臨床X線画像の二値化画像変換による病巣像の数値表示

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04454495
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 土門 正治 東京医科歯科大学, 歯学部, 助教授 (60014198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 誉田 栄一 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (30192321) ; 倉林 亨 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (60178093) ; 加藤 二久 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (70095107) ; 井田 瑞枝 東京医科歯科大学, 歯学部, 講師 (10014226) ; 佐々木 武仁 東京医科歯科大学, 歯学部, 教授 (90013896)
• Keywords: フラクタル次元 / 画像解析 / 画像処理 / X線画像 / コッホ曲線 / シェルピンスキーのガスケット

Research Abstract

臨床X線画像のフラクタル次元を求めるには、広い濃度範囲の階調を忠実にデジタル入力するシステムの構築が必要である。アップル社マッキントッシュコンピューターによる画像解析システムを導入し、ニコン社35mmフィルムスキャナーによるデンタルフィルムの画像入力系を完成した。CT画像、FCR画像はSun社コンピューターに蓄えられた画像ファイルをマッキントッシュコンピューターに転送するネットワークを整備しつつある。
マッキントッシュコンピューターのソフトウエアにより、画像拡張法に基づく二次元空間のフラクタル次元を測定するプログラムを作成した。理論的に既知のフラクタル次元Dを持つ、二値化画像である、コッホ曲線(D=1.262)とシェルピンスキーのガスケット(D=1.585)の測定値は1.274と1.556であった。2%以上の精度でフラクタル次元を測定できることが期持できる。しかし、濃度情報をもつ臨床画像から濃度値を変えて、一定の濃度幅をもつスライス画像を二値化変換し、各スライスについてフラクタル次元を測定する研究計画に困難が生じた。X線画像はノイズが大きく、スライス二値化画像は点状像の集積となり、一意的なフラクタル次元の値を求めることは不可能であることが予想できた。そこで、二次元空間のフラクタル次元測定法に準じた、三次元空間のフラクタル次元測定法のプログラムを作成した。この方法の原理は、三次元物体の表面を覆いつくす球の個数を計算することである。球の半径rを変えたときの、球の個数NからD=logN/logrによりDが求められる。ガウスノイズのパターンを作成し、Dを求めた。ガウスノイズの分布の標準偏差を大きくすると、Dは2.2〜2.8と大きくなり、現実の画像についてフラクタル次元を求める際に、画像濃度差を考慮して球の半径rの大きさを設定する必要性が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] E.Honda,M.Domon,T.Sasaki,N.Obayashi,M.Ida: "Fuactul dimensions of ductal patterns in the parotid qlands of novmal subjects aud patients with Sjogren sgndrome" Investigative Radiology. 27. 790-796 (1992)