(57)【要約】この発明は検査されるべき物体のデータセットを解析する方法に関し、データセットは少なくとも第１と第２のタイプのボクセルからなり、該方法は、以下のステップを有する：ａ）ボクセルを第１のタイプと、第２又はそれ以上のタイプのボクセルに分類する；ｂ）第１のタイプのどのボクセルが第２又はそれ以上のタイプのボクセルに隣接する境界ボクセルかを決定する；ｃ）各第１のタイプのボクセルに、該ボクセルと直近の境界ボクセルとの間の距離の値を示すデータ値を割り当てる；ｄ）所定の閾値を超える距離データ値を持つ第１のタイプのボクセルを収差ボクセルとして分類する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査される物体のデータセットを解析する方法であって、データセットは少なくとも第１のタイプのボクセルと第２のタイプのボクセルからなり、該方法は以下のステップを有する：
ａ）ボクセルを第１のタイプと、第２又はそれ以上のタイプのボクセルに分類する；
ｂ）第１のタイプのどのボクセルが第２又はそれ以上のタイプのボクセルに隣接する境界ボクセルかを決定する；
ｃ）各第１のタイプのボクセルに、該ボクセルと直近の境界ボクセルとの間の距離の値を示すデータ値を当てはめる；
ｄ）所定の閾値を超える距離データ値を持つ第１のタイプのボクセルを収差ボクセルとして分類する。
【請求項２】
更に、以下のステップを有する請求項１に記載の方法：
ｅ）どの収差ボクセルが第１のタイプのボクセルに隣接する境界収差ボクセルかを決定する；
ｆ）所定の厚さを持つシェルを形成する第１のタイプのボクセルの数を収差ボクセルに加える。
【請求項３】
上記ステップｆ）は以下のステップを有する請求項２に記載の方法：
ｆ１．）各第１のタイプのボクセルに、該ボクセルと直近の境界収差ボクセルとの間の距離の値を示すデータ値を当てはめる；
ｆ２．）所定の上限値以下の距離データ値を持つ第１のタイプのボクセルを収差ボクセルとして分類する。
【請求項４】
全ての収差ボクセルの総計を決定し、収差ボクセルの総計に単位ボクセルの体積を乗じて収差の体積を決定するステップを有する請求項１，２又は３の方法。
【請求項５】
前記距離データ値は距離変換関数を使用して計算される請求項１乃至４のいずれかの請求項の方法。
【請求項６】
閾値及び／又は上限値はユーザーによりセットされる請求項１乃至５のいずれかの請求項の方法。
【請求項７】
閾値及び／又は上限値は距離データ値のヒストグラムに基づいて計算される請求項１乃至５のいずれかの請求項の方法。
【請求項８】
動脈瘤を通る第１のタイプのボクセルの管状構造を決定し、
管状構造のボクセルの数を決定し、該数を収差ボクセルの数より減算するステップを有する請求項１乃至請求項７のいずれかの請求項の方法。
【請求項９】
以下のステップを有する請求項８の方法：
ａ．境界収差ボクセルをポテンシャル管状構造ボクセルとして分類する；
ｂ．前記ポテンシャル管状ボクセルの中から開始点を選択する；
ｃ．前記ポテンシャル管状ボクセルの中から終了点を選択する；
ｄ．前記開始点と終了点を連結して管状構造を確定する。
【請求項１０】
請求項１乃至９に記載の方法を実行するコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、検査される物体の体積表示を有する少なくとも第１のタイプと第２のタイプのボクセルを有するデータセットの解析方法に関する。
【０００２】
このような物体の体積表示は種々の手段により得ることができる。それらの例として：３ＤＸ線回転血管造影法、コンピュータートモグラフィー、磁気共鳴像影又は磁気共鳴血管造影法などがある。物体は典型的には検査される患者となる。
【０００３】
本出願人による国際特許出願ＥＰ００／０９５０５（ＰＨＮ１７．６７８）（未公開）は上記方法の種類に関連している。この方法は、血管の動脈瘤の体積を決定することに関連している。この引用した国際特許出願ＥＰ００／０９５０５に記載された方法によれば、データセットの解析のために自己調節型プローブが特定されている。それを行うことは多大の専門的な相互操作を必要とし、解析はしばしば血管の処置の間にリアルタイムで行われるため負担の重いものとなる。
【０００４】
本発明の目的は専門的操作の必要を低減した上記種類の方法を提供することにある。
【０００５】
結局、本発明による方法は以下のステップを含む。
ａ）ボクセルを第１のボクセルと第２と又はそれ以上のタイプのボクセルに分類する；
ｂ）第１のタイプのボクセルのどのボクセルが第２又はそれ以上のタイプのボクセルに隣接する境界ボクセルかを決定する；
ｃ）各第１のタイプのボクセルに、当該ボクセルとそれに最も近い境界ボクセルとの間の距離を示すデータ値を当てはめる；
ｄ）所定の閾値を超える距離を持つ第１のタイプのボクセルを収差ボクセルとして分類する。
【０００６】
本発明による方法は収差を確定するボクセルを迅速に半自動的に決定することを可能とする。
【０００７】
本発明の好ましい形態は下記のステップを有する；
ｅ）どの収差ボクセルが第１のタイプのボクセルに隣接する境界収差ボクセルであるかを決定する；
ｆ）特定の厚さのシェルを形成する第１のタイプのボクセルの数を収差ボクセルに加える。
【０００８】
収差を確定するボクセルの数はここではより正確に決定される。
【０００９】
好ましくはステップｆ）は次のステップを含む：
ｆ１．各第１のタイプのボクセルに当該ボクセルと最も近い境界収差ボクセルとの間の距離を表すデータ値を当てはめる；
ｆ２．所定の上限値以下の距離のデータ値を持つ第１のタイプのボクセルを収差ボクセルとして分類する。
【００１０】
一つの態様では、収差の体積は収差ボクセルを合計し、収差ボクセルの合計に単位ボクセルの体積を乗ずることにより計算される。
【００１１】
本発明による方法のエレガントな態様においては、前記距離データ値は距離変換関数により計算される。
【００１２】
距離変換関数はそれ自体は本発明の分野以外では知られていることは留意する必要があるが、それは距離変換関数が画像に基いて物体を認識するために使用されるコンピュータービジョンの分野である。例えば、距離変換関数はＧ．Ｂｏｒｇｅｆｏｒｓ 著、コンピューター  ビジョン、グラフィクス及びイメージ処理、Ｖｏｌ． ２７， ３２１−３４５頁、１９８４年、「任意のディメンションにおける距離変換」に記載されている。
【００１３】
閾値及び／又は上限値はユーザーによりセットすることができる。更に専門的な操作を低減するために、閾値及び／又は上限値は距離データ値のヒストグラムに基づいて交互に計算することができる。
【００１４】
収差の体積の計算を更に精度を上げるために、本発明による方法の他の態様は以下のステップを含む：
収差を穿孔する第１のタイプのボクセルの管状構造を確定し；管状構造のボクセルの数を決定し、その数を収差ボクセルの数から減算し、その方法は次のステップを有する。
ａ．境界収差ボクセルをポテンシャル管状構造ボクセルとして分類する；
ｂ．管状構造ボクセルの中から開始点を選択する；
ｃ．管状構造ボクセルの中から終了点を選択する；及び
ｄ．開始点と終了点を接続して管状構造を確定する。
本発明は、また、本発明を実施するためのコンピュータープログラムにも関連している。
以下に、本発明は図面を参照して詳細に説明される。
【００１５】
図１は本発明による第１の態様を適用した検査される物体の図式化した体積表示を示す。
【００１６】
図２は本発明による第２の態様の方法を適用した図１の体積表示を示す。
図１は本発明を検査物体に適用した可能性のある結果例を示す。このケースでは物体は患者の血管システムの一部である。良く知られた技術を使用すると、物体は体積要素（ボクセル）からなるデータセットにより記録され表される。このような技術の例としては、例えば、文献「３Ｄ回転血管造影法：エンドーバスキュラートレートメントにおける臨床医学的価値」、Ｍｏｒｅｔ他著、Ｍｅｄｉｃａｍｕｎｄｉ、Ｖｏｌ． ４２， Ｉｓｓｕｅ ３， １９９８年１１月、に記載されている。この例においては、一般的に２つの種類のボクセルがあり、血管ボクセルである第１のボクセル、組織のボクセル（図示せず）である第２のボクセルである。
【００１７】
図１は動脈瘤３に連結している血管２からなる物体１を図式的に示し、貯蔵器として働く血管の収差が存在している。
【００１８】
本発明の適用は動脈瘤の体積の決定を可能とし、これは医学的処置を安全に成功するために必須である。
【００１９】
第１のステップにおいては、血管ボクセルは第１のタイプのボクセルとして分類され、組織ボクセルは第２のタイプのボクセルとして分類される。この操作は既知の技術、例えば「リージョン  グローイング  アルゴリズム」によって達成することができる。
【００２０】
次のステップにおいて、どの血管ボクセルが組織ボクセルに隣接しているかが決定される。好ましくは、この決定は共通の一つのボクセル面を持つ隣接面を見つけることにより達成できる。
【００２１】
続いて、関連する血管ボクセルと最も近い境界血管ボクセルとの間の距離の測定値を示すダータ値が各血管ボクセルに割り当てられる。本発明によれば、この距離データ値は距離変換関数により計算できる。
【００２２】
この距離変換関数によれば、境界血管ボクセルの距離データ値は低い値、例えばゼロの集合である。他の全てのボクセルについては初期には高い値、例えば１２７が選択される。次に距離変換関数が各ボクセルについて距離データ値を計算する。この距離データ値を計算するエレガントな計算方法は以下の通りである：特定のボクセルの距離データ値は特定のボクセルの各隣接ボクセルの距離の最小の距離データ値プラスある数、例えば１として定義される。好ましくは距離変換関数は全てのボクセルについて所定の順序で一旦計算される。次に、距離変換が再び全てのボクセルについて計算されるが、今度は逆の順序で計算される。単純化して計算を短くするため、好ましくは計算は血管ボクセルのみについて行う。計算の結果の例が図１に示されている。
【００２３】
所定の閾値を超えた距離データ値を持つ全ての血管ボクセルは収差ボクセルとして分類される。ユーザーはこの閾値を相互的にセットすることができる。好ましくは、この閾値は連結された血管の半径より僅かに大きくする。それとは別に閾値は、例えば、距離データ値のヒストグラムに基づいて自動的に計算することもできる。この例では閾値は３としよう。３以上の距離データ値を伴う全ての血管ボクセルは収差ボクセルとして分類される。この例では収差ボクセルは動脈瘤ボクセルで、ここで動脈瘤ボクセルの数の推定値が得ることができる。
【００２４】
動脈瘤ボクセルの数をより正確に計算するため次のステップが実行される。
【００２５】
これらのステップは主として、全ての境界収差ボクセルも含まれていることを確認するために、新しい距離データ値が選択されたボクセルの数について計算されることを意味している。再び、距離変換関数がこのために用いられる。有用な手段とこれらのステップの実行の際の留意点としてここで上述のものを参照する。
【００２６】
先ず、どの収差ボクセルが血管ボクセルに隣接する境界ボクセルであるかを決定する。
【００２７】
次に、参照する血管ボクセルと直近の境界ボクセルとの間の距離の値を示すデータ値が各血管ボクセルに当てはめられる。この計算の結果が図２に示されている。所定の上限値以下の距離データ値を伴う全てのボクセルは収差ボクセルとして分類される。好ましくは、上限値は閾値に等しいか僅かに（１単位）大きくする。このケースでは上限値と等しくされて３である。図１と図２を比較するとわかるように、第２の計算はより正確な動脈瘤ボクセルの数を決定をもたらす。
【００２８】
ここで動脈瘤ボクセルを知ることができ、それらは単純に合計され、単一のボクセルの体積を乗じて動脈瘤３の体積を決定することができる。
【００２９】
動脈瘤の体積を決定する特定のケースにおいては、血管２の間の拘束されない血液の流れに必要な血管の一部を表すボクセルは好ましくは含まれない。これらのボクセルを説明するために動脈瘤を通る血管ボクセルの管状構造が確定される。
【００３０】
これは以下のステップを含む方法により実行される。先ず、全ての境界動脈瘤ボクセルは可能性のある管状構造ボクセルとして分類される。管状構造ボクセルの中から一つのボクセルが開始点として選択され、一つのボクセルが終了点として選択される。管状構造を確定するために、開始点と終了点が連結される。この連結は、いわゆる、上述の「自己調整プローブ」のような良く知られている手段により実行される。
【００３１】
管状構造の定義に基いて対応するボクセルの数が決定され、動脈瘤ボクセルの数より減算される。
【００３２】
上述の本発明の方法の説明に基くと、当業者は上記方法のステップをこの方法を実行するプログラムに変換することはできるであろう。
【００３３】
本発明をまとめると、副物体を囲む体積より大きい体積の副物体を検出し、その副物体の体積を測定するために、検査されるべき物体（の一部）の体積表示を持つデータセットを解析する方法ということとなる。この方法は、もちろん、上述の、又は示された態様に限定されるものでなく、上述の記載と図面によって理解される添付されたクレームの範囲内において、如何なる態様にも全体に広がるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による第１の態様を適用した検査される物体の図式化した体積表示を示す図である。
【図２】
本発明による第２の態様の方法を適用した図１の体積表示を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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