JP2008132019A - Volume data processing apparatus and volume data processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体について得られたボリュームデータを処理するボリュームデータ処理装置およびボリュームデータ処理プログラムに関する。 The present invention relates to a volume data processing apparatus and volume data processing program for processing volume data obtained for a subject.
従来、ＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ等のボリュームデータを用いて被検体の内蔵の位置を特定する技術が知られている。そのような内蔵の位置の特定は、撮影時に被検体の外形から明らかな身体的特徴を捉えて、マーキングすることにより行われている。特に、被検体が人間の場合には、蝶骨、秘骨の骨端、剣状突起等がマーキングの対象となることが多い。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for specifying a position inside a subject using volume data such as CT, MR, and PET is known. Such a built-in position is identified by capturing and marking a physical feature that is apparent from the outer shape of the subject at the time of imaging. In particular, when the subject is a human, the sphenoid bone, the tip of the sciatic bone, the xiphoid process, etc. are often the targets of marking.
このような被検体が人間の場合の位置決め技術において、ＣＴ撮影により得られた骨の画像を基準にする技術について開発がなされている（たとえば、非特許文献１）。非特許文献１の位置決め支援システムは、骨領域を抽出するため、骨のＣＴ値をスレッショルドに設定して特徴量抽出処理を行い、得られた体軸に垂直な断層データを基準画像データとして対象画像データとのずれ量を相関関数により算出している。 In such a positioning technique when the subject is a human, a technique based on a bone image obtained by CT imaging has been developed (for example, Non-Patent Document 1). In order to extract a bone region, the positioning support system of Non-Patent Document 1 sets a CT value of a bone as a threshold, performs a feature amount extraction process, and targets tomographic data perpendicular to the obtained body axis as reference image data. The amount of deviation from the image data is calculated by a correlation function.
一方、近年は実験動物のＸ線ＣＴ撮影等の需要が高まっている。このような実験動物に対しては、内蔵や脂肪の変化を経時的に観察する場合があり、その場合には同じ領域について観察を続ける必要が生じる。したがって、内蔵等の位置の特定技術は重要となる。実験動物用のＸ線ＣＴ装置には、わずか数十秒で撮影を完了できるものも開発され撮影による実験動物への負担が著しく軽減されている。その結果、特定の個体を何度もＣＴ撮影することが可能となり、用途が拡大している。
しかしながら、実験動物は体長が小さかったり、体毛に覆われて外形が分かり難かったりする場合があり、あらかじめ外観から臓器等の位置を特定することは困難である。また、表皮にマーキングペン等でマーキングしても、体毛が邪魔したり、皮膚が伸縮したりすることにより、位置の特定については再現性が損なわれる。その結果、算出される体脂量等の特徴量について信頼性が低下する。 However, there are cases in which the experimental animal has a short body length or is covered with body hair and its external shape is difficult to understand, and it is difficult to specify the position of an organ or the like from the appearance in advance. Even if the epidermis is marked with a marking pen or the like, the reproducibility of the position specification is impaired due to obstruction of body hair or expansion / contraction of the skin. As a result, the reliability of the calculated feature amount such as the body fat amount is lowered.
また、骨のＣＴ値を位置決めの基準として利用するとしても、ユーザが画像を見ながら関心領域を決定するのは、時間や労力がかかり大きな負担となる。また、上記の非特許文献１に記載されるシステムを用いた場合には、処理の負担が大きく、結果を得るまでに時間がかかってしまうため、動物実験のように多くの被検体を一度に処理したい場合には不向きである。また、上記のシステムは、体軸に垂直な平面の画像データを利用するため、あらかじめユーザが体軸方向の位置を絞っておく必要がある。 Even if the CT value of the bone is used as a positioning reference, it takes time and labor for the user to determine the region of interest while viewing the image, which is a heavy burden. In addition, when the system described in Non-Patent Document 1 is used, the burden of processing is large, and it takes time to obtain the results. It is not suitable for processing. Moreover, since the above system uses image data of a plane perpendicular to the body axis, the user needs to narrow down the position in the body axis direction in advance.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、計測範囲の特定について再現性を高め、特徴量の算出を客観的かつ簡易に行なうことができるボリュームデータ処理装置およびボリュームデータ処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. A volume data processing apparatus and a volume data processing program that can improve the reproducibility for specifying a measurement range and can objectively and easily calculate a feature amount. The purpose is to provide.
（１）上記の目的を達成するため、本発明に係るボリュームデータ処理装置は、ボリュームデータに基づいて、被検体の体軸に平行な特定の平面上で、骨を表す数値範囲に含まれる測定値のラインプロファイルを算出するプロファイル算出部と、前記ラインプロファイルの極大または極小位置を基準にして関心領域を設定する領域設定部と、前記関心領域について特徴量を算出する特徴量算出部と、を備えることを特徴としている。ここでいう測定値とは、各位置で組織の性質を表す値であり、たとえばＣＴ値またはＭＲ濃度値などである。 (1) In order to achieve the above object, the volume data processing device according to the present invention is based on the volume data, and the measurement included in the numerical range representing the bone on a specific plane parallel to the body axis of the subject. A profile calculation unit that calculates a line profile of values, a region setting unit that sets a region of interest based on a local maximum or minimum position of the line profile, and a feature amount calculation unit that calculates a feature amount for the region of interest. It is characterized by providing. The measured value here is a value representing the nature of the tissue at each position, such as a CT value or an MR concentration value.
本発明のボリュームデータ処理装置は、ラインプロファイルの極大値または極小値をとる位置を基準に、関心領域を設定するため、一つの被検体について再現性よく関心領域を設定することができる。すなわち、同じ被検体に対して前回の処理のときの位置と同じ位置に領域を設定することができる。また、関心領域を手動で設定する煩雑さを解消し、ユーザの主観を排除することができる。その結果、実験動物に対し継続的に測定を行う場合等には、特徴量について客観性のある算出結果を得ることができる。また、骨により位置を特定するため、皮膚や外観により位置を特定する場合に比べて、位置の特定が客観的になり、領域設定の再現性が高まる。なお、ラインプロファイルとは、体軸に平行な平面状の脊柱に沿った線上の位置と測定値との関係を表すものである。 Since the volume data processing apparatus of the present invention sets the region of interest based on the position where the line profile takes the maximum value or the minimum value, the region of interest can be set with high reproducibility for one subject. That is, it is possible to set a region for the same subject at the same position as the previous processing. In addition, the complexity of manually setting the region of interest can be eliminated, and the user's subjectivity can be eliminated. As a result, when the measurement is continuously performed on the experimental animal, an objective calculation result of the feature amount can be obtained. Further, since the position is specified by the bone, the position is specified more objectively and the reproducibility of the region setting is enhanced as compared with the case where the position is specified by the skin or the appearance. The line profile represents a relationship between a position on a line along a planar spinal column parallel to the body axis and a measured value.
（２）また、本発明に係るボリュームデータ処理装置は、前記関心領域の概略位置の入力を受付ける入力部を更に備え、前記領域設定部は、前記ラインプロファイルの極大または極小位置のうち、前記概略位置から最も近い位置を基準にして前記関心領域を設定することを特徴としている。 (2) The volume data processing apparatus according to the present invention further includes an input unit that receives an input of a schematic position of the region of interest, and the region setting unit includes the outline of the maximum or minimum position of the line profile. The region of interest is set based on a position closest to the position.
これにより、概略位置を指定すれば関心領域がオートフィッティングされるため、ユーザは簡易に測定を行うことができ、その労力が軽減される。 Thus, if the approximate position is designated, the region of interest is auto-fitted, so that the user can easily perform the measurement and the labor is reduced.
（３）また、本発明に係るボリュームデータ処理装置は、前記特定の平面上で、前記被検体の骨格により固有に決まる固有位置を特定する固有位置特定部と、前記固有位置および前記ラインプロファイルに対応させて位置を決める位置決定情報を記憶する記憶部と、を更に備え、前記領域設定部は、前記位置決定情報を用いて前記関心領域を設定することを特徴としている。 (3) Further, the volume data processing apparatus according to the present invention includes a unique position specifying unit that specifies a unique position uniquely determined by the skeleton of the subject on the specific plane, the unique position and the line profile. A storage unit that stores position determination information that determines a position in association with the position determination unit, and the region setting unit sets the region of interest using the position determination information.
被検体に固有の位置から、自動で関心領域の位置を設定するため、測定の労力が軽減される。また、前回測定した関心領域の位置が領域設定情報として記憶されていれば、ユーザが関心領域の位置を忘れていても自動で領域が設定されるため、利便性が向上する。このように特徴量について簡易に客観的な算出結果を得ることができる。 Since the position of the region of interest is automatically set from the position unique to the subject, the measurement effort is reduced. If the position of the region of interest measured last time is stored as the region setting information, the region is automatically set even if the user forgets the position of the region of interest, and convenience is improved. Thus, an objective calculation result can be easily obtained for the feature amount.
（４）また、本発明に係るボリュームデータ処理装置は、前記固有位置特定部は、胸椎の位置を固有位置として特定し、前記領域設定部は、前記位置決定情報を用い前記胸椎の位置に基づいて前記関心領域を設定することを特徴としている。 (4) Further, in the volume data processing device according to the present invention, the proper position specifying unit specifies the position of the thoracic vertebra as a specific position, and the region setting unit uses the position determination information based on the position of the thoracic vertebra. And setting the region of interest.
各被検体について必ず骨格から決まる個体ごとの固有位置が存在する。上記のように本発明の胸椎を特定し、さらに位置決定情報により関心領域を設定するため、客観的かつ確実に関心領域の位置を設定できる。 There is a unique position for each subject that is always determined from the skeleton. Since the thoracic vertebra of the present invention is specified as described above and the region of interest is set based on the position determination information, the position of the region of interest can be set objectively and reliably.
（５）また、本発明に係るボリュームデータ処理装置は、前記被検体の体軸に垂直で、前記特定の平面の決定のために利用するのに適した平面の位置を決定し、前記体軸に垂直な平面上で脊柱の中心を算出する脊柱中心算出部と、を更に備え、前記プロファイル算出部は、前記脊柱中心を通る平面上で、ラインプロファイルを算出することを特徴としている。 (5) Further, the volume data processing apparatus according to the present invention determines a position of a plane perpendicular to the body axis of the subject and suitable for use in determining the specific plane, and the body axis A spine center calculation unit that calculates the center of the spine on a plane perpendicular to the spine, and the profile calculation unit calculates a line profile on a plane passing through the spine center.
このように本発明のボリュームデータ処理装置は、自動的に体軸に垂直な平面上で脊柱の中心を算出し、ラインプロファイルを求める平面を決定する。これにより、ラインプロファイルの決定を自動化することができ、労力を省くことができる。なお、自動的に決定されたラインプロファイルを候補としてユーザに提示し、必要があればユーザが修正する態様としてもよい。 As described above, the volume data processing apparatus of the present invention automatically calculates the center of the spinal column on a plane perpendicular to the body axis, and determines the plane for obtaining the line profile. Thereby, determination of a line profile can be automated and labor can be saved. In addition, it is good also as an aspect which presents a line profile determined automatically to a user as a candidate and corrects it if necessary.
（６）また、本発明に係るボリュームデータ処理プログラムは、ボリュームデータに基づいて、被検体の体軸に平行な特定の平面上で、骨を表す数値範囲に含まれる測定値のラインプロファイルを算出するプロファイル算出処理と、前記ラインプロファイルの極大または極小位置を基準にして前記関心領域を設定する領域設定処理と、前記設定された関心領域について前記特徴量を算出する特徴量算出処理と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。 (6) Further, the volume data processing program according to the present invention calculates a line profile of measurement values included in a numerical range representing bone on a specific plane parallel to the body axis of the subject based on the volume data. A computer that includes: a profile calculation process that performs a region setting process that sets the region of interest based on a local maximum or minimum position of the line profile; and a feature amount calculation process that calculates the feature amount for the set region of interest. It is characterized by being executed.
本発明のボリュームデータ処理プログラムは、ラインプロファイルの極大値または極小値をとる位置を基準に、関心領域を設定するため、一つの被検体について再現性よく関心領域を設定することができる。すなわち、同じ被検体に対して前回の処理のときの位置と同じ位置に領域を設定することができる。また、関心領域を手動で設定する煩雑さを解消し、ユーザの主観を排除することができる。その結果、実験動物に対し継続的に測定を行う場合等には、特徴量について客観性のある算出結果を得ることができる。また、骨により位置を特定するため、皮膚や外観により位置を特定する場合に比べて、位置の特定が客観的になり、領域設定の再現性が高まる。 Since the volume data processing program of the present invention sets the region of interest based on the position where the maximum or minimum value of the line profile is taken, the region of interest can be set with high reproducibility for one subject. That is, it is possible to set a region for the same subject at the same position as the previous processing. In addition, the complexity of manually setting the region of interest can be eliminated, and the user's subjectivity can be eliminated. As a result, when the measurement is continuously performed on the experimental animal, an objective calculation result of the feature amount can be obtained. Further, since the position is specified by the bone, the position is specified more objectively and the reproducibility of the region setting is enhanced as compared with the case where the position is specified by the skin or the appearance.
本発明によれば、一つの被検体について再現性よく関心領域を設定することができる。すなわち、同じ被検体に対して前回の処理のときの位置と同じ位置に領域を設定することができる。また、関心領域を手動で設定する煩雑さを解消し、ユーザの主観を排除することができる。その結果、実験動物に対し継続的に測定を行う場合等には、特徴量について客観性のある算出結果を得ることができる。また、骨により位置を特定するため、皮膚や外観により位置を特定する場合に比べて、位置の特定が客観的になり、領域設定の再現性が高まる。 According to the present invention, a region of interest can be set with high reproducibility for one subject. That is, it is possible to set a region for the same subject at the same position as the previous processing. In addition, the complexity of manually setting the region of interest can be eliminated, and the user's subjectivity can be eliminated. As a result, when the measurement is continuously performed on the experimental animal, an objective calculation result of the feature amount can be obtained. Further, since the position is specified by the bone, the position is specified more objectively and the reproducibility of the region setting is enhanced as compared with the case where the position is specified by the skin or the appearance.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.
（装置の構成）
図１は、Ｘ線ＣＴ装置５およびボリュームデータ処理装置１０の構成を示す概念図である。Ｘ線ＣＴ装置５は、Ｘ線の焦点サイズがミクロン単位のマイクロフォーカスＸ線源、２次元Ｘ線検出器を有し、面で受光したＸ線を電気信号に変換して画像化する。検出において、断層データのピクセルサイズは、たとえば２０μｍ〜１３５μｍで設定可能である。Ｘ線源および検出器は、回転アームに設置され、所定の回転軸のまわりを３６０°回転する。Ｘ線ＣＴ装置５は、ラット、マウス等の被検体を載せる支持台を有し、支持台はスライドさせることでガントリ孔からＸ線ＣＴ装置５の内部に入れられる。Ｘ線ＣＴ装置５により被検体の３次元ＣＴデータが測定される。
(Device configuration)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the X-ray CT apparatus 5 and the volume data processing apparatus 10. The X-ray CT apparatus 5 includes a microfocus X-ray source having a X-ray focal spot size of a micron unit and a two-dimensional X-ray detector. The X-ray received by the surface is converted into an electric signal and imaged. In detection, the pixel size of the tomographic data can be set, for example, from 20 μm to 135 μm. The X-ray source and the detector are installed on a rotating arm and rotate 360 ° around a predetermined rotation axis. The X-ray CT apparatus 5 includes a support base on which a subject such as a rat or a mouse is placed, and the support base is slid into the X-ray CT apparatus 5 through a gantry hole. The three-dimensional CT data of the subject is measured by the X-ray CT apparatus 5.
ボリュームデータ処理装置１０は、Ｘ線ＣＴ装置５に接続され、３次元ＣＴデータ（以下、ボリュームデータ）を受信する。ボリュームデータ処理装置１０は、ボリュームデータを処理し、特徴量を算出する。特徴量とは、たとえば脂肪量や脂肪率を指す。なお、上記の構成は一例であり、本発明が対象とするボリュームデータには、Ｘ線ＣＴデータ以外にＭＲＩデータ、ＰＥＴデータ等も含まれる。次に、ボリュームデータ処理装置１０の各部について詳細に説明する。 The volume data processing apparatus 10 is connected to the X-ray CT apparatus 5 and receives three-dimensional CT data (hereinafter referred to as volume data). The volume data processing apparatus 10 processes volume data and calculates a feature amount. The feature amount refers to, for example, fat mass or fat percentage. The above configuration is an example, and volume data targeted by the present invention includes MRI data, PET data, and the like in addition to X-ray CT data. Next, each part of the volume data processing apparatus 10 will be described in detail.
図２は、ボリュームデータ処理装置１０の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、ボリュームデータ処理装置１０は、送受信部１１、記憶部１２、制御部１３、断面データ形成部１４、表示部１５、入力部１６、プロファイル算出部１７、領域設定部１８、特徴量算出部１９、固有位置特定部２０、最大値投影部２１、脊柱中心算出部２２および制御バスＮを備えている。制御バスＮは、各部間の信号やデータの送受に用いられる幹線を概念的に示したものである。送受信部１１は、データ送受信のインタフェースであり、Ｘ線ＣＴ装置５からボリュームデータを受信する。 FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the volume data processing apparatus 10. As shown in FIG. 2, the volume data processing apparatus 10 includes a transmission / reception unit 11, a storage unit 12, a control unit 13, a cross-section data formation unit 14, a display unit 15, an input unit 16, a profile calculation unit 17, an area setting unit 18, A feature amount calculating unit 19, a specific position specifying unit 20, a maximum value projecting unit 21, a spinal column center calculating unit 22, and a control bus N are provided. The control bus N conceptually shows a trunk line used for transmission / reception of signals and data between the respective units. The transmission / reception unit 11 is an interface for data transmission / reception, and receives volume data from the X-ray CT apparatus 5.
記憶部１２は、主記憶装置または外部記憶装置により構成され、受信したボリュームデータを記憶する。また、記憶部１２は、被検体の特定情報に対応付けて位置決定情報を記憶する。被検体の特定情報とは、被検体を特定する試料番号のようなものである。位置決定情報とは、固有位置およびラインプロファイルを用いて関心領域の設定位置を決定するための情報である。たとえば、位置決定情報には、固有位置から何番目のピーク位置と何番目のピーク位置の間を関心領域として設定すべきという情報が含まれている。ピーク位置とは、極大または極小位置を指す。 The storage unit 12 is configured by a main storage device or an external storage device, and stores received volume data. Further, the storage unit 12 stores position determination information in association with the specific information of the subject. The subject specifying information is a sample number for specifying the subject. The position determination information is information for determining the set position of the region of interest using the unique position and the line profile. For example, the position determination information includes information indicating what number peak position between the unique position and what number peak position should be set as the region of interest. The peak position refers to a maximum or minimum position.
また、記憶部１２は、デフォルトの位置決定情報として、推奨される位置決定情報を記憶している。これにより、ある被検体について最初の処理を行う際にも、ユーザには関心領域設定の候補が提示されるため、領域設定の判断が容易となる。制御部１３は、ＣＰＵにより構成され、各部の制御を行う。たとえば、制御部１３は、特徴量算出の対象となるボリュームデータを記憶部１２から読み出す。 The storage unit 12 stores recommended position determination information as default position determination information. Thus, even when the first process is performed on a certain subject, the region of interest setting candidate is presented to the user, which makes it easy to determine the region setting. The control part 13 is comprised by CPU and controls each part. For example, the control unit 13 reads volume data that is a target of feature quantity calculation from the storage unit 12.
断面データ形成部１４は、ボリュームデータについて指定された位置で、断面のデータを形成する。断面には、たとえば、アキシャル面（ａｘｉａｌ ｐｌａｎｅ）、サジタル面（ｓａｇｉｔｔａｌ ｐｌａｎｅ）、コロナル面（ｃｏｒｏｎａｌ ｐｌａｎｅ）がある。アキシャル面とは、被検体の体軸方向に垂直な面である。サジタル面とは、被検体の体幅方向に垂直な面である。コロナル面とは、被検体の体厚方向に垂直な面である。体軸方向、コロナル面、サジタル面は、Ｘ線ＣＴ装置５の構成においてあらかじめ決めておき、撮影時に被検体を決められた軸に合わせて設置することが好ましい。その場合、あらかじめ体軸方向が決まっているボリュームデータが得られる。 The cross-section data forming unit 14 forms cross-section data at the position specified for the volume data. The cross section includes, for example, an axial plane, a sagittal plane, and a coronal plane. An axial plane is a plane perpendicular to the body axis direction of the subject. The sagittal plane is a plane perpendicular to the body width direction of the subject. The coronal plane is a plane perpendicular to the body thickness direction of the subject. The body axis direction, the coronal plane, and the sagittal plane are preferably determined in advance in the configuration of the X-ray CT apparatus 5 and the subject is placed in accordance with the determined axis at the time of imaging. In that case, volume data whose body axis direction is determined in advance is obtained.
断面データ形成部１４は、ボリュームデータ処理装置１０の起動後最初の処理の際には、デフォルト位置または前回使用した位置の断面データを形成する。断面データ形成部１４は、入力部１６を介しユーザからの指示があった場合には、指示された位置の断面データを形成する。また、ラインプロファイル生成のための断面を自動設定する場合には、断面データ形成部１４は、脊柱中心にサジタル面およびコロナル面等の体軸に平行な面を設定する。断面データ形成部１４は、ＣＰＵにより構成される。 The cross-section data forming unit 14 forms cross-section data at the default position or the position used last time in the first processing after the volume data processing apparatus 10 is started. When there is an instruction from the user via the input unit 16, the cross-section data forming unit 14 forms cross-sectional data at the instructed position. Further, when automatically setting a cross section for generating a line profile, the cross section data forming unit 14 sets a plane parallel to the body axis such as a sagittal plane and a coronal plane at the center of the spinal column. The cross-section data forming unit 14 is configured by a CPU.
表示部１５は、各断面のボリュームデータを表示する。測定値に応じて色分けして表示することが可能であり、測定値に閾値が設定されている場合には、閾値の範囲に入っている測定値のみ色分けして表示することも可能である。測定値とは、たとえばＣＴ値のように各位置で組織の性質を表す値である。また、表示部１５は、各断面の所定線上のラインプロファイルを表示する。たとえば、サジタル面上でコロナル面を示す線上の測定値をラインプロファイルとして表示する。体軸または任意のアキシャル面における脊柱中心に沿ってラインプロファイルを表示することが好ましい。なお、コロナル面を示す線のような直線だけでなく脊柱に沿った曲線上のラインプロファイルを表示してもよい。表示部１５は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等により構成される。 The display unit 15 displays volume data of each cross section. It is possible to display by color-coded according to the measured value. When a threshold value is set for the measured value, only the measured value within the threshold value range can be displayed by color-coded. The measured value is a value representing the nature of the tissue at each position, such as a CT value. The display unit 15 displays a line profile on a predetermined line of each cross section. For example, the measured value on the line indicating the coronal plane on the sagittal plane is displayed as a line profile. It is preferred to display the line profile along the spine center at the body axis or any axial plane. Note that not only a straight line such as a line indicating a coronal plane but also a line profile on a curve along the spinal column may be displayed. The display unit 15 includes a liquid crystal display, a CRT, or the like.
入力部１６は、たとえばポインティングデバイスやキーボード等である。入力部１６は、断面位置の指定用のカーソルの移動や確定の入力を受付ける。また、入力部１６は、関心領域の概略位置の入力を受付ける。たとえば、マウスによりユーザが適当と判断した位置にポインタを移動させ、ダブルクリックすることにより関心領域の概略位置が入力される。 The input unit 16 is, for example, a pointing device or a keyboard. The input unit 16 receives an input for moving or confirming a cursor for designating a cross-sectional position. The input unit 16 receives an input of the approximate position of the region of interest. For example, the approximate position of the region of interest is input by moving the pointer to a position determined by the user as appropriate by the mouse and double-clicking.
プロファイル算出部１７は、被検体の体軸に平行な特定の平面上で、骨を表す数値範囲に含まれる測定値のラインプロファイルを算出する。具体的には、ボリュームデータに基づいて、被検体の体軸に平行な特定の平面上の体軸に沿った線上で、骨を表す数値範囲の測定値を算出する。算出の結果、体軸方向の各位置と測定値との関係、すなわちラインプロファイルが算出される。生物の脊柱は、通常、正面または背面向きに湾曲している。この湾曲の影響を受けないように、上記の「被検体の体軸に平行な特定の平面」は、サジタル面とすることが好ましい。また、特定の平面において、ラインプロファイルを算出する線としては、脊柱の中心軸が好ましいが、開始面付近で脊柱を横切る線であればよい。たとえば、コロナル面を示す線を、プロファイルを算出する線とすることができる。なお、断面を自動で設定する場合には、プロファイル算出部１７は、脊柱中心を通る平面上で、ラインプロファイルを算出する。 The profile calculation unit 17 calculates a line profile of measurement values included in a numerical range representing bone on a specific plane parallel to the body axis of the subject. Specifically, based on the volume data, a measurement value in a numerical range representing a bone is calculated on a line along a body axis on a specific plane parallel to the body axis of the subject. As a result of the calculation, a relationship between each position in the body axis direction and the measured value, that is, a line profile is calculated. The spinal column of a living organism is usually curved forward or backward. The above-mentioned “specific plane parallel to the body axis of the subject” is preferably a sagittal plane so as not to be affected by this curvature. In addition, as a line for calculating a line profile in a specific plane, the central axis of the spinal column is preferable, but any line that crosses the spinal column in the vicinity of the start surface may be used. For example, a line indicating a coronal plane can be used as a line for calculating a profile. When the cross section is automatically set, the profile calculation unit 17 calculates a line profile on a plane passing through the spine column center.
領域設定部１８は、ラインプロファイル上の測定値の極大または極小位置のうち、ユーザにより指定された概略位置から最も近い位置を基準にして関心領域を設定する。たとえば、ユーザにより指定された概略位置に最も近い極大または極小位置に関心領域の開始面を設定し、あらかじめ指定されている領域の大きさから関心領域の終了面を設定する。このように、プロファイルの極大値または極小値をとる位置を基準に、関心領域を設定するため、一つの被検体について再現性よく関心領域を設定することができる。すなわち、同じ被検体に対して前回と同じ位置に領域を設定することができる。なお、終了面は、開始面から所定距離の位置に設定してもよい。長い期間の実験でない限り、脊柱の相対位置は大きく変わらないため、開始面から所定位置に終了面を設定しても問題ない。 The region setting unit 18 sets a region of interest on the basis of a position closest to the approximate position designated by the user among the maximum or minimum positions of the measurement values on the line profile. For example, the start surface of the region of interest is set at the maximum or minimum position closest to the approximate position specified by the user, and the end surface of the region of interest is set based on the size of the region specified in advance. In this way, since the region of interest is set based on the position where the maximum or minimum value of the profile is taken, the region of interest can be set with high reproducibility for one subject. That is, it is possible to set an area at the same position as the previous time for the same subject. The end surface may be set at a predetermined distance from the start surface. Unless the experiment is performed for a long period of time, the relative position of the spinal column does not change greatly. Therefore, there is no problem even if the end surface is set at a predetermined position from the start surface.
開始面および終了面は、関心領域の端面であり、両者の間が関心領域である。特徴量の算出は、開始面から開始され、終了面で終了される。なお、自動で領域設定を行う場合には、領域設定部１８は、胸椎位置等の固有位置およびプロファイルに基づき位置決定情報を用いて関心領域を設定する。例えば胸椎位置から何番目のプロファイルの山または谷であることが位置決定情報として用いられ、関心領域の設定すべき位置が特定される。このように、例として挙げた関心領域は３次元の領域であるが、２次元の領域であってもよい。２次元の場合には、決定された面において開始線から終了線までの領域で特徴量を算出する。 The start surface and the end surface are end surfaces of the region of interest, and the region of interest is between the two. The calculation of the feature amount starts from the start surface and ends on the end surface. Note that, when the region setting is performed automatically, the region setting unit 18 sets the region of interest using the position determination information based on the unique position such as the thoracic vertebra position and the profile. For example, the position of the peak or valley of the profile from the thoracic vertebra position is used as the position determination information, and the position where the region of interest is to be set is specified. As described above, the region of interest given as an example is a three-dimensional region, but may be a two-dimensional region. In the two-dimensional case, the feature amount is calculated in the region from the start line to the end line on the determined plane.
特徴量算出部１９は、関心領域について特徴量を算出する。たとえば、領域内の脂肪量を算出する場合には、関心領域の開始面から終了面まで脂肪領域を積算して脂肪領域全体の体積を算出する。また、領域内の胴体の体積を算出して、脂肪量を割ることにより体脂肪率を算出することもできる。サジタル面上の線を決めることで開始面を決める。 The feature amount calculation unit 19 calculates a feature amount for the region of interest. For example, when calculating the amount of fat in the region, the fat region is integrated from the start surface to the end surface of the region of interest to calculate the volume of the entire fat region. It is also possible to calculate the body fat percentage by calculating the volume of the trunk in the region and dividing the fat mass. The starting surface is determined by determining the line on the sagittal surface.
固有位置特定部２０は、サジタル面等の特定の平面上で、被検体の骨格により固有に決まる固有位置を特定する。固有位置とは、被検体に対して唯一の位置として決まる固有の位置をいう。固有位置には、たとえば最も腰に近い胸椎の位置が好適である。胸椎は肋骨に繋がっており、サジタル面への最大値投影データにおいて胸椎が肋骨と繋がっていることがわかるため、被検体の固有の位置として識別が可能である。 The specific position specifying unit 20 specifies a specific position uniquely determined by the skeleton of the subject on a specific plane such as a sagittal plane. The unique position is a unique position determined as the only position with respect to the subject. For the proper position, for example, the position of the thoracic vertebra closest to the waist is suitable. Since the thoracic vertebra is connected to the ribs and the maximum projection data on the sagittal plane shows that the thoracic vertebra is connected to the ribs, it can be identified as a unique position of the subject.
最大値投影部２１は、被検体の体軸に平行な平面上に、投影経路中の最大の測定値を投影する。これにより、肋骨の位置およびその肋骨が繋がっている胸椎がわかる。また、体軸に平行な平面上に脊柱のシルエットが得られるため、特定の平面の決定のために利用するアキシャル面を容易に決定することができる。 The maximum value projection unit 21 projects the maximum measurement value in the projection path onto a plane parallel to the body axis of the subject. Thereby, the position of the rib and the thoracic vertebra to which the rib is connected are known. In addition, since the spine silhouette is obtained on a plane parallel to the body axis, the axial plane used for determining a specific plane can be easily determined.
脊柱中心算出部２２は、平面上に投影された最大の測定値に基づいて、アキシャル面の位置を決定し、そのアキシャル面上で脊柱の中心を算出する。アキシャル面の位置を決定する基準は、厳密である必要はなく、たとえば骨の位置の平均値から決定することとしてもよいし、肋骨が検知される位置に決定することとしてもよい。厳密に決定する必要がないのは、サジタル面をプロファイル算出の面とすれば、脊柱の湾曲の影響を受けないためである。アキシャル面において脊柱の中心を算出する方法としては、たとえば、アキシャル面の脊柱領域に接する楕円を仮定し、その中心を算出する方法がある。なお、脊柱中心算出部２２は、平面上に投影された最大の測定値を参照することなく、もっと簡易な方法で特定の平面の決定のために利用するアキシャル面の位置を決定してもよい。これらのプロファイル算出部１７、領域設定部１８、特徴量算出部１９、固有位置特定部２０、最大値投影部２１、脊柱中心算出部２２は、ＣＰＵにより機能する。 The spinal column center calculation unit 22 determines the position of the axial plane based on the maximum measurement value projected on the plane, and calculates the center of the spinal column on the axial plane. The criterion for determining the position of the axial surface does not need to be strict, and may be determined from, for example, an average value of the positions of the bones, or may be determined as a position where the ribs are detected. It is not necessary to determine precisely because the sagittal plane is not affected by the curvature of the spinal column if the profile calculation plane is used. As a method of calculating the center of the spinal column in the axial plane, for example, there is a method of calculating the center assuming an ellipse in contact with the spinal column region of the axial plane. Note that the spinal column center calculation unit 22 may determine the position of the axial plane used for determining a specific plane by a simpler method without referring to the maximum measurement value projected on the plane. . The profile calculation unit 17, the region setting unit 18, the feature amount calculation unit 19, the proper position specifying unit 20, the maximum value projection unit 21, and the spinal column center calculation unit 22 function by the CPU.
なお、Ｘ線ＣＴ装置５の構成において、体軸方向、コロナル面、サジタル面をあらかじめ決めておき、撮影時に被検体を決められた軸に合わせて設置することが好ましいが、撮影後にボリュームデータ上で体軸を決定することとしてもよい。これは、Ｘ線ＣＴ装置に限らず、ＭＲＩ装置等であっても同様である。 In the configuration of the X-ray CT apparatus 5, it is preferable that the body axis direction, the coronal plane, and the sagittal plane are determined in advance, and the subject is set in accordance with the determined axis at the time of imaging. It is good also as determining a body axis by. This applies not only to the X-ray CT apparatus but also to an MRI apparatus or the like.
（装置の動作）
次に、このように構成されているボリュームデータ処理装置１０の動作について説明する。図３は、手動で関心領域の概略位置を指定する場合のボリュームデータ処理装置１０の動作を示すフローチャートである。
(Device operation)
Next, the operation of the volume data processing apparatus 10 configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the volume data processing apparatus 10 when manually specifying the approximate position of the region of interest.
まず、ボリュームデータ処理装置１０は、対象とするボリュームデータについて骨の閾値に設定した被検体のアキシャル面、サジタル面、コロナル面の断面画像およびそのラインプロファイルを画面に表示する（ステップＳ１）。ユーザは、サジタル面またはコロナル面の断層画像を参照し、適当なアキシャル面を決定し、ボリュームデータ処理装置１０は、その決定操作を受付ける（ステップＳ２）。次いで、ボリュームデータ処理装置１０は、サジタル面およびラインプロファイルを算出する線の決定操作を受付ける（ステップＳ３）。具体的には、ユーザは、アキシャル面画像で、脊柱中心に十字カーソルを合わせて決定操作を行う。ボリュームデータ処理装置１０は、決定されたサジタル面上で、骨を表す数値範囲の測定値を抽出し、体軸方向の線上でラインプロファイルを算出する（ステップＳ４）。 First, the volume data processing device 10 displays on the screen the cross-sectional images of the axial surface, sagittal surface, and coronal surface of the subject set as the bone threshold for the target volume data and the line profile thereof (step S1). The user refers to the tomographic image of the sagittal plane or coronal plane, determines an appropriate axial plane, and the volume data processing apparatus 10 accepts the determination operation (step S2). Next, the volume data processing apparatus 10 accepts a line determining operation for calculating a sagittal plane and a line profile (step S3). Specifically, the user performs a determination operation by placing the cross cursor on the center of the vertebral column in the axial plane image. The volume data processing apparatus 10 extracts the measured value in the numerical range representing the bone on the determined sagittal plane, and calculates the line profile on the line in the body axis direction (step S4).
そして、ボリュームデータ処理装置１０は、ガイド機能の選択をユーザに提示し、ユーザの選択を判定する（ステップＳ５）。ボリュームデータ処理装置１０は、ユーザがガイド機能を選択しなかったと判定した場合には、完全な手動操作により関心領域の指定を受付け（ステップＳ６）ステップＳ９へ進む。一方、ユーザがガイド機能を選択したと判定した場合には、ボリュームデータ処理装置１０は、ユーザによる概略位置の指定を受付ける（ステップＳ７）。概略位置の指定は、たとえばユーザがポインタをおよその位置に合わせ、マウスをダブルクリックすることで行われる。 Then, the volume data processing apparatus 10 presents the selection of the guide function to the user, and determines the user's selection (step S5). If the volume data processing apparatus 10 determines that the user has not selected the guide function, the volume data processing apparatus 10 accepts designation of the region of interest by a complete manual operation (step S6) and proceeds to step S9. On the other hand, if it is determined that the user has selected the guide function, the volume data processing apparatus 10 accepts designation of the approximate position by the user (step S7). The designation of the approximate position is performed, for example, when the user moves the pointer to an approximate position and double-clicks the mouse.
そして、ボリュームデータ処理装置１０は、上記の概略位置に最も近いラインプロファイルの極大または極小位置に基づいて関心領域を設定する（ステップＳ８）。たとえば、その極大または極小の位置に関心領域の端面を一致させる。これにより、関心領域を手動で細かいところまで設定する煩雑さを解消し、ユーザの主観を排除することができる。その結果、実験動物に対し継続的に測定を行う場合等には、特徴量について客観性のある算出結果を得ることができる。 Then, the volume data processing device 10 sets a region of interest based on the maximum or minimum position of the line profile closest to the above approximate position (step S8). For example, the end face of the region of interest is matched with the maximum or minimum position. This eliminates the complexity of manually setting the region of interest to a fine detail and eliminates the user's subjectivity. As a result, when the measurement is continuously performed on the experimental animal, an objective calculation result of the feature amount can be obtained.
なお、極大または極小の位置に関心領域の端面を完全に一致させなくても、極大または極小の位置に基づいて決まる位置に関心領域を設定することとしてもよい。このようにして関心領域を設定したら、関心領域内について脂肪量等の特徴量を算出し（ステップＳ９）、処理を終了する。このようにボリュームデータ処理装置１０は、骨により位置を特定するため、皮膚や外観により位置を特定する場合に比べて、位置の特定が客観的になり、領域設定の再現性が高まる。 Note that the region of interest may be set at a position determined based on the position of the maximum or minimum, without the end face of the region of interest completely matching the position of the maximum or minimum. When the region of interest is set in this manner, a feature amount such as a fat amount is calculated for the region of interest (step S9), and the process ends. As described above, the volume data processing apparatus 10 specifies the position by the bone, so that the position specification becomes objective and the reproducibility of the region setting is enhanced as compared with the case of specifying the position by the skin or the appearance.
サジタル面の設定および関心領域の設定についてユーザインタフェースの視点から説明する。図４は、各断面およびプロファイルを表示する表示画面を示す図である。ボリュームデータ処理装置１０は、対象となる被検体のボリュームデータを読み込むと、画面（表示部１５）上のウインドウ３０にアキシャル面画像３１、コロナル面画像３２、サジタル面画像３３を表示する。ウインドウ３０の左側の領域は操作領域である。最初は、所定の設定で３つの断層面の画像が表示される。 The setting of the sagittal plane and the setting of the region of interest will be described from the viewpoint of the user interface. FIG. 4 is a diagram showing a display screen for displaying each cross section and profile. When the volume data processing apparatus 10 reads the volume data of the subject to be examined, the volume data processing apparatus 10 displays the axial plane image 31, the coronal plane image 32, and the sagittal plane image 33 in the window 30 on the screen (display unit 15). The area on the left side of the window 30 is an operation area. Initially, images of three tomographic planes are displayed with a predetermined setting.
ユーザは、コロナル面画像３２またはサジタル面画像３３のアキシャル面カーソル３１ａを調整することにより、適当なアキシャル面を決定することができる。決定されたアキシャル面は、アキシャル面画像３１としてウインドウ３０に新たに表示される。アキシャル面画像３１において、十字カーソルを脊柱領域４１の中心に合わせるとコロナル面カーソル３２ａおよびサジタル面カーソル３３ａが脊柱領域４１の中心を通る位置に設定される。なお、サジタル面を特定できれば十分であるため、サジタル面カーソル３３ａのみ合わせることとしてもよい。このようにして、サジタル面が決定される。 The user can determine an appropriate axial plane by adjusting the axial plane cursor 31 a of the coronal plane image 32 or the sagittal plane image 33. The determined axial plane is newly displayed in the window 30 as the axial plane image 31. In the axial plane image 31, when the cross cursor is aligned with the center of the spinal column region 41, the coronal plane cursor 32 a and the sagittal plane cursor 33 a are set at positions passing through the center of the spinal column region 41. In addition, since it is sufficient if the sagittal plane can be specified, only the sagittal plane cursor 33a may be matched. In this way, the sagittal plane is determined.
このようにして、決定されたサジタル面画像３３において、たとえば、コロナル面カーソル３２ａの直線上の測定値がラインプロファイル４８として表示される。ユーザは、サジタル面画像３３の画面上の一点でダブルクリックすることで関心領域の開始面カーソル５０の概略位置を指定する。ボリュームデータ処理装置１０は、指定があった位置に最も近いラインプロファイル４８の極大または極小位置に開始面カーソル５０の位置を修正する。終了面についても、所定の極大または極小位置に修正される。なお、あらかじめ関心領域の大きさが設定されており、開始面カーソル５０の設定に連動して終了面カーソル５１も決定されることとしてもよい。このようにして、関心領域が設定される。 In this way, in the determined sagittal plane image 33, for example, the measurement value on the straight line of the coronal plane cursor 32a is displayed as the line profile 48. The user designates the approximate position of the start plane cursor 50 in the region of interest by double-clicking on a point on the screen of the sagittal plane image 33. The volume data processing device 10 corrects the position of the start surface cursor 50 to the maximum or minimum position of the line profile 48 closest to the designated position. The end surface is also corrected to a predetermined maximum or minimum position. Note that the size of the region of interest is set in advance, and the end surface cursor 51 may be determined in conjunction with the setting of the start surface cursor 50. In this way, the region of interest is set.
図５は、ラインプロファイル４８を用いた関心領域の設定動作の一例を示す図である。たとえば、ユーザが開始面カーソル５０の位置として位置５０ａをダブルクリックして指定すると、関心領域の開始面は、最も近い極大位置５０ｂに自動的に設定される。また、ユーザが開始面カーソル５０の位置として位置５０ｃをダブルクリックにより指定すると、関心領域の開始面は、最も近い極小位置５０ｄに自動的に設定される。なお、あらかじめ極大位置か極小位置のいずれか一方のみにカーソルが移動するように設定しておいてもよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the region of interest setting operation using the line profile 48. For example, when the user designates the position 50a by double-clicking as the position of the start surface cursor 50, the start surface of the region of interest is automatically set to the nearest maximum position 50b. When the user designates the position 50c as the position of the start surface cursor 50 by double-clicking, the start surface of the region of interest is automatically set to the nearest minimum position 50d. Note that the cursor may be set to move only to either the maximum position or the minimum position in advance.
上記の動作例では、ユーザが手動で関心領域の概略位置を指定するが、ユーザの指定なしに関心領域を設定することも可能である。図６は、自動で関心領域を設定する場合のボリュームデータ処理装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。この他にラベリング処理技術を応用する方法もあるが、ここでは例示した図に従って説明する。まず、ボリュームデータ処理装置１０は、ユーザが入力する被検体を特定するための情報を入力する（ステップＴ１）。被検体を特定するための情報とは、たとえば試料番号である。このように、被検体を特定するための情報が決まることで、被検体の特定情報に対応付けて記憶されている位置決定情報を読み出すことができ、前回と同じ領域を設定することが可能となる。 In the above operation example, the user manually designates the approximate position of the region of interest, but the region of interest can be set without the user's designation. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the volume data processing apparatus 10 when the region of interest is automatically set. In addition to this, there is a method of applying a labeling processing technique. Here, the method will be described with reference to the drawings. First, the volume data processing apparatus 10 inputs information for specifying the subject input by the user (step T1). The information for specifying the subject is, for example, a sample number. Thus, by determining the information for specifying the subject, the position determination information stored in association with the subject specifying information can be read, and the same region as the previous time can be set. Become.
ボリュームデータ処理装置１０は、対象とするボリュームデータについて被検体の骨の閾値のアキシャル面、サジタル面、コロナル面の断面画像を画面に表示する（ステップＴ２）。ユーザは、サジタル面またはコロナル面の断層画像を参照し、サジタル面を決めるのに適したアキシャル面を決定し、ボリュームデータ処理装置１０は、その決定操作を受付ける（ステップＴ３）。次いで、ボリュームデータ処理装置１０は、サジタル面の決定操作を受付ける（ステップＴ４）。 The volume data processing device 10 displays on the screen cross-sectional images of the axial, sagittal, and coronal planes of the subject's bone threshold for the target volume data (step T2). The user refers to the tomographic image of the sagittal plane or the coronal plane, determines an axial plane suitable for determining the sagittal plane, and the volume data processing apparatus 10 receives the determination operation (step T3). Next, the volume data processing apparatus 10 accepts a sagittal plane determination operation (step T4).
ボリュームデータ処理装置１０は、決定されたサジタル面上で、骨を表す数値範囲の測定値を抽出し、コロナル面を示す線についてラインプロファイルを算出する（ステップＴ５）。ラインプロファイルを算出する線は、必ずしもコロナル面を示す線でなくてもよく、体軸方向に沿った線であって、脊柱中心付近のものであることが好ましい。少なくとも胸椎から関心領域まで骨のプロファイルが得られる範囲の線である必要がある。次いで、ボリュームデータについてサジタル面への最大値投影処理を行う（ステップＴ６）。最大値投影処理されたデータでは、骨の範囲内の測定値を抽出すると、胸椎が肋骨に繋がっていることがわかる。そして、肋骨を横切る範囲で体軸方向の２本の直線を設定し、その直線上のラインプロファイルを算出する。ラインプロファイルは、肋骨の位置で極大となる。そのラインプロファイルの極大値のうち、最も腰に近い極大位置をそれぞれの直線について算出し（ステップＴ７）、その２つの極大位置を結んだ直線とコロナル面を示す線との交点の位置を算出する。肋骨は、胸椎から直線状に伸びているため、上記の交点の位置は推定の胸椎の位置となっている（ステップＴ８）。そして、コロナル面を示す線上でのラインプロファイルにおいて、上記の交点の位置からもっとも近い極大位置を算出する。この極大位置が固有位置である（ステップＴ９）。固有位置とは、このように最も腰に近い胸椎の位置であってもよいが、被検体に固有の位置であれば、その他の位置であってもよい。 The volume data processing apparatus 10 extracts the measured value in the numerical range representing the bone on the determined sagittal plane, and calculates a line profile for the line indicating the coronal plane (step T5). The line for calculating the line profile is not necessarily a line indicating the coronal plane, but is preferably a line along the body axis direction and near the center of the spinal column. The line must be within a range where a bone profile can be obtained at least from the thoracic vertebra to the region of interest. Next, a maximum value projection process on the sagittal plane is performed on the volume data (step T6). In the data subjected to the maximum value projection processing, when the measurement value within the range of the bone is extracted, it can be seen that the thoracic vertebra is connected to the rib. Then, two straight lines in the body axis direction are set in a range crossing the ribs, and a line profile on the straight lines is calculated. The line profile is maximal at the rib position. Among the local maximum values of the line profile, the local maximum position closest to the waist is calculated for each straight line (step T7), and the position of the intersection of the straight line connecting the two local maximum positions and the line indicating the coronal plane is calculated. . Since the rib extends linearly from the thoracic vertebra, the position of the intersection is the estimated position of the thoracic vertebra (step T8). And in the line profile on the line which shows a coronal surface, the local maximum position nearest from the position of said intersection is calculated. This local maximum position is a unique position (step T9). The unique position may be the position of the thoracic vertebra closest to the waist as described above, but may be any other position as long as the position is unique to the subject.
次いで、ボリュームデータ処理装置１０は、特定情報により特定される被検体についての処理が２度目以降であるか否かを判定する（ステップＴ１０）。処理が最初であると判定したときには、ボリュームデータ処理装置１０は、デフォルトの領域設定を行う（ステップＴ１１）。たとえば、被検体特定情報を入力したときに、被検体特定情報に対応させて位置決定情報として推奨される情報対応付けて記憶させる。そして、位置決定情報に従い、固有位置とプロファイルから関心領域を自動的に設定する（ステップＴ１２）。 Next, the volume data processing apparatus 10 determines whether or not the process for the subject specified by the specific information is performed for the second time or later (step T10). When it is determined that the process is the first, the volume data processing apparatus 10 performs a default area setting (step T11). For example, when subject specifying information is input, it is stored in association with information recommended as position determination information corresponding to the subject specifying information. Then, according to the position determination information, the region of interest is automatically set from the unique position and the profile (step T12).
ボリュームデータ処理装置１０は、デフォルト設定により、設定された関心領域でよいか否かをユーザに確認する（ステップＴ１３）。設定されたものに満足できないという回答があった場合には、ユーザによる関心領域の概略位置の指定を受付ける（ステップＴ１４）。そして、ボリュームデータ処理装置１０は、上記の概略位置に最も近いラインプロファイルの極大または極小位置に基づいて関心領域を設定する（ステップＴ１５）。ボリュームデータ処理装置１０は、設定された関心領域の位置決定情報を記憶し（ステップＴ１６）、ステップＴ１９に進む。一方、ユーザからデフォルトで設定された関心領域に満足できるという回答があった場合には、そのままステップＴ１９に進む。 The volume data processing apparatus 10 confirms with the user whether the set region of interest is acceptable by default setting (step T13). If there is an answer that the set item is not satisfactory, the user receives designation of the approximate position of the region of interest (step T14). Then, the volume data processing device 10 sets a region of interest based on the maximum or minimum position of the line profile closest to the above approximate position (step T15). The volume data processing apparatus 10 stores the position determination information of the set region of interest (step T16), and proceeds to step T19. On the other hand, if there is an answer from the user that the region of interest set by default is satisfactory, the process proceeds directly to step T19.
ステップＴ１０において、２度目以降の処理であると判定したときには、被検体の特定情報に基づいて位置決定情報を読み出し（ステップＴ１７）、その位置決定情報にしたがって、固有位置およびプロファイルを用いて、関心領域を設定する（ステップＴ１８）。このように被検体に固有の位置から、自動で関心領域の位置を設定するため、測定の労力が軽減される。また、前回測定した関心領域の位置が領域設定情報として記憶されていれば、測定者が関心領域の位置を忘れていても自動で領域が設定されるため、ユーザの利便性が向上する。最後に、関心領域内の特徴量を算出して（ステップＴ１９）、処理を終了する。 If it is determined in step T10 that the process is the second or subsequent process, position determination information is read based on the subject specific information (step T17), and the interest is determined using the specific position and profile according to the position determination information. An area is set (step T18). Thus, since the position of the region of interest is automatically set from the position unique to the subject, the measurement effort is reduced. In addition, if the position of the region of interest measured last time is stored as region setting information, the region is automatically set even if the measurer forgets the position of the region of interest, which improves user convenience. Finally, the feature amount in the region of interest is calculated (step T19), and the process ends.
上記の固有位置、ラインプロファイルおよび位置決定情報を用いて関心領域を自動的に決定する方法について具体的に説明する。図７は、ボリュームデータを最大値投影処理したサジタル画面像を示す図である。図７に示すように、各頚椎７０〜８４のうち頚椎７０〜７８には、肋骨９０〜９８が繋がっている。このような骨格上の特徴から、頚椎７０〜７８は胸椎であると分かり、頚椎７９〜８４とは区別できる。胸椎位置を決定するためには、まず、肋骨９０〜９８を横断するように対軸方向の直線１００、１０１をとる。そして、その直線１００、１０１についてラインプロファイル１０３、１０４を算出し、最も腰に近い極大位置１０６、１０７を算出する。そして、２つの極大位置を結んだ直線と、別途脊柱のラインプロファイルを算出するためにとった直線（たとえばコロナル面を示す線）との交点１０８を算出する。そして、その交点１０８の対軸方向の位置Ａ０を、最も腰に近い胸椎の位置と推定することができる。次に、この推定された胸椎の位置Ａ０を用いて関心領域の位置を設定する方法を説明する。 A method of automatically determining a region of interest using the above-described unique position, line profile, and position determination information will be specifically described. FIG. 7 is a diagram showing a sagittal screen image obtained by performing maximum value projection processing on volume data. As shown in FIG. 7, ribs 90 to 98 are connected to cervical vertebrae 70 to 78 among cervical vertebrae 70 to 84. From these skeletal features, the cervical vertebrae 70-78 are known to be thoracic vertebrae, and can be distinguished from the cervical vertebrae 79-84. In order to determine the position of the thoracic vertebrae, first, straight lines 100 and 101 in opposite directions are taken so as to cross the ribs 90 to 98. Then, line profiles 103 and 104 are calculated for the straight lines 100 and 101, and maximum positions 106 and 107 closest to the waist are calculated. Then, an intersection 108 between a straight line connecting the two maximum positions and a straight line (for example, a line indicating a coronal plane) taken to separately calculate a line profile of the spinal column is calculated. The position A0 in the opposite axis direction of the intersection 108 can be estimated as the position of the thoracic vertebra closest to the waist. Next, a method for setting the position of the region of interest using the estimated thoracic vertebra position A0 will be described.
図８は、骨の閾値で表示したサジタル面画像を示す図である。図８に示すように、各頚椎７０〜８４には、コロナル面を示すラインについてのラインプロファイル４８の極大位置が対応している。極大位置には、位置Ｂ０〜Ｂ６が含まれている。位置ラインプロファイル４８において、上記の過程で推定された胸椎の位置Ａ０に最も近い極大位置Ｂ０を抽出し、固有位置とする。この固有位置Ｂ０は、最も腰に近い胸椎の位置となっている。 FIG. 8 is a diagram showing a sagittal plane image displayed with a bone threshold. As shown in FIG. 8, each cervical vertebra 70 to 84 corresponds to the maximum position of the line profile 48 for the line indicating the coronal plane. The maximum positions include positions B0 to B6. In the position line profile 48, the maximum position B0 closest to the position A0 of the thoracic vertebra estimated in the above process is extracted and set as a natural position. This unique position B0 is the position of the thoracic vertebra closest to the waist.
たとえば、以前に特徴量を算出した関心領域が頚椎８３と頚椎８４との間であった場合には、その関心領域は、固有位置Ｂ０から５番目と６番目のピークに挟まれた領域であるという情報が位置決定情報として記憶部１２に記憶されている。同じ被検体について再度同じ領域について特徴量を算出する場合には、ボリュームデータ処理装置１０は記憶部１２から位置決定情報を読み出し、固有位置Ｂ０とプロファイル４８から算出された極大位置Ｂ５と極大位置Ｂ６との間の領域を関心領域１１０に設定することができる。このようにして特定された領域に関心領域を設定することにより、自動的に再現性よく関心領域を設定することができる。また、骨の位置を基準としているため、時間が経過してもプロファイルの特徴はほとんど変わらない。したがって、脂肪量の変化を追って実験している場合等には、信頼性の高い結果を得ることができる。 For example, if the region of interest for which the feature amount has been calculated before is between the cervical vertebra 83 and the cervical vertebra 84, the region of interest is a region sandwiched between the fifth and sixth peaks from the unique position B0. Is stored in the storage unit 12 as position determination information. When the feature amount is calculated again for the same region for the same subject, the volume data processing apparatus 10 reads the position determination information from the storage unit 12, and the maximum position B 5 and the maximum position B 6 calculated from the unique position B 0 and the profile 48. Can be set to the region of interest 110. By setting the region of interest in the region thus identified, it is possible to automatically set the region of interest with high reproducibility. Further, since the bone position is used as a reference, the profile characteristics hardly change over time. Therefore, a highly reliable result can be obtained, for example, when an experiment is conducted following changes in fat mass.
なお、固有位置の算出方法には、上記の例以外にラベリング処理を用いる方法がある。その方法では、まず、サジタル面へボリュームデータの最大値を投影したデータにおいて、肋骨を横断するラインプロファイルから、最も腰椎に近い肋骨を識別する。そして、上記の最大値投影されたデータをラベリング処理する。ラベリング処理により、肋骨およびその肋骨に繋がっている胸椎をそれぞれ識別することができる。その結果、最も腰椎に近い肋骨に繋がっている胸椎の領域を特定することができる。一方で、サジタル面の断面データにおいて、脊柱に沿ったラインプロファイルを算出し、上記のようにして特定された最も腰に近い胸椎の領域内でラインプロファイルの極大位置を算出する。この極大位置を固有位置とすることができる。このように、胸椎を特定する方法、あるいは被検体に特有な固有位置を特定する方法は多様であり、本発明はプロファイルのみを用いる方法に限定されるものではない。 As a method for calculating the unique position, there is a method using a labeling process other than the above example. In this method, first, the rib closest to the lumbar vertebra is identified from the line profile crossing the rib in the data obtained by projecting the maximum value of the volume data onto the sagittal plane. Then, labeling processing is performed on the data projected with the maximum value. The labeling process can identify the ribs and the thoracic vertebrae connected to the ribs. As a result, the region of the thoracic vertebra connected to the rib closest to the lumbar vertebra can be identified. On the other hand, in the cross-sectional data of the sagittal plane, a line profile along the spinal column is calculated, and the maximum position of the line profile is calculated in the region of the thoracic vertebra closest to the waist specified as described above. This local maximum position can be set as a specific position. As described above, there are various methods for specifying the thoracic vertebra or a specific position unique to the subject, and the present invention is not limited to the method using only the profile.
また、上記の動作例では、サジタル面の決定を手動で行っているが、これを自動で行なってもよい。その場合、まず、ボリュームデータ処理装置１０は、被検体の体軸に平行な平面上に、投影経路中の最大の測定値を投影する。そして、平面上に投影された最大の測定値に基づいて、特定の平面の決定のために利用するアキシャル面の位置を決定し、そのアキシャル面上で脊柱の中心を算出する。なお、平面上に投影された最大の測定値を参照することなく、もっと簡易な方法で特定の平面の決定のために利用するアキシャル面の位置を決定してもよい。 In the above operation example, the sagittal plane is determined manually, but this may be performed automatically. In that case, first, the volume data processing device 10 projects the maximum measured value in the projection path onto a plane parallel to the body axis of the subject. Then, based on the maximum measurement value projected on the plane, the position of the axial plane used for determining the specific plane is determined, and the center of the spinal column is calculated on the axial plane. Note that the position of the axial plane used for determining a specific plane may be determined by a simpler method without referring to the maximum measurement value projected on the plane.
５ Ｘ線ＣＴ装置
１０ ボリュームデータ処理装置
１１ 送受信部
１２ 記憶部
１３ 制御部
１４ 断面データ形成部
１５ 表示部
１６ 入力部
１７ プロファイル算出部
１８ 領域設定部
１９ 特徴量算出部
２０ 固有位置特定部
２１ 最大値投影部
２２ 脊柱中心算出部
３０ ウインドウ
３１ アキシャル面画像
３１ａ アキシャル面カーソル
３２ コロナル面画像
３２ａ コロナル面カーソル
３３ サジタル面画像
３３ａ サジタル面カーソル
Ｂ０ 胸椎位置（固有位置）
１１０ 関心領域
5 X-ray CT apparatus 10 Volume data processing apparatus 11 Transmission / reception part 12 Storage part 13 Control part 14 Cross-section data formation part 15 Display part 16 Input part 17 Profile calculation part 18 Area setting part 19 Feature value calculation part 20 Eigenlocation specifying part 21 Maximum Value projection unit 22 Spinal center calculation unit 30 Window 31 Axial plane image 31a Axial plane cursor 32 Coronal plane image 32a Coronal plane cursor 33 Sagittal plane image 33a Sagittal plane cursor B0 Thoracic spine position (unique position)
110 Area of interest
Claims (6)
前記ラインプロファイルの極大または極小位置を基準にして関心領域を設定する領域設定部と、
前記関心領域について特徴量を算出する特徴量算出部と、を備えることを特徴とするボリュームデータ処理装置。 A profile calculation unit that calculates a line profile of measurement values included in a numerical range representing bone on a specific plane parallel to the body axis of the subject based on the volume data;
A region setting unit for setting a region of interest based on the local maximum or minimum position of the line profile;
A volume data processing apparatus comprising: a feature amount calculation unit that calculates a feature amount for the region of interest.
前記領域設定部は、前記ラインプロファイルの極大または極小位置のうち、前記概略位置から最も近い位置を基準にして前記関心領域を設定することを特徴とする請求項１記載のボリュームデータ処理装置。 An input unit that receives an input of the approximate position of the region of interest;
The volume data processing apparatus according to claim 1, wherein the region setting unit sets the region of interest based on a position closest to the approximate position among the maximum or minimum positions of the line profile.
前記固有位置および前記ラインプロファイルに対応させて位置を決める位置決定情報を記憶する記憶部と、を更に備え、
前記領域設定部は、前記位置決定情報を用いて前記関心領域を設定することを特徴とする請求項１記載のボリュームデータ処理装置。 A specific position specifying unit that specifies a specific position uniquely determined by the skeleton of the subject on the specific plane;
A storage unit for storing position determination information for determining a position corresponding to the unique position and the line profile;
The volume data processing apparatus according to claim 1, wherein the region setting unit sets the region of interest using the position determination information.
前記領域設定部は、前記位置決定情報を用い前記胸椎の位置に基づいて前記関心領域を設定することを特徴とする請求項３記載のボリュームデータ処理装置。 The specific position specifying unit specifies the position of the thoracic vertebra as a specific position,
The volume data processing apparatus according to claim 3, wherein the region setting unit sets the region of interest based on the position of the thoracic vertebra using the position determination information.
前記プロファイル算出部は、前記脊柱中心を通る平面上で、ラインプロファイルを算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかにボリュームデータ処理装置。 Determine the position of a plane perpendicular to the body axis of the subject and suitable for use in determining the specific plane, and calculate the center of the spine on the plane perpendicular to the body axis And further comprising,
5. The volume data processing apparatus according to claim 1, wherein the profile calculation unit calculates a line profile on a plane passing through the spinal column center.
前記ラインプロファイルの極大または極小位置を基準にして前記関心領域を設定する領域設定処理と、
前記設定された関心領域について前記特徴量を算出する特徴量算出処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするボリュームデータ処理プログラム。 Profile calculation processing for calculating a line profile of measurement values included in a numerical range representing bone on a specific plane parallel to the body axis of the subject based on the volume data;
A region setting process for setting the region of interest on the basis of the maximum or minimum position of the line profile;
A volume data processing program for causing a computer to execute a feature amount calculation process for calculating the feature amount for the set region of interest.
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