JPH0767446B2 - CT image contour extraction method - Google Patents
CT image contour extraction methodInfo
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- JPH0767446B2 JPH0767446B2 JP1179974A JP17997489A JPH0767446B2 JP H0767446 B2 JPH0767446 B2 JP H0767446B2 JP 1179974 A JP1179974 A JP 1179974A JP 17997489 A JP17997489 A JP 17997489A JP H0767446 B2 JPH0767446 B2 JP H0767446B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は病巣輪郭抽出方式に関し、特に癌の放射線治療
において、最適な放射線照射法を計画する際に放射線の
照射を決定する上で基礎となる癌病巣輪郭(ターゲッ
ト)の決定方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lesion contour extraction method, and in particular, in cancer radiotherapy, a cancer lesion contour that serves as a basis for determining radiation irradiation when planning an optimal radiation irradiation method ( Target).
従来技術 従来、この種の癌病巣輪郭(ターゲット)の決定は、互
いに関連する一連のCT(Computer Tomography)画像の
1枚1枚に対してグラフィックペン等によってオペレー
タである医師が手入力にて行っているのが現状である。
よって、極めて煩雑であるうえに、手入力であるために
ある程度の誤差が生じるという欠点を有している。2. Description of the Related Art Conventionally, this kind of cancer lesion contour (target) is determined by a doctor who is an operator manually inputting a series of CT (Computer Tomography) images related to each other with a graphic pen or the like. Is the current situation.
Therefore, in addition to being extremely complicated, there is a drawback that some errors occur due to manual input.
発明の目的 そこで、本発明はかかる従来のものの欠点を解決すべく
なされたものであって、その目的とするところは、煩雑
さ及び誤差をなくして自動的に癌病巣輪郭(ターゲッ
ト)の決定を行うようにしたCT画像の病巣輪郭抽出方式
を提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION Therefore, the present invention has been made to solve the drawbacks of the conventional ones, and an object thereof is to automatically determine a cancer lesion contour (target) without complexity and error. It is to provide a method of extracting a lesion contour of a CT image that is performed.
発明の構成 本発明によれば、互いに関連する複数のCT画像における
癌病巣の輪郭を抽出する病巣輪郭抽出方式であって、癌
が最も顕著にみられる1つのCT画像における癌病巣輪郭
中の1点を指定する入力手段と、前記1点のCT値を闘値
として、このCT画像の全画素につき2値化処理をなす2
値化手段と、前記1点を開始点として、この2値化処理
結果を用い癌病巣の輪郭を追跡抽出する輪郭抽出手段
と、前記癌病巣の重心位置を求める重心算出手段とを設
け、前記重心のCT値及び位置を、次のCT画像の闘値及び
輪郭追跡開始点としつつ前記2値化手段、輪郭抽出手
段、重心算出手段による各処理をなすようにしたことを
特徴とする病巣輪郭抽出方式が得られる。According to the present invention, there is provided a lesion contour extraction method for extracting contours of cancer lesions in a plurality of CT images which are related to each other, wherein one of the contours of cancer lesions in one CT image in which cancer is most prominent is detected. Input means for designating a point and the CT value of the one point are used as a threshold value to perform binarization processing for all pixels of this CT image.
There are provided a binarizing unit, a contour extracting unit that traces and extracts the contour of the cancer lesion using the result of the binarization with the one point as a starting point, and a centroid calculating unit that obtains the barycentric position of the cancer lesion. A lesion contour characterized by performing each processing by the binarizing means, contour extracting means, and centroid calculating means while using the CT value and position of the centroid as a threshold value and a contour tracking start point of the next CT image. The extraction method is obtained.
実施例 以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例のシステムブロック図である。
図において、入力装置1は透過型ディジタイザであり、
グラフィックピンによる手入力操作が行われる。本実施
例の処理では、癌が最も顕著に見られるCT画像に対して
癌病巣の輪郭中の1点を指定入力する操作と、アイソセ
ンタ(癌病巣の重心位置に相当)を入力する操作とが行
われる。FIG. 1 is a system block diagram of an embodiment of the present invention.
In the figure, the input device 1 is a transmissive digitizer,
A manual input operation is performed using the graphic pin. In the processing of the present embodiment, an operation of designating and inputting one point in the contour of a cancer lesion and an operation of inputting an isocenter (corresponding to the center of gravity of the cancer lesion) on the CT image in which the cancer is most prominent are performed. Done.
病巣輪郭抽出機構2は本発明の要旨となる機能部分であ
り、以下の4つの機能ブロックからなる。CT値/座標読
取部21は、入力装置1から入力され癌が最も顕著に見ら
れるCT画像に対して癌病巣の輪郭中の指定された1点の
CT値及びその座標値(x−y座標値)を読取る機能を有
する。ここで、CT値とは、被検体(人体)をCTスキャナ
で撮影した場合に得られる当該被検体の情報であり、被
検体のX線吸収率を表わした値である。The lesion contour extraction mechanism 2 is a functional part that is the gist of the present invention, and includes the following four functional blocks. The CT value / coordinate reading unit 21 detects the designated one point in the contour of the cancer lesion with respect to the CT image in which the cancer is most prominently input from the input device 1.
It has the function of reading CT values and their coordinate values (xy coordinate values). Here, the CT value is information on the subject (human body) obtained when the subject (human body) is imaged by a CT scanner, and is a value representing the X-ray absorption rate of the subject.
2値化部22は、当該指定された1点のCT値を闘値とし
て、このCT画像の全画素(全ピクセル)につき2値化処
理をなす機能を有する。The binarization unit 22 has a function of performing binarization processing on all pixels (all pixels) of this CT image using the designated CT value of one point as a threshold value.
境界抽出部23は、当該指定された1点を開始点として、
2値化処理結果を用いつつ癌病巣の輪郭を追跡抽出する
機能を有する。病巣重心算出部24は癌病巣の重心位置を
求める機能を有している。The boundary extraction unit 23 sets the designated one point as a start point,
It has a function of tracing and extracting the contour of a cancer lesion while using the binarization processing result. The focus centroid calculation unit 24 has a function of obtaining the centroid position of a cancer lesion.
CT画像ファイル3は互いに関連する一連のCT画像を予め
格納したファイルである。治療計画に必要なCT画像がハ
ードディスクに格納されており、処理に必要となった時
点で図示せぬメモリに読出され、各処理及び出力に使用
される。The CT image file 3 is a file in which a series of CT images related to each other is stored in advance. A CT image required for a treatment plan is stored in the hard disk, and when it is needed for processing, it is read out to a memory (not shown) and used for each processing and output.
出力装置4はクラフィックディスプレイであり、CT画像
の表示を行う。このディスプレイ上に表示されたCT画像
を見ながら、入力装置1による入力操作がなされる。The output device 4 is a graphic display and displays a CT image. An input operation is performed by the input device 1 while looking at the CT image displayed on this display.
第2図は第1図のブロックの動作を示すフローチャート
である。先ず、ステップ200及び201においては、癌が最
も顕著に現われているCT画像(この画像をCT画像No.nと
する)に対して、癌病巣輪郭中のある1点のみが入力装
置1のグラフィックペンにて指定入力される。この指定
された1点の座標(x0,y0)とCT値であるCTaとが読取ら
れる。FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the blocks of FIG. First, in steps 200 and 201, for a CT image in which cancer is most prominent (this image is referred to as CT image No. n), only one point in the contour of the cancer lesion is the graphic of the input device 1. It is specified and input with a pen. The coordinates (x 0 , y 0 ) of this designated one point and CT a , which is the CT value, are read.
次に、ステップ202において、当該CT画像No.nの全ピク
セルに対してCTa値を闘値として2値化処理が行われ
る。すなわち、各ピクセルのCT値がCTa値以上である場
合は“1"、それ以外は“0"とする2値化処理がなされ
る。これは、一般に癌組織のCT値が周辺組織に比べてわ
ずかに高いという事実によるものである。Next, in step 202, binarization processing is performed on all the pixels of the CT image No. n using the CT a value as a threshold value. That is, the binarization processing is performed by setting “1” when the CT value of each pixel is equal to or larger than the CT a value and “0” in other cases. This is due to the fact that the CT value of cancerous tissue is generally slightly higher than that of surrounding tissue.
次のステップ203においては、指定された上記1点の座
標(x0,y0)を始点として、癌病巣の境界追跡が行われ
る。この境界追跡は周知の3×3マスク法を用いた方法
により行うことができる。尚、この3×3マスク法の詳
細については、「コンピュータ画像処理」PP.65〜66、
安居院猛、中嶋正之共著、産報出版発行に開示されてい
る。In the next step 203, the boundary of the cancer lesion is traced starting from the coordinate (x 0 , y 0 ) of the designated one point. This boundary tracking can be performed by a method using the well-known 3 × 3 mask method. For details of this 3 × 3 mask method, refer to “Computer Image Processing” PP.65-66,
It has been disclosed in Takeshi Yasuiin and Masayuki Nakajima, published by the industry newsletter.
ステップ204においては、上記ステップにおいて得られ
た病巣からその重心を求めることになる。重心を求める
理由は次の如くである。以上のステップでは、CT画像N
o.nの癌病巣輪郭(ターゲット)が求められたわけであ
るが、以後はNo.n+1以上及びNo.n−1以前の全CT画像
に対して癌病巣の輪郭を求める必要がある。そこで、医
師の1点入力は以後必要とすることなく、自動的に次々
と各CT画像の癌病巣輪郭を求めるのであるが、互いに隣
接する2枚のCT画像においては、よりアイソセンタ(重
心)に近いCT画像の病巣の重心の座標は、もう1方のCT
画像の病巣内に含まれる可能性が非常に高いことを利用
して、当該重心を求めるのである。In step 204, the center of gravity of the lesion obtained in the above step is obtained. The reason for obtaining the center of gravity is as follows. In the above steps, CT image N
The cancer lesion contour (target) of “on” was obtained, but after that, it is necessary to obtain the contour of the cancer lesion for all CT images of No. n + 1 or more and No. n−1 or earlier. Therefore, the doctor's one-point input is not required thereafter, and the contours of cancer lesions in each CT image are automatically obtained one after another. However, in two adjacent CT images, the isocenter (center of gravity) is more The coordinates of the center of gravity of the lesion in the near CT image are the other CT
The center of gravity is obtained by utilizing the fact that the image is highly likely to be included in the lesion.
第3,4図は当該重心の求め方を説明する図である。病巣
輪郭上の点のうち、x,y座標での最大値xmax,ymaxを有す
る点、最小点xmin,yminを有する点を夫々求める。そう
して、仮の重心P(xc,yc)を下式にて求める。3 and 4 are diagrams for explaining how to obtain the center of gravity. Among the points on the lesion contour, the points having the maximum values x max and y max at the x and y coordinates and the points having the minimum points x min and y min are obtained, respectively. Then, the temporary center of gravity P (x c , y c ) is calculated by the following equation.
xc=(xmax−xmin)/2 yc=(ymax−ymin)/2 こうして求められた仮の重心位置Pが病巣輪郭内である
ことを確認する必要があるが、もし輪郭内でなければ、
輪郭内でかつ重心に近い点を求めることが必要となる。x c = (x max −x min ) / 2 y c = (y max −y min ) / 2 It is necessary to confirm that the temporary barycentric position P thus obtained is within the lesion contour. If not within
It is necessary to find a point within the contour and close to the center of gravity.
そこで、先ず病巣輪郭内であることを判定するアルゴリ
ズムを第3図(a),(b)を用いて説明する。上記で
求めた仮の重心Pを始点として、半直線を任意の方向に
引き、輪郭との交点を全て求める。このときの交点の数
が偶数個であるか、奇数個であるかにより、輪郭内外が
どうかが判定できる。Therefore, first, an algorithm for determining that it is within the lesion contour will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). Starting from the temporary center of gravity P obtained above, a half line is drawn in an arbitrary direction, and all intersection points with the contour are obtained. Whether the contour is inside or outside can be determined based on whether the number of intersections at this time is an even number or an odd number.
第3図(A)に示すように仮の重心Pが輪郭内であれ
ば、交点は奇数個であり、第3図(B)に示すように輪
郭外であれば偶数個となる。If the tentative center of gravity P is inside the contour as shown in FIG. 3 (A), the number of intersections is odd, and if outside the contour as shown in FIG. 3 (B), it is even.
このような方法で仮の重心Pが輪郭外であると判定され
た場合には、下記の方法にて重心P′を求めることにな
る。尚、輪郭内であると判定された場合には、仮の重心
Pが求める重心となることは明らかである。When it is determined that the provisional center of gravity P is outside the contour by such a method, the center of gravity P ′ is obtained by the following method. It is obvious that the provisional center of gravity P becomes the desired center of gravity when it is determined that it is within the contour.
第4図は重心P′を求める場合の説明図である。仮の重
心Pを始点としてx正方向、x負方向、y正方向及びy
負方向の夫々に半直線41〜44を伸ばす。これ等半直線41
〜44が輪郭と交わる順に、Pに近い方から、点xi1,xi2,
xi3,……と交点に番号を付していく(iは半直線41〜44
の下位桁の番号を示す)。FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining the center of gravity P '. Starting from the temporary center of gravity P, the positive x direction, negative x direction, positive y direction, and y
Extend half lines 41-44 in each of the negative directions. These half lines 41
In the order in which ~ 44 intersects the contour, the points x i1 , x i2 ,
Numbers are added to the intersections with x i3 , ... (i is a half line 41-44
Indicates the lower digit number).
そして、点xi1と点xi2との間の距離が最大の番号iを求
める。第4図の例ではi=3(y正方向)となる。この
点x31とx32との中点が求める重心P′となる。この重心
P′は必ずしも病巣の幾何学的重心である必要はなく、
次の1つの条件を満足すれば良い。すなわち、隣接する
CT画像において、このCT画像の重心P′と同じx,y座標
を持つ点が病巣輪郭内であるという条件である。Then, the number i having the maximum distance between the points x i1 and x i2 is obtained. In the example of FIG. 4, i = 3 (y positive direction). The midpoint between these points x 31 and x 32 is the center of gravity P ′ to be obtained. This center of gravity P ′ does not necessarily have to be the geometric center of gravity of the lesion,
It suffices if the following one condition is satisfied. I.e. adjacent
In the CT image, the condition is that a point having the same x and y coordinates as the center of gravity P ′ of this CT image is within the lesion outline.
次にNo.n+1のCT画像について上記と同様の処理が行わ
れるが、ステップ202において全ピクセルの2値化処理
がなされ、次のステップ203において、No.nのCT画像の
重心位置をスタート点として、3×3マスク法を用いた
境界追跡処理が行われる。Next, the same processing as described above is performed for the No. n + 1 CT image, but binarization processing of all pixels is performed in step 202, and in the next step 203, the barycentric position of the No. n CT image is set to the start point. As a result, boundary tracking processing using the 3 × 3 mask method is performed.
しかしながら、ここでまれにではあるが、病巣以外の輪
郭も抽出してしまう可能性があるので、この場合には、
医師はどの輪郭が病巣輪郭であるかを指定する。そし
て、No.n+1のCT画像の病巣重心をステップ204にて求
めるのである。However, in rare cases, it is possible to extract contours other than the lesion, so in this case,
The doctor specifies which contour is the lesion contour. Then, the lesion centroid of the No. n + 1 CT image is obtained in step 204.
以後同様に、No.n+2以降の各CT画像に対して自動的に
処理が進み、あるCT画像より後に、癌組織がないと医師
が判定すると、停止命令を指示する。これに応答してCT
スライスNo.の増大方向への癌病巣輪郭抽出が終了する
(ステップ205)。After that, similarly, the process automatically proceeds for each CT image of No. n + 2 and later, and when the doctor determines that there is no cancer tissue after a certain CT image, a stop command is issued. CT in response to this
The cancer lesion contour extraction in the increasing direction of the slice number is completed (step 205).
同様にNo.n−1,No.n−2,…のCT画像に対してもステップ
202,203,204の処理が繰返し行われ、医師の停止命令に
応答してCTスライスNo.1方向への癌病巣輪郭抽出が終了
することになる(ステップ206)。Similarly, for No.n−1, No.n−2, ... CT images, step
The processes of 202, 203, and 204 are repeated, and the cancer lesion contour extraction in the CT slice No. 1 direction ends in response to the doctor's stop command (step 206).
発明の効果 叙上の如く、本発明によれば、医師により指定された病
巣輪郭上の1点のCT値と座標とを基に、以後は自動的に
すべてのCTスライス画像の境界追跡処理が行われるの
で、煩雑さをなくすと共に、入手による誤差をなくすこ
とができるという効果がある。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, based on the CT value and the coordinate of one point on the lesion contour designated by the doctor, the boundary tracking processing of all CT slice images is automatically performed thereafter. Since it is performed, there is an effect that complexity can be eliminated and an error due to acquisition can be eliminated.
第1図は本発明の実施例のシステムブロック図、第2図
は本発明の実施例の動作フローチャート、第3図及び第
4図は重心を求めるアルゴリズムを説明する図である。 主要部分の符号の説明 21……CT値/座標読取部 22……2値化部 23……境界抽出部 24……病巣重心算出部FIG. 1 is a system block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation flowchart of the embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining an algorithm for obtaining a center of gravity. Description of main part code 21 …… CT value / coordinate reading unit 22 …… Binarization unit 23 …… Boundary extraction unit 24 …… Focal center of gravity calculation unit
Claims (1)
巣の輪郭を抽出する病巣輪郭抽出方式であって、癌が最
も顕著にみられる1つのCT画像における癌病巣輪郭中の
1点を指定する入力手段と、前記1点のCT値を闘値とし
て、このCT画像の全画素につき2値化処理をなす2値化
手段と、前記1点を開始点として、この2値化処理結果
を用い癌病巣の輪郭を追跡抽出する輪郭抽出手段と、前
記癌病巣の重心位置を求める重心算出手段とを設け、前
記重心のCT値及び位置を、次のCT画像の闘値及び輪郭追
跡開始点としつつ前記2値化手段、輪郭抽出手段、重心
算出手段による各処理をなすようにしたことを特徴とす
る病巣輪郭抽出方式。1. A lesion contour extraction method for extracting contours of cancer lesions in a plurality of CT images associated with each other, wherein one point in the contours of cancer lesions in one CT image in which cancer is most prominent is designated. Using the input means, the binarization means for binarizing all the pixels of this CT image with the CT value of the one point as the threshold value, and the binarization result of the one point as the starting point A contour extracting means for tracing and extracting the contour of the cancer lesion, and a centroid calculating means for determining the centroid position of the cancer lesion are provided, and the CT value and position of the centroid are used as the threshold value and contour tracing starting point of the next CT image. Meanwhile, a lesion contour extraction method characterized in that each processing by the binarization means, contour extraction means, and center of gravity calculation means is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179974A JPH0767446B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | CT image contour extraction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179974A JPH0767446B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | CT image contour extraction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345248A JPH0345248A (en) | 1991-02-26 |
| JPH0767446B2 true JPH0767446B2 (en) | 1995-07-26 |
Family
ID=16075239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179974A Expired - Lifetime JPH0767446B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | CT image contour extraction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767446B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002024801A (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Hitachi Medical Corp | Image processing method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4565796B2 (en) * | 2002-07-25 | 2010-10-20 | 株式会社日立メディコ | Diagnostic imaging equipment |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP1179974A patent/JPH0767446B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002024801A (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Hitachi Medical Corp | Image processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0345248A (en) | 1991-02-26 |
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