图像处理装置以及程序的制作方法_3

文档序号:9492675阅读:来源:国知局
使用由动态图像取得部110取得的摄影图像计算心脏壁的活动量,从而取得心拍周期的处理。详细而言,通过从动态图像检测心脏壁的变动,检测拍摄到各帧图像的定时的心脏的搏动的相位。然后,根据该心脏的搏动的相位决定心拍周期。[0151 ] 首先,作为从各帧图像MI检测心脏的轮廓的手法,能够采用各种公知的手法,例如,能够采用使用表示心脏的形状的模型(心脏模型)使X射线图像中的特征点与心脏模型的特征点对齐,从而检测心脏的轮廓的手法(参照例如“Image feature analysis andcomputer-aided diagnosis in digital rad1graphy -Automated analysis of sizes ofheart and lung in chest images,,,Nobuyuki Nakamori et al.,Medical Physics,Volume17,Issue 3,May,1990,pp.342-350.等)等。
[0152]图5是例示从各帧图像提取出的心脏的轮廓(心脏壁)的示意图。如图5(a)?(c)所示,能够观察到根据各帧图像提取有心脏壁HL1?HL3。
[0153]如图5所示,作为在动态图像中捕捉到的心脏壁HLI的变动的一个例子,采用心脏的宽度的变动。即,在图5(a)?图5(c)中例示了在心脏扩张的过程中,心脏的宽度从wl向w3变大的状态。
[0154]因此,通过使用上述说明过的方法等从各帧图像检测心脏的轮廓HLI,并检测心脏的宽度,从而能够检测心拍周期。
[0155]图6是针对构成动态图像的多个帧图像,例示拍摄时刻与心脏的宽度(心脏壁的活动量)的关系的示意图。在图6中,横轴表示时刻,纵轴表示心脏的宽度,圆标志表示检测到的心脏的宽度的值。
[0156]此处,将在时刻t捕捉到的心脏的宽度设为Hwt,将在时刻t+Ι捕捉到的心脏的宽度设为Hwt+Ι,在(Hwt+1-Hwt)彡0成立的情况下,在时刻t捕捉到的帧图像被分类为心脏的扩张时,在(Hwt+1-Hwt)〈0成立的情况下,在时刻t捕捉到的帧图像被分类为心脏的收缩时。
[0157]这样,通过检测心脏的宽度即心脏壁的变动,能够分类心脏的扩张时以及收缩时,所以能够检测心脏的搏动的相位。
[0158]如以上那样,在周期分类部115中,通过根据在动态图像中捕捉到的心脏壁的活动来检测心拍周期PC,能够按照该心拍周期PC单位来分类该多个帧图像MI,作为按照心拍周期PC单位分类之后的多个帧图像MI ’。
[0159]另外,心拍周期取得处理不仅可以是上述方法,也可以是使用从心电图仪4的相位检测部41 (参照图1)取得的结果来取得心拍周期PC的方法。S卩,能够通过与基于摄像装置1的摄像动作同步地进行基于心电图仪4的相位检测部41的检测动作来实现。
[0160]〈1-3-1-3.时间范围设定部120〉
[0161]接下来,作为生成缩略图图像SG的第2个预处理,在时间范围设定部120 (时间范围设定处理)中,具备在动态图像内的整体时间中(al)按照心拍周期PC单位来设定第1时间范围TR1的第1时间范围设定部121 (第1时间范围设定处理)和(a2)设定第2时间范围TR2的第2时间范围设定部122(第2时间范围设定处理)(参照图3)。另外,第2时间范围设定处理无需一定按照心拍周期PC单位(由一个或者多个心拍周期PC构成的时间)来设定第2时间范围TR2,但优选按照心拍周期PC单位来设定。
[0162]另外,第1时间范围TR1是指单一的时间范围。另外,第2时间范围TR2是指至少1个时间范围(单一的时间范围或者多个时间范围)。
[0163]此处,在按照心拍周期PC单位来设定第1及第2时间范围TR1、TR2时,能够使用通过周期分类部115按照心拍周期单位分类了的多个帧图像MI’而容易地设定。另外,也可以使用操作部23来设定第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2。
[0164]图7?图13是说明时间范围设定处理的不意图。另外,关于图7?图13所不的第1时间范围TR1中的缩略图图像SG1和第2时间范围TR2中的缩略图图像SG2的生成方法的详细情况后述。
[0165]图7是说明时间范围设定处理的示意图。另外,图7(a)是示出第2时间范围TR2的一个例子的图,图7(b)是示出第1时间范围TR1的一个例子的图。另外,图7(a)所示的图像显示块的下边表示动态图像的整体时间TA。
[0166]如图7所示,时间范围设定部120中的第1时间范围设定部121 (第1时间范围设定处理)设定第1时间范围TR1 (参照图7 (b)),第2时间范围设定部122 (第2时间范围设定处理)设定第2时间范围TR2(参照图7(a))。在图7所示的时间范围设定处理(基本)中,第1时间范围TR1和第2时间范围TR2是否重复是任意的,并且,第2时间范围TR2是否按照心拍周期PC单位也是任意的。
[0167]以下,参照图8?图15,说明对图7所示的时间设定处理(基本)附加了各种限制的时间范围设定处理(1)?(5)。
[0168]〈1-3-1-3-1.时间范围设定处理(1)>
[0169]在时间范围设定处理(1)中,具备父时间范围设定处理(父时间范围设定部123)(参照图3),设定动态图像内的整体时间中的、用于设定第1时间范围TR1和第2时间范围TR2的父时间范围TR0。此处,第1时间范围TR1和第2时间范围TR2都是存在于父时间范围TR0内的时间范围。
[0170]图8是说明时间范围设定处理(1)的示意图,是例示父时间范围TR0和第1及第2时间范围TR1、TR2的关系的图。如图8所示,在父时间范围设定处理(1)中,设定动态图像内的整体时间TA中的、用于设定第1时间范围TR1和第2时间范围TR2(在图8中示出有单一的第2时间范围TR2的设定例)的父时间范围TR0。此时,第1时间范围TR1和第2时间范围TR2都是存在于父时间范围TR0内的时间范围,第1时间范围TR1和第2时间范围TR2是否重复是任意的。
[0171]〈1-3-1-3-2.时间范围设定处理(2)>
[0172]在时间范围设定处理(2)中,设想在以时间范围设定处理(1)的设定条件进行设定时,第2时间范围TR2是单一的第2时间范围TR2时。S卩,时间范围设定处理(2)的第2时间范围设定处理进行设定为使第2时间范围TR2成为父时间范围TR0的全部时间范围的处理。
[0173]图9是说明时间范围设定处理(2)的示意图,是例示父时间范围TR0和第1及第2时间范围TR1、TR2的关系的图。如图9所示,第2时间范围设定处理进行设定为使第2时间范围TR2成为父时间范围TR0的全部时间范围的处理。在父时间范围设定处理中,在该父时间范围TR0(TR2)内设定第1时间范围TR1。
[0174]〈1-3-1-3-3.时间范围设定处理(3) >
[0175]在时间范围设定处理(3)中,除了时间范围设定处理⑴的设定条件以外,还可以进行设定为第1时间范围TR1和第2时间范围TR2各自全部的时间范围不重复、并且全部的时间范围连续的处理。
[0176]图10是说明时间范围设定处理(3)的示意图,是例示父时间范围TR0和第1及第2时间范围TR1、TR2的关系的图。另外,在图10中,示出了第2时间范围TR2由2个第2时间范围TR21以及TR22构成的情况。
[0177]如图10所示,在时间范围设定处理(3)中,设定为第1时间范围TR1与第2时间范围TR21之间以及第2时间范围TR21与第2时间范围TR22之间不重复、并且基于第1时间范围TR1和第2时间范围TR21的时间范围以及基于第2时间范围TR21和第2时间范围TR22的时间范围连续。
[0178]〈1-3-1-3-4.时间范围设定处理(4) >
[0179]在时间范围设定处理⑷中,除了时间范围设定处理⑴以及(3)的设定条件以夕卜,也可以还进行设定为第1时间范围TR1和第2时间范围TR2的合计时间范围与父时间范围TR0 —致的处理。
[0180]图11以及图12是说明时间范围设定处理(4)的示意图,是例示父时间范围TR0和第1及第2时间范围TR1、TR2的关系的图。另外,在图11中,示出了第2时间范围TR2是单一结构的情况,在图12中,示出了第2时间范围TR2由2个第2时间范围TR21以及TR22构成的情况。
[0181]在图11的情况下,时间范围设定处理(4)设定为第1时间范围TR1和第2时间范围TR2不相互重复而处于连续关系,第1时间范围TR1和第2时间范围TR2的合计时间范围与父时间范围TR0 一致(为“TRO = TR1+TR2”的关系)。
[0182]另一方面,在图12的情况下,时间范围设定处理设定为第1时间范围TR1与第2时间范围TR21之间以及第2时间范围TR21与第2时间范围TR22之间不相互重复而处于连续关系,第1时间范围TR1、第2时间范围TR21以及第2时间范围TR22的合计时间范围与父时间范围TR0 一致(为“TRO = TR1+TR21+TR22”的关系)。
[0183]〈1-3-1-3-5.时间范围设定处理(5) >
[0184]另外,在时间范围设定处理中,除了时间范围设定处理(1)的设定条件以外,也可以进行设定为包含于第1时间范围TR1和第2时间范围TR2各自全部的时间范围内的心拍周期PC的数量相互一致的处理。即,在心拍周期PC的数量为η (η是正的整数)且PC恒定的情况下,也可以设定为第1时间范围TR1 =第2时间范围TR2 = nXPC。
[0185]图13是说明时间范围设定处理(5)的示意图,是例示父时间范围TR0和第1及第2时间范围TR1、TR2的关系的图。另外,在图13中,示出了第2时间范围TR2由2个第2时间范围TR21以及TR22构成的情况。
[0186]如图13所示,在时间范围设定处理(5)中,设定为包含于第1时间范围TR1和第2时间范围TR21以及第2时间范围TR22的时间范围中的心拍周期PC的数量相互一致。
[0187]〈1-3-1-3-6.时间范围设定部120的变形例>
[0188]如上所述,说明了时间范围设定部120中的时间范围设定处理(1)?(5),但不限于这些。此处,说明时间范围设定部120的变形例。图14是说明时间范围设定部120的变形例(时间范围设定部120’ )的图。
[0189]如图14所示,时间范围设定部120’除了时间范围设定处理⑴的设定条件以外,还进行以下那样的处理。在父时间范围设定处理(父时间范围设定部123’)中,进行将第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2中的任意一个时间范围设定为层次显示用父时间范围TROn的处理和将层次显示用父时间范围TROn新设定为父时间范围TR0的处理。然后,第1时间范围设定处理以及第2时间范围设定处理(第1及第2时间范围设定部121’、122’)进行针对层次显示用父时间范围TROn内,分别新设定第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2的处理。
[0190]图15是说明时间范围设定部120’的示意图,是例示父时间范围TR0、第1及第2时间范围TR1、TR2以及层次显示用父时间范围TROn的关系的图。
[0191]如图15所示,从图15(a)所示的父时间范围TR0,与图8?图13同样地,时间范围设定部120’设定第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2,之后,将第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2中的任意一个时间范围新设定为层次显示用父时间范围TROn (参照图15(b))。S卩,父时间范围设定部123’将临时设定的第1时间范围TR1或者第2时间范围TR2中的任意一个作为层次显示用父时间范围TROn,将层次显示用父时间范围TROn新设定为父时间范围TR0。在图15(b)的例子中,将第1时间范围TR1作为层次显示用父时间范围TROn,但也能够将第2时间范围TR2作为层次显示用父时间范围TROn。
[0192]然后,第1及第2时间范围设定部121’、122’进行针对层次显示用父时间范围TROn内,分别新设定第1时间范围TRln以及第2时间范围TR2n的处理(参照图15(c))。
[0193]如以上那样,说明了时间范围设定部120以及时间范围设定部120’,但期望与第1时间范围TR1同样地,在第2时间范围TR2中也按照心拍周期PC单位(由一个或者多个心拍周期PC构成的时间)进行设定。其原因在于,由此,设为心拍周期PC单位的缩略图图像SG(详细后述)彼此,能够设为适合于比较的缩略图图像SG。但是,构成动态图像的帧图像MI有时不为心拍周期PC单位的数据,所以在该情况下,从心拍周期PC单位出现零数。在该情况下,通过舍去零数,来设定第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2。相反地,也可以根据使用动态图像数据整体的意图,进行包括零数的第1时间范围TR1以及第2时间范围TR2的设定。
[0194]〈1-3-1-4.缩略图生成部 130〉
[0195]在缩略图生成部130 (缩略图生成处理)中进行如下的缩略图生成处理(参照图3):使用第1时间范围TR1内以及第2时间范围TR2内各自的帧图像分别生成第1缩略图图像SG1以及第2缩略图图像SG2,该第1缩略图图像SG1以及第2缩略图图像SG2是对第1时间范围TR1内以及第2时间范围TR2内各自的动态图像的内容分别进行统计处理而得到的静止图像。
[0196]S卩,如图7?图13以及图15所示,缩略图生成部130使用通过第1时间范围设定部121 (121,)设定的第1时间范围TR1 (TRln)内的帧图像MI来生成缩略图图像SGI (SGln),并且使用通过第2时间范围设定部122(122’)设定的第2时间范围TR2(TR2n)内的帧图像MI来生成缩略图图像SG2(SG2n)。
[0197]另外,在将动态图像的整体时间TA作为分析对象的情况下,通过将动态图像内的特定的1个周期作为第1时间范围TR1来生成第1缩略图图像SG1,将整体时间TA作为第2时间范围TR2来生成第2缩略图图像SG2,能够针对动态图像整体来比较显示该特定的1个周期的状态并进行确认。即使特定的周期是多个心拍周期PC,也按照心拍周期PC单位设定第1时间范围TR1,并生成第1缩略图图像SG1,所以能够针对整体动态图像尺寸,生成妥当的比较缩略图图像。
[0198]此处,缩略图生成部130 (缩略图生成处理)具备:统计值计算部141 (统计值计算处理),对第1时间范围TR1或者第2时间范围TR2各自的时间范围内,针对对应于时间方向的每个像素、即针对对应于帧图像的每个像素,分别计算像素统计值SM(第1及第2像素统计值SM1、SM2);以及像素值决定部142 (像素值决定处理),根据像素统计值SM,决定第1缩略图图像SG1用或者第2缩略图图像SG2用的像素值(参照图3)。
[0199]另外,以下,将通过统计值计算处理计算出的第1时间范围TR1中的第1像素统计值SM1以及第2时间范围TR2中的第2像素统计值SM2分别简称为“像素统计值SM1”以及“像素统计值SM2”。
[0200]此处,像素统计值SM(像素统计值SM1、SM2)是指,使用第1或第2时间范围TR1、TR2内的在时间上接近的帧图像MI间的对应像素的差值(像素浓度)而计算的、第1或第2时间范围TR1、TR2内的像素浓度的合计值、平均值、最大值、最小值、中央值等中的任意一个值。这样,像素统计值SM是像素浓度,所以通过采用例如差值的最大值,在最大值小时,像素浓度被反映得较低,所以能够推测血流的流动恶化。因此,能够比较判断每个心拍周期PC的血流的不足、粗糙度的差异。
[0201]此时,统计值计算处理(统计值计算部141)优选进行利用包含于计算出像素统计值SM1、SM2的时间范围内的心拍周期PC的数量对像素统计值SM1、SM2进行标准化的处理。
[0202]作为通过心拍周期PC的数量进行标准化的具体例,在像素统计值SM1、SM2是合计值的情况、例如计算出像素统计值SM1的第1时间范围TR1的心拍周期PC数量是3(TR1=3XPC)、计算出像素统计值SM2的第2时间范围TR2的心拍周期PC数量是10(TR2 =10XPC)的情况下,将像素统计值SM1 (差值的合计值)除以3,将像素统计值SM2(差值的合计值)除以10。
[0203]另外,在像素统计值SM的计算中,通过使用在时间上接近的帧图像MI(MI’ )间的对应像素的差值(还称为血流解析值),能够描绘出血流浓度变化值,能够对血流的速度、流动的朝向进行视觉辨认。即,血管的流动相对心脏搏动的延迟或者血管的流动相对周边区域的延迟启示了该血管中有血栓的可能性,是血流动态图像中在诊断上最希望确认的点之一。另外,关于血流的朝向,为了与各种噪声区分而成为重要的观点。因此,也可以对像素统计值SM使用反映出血管的流动的延迟或者血流的朝向的值。
[0204]例如,作为血管的流动的延迟或者血流的朝向易于视觉辨认的像素统计值SM,能够通过采用例如差值的空间相关值来确认。也就是说,空间相关值通过计算与周围的差值的相关程度,能够推测血流的速度、朝向的延迟。
[0205]具体而言,表示“延迟”的状态是指,对象像素的血流值(差值)与其空间上的周围的像素的血流值的空间相关值小的状态。即,在对象的像素中有血流,但在周围的大多数的像素中无血流时,对象的像素被推测为延迟的可能性高。
[0206]另外,作为与延迟、朝向有关的缩略图图像SG上的显示,针对每个血流相位、摄影时刻,以不同的颜色<R、G、B>显示血流值。例如,分别使R值和G值反映与作为动脉相的主血管相和末梢血管相相应的像素统计值SM,使B值反映与静脉相相应的像素统计值SM,而生成像素值。
[0207]另外,在像素统计值SM的计算中,第1及第2缩略图图像SG1、SG2还能够使用作为对象的第1及第2时间范围TR1、TR2内的一部分的时间范围的像素值。S卩,针对正常血流,在描绘出延迟的血流的定时选择时间范围,计算像素统计值SM,从而能够作为反映了延迟的缩略图图像SG。
[0208]另外,此处所称的一部分的时间范围优选根据血流(动态)的相位信息来决定。即,能够是将仅动脉相(血流相位)的血流解析值作为像素统计值SM的方法、将最大吸气相位(呼吸相位)以外的血流解析值作为像素统计值SM的方法、将
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