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JP7230645B2 - Mask generation device, three-dimensional reconstruction image generation device, mask generation method, and program - Google Patents
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JP7230645B2 - Mask generation device, three-dimensional reconstruction image generation device, mask generation method, and program - Google Patents

Mask generation device, three-dimensional reconstruction image generation device, mask generation method, and program Download PDF

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JP7230645B2 JP2019069384A JP2019069384A JP7230645B2 JP 7230645 B2 JP7230645 B2 JP 7230645B2 JP 2019069384 A JP2019069384 A JP 2019069384A JP 2019069384 A JP2019069384 A JP 2019069384A JP 7230645 B2 JP7230645 B2 JP 7230645B2
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Description

本開示は、2次元の断層画像を複数枚用いて、3次元的に可視化するためのレンダリング技術に関する。 The present disclosure relates to rendering technology for three-dimensional visualization using a plurality of two-dimensional tomographic images.

従来、CT、MRI、PETなど医療画像診断機器(モダリティ)により所定のスライス間隔で連続的に撮像され、DICOM形式等でPACS(Picture Archiving and Communication Systems)等の医療情報システムに保管されている複数の断層画像を基に、臓器等を3次元再構成像として生成し、3次元的に可視化することが行われている。 Conventionally, multiple images are taken continuously at predetermined slice intervals by medical imaging diagnostic equipment (modality) such as CT, MRI, and PET, and stored in a medical information system such as PACS (Picture Archiving and Communication Systems) in DICOM format. Based on the tomographic image, organs and the like are generated as a three-dimensional reconstructed image and three-dimensionally visualized.

医用画像診断においては、特定の人体組織の観察に適した3次元再構成像等を得たい場面がある。例えば、胸部や頭部にある内臓や脳等の所定の人体組織の観察を行いたい場合に、内臓や脳等は骨に囲まれており、骨領域はむしろ診断の妨げになる。CT画像から生成される3次元再構成像等では一般に骨が鮮明に描写され、内臓や血管は隠れてしまうことがあるため、可視化にあたっては切断を行うなど工夫が必要となることがある。 In medical image diagnosis, there are cases where it is desired to obtain a three-dimensional reconstructed image suitable for observing a specific human tissue. For example, when observing predetermined human tissues such as internal organs and brain in the chest and head, the internal organs and brain are surrounded by bones, and the bone region rather hinders diagnosis. In a three-dimensional reconstructed image generated from a CT image, bones are generally depicted clearly, and internal organs and blood vessels may be hidden.

例えば、領域拡張法(リージョングローイング法)を用いて非観察対象としたい骨領域を抽出した3次元マスクを作成し、3次元マスクを参照しながらマスク処理により非観察対象としたい骨領域を除去したボリュームレンダリング像を生成する方法が開示されている(特許文献2、3参照)。領域拡張法とは、非観察対象領域の画素を指定し、その画素を開始点(拡張開始点)として、近傍画素を次々と抽出する方法である。 For example, a 3D mask is created by extracting the bone regions that are not to be observed using the region growing method (region growing method), and the bone regions that are not to be observed are removed by mask processing while referring to the 3D mask. A method for generating a volume rendering image is disclosed (see Patent Documents 2 and 3). The region expansion method is a method of specifying a pixel in a non-observation target region, using the pixel as a starting point (expansion starting point), and successively extracting neighboring pixels.

特開2009-240569号公報JP 2009-240569 A 特許4087517号公報Japanese Patent No. 4087517 特許5257958号公報Japanese Patent No. 5257958

しかしながら、領域拡張法を用いた3次元マスクの作成は、ユーザによる複数の拡張開始点の指示が必須で、拡張の打ち切り段階もユーザが指示する必要があるため、自動化が難しく、ユーザごとに結果にバラつきが発生するという問題がある。また領域拡張法に限らず、3次元マスクの作成は、ユーザのスキルや経験が必要であり、その作成に時間や手間がかかるという問題がある。 However, the creation of a three-dimensional mask using the region growing method requires the user to specify multiple extension start points, and the user also needs to specify the termination stage of the extension. There is a problem that variation occurs in In addition, not only the region growing method, but also the creation of a three-dimensional mask requires skill and experience of the user, and there is a problem that the creation takes time and effort.

そこで、本開示は、所望の領域を可視化するためのマスクデータを容易に作成することが可能なマスク生成装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a mask generation device that can easily generate mask data for visualizing a desired region.

本開示は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの幾何形状である第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
を備えるマスク生成装置を提供する。
The present disclosure includes multiple means for solving the above problems, but if one example is given,
an image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images;
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the calculated contour of the subject region is approximated by two predetermined geometric shapes, namely, a first geometric shape and a second geometric shape having an area smaller than that of the first geometric shape. subject shape calculation means for calculating a geometric shape and parameters of the second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value for each pixel is held. a mask data generating means for generating mask data for
and a mask generator.

また、本開示は、複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
前記断層画像の各画素をボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルと前記マスクデータに基づいて3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
を備える3次元再構成像生成装置を提供する。
Further, the present disclosure includes image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images,
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the subject shape calculation means for calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. a mask data generating means for generating mask data for
a three-dimensional reconstructed image generating means for generating a three-dimensional reconstructed image based on a three-dimensional voxel configured by arranging each pixel of the tomographic image in a voxel space and the mask data;
A three-dimensional reconstruction image generator is provided, comprising:

また、本開示は、コンピュータが、
複数の断層画像を取得する画像取得ステップと、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出ステップと、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出ステップと、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
を実行するマスク生成方法を提供する。
The present disclosure also provides a method for the computer to
an image acquisition step of acquiring a plurality of tomographic images;
a subject region calculation step of calculating a subject region based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the a subject shape calculation step of calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. a mask data generation step for generating mask data for
provides a mask generation method that performs

また、本開示は、コンピュータを、
複数の断層画像を取得する画像取得手段、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出手段、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段、
として機能させるプログラムを提供する。
The present disclosure also provides a computer with
image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images;
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the object shape calculation means for calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. mask data generation means for generating mask data for
Provide a program that functions as

本開示によれば、所望の領域を可視化するためのマスクデータを容易に作成することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to easily create mask data for visualizing a desired region.

3次元再構成像生成処理の概要を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a three-dimensional reconstructed image generation process; FIG. 本開示の一実施形態に係るマスク生成装置100のハードウェア構成図である。1 is a hardware configuration diagram of a mask generation device 100 according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本実施形態に係るマスク生成装置の構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing the configuration of a mask generation device according to this embodiment; FIG. 本実施形態に係るマスク生成装置の処理動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the processing operation of the mask generation device according to the embodiment; 被写体候補領域、被写体領域の関係を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between subject candidate areas and subject areas; ステップS20における被写体領域の算出処理の詳細を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing details of subject area calculation processing in step S20. 被写体領域の算出処理の概要を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an overview of subject area calculation processing; 第2重心の算出について説明する図である。It is a figure explaining calculation of a 2nd center of gravity. 第3重心の算出について説明する図である。It is a figure explaining calculation of a 3rd center of gravity. 算出された矩形領域72を示す図である。である。7 is a diagram showing a calculated rectangular area 72; FIG. is. (a)領域内部の信号値が比較的大きい場合の矩形領域72、(b)領域内部の信号値が比較的小さい場合の矩形領域72を示す図である。(a) A rectangular area 72 when the signal value inside the area is relatively large, and (b) a rectangular area 72 when the signal value inside the area is relatively small. 被写体候補領域60との面積比率に基づいて矩形領域72を補正する内容を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing how the rectangular area 72 is corrected based on the area ratio with respect to the subject candidate area 60. FIG. 面積比率に基づく補正を上胸部に適用した場合を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a case where correction based on area ratio is applied to the upper chest; 矩形領域72の縦横比率に基づいて矩形領域72を補正(縮小補正)する内容を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing how the rectangular area 72 is corrected (reduced correction) based on the aspect ratio of the rectangular area 72; ステップS30の被写体領域の補正処理の詳細を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the details of subject area correction processing in step S<b>30 ; FIG. 幾何形状KAである変形大楕円を示す図である。FIG. 11 shows a deformed great ellipse which is the geometry KA; ステップS60のマスクデータの修正の詳細を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart showing details of correction of mask data in step S60. FIG. 幾何形状KBである変形小楕円を幾何形状KAである変形大楕円に重ねた状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which a deformed small ellipse, which is the geometric shape KB, is superimposed on a deformed large ellipse, which is the geometric shape KA; コンピュータによりマウス生成装置100を実現する場合の並列化処理を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing parallel processing when the mouse generation device 100 is realized by a computer; コンピュータによりマウス生成装置100を実現する場合の並列化処理のソフトウェアによる流れを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a software flow of parallel processing when the mouse generation device 100 is implemented by a computer. 各CPUコアにおける処理スレッドの処理時間の様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing processing times of processing threads in each CPU core; マスク生成装置により生成されたマスクデータを用いて生成した3次元再構成像を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a three-dimensional reconstructed image generated using mask data generated by a mask generation device;

以下、本開示の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本開示は、複数の断層画像3次元的に可視化したレンダリング画像を生成する際に、椎骨等の不要な箇所を非描画とするためのマスクデータを生成する装置等に関するものである。図1は、3次元再構成像生成処理の概要を示す図である。図1(a)は複数の断層画像、図1(b)は1枚の断層画像、図1(c)は3次元再構成像である。図1(a)(b)に示す断層画像は、DICOM形式のものを示している。図1(a)は、370枚の断層画像群であり、図1(b)は、そのうちの1枚を拡大したものである。後述する実施形態のマスク生成装置では、図1(a)に示したような複数の断層画像に対して所定の処理を実行して、マスクデータを生成し、生成したマスクデータを用いて所定の箇所を非描画として、図1(c)に示したような様々な3次元再構成像を生成する。図1(c)においては、MPR(Multi-PlanarReconstruction)画像、3D-MIP(Maximum Intensity Projection)画像、ボリュームレンダリング画像を示している。本実施形態では、2次元の断層画像を、もう1つの別の次元となる方向に積層した状態を3次元のボクセル画像として扱う。3次元のボクセル画像における各ボクセルは、複数の2次元の断層画像における各画素に1対1で対応している。
Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings.
The present disclosure relates to an apparatus and the like that generates mask data for non-rendering unnecessary portions such as vertebrae when generating rendering images obtained by three-dimensionally visualizing a plurality of tomographic images. FIG. 1 is a diagram showing an overview of the three-dimensional reconstructed image generation processing. FIG. 1(a) shows a plurality of tomographic images, FIG. 1(b) shows a single tomographic image, and FIG. 1(c) shows a three-dimensional reconstructed image. The tomographic images shown in FIGS. 1A and 1B are in DICOM format. FIG. 1(a) is a group of 370 tomographic images, and FIG. 1(b) is an enlarged view of one of them. In the mask generation apparatus of the embodiment described later, predetermined processing is performed on a plurality of tomographic images as shown in FIG. 1A to generate mask data, and predetermined Various three-dimensional reconstructed images are generated as shown in FIG. FIG. 1(c) shows an MPR (Multi-Planar Reconstruction) image, a 3D-MIP (Maximum Intensity Projection) image, and a volume rendering image. In the present embodiment, a state in which two-dimensional tomographic images are stacked in another dimension is treated as a three-dimensional voxel image. Each voxel in the three-dimensional voxel image corresponds to each pixel in a plurality of two-dimensional tomographic images on a one-to-one basis.

<1.マスク生成装置の構成>
図2は、本開示の一実施形態に係るマスク生成装置100のハードウェア構成図である。本実施形態に係るマスク生成装置100は、汎用のコンピュータで実現することができ、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)1と、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)2と、CPU1が実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、SSD(Solid State Drive),フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置3と、キーボード、マウス等の指示入力I/F(インターフェース)4と、データ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)5と、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部6と、グラフィックスに特化した演算処理部であるGPU(Graphics Processing Unit)7と、表示部6に表示する画像を保持するフレームメモリ8と、を備え、互いにバスを介して接続されている。GPU7による演算結果はフレームメモリ8に書き込まれるため、GPU7とフレームメモリ8は、表示部6へのインタフェースを備えたビデオカードに搭載されて汎用のコンピュータにバス経由で装着されていることが多い。
<1. Configuration of Mask Generation Device>
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the mask generation device 100 according to an embodiment of the present disclosure. The mask generating apparatus 100 according to the present embodiment can be realized by a general-purpose computer, and as shown in FIG. , a large-capacity storage device 3 such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), flash memory, etc. for storing programs and data executed by the CPU 1, and an instruction input I / F (interface) 4 such as a keyboard, mouse, etc. , a data input/output I/F (interface) 5 for data communication with an external device such as a data storage medium, a display unit 6 which is a display device such as a liquid crystal display, and an arithmetic processing unit specializing in graphics. A GPU (Graphics Processing Unit) 7 and a frame memory 8 for holding an image to be displayed on the display unit 6 are provided, and are connected to each other via a bus. Since the calculation result by the GPU 7 is written to the frame memory 8, the GPU 7 and the frame memory 8 are often mounted on a video card having an interface to the display unit 6 and attached to a general-purpose computer via a bus.

本実施形態において、CPU1は、マルチコアCPUであり、複数のCPUコア(物理コア)を有し、並列処理が可能となっている。図2の例では、RAM2が1つだけ示されているが、CPU1の各CPUコアが、1つのRAM2にアクセスするように構成されている。なお、CPU1は複数であってもよい。またマルチコアCPUは、各々のCPUコアが論理的に複数の実行スレッドを受け入れるCPUであってもよい。すなわち、CPU1は、複数の実行スレッドそれぞれを受け入れるプロセッサを有している。 In this embodiment, the CPU 1 is a multi-core CPU, has a plurality of CPU cores (physical cores), and is capable of parallel processing. Although only one RAM2 is shown in the example of FIG. 2, each CPU core of the CPU1 is configured to access one RAM2. Note that the number of CPUs 1 may be plural. A multi-core CPU may also be a CPU in which each CPU core logically accepts multiple threads of execution. That is, CPU 1 has a processor that accepts each of a plurality of threads of execution.

図3は、本実施形態に係るマスク生成装置の構成を示す機能ブロック図である。図3において、10は画像取得手段、20は被写体領域算出手段、30は被写体領域補正手段、40は被写体形状算出手段、50はマスクデータ生成手段である。 FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the mask generation device according to this embodiment. In FIG. 3, 10 is an image acquiring means, 20 is a subject area calculating means, 30 is a subject area correcting means, 40 is a subject shape calculating means, and 50 is a mask data generating means.

画像取得手段10は、CT、MRI、PETなどの医用画像診断機器により収集および蓄積されたPACSから、記憶媒体や入力部を経由して、複数の断層画像を読み込み取得する手段である。断層画像は、対象物に対して所定の間隔で撮影されて得られたものであり、各画素に信号値が付与された2次元の断層画像である。被写体領域算出手段20は、断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する手段である。被写体領域補正手段30は、断層画像毎に、被写体領域算出手段20により算出された被写体領域の縦方向のサイズと横方向のサイズの比率に応じた補正方法により被写体領域を補正する手段である。被写体形状算出手段40は、断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状である幾何形状KAと幾何形状KAより面積が小さい第2の幾何形状である幾何形状KBで近似し、幾何形状KAおよび幾何形状KBのパラメータを算出する手段である。マスクデータ生成手段50は、断層画像毎に、断層画像の各画素が幾何形状KAの内部かつ幾何形状KBの外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持する手段である。 The image acquisition means 10 is means for reading and acquiring a plurality of tomographic images from PACS collected and stored by medical diagnostic imaging equipment such as CT, MRI, and PET via a storage medium and an input unit. A tomographic image is obtained by photographing an object at predetermined intervals, and is a two-dimensional tomographic image in which a signal value is assigned to each pixel. The object area calculation means 20 is means for calculating an object area based on the signal value of each pixel for each tomographic image. The object area correcting means 30 corrects the object area for each tomographic image using a correction method according to the ratio between the vertical size and the horizontal size of the object area calculated by the object area calculating means 20 . For each tomographic image, the object shape calculation means 40 calculates the outline of the calculated object region as two predetermined geometric shapes, namely a first geometric shape KA and a second geometric shape having a smaller area than the geometric shape KA. It is a means for approximating with the shape KB and calculating the parameters of the geometric shape KA and the geometric shape KB. The mask data generating means 50 calculates, for each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the geometric shape KA and outside the geometric shape KB, and generates a mask value for each pixel. It is a means of holding.

画像取得手段10は、CPU1が補助しながら、主にデータ入出力I/F5において実現される。被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50は、CPU1が、記憶装置3に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。 The image acquisition means 10 is realized mainly in the data input/output I/F 5 with the assistance of the CPU 1 . The subject area calculation means 20 , the subject area correction means 30 , the subject shape calculation means 40 and the mask data generation means 50 are implemented by the CPU 1 executing programs stored in the storage device 3 .

図3に示した各構成手段は、現実には図2に示したように、コンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。なお、本明細書において、コンピュータとは、CPU、GPU等の演算処理部を有し、データ処理が可能な装置を意味し、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータだけでなく、GPUを搭載するタブレットなどの携帯端末や様々な装置に組み込まれたコンピュータも含む。 Each component shown in FIG. 3 is actually implemented by installing a dedicated program in hardware such as a computer and its peripherals, as shown in FIG. That is, the computer executes the contents of each means according to a dedicated program. In this specification, a computer means a device that has an arithmetic processing unit such as a CPU or GPU and is capable of data processing. It also includes computers embedded in mobile terminals and various devices.

<2.マスク生成装置の処理動作(マスク生成方法)>
次に、図2、図3に示したマスク生成装置の処理動作について、本開示のマスク生成方法とともに説明する。図4は、本実施形態に係るマスク生成装置の処理動作であるとともにマスク生成の処理概要を示すフローチャートである。まず、画像取得手段10が、複数の断層画像を読み込んで取得する(ステップS10)。複数の断層画像は、図1(a)に示したような態様のものである。本実施形態では、DICOM形式の断層画像群Do(x,y,z)(-32768≦Do(x,y,z)≦32767,0≦x≦Sx-1,0≦y≦Sy-1,0≦z≦Sz-1; 解像度:Rxy,Rz)を読み込むものとする。断層画像群Do(x,y,z)は1画素が16ビットで記録されるため、-32768~32767の信号値Do(x,y,z)が記録されている。断層画像群Do(x,y,z)は、x座標のサイズ(画素数)がSx、y座標のサイズ(画素数)がSyの断層画像が、Sz枚積層されたものであり、XYZの3次元データとして表現される。図1(b)における1枚の断層画像の左右方向がX軸、上下方向がY軸に対応し、図1(a)に示した複数の断層画像を当該断層画像のDICOMヘッダに記録されている所定のスライス間隔(隣接する断層画像のImage Positionタグ情報の差分)で重ねた場合の積層方向がz軸に対応する。本開示において、X軸は人体の左右軸、Y軸は人体の背腹軸(前後軸)、Z軸は人体の頭尾軸(上下軸)に相当するものとする。XY軸は、例えば、CT装置での撮影時に設定される。また、本開示において、X軸方向を横方向、Y軸方向を縦方向と呼ぶ場合がある。
<2. Processing Operation of Mask Generation Device (Mask Generation Method)>
Next, the processing operation of the mask generation apparatus shown in FIGS. 2 and 3 will be described together with the mask generation method of the present disclosure. FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the mask generation device according to the present embodiment and an outline of mask generation processing. First, the image acquiring means 10 reads and acquires a plurality of tomographic images (step S10). The plurality of tomographic images are in the form shown in FIG. 1(a). In this embodiment, a DICOM format tomographic image group Do (x, y, z) (-32768≤Do (x, y, z)≤32767, 0≤x≤Sx-1, 0≤y≤Sy-1, 0≦z≦Sz−1; resolution: Rxy, Rz). Since one pixel of the tomographic image group Do(x, y, z) is recorded with 16 bits, signal values Do(x, y, z) of -32768 to 32767 are recorded. The tomographic image group Do (x, y, z) is obtained by stacking Sz tomographic images each having an x-coordinate size (number of pixels) of Sx and a y-coordinate size (number of pixels) of Sy. It is expressed as three-dimensional data. The horizontal direction of one tomographic image in FIG. 1(b) corresponds to the X axis, and the vertical direction corresponds to the Y axis. The lamination direction when superimposed at a predetermined slice interval (difference in Image Position tag information of adjacent tomographic images) corresponds to the z-axis. In the present disclosure, the X-axis corresponds to the left-right axis of the human body, the Y-axis corresponds to the dorsal-abdominal axis (front-back axis) of the human body, and the Z-axis corresponds to the craniocaudal axis (vertical axis) of the human body. The XY axes are set, for example, during imaging with a CT apparatus. Also, in the present disclosure, the X-axis direction may be called the horizontal direction, and the Y-axis direction may be called the vertical direction.

<2.1.被写体領域の算出処理>
DICOM形式の複数の断層画像を読み込んだら、被写体領域算出手段20が、各断層画像について、被写体領域を算出する(ステップS20)。図5は被写体候補領域、被写体領域の関係を説明するための図である。図5において、41は矩形領域である。矩形領域71は、被写体候補領域60の最外側を囲う矩形領域である。被写体候補領域60とは、断層画像Do(z)のうち信号値が所定の閾値(例えば、空気でない信号値以上)より大きい画素領域である。
<2.1. Calculation Processing of Subject Area>
After reading a plurality of tomographic images in the DICOM format, the object area calculating means 20 calculates an object area for each tomographic image (step S20). FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between subject candidate areas and subject areas. In FIG. 5, 41 is a rectangular area. A rectangular area 71 is a rectangular area surrounding the outermost side of the subject candidate area 60 . The subject candidate region 60 is a pixel region in the tomographic image Do(z) whose signal value is greater than a predetermined threshold value (for example, a non-air signal value or more).

矩形領域72(第2の矩形領域)とは、図5に示すように、矩形領域71の内部に定義される矩形領域である。矩形領域71は、信号値が所定の閾値より大きい全ての画素を含むため、図5に示すように、人体60a以外の寝台60bやヘッドレストなどの不要領域が含まれる場合がある。そこで、本開示では、被写体候補領域60の信号値分布を考慮して、矩形領域71の内部に定義される矩形領域72を算出することで、寝台やヘッドレストなどの不要領域が含まれないように被写体領域を抽出する。 The rectangular area 72 (second rectangular area) is a rectangular area defined inside the rectangular area 71 as shown in FIG. Since the rectangular area 71 includes all pixels whose signal values are larger than the predetermined threshold, as shown in FIG. Therefore, in the present disclosure, a rectangular region 72 defined inside the rectangular region 71 is calculated in consideration of the signal value distribution of the subject candidate region 60 so that unnecessary regions such as a bed and a headrest are not included. Extract the subject area.

図6は、ステップS20における被写体領域の算出処理の詳細を示すフローチャートである。図7は、被写体領域の算出処理の概要を示す図である。まず、被写体領域算出手段20は、被写体候補領域60の画素の信号値で重み付けした重心座標を、矩形領域72の中心座標として算出する(ステップS21、図7(a))。 FIG. 6 is a flowchart showing the details of the subject area calculation process in step S20. FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of subject area calculation processing. First, the subject area calculation means 20 calculates the barycentric coordinates weighted by the signal values of the pixels of the subject candidate area 60 as the central coordinates of the rectangular area 72 (step S21, FIG. 7A).

ステップS21においては、被写体領域算出手段20は、まず、算出対象の矩形領域72の中心座標を(C(x)、Cy(z))、重みの総和をWsとし、Cx(z)=Cy(z)=Ws=0に初期化する。そして、断層画像Do(x、y、z)の各画素(x、y)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)に対して、Do(x、y、z)>Vmin(例えば、Vmin=-700)を満たす場合、被写体候補領域60の画素であるとし、以下のようにCx(z)、Cy(z)、Wsを更新する。 In step S21, the subject area calculation means 20 first sets the center coordinates of the rectangular area 72 to be calculated as (C(x), Cy(z)), the sum of the weights as Ws, and Cx(z)=Cy( z)=Ws=0. Then, Do(x, y, z)> If Vmin (for example, Vmin=−700) is satisfied, it is assumed to be a pixel in the subject candidate region 60, and Cx(z), Cy(z), and Ws are updated as follows.

〔数式1〕
w=Do(x、y、z)-Vminとして、
Cx(z)←Cx(z)+x・w
Cy(z)←Cy(z)+y・w
Ws←Ws+w
[Formula 1]
As w=Do(x,y,z)−Vmin,
Cx(z)←Cx(z)+x・w
Cy(z)←Cy(z)+y・w
Ws←Ws+w

〔数式1〕において、第1式は、Do(x、y、z)>Vminの場合のみ算出しているため、常にw>0となる。 In [Equation 1], since the first equation is calculated only when Do(x, y, z)>Vmin, w>0 is always satisfied.

被写体領域算出手段20は、0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1の範囲のSx×Sy個の画素に対して上記処理を実行したのち、Ws>1の場合、以下の〔数式2〕に従った処理を実行する。 After executing the above processing for Sx×Sy pixels in the range of 0≦x≦Sx−1 and 0≦y≦Sy−1, the subject area calculating means 20 performs the following [ 2] is executed.

〔数式2〕
Cx(z)←Cx(z)/Ws
Cy(z)←Cy(z)/Ws
[Formula 2]
Cx(z)←Cx(z)/Ws
Cy(z)←Cy(z)/Ws

以上のように、被写体候補領域60の画素の信号値で重み付けした重心座標を求め、この重心座標を矩形領域72の中心座標(Cx(z)、Cy(z))として算出する。 As described above, the barycentric coordinates weighted by the signal values of the pixels in the subject candidate area 60 are obtained, and the barycentric coordinates are calculated as the central coordinates (Cx(z), Cy(z)) of the rectangular area 72 .

続いて、被写体領域算出手段20は、算出された中心座標(Cx(z)、Cy(z))を起点に上下左右の4方向に矩形領域71(第1の矩形領域)の範囲で信号値が所定の閾値より大きい画素(被写体候補領域60の画素)の信号値を用いて重み付けした重心(以下、「第2重心」と呼ぶ)を算出する(ステップS22、図7(b))。 Subsequently, the subject region calculation means 20 calculates the signal values within the range of a rectangular region 71 (first rectangular region) in four directions, up, down, left, and right, starting from the calculated center coordinates (Cx(z), Cy(z)). A weighted center (hereinafter referred to as a “second center of gravity”) is calculated using the signal values of pixels (pixels in the subject candidate region 60) for which is greater than a predetermined threshold (step S22, FIG. 7(b)).

図8は第2重心の算出について説明する図である。ステップS22においては、図8(a)(b)に示すように、被写体領域算出手段20は、中心座標(Cx(z)、Cy(z))(被写体候補領域60の重心)を起点に被写体候補領域60をX軸方向に2分割し、分割された各被写体候補領域60における画素の信号値を用いて重み付けした重心(第2重心)のX座標Gx1、Gx2(Gx1<Gx2)を算出する。 FIG. 8 is a diagram illustrating calculation of the second center of gravity. In step S22, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), the subject area calculation means 20 calculates the subject from the center coordinates (Cx(z), Cy(z)) (the center of gravity of the subject candidate area 60). The candidate region 60 is divided into two in the X-axis direction, and X coordinates Gx1 and Gx2 (Gx1<Gx2) of the center of gravity (second center of gravity) weighted using the signal values of the pixels in each divided subject candidate region 60 are calculated. .

同様に、図8(c)(d)に示すように、被写体領域算出手段20は、中心座標(Cx(z)、Cy(z))(被写体候補領域60の重心)を起点に被写体候補領域60をY軸方向に2分割し、分割された各被写体候補領域60における画素の信号値を用いて重み付けした重心(第2重心)のY座標Gy1、Gy2(Gy1<Gy2)を算出する。 Similarly, as shown in FIGS. 8(c) and 8(d), the subject area calculator 20 calculates subject candidate areas starting from the central coordinates (Cx(z), Cy(z)) (the center of gravity of the subject candidate area 60). 60 is divided into two in the Y-axis direction, and Y coordinates Gy1 and Gy2 (Gy1<Gy2) of the center of gravity (second center of gravity) weighted using the signal values of the pixels in each divided subject candidate region 60 are calculated.

第2重心を求めるステップS22においては、被写体領域算出手段20は、まず、各第2重心座標に対する重みの総和をWx1、Wx2、Wy1、Wy2とし、Gx1=Gx2=Gy1=Gy2=Wx1=Wx2=Wy1=Wy2=0に初期化する。 In the step S22 of obtaining the second center of gravity, the subject region calculating means 20 first sets the sum of the weights for the second center of gravity coordinates to Wx1, Wx2, Wy1, and Wy2, where Gx1=Gx2=Gy1=Gy2=Wx1=Wx2= Initialize to Wy1=Wy2=0.

そして、被写体領域算出手段20は、断層画像Do(x、y、z)の各画素(x、y)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)に対して、Do(x、y、z)>Vmin(例えば、Vmin=-700)を満たす場合、被写体候補領域60の画素であるとし、以下の〔数式3〕に従った処理を実行して、Gx1、Gx2、Gy1、Gy2、Wx1、Wx2、Wy1、Wy2を更新する。 Then, the subject area calculation means 20 calculates Do ( x, y, z)>Vmin (for example, Vmin=−700), it is assumed that the pixel is in the subject candidate region 60, and the processing according to the following [Equation 3] is executed to obtain Gx1, Gx2, Gy1 , Gy2, Wx1, Wx2, Wy1, Wy2.

〔数式3〕
w=Do(x、y、z)-Vminとして、
x<Cx(z)の場合、Gx1←Gx1+x・w、Wx1←Wx1+w
x≧Cx(z)の場合、Gx2←Gx2+x・w、Wx2←Wx2+w
y<Cy(z)の場合、Gy1←Gy1+y・w、Wy1←Wy1+w
y≧Cy(z)の場合、Gy2←Gy2+y・w、Wy2←Wy2+w
[Formula 3]
As w=Do(x,y,z)−Vmin,
If x<Cx(z), then Gx1←Gx1+x·w, Wx1←Wx1+w
If x≧Cx(z), then Gx2←Gx2+x·w, Wx2←Wx2+w
If y<Cy(z), then Gy1←Gy1+y·w, Wy1←Wy1+w
If y≧Cy(z), then Gy2←Gy2+y·w, Wy2←Wy2+w

〔数式3〕において、第1式は、Do(x、y、z)>Vminの場合のみ算出しているため、常にw>0となる。 In [Equation 3], since the first equation is calculated only when Do(x, y, z)>Vmin, w>0 is always satisfied.

被写体領域算出手段20は、0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1の範囲のSx×Sy個の画素に対して上記処理を実行したのち、以下の〔数式4〕に従った処理を実行する。 After performing the above processing on Sx×Sy pixels in the range of 0≦x≦Sx−1 and 0≦y≦Sy−1, the subject area calculation means 20 performs the following [Equation 4]. Execute the process.

〔数式4〕
Gx1←Gx1/Wx1
Gx2←Gx2/Wx2
Gy1←Gy1/Wy1
Gy2←Gy2/Wy2
[Formula 4]
Gx1←Gx1/Wx1
Gx2←Gx2/Wx2
Gy1←Gy1/Wy1
Gy2←Gy2/Wy2

〔数式4〕に従った処理を実行した結果、分割された各被写体候補領域60における第2重心座標Gx1、Gx2(Gx1<Gx2)、Gy1、Gy2(Gy1<Gy2)が得られる。 As a result of executing the processing according to [Equation 4], the second barycentric coordinates Gx1, Gx2 (Gx1<Gx2), Gy1, Gy2 (Gy1<Gy2) in each of the divided subject candidate regions 60 are obtained.

続いて、被写体領域算出手段20は、ステップS22において算出された第2重心座標を起点に更に上下左右の4方向に矩形領域71(第1の矩形領域)の範囲で信号値が所定の閾値より大きい画素(被写体候補領域60の画素)の信号値を用いて重み付けした重心(以下、「第3重心」と呼ぶ)を算出する(ステップS23、図7(c))。 Subsequently, the object region calculating means 20 calculates the signal value is smaller than a predetermined threshold in the range of a rectangular region 71 (first rectangular region) in four directions, up, down, left, and right, starting from the second barycentric coordinates calculated in step S22. A weighted center (hereinafter referred to as a “third center of gravity”) is calculated using the signal values of large pixels (pixels in the subject candidate region 60) (step S23, FIG. 7(c)).

図9は第3重心の算出について説明する図である。ステップS23においては、図9(a)(b)に示すように、被写体領域算出手段20は、第2重心Gx1、Gx2を起点に被写体候補領域60をX軸方向に3分割し、左右端の2つの被写体候補領域60における画素の信号値を用いて重み付けした重心(第3重心)のX座標Gtx1、Gtx2(Gtx1<Gtx2)を算出する。 FIG. 9 is a diagram explaining calculation of the third center of gravity. In step S23, as shown in FIGS. 9A and 9B, the subject area calculation means 20 divides the subject candidate area 60 into three parts in the X-axis direction starting from the second centers of gravity Gx1 and Gx2. X-coordinates Gtx1 and Gtx2 (Gtx1<Gtx2) of the center of gravity (third center of gravity) weighted using the signal values of the pixels in the two subject candidate regions 60 are calculated.

同様に、図9(c)(d)に示すように、被写体領域算出手段20は、第2重心Gy1、Gy2を起点に被写体候補領域60をY軸方向に3分割し、上下端の2つの被写体候補領域60における画素の信号値を用いて重み付けした重心(第3重心)のY座標Gty1、Gty2(Gty1<Gty2)を算出する。 Similarly, as shown in FIGS. 9(c) and 9(d), the subject area calculation means 20 divides the subject candidate area 60 into three parts in the Y-axis direction starting from the second centers of gravity Gy1 and Gy2, and divides the object candidate area 60 into three parts at the upper and lower ends. Y coordinates Gty1 and Gty2 (Gty1<Gty2) of the center of gravity (third center of gravity) weighted using the signal values of the pixels in the subject candidate region 60 are calculated.

第3重心を求めるステップS23においては、被写体領域算出手段20は、まず、各第3重心座標に対する重みの総和をWx1、Wx2、Wy1、Wy2とし、Gtx1=Gtx2=Gty1=Gty2=Wx1=Wx2=Wy1=Wy2=0に初期化する。 In the step S23 for obtaining the third center of gravity, the subject area calculating means 20 first sets the sum of the weights for the respective third center of gravity coordinates to Wx1, Wx2, Wy1, and Wy2, and Gtx1=Gtx2=Gty1=Gty2=Wx1=Wx2= Initialize to Wy1=Wy2=0.

そして、被写体領域算出手段20は、断層画像Do(x、y、z)の各画素(x、y)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)に対して、Do(x、y、z)>Vmin(例えば、Vmin=-700)を満たす場合、被写体候補領域60の画素であるとし、以下の〔数式5〕に従った処理を実行して、Gtx1、Gtx2、Gty1、Gty2、Wx1、Wx2、Wy1、Wy2を更新する。 Then, the subject area calculation means 20 calculates Do ( x, y, z)>Vmin (for example, Vmin=−700), it is assumed that the pixel is in the subject candidate region 60, and the processing according to the following [Equation 5] is executed to obtain Gtx1, Gtx2, Gty1 , Gty2, Wx1, Wx2, Wy1, Wy2.

〔数式5〕
w=Do(x、y、z)-Vminとして、
x<Gx1の場合、Gtx1←Gtx1+x・w、Wx1←Wx1+w
x>Gx2の場合、Gtx2←Gtx2+x・w、Wx2←Wx2+w
y<Gy1の場合、Gty1←Gty1+y・w、Wy1←Wy1+w
y>Gy2の場合、Gty2←Gty2+y・w、Wy2←Wy2+w
[Formula 5]
As w=Do(x,y,z)−Vmin,
If x<Gx1, Gtx1←Gtx1+x·w, Wx1←Wx1+w
If x>Gx2, then Gtx2←Gtx2+x·w, Wx2←Wx2+w
If y<Gy1, then Gty1←Gty1+y·w, Wy1←Wy1+w
If y>Gy2, then Gty2←Gty2+y·w, Wy2←Wy2+w

〔数式5〕において、第1式は、Do(x、y、z)>Vminの場合のみ算出しているため、常にw>0となる。 In [Equation 5], since the first equation is calculated only when Do(x, y, z)>Vmin, w>0 is always satisfied.

被写体領域算出手段20は、0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1の範囲のSx×Sy個の画素に対して上記処理を実行したのち、以下の〔数式6〕に従った処理を実行する。 After performing the above processing on Sx×Sy pixels in the range of 0≦x≦Sx−1 and 0≦y≦Sy−1, the subject area calculation means 20 performs the following [Equation 6]. Execute the process.

〔数式6〕
Gtx1←Gtx1/Wx1
Gtx2←Gtx2/Wx2
Gty1←Gty1/Wy1
Gty2←Gty2/Wy2
[Formula 6]
Gtx1←Gtx1/Wx1
Gtx2←Gtx2/Wx2
Gty1←Gty1/Wy1
Gty2←Gty2/Wy2

〔数式6〕に従った処理を実行した結果、分割された各被写体候補領域60における第3重心座標Gtx1、Gtx2(Gtx1<Gtx2)、Gty1、Gty2(Gty1<Gty2)が得られる。 As a result of executing the process according to [Formula 6], the third barycentric coordinates Gtx1, Gtx2 (Gtx1<Gtx2), Gty1, Gty2 (Gty1<Gty2) in each of the divided subject candidate regions 60 are obtained.

そして、被写体領域算出手段20は、ステップS23において算出された第3重心座標に基づいて、以下の〔数式7〕に従った処理を実行して、矩形領域72の横方向のサイズW(z)、縦方向のサイズH(z)を算出する(ステップS34、図7(d))。 Then, the subject area calculation means 20 performs the processing according to the following [Equation 7] based on the third barycentric coordinates calculated in step S23 to determine the horizontal size W(z) of the rectangular area 72. , the vertical size H(z) is calculated (step S34, FIG. 7(d)).

〔数式7〕
横方向のサイズ:W(z)=Cx(z)-Gtx1、W2(z)=Gtx2-Cx(z)
縦方向のサイズ:H(z)=Cy(z)-Gty1、H2(z)=Gty2-Cy(z)
[Formula 7]
Horizontal size: W(z)=Cx(z)-Gtx1, W2(z)=Gtx2-Cx(z)
Vertical size: H(z)=Cy(z)-Gty1, H2(z)=Gty2-Cy(z)

図10は、算出された矩形領域72を示す図である。図に示すように、矩形領域72の第1の横方向のサイズW(z)は、左方向(負方向)の第3重心Gtx1から矩形領域72の中心座標までの距離に相当し、第2の横方向のサイズW2(z)は、右方向(正方向)の第3重心Gtx2から矩形領域72の中心座標までの距離に相当する。第1の縦方向のサイズH(z)は、上方向の第3重心Gty1から矩形領域72の中心座標までの距離に相当し、第2の縦方向のサイズH2(z)は、下方向の第3重心Gty2から矩形領域72の中心座標までの距離に相当する。 FIG. 10 is a diagram showing the calculated rectangular area 72. As shown in FIG. As shown in the figure, the first horizontal size W(z) of the rectangular area 72 corresponds to the distance from the leftward (negative direction) third center of gravity Gtx1 to the center coordinates of the rectangular area 72, and the second is equivalent to the distance from the third center of gravity Gtx2 in the right direction (positive direction) to the center coordinates of the rectangular area 72 . The first vertical size H(z) corresponds to the distance from the third center of gravity Gty1 in the upward direction to the center coordinates of the rectangular area 72, and the second vertical size H2(z) corresponds to the distance in the downward direction. It corresponds to the distance from the third center of gravity Gty2 to the center coordinates of the rectangular area 72 .

以上の処理により、被写体領域として、中心座標(Cx(z)、Cy(z))、第1の横方向のサイズW(z)、第2の横方向のサイズW2(z)、第1の縦方向のサイズH(z)、第2の縦方向のサイズH2(z)により規定される矩形領域72が算出される。 By the above processing, the center coordinates (Cx(z), Cy(z)), the first lateral size W(z), the second lateral size W2(z), the first A rectangular area 72 defined by the vertical size H(z) and the second vertical size H2(z) is calculated.

なお、ステップS24において、被写体領域算出手段20は、ステップS22において算出された第2重心に基づいて矩形領域72の第1の横方向のサイズW(z)、第2の横方向のサイズW2(z)と第1の縦方向のサイズH(z)、第2の縦方向のサイズH2(z)を算出してもよい。 In step S24, the subject area calculation means 20 calculates the first horizontal size W(z) and the second horizontal size W2 ( z), the first vertical size H(z), and the second vertical size H2(z).

また、被写体領域算出手段20は、ステップS23において算出された第3重心を起点に更に上下左右の4方向に第4重心を算出してもよい。この場合、被写体領域算出手段20は、第4重心に基づいて矩形領域72の第1の横方向のサイズW(z)、第2の横方向のサイズW2(z)と第1の縦方向のサイズH(z)、第2の縦方向のサイズH2(z)を算出する。 Further, the subject area calculation unit 20 may calculate the fourth center of gravity in four directions, up, down, left and right, starting from the third center of gravity calculated in step S23. In this case, the subject area calculation means 20 calculates the first horizontal size W(z), the second horizontal size W2(z), and the first vertical size W(z) of the rectangular area 72 based on the fourth center of gravity. A size H(z) and a second vertical size H2(z) are calculated.

<2.2.被写体領域補正処理>
ところで、胸部CTの場合、矩形領域72の縦横サイズを中心点から上下左右方向の第2重心や第3重心で算出する方法をとると、骨領域内の臓器の信号値分布によっては、矩形領域72が骨領域を除去し骨領域内の臓器等を可視化するのに適したサイズとならない場合がある。
<2.2. Subject Area Correction Processing>
By the way, in the case of chest CT, if the vertical and horizontal sizes of the rectangular area 72 are calculated by the second and third centroids in the vertical and horizontal directions from the center point, the rectangular area may vary depending on the signal value distribution of the organs in the bone area. 72 may not be of a size suitable for removing the bone region and visualizing organs and the like within the bone region.

図11は、領域内部の信号値が比較的大きい場合の矩形領域72、領域内部の信号値が比較的小さい場合の矩形領域72を示す図である。例えば、図11(a)のように領域内部の信号値が比較的大きい場合(例えば、腹部肝臓領域の場合)、算出される重心(第2重心、第3重心)が中心に寄りやすくなるため、矩形領域72が小さめに算出される。すなわち、矩形領域72が骨領域より内側に定義される場合がある。このような矩形領域72に基づいてマスクデータを作成すると、本体描画対象である内臓領域が除去される場合がある。 FIG. 11 shows a rectangular area 72 when the signal value inside the area is relatively large, and a rectangular area 72 when the signal value inside the area is relatively small. For example, when the signal value inside the region is relatively large as shown in FIG. , the rectangular area 72 is calculated to be smaller. That is, the rectangular area 72 may be defined inside the bone area. If the mask data is created based on such a rectangular area 72, the visceral area, which is the body drawing target, may be removed.

また、図11(b)のように領域内部の信号値が比較的小さい場合(例えば、胸部肺領域の場合)、算出される重心が外側に寄りやすくなるため、矩形領域72が大きめに算出される。すなわち、矩形領域72が骨領域より外側に定義される場合がある。このような矩形領域72に基づいてマスクデータを作成すると、非描画対象である骨領域が精度よく除去できない場合がある。 In addition, when the signal value inside the region is relatively small as shown in FIG. be. That is, the rectangular area 72 may be defined outside the bone area. If mask data is created based on such a rectangular area 72, it may not be possible to accurately remove the bone area, which is a non-rendering target.

そこで、上記問題を解決するため、図12に示すように、算出された矩形領域72の横方向および縦方向のサイズに対して、被写体候補領域60と矩形領域72との面積比を倍率として乗算することで、矩形領域72のサイズを補正する。図12は、被写体候補領域60との面積比率に基づいて矩形領域72を補正する内容を示す図である。 In order to solve the above problem, as shown in FIG. 12, the calculated horizontal and vertical sizes of the rectangular area 72 are multiplied by the area ratio between the subject candidate area 60 and the rectangular area 72 as a magnification. By doing so, the size of the rectangular area 72 is corrected. FIG. 12 is a diagram showing how the rectangular area 72 is corrected based on the area ratio with respect to the subject candidate area 60. As shown in FIG.

これにより、図11(a)のように領域内部の信号値が比較的大きい場合(例えば、腹部肝臓領域の場合)には矩形領域72が拡大補正され、図11(b)のように領域内部の信号値が比較的小さい場合(例えば、胸部肺領域の場合)には矩形領域72が縮小補正され、矩形領域72が骨領域を除去し骨領域内の臓器等を可視化するのに適したサイズに補正される。 As a result, when the signal value inside the region is relatively large as shown in FIG. When the signal value of is relatively small (for example, in the case of the thoracic and lung region), the rectangular region 72 is reduced and corrected, and the rectangular region 72 is a size suitable for removing the bone region and visualizing the organs and the like in the bone region. is corrected to

ただし、上記補正を施すと元来不要な上胸部の矩形領域72(被写体領域)が拡大補正されてしまうという別の問題が生じる。図13は、上記のような面積比率に基づく補正を上胸部に適用した場合を示す図である。図13に示すように、上胸部は骨領域に囲まれた形態ではなく、高信号の骨領域が単独で分布している。そのため、矩形領域72に対する被写体候補領域60の面積比率が腹部並みに大きくなってしまい、腹部と同様に拡大補正されてしまう。しかしながら、上胸部は非描画対象である骨領域が大半を占めるため、上胸部領域において矩形領域72(被写体領域)が拡大されることは望ましくない。 However, when the above correction is performed, there arises another problem that the originally unnecessary upper chest rectangular region 72 (object region) is enlarged and corrected. FIG. 13 is a diagram showing a case where correction based on the area ratio as described above is applied to the upper chest. As shown in FIG. 13, the upper thoracic region is not surrounded by bone regions, and high-signal bone regions are distributed independently. Therefore, the area ratio of the subject candidate region 60 to the rectangular region 72 becomes as large as the abdomen, and the enlargement correction is performed in the same manner as the abdomen. However, since the upper chest is mostly bone regions that are not to be drawn, it is not desirable to enlarge the rectangular region 72 (object region) in the upper chest region.

ところで、上胸部の骨領域は横方向に伸びているため、矩形領域72が扁平になる特徴がある。そこで、本開示では、図14に示すように、矩形領域72の縦横比率(縦方向のサイズ{H(z)+H2(z)}/横方向のサイズ{W(z)+W2(z)})を算出し、この値が所定の閾値(例えば、0.62)より小さければ上胸部であると識別し、矩形領域72の横方向および縦方向のサイズに対して、矩形領域72と被写体候補領域60との面積比率を乗算する代わりに、縦横比率を乗算して補正(縮小補正)する。一方、矩形領域72の縦横比率が所定の閾値(例えば、0.62)以上であれば胸部または腹部であると判断し、矩形領域72の横方向および縦方向のサイズに対して、矩形領域72と被写体候補領域60との面積比率を乗算して補正する。図14は、矩形領域72の縦横比率に基づいて矩形領域72を補正(縮小補正)する内容を示す図である。 By the way, since the bone region of the upper chest extends in the lateral direction, the rectangular region 72 is characterized by being flattened. Therefore, in the present disclosure, as shown in FIG. 14, the aspect ratio of the rectangular area 72 (vertical size {H(z)+H2(z)}/horizontal size {W(z)+W2(z)}) , and if this value is smaller than a predetermined threshold value (for example, 0.62), it is identified as the upper chest, and the rectangular region 72 and the subject candidate region Instead of multiplying the area ratio with 60, the aspect ratio is multiplied for correction (reduction correction). On the other hand, if the aspect ratio of the rectangular area 72 is equal to or greater than a predetermined threshold value (for example, 0.62), it is determined to be the chest or abdomen. and the subject candidate region 60 are multiplied to correct. FIG. 14 is a diagram showing how the rectangular area 72 is corrected (reduced correction) based on the aspect ratio of the rectangular area 72 .

このように、矩形領域72の縦横比率(縦方向のサイズ/横方向のサイズ)の値と所定の閾値との大小関係に基づいて被写体領域の部位(上胸部/胸部または腹部)を判断し、部位に応じて縦横比率または面積比率のいずれかを補正倍率として切り替えて矩形領域72を補正する方法をとると、部位が変化する境界領域において段差が生じることがある。そこで、本開示では、縦横比率と所定の閾値との差分に基づく重みを用いて、縦横比率と面積比率とを重み合成した比率を補正倍率として使用することにより、部位が変化する境界領域において適用する補正倍率が縦横比率から面積比率に徐々に変化するようにした。 In this way, the part of the subject area (upper chest/chest or abdomen) is determined based on the magnitude relationship between the value of the aspect ratio (vertical size/horizontal size) of the rectangular area 72 and the predetermined threshold, If a method of correcting the rectangular area 72 by switching either the aspect ratio or the area ratio as a correction magnification according to the part is adopted, a step may occur in the boundary area where the part changes. Therefore, in the present disclosure, a weight based on the difference between the aspect ratio and a predetermined threshold is used, and the ratio obtained by weighting and synthesizing the aspect ratio and the area ratio is used as a correction magnification. The correction magnification to be applied gradually changes from the aspect ratio to the area ratio.

図15は、図4のステップS30の被写体領域の補正処理に対し、前述の縦横比率と面積比率とを重み合成した比率を補正倍率として使用する方法の詳細を示すフローチャートである。
被写体領域補正手段30は、まず、以下のように、矩形領域72の縦横比率Rvhを算出する(ステップS31)。
FIG. 15 is a flow chart showing details of a method of using, as a correction magnification, a weighted combination of the aspect ratio and the area ratio in the subject area correction process in step S30 of FIG.
The subject area correction means 30 first calculates the aspect ratio Rvh of the rectangular area 72 as follows (step S31).

〔数式8〕
縦横比率Rvh={H(z)+H2(z)}/{W(z)+W2(z)}
[Formula 8]
Aspect ratio Rvh={H(z)+H2(z)}/{W(z)+W2(z)}

縦横比率に対する閾値をSrvh(例えば、0.62)とし、以下の〔数式9〕に従った処理を実行して重みwを算出する(ステップS32)。 A threshold value for the aspect ratio is set to Srvh (for example, 0.62), and the weight w is calculated by executing the processing according to [Equation 9] below (step S32).

〔数式9〕
w=(Rvh-Srvh)/Srvh
[Formula 9]
w = (Rvh-Srvh)/Srvh

〔数式9〕による演算の結果、w<0.0の場合、w=0.0とし、w>1.0の場合、w=1.0とする。したがって、重みwは0.0以上1.0以下の実数値として得られる。 As a result of calculation by [Equation 9], if w<0.0, then w=0.0, and if w>1.0, then w=1.0. Therefore, the weight w is obtained as a real number between 0.0 and 1.0.

一方、、被写体領域補正手段30は、断層画像Do(x、y、z)の各画素(x、y)(0≦x≦Sx-1、0≦y≦Sy-1)に対して、Do(x、y、z)>Vmin(例えば、Vmin=-700)を満たす画素数をカウントし、カウント値Cobjを被写体候補領域60の面積として算出する(ステップS33)。 On the other hand, the subject area correction means 30 performs Do The number of pixels satisfying (x, y, z)>Vmin (for example, Vmin=−700) is counted, and the count value Cobj is calculated as the area of the subject candidate region 60 (step S33).

続いて、被写体領域補正手段30は、以下の〔数式10〕に従った処理を実行してカウント値Cobjと矩形領域72との面積比率Robjを算出する(ステップS34)。 Subsequently, the subject region correcting means 30 executes processing according to [Formula 10] below to calculate an area ratio Robj between the count value Cobj and the rectangular region 72 (step S34).

〔数式10〕
Robj=Cobj/[[(H(z)+H2(z)]・[W(z)+W2(z)]]
[Formula 10]
Robj=Cobj/[[(H(z)+H2(z)]·[W(z)+W2(z)]]

そして、被写体領域補正手段30は、以下の〔数式11〕に従った処理を実行して横方向、縦方向の倍率Rox、Royを算出する(ステップS35)。 Then, the subject region correcting means 30 executes processing according to the following [Equation 11] to calculate horizontal and vertical magnifications Rox and Roy (step S35).

〔数式11〕
Rox=Roy=(1.0-w)・Rvh+w・2.0・Robj
[Formula 11]
Rox=Roy=(1.0−w)·Rvh+w·2.0·Robj

変倍率の上限をMox、Moyに設定し、Rox>Moxの場合はRox=Mox、Roy>Moyの場合はRoy=Moyとし、被写体領域補正手段30は、以下の〔数式12〕に従った処理を実行して矩形領域72を補正する(ステップS36、図12の補正)。 The upper limit of the scaling factor is set to Mox and Moy, and when Rox>Mox, Rox=Mox, and when Roy>Moy, Roy=Moy, and the subject area correction means 30 performs processing according to [Equation 12] below. is executed to correct the rectangular area 72 (step S36, correction in FIG. 12).

〔数式12〕
第1の横方向のサイズ:Wc(z)=W(z)・Rox
第2の横方向のサイズ:W2c(z)=W2(z)・Rox
第1の縦方向のサイズ:Hc(z)=H(z)・Roy
第2の縦方向のサイズ:H2c(z)=H2(z)・Roy
[Formula 12]
First lateral size: Wc(z)=W(z)Rox
Second lateral size: W2c(z)=W2(z)Rox
First vertical size: Hc(z)=H(z)Roy
Second vertical size: H2c(z)=H2(z)Roy

<2.3.被写体形状算出処理>
続いて、被写体形状算出手段40は、断層画像Do(z)毎に、ステップS20において算出された被写体領域(矩形領域72)、またはステップS30において補正された被写体領域(矩形領域72)の外郭を所定の幾何形状(被写体形状)で近似し、当該幾何形状を規定するパラメータ(幾何パラメータP(z))を算出する(ステップS40)。
<2.3. Subject Shape Calculation Processing>
Subsequently, the subject shape calculation means 40 calculates the outline of the subject area (rectangular area 72) calculated in step S20 or the subject area (rectangular area 72) corrected in step S30 for each tomographic image Do(z). A predetermined geometric shape (object shape) is approximated, and a parameter (geometric parameter P(z)) defining the geometric shape is calculated (step S40).

本開示では、断層画像毎に、2つの幾何形状KAと幾何形状KAより面積が小さい幾何形状KBで近似する。被写体形状の算出は、2つの幾何形状を連続して求めるような手法で行うこともできるし、1つの幾何形状を求めた後、その幾何形状に基づいてマスクデータを一旦作成し、その語、2つ目の幾何形状を求めた後、作成済みのマスクデータを修正するという手法で行うこともできる。本開示では、1つ目の面積の大きい幾何形状KAを求めて一旦マスクデータを作成した後、2つ目の面積の小さい幾何形状を求め、マスクデータを修正する手法について説明する。 In the present disclosure, two geometric shapes KA and a geometric shape KB having a smaller area than the geometric shape KA are approximated for each tomographic image. The object shape can be calculated by a method such as obtaining two geometric shapes in succession. After obtaining the second geometric shape, it is also possible to correct the created mask data. In the present disclosure, a method of obtaining a first geometric shape KA with a large area and once creating mask data, and then obtaining a second geometric shape with a small area and correcting the mask data will be described.

本開示では、以下の各領域(4象限)において異なる径が設定できる特殊な楕円(以下、「変形楕円」とも呼ぶ)で近似するものとし、幾何パラメータP(z)として変形楕円を構成する各領域(4象限)の楕円を規定するパラメータ(楕円パラメータP1(z)~P4(z)))を以下の〔数式13〕に従った処理を実行して算出する。上述のように、本開示では、2つの幾何形状を求めるが、面積が大きい方の幾何形状を「変形大楕円」、面積が小さい方の幾何形状を「変形小楕円」とも呼ぶことにする。
(領域1)x<Cx(z)かつy<Cy(z)
(領域2)x≧Cx(z)かつy<Cy(z)
(領域3)x<Cx(z)かつy≧Cy(z)
(領域4)x≧Cx(z)かつy≧Cy(z)
In the present disclosure, a special ellipse (hereinafter also referred to as a “deformed ellipse”) that can set different diameters in each of the following regions (four quadrants) is approximated. The parameters (ellipse parameters P1(z) to P4(z)) that define the ellipse of the region (4 quadrants) are calculated by executing the processing according to [Equation 13] below. As noted above, in this disclosure, two geometries are sought, the larger area geometry being also referred to as the "deformed large ellipse" and the smaller area geometry being referred to as the "deformed small ellipse".
(Region 1) x<Cx(z) and y<Cy(z)
(Region 2) x≧Cx(z) and y<Cy(z)
(Region 3) x<Cx(z) and y≧Cy(z)
(Region 4) x≧Cx(z) and y≧Cy(z)

〔数式13〕
(領域1における楕円パラメータP1(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx=Wc(z)・a(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry=Hc(z)・b(縦径)
(領域2における楕円パラメータP2(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx2=W2c(z)・a2(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry=Hc(z)・b(縦径)
(領域3における楕円パラメータP3(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx=Wc(z)・a(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry2=H2c(z)・b2(縦径)
(領域4における楕円パラメータP4(z))
楕円の中心座標Cx(z)、Cy(z)
楕円の横方向の2分割サイズrx2=W2c(z)・a2(横径)
楕円の縦方向の2分割サイズry2=H2c(z)・b2(縦径)
[Formula 13]
(Ellipse parameter P1(z) in region 1)
Ellipse central coordinates Cx(z), Cy(z)
2 division size of the ellipse in the horizontal direction rx = Wc (z) · a (horizontal diameter)
2 division size of ellipse in vertical direction ry = Hc (z) · b (longitudinal diameter)
(Ellipse parameter P2(z) in region 2)
Ellipse central coordinates Cx(z), Cy(z)
2 division size of the ellipse in the horizontal direction rx2 = W2c (z) · a2 (horizontal diameter)
2 division size of ellipse in vertical direction ry = Hc (z) · b (longitudinal diameter)
(Ellipse parameter P3(z) in region 3)
Ellipse central coordinates Cx(z), Cy(z)
2 division size of the ellipse in the horizontal direction rx = Wc (z) · a (horizontal diameter)
2 division size of ellipse in vertical direction ry2=H2c(z)·b2 (longitudinal diameter)
(Ellipse parameter P4(z) in region 4)
Ellipse central coordinates Cx(z), Cy(z)
2 division size of the ellipse in the horizontal direction rx2 = W2c (z) · a2 (horizontal diameter)
2 division size of ellipse in vertical direction ry2=H2c(z)·b2 (longitudinal diameter)

〔数式13〕において、a、a2、b、b2は、楕円の縦横径Wc(z)、W2c(z)、Hc(z)、H2c(z)の各々に対応する補正係数(実数値で補正しない場合は1.0)であり、左方向(負方向)(aWc(z))、右方向(正方向)(a2、W2c(z))、正面方向(b、Hc(z))、背面方向(b2、H2c(z))の4方向別に設定する。 In [Equation 13], a, a2, b, and b2 are correction coefficients (real value correction 1.0 if not), left (negative) (aWc(z)), right (positive) (a2, W2c(z)), front (b, Hc(z)), back It is set for each of the four directions (b2, H2c(z)).

補正係数は、例えば、以下のように設定される。a=a2=0.95、b=1.05、b2=0.8 For example, the correction coefficient is set as follows. a=a2=0.95, b=1.05, b2=0.8

図16は、〔数式14〕により算出される幾何形状KAである変形大楕円を示す図である。図に示すように、変形大楕円の中心(Cx(z)、Cy(z))を含む変形大楕円の内側の領域では、後述するステップS50において、マスク値=1に設定され、変形大楕円より外側の領域では、マスク値=0に設定される。 FIG. 16 is a diagram showing a deformed great ellipse, which is the geometric shape KA calculated by [Equation 14]. As shown in the figure, in the region inside the deformed great ellipse including the center (Cx(z), Cy(z)) of the deformed great ellipse, the mask value is set to 1 in step S50 to be described later, and the deformed great ellipse In the outer regions, the mask value is set to 0.

被写体形状算出手段40は、以下の〔数式14〕に従った処理を実行して各領域における距離r(x、y、z)を算出する。 The object shape calculation means 40 calculates the distance r(x, y, z) in each area by executing the processing according to [Equation 14] below.

〔数式14〕
r(x、y、z)=[(x-Cx(z))/rx]2+[(y-Cy(z))/ry]2・・・領域1
r(x、y、z)=[(x-Cx(z))/rx2]2+[(y-Cy(z))/ry]2・・・領域2
r(x、y、z)=[(x-Cx(z))/rx]2+[(y-Cy(z))/ry2]2・・・領域3
r(x、y、z)=[(x-Cx(z))/rx2]2+[(y-Cy(z))/ry2]2・・・領域4
[Formula 14]
r(x, y, z)=[(x−Cx(z))/rx] 2 +[(y−Cy(z))/ry] 2 Region 1
r(x, y, z)=[(x−Cx(z))/rx2] 2 +[(y−Cy(z))/ry] 2 Region 2
r(x, y, z)=[(x−Cx(z))/rx] 2 +[(y−Cy(z))/ry2] 2 Region 3
r(x, y, z)=[(x−Cx(z))/rx2] 2 +[(y−Cy(z))/ry2] 2 Region 4

<2.4.マスクデータの生成>
次に、図4のステップS50において実行されるマスクデータMaskを生成する処理を説明する。この処理は全ての画素(x、y、z)に対して実行される。
<2.4. Generation of mask data>
Next, the process of generating the mask data Mask executed in step S50 of FIG. 4 will be described. This process is performed for all pixels (x, y, z).

マスクデータ生成手段50は、各画素(x、y、z)の距離r(x、y、z)を取得し、距離r(x、y、z)<閾値Th2(例えば、Th2=1.0)を満たす画素(x、y、z)については、当該画素(x、y、z)に対応するマスク値を1に設定し、距離r(x、y、z)<閾値Th2を満たさない画素(x、y、z)については、当該画素(x、y、z)に対応するマスク値を0に設定する。以上のように、各画素(x、y、z)の距離r(x、y、z)を所定の閾値で二値化し、各画素(x、y、z)のマスク値Mask(x、y、z)を保持するマスクデータMaskを生成する。 The mask data generating means 50 obtains the distance r (x, y, z) of each pixel (x, y, z), and determines that the distance r (x, y, z)<threshold Th2 (for example, Th2=1.0 ), the mask value corresponding to the pixel (x, y, z) is set to 1, and the distance r (x, y, z) <threshold value Th2 is not satisfied. For (x, y, z), set the mask value corresponding to the pixel (x, y, z) to zero. As described above, the distance r (x, y, z) of each pixel (x, y, z) is binarized with a predetermined threshold, and the mask value Mask (x, y , z) is generated.

<2.5.マスクデータの修正>
マスクデータMaskが生成されたら、被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50が連携して、マスクデータMaskを修正する。図17は、ステップS60のマスクデータの修正の詳細を示すフローチャートである。図17の処理は全ての画素(x、y、z)に対して実行される。
<2.5. Correction of mask data>
After the mask data Mask is generated, the subject area calculation means 20, the subject area correction means 30, the subject shape calculation means 40, and the mask data generation means 50 cooperate to correct the mask data Mask. FIG. 17 is a flow chart showing details of correction of mask data in step S60. The processing of FIG. 17 is performed for all pixels (x, y, z).

まず、マスク生成装置は、マスクデータMask(x、y、z)=1を満たすか否かを判断する(ステップS61)。マスクデータMask(x、y、z)=1を満たさない場合、すなわちマスクデータMask(x、y、z)=0である場合は、その画素(x、y、z)については修正を行わずにマスクデータの修正処理を終了する。すなわち、ステップS60のマスクデータの修正処理においては、マスクデータMask(x、y、z)=1の画素に対してのみ修正が行われることになる。 First, the mask generation device determines whether mask data Mask(x, y, z)=1 is satisfied (step S61). If the mask data Mask (x, y, z) = 1 is not satisfied, that is, if the mask data Mask (x, y, z) = 0, the pixel (x, y, z) is not corrected. , the mask data correction process ends. That is, in the mask data correction process in step S60, correction is performed only for the pixels with mask data Mask(x, y, z)=1.

マスクデータMask(x、y、z)=1を満たす場合、画素(x、y、z)についてマスクデータMaskの修正を行う。このマスクデータMaskの修正は、椎骨領域をマスクすることが目的となる。そのため、椎骨領域を推定するための変形小楕円の位置を特定する必要がある。まず、変形小楕円のX軸方向のパラメータである中心のX座標およびX軸方向の横径を特定する(ステップS62)。 If the mask data Mask(x, y, z)=1 is satisfied, the mask data Mask is corrected for the pixel (x, y, z). The purpose of modifying the mask data Mask is to mask the vertebral bone region. Therefore, it is necessary to identify the position of the deformed small ellipse for estimating the vertebral region. First, the X-coordinate of the center and the lateral diameter in the X-axis direction, which are the parameters in the X-axis direction of the deformed small ellipse, are specified (step S62).

具体的には、まず、右上に位置する大動脈と被らないように、offx=rx・0.06、offx2=rx2・0.01のように、変形小楕円の中心のX座標(中心座標の横方向成分)を重心X座標Cx(z)に対して、僅かに左方向(負方向)にずらす。rx=rx2であっても、offx>offx2となり、rxの5%程度、左方向にずれることになる。そして変形小楕円のX軸方向の横径を左方向(負方向)と右方向(正方向)別に各々変形大楕円の3割に設定し、rrx=rx・0.3、rrx2=rx2・0.3で与え、以下の〔数式15〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)と変形小楕円とのX軸方向の距離比率xxを算出する。 Specifically, first, the X coordinate of the center of the deformed small ellipse (the center coordinate is lateral component) is slightly shifted to the left (negative direction) with respect to the X-coordinate Cx(z) of the center of gravity. Even if rx=rx2, offx>offx2, resulting in a leftward shift of about 5% of rx. Then, the lateral diameter of the deformed small ellipse in the X-axis direction is set to 30% of the deformed large ellipse for each of the left direction (negative direction) and the right direction (positive direction), rrx=rx·0.3, rrx2=rx2·0. .3, the processing according to the following [Equation 15] is executed, and the X-axis direction of the pixel (x, y, z) satisfying Mask (x, y, z)=1 and the deformed small ellipse is Calculate the distance ratio xx.

〔数式15〕
x<Cx(z)の場合:xx=(x-Cx(z)+offx)/rrx
x≧Cx(z)の場合:xx=(x-Cx(z)+offx2)/rrx2
[Formula 15]
If x<Cx(z): xx=(x−Cx(z)+offx)/rrx
If x≧Cx(z): xx=(x−Cx(z)+offx2)/rrx2

変形小楕円のX軸方向のパラメータが特定されたら、変形小楕円のY軸方向のパラメータである中心のY座標(中心座標の縦方向成分)およびY軸方向の縦径を特定するが、これについては部位ごとに顕著な差があるため、3つの部位に分けて特定する。そして、〔数式15〕のように部位ごとに距離比率xxを算出し、いずれかの部位において変形小楕円の外側であるか否かを判断する。はじめに、上胸部側で変形小楕円の中心のY座標およびY軸方向の縦径を特定し、先に特定した変形小楕円の中心のX座標およびX軸方向の横径とともに変形小楕円の外側であるか否かを判断する(ステップS63)。具体的には、変形小楕円の中心のY座標を、変形大楕円の重心Y座標Cy(z)から背方向(正方向)の縦径ry2だけずらした点に対して、offyだけ背方向(正方向)にずらした位置に配置する。変形大楕円の重心Y座標Cy(z)から背方向(正方向)に縦径ry2だけずらした点は、幾何形状KAの下端を示している。そして、以下の〔数式16〕に従った処理を実行して、変形小楕円の縦径rryを算出する。〔数式16〕においてOffyはCT画像ごとに調整する前後位置補正比率で1.0~1.5を設定する。 Once the parameters of the deformed small ellipse in the X-axis direction are specified, the center Y-coordinate (vertical component of the center coordinate) and the vertical diameter in the Y-axis direction, which are the parameters of the deformed small ellipse in the Y-axis direction, are specified. Since there is a remarkable difference for each part, it is divided into three parts and specified. Then, the distance ratio xx is calculated for each part as in [Formula 15], and it is determined whether or not any part is outside the deformed small ellipse. First, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse and the longitudinal diameter in the Y direction are specified on the upper chest side, and the outside of the deformed small ellipse is determined together with the previously specified X coordinate of the center of the deformed small ellipse and the lateral diameter in the X direction. (step S63). Specifically, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse is shifted from the Y coordinate of the center of gravity Cy(z) of the deformed large ellipse by the vertical diameter ry2 in the back direction (positive direction), and is offset by offy in the back direction ( positive direction). A point shifted from the barycentric Y-coordinate Cy(z) of the deformed great ellipse in the backward direction (positive direction) by the vertical diameter ry2 indicates the lower end of the geometric shape KA. Then, the process according to [Formula 16] below is executed to calculate the vertical diameter rry of the deformed small ellipse. In [Equation 16], Offy is a front-back position correction ratio adjusted for each CT image, and is set to 1.0 to 1.5.

〔数式16〕
offy=1.5・ry2・Offy
rry=0.95・b2・{H2(z)}2/H2c(z)
[Formula 16]
offy=1.5*ry2*offy
rry=0.95·b2·{H2(z)} 2 /H2c(z)

〔数式16〕に従った処理を実行して上胸部側における変形小楕円のY方向の位置と縦径が算出されたら、算出されたoffy、rryを用いて、以下の〔数式17〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)と変形小楕円とのY軸方向の距離比率yyを算出する。 After the Y-direction position and vertical diameter of the deformed small ellipse on the upper chest side are calculated by executing the processing according to [Equation 16], the calculated offy and rry are used to perform the following [Equation 17]. Then, the distance ratio yy in the Y-axis direction between the pixel (x, y, z) that satisfies Mask (x, y, z)=1 and the deformed small ellipse is calculated.

〔数式17〕
yy=(y-Cy(z)-ry2-offy)/rry
[Formula 17]
yy=(y-Cy(z)-ry2-off)/rry

〔数式17〕における(y-Cy(z)-ry2-offy)は、幾何形状KBの中心座標の縦方向成分が幾何形状KAの下端より幾何形状KAの縦径だけ下方にずれた位置にあることを示している。さらに、以下の〔数式18〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)が変形小楕円の外側であるか否かを判定する。 (y-Cy(z)-ry2-offy) in [Equation 17] is at a position where the vertical component of the center coordinates of the geometric shape KB is shifted downward from the lower end of the geometric shape KA by the vertical diameter of the geometric shape KA. It is shown that. Further, the process according to [Formula 18] below is executed to determine whether or not the pixel (x, y, z) that satisfies Mask (x, y, z)=1 is outside the deformed small ellipse. do.

〔数式18〕
xx2+yy2>1.0
[Formula 18]
xx 2 +yy 2 >1.0

〔数式18〕を満たす場合、上胸部側における変形小楕円の外側であることになり、〔数式18〕を満たさない場合、上胸部側における変形小楕円の内側であることになる。 If [Formula 18] is satisfied, it is outside the deformed small ellipse on the upper chest side, and if [Formula 18] is not satisfied, it is inside the deformed small ellipse on the upper chest side.

ステップS63における処理の結果、上胸部側における変形小楕円の外側であると判断された場合は、境界部で変形小楕円の中心のY座標およびY軸方向の縦径を特定し、先に特定した変形小楕円の中心のX座標およびX軸方向の横径とともに変形小楕円の外側であるか否かを判断する(ステップS64)。具体的には、変形小楕円の中心のY座標を、変形大楕円の重心Y座標Cy(z)から背方向(正方向)に縦径ry2だけずらした点に対して、offyだけ背方向(正方向)にずらした位置に配置する。そして、以下の〔数式19〕に従った処理を実行して、変形小楕円の縦径rryを算出する。〔数式19〕においてOffyはCT画像ごとに調整する前後位置補正比率で1.0~1.5を設定する。 As a result of the processing in step S63, if it is determined that the area is outside the deformed small ellipse on the upper chest side, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse and the vertical diameter in the Y-axis direction are specified at the boundary, It is determined whether or not it is outside the deformed small ellipse along with the X coordinate of the center of the deformed small ellipse and the lateral diameter in the X-axis direction (step S64). Specifically, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse is offset from the Y coordinate of the center of gravity Cy(z) of the deformed large ellipse in the backward direction (positive direction) by the vertical diameter ry2, and the point is offset by offy in the backward direction ( positive direction). Then, the process according to [Formula 19] below is executed to calculate the vertical diameter rry of the deformed small ellipse. In [Equation 19], Offy is a front-back position correction ratio adjusted for each CT image, and is set to 1.0 to 1.5.

〔数式19〕
offy=ry2・Offy
rry=1.52・ry2
[Formula 19]
offy=ry2.offy
rry=1.52.ry2

〔数式19〕に従った処理を実行して境界部における変形小楕円のY方向の位置と縦径が算出されたら、算出されたoffy、rryを用いて、上記〔数式17〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)と変形小楕円とのY軸方向の距離比率yyを算出する。さらに、上記〔数式18〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)が変形小楕円の外側であるか否かを判定する。 After the Y-direction position and vertical diameter of the deformed small ellipse at the boundary are calculated by executing the processing according to [Formula 19], the calculated offy and rry are used to perform the processing according to [Formula 17] above. to calculate the distance ratio yy in the Y-axis direction between the pixel (x, y, z) that satisfies Mask (x, y, z)=1 and the deformed small ellipse. Furthermore, the process according to the above [Formula 18] is executed to determine whether or not the pixel (x, y, z) that satisfies Mask (x, y, z)=1 is outside the deformed small ellipse. .

ステップS64における処理の結果、境界部における変形小楕円の外側であると判断された場合は、腹部側で変形小楕円の中心のY座標およびY軸方向の縦径を特定し、先に特定した変形小楕円の中心のX座標およびX軸方向の横径とともに変形小楕円の外側であるか否かを判断する(ステップS65)。具体的には、変形小楕円の中心のY座標を、変形大楕円の重心Y座標Cy(z)から背方向(正方向)に縦径ry2だけずらした点に対して、offyだけ背方向(正方向)にずらした位置に配置する。そして、以下の〔数式20〕に従った処理を実行して、変形小楕円の縦径rryを算出する。〔数式20〕においてOffyはCT画像ごとに調整する前後位置補正比率で1.0~1.5を設定する。 As a result of the processing in step S64, if it is determined that the area is outside the deformed small ellipse at the boundary, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse and the vertical diameter in the Y-axis direction are specified on the ventral side. Along with the X-coordinate of the center of the deformed small ellipse and the lateral diameter in the X-axis direction, it is determined whether or not they are outside the deformed small ellipse (step S65). Specifically, the Y coordinate of the center of the deformed small ellipse is offset from the Y coordinate of the center of gravity Cy(z) of the deformed large ellipse in the backward direction (positive direction) by the vertical diameter ry2, and the point is offset by offy in the backward direction ( positive direction). Then, the process according to [Formula 20] below is executed to calculate the vertical diameter rry of the deformed small ellipse. In [Formula 20], Offy is a front-back position correction ratio adjusted for each CT image, and is set to 1.0 to 1.5.

〔数式20〕
offy=0.5・ry2・Offy
rry=0.95・b2・{H2c(z)}2/H2(z)
[Formula 20]
offy=0.5*ry2*offy
rry=0.95·b2·{H2c(z)} 2 /H2(z)

〔数式20〕に従った処理を実行して腹部側における変形小楕円のY方向の位置と縦径が算出されたら、算出されたoffy、rryを用いて、上記〔数式17〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)と変形小楕円とのY軸方向の距離比率yyを算出する。さらに、上記〔数式18〕に従った処理を実行して、Mask(x、y、z)=1を満たす画素(x、y、z)が腹部側における変形小楕円の外側であるか否かを判定する。 After the Y-direction position and vertical diameter of the deformed small ellipse on the abdominal side are calculated by executing the processing according to [Formula 20], the calculated offy and rry are used to perform the processing according to [Formula 17] above. to calculate the distance ratio yy in the Y-axis direction between the pixel (x, y, z) that satisfies Mask (x, y, z)=1 and the deformed small ellipse. Furthermore, the process according to the above [Formula 18] is performed to determine whether the pixel (x, y, z) satisfying Mask (x, y, z)=1 is outside the deformed small ellipse on the ventral side. judge.

図18は、〔数式15〕および〔数式17〕により算出されるX軸方向およびY軸方向の2乗和が1になる条件を満たす幾何形状KBである変形小楕円を幾何形状KAである変形大楕円に重ねた状態を示す図である。図18に示すように、変形小楕円の内側の領域では、変形大楕円の内側であっても、後述するステップS66において、マスク値=0に設定される。 FIG. 18 shows a deformed small ellipse that is the geometric shape KB that satisfies the condition that the sum of the squares in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by [Formula 15] and [Formula 17] becomes 1, and that is the deformed small ellipse that is the geometric shape KA. It is a figure which shows the state superimposed on a large ellipse. As shown in FIG. 18, in the area inside the deformed small ellipse, the mask value is set to 0 in step S66, which will be described later, even if it is inside the deformed large ellipse.

ステップS65における処理の結果、腹部側における変形小楕円の外側であると判断された場合は、マスクデータMask(x、y、z)の値は1のまま変更せず、ステップS67に進む。一方、ステップS63、S64、S65のいずれか1つにおいて、変形小楕円の内側であると判断された場合は、その画素(x、y、z)についてマスクデータMask(x、y、z)=0に変更する。 As a result of the processing in step S65, if it is determined that the area is outside the deformed small ellipse on the abdominal side, the value of the mask data Mask (x, y, z) remains 1 and the process proceeds to step S67. On the other hand, in any one of steps S63, S64, and S65, if it is determined that the pixel (x, y, z) is inside the deformed small ellipse, mask data Mask (x, y, z)= change to 0.

ステップS63~S66の処理の結果、上胸部側、境界部、腹部側のいずれかにおける変形小楕円の内側であった場合には、椎骨領域内であると判断されマスクデータMask(x、y、z)=0に変更され、上胸部側、境界部、腹部側の全てにおいて変形小楕円の外側である場合には、椎骨領域外であると判断されマスクデータMask(x、y、z)=1のまま保持される。ただし、椎骨領域外であると判断された変形小楕円の外側の周辺領域に椎骨が残留している可能性がある。残留している椎骨領域周辺には血管領域も存在し、骨領域と血管領域ともCTの信号値が高めで互いに被っているため、周辺領域の画素が椎骨領域に含まれるか否かを信号値だけで判断することは難しい。しかし、骨領域は血管領域に比べ信号値の変化大きいという特性があるため、周辺領域の画素が骨領域に含まれるか否かを信号値の勾配で判断する方法を提案する。そこで、腹部側の変形小楕円の外側の周辺領域でマスクデータMask(x、y、z)=1を満たす画素に対して、当該画素にXYZの各方向に隣接する画素の信号値の勾配ベクトルを用いて骨領域か否かを判断しながらマスク修正を行う(ステップS67)。変形小楕円は部位ごとに形状が異なるが、判断のプロセスを容易にするため、本開示では最も面積が広い腹部側の変形小楕円の周辺領域に限定して判断する。 As a result of the processing in steps S63 to S66, if it is inside the deformed small ellipse on either the upper chest side, the boundary part, or the abdominal side, it is judged to be in the vertebrae region, and the mask data Mask (x, y, z) is changed to 0, and if it is outside the deformed small ellipse on the upper chest side, boundary part, and abdomen side, it is judged to be outside the vertebral bone region, and mask data Mask (x, y, z) = It is kept as 1. However, there is a possibility that the vertebra remains in the peripheral region outside the deformed small ellipse determined to be outside the vertebrae region. A vascular region also exists around the remaining vertebral region, and the CT signal value of both the bone region and the vascular region is high and covers each other. It's hard to judge by yourself. However, since the bone region has a characteristic that the signal value changes more than the blood vessel region, a method of determining whether or not the pixels in the peripheral region are included in the bone region is proposed based on the gradient of the signal value. Therefore, for a pixel satisfying mask data Mask (x, y, z)=1 in the peripheral region outside the deformed small ellipse on the ventral side, the gradient vector of the signal value of the pixel adjacent to the pixel in each of the XYZ directions is used to determine whether it is a bone region or not (step S67). The deformed small ellipse has a different shape for each part, but in order to facilitate the judgment process, in the present disclosure, judgment is limited to the area around the deformed small ellipse on the abdominal side, which has the largest area.

具体的には、以下の〔数式21〕を満たす領域を腹部側の変形小楕円の外部を含む周辺領域の内側であると定義する。 Specifically, the region satisfying the following [Formula 21] is defined as the inside of the peripheral region including the outside of the deformed small ellipse on the abdominal side.

〔数式21〕
xx2+yy2<3.0
[Formula 21]
xx2 + yy2 <3.0

〔数式18〕において1.0と比較して上胸部側、境界部、腹部側の変形小楕円の内外を判定したのに対して、〔数式21〕においては腹部側の変形小楕円の3倍の面積の周辺領域に含まれるか否かを判定している。変形小楕円の周辺領域は幾何形状KBに対して所定の1より大きい倍率(本実施形態ではルート3倍)を乗算した拡大幾何形状KB(横径および縦径がルート3倍拡大した第2の幾何形状)を示している。 In [Formula 18], the inside and outside of the deformed small ellipse on the upper chest side, the boundary part, and the abdomen side are determined by comparing with 1.0. is included in the peripheral region of the area of . The peripheral area of the deformed small ellipse is obtained by multiplying the geometric shape KB by a predetermined magnification larger than 1 (in this embodiment, the root 3 times), which is an enlarged geometric shape KB (a second geometric shape KB whose horizontal and vertical diameters are enlarged by the root 3 times). geometry).

〔数式21〕に従った処理の結果、変形小楕円の周辺領域の内側である場合は、以下の〔数式22〕に従った処理を実行して、断層画像Do(x、y、z)における勾配ベクトルGr(x、y、z)を算出する。 As a result of the processing according to [Equation 21], if it is inside the peripheral region of the deformed small ellipse, the processing according to [Equation 22] below is performed, and the tomographic image Do (x, y, z) A gradient vector Gr (x, y, z) is calculated.

〔数式22〕
Gr(x、y、z)=[Do(x+1、y、z)-Do(x-1、y、z),Do(x、y+1、z)-Do(x、y-1、z),Do(x、y、z+1)-Do(x、y、z-1)]
[Formula 22]
Gr (x, y, z) = [Do (x + 1, y, z) - Do (x - 1, y, z), Do (x, y + 1, z) - Do (x, y - 1, z), Do(x,y,z+1)−Do(x,y,z−1)]

〔数式22〕に示すように、断層画像(z)毎に、当該画素(x、y、z)の近傍画素の信号値を基に勾配ベクトルを算出する際、近傍画素として当該画素が含まれる断層画像に隣接する2つの断層画像(z-1)、(z+1)に含まれる当該画素と同一の2次元座標(x、y)の画素の信号値も含むようにしている。さらに、以下の〔数式23〕に従った処理を実行して、勾配ベクトルGr(x、y、z)の大きさが所定の閾値である骨領域下限値Sboneより大きいか否かを判定する。 As shown in [Equation 22], when the gradient vector is calculated based on the signal values of the neighboring pixels of the pixel (x, y, z) for each tomographic image (z), the pixel is included as a neighboring pixel. The signal values of the pixels of the same two-dimensional coordinates (x, y) as the pixels included in the two tomographic images (z−1) and (z+1) adjacent to the tomographic image are also included. Further, a process according to [Equation 23] below is executed to determine whether or not the magnitude of the gradient vector Gr(x, y, z) is greater than the bone region lower limit value Sbone, which is a predetermined threshold.

〔数式23〕
|Gr(x、y、z)|>Sbone
[Formula 23]
|Gr(x,y,z)|>Sbone

骨領域下限値Sboneとしては30~300の値が設定される。本実施形態では、Sbone=60としている。勾配ベクトルGr(x、y、z)の大きさ|Gr(x、y、z)|が骨領域下限値Sboneより大きい場合は、椎骨領域内であると判断しマスクデータMask(x、y、z)=0に変更する。 A value of 30 to 300 is set as the bone region lower limit value Sbone. In this embodiment, Sbone=60. If the magnitude |Gr(x, y, z)| of the gradient vector Gr(x, y, z) is greater than the bone region lower limit value Sbone, it is determined to be in the vertebrae region, and the mask data Mask(x, y, z)=0.

上記実施形態では、被写体領域算出手段、被写体領域補正手段、被写体形状算出手段、マスクデータ生成手段が、幾何形状KAについてマスクデータを生成した後、幾何形状KBについてマスクデータを修正することにより、幾何形状KAの内部かつ幾何形状KBの外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成した。上記実施形態に限定されず、幾何形状KAの内部かつ幾何形状KBの外部となる幾何形状KCで近似した後、幾何形状KCの内部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the subject area calculation means, the subject area correction means, the subject shape calculation means, and the mask data generation means generate the mask data for the geometric shape KA, and then correct the mask data for the geometric shape KB. A mask value defining whether or not the pixel is included inside the shape KA and outside the geometric shape KB was calculated, and mask data holding the mask value for each pixel was generated. Not limited to the above embodiment, after approximating with a geometric shape KC that is inside the geometric shape KA and outside the geometric shape KB, a mask value that defines whether or not it is included inside the geometric shape KC is calculated, and each It is also possible to generate mask data holding mask values for pixels.

上述のように、本実施形態に係るマスク生成装置100では、マルチコアCPUであるCPU1がプログラムを実行することにより、被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50が実現される。このプログラムは、読み込んで取得した断層画像を複数(例えばN個)の断層画像群に分割し、各CPUスレッドに各断層画像群の処理スレッドを割り当てて、各処理を並行して行う。マスク生成装置100を、汎用的なコンピュータであるパソコンで実現した場合について説明する。図19は、コンピュータによりマスク生成装置100を実現する場合の並列化処理を示す図である。図19はN=8個の断層画像群に分割して実行させる例を示している図19に示すように、被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50が、アプリケーションプログラムにより実現される。例えばN=8個の断層画像群に分割する場合、アプリケーションプログラムは、8個の各断層画像群に対する処理を8つの処理スレッド♯n1~処理スレッド♯n8に分割する。そして、被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50(アプリケーションプログラム)が稼働するマルチタスク・オペレーティングシステムのジョブスケジューラが、複数のCPUコア(物理コア)が有するCPUスレッド#1~CPUスレッド#8に割り当てる。 As described above, in the mask generation device 100 according to the present embodiment, the CPU 1, which is a multi-core CPU, executes programs to generate the subject area calculation means 20, the subject area correction means 30, the subject shape calculation means 40, and the mask data generation. Means 50 are implemented. This program divides the read and acquired tomographic images into a plurality of (for example, N) tomographic image groups, assigns a processing thread for each tomographic image group to each CPU thread, and performs each process in parallel. A case in which the mask generating apparatus 100 is realized by a personal computer, which is a general-purpose computer, will be described. FIG. 19 is a diagram showing parallel processing when the mask generation device 100 is implemented by a computer. As shown in FIG. 19, which shows an example of division into N=8 tomographic image groups and executed, subject area calculation means 20, subject area correction means 30, subject shape calculation means 40, and mask data generation are performed. Means 50 are implemented by an application program. For example, when dividing into N=8 tomographic image groups, the application program divides the processing for each of the 8 tomographic image groups into eight processing threads #n1 to #n8. A job scheduler of a multitasking operating system in which subject area calculation means 20, subject area correction means 30, subject shape calculation means 40, and mask data generation means 50 (application programs) operate operates a plurality of CPU cores (physical cores). CPU thread #1 to CPU thread #8.

図20は、コンピュータによりマスク生成装置100を実現する場合の並列化処理のソフトウェアによる流れを示す図である。図20はN=8個の断層画像群に分割して実行させる例を示している。図20に示すように、被写体領域算出手段20、被写体領域補正手段30、被写体形状算出手段40、マスクデータ生成手段50を実現するアプリケーションプログラムは、8個の各断層画像群に対する処理を8つの処理スレッド♯n1~処理スレッド♯n8に分割した後、それぞれ並列処理関数を起動する。そうすると、マルチタスク・オペレーティングシステムのジョブスケジューラが、8つのスレッド♯n1~スレッド♯n8を複数のCPUコアが有するCPUスレッド#1~CPUスレッド#8にそれぞれ割り当てる。このようにして、オペレーティングシステムにより空いているCPUコアのCPUスレッドに、処理すべき処理スレッドが割り当てられるため、並列処理が可能となる。図20の例では、アプリケーションプログラムが各CPUスレッドからの終了メッセージを待ち、全てのCPUスレッドから終了メッセージが得られたら、次の処理に移行する。 FIG. 20 is a diagram showing a software flow of parallel processing when the mask generating apparatus 100 is implemented by a computer. FIG. 20 shows an example of division into N=8 tomographic image groups for execution. As shown in FIG. 20, an application program that implements the subject area calculation means 20, the subject area correction means 30, the subject shape calculation means 40, and the mask data generation means 50 performs eight processes on each of the eight tomographic image groups. After dividing into thread #n1 to processing thread #n8, each parallel processing function is activated. Then, the job scheduler of the multitasking operating system allocates eight threads #n1 to #n8 to the CPU threads #1 to #8 of the plurality of CPU cores, respectively. In this way, the operating system allocates the processing threads to be processed to the CPU threads of the CPU cores that are free, thereby enabling parallel processing. In the example of FIG. 20, the application program waits for end messages from each CPU thread, and when the end messages are obtained from all CPU threads, the next process is performed.

図19、図20に示したように各処理スレッドを各CPUコアに物理的に割り当てる方法をとらず、各CPUスレッドに割り当てると、各CPUコアにより処理量のバラツキが均等化される。図21は、各CPUコアにおける処理スレッドの処理時間の様子を示す図である。図21において各CPUコアの右側に示す矩形は、横幅(図面左右方向)が時間を示している。8つの処理スレッドを4つのCPUコアに物理的にスレッド起動の順番通りに割り当てると、図21(a)に示すように、各CPUコアによる処理時間にバラツキが生じる。図21(a)においては、CPUコア#1による処理時間は、CPUコア#4による処理時間に比べて大幅に大きく、CPUコア#1による処理が律速になり、トータルの処理時間が延びる。本実施形態では、ジョブスケジューラが、4個のCPUコアの空き状況を考慮し、8個のCPUスレッドに割り当てる。この結果、図21(b)に示すように、各CPUコアによる処理時間を平準化することができ、トータルの処理時間が図2 1(a)に比べ短縮される。 Instead of physically allocating each processing thread to each CPU core as shown in FIG. 19 and FIG. FIG. 21 is a diagram showing processing times of processing threads in each CPU core. In FIG. 21, the width (horizontal direction of the drawing) of the rectangle shown on the right side of each CPU core indicates time. When eight processing threads are physically assigned to four CPU cores in the order of thread activation, the processing time of each CPU core varies as shown in FIG. 21(a). In FIG. 21(a), the processing time by the CPU core #1 is significantly longer than the processing time by the CPU core #4, and the processing by the CPU core #1 is rate-determining, extending the total processing time. In this embodiment, the job scheduler considers the availability of four CPU cores and allocates them to eight CPU threads. As a result, as shown in FIG. 21(b), the processing time of each CPU core can be leveled, and the total processing time is shortened compared to FIG. 21(a).

<3.3次元再構成像生成処理>
マスク生成装置により生成されたマスクデータMaskの適用例として、マスクデータMaskを用いて3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成装置について説明する。本開示の3次元再構成像生成装置は、マスク生成装置と同様、図2に示したようなハードウェア構成により実現され、CPU1がプログラムを実行することにより実現される。本開示の3次元再構成像生成装置は、公知の3次元再構成像生成処理部と、マスク生成部を備える。3次元再構成像生成処理部は、断層画像の各画素をボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルとマスクデータMaskに基づいて3次元再構成像を生成する。
<3. Three-dimensional reconstruction image generation processing>
As an application example of the mask data Mask generated by the mask generation device, a three-dimensional reconstruction image generation device that generates a three-dimensional reconstruction image using the mask data Mask will be described. The three-dimensional reconstructed image generating apparatus of the present disclosure is realized by the hardware configuration as shown in FIG. 2, like the mask generating apparatus, and is realized by the CPU 1 executing a program. The three-dimensional reconstructed image generation apparatus of the present disclosure includes a known three-dimensional reconstructed image generation processing section and mask generation section. The three-dimensional reconstructed image generation processing unit generates a three-dimensional reconstructed image based on three-dimensional voxels configured by arranging pixels of a tomographic image in a voxel space and mask data Mask.

本開示の3次元再構成像生成装置が備える3次元再構成像生成処理部と、マスク生成部は、いずれもCPU1がプログラムを実行することにより実現される。マスク生成部は、本開示のマスク生成装置と同様の機能を有する。本開示の3次元再構成像生成装置が備える3次元再構成像生成処理部は、ボリュームレンダリング画像、MIP(Maximum Intensity Projection)画像、MPR(Multi-PlanarReconstruction)画像などの3次元再構成像等を生成する。3次元再構成像生成処理部は、公知の技術を適用できるため詳細な説明は省略する。本開示の3次元再構成像生成装置では、複数の断層画像断層画像Do(x、y、z)から、2次元画像として3次元再構成像を生成する際、マスクデータMask(x、y、z)の値は0(非描画)であるか1(描画)であるかを参照しながら、対応する断層画像Doの画素(x、y、z)の値を用いて、3次元再構成像を生成する。このようにして、3次元再構成像を生成することにより、人体を撮像して得られた複数の断層画像を3次元的に可視化した3次元再構成像を生成する際に、椎骨等の不要な箇所をマスクして非描画とすることができる。 The three-dimensional reconstruction image generation processing unit and the mask generation unit included in the three-dimensional reconstruction image generation apparatus of the present disclosure are both implemented by the CPU 1 executing programs. The mask generator has the same functions as the mask generator of the present disclosure. The three-dimensional reconstruction image generation processing unit provided in the three-dimensional reconstruction image generation device of the present disclosure generates three-dimensional reconstruction images such as volume rendering images, MIP (Maximum Intensity Projection) images, and MPR (Multi-Planar Reconstruction) images. Generate. A known technique can be applied to the three-dimensional reconstructed image generation processing unit, so a detailed description thereof will be omitted. In the three-dimensional reconstruction image generation apparatus of the present disclosure, when generating a three-dimensional reconstruction image as a two-dimensional image from a plurality of tomographic images Do (x, y, z), mask data Mask (x, y, While referring to whether the value of z) is 0 (non-rendering) or 1 (rendering), using the values of the pixels (x, y, z) of the corresponding tomographic image Do, a three-dimensional reconstructed image to generate By generating a three-dimensional reconstructed image in this way, when generating a three-dimensional reconstructed image in which a plurality of tomographic images obtained by imaging the human body are three-dimensionally visualized, no vertebrae or the like are required. It is possible to mask such areas and make them non-drawing.

図22は、マスク生成装置により生成されたマスクデータを用いて生成した3次元再構成像を示す図である。図22(a)(b)は、いずれも人体の側面からの状態を表示したものである。図22(a)は、変形小楕円を利用しない従来のマスク生成装置で生成したマスクデータを用いた例であり、図22(b)は、変形小楕円を利用した本開示のマスク生成装置で生成したマスクデータを用いた例である。図22(a)と図22(b)を比較すると明らかなように、図22(b)に示した例では、右上方の椎骨部分が除去されて3次元再構成像が生成されている。 FIG. 22 is a diagram showing a three-dimensional reconstructed image generated using mask data generated by a mask generation device. 22(a) and 22(b) both show the state of the human body from the side. FIG. 22(a) is an example using mask data generated by a conventional mask generation device that does not use a deformed small ellipse, and FIG. This is an example using generated mask data. As is clear from a comparison of FIGS. 22(a) and 22(b), in the example shown in FIG. 22(b), the upper right vertebrae are removed to generate a three-dimensional reconstructed image.

以上、本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、CPU1として、複数のCPUコアを有し、並列処理が可能なマルチコアCPUを用いるようにしたが、1つのCPUコアが1つの処理スレッドの処理のみを行うシングルコアCPUを用いるようにしてもよい。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, a multi-core CPU having a plurality of CPU cores and capable of parallel processing is used as the CPU 1, but a single-core CPU in which one CPU core only processes one processing thread is used. may be used.

1・・・CPU(Central Processing Unit)
2・・・RAM(Random Access Memory)
3・・・記憶装置
4・・・指示入力I/F
5・・・データ入出力I/F
6・・・表示部
7・・・GPU
8・・・フレームメモリ
10・・・画像取得手段
20・・・被写体領域算出手段
30・・・被写体領域補正手段
40・・・被写体形状算出手段
50・・・マスクデータ生成手段
60・・・被写体候補領域
71・・・矩形領域(第1の矩形領域)
72・・・矩形領域(第2の矩形領域)
100・・・マスク生成装置
1 CPU (Central Processing Unit)
2 RAM (random access memory)
3... Storage device 4... Instruction input I/F
5 Data input/output I/F
6... Display unit 7... GPU
8 frame memory 10 image acquisition means 20 object area calculation means 30 object area correction means 40 object shape calculation means 50 mask data generation means 60 object Candidate area 71 Rectangular area (first rectangular area)
72 Rectangular area (second rectangular area)
100... mask generation device

Claims (19)

複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの幾何形状である第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状のパラメータを算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素に対するマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
を備えるマスク生成装置。
an image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images;
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the calculated contour of the subject region is approximated by two predetermined geometric shapes, namely, a first geometric shape and a second geometric shape having an area smaller than that of the first geometric shape. subject shape calculation means for calculating a geometric shape and parameters of the second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value for each pixel is held. a mask data generating means for generating mask data for
A mask generator comprising:
前記マスクデータ生成手段は、前記第2の幾何形状の中心座標の横方向成分が前記第1の幾何形状の中心の近傍に配置し、前記第2の幾何形状の中心座標の縦方向成分が前記第1の幾何形状の下端より下方の位置に配置し、前記第2の幾何形状の横方向のサイズが前記第1の幾何形状の横方向のサイズに所定の1未満の倍率を乗算し、前記第2の幾何形状の縦方向のサイズが前記第1の幾何形状の縦方向のサイズに所定の倍率を乗算した請求項1に記載のマスク生成装置。 The mask data generating means arranges the horizontal component of the center coordinates of the second geometric shape near the center of the first geometric shape, and arranges the vertical component of the center coordinates of the second geometric shape to the positioned below the lower end of the first geometric shape, wherein the lateral size of the second geometric shape is the lateral size of the first geometric shape multiplied by a predetermined scaling factor of less than one; 2. The mask generator of claim 1, wherein the vertical size of the second geometric shape is the vertical size of the first geometric shape multiplied by a predetermined scaling factor. 前記マスクデータ生成手段は、前記断層画像毎に、前記第2の幾何形状に対して所定の1より大きい倍率を乗算した拡大した第2の幾何形状を定義し、前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれ、かつ前記拡大した第2の幾何形状に含まれる画素に対して、当該画素の近傍画素の信号値を基に勾配ベクトルを算出し、算出された勾配ベクトルの大きさが所定の閾値より大きい場合、当該画素は前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれないとみなして前記マスク値を算出するようにしている請求項1に記載のマスク生成装置。 The mask data generating means defines, for each tomographic image, an enlarged second geometric shape obtained by multiplying the second geometric shape by a predetermined magnification larger than 1, and the inside of the first geometric shape And for a pixel included outside the second geometric shape and included in the expanded second geometric shape, a gradient vector is calculated based on the signal values of neighboring pixels of the pixel, and the calculated gradient vector is If the magnitude of the gradient vector is greater than a predetermined threshold, the pixel is considered not included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape, and the mask value is calculated. A mask generation apparatus according to claim 1. 前記マスクデータ生成手段は、前記断層画像毎に、当該画素の近傍画素の信号値を基に勾配ベクトルを算出する際、前記近傍画素として当該画素が含まれる断層画像に隣接する2つの断層画像に含まれる当該画素と同一の2次元座標の画素の信号値も含むようにしている請求項3に記載のマスク生成装置。 For each tomographic image, the mask data generating means, when calculating a gradient vector based on a signal value of a pixel in the neighborhood of the pixel, uses two tomographic images adjacent to the tomographic image including the pixel as the neighborhood pixel. 4. The mask generation device according to claim 3, wherein the signal values of pixels having the same two-dimensional coordinates as the included pixels are also included. 前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域を算出する
請求項1に記載のマスク生成装置。
2. The mask generation according to claim 1, wherein said subject area calculating means calculates, as said subject area, a first rectangular area which is a rectangular area enclosing an outermost area of an area in which pixels having a signal value greater than a predetermined threshold exist. Device.
前記被写体領域算出手段は、前記被写体領域として、信号値が所定の閾値より大きい画素が存在する領域の最外側を囲う矩形領域である第1の矩形領域の内部に定義される第2の矩形領域を算出する、
請求項1に記載のマスク生成装置。
The object area calculating means calculates, as the object area, a second rectangular area defined inside a first rectangular area which is a rectangular area surrounding an outermost area of an area in which pixels having a signal value larger than a predetermined threshold exist. to calculate
A mask generation apparatus according to claim 1.
前記被写体領域算出手段は、前記第2の矩形領域の中心座標が、前記第1の矩形領域内の信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標となるように、前記第2の矩形領域を算出する、
請求項6に記載のマスク生成装置。
The object area calculating means calculates the center coordinates of the second rectangular area so that the center coordinates are weighted by the signal values of the pixels in the first rectangular area whose signal values are greater than the predetermined threshold value. calculating a second rectangular region;
7. A mask generation device according to claim 6.
前記被写体領域算出手段は、
前記第2の矩形領域の中心座標を起点に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第2重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第2重心と右方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第2重心と下方向の第2重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出する、
請求項7に記載のマスク生成装置。
The subject area calculation means is
A second centroid which is barycentric coordinates weighted by the signal values of pixels whose signal values are greater than the predetermined threshold value within the range of the first rectangular area in four directions, up, down, left, and right, starting from the center coordinates of the second rectangular area. is calculated at 4 points,
calculating the horizontal size of the second rectangular area based on the calculated second center of gravity in the left direction and the second center of gravity in the right direction;
calculating the vertical size of the second rectangular area based on the calculated second center of gravity in the upward direction and the second center of gravity in the downward direction;
8. The mask generation device according to claim 7.
前記被写体領域算出手段は、
前記算出した4個の第2重心を起点に更に上下左右の4方向に前記第1の矩形領域の範囲で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の信号値で重み付けした重心座標である第3重心を4箇所算出し、
算出された左方向の第3重心と右方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第3重心と下方向の第3重心に基づいて前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを算出する、
請求項8に記載のマスク生成装置。
The subject area calculation means is
A third barycentric coordinate is weighted by the signal value of a pixel whose signal value is greater than the predetermined threshold within the range of the first rectangular area in four directions, up, down, left, and right, starting from the four calculated second barycenters. Calculate the center of gravity at four points,
calculating the horizontal size of the second rectangular area based on the calculated third center of gravity in the left direction and the calculated third center of gravity in the right direction;
calculating the vertical size of the second rectangular area based on the calculated third center of gravity in the upward direction and the third center of gravity in the downward direction;
9. A mask generation device according to claim 8.
前記被写体領域算出手段は、
算出された左方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の横方向のサイズを算出し、
算出された右方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の横方向のサイズを算出し、
算出された上方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第1の縦方向のサイズを算出し、
算出された下方向の第2重心または第3重心から前記第2の矩形領域の中心座標までの距離である第2の縦方向のサイズを算出する、
請求項8または請求項9に記載のマスク生成装置。
The subject area calculation means is
calculating a first horizontal size, which is the distance from the calculated second or third center of gravity in the left direction to the center coordinates of the second rectangular area;
calculating a second horizontal size, which is the distance from the calculated second or third center of gravity in the right direction to the center coordinates of the second rectangular area;
calculating a first vertical size, which is the distance from the calculated second or third center of gravity in the upward direction to the center coordinates of the second rectangular area;
calculating a second vertical size, which is the distance from the calculated second or third center of gravity in the downward direction to the center coordinates of the second rectangular area;
10. The mask generation device according to claim 8 or 9.
前記第1の幾何形状は、中心座標、中心座標から左端までの距離である第1の横方向のサイズ、中心座標から右端までの距離である第2の横方向のサイズ、中心座標から上端までの距離である第1の縦方向のサイズ、および中心座標から下端までの距離である第2の縦方向のサイズによって規定される幾何形状であり、
前記被写体形状算出手段は、
前記第1の幾何形状の中心座標として、前記第2の矩形領域の中心座標を算出し、
前記第1の幾何形状の第1の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第1の横方向のサイズを算出し、
前記第1の幾何形状の第2の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の横方向のサイズを算出し、
前記第1の幾何形状の第1の縦方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第1の縦方向のサイズを算出し、
前記第1の幾何形状の第2の縦方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の縦方向のサイズを算出する、
請求項10に記載のマスク生成装置。
The first geometry has a center coordinate, a first horizontal size that is the distance from the center coordinate to the left edge, a second horizontal size that is the distance from the center coordinate to the right edge, and a center coordinate to the top edge. and a second vertical size that is the distance from the center coordinate to the bottom edge;
The object shape calculation means is
calculating the center coordinates of the second rectangular area as the center coordinates of the first geometric shape;
calculating a first lateral size of the second rectangular region as the first lateral size of the first geometric shape;
calculating a second lateral size of the second rectangular region as the second lateral size of the first geometric shape;
calculating a first vertical size of the second rectangular region as the first vertical size of the first geometric shape;
calculating a second vertical size of the second rectangular region as the second vertical size of the first geometric shape;
11. The mask generation device according to claim 10.
前記被写体形状算出手段は、
算出した前記第1の幾何形状の第1の横方向のサイズおよび第2の横方向のサイズに互いに異なる横方向のサイズに対する倍率を乗算して前記第1の横方向のサイズおよび前記第2の横方向のサイズを補正し、
算出した前記第1の幾何形状の第1の縦方向のサイズおよび第2の縦方向のサイズに互いに異なる縦方向のサイズに対する倍率を乗算して前記第1の縦方向のサイズおよび前記第2の縦方向のサイズを補正する、
請求項11に記載のマスク生成装置。
The object shape calculation means is
The calculated first lateral size and second lateral size of the first geometric shape are multiplied by scaling factors for different lateral sizes to obtain the first lateral size and the second lateral size. Correct the horizontal size,
The calculated first longitudinal size and second longitudinal size of the first geometric shape are multiplied by scaling factors for different longitudinal sizes to obtain the first longitudinal size and the second longitudinal size. to correct the vertical size,
12. The mask generation apparatus according to claim 11.
前記第2の幾何形状は、中心座標、中心座標から左端までの距離である第1の横方向のサイズ、中心座標から右端までの距離である第2の横方向のサイズ、中心座標から上端および下端までの距離である縦方向のサイズによって規定される幾何形状であり、
前記被写体形状算出手段は、
前記第2の幾何形状の中心座標の横方向成分として、前記第2の矩形領域の中心座標の横方向成分を算出し、
前記第2の幾何形状の中心座標の縦方向成分として、前記第2の矩形領域の中心座標の縦方向成分を算出した値に、前記第2の矩形領域の第2の縦方向のサイズを算出した値を加算した値を算出し、
前記第2の幾何形状の第1の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第1の横方向のサイズを算出した値に所定の1未満の倍率を乗算した値を算出し、
前記第2の幾何形状の第2の横方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の横方向のサイズを算出した値に前記1未満の倍率を乗算した値を算出し、
前記第2の幾何形状の縦方向のサイズとして、前記第2の矩形領域の第2の縦方向のサイズを算出した値に所定の倍率を乗算した値を算出する、
請求項10に記載のマスク生成装置。
The second geometry has a center coordinate, a first lateral size that is the distance from the center coordinate to the left edge, a second lateral size that is the distance from the center coordinate to the right edge, a center coordinate to the top edge and A geometric shape defined by a vertical size that is the distance to the bottom edge,
The object shape calculation means is
calculating the horizontal component of the center coordinates of the second rectangular area as the horizontal component of the center coordinates of the second geometric shape;
As the vertical component of the center coordinates of the second geometric shape, the second vertical size of the second rectangular area is calculated based on the value obtained by calculating the vertical component of the center coordinates of the second rectangular area. Calculate the value obtained by adding the value obtained by
calculating, as the first horizontal size of the second geometric shape, a value obtained by multiplying the calculated value of the first horizontal size of the second rectangular area by a predetermined scaling factor of less than 1;
calculating, as the second horizontal size of the second geometric shape, a value obtained by multiplying the calculated value of the second horizontal size of the second rectangular area by the scaling factor of less than 1;
Calculate a value obtained by multiplying the value obtained by calculating the second vertical size of the second rectangular area by a predetermined magnification as the vertical size of the second geometric shape;
11. The mask generation device according to claim 10.
前記被写体形状算出手段は、
算出した前記第2の幾何形状の中心座標の縦方向成分に所定のオフセット値を加算して前記中心座標の縦方向成分を補正し、
算出した前記第2の幾何形状の第1の横方向のサイズおよび第2の横方向のサイズに互いに異なる横方向のサイズに対する倍率を乗算して前記第1の横方向のサイズおよび前記第2の横方向のサイズを補正し、
算出した前記第2の幾何形状の第1の縦方向のサイズに縦方向のサイズに対する倍率を乗算して前記縦方向のサイズを補正する、
請求項13に記載のマスク生成装置。
The object shape calculation means is
adding a predetermined offset value to the vertical component of the calculated center coordinates of the second geometric shape to correct the vertical component of the center coordinates;
The calculated first lateral size and second lateral size of the second geometric shape are multiplied by scaling factors for different lateral sizes to obtain the first lateral size and the second lateral size. Correct the horizontal size,
correcting the vertical size by multiplying the calculated first vertical size of the second geometric shape by a scaling factor for the vertical size;
14. A mask generation apparatus according to claim 13.
断層画像毎に、前記被写体領域算出手段により算出された被写体領域の縦方向のサイズと横方向のサイズの比率に応じた補正方法により該被写体領域を補正する被写体領域補正手段と、を更に備える、
請求項6から請求項14のいずれかに記載のマスク生成装置。
subject area correction means for correcting the subject area by a correction method according to the ratio of the vertical size and the horizontal size of the subject area calculated by the subject area calculation means for each tomographic image,
15. The mask generation device according to any one of claims 6 to 14.
前記被写体領域補正手段は、前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の縦方向のサイズを横方向のサイズで除算した縦横比率を算出し、
前記第1の矩形領域の内部で信号値が前記所定の閾値より大きい画素の個数を前記第2の矩形領域の面積で除算した面積比率を算出し、
前記縦横比率と所定の閾値との差分を基に重み値を算出し、算出した重み値を用いて前記縦横比率と前記面積比率を合成した合成比率を算出し、
前記被写体領域算出手段により算出された前記第2の矩形領域の横方向のサイズおよび縦方向のサイズの各々に前記合成比率を乗算して補正する、
請求項15に記載のマスク生成装置。
The subject area correction means calculates an aspect ratio by dividing the vertical size of the second rectangular area calculated by the subject area calculation means by the horizontal size,
calculating an area ratio obtained by dividing the number of pixels whose signal value is greater than the predetermined threshold within the first rectangular region by the area of the second rectangular region;
calculating a weight value based on the difference between the aspect ratio and a predetermined threshold, and using the calculated weight value to calculate a composite ratio obtained by synthesizing the aspect ratio and the area ratio;
correcting each of the horizontal size and the vertical size of the second rectangular area calculated by the subject area calculation means by multiplying the synthesis ratio;
16. A mask generation apparatus according to claim 15.
複数の断層画像を取得する画像取得手段と、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段と、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出手段と、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
前記断層画像の各画素をボクセル空間に配置して構成される3次元ボクセルと前記マスクデータに基づいて3次元再構成像を生成する3次元再構成像生成手段と、
を備える3次元再構成像生成装置。
an image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images;
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the subject shape calculation means for calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. a mask data generating means for generating mask data for
a three-dimensional reconstructed image generating means for generating a three-dimensional reconstructed image based on a three-dimensional voxel configured by arranging each pixel of the tomographic image in a voxel space and the mask data;
A three-dimensional reconstruction image generating device comprising:
コンピュータが、
複数の断層画像を取得する画像取得ステップと、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出ステップと、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出ステップと、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップと、
を実行するマスク生成方法。
the computer
an image acquisition step of acquiring a plurality of tomographic images;
a subject region calculation step of calculating a subject region based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the a subject shape calculation step of calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. a mask data generation step for generating mask data for
A mask generation method that performs
コンピュータを、
複数の断層画像を取得する画像取得手段、
断層画像毎に、各画素の信号値に基づいて被写体領域を算出する被写体領域算出手段、
断層画像毎に、算出された被写体領域の外郭を所定の2つの第1の幾何形状と前記第1の幾何形状より面積が小さい第2の幾何形状で近似し、当該第1の幾何形状および当該第2の幾何形状を算出する被写体形状算出手段、
断層画像毎に、断層画像の各画素が前記第1の幾何形状の内部かつ前記第2の幾何形状の外部に含まれるか否かを定義したマスク値を算出し、各画素のマスク値を保持するマスクデータを生成するマスクデータ生成手段、
として機能させるプログラム。
the computer,
image acquisition means for acquiring a plurality of tomographic images;
subject area calculation means for calculating a subject area based on the signal value of each pixel for each tomographic image;
For each tomographic image, the contour of the calculated subject region is approximated by two predetermined first geometric shapes and a second geometric shape having a smaller area than the first geometric shape, and the first geometric shape and the object shape calculation means for calculating a second geometric shape;
For each tomographic image, a mask value defining whether each pixel of the tomographic image is included inside the first geometric shape and outside the second geometric shape is calculated, and the mask value of each pixel is held. mask data generation means for generating mask data for
A program that acts as a
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