(57)【要約】本発明は画像系列の処理に関する。多次元データセットは、例えば継続の順に前記画像を積み重ねることにより、前記画像系列から形成される。切断面は、前記積み重ねを通して、即ち継続方向において取られ、前記積み重ねを通るスライスは、前記切断面に沿って取られる。関心領域は、前記スライスから得られる。本発明は、運動する心臓の連続したＭＲ画像の積み重ねが形成されるような心臓学に関して特に有用である。前記心臓の心室は、時間軸方向における前記スライスを使用する一方で、正確に分割される。
2004518493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を処理する方法であって、
・個々の画像が継続方向に互いに連続し、
・多次元データセットが前記個々の画像から構成され、ここで、
前記多次元データセットが、データ値を多次元空間における位置に割り当て、
前記多次元空間が、前記継続方向及び前記個々の画像の面に平行な２つの方向により構成され、
・前記多次元データセットを通るスライスが、前記多次元空間を通る切断面に沿って再構成され、
・前記切断面の方向が前記継続方向における成分を持つ方法であって、
・関心領域が前記切断面に基づいて位置を特定される、画像を処理する方法。
【請求項２】
１つ又はそれ以上の関連した前記画像からの関心領域の分割は、１つ又はそれ以上の前記個々の画像において実行され、
・このような分割が、前記多次元データセットを通る前記切断面に沿った前記再構成スライスにおける情報に基づいて実行される請求項１に記載の画像を処理する方法。
【請求項３】
縁が前記再構成スライスにおいて位置を特定され、
・１つ又はそれ以上の前記画像における前記関心領域の分割が、前記関連した画像において見出される前記縁の位置に基づいて実行される請求項２に記載の画像を処理する方法。
【請求項４】
前記多次元データセットを通るそれぞれのスライスが、前記多次元空間を通る複数の切断面に沿って再構成され、
・個々の前記切断面の方向が、前記継続方向における成分を持ち、
・個々の縁が個々の前記スライスにおいて追跡され、
・１つ又はそれ以上の前記画像における前記関心領域の分割が、前記関連した画像において見出されたそれぞれの前記縁の個々の位置に基づいて実行される請求項３に記載の画像を処理する方法。
【請求項５】
前記関心領域の境界が、それぞれの前記見出された縁の前記関連した画像における前記個々の位置間の補間により得られる請求項４に記載の画像を処理する方法。
【請求項６】
前記補間が、前記関心領域に関する先験的情報に基づいて実行される請求項５に記載の画像を処理する方法。
【請求項７】
継続方向に互いに連続する個々の画像を処理する画像処理システムであって、
・前記個々の画像から前記多次元データセットを再構成し、ここで、
前記多次元データセットが、前記多次元空間における位置にデータ値を割り当て、
前記多次元空間が、前記継続方向及び前記個々の画像の面に平行な２つの方向により構成され、
・前記多次元空間を通る切断面に沿った前記多次元データセットを通るスライスを再構成し、ここで
前記切断面の方向が前記継続方向における成分を持ち、
・前記切断面に基づいて関心領域の位置を特定する画像処理システム。
【請求項８】
継続方向に互いに連続する個々の画像を処理する命令を持つコンピュータプログラムであって、
・前記個々の画像から多次元データセットを再構成する命令であって、
前記多次元データセットが、多次元空間における位置にデータ値を割り当て、
前記多次元空間が、前記継続方向及び前記個々の画像の面に平行な２つの方向により構成される命令と、
・前記多次元空間を通る切断面に沿った前記多次元データセットを通るスライスを再構成する命令であって、
前記切断面の方向が前記継続方向における成分を持つ命令と、
・前記切断面に基づいて関心領域の位置を定める命令とを持つコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムによりプログラムされた、請求項７に記載の画像処理システムと共に提供される医療診断ワークステーション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
個々の画像が継続方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ）に互いに連続し、
多次元データセットが前記個々の画像から構成され、
前記多次元データセットが、データ値を多次元空間における位置に割り当て、
前記多次元空間が、前記継続方向及び前記個々の画像の表面に平行な２つの方向により構成され、
前記多次元データセットを通るスライスが、前記多次元空間を通る切断面に沿って再構成され、
前記切断面の方向が前記継続方向における成分を持つ、
画像を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような画像を処理する方法は、”Ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ”， ＭＩＣＣＡＩ’９８（Ｗ．Ｍ． Ｗｅｌｌｓ， Ａ． Ｃｏｌｃｈｅｓｔｅｒ， Ｓ． Ｄｅｌｐ， Ｅｄｓ．， Ｓｐｒｉｎｇｅｒ １９９８）内のＧｕｉｄｏ Ｇｅｒｉｇ ｅｔ ａｌ． による記事”Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｆｏｒ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｓｉｏｎｓ ｉｎ ｓｅｒｉａｌ ＭＲ ｄａｔａ”から知られている。
【０００３】
前記既知の方法は、時間的に互いに連続する３次元（３Ｄ−ＭＲ）磁気共鳴再構成画像の系列に適用される。それぞれの前記３Ｄ ＭＲ再構成画像は、前記３Ｄ ＭＲ再構成を通して異なるスライスの複数の磁気共鳴画像を有する。この既知の方法によると、前記継続方向は前記磁気共鳴画像の時間における継続を表す。個々の前記磁気共鳴画像は、１週間又は１ヶ月に達する間隔で形成される。その後に、前記連続した磁気共鳴画像は、４次元（４Ｄ）（ｘ，ｙ，ｚ；ｔ）データセットを形成するように結合される。前記既知の方法によると、関心領域は、あらかじめ個々の前記磁気共鳴画像において示される。より明確には、毎回同じ病巣が個々の前記磁気共鳴画像において示される。前記連続した磁気共鳴画像における、前記関心領域である前記病巣は、前記連続した磁気共鳴画像間の運動を補償する一方で、互いに相対的に位置合わせされる。前記相互に位置合わせされた磁気共鳴画像は、前記４Ｄデータセットを形成するように結合される。
【０００４】
前記既知の方法に従って、前記病巣の時間発展は、時間の関数として前記３Ｄ ＭＲ体積を通る直線に沿って、異なる断面の２次元画像により調査される。各々のこれらの断面は、与えられた空間的位置に対して毎回、前記関連した空間的位置における輝度値の時間変化を表す。前記連続した画像におけるそれぞれの位置に対してこのような断面のセットは、時間方向における切断面に沿ったスライスを構成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記画像から、より正確に及びより単純な手法により前記関心領域の位置を特定することが、本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、関心領域が前記切断面に基づいて位置を特定されることで、本発明により達成される。
【０００７】
本発明による方法は、与えられた継続の順序に画像セットに対して適用される。前記画像セットの前記継続の順序は、前記画像が互いに連続する方向である。例えば、前記画像が時間的に連続して取得された時、前記画像は時間順序の連続した画像であり（後に取得された画像は前に取得された画像の後ろに位置する）、前記継続方向は時間軸である。また、他の継続方向、例えば、３次元体積を通る２次元スライスの連続した位置、血流過程における連続した相、又は取得パラメータの連続した値を使用することが可能である。このような取得パラメータは、例えば、磁気共鳴画像におけるＴ１／Ｔ２コントラストの度合いに関係する。前記多次元データセットは、前記継続方向において“一方が他方の上に積み重ねられる”又は“一方が他方の後ろに配置される”ように前記個々の画像を配置することにより形成されるように、前記個々の画像から形成される。このように形成された前記多次元データセットは、前記個々の画像から前記多次元空間の位置へ、輝度値のようなデータ値を割り当てる。前記多次元空間の次元は、前記画像の次元よりちょうど１大きい。前記画像は、例えば、２次元画像であり、この場合、前記多次元空間は３次元である。また体積データ形式の画像、例えば、３Ｄ−ＭＲ再構成画像又はＸ線断層撮影法から得られた３Ｄ再構成画像を使用することが可能である。このとき前記多次元画像は４次元である。前記多次元空間における位置は、前記継続方向における位置及び前記継続方向における関連した位置に対する画像における位置を有する。本発明によると、多次元データセットを通るスライスは、前記切断面に沿って再構成される。前記切断面は、最も単純な形式の平面であるが、多次元空間において曲がった表面もまた可能である。前記スライスは、前記多次元データセットにおけるデータ値、即ち前記切断面に沿って配置されたデータ値を表す。前記スライスの前記再構成に最適な手法は、例えば、いわゆる“多断面再構成”である。また、この方法によると、例えば補間により、２つの連続した画像間の継続の位置間に位置する、前記継続方向における位置に対して前記多次元データセットにおけるデータ値を計算することが可能である。前記切断面は、前記継続方向に垂直に向くようには選択されず、この場合、前記スライスは、実際には、前記関連した継続位置に対する前記画像の選択に帰着するだろう。さらに、前記切断面は、１つ又はそれ以上の前記画像における前記関心領域の位置に従って選択されることができる。前記関心領域が位置するところに関する先験的情報が知られているとき、前記切断面は、前記先験的情報に基づいて向き及び位置を定められることができる。
【０００８】
１つ又はそれ以上の前記画像内の前記関心領域は、前記スライスにおいて特に明瞭に再現されることが見出されている。前記関心領域が、前記スライスに基づいてそれぞれの前記画像内に同時に決定されることができるのは、特に、前記関心領域が複数の個々の画像において毎回検出されるときである。前記連続した画像内の前記関心領域間の相関、例えば時間相関は、少なくとも部分的には前記継続方向、例えば時間軸に沿って位置している前記スライスにおいて非常に明白になる。
【０００９】
本発明によるこれら及び他の態様は、従属請求項において定義されている以下の実施例に基づいて、さらに詳しく述べられるだろう。
【００１０】
好ましくは、前記関心領域は、前記切断面に沿った前記再構成スライスに基づいて１つ又はそれ以上の個々の画像から分割される。前記関心領域の分割は、前記関心領域が、関連した前記画像の残余から分離されることを意味する。それぞれの前記個々の画像内の前記関心領域の境界は、前記切断面に沿った前記再構成スライスから大いにより明らかに現れることが見出されている。前記関心領域の縁は、しばしば、個々の画像において局所的にあいまいである。いくつかの前記連続した画像内の前記関心領域の前記縁におけるあいまいさにもかかわらず、しかし、前記あいまいさの範囲における前記連続した画像の輝度値の間に、多量の相関が存在することが見出されている。これらの相関のために、明確な縁は、前記再構成スライスにおいて見ることができる。従って、この縁は、前記再構成スライスにおいて容易に位置を特定されることができる。前記再構成スライスにおける前記縁を使用し、通常、前記画像自体において大いによりあいまいである前記関心領域の縁は、別々の画像において決定されることができ、前記関心領域は、前記個々の画像から分離されることができる。
【００１１】
本発明は、とりわけ磁気共鳴画像法の心臓への適用に対して、特に血管造影法に対して良い結果を提供し、このような結果は、特に周囲の組織の画像から心筋の画像の分割に対して達成される。従って、このＭＲの心臓への適用に対して、前記関心領域は、前記心筋の時間順序の連続した磁気共鳴画像の系列である。前記心筋の血流度は、前記関心領域の正確な分割、即ち前記心筋の分割に基づいて正確に決定されることができる。前記血流が妨げられるか又は深刻に妨げられさえする領域があるかどうかを決定することが可能であることが見出されている。疑わしい梗塞に関して正確な診断は、乏しい拡散の領域の存在及び前記領域の状態に基づいて行われることができる。本発明による画像処理演算の結果が、このような診断を行うときに心臓医にとって有用な技術的援助を構成する。
【００１２】
好ましくは、本発明によると、複数のスライスが前記多次元データセットを通る異なる再構成切断面に沿って取られる。それぞれの縁は、個々の前記スライスにおいて追跡される。前記個々の画像における前記関心領域の縁は、それぞれの前記再構成スライス内の前記追跡された縁の、前記個々の画像における位置に基づいて決定されることができる。例えば、毎回、各々の前記画像内の前記関心領域の境界の一部は、個々の再構成スライスから得られる。その後、それぞれの前記位置は、関連した画像における前記境界の前記個々の再構成スライスから決定される。この点は、毎回、前記関連した画像における前記境界及び前記切断面の１つにおける前記縁の交点である。このように、前記関心領域の前記境界の複数の位置が決定される、即ち前記関連した領域における各々の（又は複数の、好ましくは大多数）前記切断面に対して１つの位置が決定される。前記関心画像の完全な境界は、例えば補間により、これらの位置から得られる。また、手動で前記境界のこれらの位置をつなぐことは確実に可能である。この結果は、前記完全な境界を得る際に、例えば、前記関心領域の既知の形状に関する先験的情報を利用することによりさらに高められる。
【００１３】
本発明のこれら及び他の態様は、以下の実施例に基づいて、及び添付図面を参照して、例により、以下に詳細に記述されるだろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び２は本発明による方法を図示している。図１は特に、前記継続方向６において一方が他方の後ろになるように配置されている前記個々の画像１により構成される前記多次元データセット（この場合は３Ｄデータセット）の表現図である。これは、時間的に後の瞬間に関する画像が、図１においてさらに前に示されることを意味する。前記切断面３は、図１における図面の面にほぼ垂直に広がる。前記切断面３に沿った前記再構成スライスは、図２において単純な形式で示されている。簡単のため、前記関心領域７、８、９は、少ない（３つの）個々の画像のみにおいて示されている。
【００１５】
図２は前記切断面３に沿った前記スライスの単純化された表現図である。図２は、特に、図１の３つの前記個々の画像において示されるように、前記関心領域の前記切断面における前記スライスを示す。また、図２は、前記再構成スライス内の前記関心領域が、前記関心領域の外の画像情報から明らかに分離されていることを示す。特に明瞭な縁２２、２３は前記再構成スライスにおいて見られることができる。各々の前記個々の画像１における前記関心領域の縁は、前記再構成スライスにおける明瞭な縁２２、２３に基づいて決定される。
【００１６】
図３は、複数の再構成スライス３ないし５を利用する、前記関心領域の境界の抽出を図示している。簡単のため、図３は前記個々の画像１の１つのみにおいて前記関心領域を示す。それぞれの前記切断面に沿った各々の前記再構成スライスは、前記関心領域の縁と２つの交点２４を持つ。前記関心領域の縁は、前記交点２４の間の補間により正確に決定される。好ましくは、この補間は、例えば、前記関心領域の形状に関する先験的に既知の情報を考慮に入れる。例えば、この先験的情報は、前記画像における輪郭の予想される不規則性又は滑らかなコースと、前記画像において再現された物体の予想される形状に関する（静的又はそうでない）情報、例えば、前記関心領域の形状と、前記関心領域の近傍においてしばしば著しく生じると予想されるパターンとに関する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を図示している。
【図２】本発明による方法を図示している。
【図３】複数の再構成スライスを利用する、関心領域の境界の抽出を図示している。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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