JP2017136242A - Image extraction system and image extraction method - Google Patents

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研一 吉田
Kenichi Yoshida
研一 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce arithmetic load on processing for extracting a tomographic image at the same position as a tomographic image of interest from a tomographic image group of a comparison destination with high accuracy.SOLUTION: An image extraction system includes: a cross-sectional image generation part generating a cross-sectional image from a tomographic image group with positional information attached to respective tomographic images; a position adjustment value calculation part calculating a position adjustment value showing a deviation amount in cross-sectional images generated from different tomographic image groups; an image of interest reception part which receives designation of an image of interest from a first cross-sectional image group about a certain patient and receives designation of a second tomographic image group about the same patient imaged separately from the first tomographic image group; and a same position image extraction part which calculates a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group on the basis of the position adjustment value and extracts from the second tomographic image group a tomographic image at the same position as the image of interest from the positional information attached to the image of interest and the relative position adjustment value.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、着目する断層画像と同位置の断層画像を別に撮影した断層画像群から抽出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for extracting a tomographic image at the same position as a tomographic image of interest from a group of tomographic images taken separately.

ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等のモダリティを用いた検査で得られた断層画像を読影する際には、図９に示すように、ある検査時に撮影した一連の断層画像群から患部等の着目する画像を選定し、別に撮影した断層画像と比較し、疾患の変化等を把握する作業が頻繁に行なわれる。   When interpreting a tomographic image obtained by an examination using a modality such as a CT (Computed Tomography) apparatus or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, as shown in FIG. 9, a series of tomographic images taken at the time of an examination. An operation of selecting an image of interest such as an affected part from a group and comparing it with a tomographic image separately photographed to grasp a change in disease or the like is frequently performed.

この作業を行なうためには、別に撮影した一連の断層画像群から、着目する画像と同位置の画像を抽出する必要がある。しかしながら、近年のモダリティの技術進歩により１ｍｍといった極薄のスライス厚で断層画像が得られることから、１０００枚を超えるような多量の断層画像が取得されるようになっており、目視による手作業での位置合わせは困難である。このため、同位置の断層画像の抽出作業を支援するための手法が従来から提案されている。   In order to perform this work, it is necessary to extract an image at the same position as the image of interest from a series of tomographic images taken separately. However, because of the recent advances in modality technology, a tomographic image can be obtained with an extremely thin slice thickness of 1 mm, and so a large amount of tomographic images exceeding 1000 sheets can be obtained. Is difficult to align. For this reason, a method for supporting the extraction operation of the tomographic image at the same position has been conventionally proposed.

例えば、画像ファイルに付帯するタグ情報を利用する手法が挙げられる。一般に、医用の断層画像は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）フォーマットで記録されている。ＤＩＣＯＭフォーマットでは、画像ファイル内にタグで示される種々の情報が記録されており、この手法は、その中のタグ番号（００２０，００３２）で示される"Image Position (Patient)"の座標をキーに同位置の断層画像を抽出するものである。   For example, there is a method of using tag information attached to the image file. In general, medical tomographic images are recorded in a DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) format. In the DICOM format, various types of information indicated by tags are recorded in the image file. This method uses the coordinates of “Image Position (Patient)” indicated by the tag number (0020,0032) as a key. A tomographic image at the same position is extracted.

ここで、ＤＩＣＯＭフォーマットでは、図１０に示すように、患者の右手から左手方向をＸ軸、前から背中方向をＹ軸、足から頭方向をＺ軸とする座標系が一般に採用されている。   Here, in the DICOM format, as shown in FIG. 10, a coordinate system is generally employed in which the patient's right hand to left hand direction is the X axis, the front to back direction is the Y axis, and the foot to head direction is the Z axis.

着目画像に付された"Image Position (Patient)"の座標に対応する座標の断層画像を別の断層画像群から抽出することで、着目画像とほぼ同位置の比較先の断層画像を抽出できることが期待される。しかし、撮影時の状況やモダリティ等により座標のぶれが生じ、必ずしも精度は高くない。   By extracting a tomographic image with coordinates corresponding to the coordinates of “Image Position (Patient)” attached to the image of interest from another group of tomographic images, it is possible to extract a comparison tomographic image at the same position as the image of interest. Be expected. However, coordinate blurring occurs due to the situation and modality at the time of shooting, and the accuracy is not necessarily high.

また、特許文献１には、断層画像から得られる３次元データから、第１段階として椎骨の位置を検出しておき、第２段階として検出した椎骨同士の位置を合わせる手法が開示されているが、特徴的な形状の椎骨を含む画像の位置合わせに特化したものであり、汎用性に欠ける。   Patent Document 1 discloses a technique in which the position of vertebrae is detected as the first stage from the three-dimensional data obtained from the tomographic image, and the positions of the vertebrae detected as the second stage are aligned. It is specialized for registration of images including vertebrae with characteristic shapes, and lacks versatility.

特開２０１２−４５３１３号公報JP 2012-45313 A

「バイオメディカル融合３次元画像処理」小山博史、金太一、中島義和、斎藤季、齊藤延人 著（東京大学出版会）初版、ｐ．１２２"Biomedical Fusion 3D Image Processing" Hiroshi Koyama, Taichi Kin, Yoshikazu Nakajima, Kiyoshi Saito, Nobuto Saito (The University of Tokyo Press), p. 122

汎用的で精度の高い位置合わせ手法として、非特許文献１には、着目画像を含む断層画像群と別の断層画像群のそれぞれについて、２次元画像を元に３次元のボクセルを作成し、３次元ボクセル同士で位置合わせを行なって断層画像の位置を対応させることが記載されている。   As a general-purpose and highly accurate positioning method, Non-Patent Document 1 describes that a three-dimensional voxel is created based on a two-dimensional image for each of a tomographic image group including a target image and another tomographic image group. It is described that alignment between two-dimensional voxels is performed to correspond to the positions of tomographic images.

しかしながら２次元画像から３次元のボクセルを構成するためには、多量の画像データを処理しなければならず、必要なメモリ量や演算負荷が過大となる。読影の際には、次々に着目画像を差し替えることが多いため、演算負荷が過大であるとリアルタイムの応答性に欠け、作業効率が低下する。   However, in order to construct a three-dimensional voxel from a two-dimensional image, a large amount of image data must be processed, and a necessary memory amount and calculation load become excessive. When interpreting images, the image of interest is often replaced one after another. Therefore, if the calculation load is excessive, real-time responsiveness is lacking and work efficiency decreases.

そこで、本発明は、着目する断層画像と同位置の断層画像を比較先の断層画像群から高精度で抽出する処理の演算負荷を軽減することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the calculation load of processing for extracting a tomographic image at the same position as the tomographic image of interest from a group of comparison tomographic images with high accuracy.

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である画像抽出システムは、各断層画像に位置情報が付された断層画像群から断面画像を生成する断面画像生成部と、異なる断層画像群から生成された断面画像同士のずれ量を示す位置調整値を算出する位置調整値算出部と、ある患者についての第１断層画像群から着目画像の指定を受け付けるとともに、同一の患者について前記第１断層画像群とは別に撮像した第２断層画像群の指定を受け付ける着目画像受付部と、前記位置調整値に基づいて前記第１断層画像群と前記第２断層画像群との相対位置調整値を算出し、着目画像に付された位置情報と前記相対位置調整値とから、前記着目画像と同位置の断層画像を前記第２断層画像群から抽出する同位置画像抽出部と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記断面画像生成部が、患者の正面と横面について断面画像を生成してもよい。
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である画像抽出方法は、各断層画像に位置情報が付された断層画像群から断面画像を生成する断面画像生成ステップと、異なる断層画像群から生成された断面画像同士のずれ量を示す位置調整値を算出する位置調整値算出ステップと、ある患者についての第１断層画像群から着目画像の指定を受け付けるとともに、同一の患者について前記第１断層画像群とは別に撮像した第２断層画像群の指定を受け付ける着目画像受付ステップと、前記位置調整値に基づいて前記第１断層画像群と前記第２断層画像群との相対位置調整値を算出し、着目画像に付された位置情報と前記相対位置調整値とから、前記着目画像と同位置の断層画像を前記第２断層画像群から抽出する同位置画像抽出ステップと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image extraction system according to a first aspect of the present invention includes a tomographic image group different from a cross-sectional image generation unit that generates a cross-sectional image from a tomographic image group in which position information is attached to each tomographic image. A position adjustment value calculation unit that calculates a position adjustment value indicating the amount of deviation between the cross-sectional images generated from the first image, and receives a designation of the image of interest from the first tomographic image group for a certain patient, and the first patient for the same patient. A target image receiving unit that receives designation of a second tomographic image group captured separately from the tomographic image group, and a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group based on the position adjustment value. A co-position image extracting unit that extracts a tomographic image at the same position as the target image from the second tomographic image group from the position information calculated and attached to the target image and the relative position adjustment value. Features .
Here, the cross-sectional image generation unit may generate cross-sectional images for the front and side surfaces of the patient.
In order to solve the above-mentioned problem, an image extraction method according to a second aspect of the present invention includes a tomographic image group different from a tomographic image generation step of generating a sectional image from a tomographic image group in which position information is attached to each tomographic image. A position adjustment value calculating step for calculating a position adjustment value indicating a deviation amount between the cross-sectional images generated from the first image, and a designation of the image of interest from the first tomographic image group for a patient, and the first patient for the same patient. A target image receiving step for receiving designation of a second tomographic image group captured separately from the tomographic image group, and a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group based on the position adjustment value. An in-position image extracting step of extracting a tomographic image at the same position as the image of interest from the second tomographic image group from the calculated position information attached to the image of interest and the relative position adjustment value. Characterized in that it.

本発明によれば、着目する断層画像と同位置の断層画像を比較先の断層画像群から高精度で抽出する処理の演算負荷を軽減し、結果として処理の高速化を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce a calculation load of processing for extracting a tomographic image at the same position as the tomographic image of interest from a comparison target tomographic image group with high accuracy, and as a result, it is possible to realize high-speed processing.

本実施形態に係る断層画像読影システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tomographic image interpretation system which concerns on this embodiment. 断層画像群から生成される正面と横の２枚の断面画像を説明する図である。It is a figure explaining the front and side two cross-sectional images produced | generated from a tomographic image group. 画像抽出システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an image extraction system. 断面画像生成部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a cross-sectional image generation part. 断層画像の切り出しを説明する図である。It is a figure explaining extraction of a tomographic image. 位置調整値を説明する図である。It is a figure explaining a position adjustment value. 位置調整値算出部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a position adjustment value calculation part. 同位置画像抽出部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the same position image extraction part. 断層画像を用いて疾患の変化等を把握する作業を説明する図である。It is a figure explaining the operation | work which grasps | ascertains the change of a disease, etc. using a tomographic image. 一般的な座標系を説明する図である。It is a figure explaining a general coordinate system.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る断層画像読影システム１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように断層画像読影システム１００は、ＤＩＣＯＭモダリティ１１０、画像サーバ装置１２０、端末装置２００を備えている。画像サーバ装置１２０と端末装置２００とは院内ＬＡＮ等のコンピュータネットワーク１５０を介して接続されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tomographic image interpretation system 100 according to the present embodiment. As shown in the figure, the tomographic image interpretation system 100 includes a DICOM modality 110, an image server device 120, and a terminal device 200. The image server device 120 and the terminal device 200 are connected via a computer network 150 such as a hospital LAN.

ＤＩＣＯＭモダリティ１１０は、ＤＩＣＯＭフォーマットの断層画像を撮影し、画像サーバ装置１２０に出力する装置であり、本図の例では、ＣＴ装置１１０ａとＭＲＩ装置１１０ｂとが用いられている。ＤＩＣＯＭモダリティ１１０は、１回の検査で、複数枚の一連の断層画像群を撮影することができる。このひとまとまりの断層画像群は「シリーズ」とも呼ばれている。同日に複数回の撮影が行なわれる場合は、それぞれの断層画像群を区別するものとする。ＤＩＣＯＭモダリティ１１０が出力するＤＩＣＯＭフォーマットの断層画像は、氏名、患者ＩＤ、生年月日等の患者情報、"Image Position (Patient)"等の画像情報、その他の各種情報をタグ情報として含んでいる。   The DICOM modality 110 is a device that captures a DICOM format tomographic image and outputs it to the image server device 120. In the example of this figure, a CT device 110a and an MRI device 110b are used. The DICOM modality 110 can take a series of tomographic image groups in one inspection. This group of tomographic images is also called a “series”. When photographing is performed a plurality of times on the same day, each tomographic image group is distinguished. The DICOM format tomographic image output by the DICOM modality 110 includes patient information such as name, patient ID, date of birth, image information such as “Image Position (Patient)”, and other various information as tag information.

画像サーバ装置１２０は、データベース機能を備えたサーバコンピュータ等で構成することができ、ＤＩＣＯＭモダリティ１１０が出力したＤＩＣＯＭフォーマットの断層画像を保存する断層画像群格納部１２１を備えている。断層画像群格納部１２１は、端末装置２００からの断層画像の読み出し要求に応答する。   The image server apparatus 120 can be configured by a server computer or the like having a database function, and includes a tomographic image group storage unit 121 that stores a DICOM format tomographic image output from the DICOM modality 110. The tomographic image group storage unit 121 responds to a tomographic image read request from the terminal device 200.

端末装置２００は、読影を行なう者が利用する装置である。端末装置２００は、ＣＰＵ、メモリ、入出力装置等を備えた、一般的な情報処理装置を用いて構成することができ、例えば、パーソナルコンピュータを用いることができる。端末装置２００は、読影用のアプリケーションソフトウェアの機能を利用することができる構成となっている。例えば、アプリケーションソフトウェアが端末装置２００にインストールされていてもよいし、シンクライアント方式を採用して端末装置２００がクライアント端末という位置づけとなる場合は、サーバコンピュータにおいてアプリケーションソフトウェアが管理されていてもよい。   The terminal device 200 is a device used by a person who interprets images. The terminal device 200 can be configured using a general information processing device including a CPU, a memory, an input / output device, and the like, and for example, a personal computer can be used. The terminal device 200 is configured to be able to use the function of application software for image interpretation. For example, application software may be installed in the terminal device 200, or when the thin client method is adopted and the terminal device 200 is positioned as a client terminal, the application software may be managed in the server computer.

本図に示すように、端末装置２００は、画像閲覧部２１０、着目画像受付部２２０を備えている。画像閲覧部２１０は、読影を行なうための断層画像を表示する機能部である。画像閲覧部２１０は、例えば、最新に撮影した断層画像群に含まれる断層画像を順次表示する。着目画像受付部２２０は、読影中の読影者から着目する断層画像の選択を受け付ける。また、着目画像と比較を行なうための着目画像とは別に撮影された断層画像群の指定も受け付けることができる。   As shown in the figure, the terminal device 200 includes an image browsing unit 210 and a focused image receiving unit 220. The image browsing unit 210 is a functional unit that displays a tomographic image for interpretation. For example, the image browsing unit 210 sequentially displays tomographic images included in the latest tomographic image group. The image-of-interest receiving unit 220 receives selection of a tomographic image of interest from an interpreter who is interpreting an image. In addition, it is possible to accept designation of a tomographic image group taken separately from the target image for comparison with the target image.

ここで、ある検査で撮影された着目画像を含む断層画像群を「第１の断層画像群」と称する。一方、別に撮影された断層画像群であって、着目画像と同位置の断層画像を抽出する断層画像群を「第２の断層画像群」と称する。第２の断層画像群は、例えば、撮影した日付により指定することができる。同日に複数回の撮影を行なった場合には、さらに時刻や撮影方法等により指定することができる。   Here, the tomographic image group including the image of interest captured in a certain examination is referred to as a “first tomographic image group”. On the other hand, a group of tomographic images taken separately and extracting a tomographic image at the same position as the image of interest is referred to as a “second tomographic image group”. The second tomographic image group can be designated by, for example, the date of shooting. In the case of shooting multiple times on the same day, it can be further specified by time, shooting method, and the like.

本実施形態では、図２に示すように、断層画像群から正面と横の２枚の断面画像を生成する。そして、着目画像を含む第１の断層画像群から生成された断面画像と、第１の断層画像群とは別に撮影された第２の断層画像群から生成された断面画像とのずれ量を把握し、このずれ量に基づいて位置合わせを行なって、第２の断層画像群から着目画像と同位置の断層画像を抽出する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, two front and side cross-sectional images are generated from the tomographic image group. Then, a deviation amount between the cross-sectional image generated from the first tomographic image group including the target image and the cross-sectional image generated from the second tomographic image group photographed separately from the first tomographic image group is grasped. Then, alignment is performed based on the shift amount, and a tomographic image at the same position as the image of interest is extracted from the second tomographic image group.

例えば、身長が１７０ｃｍの患者を１ｍｍ単位の間隔で撮影すると、約１７０／０．１＝１７００枚の体の軸（Ｚ軸）と交差する断層画像が生成される。１枚の断層画像の画素数を５１２×５１２、１画素２バイトとすると、断層画像群のデータ量は８９１ＭＢとなるが、断面画像（正面）と断面画像（横面）の２枚で位置合わせ処理を行なうことで、参照するデータ量を圧倒的に減らすことができる。さらに、断層画像を所定間隔で間引くことで利用するデータ量を少なくし、高速な処理を行なってもよい。   For example, when a patient with a height of 170 cm is photographed at intervals of 1 mm, tomographic images that intersect approximately 170 / 0.1 = 1700 body axes (Z-axis) are generated. If the number of pixels of one tomographic image is 512 × 512, one pixel is 2 bytes, the data amount of the tomographic image group is 891 MB, but alignment is performed with two images, a cross-sectional image (front surface) and a cross-sectional image (horizontal surface). By performing the processing, the amount of data to be referenced can be significantly reduced. Furthermore, the amount of data to be used may be reduced by thinning out the tomographic images at predetermined intervals, and high-speed processing may be performed.

ＤＩＣＯＭモダリティ１１０、画像サーバ装置１２０、端末装置２００を備える断層画像読影システム１００には、図３に示すような画像抽出システム３００が形成される。画像抽出システム３００は、断層画像群格納部１２１、断面画像生成部３１０、位置調整値算出部３２０、同位置画像抽出部３３０、画像閲覧部２１０、着目画像受付部２２０を備えている。   An image extraction system 300 as shown in FIG. 3 is formed in the tomographic image interpretation system 100 including the DICOM modality 110, the image server device 120, and the terminal device 200. The image extraction system 300 includes a tomographic image group storage unit 121, a cross-sectional image generation unit 310, a position adjustment value calculation unit 320, the same position image extraction unit 330, an image browsing unit 210, and a target image reception unit 220.

上述のように、断層画像群格納部１２１は、画像サーバ装置１２０に形成され、画像閲覧部２１０および着目画像受付部２２０は、端末装置２００に形成されるが、断面画像生成部３１０、位置調整値算出部３２０、同位置画像抽出部３３０については、断層画像読影システム１００を構成するＤＩＣＯＭモダリティ１１０、画像サーバ装置１２０、端末装置２００の各装置に任意に配置することができる。各機能部は、複数の装置に分散させてもよいし、単一の装置に集約してもよい。   As described above, the tomographic image group storage unit 121 is formed in the image server device 120, and the image browsing unit 210 and the target image reception unit 220 are formed in the terminal device 200, but the cross-sectional image generation unit 310, the position adjustment The value calculation unit 320 and the same position image extraction unit 330 can be arbitrarily arranged in each device of the DICOM modality 110, the image server device 120, and the terminal device 200 constituting the tomographic image interpretation system 100. Each functional unit may be distributed over a plurality of devices or may be aggregated into a single device.

断面画像生成部３１０は、図２に示したように、断層画像群から断面画像を生成する処理を行なう。生成する断面画像は正面と横面とする。ただし、他の面であってもよい。断面画像は、全身断面図でなくてもよく、頭部断面画像、上半身断面画像、胴体部断面画像等であってもよい。   As shown in FIG. 2, the cross-sectional image generation unit 310 performs a process of generating a cross-sectional image from the tomographic image group. The cross-sectional images to be generated are a front surface and a lateral surface. However, it may be another surface. The cross-sectional image may not be a whole-body cross-sectional view, but may be a head cross-sectional image, an upper body cross-sectional image, a torso cross-sectional image, or the like.

図４は、断面画像生成部３１０の動作を説明するフローチャートである。本図に示すように、まず、処理対象の断層画像群を取得する（Ｓ１０１）。そして、図５に示すように、各断層画像に含まれる人体輪郭が、Ｘ切り出し線と交わる点（Ｘ１，Ｘ２）と、Ｙ切り出し線と交わる点（Ｙ１，Ｙ２）を、スライス厚で重ねていくことにより、断面画像（正面）と断面画像（横面）とを作成する（Ｓ１０２）。人体輪郭の検出時には各種フィルタによる画像処理を行なうようにしてもよい。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the cross-sectional image generation unit 310. As shown in the figure, first, a tomographic image group to be processed is acquired (S101). Then, as shown in FIG. 5, the human body contour included in each tomographic image overlaps the points (X1, X2) intersecting with the X clipping line and the points (Y1, Y2) intersecting with the Y clipping line by the slice thickness. As a result, a cross-sectional image (front surface) and a cross-sectional image (lateral surface) are created (S102). You may make it perform image processing by various filters at the time of detection of a human body outline.

Ｘ切り出し線の位置とＹ切り出し線の位置とは任意に定めることができる。例えば、Ｘ方向、Ｙ方向の重心位置を求め、重心を含む線を切り出し線として定めることができる。あるいは、患者の所定の部位を通る線を切り出し線として定めるようにしてもよい。さらには、切り出し線方向にＭＩＰ（最大値投影法）や平均化処理を行なうことで切り出し線の位置を定めるようにしてもよい。   The position of the X clipping line and the position of the Y clipping line can be arbitrarily determined. For example, the center of gravity position in the X direction and the Y direction can be obtained, and a line including the center of gravity can be determined as a cut-out line. Alternatively, a line passing through a predetermined part of the patient may be determined as a cut line. Furthermore, the position of the cut line may be determined by performing MIP (maximum value projection method) or averaging processing in the cut line direction.

そして、作成した断面画像を断層画像群と関連付けて保存する（Ｓ１０３）。保存先は、断面画像生成部３１０内であってもよいし、画像サーバ装置１２０の断層画像群格納部１２１であってもよい。   Then, the created cross-sectional image is stored in association with the tomographic image group (S103). The storage destination may be in the cross-sectional image generation unit 310 or the tomographic image group storage unit 121 of the image server device 120.

断面画像生成部３１０を、画像サーバ装置１２０に配置した場合には、例えば、ＤＩＣＯＭモダリティ１１０が撮影した断層画像群を断層画像群格納部１２１に格納した時点で断面画像生成処理を行なうようにする。また、断面画像生成部３１０を、ＤＩＣＯＭモダリティ１１０に配置した場合には、撮影した時点で断面画像生成処理を行ない、断層画像群とともに画像サーバ装置１２０に送信するようにする。   When the cross-sectional image generation unit 310 is arranged in the image server device 120, for example, the cross-sectional image generation processing is performed when the tomographic image group captured by the DICOM modality 110 is stored in the tomographic image group storage unit 121. . Further, when the cross-sectional image generation unit 310 is arranged in the DICOM modality 110, a cross-sectional image generation process is performed at the time of photographing, and the cross-sectional image group is transmitted to the image server device 120.

位置調整値算出部３２０は、基準とする断層画像群から生成された基準断面画像と、処理対象の断層画像群から生成された処理対象断面画像とのずれ量を示す位置調整値を算出する。断面画像（正面）では、図６に示すように、位置調整値として、Ｘ軸方向のｄＸと、Ｚ軸方向のｄＺが算出される。また、断面画像（横）からは、Ｙ軸方向のｄＹと、Ｚ軸方向のｄＺが算出される。   The position adjustment value calculation unit 320 calculates a position adjustment value indicating a deviation amount between the reference cross-sectional image generated from the reference tomographic image group and the processing target cross-sectional image generated from the processing target tomographic image group. In the cross-sectional image (front), as shown in FIG. 6, dX in the X-axis direction and dZ in the Z-axis direction are calculated as position adjustment values. Also, from the cross-sectional image (horizontal), dY in the Y-axis direction and dZ in the Z-axis direction are calculated.

基準とする断層画像群は、例えば、最初に取得した断層画像群とすることができ、処理対象の断層画像群は、例えば、最新に取得した断層画像群とすることができる。これにより、新たに取得される断層画像群それぞれについて、最初に取得された断層画像群に対する位置調整値を付加することになるため、各断層画像群の位置調整値を同じ基準とすることができる。   The reference tomographic image group can be, for example, the first acquired tomographic image group, and the processing target tomographic image group can be, for example, the latest acquired tomographic image group. As a result, for each newly acquired tomographic image group, a position adjustment value for the first acquired tomographic image group is added, so that the position adjustment value of each tomographic image group can be the same reference. .

図７は、位置調整値算出部３２０の動作を説明するフローチャートである。本図に示すように、処理対象断面画像と基準断面画像とを取得する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。そして、断面画像同士をずらして、断層画像同士の類似度が最も高くなるときのずれ量を位置調整値とする（Ｓ２０３）。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the position adjustment value calculation unit 320. As shown in the figure, a processing target cross-sectional image and a reference cross-sectional image are acquired (S201, S202). Then, the cross-sectional images are shifted from each other, and the shift amount when the similarity between the tomographic images is the highest is set as the position adjustment value (S203).

なお、類似度の評価は、種々の手法を用いることができる。例えば、［数１］に示すような画像同士の差分の自乗和ＳＳＤ（Sum of Squared Differences）の最小値をその断層画像の評価とする方法を用いることができる。本式は、処理対象断面画像Ａ、基準断面画像Ｂについて、両画像が重なった領域にわたって画素値の差の２乗和を計算することを意味している。
あるいは、［数２］に示すような断面画像同士の正規化相関ＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）の最大値をその断層画像の評価とする方法を用いてもよい。
これらの方法により、自乗和の評価値が最小となるずれ量、または、相関の評価値が最良となるずれ量を求めることで位置調整値を算出することができる。もちろん、これらの手法には限られない。なお、類似度の評価に先立って、輪郭を抽出するための微分演算、ローパスフィルタ等のフィルタを適用する等の画像処理や正規化等を行なって、類似度評価の精度を高めるようにしてもよい。 In addition, various methods can be used for evaluation of similarity. For example, a method of using the minimum value of the sum of squared differences (SSD) of differences between images as shown in [Equation 1] as an evaluation of the tomographic image can be used. This equation means that, for the processing target cross-sectional image A and the reference cross-sectional image B, a square sum of pixel value differences is calculated over a region where both images overlap.
Alternatively, a method in which the maximum value of the normalized correlation NCC (Normalized Cross Correlation) between the cross-sectional images as shown in [Equation 2] is used as the evaluation of the tomographic image may be used.
By these methods, the position adjustment value can be calculated by obtaining the shift amount that minimizes the evaluation value of the sum of squares or the shift amount that maximizes the correlation evaluation value. Of course, it is not restricted to these methods. Prior to the evaluation of similarity, image processing such as differential calculation for extracting contours, application of a filter such as a low-pass filter, normalization, etc. may be performed to increase the accuracy of similarity evaluation. Good.

そして、算出した位置調整値を、処理対象断層画像群の識別情報、基準断層画像群の識別情報とともに位置調整値情報として記録する（Ｓ２０４）。位置調整値情報の記録先は、位置調整値算出部３２０内であってもよいし、画像サーバ装置１２０の断層画像群格納部１２１であってもよい。算出した位置調整値情報は、データベース形式等で記録することにより、再利用可能とすることが好ましい。この場合、位置調整値算出部３２０は、位置調整値算出処理に先立ち、処理対象断層画像群の位置調整値が記録されているかを判定し、すでに記録されている場合には、位置調整値算出処理を省くようにする。これにより、一層演算負荷が軽減され、処理が高速化される。   Then, the calculated position adjustment value is recorded as position adjustment value information together with the identification information of the processing target tomographic image group and the identification information of the reference tomographic image group (S204). The recording destination of the position adjustment value information may be in the position adjustment value calculation unit 320 or the tomographic image group storage unit 121 of the image server device 120. The calculated position adjustment value information is preferably reusable by recording it in a database format or the like. In this case, the position adjustment value calculation unit 320 determines whether or not the position adjustment value of the processing target tomographic image group is recorded prior to the position adjustment value calculation process. Try to save processing. This further reduces the computation load and speeds up the processing.

位置調整値算出部３２０は、例えば、断面画像生成部３１０と同じ装置に配置し、断面画像生成処理に引き続いて行なうことができる。例えば、位置調整値算出部３２０をモダリティ１１０に配置した場合には、算出した位置調整値情報を用いて断層画像群のタグ情報を修正して画像サーバ装置１２０に出力してもよい。また、位置調整値算出部３２０を画像サーバ装置１２０に配置した場合には、算出した位置調整値情報を用いて断層画像群格納部１２１に格納された断層画像群のタグ情報を修正してもよい。   For example, the position adjustment value calculation unit 320 can be disposed in the same apparatus as the cross-sectional image generation unit 310 and can be performed following the cross-sectional image generation processing. For example, when the position adjustment value calculation unit 320 is arranged in the modality 110, the tag information of the tomographic image group may be corrected using the calculated position adjustment value information and output to the image server apparatus 120. Further, when the position adjustment value calculation unit 320 is arranged in the image server device 120, the tag information of the tomographic image group stored in the tomographic image group storage unit 121 may be corrected using the calculated position adjustment value information. Good.

同位置画像抽出部３３０は、読影者が着目画像受付部２２０を利用して指定した着目画像と第２の断層画像群について、着目画像と同位置の断層画像を第２の断層画像群から抽出する処理を行なう。同位置画像抽出部３３０は、例えば、端末装置２００に配置する。   The same-position image extraction unit 330 extracts a tomographic image at the same position as the target image from the second tomographic image group for the target image and the second tomographic image group designated by the image interpreter using the target image receiving unit 220. The process to do is performed. For example, the same-position image extraction unit 330 is disposed in the terminal device 200.

図８は、同位置画像抽出部３３０の動作を説明するフローチャートである。同位置画像抽出部３３０が動作を行なう前に、位置調整値算出部３２０による第１の断層画像群および第２の断層画像群を対象とした位置調整値算出処理を行なっておくようにする。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the same position image extracting unit 330. Before the position image extraction unit 330 operates, a position adjustment value calculation process for the first tomographic image group and the second tomographic image group by the position adjustment value calculation unit 320 is performed.

まず、着目画像を含む第１の断層画像群の位置調整値情報と、第２断層画像群の位置調整値情報を参照する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。そして、第１の断層画像群の位置調整値と第２断層画像群の位置調整値とから第１の断層画像群と第２の断層画像群との相対位置調整値を算出する（Ｓ３０３）。   First, reference is made to the position adjustment value information of the first tomographic image group including the image of interest and the position adjustment value information of the second tomographic image group (S301, S302). Then, a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group is calculated from the position adjustment value of the first tomographic image group and the position adjustment value of the second tomographic image group (S303).

第１の断層画像群、第２の断層画像群とも同一の断層画像群を基準断層画像群として位置調整値を算出しておけば、それぞれの位置調整値の差分が相対位置調整値となる。また、第１の断層画像群の位置調整値が、第２断層画像群を基準断層画像群として算出されたものであれば、第１の断層画像群の位置調整値がそのまま相対位置調整値となる。   If the position adjustment value is calculated using the same tomographic image group as the reference tomographic image group for both the first tomographic image group and the second tomographic image group, the difference between the respective position adjustment values becomes the relative position adjustment value. Further, if the position adjustment value of the first tomographic image group is calculated using the second tomographic image group as the reference tomographic image group, the position adjustment value of the first tomographic image group is directly used as the relative position adjustment value. Become.

相対位置調整値が算出されると、算出された相対位置調整値と、着目画像のタグ情報および第２の断層画像群に含まれる各断層画像のタグ情報とから着目画像と同位置の断層画像を第２の断層画像群から抽出する（Ｓ３０４）。タグ情報は、例えば、"Image Position (Patient)"を利用することができる。この場合、着目画像のタグ情報が示す位置から相対位置調整値分ずれた位置を示すタグ情報を有する断層画像を第２の断層画像群から抽出すればよい。   When the relative position adjustment value is calculated, the tomographic image at the same position as the target image is calculated from the calculated relative position adjustment value, the tag information of the target image, and the tag information of each tomographic image included in the second tomographic image group. Are extracted from the second tomographic image group (S304). As the tag information, for example, “Image Position (Patient)” can be used. In this case, a tomographic image having tag information indicating a position shifted by the relative position adjustment value from the position indicated by the tag information of the image of interest may be extracted from the second tomographic image group.

なお、位置調整値によりタグ情報が修正済であれば、相対位置調整値を算出することなく、同じ位置を示すタグ情報を検索することで着目画像と同位置の断層画像を第２の断層画像群から抽出することができる。   If the tag information is corrected by the position adjustment value, the tomographic image at the same position as the image of interest is obtained by searching the tag information indicating the same position without calculating the relative position adjustment value. Can be extracted from the group.

第２の断層画像群から抽出された着目画像と同位置の断層画像は、端末装置２００の画像閲覧部２１０で表示される。これにより、読影者は着目画像と抽出された同位置の断層画像とを比較することができる。   The tomographic image at the same position as the target image extracted from the second tomographic image group is displayed by the image browsing unit 210 of the terminal device 200. Thereby, the radiogram interpreter can compare the image of interest with the extracted tomographic image at the same position.

以上説明したように、本実施形態の画像抽出システム３００によれば、断層画像群から断面画像を生成し、断面画像を用いて位置合わせのための位置調整値を算出するため、演算負荷を軽減することができる。   As described above, according to the image extraction system 300 of this embodiment, a cross-sectional image is generated from a tomographic image group, and a position adjustment value for alignment is calculated using the cross-sectional image. can do.

１００…断層画像読影システム、１１０…ＤＩＣＯＭモダリティ、１２０…画像サーバ装置、１２１…断層画像群格納部、１５０…コンピュータネットワーク、２００…端末装置、２１０…画像閲覧部、２２０…着目画像受付部、３００…画像抽出システム、３１０…断面画像生成部、３２０…位置調整値算出部、３３０…同位置画像抽出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Tomographic image interpretation system, 110 ... DICOM modality, 120 ... Image server apparatus, 121 ... Tomographic image group storage part, 150 ... Computer network, 200 ... Terminal apparatus, 210 ... Image browsing part, 220 ... Interesting image reception part, 300 ... Image extraction system, 310 ... Cross-sectional image generator, 320 ... Position adjustment value calculator, 330 ... Same position image extractor

Claims (3)

各断層画像に位置情報が付された断層画像群から断面画像を生成する断面画像生成部と、
異なる断層画像群から生成された断面画像同士のずれ量を示す位置調整値を算出する位置調整値算出部と、
ある患者についての第１断層画像群から着目画像の指定を受け付けるとともに、同一の患者について前記第１断層画像群とは別に撮像した第２断層画像群の指定を受け付ける着目画像受付部と、
前記位置調整値に基づいて前記第１断層画像群と前記第２断層画像群との相対位置調整値を算出し、着目画像に付された位置情報と前記相対位置調整値とから、前記着目画像と同位置の断層画像を前記第２断層画像群から抽出する同位置画像抽出部と、
を備えることを特徴とする画像抽出システム。 A cross-sectional image generation unit that generates a cross-sectional image from a tomographic image group in which position information is attached to each tomographic image;
A position adjustment value calculation unit for calculating a position adjustment value indicating a deviation amount between cross-sectional images generated from different tomographic image groups;
A target image receiving unit that receives a designation of a target image from a first tomographic image group for a patient and receives a designation of a second tomographic image group captured separately from the first tomographic image group for the same patient;
Based on the position adjustment value, a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group is calculated, and the position information and the relative position adjustment value attached to the image of interest are used to calculate the image of interest. A tomographic image extracting unit for extracting a tomographic image at the same position from the second tomographic image group;
An image extraction system comprising: 前記断面画像生成部が、
患者の正面と横面について断面画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像抽出システム。 The cross-sectional image generation unit,
The image extraction system according to claim 1, wherein a cross-sectional image is generated for a front surface and a lateral surface of a patient. 各断層画像に位置情報が付された断層画像群から断面画像を生成する断面画像生成ステップと、
異なる断層画像群から生成された断面画像同士のずれ量を示す位置調整値を算出する位置調整値算出ステップと、
ある患者についての第１断層画像群から着目画像の指定を受け付けるとともに、同一の患者について前記第１断層画像群とは別に撮像した第２断層画像群の指定を受け付ける着目画像受付ステップと、
前記位置調整値に基づいて前記第１断層画像群と前記第２断層画像群との相対位置調整値を算出し、着目画像に付された位置情報と前記相対位置調整値とから、前記着目画像と同位置の断層画像を前記第２断層画像群から抽出する同位置画像抽出ステップと、
を有することを特徴とする画像抽出方法。 A cross-sectional image generation step for generating a cross-sectional image from a tomographic image group in which position information is attached to each tomographic image;
A position adjustment value calculating step for calculating a position adjustment value indicating an amount of deviation between cross-sectional images generated from different tomographic image groups;
A target image receiving step of receiving designation of a target image from a first tomographic image group for a patient and receiving a designation of a second tomographic image group captured separately from the first tomographic image group for the same patient;
Based on the position adjustment value, a relative position adjustment value between the first tomographic image group and the second tomographic image group is calculated, and the position information and the relative position adjustment value attached to the image of interest are used to calculate the image of interest. A tomographic image extracting step of extracting a tomographic image at the same position from the second tomographic image group;
An image extraction method characterized by comprising:
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