獲得樹結(jié)構(gòu)，則可將所獲得的樹結(jié)構(gòu)直接用于隨后的處理中，而無需進(jìn)行細(xì)線化處理。另外，關(guān)于肺部血管提取的優(yōu)選更改方式，可將肺部血管提取單元32構(gòu)造為僅提取肺動脈或肺靜脈中的任一者。更具體而言，可以如下方式通過關(guān)注下述事實而僅提取出肺動脈或肺靜脈中的任一者，所述事實為肺動脈和支氣管在肺的各分區(qū)的中心附近平行延伸，而肺靜脈在肺的各分區(qū)的邊界附近(即支氣管之間)延伸。也就是說，基于血管之間的連接關(guān)系，將所提取出的血管結(jié)構(gòu)分解為多個血管分支組， 并且還通過肺部血管提取單元32并利用已知方法提取出支氣管。隨后，采用提取出的支氣管作為核點(diǎn)集合體進(jìn)行三維Voronoi分割，以推斷肺的分區(qū)的界面，隨后計算各血管分支組距離支氣管的平均距離以及距離界面的平均距離，并將靠近支氣管且遠(yuǎn)離肺分區(qū)界面的血管分支組歸為肺動脈，而將遠(yuǎn)離支氣管且靠近肺分區(qū)界面的血管分支組歸為肺靜脈(詳細(xì)信息參見上述參考文獻(xiàn)1)。在肺實質(zhì)中，血液中的氣體交換既在肺動脈中進(jìn)行，又在肺靜脈中進(jìn)行。因此，如果按照上述實施方案中那樣，通過肺部血管提取單元32同時提取出肺動脈和肺靜脈而不對其加以區(qū)分，并利用肺動脈以及肺靜脈通過控制區(qū)域計算單元3 來計算控制區(qū)域的話，則肺實質(zhì)區(qū)域分為被肺動脈控制的控制區(qū)域以及被肺靜脈控制的控制區(qū)域，從而導(dǎo)致肺實質(zhì)功能的不恰當(dāng)劃分。因此，如更改方式中那樣，在借助肺部血管提取單元32僅提取出肺動脈和肺動脈中的任一者時，可使得肺實質(zhì)區(qū)域的劃分與肺實質(zhì)功能高度一致，但是可能需要分別針對肺動脈和肺靜脈單獨(dú)進(jìn)行受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域的觀察或評價。受關(guān)注血管設(shè)定單元33可被構(gòu)造為利用已知方法自動地識別肺部血管結(jié)構(gòu)LV中的栓塞位置。例如，通過在被肺部血管提取單元32所提取出的肺部血管結(jié)構(gòu)LV中分析三維特征量來提取栓塞位置的方法是已知的，其中所述三維特征量例如為血管尺寸、利用形態(tài)濾波器獲得的局部對比度、幾何特征(如利用二次微分獲得的曲率、體積、長度)等(詳細(xì)信息參見文獻(xiàn) Y. Masutani 等人的"Computerized Detection of Pulmonary Embolism in Spiral CT Angiography Based on Volumetric Image analysis，，，IEEE Transactions on Medical Imaging, 21 卷，No. 12，1517-1522 頁，2002)。 在上述實施方案中，受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34中的控制區(qū)域計算單元3 可被構(gòu)造為針對由多個血管分支構(gòu)成的組而獲得一個控制區(qū)域RVn，或者進(jìn)一步將一個血管分支分解為多個部分，并針對分解后的血管分支的各部分來獲得控制區(qū)域RVn，而不是針對各血管分支獲得控制區(qū)域RVn。此外，可基于存儲于肺部血管結(jié)構(gòu)LV的樹結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中的特征量(如血管直徑等)和像素值、以及肺野區(qū)域LV中的像素與血管分支之間的距離來獲得控制區(qū)域RVn。當(dāng)通過在整個肺野區(qū)域LF上進(jìn)行Voronoi分割以獲得控制區(qū)域RVn時，控制區(qū)域RVn有時可能會跨過肺葉的邊界，因此控制區(qū)域計算單元3 可被構(gòu)造為預(yù)先將肺野區(qū)域LF分為多個肺葉(右上葉、右中葉、右下葉、左上頁、左中葉和左下頁5個肺葉)，并計算各肺頁內(nèi)的控制區(qū)域RVn。此處，肺葉的分離方法可以是自動或手動的方法。關(guān)于自動分離方法，可使用任何已知方法，如這樣一種方法其中利用氣管、支氣管、肺部血管的結(jié)構(gòu)信息大致識別出葉間裂的位置，隨后利用密度信息提取出葉間裂，并基于提取出的葉間裂來分離肺葉。(詳細(xì)信息參見文獻(xiàn)T. Hayashi等人的“Development of the Procedure for Automatic Extracting Interlobar Fissures and its Performance Evaluation，，， Technical Iteport of IEICE, MI2003-53 (2003-10)，Medical Image，2003 年 10 月 31 日， 103 卷，No. 409，39-44 頁，[檢索日期2010 年 1 月 1 日]，網(wǎng)址 <URL :http //www. fjt. info, gifu-u. ac. jp/publication/328. pdf>)。肺部血管不會與兩個或多個肺葉中的肺實質(zhì)相互影響，因此按照上述方式將控制區(qū)域RVnW范圍限定在各肺葉內(nèi)可得到這樣的映射圖，該映射圖與肺的解剖結(jié)構(gòu)一致，并且更適于診斷用。由于肺動脈遠(yuǎn)離各分區(qū)的邊界，因此如果根據(jù)僅基于血管信息確定的控制區(qū)域RVn來推斷出受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1,則與利用肺靜脈的情況相比，這種情況的推斷準(zhǔn)確度可能降低。利用上述的各分區(qū)進(jìn)行受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1 的推斷可提高推斷的準(zhǔn)確度。關(guān)于由評價值計算單元35所計算出的評價值，除了上述實施方案中所用的局部外周平均密度以外，還可列舉以下的已知項目，并且可根據(jù)診斷目的等因素適當(dāng)?shù)厥褂眠@些項目。(a)可由時間密度曲線獲得的灌注參數(shù)，例如肺血流量、肺血液量、平均通過時間等，其中所述時間密度曲線是在CT灌注分析時的多個關(guān)注區(qū)域中獲得的。(b)由一種類型的設(shè)備(如CT等)獲得的多個輻射圖像的像素值，其分別示出具有不同能量分布的多個輻射圖案在被檢體中的透過/衰減程度。或者，多個圖像之間的像素值之差，所述圖像是通過如下方式拍攝的由多個輻射源發(fā)射不同的能量；使一個輻射源邊改變能量邊輻射；將通過附加的濾波器(如能量分離濾波器)而相互堆疊的多個輻射探測器曝光一次，以在一次曝光中改變穿過被檢體的輻射能量分布，并通過多個輻射探測器來檢測不同能量分布的輻射情況。(c)通過CT及其它醫(yī)療設(shè)備獲得的肺功能圖像的像素值，所述其它醫(yī)療設(shè)備例如
12為PET、MRI、肺灌注閃爍成像、肺通氣閃爍成像等。(d)施用造影劑之前和之后多個圖像間的像素值之差，或者在施用造影劑之后于不同時間獲得的多個圖像間的像素值之差。(e)局部換氣量，例如在吸氣和呼氣之間獲得的多個換氣圖像的像素值之差，或者在吸入預(yù)定量氣體之前和之后所獲得的多個換氣圖像的像素值之差(詳細(xì)信息參見日本未審查專利公開No. 2005-028121)。(f)在吸氣和呼氣之間肺野內(nèi)各位置的位移量(參見由本申請人提交的日本未審查專利公開No. 2005-020719)?？色@得支氣管或控制區(qū)域中各像素的位移量，并且可將平均值或最大值用作評價值。(g)控制領(lǐng)域中的肺氣腫與肺實質(zhì)區(qū)域的體積比。例如，將肺野中像素值小于預(yù)定閾值(對于非造影劑增強(qiáng)的圖像而言，閾值為-960HU)的區(qū)域確定為肺氣腫(詳細(xì)信息參見文獻(xiàn)M. Kinsella等人的“Quantitation of emphysema by computed tomography using a “density mask，，program and correlation with pulmonary function tests”，Chest， 97，315-321頁，1990)，并且基于所確定的肺氣腫區(qū)域的體積，通過下式來獲得肺氣腫率以作為評價值，肺氣腫率=控制區(qū)域中肺氣腫區(qū)域的體積/控制區(qū)域的體積(h)控制區(qū)域中的肺氣腫成分簇的尺寸如上面(g)中一樣，通過閾值處理確定肺氣腫區(qū)域，并獲得肺氣腫區(qū)域中各連接成分(成分簇)的體積。此外，計算各連接成分的分形維數(shù)D(詳細(xì)信息參見文獻(xiàn)M. Mishima 等人白勺"Complexity of terminal airspace geometry assessed by lung computed tomography in normal subjects and patients with chronic obstructive pulmonary disease”，Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96 卷，8829-8834 頁，1999)。(i)上述各項中所獲評價值的隨時間變化量。將由在不同時間拍攝/測量得到的多個圖像/測量值而獲得的上述各項評價值的差值用作評價值。(j)上述各項中所獲得的評價值與在整個非栓塞區(qū)域內(nèi)各項評價值的平均值的比值。需要注意的是，對于涉及在不同時間拍攝的多個圖像(如吸氣和呼氣間拍攝的圖像、或者通過不同醫(yī)療設(shè)備拍攝的圖像)間的計算時，由于被檢體的體位未對準(zhǔn)或者成像時的心/肺收縮，使得這些圖像之間被檢體或結(jié)構(gòu)的位置不同。因此，需要進(jìn)行位置對準(zhǔn)處理，以對準(zhǔn)位置關(guān)系。關(guān)于位置對準(zhǔn)處理，可使用任何已知的剛性或非剛性配準(zhǔn)方法。非剛性配準(zhǔn)方法包括(例如)通過使用者指定兩個相應(yīng)點(diǎn)的方法；在不使用定位標(biāo)識的情況下基于圖像反差(image contrast)進(jìn)行對準(zhǔn)的方法等(詳細(xì)信息參見日本未審查專利公開 No. 2005-028121 禾口文獻(xiàn) D. Rueckert 等人的"Nonrigid Registration Using Free-Form Deformations -Application to Breast MR Images，，，IEEE Transactions on Medical Imaging, 18卷，No. 8，712-721頁，1999，等)。此外，在進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)時，可提取出支氣管， 并且可以將提取出的支氣管用作定位標(biāo)識。在上述實施方案中，如圖4A所示意性示出的那樣，通過對由受關(guān)注位置PE到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面各點(diǎn)的評價值進(jìn)行放射狀采樣，從而使映射圖像生成單元36獲得CN 102208105 A
已投影至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上的各像素值。然而，可以在由受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1 的重力中心等位置到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面各點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行采樣。另外，作為采樣方法，可采用這樣的方法如圖4B所示意性示出的那樣，識別出與受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面上各點(diǎn)的距離最近的受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1上的點(diǎn)，并對這兩個點(diǎn)之間的各點(diǎn)的評價值進(jìn)行采樣。此外，如圖4C所示意性示出的那樣，識別出與受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1中各像素的距離最近的受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上的點(diǎn)，并將各像素的評價值EV映射至以所識別的點(diǎn)為圓心的預(yù)定半徑范圍內(nèi)的表面的各點(diǎn)上。在上述實施方案中，當(dāng)由各采樣點(diǎn)確定受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1表面上相應(yīng)點(diǎn)的亮度值時，計算各采樣點(diǎn)的評價值EV的平均值，但是可以使用各種代表性數(shù)值，如最大值、最小值、中點(diǎn)值、加權(quán)和等。此外，如果評價值EV為處于坐標(biāo)軸與被檢體間不同的位置關(guān)系時所獲得的值，則映射圖像生成單元36可通過進(jìn)行上述的剛性或非剛性配準(zhǔn)處理而獲得三維醫(yī)學(xué)圖像V與評價值圖像之間的位置相應(yīng)關(guān)系。另外，由三維醫(yī)學(xué)圖像V生成的形態(tài)圖像可以為體積繪制圖像之外的其它圖像， 如MIP圖像、MPR圖像等。當(dāng)將由三維醫(yī)學(xué)圖像V生成的形態(tài)圖像與評價值圖像相互疊加在一起時，如果通過使用者的操作就可改變分配給評價值圖像中各像素的不透明度，則可使受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1的表面變得半透明，從而觀察到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1中的受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1 ；或者使該表面變得不透明，從而不能觀察到受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1中的受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV115此外，關(guān)于形態(tài)圖像和評價值圖像的疊加方法，可不使用上述實施方案中對兩個圖像的α混合法，而是采用這樣的方法通過對形態(tài)圖像和評價值圖像間各相應(yīng)位置的亮度值進(jìn)行簡單的加法、減法或乘法運(yùn)算，從而計算出映射圖像各位置的亮度值。或者，將形態(tài)圖像和評價值圖像中各位置的亮度值交替分配至映射圖像的各相應(yīng)像素，從而以方格狀圖案將這兩個圖像組合在一起。此外，可通過將形態(tài)圖像和評價值圖像的各條線的亮度值交替分配至映射圖像的各相應(yīng)線上，從而將這兩個圖像組合在一起。另外，如圖5Β中的例子所示，可將映射圖像生成單元36構(gòu)造為對比由受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1和受關(guān)注血管結(jié)構(gòu)LV1構(gòu)成的區(qū)域更寬的區(qū)域生成評價值圖像，并且在將基于三維醫(yī)學(xué)圖像V的形態(tài)圖像與評價值圖像相互疊加在一起時，可將邊界線等添加至受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1與肺野區(qū)域LF中除了受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1以外的其它區(qū)域之間的邊界上。另外，如圖5C的例子所示，可將映射圖像生成單元36構(gòu)造為在三維角度上除去一部分受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域RV1，并將圖像(原始圖像的單色顯示、非剛性配準(zhǔn)之后的其它圖像)或評價值粘貼在被除去的邊界表面上。此外，在上述實施方案中，已經(jīng)對將人體的肺用作觀察或評價目標(biāo)的情況進(jìn)行了說明，然而，也可采用這樣的情況其中具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的其它結(jié)構(gòu)被觀察或評價。
1權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，包括分支結(jié)構(gòu)提取裝置，其用于從三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)，其中所述三維醫(yī)學(xué)圖像顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述周圍結(jié)構(gòu)位于所述分支結(jié)構(gòu)的周圍并且與該分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)；周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域提取裝置，其用于從所述三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出包括所述周圍結(jié)構(gòu)在內(nèi)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)設(shè)定裝置，其用于設(shè)定作為所述分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注部分的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)；受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷裝置，其用以基于所述分支結(jié)構(gòu)從所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷出與所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；評價值獲取裝置，其用于獲取被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)在所推斷出的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的功能和/或形態(tài)的評價值；以及映射圖像生成裝置，其用于生成映射圖像，所述映射圖像為通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的所述評價值映射至形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像生成自所述三維醫(yī)學(xué)圖像并且顯示所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。
2.權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述映射圖像是通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的評價值映射至寬形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述寬形態(tài)圖像顯示所述被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的以下區(qū)域的形態(tài)，所述區(qū)域部分地包括所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)以及所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域。
3.權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述評價值獲取裝置為這樣的裝置，該裝置獲取構(gòu)成所述被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的以下區(qū)域的各個子區(qū)域的評價值，其中所述區(qū)域部分地包括所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；并且所述映射圖像是通過將各評價值映射至所述寬形態(tài)圖像中與通過所述評價值獲取裝置獲得各評價值的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上而生成的圖像，其中所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域與所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中除所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域之外的其它區(qū)域之間的邊界變得能夠識別。
4.權(quán)利要求1至3中任意一項所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述評價值獲取裝置為這樣的裝置，該裝置獲取構(gòu)成所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的多個子區(qū)域中的每個子區(qū)域的評價值；并且所述映射圖像生成裝置為這樣的裝置，該裝置通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的各評價值投影至所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的各個表面像素上而進(jìn)行所述映射。
5.權(quán)利要求4所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述映射圖像生成裝置為這樣的裝置， 該裝置針對連接所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)中的至少一部分以及所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的各個表面像素的多條直線中的每一條，基于各直線上的子區(qū)域的評價值確定將要映射至各直線上的各個表面像素的像素值。
6.權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為肺。
7.權(quán)利要求6所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述周圍結(jié)構(gòu)為肺實質(zhì)。
8.權(quán)利要求7所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域為肺野區(qū)域。
9.權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述分支結(jié)構(gòu)為血管。
10.權(quán)利要求9所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述分支結(jié)構(gòu)為肺動脈或肺靜脈。
11.權(quán)利要求6所述的醫(yī)學(xué)圖像處理設(shè)備，其中所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域推斷裝置為這樣的裝置，該裝置將在所述三維醫(yī)學(xué)圖像中顯示的所述被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分為多個預(yù)定的肺分區(qū)，并對受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行推斷，以使其屬于劃分后的肺分區(qū)中的一個分區(qū)。
12.—種醫(yī)學(xué)圖像處理方法，包括如下步驟從顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)，其中所述周圍結(jié)構(gòu)位于所述分支結(jié)構(gòu)的周圍并且與該分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)；從所述三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出包括所述周圍結(jié)構(gòu)在內(nèi)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；設(shè)定作為所述分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注部分的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)；基于所述分支結(jié)構(gòu)從所述周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中推斷出與所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域；獲取被檢體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在所推斷出的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)的功能和/或形態(tài)的評價值；以及生成映射圖像，所述映射圖像為通過將所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的評價值映射至形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中所述形態(tài)圖像生成自所述三維醫(yī)學(xué)圖像并且顯示所述受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和所述受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明基于顯示被檢體的具有分支結(jié)構(gòu)和周圍結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維醫(yī)學(xué)圖像，能夠更容易地觀察或評價與分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注部分功能上相關(guān)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能和/或形態(tài)特征。肺部血管提取單元32從三維醫(yī)學(xué)圖像中提取出分支結(jié)構(gòu)，肺野區(qū)域提取單元31提取出包括周圍結(jié)構(gòu)在內(nèi)的周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域。受關(guān)注血管設(shè)定單元33設(shè)定分支結(jié)構(gòu)中的受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)，受關(guān)注肺實質(zhì)區(qū)域推斷單元34基于分支結(jié)構(gòu)，由周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中推斷出與受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)功能上相關(guān)的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域。評價值計算單元35獲取所推斷出的受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的評價值，映射圖像生成單元36生成映射圖像，該映射圖像為通過將受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的評價值映射至形態(tài)圖像上而生成的圖像，其中該形態(tài)圖像顯示受關(guān)注分支結(jié)構(gòu)和受關(guān)注周圍結(jié)構(gòu)區(qū)域中的至少一者的形態(tài)。
文檔編號G06T7/00GK102208105SQ201110034609
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者水野修 申請人:富士膠片株式會社