特許 6208670 肺葉の曖昧性ガイドインタラクティブセグメンテーションのためのワークフロー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6208670

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】肺葉の曖昧性ガイドインタラクティブセグメンテーションのためのワークフロー

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 360J

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-535189(P2014-535189)

(86)(22)【出願日】2012年10月1日

(65)【公表番号】特表2014-528341(P2014-528341A)

(43)【公表日】2014年10月27日

(86)【国際出願番号】IB2012055241

(87)【国際公開番号】WO2013054224

(87)【国際公開日】20130418

【審査請求日】2015年9月25日

(31)【優先権主張番号】61/545,605

(32)【優先日】2011年10月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(72)【発明者】

【氏名】ウィームケル ラファエル

(72)【発明者】

【氏名】ブラッフェルト トマス

(72)【発明者】

【氏名】ローレンツ クリスチャン

(72)【発明者】

【氏名】ビストロフ ダニエル

【審査官】 増渕 俊仁

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／１５７９４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４２４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３５６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００９７７２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元画像ボリュームデータセットを規定する二次元断面スライス画像を後処理するための装置であって、
グラフィカルユーザインターフェースコントローラと、
二次元セグメンターと、
三次元セグメンターとを有し、
前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラが、画面上での表示のためにグラフィカルユーザインターフェースを生成するように構成され、前記ユーザインターフェースは表示されるとき、前記画面上に前記二次元スライスの初期スライスを表示するインタラクティブな第１のウィンドウウィジェットを有し、前記スライスは関心オブジェクトの断面を示し、前記ウィンドウウィジェットは、ユーザが前記表示された初期スライス上のどこでも単一初期点の位置データをポインタツールによって指定することを可能にするように構成され、
前記二次元セグメンターは前記ユーザが前記位置データを指定することに応答して、前記スライスにわたって前記指定された単一初期点を通過する若しくはそこから開始する曲線セグメンテーションラインを計算することによって、前記表示された初期スライスを二次元セグメント化するように構成され、
前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラがさらに、前記初期スライス上にオーバーレイされる前記計算されたセグメンテーションラインを前記第１のウィンドウウィジェットでの表示のために生成するように構成され、
前記三次元セグメンターが、ユーザ要求に応答して、前記計算されたセグメンテーションラインを前記関心オブジェクトの三次元セグメンテーションの幾何学的な制約として使用することによって、複数の前記スライスにわたって前記関心オブジェクトの三次元セグメンテーションを計算するように構成され、
前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラがさらに、前記計算された三次元セグメンテーションの少なくとも一部を前記画面上での表示のために生成するように構成される、
装置。

【請求項2】

前記ユーザが前記三次元セグメンテーションを要求すると、前記計算されたセグメンテーションラインがバッファに保存され、前記ユーザが新たな初期点を指定すると、前記セグメンターが前記新たな初期点から開始する若しくはそれを通過する新たなセグメンテーションラインを計算し、前記新たに計算されたセグメンテーションラインは前記初期スライス上にオーバーレイされて前記第１のウィンドウウィジェットに表示され、前記ユーザが新たな三次元セグメンテーションの計算を要求すると、前記新たなセグメンテーションラインが前記前のセグメンテーションラインと一緒に前記バッファに保存され、前記セグメンターはバッファされた前記セグメンテーションラインの両方を制約として使用して前記関心オブジェクトの新たな三次元セグメンテーションを計算し、前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラが前記関心オブジェクトの新たな三次元セグメンテーションの少なくとも一部を表示するように前記画面を更新する、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ポインタツールがコンピュータマウスであり、前記位置データ若しくは前記新たな位置データの指定が、マウスクリックイベントを用いることなく、前記ユーザによって前記マウスが動かされるときに前記マウスによって生成される位置記録を用いることによってもたらされ、前記三次元セグメンテーション及び前記セグメンテーションラインのバッファリングに対する前記ユーザ要求は、マウスクリック及び前記位置記録の使用の両方によってもたらされる、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記セグメンターが、前記要求された三次元セグメンテーションに加えて、前記計算に使用されない若しくは前記要求された三次元セグメンテーションの一部を成さない前記三次元ボリューム中の少なくとも一つのサンプル領域に基づく少なくとも一つの追加サンプル三次元セグメンテーションを計算するように構成され、前記装置が、
前記要求された三次元セグメンテーションを前記サンプル三次元セグメンテーションと比較して偏差値を確立するように構成され、前記偏差値が設定可能な閾値を超えるときに、前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラへ前記サンプル領域の断面を示すスライスを表示するように前記第１のウィンドウウィジェットを更新するコマンドを発するように構成される、コンパレータをさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

一つ若しくは複数の前記制約が、前記初期若しくは新たな初期スライスにおける前記関心オブジェクトの断面をアウトラインする輪郭曲線を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記グラフィカルユーザインターフェースコントローラがさらに、前記計算された三次元セグメンテーションを第２のウィンドウウィジェットでの表示のために生成するように構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

前記関心オブジェクトが人若しくは動物の肺の一部であり、前記セグメンテーションラインが前記肺の二つの肺葉間の裂線をあらわす、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

二次元断面スライス画像を後処理する方法であって、
前記二次元スライスの初期スライスを画面上に表示するステップであって、前記スライスは関心オブジェクトの断面を示し、ユーザが前記表示された初期スライス上のどこでも単一初期点の位置データをポインタツールによって指定することを可能にするようにウィンドウウィジェットが構成される、ステップと、
ユーザが前記表示されたスライス上に前記単一初期点の位置データを指定することに応答して、前記指定された単一初期点を通過する若しくはそこから開始する曲線セグメンテーションラインを前記スライスにわたって計算するステップと、
第１のウィンドウウィジェットにおいて前記初期スライス上にオーバーレイされる前記計算されたセグメンテーションラインを表示するステップと、
ユーザ要求に応答して、前記計算されたセグメンテーションラインを前記関心オブジェクトの三次元セグメンテーションの幾何学的な制約として使用することによって複数の前記スライスにわたって前記関心オブジェクトの三次元セグメンテーションを計算するステップと、
前記画面上に前記計算された三次元セグメンテーションの少なくとも一部を表示するステップとを有する、方法。

【請求項9】

前記セグメンテーションラインを含む前記計算された二次元セグメンテーションをバッファに保存するステップと、
前記ユーザが新たな初期点を指定すると、前記新たな初期点から開始する若しくはそれを通過する新たなセグメンテーションラインを計算するステップと、
前記初期スライス上にオーバーレイされる前記新たに計算されたセグメンテーションラインを前記第１のウィンドウウィジェットに表示するステップと、
前記ユーザが新たな三次元セグメンテーションの計算を要求すると、前記前のセグメンテーションラインと一緒に前記新たなセグメンテーションラインを前記バッファに保存するステップと、
バッファされた前記セグメンテーションラインの両方を制約として用いて前記関心オブジェクトの新たな三次元セグメンテーションを計算するステップと、
前記関心オブジェクトの新たな三次元セグメンテーションの少なくとも一部を表示するステップとをさらに有する、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ポインタツールがコンピュータマウスであり、前記位置データ若しくは前記新たな位置データの指定が、マウスクリックイベントを用いることなく、前記マウスが前記ユーザによって動かされるときに前記マウスによって生成される位置記録を用いることによってもたらされ、前記三次元セグメンテーション及び前記セグメンテーションラインのバッファリングに対する前記ユーザ要求は、マウスクリック及び前記位置記録の使用の両方によってもたらされる、請求項８又は９に記載の方法。

【請求項11】

前記要求された三次元セグメンテーションに加えて、前記計算に使用されない若しくは前記要求された三次元セグメンテーションの一部を成さない前記三次元ボリューム中の少なくとも一つのサンプル領域に基づく少なくとも一つの追加サンプル三次元セグメンテーションを計算するステップと、
前記要求された三次元セグメンテーションを前記サンプル三次元セグメンテーションと比較して偏差値を確立するステップと、
前記偏差値が設定可能な閾値を超えるとき、前記サンプル領域の断面を示すスライスを表示するステップとをさらに有する、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

二次元断面スライス画像を後処理するための医療システムであって、装置が、
前記二次元画像スライスを保持するためのデータベースと、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置と、
前記装置によって出力される第１及び／又は第２のウィンドウウィジェットを表示するための画面とを有する、医療システム。

【請求項13】

処理ユニットによって実行されるときに、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の方法ステップを実行するように構成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム要素。

【請求項14】

請求項１３のプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体。

【請求項15】

請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の方法によって前記画面上に表示されるときのグラフィカルユーザインターフェース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は２Ｄ断面スライス画像を後処理するための装置、２Ｄ断面スライス画像を後処理するための方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータ支援診断では、医療オブジェクトの画像を、オブジェクトの関連する生理学的特徴をあらわすサブオブジェクトにセグメント化するセグメンテーションツールが使用される。例は左若しくは右肺のＣＴ（コンピュータ断層撮影）画像ボリュームをその肺葉へセグメント化するために使用されるＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）及び肺がん診断セグメンテーションツールである。

【0003】

完全に自動化されたセグメンテーションアルゴリズムが知られるが、常に所望の結果をもたらすわけではない。そうして作られるセグメンテーションはレビュー及び修正若しくは編集されなければならず、これは時に煩雑になり得る。これは二次元より高次元のセグメンテーションに特に当てはまる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従って医師が医療画像データによってあらわされるオブジェクトのコンピュータ生成（若しくは他の方法の）セグメンテーションを扱うのをよりよく支援する必要があり得る。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の目的は独立クレームの主題によって解決される。さらなる実施形態は従属クレームに組み込まれる。

【0006】

本発明の下記の態様は２Ｄ断面スライス画像を処理する方法、２Ｄ断面スライス画像を後処理するための医療システム、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に等しく当てはまることが留意されるべきである。

【0007】

本発明の一態様によれば、３Ｄ画像ボリュームデータセットを規定する２Ｄ断面スライス画像を後処理するための装置が提供される。装置は、
グラフィカルユーザインターフェースコントローラ、
２Ｄセグメンター、及び
３Ｄセグメンターを有する。

【0008】

グラフィカルユーザインターフェースコントローラは画面上での表示のためにグラフィカルユーザインターフェースを生成するように構成される。ユーザインターフェースはそのように表示されるとき、２Ｄスライスの中から初期スライスを画面上に表示するインタラクティブな第１のウィンドウウィジェットを有する。スライスは関心オブジェクトの断面を示し、ウィンドウウィジェットはユーザが、表示された初期スライス上のどこでも単一初期点の位置データをポインタツールによって指定することを可能にするように構成される。

【0009】

２Ｄセグメンターはユーザがそうして位置データを指定することに応答して、指定された単一初期点を通過する若しくはそこから開始する曲線セグメンテーションラインをスライスにわたって計算することによって、表示された初期スライスを２Ｄセグメント化するように構成される。

【0010】

グラフィカルユーザインターフェースコントローラはさらに、初期スライス上にオーバーレイされる計算されたセグメンテーションラインを第１のウィンドウウィジェットでの表示のために生成するように構成される。

【0011】

３Ｄセグメンターはユーザ要求に応答して、計算されたセグメンテーションラインを（幾何若しくは断面）制約として使用することによって３Ｄ画像ボリュームを構成する複数の２Ｄスライスにわたってオブジェクトの３Ｄセグメンテーションを計算するように構成される。

【0012】

グラフィカルユーザインターフェースコントローラはさらに、そうして計算された３Ｄセグメンテーションの少なくとも一部を画面上での表示のために生成するように構成される。

【0013】

装置は、装置が提案したセグメンテーション結果が納得のいくものでないことがわかる場合、インタラクティブ２Ｄ及び３Ｄセグメンテーションレビューを提供する。

【0014】

装置は例えば肺のスライス画像の、肺葉フットプリントをあらわす画像部分への２Ｄセグメンテーションを容易にもたらすことも可能にする。そして３Ｄ画像ボリュームにわたる肺の３Ｄフットプリントの３Ｄセグメンテーションが、前に計算された２Ｄセグメンテーションによって規定される境界制約から計算される。２Ｄセグメンテーションは肺の裂線（ｆｉｓｓｕｒｅ ｌｉｎｅｓ）をあらわすセグメンテーションラインと、肺のフットプリント境界をアウトラインする輪郭を含み得る。そしてセグメンテーションラインは輪郭の一部と一緒に肺葉フットプリントセグメントを形成する。

【0015】

２Ｄセグメンテーションが計算され、そしてＧＵＩコントローラはウィンドウウィジェットにそれらの表示をもたらす。ユーザ"クリック"が、半自動的に生成された２Ｄセグメンテーションを承認してはじめて、承認された２Ｄセグメンテーションに基づいて３Ｄセグメンテーションが計算される。そのため装置は、ユーザがどの２Ｄセグメンテーションから３Ｄセグメンテーションが構築されるべきかを決定することができるようにする。ユーザが依然として２Ｄセグメンテーションのための初期点を提供しなければならないので、装置は全自動というよりも半自動である。しかしながらユーザによって指定される必要があるのは単一点のみである。装置はこの単一初期点に基づく２Ｄセグメンテーションを実施するので、わずかのユーザインタラクションが必要であり、ユーザの注意散漫を最小限に抑えながら迅速なワークフローが確保される。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、計算されたセグメンテーションラインはユーザが３Ｄセグメンテーションを要求するとバッファに保存される。ユーザが新たな初期点を指定すると、セグメンターは新たな初期点を通過する新たなセグメンテーションラインを計算する。そして新たに計算されたセグメンテーションラインは初期スライス上にオーバーレイされて第１のウィンドウウィジェットに前に計算されたセグメンテーションラインと一緒に表示される。ユーザが新たな３Ｄセグメンテーションの計算を要求すると、新たなセグメンテーションラインも前のセグメンテーションラインと一緒にバッファに保存される。そしてセグメンターはそうしてバッファされたセグメンテーションラインの両方を制約として使用してオブジェクトの新たな３Ｄセグメンテーションを計算する。そしてグラフィカルユーザインターフェースコントローラは肺の新たに計算された３Ｄ肺葉セグメンテーションを表示するように画面を更新する。

【0017】

ユーザが、表示されたスライス上に目に見える裂線付近にマウスカーソルを位置付けた後、マウスクリックは１秒未満の計算／ＣＰＵ時間で２Ｄセグメンテーションと、そうして計算された２Ｄセグメンテーションラインの即時グラフィカルレンダリングを第１のウィンドウウィジェットにおいてもたらす。ユーザがマウス位置を再度変更すると、新たな２Ｄセグメンテーション解が提案され表示される。

【0018】

ユーザは、２Ｄセグメンテーション結果に満足する場合、現在表示されている２Ｄセグメンテーションをマウスクリックによって承認し得る。マウスクリックは現在見えているスライスの２Ｄセグメンテーションの、確認済み２Ｄセグメントのバッファへの追加をもたらす。２Ｄセグメンテーションのバッファリングはユーザがまだセグメンテーションを後でレビューすることを可能にし、３Ｄセグメンテーションの各ランが今までのところユーザが承認した２Ｄセグメンテーションの全てを考慮することを可能にする。一実施形態によれば、２Ｄセグメンテーションは肺の輪郭アウトラインと一緒に裂線セグメンテーションラインを含む。２Ｄセグメンテーションのバッファリングはそうして計算された２Ｄセグメンテーションによって２Ｄセグメント化されるスライスへの参照をバッファリングすることを含む。

【0019】

提案された２Ｄ裂セグメントをユーザが承認すると、３Ｄセグメンテーションの更新された３Ｄ解が、新たに承認された２Ｄセグメンテーションの各々に対して表示される。従ってユーザはより多くの２Ｄセグメンテーションを段階的に承認することによって、３Ｄセグメンテーション解の質、すなわち肺及びその肺葉の真の幾何学構造への"忠実性"を連続的に改良することができる。その結果肺の実フットプリントに忠実な３Ｄセグメンテーションが比較的短時間で得られる。

【0020】

本発明の一態様によれば、グラフィカルユーザインターフェースコントローラは第２のウィンドウウィジェットでの表示のためにそのように計算された３Ｄセグメンテーションを生成するように構成される。コントローラはスライスワイズ（ｓｌｉｃｅ‐ｗｉｓｅ）２Ｄセグメンテーションの表示のために使用される第１のウィンドウウィジェットと異なる第２のウィンドウウィジェットにおいて３Ｄセグメンテーションの表示をもたらす。

【0021】

そうして生成されたグラフィカルユーザインターフェースは"２ペイン"であり、スーパーウィンドウウィジェット（"コンテナ"）内部に表示されるＧＵＩコンポーネントとして第１及び第２のウィンドウウィジェットを含むか、又は各々が画面平面全体を互いに独立してマウスクリック及びドラッグインタラクションによってシフトされ得る、二つの個別ウィンドウに関して画面上のこうした共通ウィンドウなしに表示され得る。別の実施形態では単一スライス２Ｄセグメンテーション若しくは３Ｄセグメンテーションの一部としてのスライスのいずれかを表示する単一ウィンドウＧＵＩが代替的に使用される。

【0022】

一実施形態によれば、グラフィカルユーザインターフェースコントローラはそうして計算された３Ｄセグメンテーションの３Ｄレンダリングを表示のために生成するように構成される。

【0023】

３Ｄセグメンテーションの表示は、フル３Ｄの、インタラクティブに回転可能な、３Ｄレンダリングが表示される点で完全であり得るか、若しくは表示は、３Ｄセグメンテーションのスライスワイズ２Ｄ断面の一つが表示される点で部分的であり得る。

【0024】

本発明の一実施形態によれば、ポインタツールはコンピュータマウスであり、位置データ若しくは新たな位置データの指定はマウスクリックイベントを用いずに、マウスがユーザによって動かされるときにマウスによって生成される位置記録を用いることによってもたらされる。対照的に、３Ｄセグメンテーション及び２Ｄセグメンテーションのバッファリングに対するユーザ要求はマウスクリック及び位置記録の使用の両方によってもたらされる。

【0025】

ポインタツール（コンピュータマウス若しくはライトペン若しくは同様のもの）を介する装置とのユーザ要求インタラクションはゼロクリック実施によってさらに最小化され、その結果これまで以上に競争の激しい臨床環境において迅速なワークフローをさらにもう一度促進する。２Ｄセグメンテーションは単にマウスカーソルを選択されたスライスリフォーマットの上に"重ねる"ことによってユーザに提案される。

【0026】

ユーザにとって一見ほぼ同時に起こり、現在表示されている２Ｄセグメンテーションを承認するためのマウスクリックによってトリガされて、３Ｄ画像ボリュームにわたる肺のフットプリントの３Ｄセグメンテーションが計算され、そして少なくとも部分的に表示される。

【0027】

本発明の一実施形態によれば、セグメンターは要求された３Ｄセグメンテーションに加えて少なくとも一つの追加サンプル３Ｄセグメンテーションを計算するように構成される。サンプル３Ｄセグメンテーションは、計算に使用されない若しくは要求された３Ｄセグメンテーションの一部を形成しない３Ｄボリューム内の少なくとも一つのサンプル領域に基づく。装置はさらに要求された３Ｄセグメンテーションをサンプル３Ｄセグメンテーションと比較して偏差値を確立するように構成されるコンパレータを有する。コンパレータは、偏差値が設定可能な閾値を超えるときに、そのように特定されたサンプル領域の断面を示すスライスを表示するように第１のウィンドウウィジェットを更新するためのコマンドをグラフィカルユーザインターフェースコントローラに発するように構成される。

【0028】

この機能は高い若しくは最高の"アルゴリズム曖昧性（ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）"の３Ｄ領域を含む３Ｄボリュームのスライスの中からのスライス若しくはリフォーマットへユーザの注意を自動的に向けることを可能にする。これは、現在表示されている３Ｄセグメンテーションの３Ｄ計算にこの領域が含まれていた場合に、現在表示されている３Ｄセグメンテーションからの最大（プリセット値より大きい）偏差を生じたであろう領域である。偏差は各３Ｄセグメンテーションを形成する３Ｄ画像ボリューム部分を比較することを可能にする適切な偏差尺度に関して測定される。

【0029】

最大の若しくは大きな対数曖昧性を持つ肺領域を特定するために、使用された３Ｄセグメンテーションアルゴリズムの決定木における内部決定ノード若しくは決定点が分析される。アルゴリズムにおける関連する内部決定点は、もしこの点におけるアルゴリズムが、現在見られている３Ｄセグメンテーションをもたらしたものと異なる経路に沿って実行されたとしたら、３Ｄセグメンテーション結果における変化をもたらしたであろうものである。一実施形態によれば決定点分析は、単に一つだけでなく、アルゴリズムによって解かれる関数の極小値の異なるものと関連する複数の３Ｄセグメンテーション解を探ることによって実施され得る。

【0030】

３Ｄセグメンテーションアルゴリズムの分析はバックグラウンドで実行され、一旦完了すると、そのように確立された高曖昧性の領域を通るスライスを前のスライスの代わりに表示するようにスライスワイズ表示のための第１のウィンドウウィジェットが更新されるか若しくはリセットされる。一実施形態によればスライスは領域とその中心で交差するように選択される。この選択は最大曖昧性の領域の表示をもたらすようにスクロールすること及び場合により回転を含む。そしてユーザは高い若しくは最高曖昧性の領域を示す現在表示されているスライスをマウスクリックによって承認し、バッファへ追加することができる。そしてスライスは３Ｄセグメンテーションのための有効な制約として使用される。

【0031】

装置はユーザが他の３Ｄセグメンテーション解の一部若しくは全部をサンプリングすることを可能にするので、医学的に最も適切な解に対する最終決定は実にユーザ次第である。事実上、ユーザは現在の３Ｄセグメンテーション問題への解のために３Ｄ画像ボリュームの全体をより完全に"サンプリングする"ように３Ｄセグメンテーションアルゴリズムの実行を制御することができる。

【0032】

本発明にかかる装置は、ユーザができる限り少ないユーザアクションで、提案された３Ｄスライスセグメンテーションを楽にレビューすることを可能にする。ユーザは、さもなければ考慮されなかったかもしれない２Ｄセグメンテーションのためのスライスを装置が提案することによって、場合によりさらによい３Ｄセグメンテーション解の発見を支援される。３Ｄボリュームセットにわたる解空間がよりよくサンプリングされるので、ユーザが検査される肺の完全な生理学的幾何学構造をとらえる可能性がその結果増加され得る。ユーザは肺若しくは関心オブジェクトの真の幾何学形状についての情報を実際に追加する２Ｄスライスによって３Ｄセグメンテーションの計算を有意義に制約するようにガイドされる。手短に言えば、装置はインタラクティブなアルゴリズム曖昧性ガイド３Ｄセグメンテーションを提供する。

【0033】

装置はＣＯＰＤ及び肺がん応用のためのスクリーニング診断及び治療モニタリングのためのイメージングワークステーション及びＰＡＣＳにおいて使用され得る。

【0034】

定義
セグメンテーションとはスライス中のこれまでの非構造化ピクセル若しくはボクセル情報のピクセル若しくはボクセル領域への分割である。その結果領域は独立してオブジェクトとして処理されることができる。そして画像中の各ピクセル若しくはボクセルはオブジェクトの内部若しくは外部のいずれかであると言える。画像が分割されている各オブジェクト若しくは複数のオブジェクトは"セグメンテーション"とよばれる。

【0035】

領域が単一スライスの画像スライス平面に限定される場合、セグメンテーションは２Ｄであると言える。そのときセグメンテーションは一つ以上の曲線境界によって規定され得る。

【0036】

領域が３Ｄ画像ボリューム内のスライスの集合に広がる場合、セグメンテーションは３Ｄであると言え、そのとき３Ｄセグメンテーションはそれらのスライスの各々における２Ｄセグメンテーションによって規定される。そのとき３Ｄセグメンテーションは一つ以上の面によって規定され得る。３Ｄ若しくは２Ｄセグメンテーションを規定する面若しくは曲線は"セグメンテーション"若しくは"セグメンテーション面"若しくは"セグメンテーションライン"と同様によばれる。

【0037】

画像中の実オブジェクトのフットプリントは一緒にそのオブジェクトをあらわすピクセル若しくはボクセルのセットである。

【0038】

アルゴリズムの決定木における決定ノードは、そのノードにおいて適切な３Ｄセグメンテーションのための解が一つよりも多く存在する場合曖昧であり、アルゴリズムは少なくとも二つの可能な実行経路の一つに沿って進行し、解の一つを出力する。

【0039】

曖昧決定点の概念の延長で、３Ｄ画像ボリュームの領域は３Ｄセグメンテーション解の一つの一部を成すが他の解の一部を成さない場合曖昧であるとよばれる。最終的に、その領域を持つ３Ｄセグメンテーションがその領域を持たないいかなる他の３Ｄセグメンテーションよりも大きく現在表示されている３Ｄセグメンテーションから逸脱する場合、領域は他より高い曖昧性を持つ。

【0040】

本発明の実施形態例は以下の図面を参照して以下に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】２Ｄ断面スライス画像を後処理するための装置のブロック図を概略的に示す。

【図2】２Ｄ断面スライス画像を後処理するためのグラフィカルユーザインターフェースを示す。

【図3】２Ｄ断面スライス画像を後処理する方法のフローチャートを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0042】

図１を参照すると、後処理装置は３Ｄ画像ボリュームを規定するＣＴ断面スライス画像１１０ａ‐ｃを保持するデータベース１０５を有する。スライスの一つ、例えばスライス１１０ａはコンピュータ画面１５０上の２ペイングラフィカルユーザインターフェース１５５において表示され得る。グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１５５の外観及びそれによって提供されるユーザインタラクション機能はＧＵＩコントローラ１６０によって制御される。装置はさらに２Ｄセグメンター１７０と３Ｄセグメンター１８０を有する。３Ｄセグメンター１８０と通信するコンパレータ１８５もある。装置はさらにＧＵＩコントローラ１６０、２Ｄセグメンター１７０、３Ｄセグメンター１８０及びコンパレータ１８５と通信するワークステーションなどの処理ユニット１９０を有する。ユーザがＧＵＩコントローラ１６０の制御下でＧＵＩ１５５と相互作用することを可能にする処理ユニット１９０と通信するコンピュータマウス１９５などのポインタツールも設けられる。

【0043】

装置のコンポーネントは図１に展開されて図示される。しかしながら、これは例示の明確さのために過ぎない。装置コンポーネントである処理ユニット１９０、２Ｄセグメンター１７０、３Ｄセグメンター１８０及びコンパレータ１８５は実際には適切な通信ネットワークにおいて局所的に分布し接続され得る。しかしながら他の実施形態においてコンポーネント１７０、１８０及び１８５は処理ユニット１９０上のソフトウェアルーチンとして実行している。コンポーネントは専用ＦＰＧＡ若しくはハードワイヤードスタンドアロンチップとしても構成され得る。コンポーネントはＭａｔｌａｂ（登録商標）若しくはＳｉｍｕｌｉｎｋ（登録商標）などの適切な科学計算プラットフォームにおいてプログラムされ、そしてライブラリに保持されるＣ＋＋若しくはＣルーチンに翻訳され、処理ユニット１９０によって要求されるときにリンクされ得る。

【0044】

大まかに言えば図１の装置は放射線科医などのユーザが左若しくは右の人若しくは動物の肺などの関心オブジェクトの２Ｄ及び３Ｄセグメンテーションを生成するのを支援する。この場合セグメンテーションは例えば左肺の全断面輪郭のセグメンテーションと、左肺を構成する肺上葉及び下葉のセグメンテーションを含み得る。しかしながら関心オブジェクトは動物若しくは人体の異なる生理学的部分であり得、セグメンテーションは異なる生理学的特徴に向けられ得ることが理解される。

【0045】

３Ｄセグメンテーションはスライス画像１１０ａ‐ｃの一つ以上の２Ｄセグメンテーションに基づく。装置はユーザが一つ以上のスライス画像を２Ｄセグメント化するのも助ける。スライス１１０ａはその２Ｄセグメンテーションと一緒に第１のウィンドウウィジェット１１４ａによって形成される左ペインに表示可能である。前に計算された一つ以上の２Ｄセグメンテーションに基づく肺葉の３Ｄセグメンテーションの少なくとも部分的な表現は第２のウィンドウウィジェット１１４ｂによって形成される第２のペインに表示可能である。ユーザはマウス１９５を介してインタラクションイベントを発することによってグラフィカルユーザインターフェース１５５と相互作用し得る。そしてＧＵＩコントローラはそれらのインタラクションイベントをインターセプトし、二つのＧＵＩウィンドウウィジェット１１４ａ，１１４ｂの画面上の表示を制御するようにシステムグラフィックカード（不図示）へ対応するコマンドを発する。

【0046】

ユーザはロードボタン２０５（図２参照）を起動して第１のウィンドウウィジェット１１４ａに適切なスライス１１０ａを見るためにロードすることができる。そしてユーザは"アルファ"ボタン２１５を起動することによって３Ｄボリューム全体の投影角を調節し得るか、若しくはスライス１１０ａ‐ｃの別のものを見るためにデータベース１０５に保持されるスライス１１０ａ‐ｃ内をスライドバー１５６を用いてスクロールし得る。ＧＵＩ１５５のスライドバー１５６を用いることによって、放射線科医はスライス画像１１０ａ‐ｂ内をスクロールし、そしてこれらは左ペインウィンドウ１１４ａに一つずつ表示される。スライスは好適には約１‐５ｍｍのスライス厚で矢状リフォーマットとして表示される。好適には頭尾軸（矢状面と冠状面の間の交点によって形成される）まわりの回転角アルファとスライス厚は"アルファ"ボタン２１５若しくは"設定"ボタン２１０を起動することによって調節され得る。設定ボタン２１０若しくはアルファボタン２１５の起動は"設定"ポップアップウィンドウをグラフィカルユーザインターフェース１５５上に一時的にオーバーレイさせる。そしてユーザはスライス厚、回転角、又は彼若しくは彼女が見たいスライス１１０ａ‐ｂの３Ｄボリューム内の位置などの所望の設定パラメータを入力するか若しくは四角にレ点を付け得る。

【0047】

装置はユーザが現在表示されているスライス１１０ａ上の単一点を選択することによって２Ｄセグメンテーションを開始することを可能にする。単一点の位置データはマウスポインタの動きによって生成され、そしてＧＵＩコントローラ１６０を介して２Ｄセグメンター１７０へ渡される。そして２Ｄセグメンター１７０は図２に例示的に図示される通り"十字"マウスカーソル１９５ａを位置付けることによってユーザによって指定される初期単一点１０９から開始する若しくはそれを通過するセグメンテーションライン１０８（図２参照）を生成する。

【0048】

図示の肺の二つの肺葉（つまりセグメンテーションライン１０８の上部（上葉）と下部（下葉））へのこの半自動２Ｄセグメンテーションはスライス１１０ａに現在表示されている左肺のフットプリントの外側輪郭線１０７を生成することも含む。セグメンテーションライン１０８はスライス１１０ａに示す通り多かれ少なかれ目に見える肺葉の裂線を描く。初期単一点１０９の指定はゼロクリックインタラクションによる。言い換えれば、マウスカーソル１９５ａがその配置後所定制限時間動かされないとき、現在ポインタが指す位置に基づくセグメンテーションライン１０８が２Ｄセグメンター１７０によって自動的に生成される。２Ｄセグメンテーションを実行させるためにユーザによるマウスクリックアクションは要求されない。ユーザは単にマウスカーソル１９５ａを画像平面の上に"重ねる"だけでよい。そしてセグメンテーションライン１０８はその結果ポインタが指す単一点１０９に基づく。所定の遅延は"設定"ボタン２１０を用いることによって設定され得る。

【0049】

生成された２Ｄセグメンテーションライン１０８は初期点１０９から開始して左若しくは右へのびて１点のみにおいて肺輪郭１０７と交差するか、又はセグメンテーションライン１０８は初期セグメンテーション１０９を通過して二つの対向点において外側輪郭線１０７と交差するかのいずれかである。装置は設定ボタン２０５を起動することによってそれに応じて設定され得る。

【0050】

そして計算された２Ｄセグメンテーションのグラフィカルレンダリングが、ウィンドウ１１４ａにおいて現在表示されているスライス１１０ａの上にオーバーレイされて表示される。グラフィカルレンダリングはセグメンテーションライン１０８と輪郭１０７に対するコンポーネントを含む。左ペインウィンドウ１１４ａに表示される自動的に生成された２Ｄセグメンテーションがユーザの満足のいくものである場合、ユーザが確認マウスクリックイベントを発するとすぐに、現在表示されている２Ｄセグメンテーション、つまり外側輪郭１０７とセグメンテーションライン１０８がバッファに保存される。２Ｄセグメンテーションの保存と一緒に、そうして計算された２Ｄセグメンテーションによってセグメント化されるスライスへの参照（この場合スライス１１０ａ）もバッファに保存される。ユーザが確認マウスクリックイベントを発することなくマウス位置を変更する場合、現在表示されている２Ｄセグメンテーションは放棄され、マウスカーソルがプリセット遅延よりも長く新たな位置に存在する場合、新たなセグメンテーションが計算され表示のためにレンダリングされる。

【0051】

マウスクリックによって２Ｄセグメンテーションを確認すると、３Ｄセグメンター１８０によって３Ｄボリュームデータセットにわたって３Ｄセグメンテーションが生成され、そして３Ｄセグメンテーションは確認された２Ｄセグメンテーションに基づく。そして３Ｄセグメンテーション１１３若しくはその少なくとも部分的な表現は第２のウィンドウウィジェット１１４ｂに表示される。そしてユーザはスライドバー１５６若しくはキーストロークを用いることによって別のスライス１１０ｂへスクロールし、ウィンドウウィジェット１１４ａにその時表示されているスライス１１０ｂの同様の２Ｄセグメンテーションをもたらすことができる。先と同様に、ユーザが現在表示されている新たなスライス１１０ｂ上に表示されるシステムが提案した２Ｄセグメンテーションに満足すると、対応するセグメンテーションラインとその輪郭がマウスクリックアクションによって同様にバッファに保存される。第２のスライス１１０ｂに対する２Ｄセグメンテーションをバッファに保存すると、３Ｄセグメンテーションウィンドウ１１４ｂが更新され、今回はバッファに保存された２Ｄセグメンテーション全てに基づく新たな３Ｄセグメンテーションが表示される。バッファされた２Ｄセグメンテーションは３Ｄセグメンター１８０によって実施される３Ｄアルゴリズムに対する幾何制約を規定する。

【0052】

肺フットプリントの３Ｄセグメンテーション１１３はレンダラー（不図示）による３Ｄレンダリングとして表示され得るか、又は３Ｄセグメンテーションを形成する３Ｄボリュームからのスライスの一つによってあらわされ得、スライスはフル３Ｄセグメンテーションの対応する断面２Ｄセグメンテーションをオーバーレイしている。この実施形態においてＧＵＩ１５５は、ユーザが３Ｄセグメンテーションを形成するスライスの集合内をスクロールすることを可能にし得る追加のスライドバーを含み得る。各スライスは右ペイン１１４ｂにそのように表示されるとき、その対応する断面２Ｄセグメンテーションをオーバーレイしている。さらに別の実施形態において、ＧＵＩ１５５は単一スライスの、又は各スライスが対応する２Ｄセグメンテーションをオーバーレイした、３Ｄセグメンテーションを形成するスライスの集合のスライスの、いずれかの２Ｄセグメンテーションを交互に表示する単一ウィンドウウィジェットを有する。代替的に、３Ｄセグメンテーションの３Ｄレンダリングは単一ウィンドウに表示される。単一ウィンドウの実施形態において、ユーザは単一スライス２Ｄセグメンテーションビュー若しくは３Ｄセグメンテーションビューを切り替えることができる。

【0053】

ウィンドウ１１４ａに表示される２Ｄセグメンテーションをスライスごとにレビューし確認することによって、ユーザは"収集フェーズ"において適切な２Ｄセグメンテーションを収集して蓄積し、そして３Ｄセグメンター１８０によって組み合わせて使用される幾何制約の"貯蔵（ｓｔｏｃｋｐｉｌｅ）"を規定することができる。これはユーザが、グラフィカルユーザインターフェース１５５の左ペインに一つずつ表示されるよりよい若しくはより多くの適切な２Ｄセグメンテーションを徐々に選び、ＧＵＩ１５５の右ペイン１１４ｂに表示される改良された３Ｄセグメンテーション１１３を徐々に生成することを可能にする。"収集フェーズ"で収集される３Ｄセグメンテーションに対する２Ｄ断面制約は各々左ペイン１１４ａにおいて目視検査によって品質管理レビューされ、そして実際の３Ｄセグメンテーションは後の"３Ｄセグメンテーションフェーズ"において実行され、そして右ペイン１１４ｂに目視検査のために表示される。

【0054】

操作
単一点１０９の位置データを指定する現在のマウス位置はセグメンテーションライン１０８をトレースする裂線を計算するための開始点若しくは通過点として２Ｄセグメンター１７０に渡される。２Ｄセグメンター１７０はパターン認識及び／又は勾配ベース法を用いてスライス１１０ａに現在表示されている画像平面にわたって指定された単一点１０９から適切な方向を決定する。この目的のために、単一初期点１０９から発するベクトルの星状ファミリを形成する候補方向が規定される。肺葉裂線は裂線の両側のボクセル領域と比較して低いボクセル強度を持つと予想される。このボクセル強度パターンはその側面のいずれかへの裂線方向にわたる急な勾配上昇を要求する。２Ｄセグメンターは候補方向の集合の中からこの予想勾配特性に最もよくマッチする方向を選ぶ。

【0055】

予想勾配特性に最もよくマッチする適切な方向が見つかると、計算されるべきセグメンテーションラインのための新たな座標点がその方向に沿って適切な距離において選ばれ、適切な候補方向を選ぶための前述の手順が繰り返される。距離は設定可能な、２Ｄセグメンテーションの計算に必要な分解能を反映する"ステップ幅"である。この方法で、２Ｄセグメンター１７０は逐一計算し、そして反復的に肺葉裂線を描き、セグメンテーションライン１０８の座標記述を生成する。

【0056】

２Ｄセグメンターは適切な輪郭線候補を規定し、ボクセル強度勾配値を用いて肺のフットプリント境界をトレースすることによって、輪郭線１０７を計算するように同様に進行する。一実施形態において計算されたセグメンテーションラインに沿ったボクセルグレー値強度が記録される。グレー値強度の急落が起こるライン上の点は、スライス中のセグメンテーションラインと肺のフットプリントの境界の間の交点と解釈される。その交点に基づき、輪郭１０７は既知のエッジ検出アルゴリズムを用いて計算され得る。

【0057】

一緒に２Ｄセグメンテーションを形成するセグメンテーションライン１０８と輪郭１０７のそのように計算された座標はＧＵＩコントローラ１６０に渡され、そしてこれはウィンドウウィジェット１１４ａにおけるグラフィカル要素として２Ｄセグメンテーションの表示を生じるか若しくはもたらす。２Ｄセグメンテーション、つまり外側輪郭１０７及びセグメンテーションライン１０８は、現在表示されているスライス１１０ａ上にオーバーレイされるオーバーレイグラフィックスとして表示される。

【0058】

２Ｄセグメンテーション確認マウスクリックイベントは２Ｄセグメンテーションの座標記述も３Ｄセグメンテーション制約バッファに保存させる。このようにバッファは確認済み２Ｄセグメンテーションのリストに対する"クリップボード"を規定する。一実施形態によればＧＵＩ１５５はユーザがクリップボードバッファをレビューすることを可能にするボタンを提供する。バッファはユーザが左ウィンドウペイン１１４ａにわたってマウス位置を変更し確認マウスクリックイベントを発するにつれて徐々に更新され、ユーザが承認した２Ｄセグメンテーションの集合を構築する。

【0059】

現在見られている２Ｄセグメンテーションを保存するための各マウスクリックイベントは３Ｄセグメンター１８０によって実行される３Ｄセグメンテーションをトリガする。３Ｄセグメンター１８０は現在バッファされているスライスワイズ２Ｄセグメンテーションの全部を複合制約として使用して、スライス１１０ａ‐ｄの集合によって規定される３Ｄボリュームデータセットにわたる肺の３Ｄセグメンテーションを計算する。左ペイン１１４ａにおいてそのようにマウス位置を変更し新たな初期単一セグメンテーション点を選ぶことは、ユーザが左ペイン１１４ａでのマウスクリックによって現在見られている２Ｄセグメンテーション１１４ａを承認する場合、右ペイン１１４ｂに表示される３Ｄセグメンテーションの更新をもたらす。

【0060】

３Ｄセグメンター１８０は適切な３Ｄセグメンテーションアルゴリズムを実施する。アルゴリズムはバッファされた２Ｄセグメンテーションによって制約される３Ｄボリュームデータセット上で定義される関数への解を見つけることとしてあらわされ得る。可能な３Ｄセグメンテーションの各々は、スライス１１０ａ‐ｃの各々においてその断面として、バッファされた２Ｄセグメンテーションのいずれか一つを持つはずである。３Ｄセグメンターは規定された断面から、３Ｄボリュームセットにおける他のスライスへのバッファされた２Ｄセグメンテーションを推定して、そうした他のスライスにおける"欠けている"断面を確立する。３Ｄセグメンターはパターン認識技術を使用して、ボクセル強度及び形状においてバッファされた２Ｄセグメンテーションに最もよくマッチするフットプリントを持つスライスを発見する。そしてマッチしたスライスにおけるフットプリントが２Ｄセグメント化される。

【0061】

従って各３Ｄセグメンテーション解は２Ｄセグメンテーションの集合によって形成される。集合は前にバッファされた２Ｄセグメンテーションと、マッチしたスライスの２Ｄセグメンテーションを含む。スライスの集合は３Ｄセグメンテーションを構成する３Ｄボクセル領域を規定する。この３Ｄボクセル領域は関数の極小"点"としてあらわされ得る。極小値は関数の勾配のゼロについて解くことによって発見され得る。関数は３Ｄ画像ボリューム若しくはボリュームの粗視化バージョン上に定義される実数値関数である。粗視化態様は以下により詳細に説明される。

【0062】

通常は多数の解がある。従って３Ｄセグメンテーションアルゴリズムは解のただ一つを出力するために決定木を使用する。そして出力解への参照がＧＵＩコントローラ１６０に渡される。ＧＵＩコントローラ１６０は右ペイン１１４ｂにおいて出力３Ｄセグメンテーション解の表示をもたらす。

【0063】

一実施形態によれば３Ｄセグメンター１８０は３Ｄボリュームデータセットの全ての適切なボクセル領域にわたって極小値について関数を解く。

【0064】

しかしながら好適な実施形態によれば、ＣＰＵ時間を節約するために、可能な解空間は３Ｄセグメント化される肺の予想寸法（長さ、幅及び厚さ）に等しい球によって制限される。

【0065】

さらに別の実施形態において、そのように定義される球内部のボクセル若しくは３Ｄボリューム全体はボクセルの"塊"若しくは個々の３Ｄ領域へ粗視化され、それから肺の３Ｄフットプリントの３Ｄセグメンテーションが構築され得る。一実施形態によれば、３Ｄセグメンター１８０は３Ｄセグメンテーションの計算の前の離散化フェーズにおいて３Ｄボリュームデータの粗視化を実行する。３Ｄセグメンター１８０は各塊について、ボクセルグレー値強度と形状においてバッファされた２Ｄセグメンテーションの集合にフィットされ得る、２Ｄセグメンテーションが構成され得る断面スライスをそれが含むかどうか、分析する。２Ｄセグメンテーションがフィットされ得る場合、塊はフラッグアップされ、３Ｄセグメンテーション解の一部を成す。

【0066】

こうした粗視化は例えば肺若しくは関心のある特定臓器についての生理学的事実を利用することによってガイドされ得る。３Ｄの塊を規定する一つの方法は肺のフットプリント周辺の３Ｄ画像ボリュームを、肺血管をあらわす部分へ事前セグメント化することである。血管は裂線を横切って広がらず、左肺の場合、二つの肺葉のいずれか一方に限局されることがわかっている。バッファされた２Ｄセグメンテーションにおけるセグメンテーションラインによって規定される制約はこの粗視化のために使用されることができ、塊がセグメンテーションラインをあらわす裂線を超えることは許されない。これらの３Ｄ血管の塊にわたって３Ｄセグメンテーション関数を解くことは生理学的現実が尊重されることを確実にし得る。

【0067】

本発明の一実施形態によれば、装置はユーザが、３Ｄセグメント化される肺の幾何学形状を最もよくとらえる方法で左ペイン１１４ａにおける２Ｄセグメンテーション制約を選ぶのをガイドする。この趣旨でセグメンター１８０は表示のために単一３Ｄセグメンテーションを出力するだけでなく、設定可能な数の他の極小値に対する追加の候補３Ｄセグメンテーション解も計算する。他の極小値に対応する候補３Ｄセグメンテーション解はバックグラウンドで計算されるが、この時点では表示されず代わりにコンパレータ１８５に渡される。コンパレータ１８５は現在表示されている３Ｄセグメンテーション解と、バックグラウンドで計算された候補３Ｄセグメンテーションの各々との間の偏差を確立する。一実施形態によれば偏差の尺度は、各候補解と現在表示されている解に対して、各３Ｄセグメンテーションを構成するスライス中の各外側輪郭及びセグメンテーションラインによって規定される肺葉フットプリントのボリューム比を確立することによる。

【0068】

各肺葉ボリューム比は現在表示されている解の肺葉ボリューム比と比較される。候補解のボリューム比の一つが、現在表示されている解の肺葉ボリューム比からプリセット閾値偏差よりも大きく逸脱することがわかる場合、逸脱する解を構成する塊と現在表示されている解を構成する塊が比較される。現在見られている３Ｄセグメンテーションの一部でない少なくとも一つの塊が逸脱する解において特定される。処理ユニット１９０はデータベース１０５にアクセスしてその塊と交差するスライスを選択する。そのように特定されたスライスへの参照、例えばスライス１１０ｃは、３Ｄボリュームのスライス１１０ａ‐ｃの中からＧＵＩコントローラ１６０へ転送される。ＧＵＩコントローラ１６０はスライス１１０ａの代わりにスライス１１０ｃを表示するように左ペイン１１４ａを更新し、ここでスライス１１０ｃは偏差を生じたかもしれない特定された塊の断面を示す。別の実施形態によれば、逸脱する塊は単純に現在表示されている３Ｄセグメンテーション解を構成する塊から最も遠く離れている一つであるように選ばれ得る。

【0069】

つまり装置は、もし３Ｄセグメンテーションアルゴリズムがその塊を有する解を出力することを決定したとしたら、大きく異なる３Ｄセグメンテーションの表示を生じたであろう、"曖昧な"肺領域をユーザが知ることを可能にする。このようにして装置はユーザを支援し、彼若しくは彼女が、その肺葉へ３Ｄセグメント化される肺の真の幾何学形状をとらえる可能性が増すように、３Ｄボリュームの全体にわたって２Ｄセグメンテーション制約に対する選択肢をより広く広げるのを促す。ユーザはそのように提案され、表示される、高曖昧性を持つ塊を示すスライス１１０ｃを２Ｄセグメント化し、そのスライスをバッファに加えるように進行し得る。新たな２Ｄセグメンテーションをバッファリングすると、バックグラウンドで計算された候補３Ｄセグメンテーションが前の３Ｄセグメンテーションの代わりに第２のウィンドウウィジェットに表示される。ユーザが提案された３Ｄセグメンテーションに満足しない場合、ＧＵＩ１５５のバッファボタン（不図示）が起動され、クリップボードとしてオーバーレイウィンドウの表示をもたらし得る。クリップボードオーバーレイウィンドウはバッファされた２Ｄセグメンテーションへの参照リンクのリストを含み、リンクのマウスクリックはスライスの各々の上にオーバーレイされた各２Ｄセグメンテーションのウィンドウ１４４ａにおける表示をもたらし得る。ユーザは高曖昧性の塊を示すスライスの提案された２Ｄセグメンテーションの参照をバッファから抹消し得る。第２のウィンドウウィジェット１１４ｂにおける表示は前に表示された３Ｄセグメンテーションに戻る。一実施形態によれば、ユーザは常に及びいかなる段階でもバッファクリップボードを起動してバッファから２Ｄセグメンテーション制約を除去することができ、このような除去はバッファに残っている制約に基づいて３Ｄセグメンテーションを表示するように第２のウィンドウウィジェット１１４ｂの更新をもたらす。

【0070】

図３を参照すると、２Ｄ断面スライス画像を後処理する方法のフローチャートが示される。

【0071】

ステップＳ３０５において初期スライス画像がグラフィカルユーザインターフェースの第１のウィンドウウィジェットに表示される。

【0072】

ステップＳ３１０において、及びユーザが表示された初期スライスにおいて単一初期点の位置データを指定することに応答して、指定された単一初期点を通過する若しくはそこから開始する曲線セグメンテーションラインに基づいて、表示されたスライスの２Ｄセグメンテーションが計算される。

【0073】

ステップＳ３２０において、そのように計算された２Ｄセグメンテーションは、初期スライス上にオーバーレイされ、セグメント化されるオブジェクトのフットプリントに沿って重ね合わされるグラフィックとして表示のためにレンダリングされる。

【0074】

ステップＳ３３０において及びユーザ要求に応答して、２Ｄセグメンテーションがバッファに保存され、３Ｄ画像ボリュームにわたるオブジェクトの３Ｄフットプリントの３Ｄセグメンテーションが計算される。３Ｄセグメンテーションの計算は表示された２Ｄスライスにおける前に計算された２Ｄセグメンテーションに基づく。

【0075】

ステップＳ３４０において、そのように計算された３Ｄセグメンテーションの少なくとも部分的なグラフィックレンダリングが、第２のウィンドウウィジェットに若しくはスライスの代わりに第１のウィンドウウィジェットに、画面上で表示される。

【0076】

要求された３Ｄレンダリングセグメンテーションに加えて、追加３Ｄセグメンテーションがバックグラウンドで計算される。追加３Ｄセグメンテーションは実際に要求された３Ｄセグメンテーションの計算に使用されていない３Ｄ画像ボリューム中の少なくとも一つのサンプル領域に基づく。二つの３ＤセグメンテーションはステップＳ３５０において比較され、二者間の偏差値が確立される。偏差値がプリセットの及び設定可能な閾値を超える場合、第１のウィンドウウィジェットはそのように特定されたサンプル領域の断面を示すスライスを表示することによって更新される。

【0077】

ステップＳ３０５からＳ３５０は、現在表示されているスライスにおいて若しくは追加スライスにおいてセグメンテーションのためのさらに追加の単一初期点をユーザが指定すると繰り返され、その結果２Ｄセグメンテーションのセットを制約として連続的に収集し、ここまで収集された２Ｄセグメンテーションの全て若しくは設定可能な数に基づいて３Ｄセグメンテーションを連続的に再計算することができる。

【0078】

本発明の別の実施形態例において、適切なシステム上で先の実施形態の一つにかかる方法の方法ステップを実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム若しくはコンピュータプログラム要素が提供される。

【0079】

従ってコンピュータプログラム要素は本発明の一実施形態の一部でもあり得るコンピュータユニット上に保存され得る。このコンピュータユニットは上記方法のステップを実行するか若しくは実行を誘導するように構成され得る。さらに、これは上記装置のコンポーネントを操作するように構成され得る。コンピュータユニットは自動的に作動するか及び／又はユーザの命令を実行するように構成され得る。コンピュータプログラムはデータプロセッサのワーキングメモリにロードされ得る。従ってデータプロセッサは本発明の方法を実行するように装備され得る。

【0080】

本発明のこの実施形態例ははじめから本発明を使用するコンピュータプログラム及びアップデートによって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムへ変えるコンピュータプログラムの両方をカバーする。

【0081】

これより先、コンピュータプログラム要素は上記方法の一実施形態例の手順を満たすために必要な全ステップを提供することができるようになってもよい。

【0082】

本発明のさらなる実施形態例によれば、ＣＤ‐ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体は前節によって記載されるコンピュータプログラム要素を保存している。

【0083】

コンピュータプログラムは他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として供給される光記憶媒体若しくは固体媒体などの適切な媒体上に保存及び／又は配布され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式でも配布され得る。

【0084】

しかしながら、コンピュータプログラムはワールドワイドウェブのようなネットワーク上に提示されてもよく、かかるネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされることができる。本発明のさらなる実施形態例によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用可能にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は本発明の上記実施形態の一つにかかる方法を実行するように構成される。

【0085】

本発明の実施形態は異なる主題に関して記載されることが留意されるべきである。特に、一部の実施形態は方法タイプクレームに関して記載されるが、他の実施形態は装置タイプクレームに関して記載される。しかしながら、当業者は上記及び下記から、他に明記されない限り、一つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意の組み合わせも本開示とともに開示されるものとみなされることを推測するだろう。しかしながら、全ての特徴は組み合わされて特徴の単なる総和に留まらない相乗効果をもたらし得る。

【0086】

本発明は図面と先の説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は例示若しくは説明であって限定ではないとみなされるものとする。本発明は開示の実施形態に限定されない。開示の実施形態への他の変更は図面、開示及び従属クレームの考察から、請求される発明を実施する上で当業者によって理解されもたらされることができる。

【0087】

クレームにおいて、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。単一のプロセッサ若しくは他のユニットはクレームに列挙される複数の項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属クレームにおいて列挙されるという単なる事実はこれら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。クレームにおける任意の参照符号は範囲を限定するものと解釈されてはならない。

【図1】

【図2】

【図3】