DE112016003634T5

DE112016003634T5 - Zuordnungsbild-anzeigesteuervorrichtung, -verfahren und -programm

Info

Publication number: DE112016003634T5
Application number: DE112016003634.5T
Authority: DE
Inventors: Kenta Yamada
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2018-04-26
Also published as: JPWO2017043150A1; JP6396597B2; US10568705B2; WO2017043150A1; US20180185101A1

Abstract

Es sind eine Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahren und ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm vorgesehen, die Positionen auf der Lungenoberfläche simulieren können, an denen Farbstoff einsickert, falls der Farbstoff in die Peripherien von Bronchien gesprüht wird, und die ein Zuordnungsbild, worin die Positionen zugeordnet sind, erzeugen und anzeigen können. Die Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung umfasst eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11, die einen in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereich extrahiert, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12, die einen im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereich extrahiert, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13, die Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14, die Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt, und eine Anzeigesteuereinheit 15, die ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und eine Anzeigevorrichtung 3 veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Programm zum Simulieren von Positionen auf der Lungenoberfläche, an denen ein Farbstoff einsickert, falls der Farbstoff in die Peripherien von Bronchien gesprüht wird, und zum Erzeugen und Anzeigen eines Zuordnungsbilds, in dem die Positionen der Lungenoberfläche zugeordnet sind.
Beschreibung des Stands der Technik
VAL-MAP (Virtual Assisted Lung Mapping) wurde vor kurzem als Verfahren zum Markieren eines Resektionsbereichs der Lunge vorgeschlagen (siehe Masaaki Sato und acht andere, „Thoracoscopic wedge lung resection using virtual-assisted lung mapping“, [online], 12. Juni 2014, Asian Cardiovascular and Thoracic Annals, <URL:http://aan.sagepub.com/content/early/2014/06/12/0218492314539332>). Bei VAL-MAP wird jede sich in der Nähe eines Tumors befindende Bronchie in einer gegebenen Weise ausgewählt und wird in der Bronchie eine bronchioskopische Prozedur ausgeführt. Dann wird ein Katheter in die Peripherie der Bronchie vorgeschoben und wird ein Farbstoff in die Peripherie gesprüht, um die Lungenoberfläche zu färben.
Dieses Färben der Lungenoberfläche ermöglicht eine sehr genaue Vorhersage des Orts eines Tumors unter Verwendung der gefärbten Bereiche als Orientierungspunkte während der Ausführung einer Thorakotomie- oder Thorakoskopieprozedur.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn das vorstehend beschriebene VAL-MAP-Verfahren ausgeführt wird, möchten Ärzte manchmal durch eine Simulation vor der Prozedur feststellen, welcher Teil der Lungenoberfläche gefärbt wurde, falls eine Bronchie ausgewählt wurde und ein Farbstoff darin hinein gesprüht wurde. Dementsprechend sind Verfahren zur Simulation färbbarer Positionen auf der Lungenoberfläche auf der Grundlage durch Bildverarbeitung extrahierter Bronchienbereiche vorstellbar.
Bei einer Ausführung einer solchen Simulation ist es vorstellbar, einen Bronchienbereich bis zur Lungenoberfläche zu verlängern, weil sich der Bronchienbereich gewöhnlich nicht bis zum Kontakt mit der Lungenoberfläche erstreckt. Als Verfahren zum Verlängern eines Bronchienbereichs zur Lungenoberfläche ist ein Verfahren zum Extrahieren eines Wegs eines Bronchienbereichs als Graphenstruktur und zum Verlängern des Endes der Graphenstruktur bis zur Lungenoberfläche vorstellbar.
Wenn die Genauigkeit der Extraktion eines Bronchienwegs auf der Grundlage der Bildverarbeitung gering ist, wird der Bronchienweg jedoch inkorrekt erkannt. Dadurch kann sich das Ende der Graphenstruktur in eine unnatürliche Richtung bieten. Weil in einem solchen Fall auch die Verlaufsrichtung des Endes der Graphenstruktur unnatürlich wird und von einer tatsächlichen Verlaufsrichtung des Bronchienbereichs verschieden ist, kann eine zu färbende Position auf der Lungenoberfläche dann nicht mit hoher Genauigkeit simuliert werden.
Angesichts des vorstehend beschriebenen Umstands besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahren und ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm bereitzustellen, welche Positionen auf der Lungenoberfläche, an denen ein Farbstoff einsickert, falls der Farbstoff in die Peripherien von Bronchien gesprüht wird, mit hoher Genauigkeit simulieren können und ein Zuordnungsbild, in dem die Positionen zugeordnet sind, erzeugen und anzeigen können.
Eine Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit, die einen in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereich extrahiert, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit, die einen im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereich extrahiert, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit, die Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit, die Ankunftpositionsinformationen einer Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt, und eine Anzeigesteuereinheit, welche ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und eine Anzeigeeinheit veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzen, die auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition und eines Endes des Zweigs festgelegt wird.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzen, die auf der Grundlage des Endes des Zweigs und der Informationen über die erste Verzweigungsposition vom Ende festgelegt wird.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit eine Spline-Interpolation unter Verwendung eines Punkts auf dem Zweig und eines auf der Grundlage von Informationen über die erste Verzweigungsposition von einem Ende des Zweigs identifizierten Punkts ausführen und eine durch die Spline-Interpolation bestimmte gekrümmte Linie als verlängerte Linie des Zweigs schätzen.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit den Zweig auf der Grundlage der Informationen der Verzweigungsposition identifizieren, einen dominierten Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifizieren und als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzen, die einen Schwerpunkt des dominierten Bereichs und ein Ende des Zweigs verbindet.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit den Zweig auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition identifizieren, einen dominierten Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifizieren und als Ankunftpositionsinformationen einen Schwerpunkt eines Bereichs schätzen, der eine Fläche des dominierten Bereichs ist und auch die Oberfläche des Lungenbereichs ist.
Zusätzlich kann die Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit aufweisen, die einen im Lungenbereich enthaltenen Blutgefäßbereich extrahiert, und kann die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit die verlängerte Linie des Zweigs auf der Grundlage des Blutgefäßbereichs und der Information über die Verzweigungsposition schätzen.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit als Blutgefäßbereich einen Lungenvenenbereich und/oder einen Lungenarterienbereich extrahieren.
Zusätzlich kann bei der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Anzeigesteuereinheit einen Bereich festlegen, der eine durch die Ankunftpositionsinformationen identifizierte Ankunftsposition aufweist, ein Zuordnungsbild erzeugen, in dem der Bereich der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet ist, und die Anzeigeeinheit veranlassen, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: Extrahieren eines in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereichs, Extrahieren eines im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereichs, Erfassen von Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs, Schätzen von Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition und Erzeugen eines Zuordnungsbilds, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und Veranlassen einer Anzeigeeinheit, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Ein Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung veranlasst einen Computer, als Folgendes zu wirken: eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit, die einen in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereich extrahiert, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit, die einen im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereich extrahiert, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit, die Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit, die Ankunftpositionsinformationen einer Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt, und eine Anzeigesteuereinheit, welche ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und eine Anzeigeeinheit veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Mit der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, dem Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahren und dem Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung werden ein in einem dreidimensionalen Bild enthaltener Lungenbereich extrahiert, ein im Lungenbereich enthaltener Bronchienbereich extrahiert und Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst. Dann werden auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, geschätzt. Demgemäß kann eine Position, die ein Farbstoff beim vorstehend beschriebenen VAL-MAP-Verfahren erreicht, mit hoher Genauigkeit simuliert werden. Das heißt, dass selbst dann, wenn die Genauigkeit der Extraktion eines Bronchienwegs gering ist und sich das Ende des Bronchienwegs in unnatürlicher Weise biegt, wie vorstehend beschrieben wurde, Ankunftpositionsinformationen auf der Grundlage von Informationen über eine Verzweigungsposition geschätzt werden. Demgemäß kann eine Position, die der Farbstoff erreicht, mit hoher Genauigkeit simuliert werden. Es sei bemerkt, dass ein Verfahren zum Schätzen von Ankunftpositionsinformationen auf der Grundlage von Informationen über eine Verzweigungsposition später detailliert beschrieben wird.
Ferner kann ein Zuordnungsbild, in dem die mit hoher Genauigkeit simulierten Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, erzeugt und angezeigt werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer schematischen Konfiguration eines Systems zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose, wobei eine Ausführungsform einer Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, eines Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahrens und eines Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
2 ein Diagramm, in dem ein Fall dargestellt ist, bei dem ein Ende einer anhand eines Bronchienbereichs erhaltenen Graphenstruktur eine unregelmäßige Form aufweist,
3 ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem eine gerade Linie, die ein Ende eines Zweigs einer Graphenstruktur eines Bronchienbereichs und den ersten Verzweigungspunkt vom Ende verbindet, als eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird,
4 ein Diagramm eines Beispiels eines vom System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose, welches eine Ausführungsform der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, des Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahrens und des Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, erzeugten Zuordnungsbilds,
5 ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Arbeitsvorgangs des Systems zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose, welches eine Ausführungsform der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, des Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahrens und des Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet,
6 ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem eine gekrümmte Linie, die durch Ausführen einer Spline-Interpolation unter Verwendung von zwei Punkten auf einem Zweig und einem Verzweigungspunkt erhalten wird, als eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird,
7 ein Diagramm zum Beschreiben eines anderen Beispiels des Falls, in dem die verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs durch Spline-Interpolation geschätzt wird,
8 ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem eine gerade Linie, die den Schwerpunkt eines dominierten Bereichs eines Zweigs und ein Ende des Zweigs verbindet, als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird,
9 ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem der Schwerpunkt eines Bereichs, der die Oberfläche des dominierten Bereichs ist und auch die Oberfläche des Lungenbereichs ist, als Ankunftpositionsinformation geschätzt wird,
10 ein Blockdiagramm einer schematischen Konfiguration des Systems zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose, das ferner eine Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit aufweist, und
11 ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem eine Position, an der eine verlängerte Linie eines Zweigs eines Bronchienbereichs die Lungenoberfläche erreicht, auf der Grundlage eines Blutgefäßbereichs und Informationen über eine Verzweigungsposition geschätzt wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose, das eine Ausführungsform einer Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, eines Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahrens und eines Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, wird nachstehend in Einzelheiten mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm einer schematischen Konfiguration des Systems zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform.
Das System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform unterstützt Ärzte bei der vorstehend beschriebenen VAL-MAP-Ausführung. Insbesondere simuliert das System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform Positionen auf der Lungenoberfläche, an denen ein Farbstoff einsickert, falls der Farbstoff in die Peripherien von Bronchien gesprüht wird, und erzeugt ein Zuordnungsbild, in dem die Positionen der Lungenoberfläche zugeordnet sind, und zeigt dieses an. Weil Ärzte durch die Betrachtung dieses Zuordnungsbilds erkennen können, an welcher Stelle auf der Lungenoberfläche der Farbstoff einsickert, falls eine Bronchie ausgewählt wird und der Farbstoff auf seine Peripherie gesprüht wird, können sie jede Bronchie, worin der Farbstoff zu sprühen ist, vor der Prozedur geeignet auswählen.
Insbesondere weist das System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, eine Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung 1, einen Server 2 zum Speichern medizinischer Bilder, eine Anzeigevorrichtung 3 (entsprechend einer Anzeigeeinheit) und eine Eingabevorrichtung 4 auf.
Die Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung 1 ist durch Installation des Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms gemäß der Ausführungsform auf einem Computer implementiert.
Die Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung 1 weist eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit), einen Halbleiterspeicher und eine Speichervorrichtung in der Art einer Festplatte oder einer SSD (eines Halbleiterlaufwerks) auf. Das Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm gemäß der Ausführungsform ist auf der Speichervorrichtung installiert. Infolge der Ausführung dieses Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramms durch die CPU arbeiten eine Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder, eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 und eine Anzeigesteuereinheit 15, wie in 1 dargestellt.
Das Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm wird verbreitet, nachdem es auf ein Aufzeichnungsmedium in der Art einer DVD (Digital Versatile Disc) oder einer CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) aufgezeichnet wurde, und es wird vom Aufzeichnungsmedium auf dem Computer installiert. Alternativ wird das Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm in einer Speichervorrichtung eines mit einem Netz verbundenen Server-Computers oder einem Netzspeicher in einem von außen zugänglichen Zustand gespeichert und ansprechend auf eine Anforderung zum Computer heruntergeladen und dort installiert.
Die Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder erfasst durch Abbilden von Patienten vorab erhaltene dreidimensionale Bilder 6 des Thorax der Patienten. Die dreidimensionalen Bilder 6 werden durch Abbilden des Thorax von Patienten unter Verwendung beispielsweise einer CT(Computertomographie)-Vorrichtung oder einer MRI(Magnet-resonanzbildgebung)-Vorrichtung erhalten.
Die dreidimensionalen Bilder 6 werden vorab im Server 2 zum Speichern medizinischer Bilder zusammen mit Identifikationsinformationen jeweiliger Patienten gespeichert. Auf der Grundlage vom Benutzer unter Verwendung der Eingabevorrichtung 4 oder dergleichen eingegebener Identifikationsinformationen eines Patienten liest die Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder das dreidimensionale Bild 6 mit den Identifikationsinformationen aus dem Server 2 zum Speichern medizinischer Bilder und speichert das dreidimensionale Bild 6 zwischen.
Die Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11 führt einen Prozess zum Extrahieren eines Lungenbereichs aus dem von der Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder erfassten dreidimensionalen Bild 6 des Thorax aus. Als Verfahren zum Extrahieren eines Lungenbereichs kann ein öffentlich bekanntes Verfahren in der Art eines Verfahrens zur Extraktion eines Lungenbereichs durch Erzeugen eines Histogramms von Signalwerten an jeweiligen Pixelpositionen im dreidimensionalen Bild 6 und zur Verarbeitung des Histogramms unter Verwendung einer Schwelle oder eines Bereichswachstumsverfahrens auf der Grundlage von Keimpunkten, die einen Lungenbereich repräsentieren, verwendet werden, weil die Lungenfelder Bereiche sind, in denen Luft vorhanden ist.
Die Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 führt einen Prozess zum Extrahieren eines Bronchienbereichs, der im Lungenbereich des dreidimensionalen Bilds 6 des Thorax enthalten ist, aus. Es wird angenommen, dass Bronchien im dreidimensionalen Bild 6 enthalten sind, so dass Pixel für das Innere der Bronchien als Bereiche repräsentiert werden, die niedrige Pixelwerte zeigen, weil sie einem Luftbereich entsprechen, während die Bronchienwände Strukturen mit einer zylindrischen Säulenform oder einer linearen Form sind, die verhältnismäßig hohe Pixelwerte zeigen. Demgemäß wird eine Strukturanalyse einer Form auf der Grundlage einer Pixelwertverteilung für einzelne Pixel ausgeführt, um Bronchien zu extrahieren. Beispielsweise können wie bei einem in JP2012-200403A beschriebenen Verfahren ein Bronchienbereich und eine Graphenstruktur, die durch Ausführen eines Dünnens am Bronchienbereich erhalten wird, durch Ausführen einer Hesse-Analyse auf der Grundlage von Pixelwerten jeweiliger Pixel extrahiert werden. Es sei bemerkt, dass eine andere öffentlich bekannte Technik für die Extraktion eines Bronchienbereichs verwendet werden kann.
Die Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfasst Informationen über eine Verzweigungsposition des durch die Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 extrahierten Bronchienbereichs. Insbesondere klassifiziert die Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 eine Graphenstruktur eines von der Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 extrahierten Bronchienbereichs in einen Anfangspunkt, einen Endpunkt, einen Verzweigungspunkt und einen Rand und erfasst Positionsinformationen über den Verzweigungspunkt als Informationen über die Verzweigungsposition des Bronchienbereichs.
Die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 schätzt Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines in einem Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Informationen über die Verzweigungsposition.
Eine Position, an der, falls bei VAL-MAP Farbstoff in die Peripherie einer Bronchie gesprüht wird, der Farbstoff die Lungenoberfläche erreicht und in die Lungenoberfläche einsickert, nachdem er das Lungengewebe durchquert hat, kann als eine Position geschätzt werden, an der die verlängerte Linie des Zweigs der Bronchie die Lungenoberfläche erreicht.
Demgemäß ist es vorstellbar, eine Graphenstruktur eines Bronchienbereichs aus einem dreidimensionalen Bild zu extrahieren, eine gerade Linie festzulegen, die ein Ende eines in der Graphenstruktur enthaltenen Zweigs und einen Punkt an einem Rand in der Nähe des Endes (beispielsweise einen Punkt unmittelbar vor dem Ende) verbindet, als eine verlängerte Linie des Zweigs festzulegen, und eine Position, an der die verlängerte Linie die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, als eine Position zu schätzen, die der Farbstoff erreicht (bis zu der er einsickert).
Das Ende des Zweigs hat jedoch manchmal abhängig von der Extraktionsgenauigkeit der Graphenstruktur eine unregelmäßige Form. In diesen Fällen unterscheidet sich, falls eine gerade Linie, welche das Ende des Zweigs und den Punkt am Rand in der Nähe des Endes verbindet, in einer vorstehend beschriebenen Weise als die verlängerte Linie des Zweigs festgelegt wird, die Richtung, in welche sich die verlängerte Linie erstreckt, manchmal vollkommen von der Richtung, in welche sich der Zweig des Bronchienbereichs tatsächlich erstreckt. Dadurch kann die Schätzgenauigkeit der Ankunftsposition des Farbstoffs erheblich abnehmen.
2 ist ein Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem das Ende eines Zweigs einer Graphenstruktur wie vorstehend beschrieben eine unregelmäßige Form aufweist. 2 zeigt ein Volumenrenderbild eines Lungenbereichs und von Bronchienbereichen. 2 zeigt auch die Graphenstrukturen der Bronchienbereiche unter Verwendung dünner schwarzer Linien und verlängerter Linien von Zweigen der Graphenstrukturen unter Verwendung dicker grauer Linien. 2 zeigt ferner Positionen, an denen jeweilige verlängerte Linien der Zweige der Graphenstrukturen die Oberfläche des Lungenbereichs erreichen, unter Verwendung von Kugeln oder Halbkugeln. Ein Abschnitt in der Nähe des Endes der Graphenstruktur in einem in 2 durch eine schwarze Linie dargestellten Kreis wird extrahiert, wobei er eine Form hat, die verglichen mit der tatsächlichen Form in der Figur nach rechts gebogen ist. Dadurch wird die geschätzte Position, welche der Farbstoff erreicht, in der Figur verglichen mit der Position, die der Farbstoff tatsächlich erreicht, nach rechts (in Richtung eines weißen Pfeils) verschoben.
Demgemäß schätzt die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 gemäß der Ausführungsform eine gerade Linie, die auf der Grundlage von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfasster Informationen über eine Verzweigungsposition und des Endes eines Zweigs einer Graphenstruktur festgelegt wird, als eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen. Die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 gemäß der Ausführungsform schätzt dann die Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der die verlängerte Linie die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, als Position, an der der Farbstoff die Lungenoberfläche erreicht.
Insbesondere schätzt die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 eine gerade Linie, die ein Ende T eines Zweigs einer Graphenstruktur eines Bronchienbereichs und einen ersten Verzweigungspunkt S vom Ende T verbindet, als eine verlängerte Linie L1 des Zweigs des Bronchienbereichs, wie in 3 dargestellt ist. Die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 erhält dann den Schnittpunkt zwischen der verlängerten Linie L1 und der Oberfläche des Lungenbereichs als Ankunftpositionsinformation. Der erste Verzweigungspunkt vom Ende T bezeichnet den ersten Zweig in einer Richtung vom Ende des Bronchienbereichs zur Ausgangsseite der Bronchie.
Wenngleich gemäß dieser Ausführungsform der erste Verzweigungspunkt vom Ende T verwendet wird, ist der zu verwendende Verzweigungspunkt nicht auf diesen beschränkt. Es kann auch der zweite oder der dritte Verzweigungspunkt vom Ende T verwendet werden.
Zusätzlich braucht nicht notwendigerweise der Verzweigungspunkt S verwendet zu werden, wenngleich gemäß der Ausführungsform das Ende T des Zweigs der Graphenstruktur des Bronchienbereichs mit dem ersten Verzweigungspunkt S vom Ende T verbunden ist. Es kann ein beliebiger Punkt in der Nähe des Verzweigungspunkts S verwendet werden, solange mit dem Punkt im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erhalten wird. Das heißt, dass eine gerade Linie, die auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition und das Ende des Zweigs der Graphenstruktur festgelegt ist, eine gerade Linie einschließt, die durch Verbinden des Endes T des Zweigs und eines Punkts in der Nähe des Verzweigungspunkts S festgelegt wird.
Wenngleich die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 gemäß der Ausführungsform einen Schnittpunkt zwischen einer verlängerten Linie eines Zweigs eines Bronchienbereichs und der Oberfläche des Lungenbereichs als Ankunftpositionsinformationen erfasst, brauchen die Ankunftpositionsinformationen zusätzlich nicht notwendigerweise Koordinaten eines einzigen Punkts zu repräsentieren. Ein zweidimensionaler oder dreidimensionaler Bereich, der den Schnittpunkt aufweist, kann als Ankunftpositionsinformation erhalten werden. Die durch die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 erhaltenen Ankunftpositionsinformationen repräsentieren einen Ankunftspunkt oder einen Ankunftsbereich, wo, falls ein Farbstoff in die Peripherie einer Bronchie gesprüht wird, der Farbstoff nach dem Durchqueren des Lungengewebes die Lungenoberfläche erreicht.
Die Anzeigesteuereinheit 15 erzeugt ein Volumenrenderbild des Lungenbereichs und der Bronchienbereiche auf der Grundlage des von der Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11 extrahierten Lungenbereichs und der von der Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 extrahierten Bronchienbereiche. Die Lichtundurchlässigkeit des Volumenrenderbilds des Lungenbereichs wird so festgelegt, dass die Bronchienbereiche im Lungenbereich visuell erkennbar sind, und die Farbe für den Lungenbereich und die Farbe für die Bronchienbereiche werden unterschiedlich festgelegt.
Zusätzlich veranlasst die Anzeigesteuereinheit 15 die Anzeigevorrichtung 3, ein Zuordnungsbild anzuzeigen, in dem die durch Ausführen eines Dünnens an den Bronchienbereichen erhaltenen Graphenstrukturen und die verlängerten Linien der Zweige der Bronchienbereiche und Teile der von der Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 festgelegten Ankunftpositionsinformationen dem Volumenrenderbild des Lungenbereichs und der Bronchienbereiche überlagert sind.
4 zeigt ein Beispiel eines von der Anzeigevorrichtung 3 angezeigten Zuordnungsbilds. Wie in 4 dargestellt ist, wird eine Graphenstruktur jedes Bronchienbereichs unter Verwendung einer dünnen schwarzen Linie repräsentiert, wird eine verlängerte Linie eines Zweigs jedes Bronchienbereichs unter Verwendung einer dicken grauen Linie repräsentiert und werden Ankunftpositionsinformationen unter Verwendung einer Kugel oder Halbkugel repräsentiert. Wie in 4 dargestellt ist, hat ein Abschnitt in der Nähe des Endes der Graphenstruktur in einem durch eine schwarze Linie eingezeichneten Kreis eine Form, die verglichen mit der tatsächlichen Form nach rechts gebogen ist. 4 zeigt jedoch, dass eine verlängerte Linie des Bronchienbereichs in einer Richtung festgelegt ist, die mit der Verlaufsrichtung des Zweigs des Bronchienbereichs identisch ist, und die Position, an der der Farbstoff die Lungenoberfläche erreicht, wird dabei mit hoher Genauigkeit geschätzt. Es sei bemerkt, dass eine Kugel oder Halbkugel, welche Ankunftpositionsinformationen repräsentiert, einem Bereich entspricht, der die durch die Ankunftpositionsinformationen identifizierte Ankunftsposition gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
Zusätzlich können die Größe der Kugel oder Halbkugel, welche Ankunftpositionsinformationen repräsentiert und im Zuordnungsbild angezeigt ist, unter Verwendung der Eingabevorrichtung 4 vom Benutzer in einer gegebenen Weise festgelegt werden. Zusätzlich kann zwischen der Anzeige und Nichtanzeige der Kugel oder Halbkugel, welche Ankunftpositionsinformationen repräsentiert, geschaltet werden, oder kann die Kugel oder Halbkugel, welche Ankunftpositionsinformationen repräsentiert, so angezeigt werden, dass sie aufleuchtet oder nicht. Ferner brauchen nicht unbedingt die verlängerten Linien der Bronchienbereiche angezeigt zu werden, und es kann vom Benutzer zwischen ihrer Anzeige und Nichtanzeige geschaltet werden.
Die Anzeigevorrichtung 3 weist ein Anzeigegerät in der Art einer Flüssigkristallanzeige auf. Die Anzeigevorrichtung 3 zeigt das vorstehend beschriebene Volumenrenderbild oder dergleichen an.
Die Eingabevorrichtung 4 empfängt verschiedene Eingaben für Einstellungen vom Benutzer und weist Eingabegeräte in der Art einer Tastatur und einer Maus auf. Die Eingabevorrichtung 4 empfängt beispielsweise eine Eingabe zum Festlegen von Identifikationsinformationen eines Patienten, eine Eingabe zum Festlegen der Lichtundurchlässigkeit und der Farbe des Volumenrenderbilds und eine Eingabe zum Festlegen der angezeigten Form und Größe der Ankunftpositionsinformationen. Es sei bemerkt, dass ein Berührungsfeld sowohl für die Anzeigevorrichtung 3 als auch die Eingabevorrichtung 4 verwendet werden kann.
Ein Arbeitsvorgang des Systems zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf das in 5 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.
Zuerst liest die Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder das dreidimensionale Bild 6 entsprechend Identifikationsinformationen eines Patienten oder dergleichen, die vom Benutzer eingegeben wurden, aus dem Server 2 zum Speichern medizinischer Bilder aus und erfasst dieses (S10).
Das von der Einheit 10 zur Erfassung medizinischer Bilder erfasste dreidimensionale Bild 6 wird in die Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11 und die Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 eingegeben. Die Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11 extrahiert jeden Lungenbereich aus dem eingegebenen dreidimensionalen Bild 6 (S12). Die Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 extrahiert Bronchienbereiche aus dem eingegebenen dreidimensionalen Bild 6 und erfasst ferner Graphenstrukturen durch Ausführen eines Dünnens an den Bronchienbereichen (S14).
Die durch die Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 erfassten Graphenstrukturen werden in die Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 eingegeben. Die Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfasst auf der Grundlage der eingegebenen Graphenstrukturen Informationen über eine Verzweigungsposition jedes Bronchienbereichs (S16).
Die von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Informationen über die Verzweigungsposition werden in die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 eingegeben. Die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 legt auf der Grundlage der eingegebenen Informationen über die Verzweigungsposition eine verlängerte Linie eines Zweigs jedes Bronchienbereichs fest und erhält einen Schnittpunkt zwischen der verlängerten Linie und der Oberfläche des Lungenbereichs als Ankunftpositionsinformationen (S18).
Der durch die Lungenbereichs-Extraktionseinheit 11 extrahierte Lungenbereich und die von der Bronchienbereichs-Extraktionseinheit 12 extrahierten Bronchienbereiche werden in die Anzeigesteuereinheit 15 eingegeben. Die Anzeigesteuereinheit 15 erzeugt ein Volumenrenderbild des Lungenbereichs und der Bronchienbereiche auf der Grundlage des eingegebenen Lungenbereichs und der eingegebenen Bronchienbereiche. Ferner werden die durch Ausführen eines Dünnens an den Bronchienbereichen erhaltenen Graphenstrukturen und die verlängerten Linien von Zweigen der Bronchienbereiche und die von der Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 festgelegten Ankunftpositionsinformationen in die Anzeigesteuereinheit 15 eingegeben. Die Anzeigesteuereinheit 15 erzeugt ein Zuordnungsbild, worin die eingegebenen Graphenstrukturen, die verlängerten Linien der Zweige und die Ankunftpositionsinformationen dem Volumenrenderbild des Lungenbereichs und der Bronchienbereiche überlagert sind (S20), und bewirkt, dass die Anzeigevorrichtung 3 das Zuordnungsbild anzeigt (S22).
Mit dem System zur Unterstützung einer medizinischen Bilddiagnose gemäß der Ausführungsform wird ein in einem dreidimensionalen Bild enthaltener Lungenbereich extrahiert, wird ein im Lungenbereich enthaltener Bronchienbereich extrahiert und werden Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erhalten. Dann werden Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition geschätzt. Demgemäß kann eine Position, die ein Farbstoff beim vorstehend beschriebenen VAL-MAP-Verfahren erreicht, mit hoher Genauigkeit simuliert werden. Das heißt, dass selbst dann, wenn die Genauigkeit der Extraktion der Graphenstruktur gering ist und das Ende der Graphenstruktur in einer unnatürlichen Richtung gebogen ist, wie vorstehend beschrieben wurde, eine Position, die Farbstoff erreicht, mit hoher Genauigkeit simuliert werden kann, weil die Ankunftpositionsinformationen auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition geschätzt werden.
Zusätzlich kann ein Zuordnungsbild, bei dem das mit hoher Genauigkeit simulierte Ankunftpositionsbild auf die Oberfläche des Lungenbereichs abgebildet wird, erzeugt und angezeigt werden.
Ferner kann, weil gemäß der Ausführungsform eine gerade Linie, die das Ende T und den ersten Verzweigungspunkt S vom Ende T verbindet, als verlängerte Linie L1 des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird, die verlängerte Linie L1 durch einen einfachen Berechnungsprozess geschätzt werden.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird eine gerade Linie, die ein Ende einer Graphenstruktur und einen Verzweigungspunkt verbindet, als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt. Das Verfahren zum Festlegen einer verlängerten Linie eines Zweigs eines Bronchienbereichs ist jedoch nicht auf dieses beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 6 dargestellt ist, eine Spline-Interpolation unter Verwendung von zwei Punkten P1 und P2 auf einem Zweig und des ersten Verzweigungspunkts S vom Ende T des Zweigs ausgeführt werden und kann eine durch die Spline-Interpolation bestimmte gekrümmte Linie L2 als eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt werden.
In dem Fall, in dem die durch Spline-Interpolation bestimmte gekrümmte Linie L2 auf diese Weise als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird, kann die verlängerte Linie des Zweigs mit höherer Genauigkeit geschätzt werden.
Es sei bemerkt, dass auch in dem Fall, in dem die verlängerte Linie des Zweigs auf diese Weise durch Spline-Interpolation geschätzt wird, nicht notwendigerweise der Verzweigungspunkt S verwendet zu werden braucht. Es kann ein beliebiger Punkt in der Nähe des Verzweigungspunkts S verwendet werden, solange mit dem Punkt im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erhalten wird.
Zusätzlich wird in der vorstehenden Beschreibung eine Spline-Interpolation unter Verwendung des Verzweigungspunkts S und der beiden Punkte P1 und P2 auf dem Zweig ausgeführt. Allerdings können als vom Verzweigungspunkt S verschiedene Punkte drei oder mehr Punkte festgelegt werden. Zusätzlich kann an Stelle des Festlegens zweier Punkte auf dem Zweig, wie in 6 dargestellt ist, eine Spline-Interpolation unter Verwendung wenigstens eines oder mehrerer Punkte P1 auf dem Zweig, des Verzweigungspunkts S und eines Punkts P3, der sich auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Verzweigungspunkts S in der Bronchie befindet, ausgeführt werden, um eine gekrümmte Linie L3 zu schätzen, wie in 7 dargestellt ist. Der Punkt P3 wird wünschenswerterweise zwischen den Verzweigungspunkt S und einen Verzweigungspunkt, der dem Verzweigungspunkt S auf der stromaufwärts gelegenen Seite in der Bronchie unmittelbar vorhergeht, gesetzt. Die bei der Spline-Interpolation verwendeten Punkte P1 bis P3 können vom Benutzer in einer gegebenen Weise unter Verwendung der Eingabevorrichtung 4 festgelegt werden oder durch vorab geschehendes Festlegen eines Abstands vom Verzweigungspunkt S automatisch festgelegt werden.
Zusätzlich kann ein Zweig auf der Grundlage von Informationen über eine von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfasste Verzweigungsposition identifiziert werden, kann ein dominierter Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifiziert werden und kann eine gerade Linie, die den Schwerpunkt des dominierten Bereichs und das Ende des Zweigs verbindet, als eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt werden.
Insbesondere kann, wie in 8 dargestellt ist, ein Zweig B auf der Grundlage des von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Verzweigungspunkts S identifiziert werden, kann ein dominierter Bereich R des Zweigs B im Lungenbereich identifiziert werden und kann eine gerade Linie L4, die einen Schwerpunkt G1 des dominierten Bereichs R und das Ende T des Zweigs B verbindet, als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt werden. Es sei bemerkt, dass ein dominierter Bereich eines Zweigs eines Bronchienbereichs vom anatomischen Gesichtspunkt vorab für jeden Zweig festgelegt wird und dass der Schwerpunkt G1 in diesem Fall ein Schwerpunkt des dominierten Bereichs mit einer dreidimensionalen Form in einem dreidimensionalen Raum ist.
Falls die gerade Linie L4, welche den Schwerpunkt G1 des dominierten Bereichs R und das Ende T des Zweigs B verbindet, als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt wird, kann die verlängerte Linie des Zweigs entsprechend dem anatomischen Gesichtspunkt mit höherer Genauigkeit geschätzt werden.
Zusätzlich kann als ein anderes Verfahren zum Schätzen einer Ankunftsposition, an der eine verlängerte Linie eines Zweigs die Lungenoberfläche erreicht, unter Verwendung eines dominierten Bereichs des Zweigs des Bronchienbereichs in einer vorstehend beschriebenen Weise beispielsweise ein Zweig auf der Grundlage der von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Informationen über die Verzweigungsposition identifiziert werden, ein dominierter Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifiziert werden und der Schwerpunkt eines Bereichs, der die Oberfläche des dominierten Bereichs ist und auch die Oberfläche des Lungenbereichs ist, als Ankunftpositionsinformation geschätzt werden.
Insbesondere kann, wie in 9 dargestellt ist, der Zweig B auf der Grundlage des von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Verzweigungspunkts S identifiziert werden, der dominierte Bereich R des Zweigs B im Lungenbereich identifiziert werden und ein Schwerpunkt G2 eines Bereichs A, der die Oberfläche des dominierten Bereichs R ist und auch die Oberfläche des Lungenbereichs ist, als Ankunftpositionsinformation geschätzt werden. Es sei bemerkt, dass der Schwerpunkt G2 in diesem Fall ein Schwerpunkt des als Ebene im dreidimensionalen Raum repräsentierten Bereichs A ist.
Zusätzlich ist bekannt, dass sich die Lungenarterie und die Lungenvene in der Nähe der Bronchien befinden und die Verlaufsrichtungen der Bronchien und die Verlaufsrichtungen der Lungenarterie und der Lungenvene einander ähnlich sind. Demgemäß kann eine Position, an der eine verlängerte Linie eines Zweigs eines Bronchienbereichs die Lungenoberfläche erreicht, auf der Grundlage von Informationen über die Verlaufsrichtung der Lungenarterie und der Lungenvene geschätzt werden.
Insbesondere ist in der Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung 1, wie in 10 dargestellt, ferner eine Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit 16 bereitgestellt. Die Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit 16 extrahiert einen im Lungenbereich enthaltenen Blutgefäßbereich aus dem dreidimensionalen Bild 6. Insbesondere extrahiert die Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit 16 einen Lungenarterienbereich und einen Lungenvenenbereich. Als Verfahren zur Extraktion des Lungenarterienbereichs und des Lungenvenenbereichs kann ein öffentlich bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Bereichswachstumsverfahren, verwendet werden.
Dann identifiziert die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit 14 einen Lungenarterienbereich und einen Lungenvenenbereich, welche sich entlang einem Zweig eines Bronchienbereichs erstrecken, auf der Grundlage von Informationen über eine Verzweigungsposition, die von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfasst wurden, und schätzt eine verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs auf der Grundlage des identifizierten Lungenarterienbereichs und des identifizierten Lungenvenenbereichs. Insbesondere werden, wie in 11 dargestellt ist, eine Position v1 in einem Lungenarterienbereich, die dem von der Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit 13 erfassten Verzweigungspunkt S am nächsten liegt, und eine Position al in einem Lungenvenenbereich, die dem Verzweigungspunkt S am nächsten liegt, erkannt. Ferner werden eine Position v2 im Lungenarterienbereich, die dem Ende T des Zweigs der Graphenstruktur am nächsten liegt, und eine Position a2 im Lungenvenenbereich, die dem Ende T am nächsten liegt, erkannt.
Es sei bemerkt, dass der Verzweigungspunkt S der erste Verzweigungspunkt vom Ende T des Zweigs der Graphenstruktur auf der Stromaufwärtsseite in der Bronchie ist. Zusätzlich ist die Position v1 im Lungenarterienbereich, die dem Verzweigungspunkt S am nächsten liegt, eine Position, deren Abstand vom Verzweigungspunkt S im Lungenarterienbereich am kürzesten ist, und ist die Position al im Lungenvenenbereich, die dem Verzweigungspunkt S am nächsten liegt, eine Position, deren Abstand vom Verzweigungspunkt S im Lungenvenenbereich am kürzesten ist. Zusätzlich ist die Position v2 im Lungenarterienbereich, die dem Ende T am nächsten liegt, eine Position, deren Abstand vom Ende T im Lungenarterienbereich am kürzesten ist, und ist die Position a2 im Lungenvenenbereich, die dem Ende T am nächsten liegt, eine Position, deren Abstand vom Ende T im Lungenvenenbereich am kürzesten ist.
Dann wird eine Richtung von der Position v1 zur Position v2 im Lungenarterienbereich als Verlaufsrichtung des Lungenarterienbereichs geschätzt und wird ein erster Vektor festgelegt. Eine Richtung von der Position al zur Position a2 im Lungenvenenbereich wird als Verlaufsrichtung des Lungenvenenbereichs geschätzt, und es wird ein zweiter Vektor festgelegt. Es wird der Durchschnitt zwischen dem ersten Vektor und dem zweiten Vektor berechnet. Dann wird eine durch Verlängern des Durchschnittsvektors erhaltene gerade Linie L5 als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt und wird die Position, an der diese verlängerte Linie die Lungenoberfläche erreicht, erhalten.
Durch derartiges Schätzen einer verlängerten Linie eines Zweigs unter Verwendung des Lungenvenenbereichs und des Lungenarterienbereichs kann die verlängerte Linie des Zweigs entsprechend dem anatomischen Gesichtspunkt mit höherer Genauigkeit geschätzt werden.
In der vorstehenden Beschreibung wird der erste Vektor unter Verwendung der Positionen v1 und v2 im Lungenarterienbereich festgelegt und wird der zweite Vektor unter Verwendung der Positionen a1 und a2 im Lungenvenenbereichs festgelegt. Alternativ kann beispielsweise eine Spline-Interpolation unter Verwendung der Positionen v1 und v2 im Lungenarterienbereich und eines Punkts zwischen diesen Positionen ausgeführt werden, um eine erste gekrümmte Linie festzulegen, und kann eine Spline-Interpolation unter Verwendung der Positionen a1 und a2 im Lungenvenenbereich und eines Punkts zwischen diesen Positionen ausgeführt werden, um eine zweite gekrümmte Linie festzulegen. Eine aus der ersten gekrümmten Linie und der zweiten gekrümmten Linie gebildete durchschnittliche gekrümmte Linie kann als verlängerte Linie des Zweigs des Bronchienbereichs geschätzt werden.
Zusätzlich wird in der vorstehenden Beschreibung eine verlängerte Linie eines Zweigs unter Verwendung sowohl des Lungenvenenbereichs als auch des Lungenarterienbereichs geschätzt. Die verlängerte Linie des Zweigs kann jedoch unter Verwendung nur eines vom Lungenvenenbereich und vom Lungenarterienbereich geschätzt werden. Beispielsweise kann eine gerade Linie, die zum auf der Grundlage des Lungenarterienbereichs festgelegten ersten Vektor parallel ist und durch das Ende T des Zweigs verläuft, als verlängerte Linie des Zweigs geschätzt werden. Alternativ kann eine gerade Linie, die zum auf der Grundlage des Lungenvenenbereichs festgelegten zweiten Vektor parallel ist und durch das Ende T des Zweigs verläuft, als verlängerte Linie des Zweigs geschätzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung
2: Server zum Speichern medizinischer Bilder
3: Anzeigevorrichtung
4: Eingabevorrichtung
10: Einheit zur Erfassung medizinischer Bilder
11: Lungenbereichs-Extraktionseinheit
12: Bronchienbereichs-Extraktionseinheit
13: Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit
14: Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit
15: Anzeigesteuereinheit
16: Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012200403 A [0031]

Claims

Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung, welche Folgendes aufweist: eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit, die einen in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereich extrahiert, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit, die einen im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereich extrahiert, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit, die Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit, die Ankunftpositionsinformationen einer Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt, und eine Anzeigesteuereinheit, welche ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und eine Anzeigeeinheit veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzt, die auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition und eines Endes des Zweigs festgelegt wird.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzt, die auf der Grundlage des Endes des Zweigs und Informationen über die erste Verzweigungsposition vom Ende festgelegt wird.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit eine Spline-Interpolation unter Verwendung eines Punkts auf dem Zweig und eines auf der Grundlage von Informationen über die erste Verzweigungsposition von einem Ende des Zweigs identifizierten Punkts ausführt und eine durch die Spline-Interpolation bestimmte gekrümmte Linie als verlängerte Linie des Zweigs schätzt.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit den Zweig auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition identifiziert, einen dominierten Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifiziert und als verlängerte Linie des Zweigs eine gerade Linie schätzt, die einen Schwerpunkt des dominierten Bereichs und ein Ende des Zweigs verbindet.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit den Zweig auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition identifiziert, einen dominierten Bereich des identifizierten Zweigs im Lungenbereich identifiziert und als Ankunftpositionsinformationen einen Schwerpunkt eines Bereichs schätzt, der eine Fläche des dominierten Bereichs und auch die Oberfläche des Lungenbereichs ist.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes aufweist: eine Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit, die einen im Lungenbereich enthaltenen Blutgefäßbereich extrahiert, wobei die Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit die verlängerte Linie des Zweigs auf der Grundlage des Blutgefäßbereichs und der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Blutgefäßbereichs-Extraktionseinheit als Blutgefäßbereich einen Lungenvenenbereich und/oder einen Lungenarterienbereich extrahiert.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anzeigesteuereinheit einen Bereich festlegt, der eine durch die Ankunftpositionsinformation identifizierte Ankunftsposition aufweist, ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem der Bereich der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet ist, und die Anzeigeeinheit veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuerverfahren, welches Folgendes aufweist: Extrahieren eines in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereichs, Extrahieren eines im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereichs, Erfassen von Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs, Schätzen von Ankunftpositionsinformationen über eine Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition und Erzeugen eines Zuordnungsbilds, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und Veranlassen einer Anzeigeeinheit, das Zuordnungsbild anzuzeigen.
Zuordnungsbild-Anzeigesteuerprogramm, das einen Computer veranlasst, als Folgendes zu wirken: eine Lungenbereichs-Extraktionseinheit, die einen in einem dreidimensionalen Bild enthaltenen Lungenbereich extrahiert, eine Bronchienbereichs-Extraktionseinheit, die einen im Lungenbereich enthaltenen Bronchienbereich extrahiert, eine Verzweigungspositionsinformations-Erfassungseinheit, die Informationen über eine Verzweigungsposition des Bronchienbereichs erfasst, eine Ankunftpositionsinformations-Schätzeinheit, die Ankunftpositionsinformationen einer Position, an der eine verlängerte Linie eines im Bronchienbereich enthaltenen Zweigs die Oberfläche des Lungenbereichs erreicht, auf der Grundlage der Informationen über die Verzweigungsposition schätzt, und eine Anzeigesteuereinheit, welche ein Zuordnungsbild erzeugt, in dem die Ankunftpositionsinformationen der Oberfläche des Lungenbereichs zugeordnet sind, und eine Anzeigeeinheit veranlasst, das Zuordnungsbild anzuzeigen.