【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像上の臓器領域抽出方法、特にノイズの
少ない抽出画像を得る抽出方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for extracting an organ region on an image, and particularly to an extraction method for obtaining an extracted image with less noise.
医用画像中から特定の臓器を抽出したい例は多い。こ
の場合、抽出したい臓器用の閾値を与えておき、閾値よ
りも大（又は小）である画素を選択する。この選択画素
が抽出臓器用の画素である。閾値による選択を全画素に
ついて行えば、特定臓器が抽出されることになる。ま
た、医用画像は、種々の臓器画像を持つことを考慮し
て、閾値を変更更新しながら臓器抽出する例が、「医用
電子と生体工学」（第25巻１号、１ページ〜７ページ、
1988年秀潤社発行）に記載されている。There are many cases where it is desired to extract a specific organ from a medical image. In this case, a threshold value for an organ to be extracted is given, and a pixel larger (or smaller) than the threshold value is selected. This selected pixel is the pixel for the extracted organ. If the selection based on the threshold is performed for all pixels, a specific organ is extracted. In addition, in consideration of the fact that medical images have various organ images, an example in which organs are extracted while changing and updating a threshold value is described in “Medical Electronics and Biotechnology” (Vol. 25, No. 1, pp. 1-7,
Published by Shujunsha in 1988).
上記文献中の従来例は、臓器の種類によって抽出しや
すいものとそうでないものとがあることに注目しない。
それ故に、抽出しにくい臓器に対しては、正しい抽出は
行えず、ノイズが乗った画像となる。The prior art examples in the above-mentioned literature do not pay attention to the fact that some are easy to extract and others are not easy to extract depending on the type of organ.
Therefore, for an organ that is difficult to extract, correct extraction cannot be performed, and an image with noise is present.
このことをMRIによる画像の例で説明する。MRIの中で
マルチスピンエコー法がある。マルチスピンエコー法と
は、90゜パルスを印加した後、一定間隔で180゜パルス
を次々に印加するパルス印加法である。各180゜パルス
毎にエコー信号が得られる。180゜パルスの印加順序を
１次,2次，・・・と呼び、この各次数毎に得られるエコ
ー信号を、１次エコー信号,2次エコー信号，・・・と呼
ぶ。エコー信号は、１次エコー信号が最大で、次に２次
エコー信号,3次エコー信号という具合に次数が大きくな
る毎にエコー信号の振幅レベルは小さくなる。This will be described with an example of an MRI image. There is a multi spin echo method in MRI. The multi-spin echo method is a pulse application method in which a 90 ° pulse is applied and then 180 ° pulses are applied one after another at regular intervals. An echo signal is obtained for each 180 ° pulse. The order of application of the 180 ° pulse is referred to as primary, secondary,..., And the echo signals obtained for each order are referred to as primary echo signals, secondary echo signals,. As for the echo signal, the primary echo signal is maximum, and the amplitude level of the echo signal decreases as the order increases, such as the secondary echo signal and the tertiary echo signal.
かかるマルチスピンエコー法によれば、次数対応に画
像が得られる。そこで、次数対応のメモリ（次数メモ
リ）を用意しておき、次数対応に画像を格納する。これ
らのメモリの座標（被検体内の位置）毎に、全次数を横
軸に、次数毎の画素濃度を縦軸にとると、エコー次数対
画素濃度との対応曲線が得られる。この対応曲線例を第
５図に示す。右下りとなっているのは、次数の増大につ
れてエコー信号の振幅が小さくなるためである（前
述）。According to the multi-spin echo method, an image can be obtained according to the order. Therefore, a memory corresponding to the order (order memory) is prepared, and the image is stored according to the order. If the total order is plotted on the horizontal axis and the pixel density for each order is plotted on the vertical axis for each of the coordinates (positions in the subject) of these memories, a corresponding curve of echo order versus pixel density is obtained. An example of this correspondence curve is shown in FIG. The reason for the downward slope is that the amplitude of the echo signal decreases as the order increases (described above).
対応曲線は、臓器によって曲線l1,l2の如く種々の態
様をとる。従って、臓器毎に基準となる対応曲線を用意
しておき、メモリから得られる任意の座標での実際の対
応曲線とを比較し、同一又は近い態様であれば、その座
標には、その基準となった臓器が存在すると認定する。Corresponding curves take various forms such as curves l1 and l2 depending on the organ. Therefore, a corresponding curve serving as a reference is prepared for each organ, and the actual corresponding curve at an arbitrary coordinate obtained from the memory is compared. Recognize that there is a broken organ.
かかる認定を全座標について行えば、画像全体につい
ての臓器抽出が可能となる。If such recognition is performed for all coordinates, it is possible to extract an organ from the entire image.
然るに、臓器毎の対応曲線中には、以ているものがあ
る。例えば、脳と皮膚とは似かよった対応曲線となる。
骨と血管も似かよった対応曲線となる。従って、対応曲
線のみでは、これらの似かよった臓器相互の正確な区別
は出来ないことがあった。However, some of the correspondence curves for each organ include the following. For example, the corresponding curve is similar between the brain and the skin.
Bone and blood vessels have similar correspondence curves. Therefore, it was not always possible to accurately distinguish these similar organs from each other only with the corresponding curve.
これを第６図に示す。原画像１は、MRIで得た人間の
頭部断層画像であり、この画面には皮膚部領域２、骨部
領域３、脳部領域４、血管部領域５が画像として存在す
る。This is shown in FIG. The original image 1 is a tomographic image of a human head obtained by MRI. On this screen, a skin region 2, a bone region 3, a brain region 4, and a blood vessel region 5 exist as images.
そこで、原画像１から脳部４を抽出しようとすると、
皮膚部２の一部分が画面６にはノイズ画像2Aとして残
る。また、骨部３を抽出しようとすると、血管部５の一
部分がノイズ画像5Aとして残る。この結果、抽出臓器の
判断を誤ってしまうことがある。Then, when trying to extract the brain part 4 from the original image 1,
A part of the skin portion 2 remains on the screen 6 as a noise image 2A. Also, when trying to extract the bone part 3, a part of the blood vessel part 5 remains as the noise image 5A. As a result, the determination of the extracted organ may be erroneous.
本発明の目的は、個々の臓器領域について単体として
抽出しやすいかどうか、抽出しやすい領域とそうでない
領域の位置関係はどうかなどを利用した臓器領域抽出方
法を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organ region extraction method that utilizes whether an individual organ region can be easily extracted as a single body, and the positional relationship between an easily extracted region and a region that is not easily extracted.
本発明は、抽出しやすい領域を先ず求め、この領域に
ついての情報を利用してMRI原画像の中からノイズを含
む領域を残し、ノイズを発生する領域を削除した後、ノ
イズの多い領域を抽出する。The present invention first finds a region that is easy to extract, leaves a region containing noise from an MRI original image using information on this region, deletes a region where noise occurs, and then extracts a region with much noise. I do.
本発明によれば、ノイズの多い領域であっても、ノイ
ズを発生する領域を削除した後でノイズの多い領域を抽
出する。According to the present invention, even in a noisy region, a noisy region is extracted after deleting a region in which noise occurs.
本発明の抽出処理の原理を第２図，第３図で説明す
る。第２図は脳領域抽出例であり、先ず、（イ）に示す
原画像１から、脳部４よりもノイズが少なくて、外に凸
である骨部３を抽出する。この抽出結果を第２図（ロ）
に示す。（ロ）には、骨部３の他に血管部５が併せて抽
出された様子を示す。骨部３の他に血管部５が抽出され
ているのは、スピンエコー次数対画像濃度の対応曲線が
似ているためである。ここで、骨部３を抽出対象とした
のは、骨部３は脳部４の外部に存在する臓器であり、且
つ骨部３の外部に脳部４と区別しにくい皮膚部２が存在
するためである。The principle of the extraction process of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows an example of brain region extraction. First, a bone portion 3 which has less noise than the brain portion 4 and is convex outward is extracted from the original image 1 shown in FIG. Fig. 2 (b)
Shown in (B) shows a state where the blood vessel part 5 is extracted together with the bone part 3. The blood vessel part 5 is extracted in addition to the bone part 3 because the corresponding curves of the spin echo order and the image density are similar. Here, the bone part 3 is an extraction target because the bone part 3 is an organ existing outside the brain part 4, and the skin part 2 which is hard to be distinguished from the brain part 4 exists outside the bone part 3. That's why.
骨部３の抽出は、原画像１の各座標毎に行い、その抽
出法は、骨部３を示す基準の対応曲線と実際の対応曲線
とが同一か否かを判定し、同一となった時の座標を抽出
座標とするやり方である。The extraction of the skeleton 3 is performed for each coordinate of the original image 1, and the extraction method determines whether the reference corresponding curve indicating the skeleton 3 is the same as the actual corresponding curve, and determines that they are the same. In this method, the coordinates at the time are used as the extracted coordinates.
抽出した（ロ）の骨部の画像10はメモリに格納する。 The extracted (b) bone image 10 is stored in the memory.
次に、このメモリ内の骨部３の画像10を利用（参照）
して原画像１から、骨部３の外側の部分を削除する。削
除に際しては、骨部３の画像10を格納するメモリと原画
像１を格納する次数メモリとを対比する。先ず、画像１
と10との両者にそれぞれ左側方向ａからスキャンをかけ
る。画像10中では、骨部３及び血管部５は“1"これ以外
の座標の画素は、オールゼロとなっている（いわゆる２
値化されている）。このａ方向によるスキャンの結果、
２つの態様が存在する。第１は、その横方向走査線中骨
部３が全く存在しない場合である。走査線a1がこれに該
当する。走査線a1にあっては、すべての画素がゼロであ
る故に、原画像のa1走査線上の全画素を無条件にゼロと
する。これによって、骨部３よりも上部P1及び下部P2に
該当する原画像がすべてゼロとなる。第２は、その横方
向走査線中骨部３が存在する場合である。走査線a2がこ
れに該当する。この場合には、骨部３にぶつかった点で
走査線a2の走査を終了する。そして、このぶつかるまで
の原画像のa2走査線上の画素をすべてゼロとする。これ
によって、骨部３よりも左側P3に該当する原画像がすべ
てゼロとなる。Next, use the image 10 of the bone 3 in this memory (see)
Then, the portion outside the bone 3 is deleted from the original image 1. At the time of deletion, a memory for storing the image 10 of the bone 3 is compared with an order memory for storing the original image 1. First, image 1
A scan is applied to both of the images 10 and 10 from the left side direction a. In the image 10, the bone portion 3 and the blood vessel portion 5 are "1". Pixels at other coordinates are all zero (so-called 2).
Valued). As a result of the scan in the a direction,
There are two aspects. The first is a case where the bone 3 in the horizontal scanning line does not exist at all. Scanning lines a1 corresponds to this. In the scanning line a1, due all pixels is zero, and zero all pixels in a1 scan line of the original image unconditionally. This makes all the original image corresponding to the upper P1 and the lower P2 than the bone portion 3 zero. The second is the case where the bone part 3 in the horizontal scanning line exists. Scanning line a2 corresponds to this. In this case, it terminates the scanning of the scanning line a2 in that hit the bone 3. Then, all the pixels of a2 scan lines of the original image to the hit zero. This makes all the original image corresponding to the left side P3 than bone 3 zero.
次に、５側になるｂ方向からスキャンを、画像１と10
とに対してかける。このスキャンによって、右側の一部
の領域P4に該当する原画像がすべてゼロになる。Next, scanning from the b direction on the 5th side is performed for images 1 and 10
And call it. This scanning an original image corresponding to the region P4 of the right part is all zeros.
同様に、右側ｃ方向、下側ｄ方向からスキャンをかけ
る。Similarly, scanning is performed from the right side c direction and the lower side d direction.
かくして、原画像１にあっては、骨部３よりも外側の
画像がすべてゼロとなり、骨部３の外部が削除できたこ
とになる。これを（ハ）に示す。Thus, in the original image 1, the images outside the bone 3 are all zero, and the outside of the bone 3 has been deleted. This is shown in (c).
この４方向の走査によって、内部の血管部５を考慮す
ることなく削除処理ができるとの利点がある。The scanning in the four directions has an advantage that the deletion process can be performed without considering the internal blood vessel portion 5.
（ハ）の画像11によれば、骨部３の外部に存在した皮
膚部２が削除されたことになる。皮膚部２と脳部４とは
同一類似の対比曲線をしている故に、皮膚部２が削除さ
れたことにより、ノイズの発生源はなくなった。According to the image 11 in (c), the skin 2 existing outside the bone 3 has been deleted. Since the skin portion 2 and the brain portion 4 have the same and similar contrast curves, the noise source is eliminated by removing the skin portion 2.
次に、画像11に対して、脳部の基準対比曲線を与え
て、この対比曲線と同一となる座標を抽出する。かくし
て、（ニ）に示すように脳部４のみが抽出できた。Next, a reference comparison curve of the brain is given to the image 11, and coordinates that are the same as the comparison curve are extracted. Thus, only the brain part 4 could be extracted as shown in (d).
尚、第２図（ニ）では血管部5Bが併せて表示してあ
る。この表示は、血管部５を抽出したのではなく、脳部
の抽出によって、その内部の血管部が抽出されなかった
こと、即ち、血管部の除去されたあとの様子を示してい
るにすぎない。In FIG. 2 (d), the blood vessel portion 5B is also displayed. This display does not indicate that the blood vessel portion 5 was extracted, but only that the blood vessel portion inside was not extracted by the extraction of the brain portion, that is, the state after the blood vessel portion was removed. .
第３図は、血管部５の抽出例を示した。このために
は、血管部５と骨部３とが同一類似の対比曲線である故
に、骨部を削除する必要がある。そこで、第２図で既に
抽出した脳部画像を利用することとし、この脳部画像に
対して２値化処理を行い、第３図（ロ）の如き脳部領域
４内のみを“1"とし、外側を“0"とする。FIG. 3 shows an example of extraction of the blood vessel portion 5. For this purpose, it is necessary to delete the bone part because the blood vessel part 5 and the bone part 3 have the same and similar contrast curves. Therefore, the brain image already extracted in FIG. 2 is used, and a binarization process is performed on the brain image, and only “1” in the brain region 4 as shown in FIG. And the outside is “0”.
次に、原画像１と脳画像10とをスキャンする。このス
キャン法は、第２図と同じである。かくして、（ハ）に
示す如き脳部４及び血管部５を持つ画像が抽出できる。
最後に、（ニ）に示すように、血管部の基準対比曲線を
与えて血管部５を抽出する。Next, the original image 1 and the brain image 10 are scanned. This scanning method is the same as in FIG. Thus, an image having the brain part 4 and the blood vessel part 5 as shown in (c) can be extracted.
Finally, as shown in (d), a blood vessel part 5 is extracted by giving a reference contrast curve of the blood vessel part.
第１図は本発明の処理フローの実施例図を示す。先
ず、目的臓器に応じて、抽出すべき臓器に順番をつけて
おく。この順番は、あらかじめ計算機による実験で求め
ておく（F1）。第２図，第３図の例であれば、（骨部を
No.1,脳部をNo.2,血管部をNo.3）と番号づけする。これ
によって、抽出順序が骨部→脳部→血管部となる。FIG. 1 shows an embodiment of the processing flow of the present invention. First, the organs to be extracted are ordered according to the target organ. This order is determined in advance by a computer experiment (F1). In the example of FIG. 2 and FIG.
No. 1, the brain part is numbered No. 2, and the blood vessel part is numbered No. 3). Thus, the extraction order is bone → brain → vessel.
順番に従い、領域を抽出する。先ず、骨部を抽出する
（F2）。骨部のみの抽出目的であれば、骨部抽出を確認
して（F3）、終了する。Regions are extracted according to the order. First, a bone is extracted (F2). If the purpose is to extract only the bone, the extraction of the bone is confirmed (F3), and the process ends.
骨部の抽出目的ではなく、脳部や血管部の抽出目的で
あれば、骨部画像を２値化した上でこの抽出骨部と参照
して原画像から不必要な領域を削除する。例えば第２図
の例であれば、第２図（ハ）の画像を得る（F4）。If the purpose is not a bone part extraction purpose but a brain part or blood vessel part extraction part, an unnecessary area is deleted from the original image by binarizing the bone part image and referring to the extracted bone part. For example, in the case of FIG. 2, the image of FIG. 2 (c) is obtained (F4).
最後に、削除して得られた画像を原画像とし（F5）、
フローF2に戻る。フローF2では脳部の抽出を行う。脳部
抽出が目的であれば、フローF3でこれを確認して終了す
る。血管部抽出が目的であれば、脳部を２値化して、こ
れをもとに不必要な領域を削除する（F4）。以下、F5→
F2を経て、血管部の抽出を行う。Finally, the deleted image is used as the original image (F5),
Return to flow F2. In the flow F2, the brain is extracted. If the purpose is to extract the brain, this is confirmed in flow F3 and the processing is terminated. If the purpose is to extract a blood vessel, the brain is binarized and unnecessary regions are deleted based on the binarization (F4). Below, F5 →
After F2, the blood vessel part is extracted.
第４図は、処理システムの実施例を示す。このシステ
ムは、CPU20、主メモリ21、CRT22、キーボード23、共有
バス24より成る。主メモリ21のプログラムに従って、CP
U20は、第１図の処理を行う。尚、CRT22、キーボード23
はマンマシン用の機器であり、CRT22で画像表示して、
操作員はこの画像をみながらキーボード23を操作して種
々の操作指令を与える。この操作には、臓器番号を付与
する操作を含む。FIG. 4 shows an embodiment of the processing system. This system includes a CPU 20, a main memory 21, a CRT 22, a keyboard 23, and a shared bus 24. According to the program in the main memory 21, the CP
U20 performs the processing in FIG. In addition, CRT22, keyboard 23
Is a device for man-machine, displays images on CRT22,
The operator gives various operation commands by operating the keyboard 23 while viewing this image. This operation includes an operation of assigning an organ number.
プログラムによる処理の種類は以下となる。 The types of processing by the program are as follows.
（１）外側クリア（OUT CLR）……第２図，第３図の
（ハ）の画像を得る処理である。(1) Outer clear (OUT CLR): This is a process for obtaining the image shown in FIG. 2C and FIG.
（２）サンプリング（SAMP）……画素のサンプリングを
云う。(2) Sampling (SAMP): This refers to pixel sampling.
（３）参照クリア（RCLR）……外側クリアのための第２
図，第３図の（ロ）の画像参照する処理である。(3) Reference clear (RCLR): Second for outside clear
This is a process for referring to the image shown in FIG.
（４）一致度判定（COMP）……基準対比曲線を与えての
同一か否かの判定である。(4) Matching degree determination (COMP): determination of whether or not they are the same by giving a reference comparison curve.
（５）曲線判定…これは、（１），（４）の処理を使用
する。(5) Curve judgment: This uses the processing of (1) and (4).
（６）骨領域抽出…これは、（１），（５）の処理を使
用する。(6) Bone region extraction: This uses the processing of (1) and (5).
（７）脳領域抽出…これは、（６），（３），（５）の
処理を使用する。(7) Brain region extraction: This uses the processing of (6), (3), and (5).
（８）血管抽出……これは、（７），（３），（５）の
処理を使用する。(8) Blood vessel extraction... This uses the processing of (7), (3), and (5).
本実施例では、３つの臓器例を説明したが、これに限
定されることはない。また処理も、専用ハードウェアに
よっても実現可能である。In the present embodiment, three organ examples have been described, but the present invention is not limited thereto. The processing can also be realized by dedicated hardware.
その他の変形例を説明する。 Other modifications will be described.
（イ）MRI画像としたが、CT断層像等の医用画像一般に
も適用できる。また、画像一般にも適用できる。(B) Although the MRI image is used, the present invention can be applied to general medical images such as CT tomographic images. Further, the present invention can be applied to general images.
（ロ）臓器抽出に際しての番号の付け方は、抽出像にノ
イズの少ない順とするやり方、空間的にみて外側から内
側の順とするやり方以外に、抽出像が外に凸から内に凸
である順とするやり方、原画像濃度の高い順とするやり
方、これらの任意の組合せのやり方等がある。(B) The numbering method for organ extraction is such that the extracted image is convex from outward to inward, in addition to the method in which the extracted image is in the order of less noise and the method in which the spatial order is from outside to inside in terms of space. There is a way of ordering, the way of increasing the original image density, a way of any combination of these, and the like.
（ハ）抽出画像は、３次元画像情報として利用できた
り、その抽出臓器の診断情報としても利用できる。(C) The extracted image can be used as three-dimensional image information or as diagnostic information of the extracted organ.
本発明によれば、MRI画像に対して、抽出しにくい臓
器領域であっても適格に抽出できるようになった。According to the present invention, an organ region can be appropriately extracted from an MRI image even in an organ region that is difficult to extract.
第１図は本発明の処理フローの実施例図、第２図，第３
図はそれぞれ臓器抽出の説明図、第４図は本発明の処理
システム例図、第５図はマルチスピンエコー法のもとで
の特性図、第６図は従来例での臓器抽出の説明図であ
る。 １……原画像、10……抽出画像、11……削除後の画像、
12……最終抽出画像。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the processing flow of the present invention, and FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram of organ extraction, FIG. 4 is a diagram of an example of a processing system of the present invention, FIG. 5 is a characteristic diagram under the multi-spin echo method, and FIG. It is. 1 ... original image, 10 ... extracted image, 11 ... image after deletion,
12 ... The final extracted image.
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| JP1180506AJP2844472B2 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Organ region extraction method |
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