(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ可読記憶媒体と、プロセッサと、を有するコンピューティング装置の作動方法であって、
前記プロセッサが、イメージングデータの視覚的表現において該イメージングデータ内の関心領域をセグメント化するステップであって、前記関心領域に含まれるサブ部分を順次セグメント化するステップと、
前記プロセッサが、前記関心領域についてのセグメント化が完了する前に、前記セグメント化されたサブ部分を視覚的に強調表示するステップと、
を含み、
前記視覚的な強調表示は、前記セグメント化されたサブ部分をカラー化することを含む、コンピューティング装置の作動方法。
【請求項２】
前記プロセッサが、前記強調表示される部分を、陰影付けされる中実のボリュームレンダリングとしてレンダリングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記関心領域は、スキャンされた被検体の管状の血管である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記イメージングデータの非セグメント化部分を、半透明レンダリングで、特にガラスビューのレンダリングでレンダリングすることを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
強調表示されない部分が骨である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記セグメント化された関心領域を拡張し、それにより前記視覚的表現において強調表示を拡張するステップを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記プロセッサが、前記視覚的表現における直前に強調表示された領域から該強調表示を除去するステップを含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記強調表示を除去するステップは、前記強調表示されたセグメント化の或るセグメントを識別し、該セグメントから強調表示を除去することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プロセッサが、セグメント化されたサブ部分のイメージング特性を決定するステップであって、前記セグメント化されたサブ部分の少なくとも２つのボクセルは、それぞれ異なるイメージング特性を有するものである、ステップと、
前記プロセッサが、異なるイメージング特性の各々についてそれぞれ異なるカラーを識別するステップと、
前記プロセッサが、それぞれ異なるカラーにより、少なくとも２つのボクセルを強調表示するステップと、
を含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記関心領域は血管であり、
前記関心領域をセグメント化するステップが、
血管に沿って追跡を行うステップと、
血管の断面を決定するステップと、
血管のルーメンのイメージング特性に基づき該ルーメンをセグメント化するステップと、
を含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記視覚的に強調表示するステップが、前記セグメント化されたルーメンを視覚的に強調表示することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセッサが、血管の外壁、石灰化、壁厚さ又はプラークのイメージング特性に基づいて、血管の外壁、石灰化、壁厚さ又はプラークのうち１又は複数をセグメント化することを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記視覚的に強調表示するステップは、セグメント化された外壁、石灰化、壁厚さ又はプラークの１又は複数を視覚的に強調表示することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ可読命令によって符号化されるコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読命令は、プロセッサによって実行されるとき、
イメージングデータの視覚的表現において該イメージングデータ内の関心領域をセグメント化する処理であって、前記関心領域に含まれるサブ部分を順次セグメント化する処理と、
前記関心領域についてのセグメント化が完了する前に、前記セグメント化されたサブ部分を視覚的に強調表示する処理と、
を前記プロセッサに実行させ、
前記視覚的な強調表示は、前記セグメント化されたサブ部分をカラー化することを含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１５】
コンピューティング装置であって、
視覚的に表現されたイメージングデータの関心領域をセグメント化するとともに強調表示するコンピュータ実行命令を含むコンピュータ可読記憶媒体と、
前記コンピュータ実行命令を実行するプロセッサであって、前記コンピュータ実行命令を実行するとき、前記イメージングデータの前記視覚的表現において前記イメージングデータの関心領域に含まれるサブ部分を順次セグメント化し、前記関心領域についてのセグメント化が完了する前に、前記セグメント化されたサブ部分を視覚的に強調表示するプロセッサと、
を有し、
前記視覚的な強調表示は、前記セグメント化されたサブ部分をカラー化することを含む、コンピューティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、イメージングデータ内の関心領域（例えば血管、大腸、気管支のような管状構造、及び／又は他の管状構造、及び／又は非管状構造）をセグメント化することに関し、特に、関心領域が、視覚的表現の中のイメージングデータからセグメント化されるとき、視覚的表現において関心領域を強調表示する（例えばカラー化する）ことに関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージングデータの３次元（３Ｄ）可視化は、その解剖学的コンテクスト（例えば頭蓋のコンテクストにおける脳病変）においてイメージングデータからセグメント化された関心構造（例えば１又は複数の血管病変）を視覚的に表現することを可能にする。しかしながら、セグメント化を使用して３Ｄ可視化を生成することは、時間及び労力を費やすことである。例えば、既存のセグメント化技法は、多くの場合、データセット全体を処理し、これは計算コストが高価でありうる。
【０００３】
更に、自動セグメント化アルゴリズムは、多くの場合、臨床アプリケーションソフトウェアのワークフローに埋め込まれており、概して、例えばイメージングデータに表現された管状構造をセグメント化し又は管状構造の中心線を抽出するための特定の目的を果たす。更に、可視化を生成するためにこのようなセグメント化を再利用することは、多くの場合、多くの編集及び他のツール（例えば関心領域ツール及びマージツール）を使用することを必要とする。このような編集は、付加のシード（seed）ポイントを配置（除外又は包含）し及び／又はカット又はスプレー缶ツールを使用することによって、実施されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
血管に関する３Ｄ可視化方法は、骨が取り除かれたデータセットの３Ｄボリュームレンダリングを視覚的に表現し、脈管ツリーをセグメント化し、半透明ビュー（例えばＸ線又はガラス様のビュー）として背景をレンダリングし及び陰影付けされた中実のボリュームレンダリング（ＳＶＲ）として血管をレンダリングすることを含む。血管の解剖学的構造の特定の部分に注目するために、ユーザは、セグメント化を編集し、又はセグメント化の可視部分をマスキングするためにセグメント化結果を関心領域ツールと組み合わせる必要がある。
【０００５】
骨アルゴリズムは、骨の近傍の小血管が同様に取り除かれてしまうことがあるという不利益を有する。更に、骨を取り除くことは、解剖学的コンテクストを取り除く。更に、血管セグメント化方法は、多くの場合ロバストネスが低く、それらは関心のあるロケーションの近傍で失敗することが多く、ゆえに、手作業のインタラクションが、セグメント化を編集し、拡張するために必要とされる。更に、結果的に得られる可視化は、セグメント化が終わったあとに見られるだけであり、従って、可視化を変更するためには、セグメント化が再び行われなければならない。
【０００６】
本願明細書に記述されている態様は、上述した問題その他に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの見地において、方法は、イメージングデータの視覚的表現において該イメージングデータ内の関心領域をセグメント化するステップと、関心領域がセグメント化されている間、セグメント化と同時に関心領域を視覚的に強調表示するステップと、を含む。視覚的な強調表示は、関心領域がセグメント化されている間に関心領域をカラー化することを含む。
【０００８】
別の見地において、コンピュータ可読命令によって符号化されるコンピュータ可読記憶媒体であって、コンピュータ可読命令が、プロセッサによって実行されるとき、イメージングデータの視覚的表現においてイメージングデータ内の関心領域をセグメント化する処理と、関心領域がセグメント化されている間に、セグメント化と同時に関心領域を視覚的に強調表示する処理と、をプロセッサに実行させ、視覚的な強調表示が、関心領域がセグメント化されている間に関心領域をカラー化することを含む、コンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【０００９】
別の見地において、コンピュータ可読記憶媒体は、視覚的に表現されたイメージングデータにおいて関心領域をセグメント化し、それと同時に強調表示するコンピュータ実行可能命令を含む。プロセッサは、コンピュータ実行可能命令を実行し、プロセッサは、前記コンピュータ実行可能命令を実行するとき、イメージングデータの視覚的表現においてイメージングデータ内の関心領域をセグメント化する処理と、関心領域がセグメント化されている間に、セグメント化と同時に関心領域を視覚的に強調表示する処理と、を実行し、視覚的な強調表示は、関心領域がセグメント化されている間に関心領域をカラー化することを含む。
【００１０】
本発明は、さまざまな構成要素及び構成要素の取り合わせ、並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形をとりうる。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】セグメント化器、強調表示器及び強調表示除去器を有する例示のコンピューティング装置を示す図。
【図２】関心領域のセグメント化及び強調表示を同時に行う例示の方法を示す図。
【図３】関心領域を強調表示する例示的な方法を示す図。
【図４】関心領域の強調表示を除去する例示的な方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下は、イメージングデータから関心構造をセグメント化する間、イメージングデータ内でセグメント化されている関心構造が視覚的に強調表示され、イメージングデータ内の他の構造とともに視覚的に表現されるアプローチを示す。
【００１３】
図１は、例えばコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、Ｘ線又は他の画像スキャナのようなスキャナ１０２を示す。
【００１４】
コンソール１０４は、人間可読の出力装置（例えばモニタ）及び入力装置（例えばキーボード、マウス等）を有する汎用コンピューティングシステムを有する。コンソール１０４上に常駐するソフトウェアは、オペレータがスキャナ１０２と相互作用することを可能にし、これは、スキャンを開始すること等を含む。
【００１５】
画像プロセッサ１０６は、スキャナ１０２の出力を処理し、イメージングデータ（又は画像）を生成する。イメージングデータ及び／又はスキャナ出力は、更に処理されることができ、及び／又は視覚的に表現されることができる。
【００１６】
データリポジトリ１０８は、イメージングデータ及び／又はスキャナ出力を記憶するために使用されることができる。データリポジトリ１０８は、スキャナ１０２の局所メモリの一部、及び／又は画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）、放射線医学情報システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）及び／又は他のデータ記憶装置の１又は複数でありうる。
【００１７】
コンピューティング装置１１０は、イメージングデータ及び／又はスキャナ出力を処理する。図示されるコンピューティング装置１１０は、例えば物理メモリ又は他の持続性記憶媒体のようなコンピュータ可読記憶媒体１１６に記憶される少なくとも１つのコンピュータ可読命令１１４を実行する少なくとも１つのプロセッサ１１２を含む。付加的に又は代替として、プロセッサ１１２は、搬送波、信号又は他の一時的記憶媒体によって担持される１又は複数のコンピュータ可読命令を実行する。
【００１８】
コンピューティング装置１１０は更に、入出力装置（Ｉ／Ｏ）１１８を有し、入出力装置は、１又は複数の入力装置１２０（例えば、キーボード、マウス、その他）から情報（例えば、活性化、セグメント化、強調表示／除去のフィーチャを示す信号）を受け取り、及び／又は１又は複数の出力装置１２２（例えば、モニタ、動画生成器（filmer）、ポータブルメモリ、その他）に情報（例えば、強調表示されるセグメント化、その他）を伝達するように構成される。図示される少なくとも１つのコンピュータ可読命令１１４は、セグメント化器１２４を実現する命令を少なくとも含む。
【００１９】
セグメント化器１２４は、知られているセグメント化アプローチを通じて実現されることができる。適切なセグメント化器の例は、２０１０年７月１５日出願の「INSPECTION OF TUBULAR-SHAPED STRUCTURES」というタイトルの米国特許出願シリアル番号第１２／６０２，９２３号明細書に記述されており、その内容は、参照によってその全体が本願明細書に盛り込まれるものとする。適切なセグメント化器の別の例は、２０１２年１月１２日出願の「VISUALIZING A VIEW OF A SCENE」というタイトルの米国特許出願シリアル番号第１３／２５７，６８２号明細書に記述されており、その内容は、参照によってその全体が本願明細書に盛り込まれるものとする。他のセグメント化アプローチが更に本願明細書において企図される。
【００２０】
図示される少なくとも１つのコンピュータ可読命令１１４は、更に、セグメント化器、強調表示器１２６、及び強調表示除去器１２８及び強調表示規則１３０を実現する命令を含む。後で詳しく述べるように、強調表示器１２６は、それがアクティブにされるとき、関心領域の一部がイメージングデータからセグメント化されるにつれて、セグメント化された関心領域の一部を視覚的に強調表示し、強調表示除去器１２８は、それがアクティブにされるとき、セグメント化された関心領域の一部から直前の強調表示を除去し、強調表示規則１３０は、例えばカラー、トーン、テクスチャ等の強調表示特性を決定する。
【００２１】
１つの例において、視覚的な強調表示は、強調表示されることが予定されるボクセルをセグメント化器が識別するとき、セグメント化器を使用して実施される。非セグメント化領域は、解剖学的コンテクストを提供する半透明ガラス又は他の半透明レンダリングとして表示されることができる。上述の例は、可視化がセグメント化と同時に生成されるので、一次タスクとして可視化を生成することを可能にし、セグメント化、及び選択的な強調表示、及び／又は構造からの強調表示の除去を行うための直接的、直観的且つ高速なインタラクションをユーザに提供する。強調表示は、特定の構造（例えば、プラーク、ルーメン壁、動脈瘤、その他）に合わせて適応され、測定及び／又は他の知られているセグメント化タスクと共に実施されることができる。
【００２２】
図２は、関心領域のセグメント化及び強調表示を同時に行う例示の方法を示す。
【００２３】
ここに記述される方法のステップの順序は制限的なものではないことが理解されるべきである。従って、他の順序が本願明細書において企図される。更に、１又は複数のステップが省かれることができ、及び／又は１又は複数の付加のステップが含められることができる。
【００２４】
ステップ２０２において、セグメント化、強調表示及び強調表示の除去が、アクティブにされる。これは、デフォルトのコンフィギュレーション、及び／又はセグメント化コンピュータアプリケーションを開始する際にロードされたユーザ規定されたコンフィギュレーションを通じて達成されることができ、及び／又は例えばＧＵＩのメニューで視覚的グラフィックを選択することにより、入力装置１２０及びグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を通じたユーザ選択により達成されることができる。
【００２５】
ステップ２０４において、セグメント化が開始される。適切なセグメント化は、ユーザにより識別されたシードポイント、ボクセル値等に基づく、知られている又は他のセグメント化アプローチを使用した自動セグメント化、ユーザによる手作業のセグメント化、その他を含みうる。
【００２６】
ステップ２０６において、関心領域のサブ部分がセグメント化される。
【００２７】
ステップ２０６と同時にステップ２０８において、セグメント化されたサブ部分の表面が強調表示される。説明の目的で、この例において、表面は、他の視覚的に表現されたデータ及びサブ部分のオリジナルのカラー（例えばグレースケール値）とは異なる識別可能なカラーにより強調表示される。特定の強調表示を選択する例は、図３に関連して以下に記述される。
【００２８】
ステップ２１０において、他のサブ部分がセグメント化されるかどうか判定される。この判定は、予め決められたセグメント化終了ポイントが到達されたかどうか、ユーザがすでにサブ部分の一部でない他の終了ポイントを選択しているか、ユーザが、視覚的表現の中のセグメント化ツールを関心のある構造に沿って別のロケーションへ移動させたか、及び／又はその他に基づく。
【００２９】
次のサブ部分は、直前の終了ポイントから始まる必要はない。例えば、サブ部分が、長い軸に沿った管状構造（例えば血管）である場合、次のサブ部分は、長い軸に沿って続くもの、分岐点を経て管状構造の側方へ分岐するもの、サブ部分の開始から反対方向へ延びるもの、セグメント化の一部でないポイントからサブ部分の方へ延びるものでありうる。
【００３０】
他のサブ部分がセグメント化される場合、ステップ２０４−２１０が繰り返される。他のサブ部分は接続されていてもよく、又は独立していてもよい。
【００３１】
他のサブ部分がセグメント化されない場合、ステップ２１２において、任意の強調表示が除去されるかどうか判定される。これは単に、すでに強調表示されている領域を移動させること、領域をクリックすること、領域を囲み識別するための幾何学的境界ツールを使用すること、その他を含むことができる。
【００３２】
強調表示が除去される場合、ステップ２１４において、除去すべき強調表示が、識別され、視覚的表現から除去され、ステップ２０４−２１２が繰り返される。識別は、強調表示と同様に達成されることができるが、サブ部分を強調表示する代わりに、既存の強調表示が除去される。
【００３３】
強調表示が除去されない場合、２０４−２１２が繰り返される。
【００３４】
視覚的表現は、ガラスモードで非セグメント化領域をレンダリングし、強調表示されるセグメント化領域は、陰影付される中実のボリュームレンダリングとして表示されることを含みうることが理解されるべきである。変形例において、セグメント化される強調表示は、ガラスモードで実施されることができる。終了したセグメント化は、拡張され、及び／又は縮小され、及び／又は他のやり方で変更されることができることが理解されることができる。
【００３５】
上述の例は、血管、大腸、気管、気管支及び／又は他の管状構造のような管状構造及び／又は１又は複数の非管状構造をセグメント化するために用いられることができる。血管がセグメント化される場合、ガラスモードで視覚的に表現されるイメージングデータは、骨のみ又は骨及び他の構造を含むことができる。
【００３６】
図３は、ステップ２０８に関連してセグメント化された関心領域を強調表示する例示の方法を示す。
【００３７】
ここに記述される方法のステップの順序は制限的なものではないことが理解されるべきである。従って、他の順序が本願明細書において企図される。更に、１又は複数のステップが省かれることができ、及び／又は１又は複数の付加のステップが含められることができる。
【００３８】
ステップ３０２において、Ｘ線減衰特性が、セグメント化された表面の各ボクセルについて決定される。
【００３９】
ステップ３０４において、強調表示規則１３０が、各ボクセルごとに、Ｘ線減衰特性に対応するカラーを取得するためにアクセスされる。
【００４０】
例示として、血管の場合、血管ルーメンには、１つのカラーが割り当てられることができ、石灰化プラークには、識別可能な異なるカラーが割り当てられる。別の例において、異なるカラーが、それぞれ異なる血管壁の厚さ、減衰、その他に割り当てられることができる。
【００４１】
ステップ３０６において、カラーオーバレイが、取得されたカラーに基づき生成される。
【００４２】
ステップ３０８において、表面は、レンダリング上にオーバレイを重ねることによって強調表示される。
【００４３】
図４は、ステップ２１４に関連して、セグメント化された関心領域から強調表示を除去する例示の方法を示す。
【００４４】
ここに記述される方法のステップの順序は制限的なものでないことが理解されるべきである。従って、他の順序が本願明細書において企図される。更に、１又は複数のステップが省かれることができ、及び／又は１又は複数の付加のステップが含められることができる。
【００４５】
ステップ４０２において、強調表示されたセグメント化のサブ領域が、識別される。ここに記述されるように、これは、強調表示すべきサブ部分を強調表示することと同様に達成されることができる。
【００４６】
ステップ４０４において、強調表示されたサブ部分のオーバレイが識別される。
【００４７】
ステップ４０６において、オーバレイのカラー又はオーバレイが除去される。
【００４８】
上述したものは、コンピュータ可読記憶媒体上に符号化され又は埋め込まれたコンピュータ可読命令によって実現されることができ、かかるコンピュータ可読命令は、コンピュータプロセッサによって実行されるとき、記述されたステップの各々をプロセッサに実施させる。付加的に又は代替として、コンピュータ可読命令の少なくとも１つは、信号、搬送波又は他の一時的媒体によって担持される。
【００４９】
変形例において、長さ測定の形の命令が、血管セグメント化対象を生成するために使用される。このために、開始ポイントが識別され、終了ポイントが識別され、セグメント化及び強調表示が、開始ポイントから終了ポイントまで自動的に実施される。血管追跡の場合、セグメント化は、血管を通って追跡されるパスに基づくことができる。これは、セグメント化の一部を縮小するために更に使用されることができる。
【００５０】
別の変形例において、いくつかのサブセグメント化が実施され、組み合わせられる。例えば、第１のサブセグメント化は、ルーメンを視覚的に強調表示するために使用されることができる。第２のサブセグメント化は、選択されたロケーションで血管の外壁を強調表示するために使用されることができる。第３のサブセグメント化は、選択された領域において石灰化を強調表示するために使用されることができる。４Ｄフローデータが利用可能である場合、第４のサブセグメント化は血管ルーメン上（又は内）においてフロー情報を強調表示するために使用されることができる。更に、この場合、逆の処理がセグメント化の一部を消去するために使用されることができる。
【００５１】
別の変形例において、強調表示は、例えば動脈瘤のような特定の構造に特化したものでありうる。このために、強調表示されるルーメン輪郭は、強調表示される血管壁の輪郭と組み合わせられる。１つの例において、両方の表面が、視覚的表現において可視である。任意には、セグメント化は、動脈瘤アクティブ形状モデルのメッシュを初期化するために使用されることができ、これは、より正確なセグメント化を与え、更に、より多くの測定（又はシミュレーション）を含むことができる。
【００５２】
上述したように、セグメント化器１２４は、米国特許出願シリアル番号第12/602,923号及び／又は第13/257,682号明細書に記述されるセグメント化器でありうる。概して、ここに記述されるリングセグメント化器は、血管に沿って「追跡」し、血管の断面を決定し、次いで、例えばスキャンのタイプ（例えば、ＣＴ、ＭＲ、その他）に依存する組織のイメージング特性のような異なる組織特性に基づいて、例えばルーメン（血管の内部）、外壁、石灰化、壁厚さ、プラーク及び／又は他の情報をセグメントする。例えば、ＣＴの場合、イメージング特性は、Ｘ線減衰特性（例えば、ＣＴハウンズフィールド値）及び／又は他の基準でありうる。強調表示器１２６は、ここに記述されるように、予め決められた部分、ユーザ選択された部分又はセグメント化された情報の全てを強調表示する。
【００５３】
別の変形例において、上述したように生成されるセグメント化は、ボリューム測定に変えられることができる。測定はより包括的なものでありえ、例えばプラーク負荷が、石灰化ボリュームを除外しつつ測定されることができる。
【００５４】
本発明は、好適な実施形態に関して記述されている。変形及び変更が、先行する詳細な説明を読み理解することにより、当業者に思いつくであろう。本発明は、そのようなすべての変形及び変更が添付の請求項の範囲内にあり又はそれらと等価なものである限り、それらすべてを含むものとして構成されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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