JP2008142482A - Apparatus and program for carrying out segmentation of domain to be excised by complete mediastinal lymphadenectomy to two or more zones - Google Patents

Apparatus and program for carrying out segmentation of domain to be excised by complete mediastinal lymphadenectomy to two or more zones Download PDF

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Ryosuke Tsuchiya
了介 土屋
Masahiko Kusumoto
昌彦 楠本
Shunichi Watanabe
俊一 渡辺
Shuji Yamamoto
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将吾 畦元
Jun Masumoto
潤 桝本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a program which carry out the segmentation of a domain to be excised by complete mediastinal lymphadenectomy to two or more zones. <P>SOLUTION: The apparatus has a means which extracts a mediastinal image showing a domain to be excised by the complete mediastinal lymphadenectomy from a CT image, a means which extracts a blood vessel image from the CT image, a means which sets the artery as the first interface based on the blood vessel image, a means which sets at least one of interfaces in the axial direction attributed to anatomical features as the second interface based on the mediastinal image, a means which sets at least one interface along an intramediastinal structure attributed to anatomical features as the third interface based on the mediastinal image and a means which carries out the segmentation of the domain to be excised by the complete mediastinal lympnadenectomy to two or more zones using at least one of the first, second and third interfaces. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置およびプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus and a program for segmenting a region resected by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections.

非小細胞癌(I期II期)の標準療法として、外科的切除を行う方法が知られている。しかし、日本では、肺区域切除および縦隔リンパ節郭清を行う方法が標準的な方法である。日本の術後予後は海外に比べて良いため、国際胸部外科学会などの国際学会を通して日本の手術方法が世界的に広がることが期待されている。   As a standard therapy for non-small cell carcinoma (stage I and II), a method of performing surgical resection is known. However, in Japan, the standard method is pulmonary segmentectomy and mediastinal lymphadenectomy. Since the postoperative prognosis in Japan is better than overseas, Japanese surgical methods are expected to spread worldwide through international academic societies such as the International Thoracic Surgery Society.

従来、3次元胸部X線CT像における縦隔リンパ節の位置を推定する技術が知られている(非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3を参照)。しかしながら、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする技術や、そのセグメンテーション結果として得られる複数の区域を区別して3次元的に表示する技術は存在しなかった。
菅原智明 他、「3次元胸部X線CT像における縦隔リンパ節の存在位置の推定」、電子情報通信学会、信学技法、TECHNICAL REPORT OF IEICE、DSP2002−5、IE2002−5、MI2002−5(2002−04)、25〜30 北坂孝幸 他、「モデルを利用した3次元胸部X線CT画像からの縦隔内動脈領域抽出」、電子情報通信学会、信学技法、TECHNICAL REPORT OF IEICE、MI2000−97(2001−01)、115〜120 Takayuki Kitasaka et al.,”Automated Extraction of Aorta and Pulmonary Artery in Mediastinum from 3D Chest X−ray CT Images without Contrast Medium”,Medical Imaging 2002: Image Processing,Milan Sonka,J.Michael Fitzpatrick,Editors,Proceedings of SPIE Vol.4684(2002),1496−1507
Conventionally, techniques for estimating the position of the mediastinal lymph node in a three-dimensional chest X-ray CT image are known (see Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3). However, there is no technique for segmenting a region to be excised by mediastinal lymphadenectomy into a plurality of sections or a technique for distinguishing a plurality of sections obtained as a result of the segmentation and displaying them three-dimensionally.
Tomoaki Sugawara et al., “Estimation of the presence of mediastinal lymph nodes in 3D chest X-ray CT images”, IEICE, IEICE Technical, TECHNICICAL REPORT OF IEICE, DSP2002-5, IE2002-5, MI2002-5 ( 2002-04), 25-30 Takayuki Kitasaka et al., “Extraction of mediastinal arterial region from 3D chest X-ray CT image using model”, IEICE, IEICE Technical, TECHNICAL REPORT OF IEICE, MI2000-97 (2001-01), 115 ~ 120 Takayuki Kitasaka et al. , "Automated Extraction of Aorta and Pulmonary Artery in Media from 3D Chest X-ray CT Images without Contrast Medium 200, Medical Imaging. Michael Fitzpatrick, Editors, Proceedings of SPIE Vol. 4684 (2002), 1496-1507.

本発明は、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置およびプログラムを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the apparatus and program which segment the area | region resected by mediastinal lymph node dissection into a some area.

本発明の装置は、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置であって、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を表す縦隔画像をCT画像から抽出する手段と、血管画像をCT画像から抽出する手段と、該血管画像に基づいて、大動脈を第1の境界面として設定する手段と、該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面のうちの少なくとも1つを第2の境界面として設定する手段と、該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面のうちの少なくとも1つを第3の境界面として設定する手段と、該第1の境界面、該第2の境界面および該第3の境界面のうちの少なくとも1つを用いて、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする手段とを備え、これにより上記目的が達成される。   An apparatus of the present invention is an apparatus for segmenting a region excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections, and a mediastinal image representing a region excised by mediastinal lymph node dissection is obtained from a CT image. A means for extracting, a means for extracting a blood vessel image from a CT image, a means for setting the aorta as a first boundary surface based on the blood vessel image, and an anatomical feature based on the mediastinum image Means for setting at least one of the boundary surfaces in the axial direction as a second boundary surface, and based on the mediastinum image, of the boundary surfaces along the mediastinal structure based on anatomical features Means for setting at least one as a third boundary surface, and at least one of the first boundary surface, the second boundary surface, and the third boundary surface, and the mediastinal lymph node Segment the area to be excised by dissection into multiple areas And a Deployment to means, thereby the objective described above being achieved.

本発明の1つの実施形態では、前記解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面は、左鎖骨下静脈下縁(肺尖)と、左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さと、大動脈弓上縁と、大動脈弓下縁(アキシャルスライスで上行大動脈と下行大動脈が分離して見える高さ)と、奇静脈上縁と、左主肺動脈上縁と、右主肺動脈上縁と、気管分岐と、右主肺動脈下縁とを含む。   In one embodiment of the present invention, the axial interface based on the anatomical features includes a left subclavian vein lower edge (pulmonary apex), a height at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline, and an aortic arch. The upper edge, the lower edge of the aortic arch (the height at which the ascending aorta and the descending aorta appear separated in an axial slice), the upper edge of the aortic vein, the upper edge of the left main pulmonary artery, the upper edge of the right main pulmonary artery, and the tracheal bifurcation Including the right main pulmonary artery lower margin.

本発明の1つの実施形態では、前記解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面は、大静脈前壁面と、上行大動脈前壁面と、気管前壁面と、気管後壁面と、大動脈左側面と、上行大動脈後壁面と、下行大動脈後壁面と、主気管支前壁面と、主気管支後壁面と、左気管支内側面と、右気管支内側面とを含む。   In one embodiment of the present invention, the boundary surface along the mediastinal structure based on the anatomical features includes an anterior vena cava wall, an ascending aorta anterior wall, an anterior tracheal wall, a posterior tracheal wall, It includes the left side of the aorta, the posterior wall of the ascending aorta, the posterior wall of the descending aorta, the anterior wall of the main bronchus, the posterior wall of the main bronchus, the inner surface of the left bronchus, and the inner surface of the right bronchus.

本発明の装置は、前記複数の区域を互いに異なる態様で3次元的に表示する手段をさらに備えていることが好ましい。   It is preferable that the apparatus of the present invention further includes means for three-dimensionally displaying the plurality of areas in different modes.

本発明のプログラムは、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする縦隔リンパ節セグメンテーション処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、該縦隔リンパ節セグメンテーション処理は、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を表す縦隔画像をCT画像から抽出するステップと、血管画像をCT画像から抽出するステップと、該血管画像に基づいて、大動脈を第1の境界面として設定するステップと、該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面を第2の境界面として設定するステップと、該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面を第3の境界面として設定するステップと、該第1の境界面、該第2の境界面および該第3の境界面のうちの少なくとも1つを用いて、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションするステップとを包含し、これにより上記目的が達成される。   The program of the present invention is a program for causing a computer to execute a mediastinal lymph node segmentation process for segmenting a region to be excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections, and the mediastinal lymph node segmentation process includes: Extracting a mediastinum image representing a region excised by mediastinal lymph node dissection from a CT image; extracting a blood vessel image from the CT image; and based on the blood vessel image, the aorta is a first boundary surface A step of setting an axial direction boundary surface based on the anatomical feature as a second boundary surface based on the mediastinum image, and an anatomical feature based on the mediastinum image Setting a boundary surface along the mediastinal structure based thereon as a third boundary surface, the first boundary surface, the second boundary surface, and the third boundary surface Chino using at least one, includes a step of segmenting region to be excised by said longitudinal septum lymphadenectomy multiple zones, thereby the objective described above being achieved.

本発明によれば、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置およびプログラムを提供することができる。本発明の装置およびプログラムは、手術で切除する区域を表示する手術支援ツール、縦隔リンパ節郭清の普及のための教育ツール、各リンパ節区域の体積評価から治療効果を判定するためのツール等として使用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus and program which segment the area | region resected by mediastinal lymph node dissection into a some area can be provided. An apparatus and a program according to the present invention include a surgical support tool for displaying an area to be excised by surgery, an educational tool for dissemination of mediastinal lymph node dissection, and a tool for determining a therapeutic effect from volume evaluation of each lymph node area. Can be used as etc.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.縦隔リンパ節セグメンテーションシステムの構成
図1は、本発明の実施の形態の縦隔リンパ節セグメンテーションシステム1の構成の一例を示す。
1. Configuration of Mediastinal Lymph Node Segmentation System FIG. 1 shows an example of a configuration of a mediastinal lymph node segmentation system 1 according to an embodiment of the present invention.

縦隔リンパ節セグメンテーションシステム1は、CT装置10と、CT装置10に接続されたコンピュータ20と、コンピュータ20に接続された表示装置30とを含む。   The mediastinal lymph node segmentation system 1 includes a CT device 10, a computer 20 connected to the CT device 10, and a display device 30 connected to the computer 20.

CT装置10は、3次元物体(例えば、縦隔リンパ節郭清で切除される領域)のスライス画像を積層し、その積層されたスライス画像を複数のボクセルに分割することによって、3次元に配列された複数のボクセルを生成する。CT装置10によって生成された複数のボクセルは、コンピュータ20に出力される。   The CT apparatus 10 stacks slice images of a three-dimensional object (for example, an area excised by mediastinal lymph node dissection), and divides the stacked slice images into a plurality of voxels to arrange them in three dimensions. Generate a plurality of voxels. The plurality of voxels generated by the CT apparatus 10 are output to the computer 20.

図1において、参照番号12は、CT装置10によって生成され、3次元に配列された複数のボクセルV(i,j,k)の集合(CT画像)を模式的に示す。ここで、i=1,2,・・・L;j=1,2,・・・M;k=1,2,・・・Nであり、L、M、Nは、それぞれ、1以上の任意の整数である。各V(i,j,k)は、CT値を有している。CT値は、CT装置10によってボクセル単位に計測された値であり、例えば、整数によって表される。CT装置10としては、図1に示されるボクセルの集合12を出力し得る任意のタイプのCT装置を使用することができる。 In FIG. 1, reference numeral 12 schematically indicates a set (CT image) of a plurality of voxels V (i, j, k) generated by the CT apparatus 10 and arranged three-dimensionally. Here, i = 1, 2,... L; j = 1, 2,... M; k = 1, 2,... N, and L, M, and N are each 1 or more. It is an arbitrary integer. Each V (i, j, k) has a CT value. The CT value is a value measured in units of voxels by the CT apparatus 10, and is represented by an integer, for example. As the CT apparatus 10, any type of CT apparatus capable of outputting the set 12 of voxels shown in FIG. 1 can be used.

コンピュータ20は、ボクセルの集合12に基づいて、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする縦隔リンパ節セグメンテーション処理を実行する。コンピュータ20としては、各種プログラムを実行するCPUと各種データを格納するメモリとを含む任意のタイプのコンピュータを使用することができる。   Based on the set 12 of voxels, the computer 20 executes a mediastinal lymph node segmentation process that segments a region to be excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections. As the computer 20, any type of computer including a CPU that executes various programs and a memory that stores various data can be used.

表示装置30は、コンピュータ20によって実行された縦隔リンパ節セグメンテーション処理の結果を表示する。表示装置30は、縦隔リンパ節セグメンテーション処理の結果として生成された画像を3次元的にカラーで表示することが可能な表示装置であることが好ましい。表示装置30は、例えば、液晶表示装置であってもよいし、CRT表示装置であってもよい。   The display device 30 displays the result of mediastinal lymph node segmentation processing executed by the computer 20. The display device 30 is preferably a display device capable of displaying an image generated as a result of mediastinal lymph node segmentation processing in three-dimensional color. The display device 30 may be, for example, a liquid crystal display device or a CRT display device.

図2は、コンピュータ20の構成の一例を示す。   FIG. 2 shows an exemplary configuration of the computer 20.

コンピュータ20は、CPU21と、メモリ22と、入力インターフェース部23と、出力インターフェース部24と、ユーザインターフェース部25と、バス26とを含む。   The computer 20 includes a CPU 21, a memory 22, an input interface unit 23, an output interface unit 24, a user interface unit 25, and a bus 26.

CPU21は、プログラムを実行する。そのプログラムは、例えば、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする縦隔リンパ節セグメンテーション処理をコンピュータ20に実行させるプログラムである。そのプログラムやそのプログラムの実行に必要なデータは、例えば、メモリ22に格納されている。そのプログラムがどのような態様でメモリ22に格納されているかは問わない。例えば、メモリ22が書き換え可能なメモリである場合には、コンピュータ20の外部からそのプログラムをインストールすることにより、そのプログラムをメモリ22に格納するようにしてもよい。あるいは、メモリ22が書き換え不可能なメモリ(読み出し専用メモリ)である場合には、メモリ22に固定する(焼き付ける)形式でそのプログラムをメモリ22に格納するようにしてもよい。   The CPU 21 executes a program. The program is, for example, a program that causes the computer 20 to execute mediastinal lymph node segmentation processing for segmenting a region excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections. The program and data necessary for executing the program are stored in the memory 22, for example. It does not matter how the program is stored in the memory 22. For example, when the memory 22 is a rewritable memory, the program may be stored in the memory 22 by installing the program from the outside of the computer 20. Alternatively, when the memory 22 is a non-rewritable memory (read-only memory), the program may be stored in the memory 22 in a form fixed (burned) in the memory 22.

入力インターフェース部23は、CT装置10からCT画像を受け取るための入力インターフェースとして機能する。   The input interface unit 23 functions as an input interface for receiving a CT image from the CT apparatus 10.

出力インターフェース部24は、縦隔リンパ節セグメンテーション処理の結果を表示装置30に出力するための出力インターフェースとして機能する。   The output interface unit 24 functions as an output interface for outputting the result of mediastinal lymph node segmentation processing to the display device 30.

ユーザインターフェース部25は、ユーザとのインターフェースとして機能する。ユーザインターフェース部25には、例えば、マウス25aやキーボード25bなどの入力デバイスが接続されている。   The user interface unit 25 functions as an interface with the user. For example, input devices such as a mouse 25a and a keyboard 25b are connected to the user interface unit 25.

バス26は、コンピュータ20内の構成要素21〜25を相互に接続するために使用される。   The bus 26 is used to connect the components 21 to 25 in the computer 20 to each other.


2.縦隔リンパ節セグメンテーション処理の概要
図3は、縦隔リンパ節セグメンテーション処理の概要を示す。このような縦隔リンパ節セグメンテーション処理は、例えば、プログラムの形式で実現され得る。そのようなプログラムは、例えば、CPU21によって実行される。

2. Overview of Mediastinal Lymph Node Segmentation Processing FIG. 3 shows an overview of mediastinal lymph node segmentation processing. Such mediastinal lymph node segmentation processing can be realized, for example, in the form of a program. Such a program is executed by the CPU 21, for example.

ステップ301:CT画像が取得される。CT画像に含まれる複数のボクセルのそれぞれはCT値を有している。このようなCT画像の取得は、例えば、CPU21が入力インターフェース部23を介してCT装置10から出力されたCT画像を受け取ることによって達成される。しかし、CT画像を取得する態様は、これに限定されない。コンピュータ20は、任意の態様でCT画像を取得し得る。例えば、コンピュータ20は、磁気ディスクなどの記録媒体に記録されたCT画像を読み出すことによってCT画像を取得してもよいし、CT装置10から受け取ったCT画像のうちの一部(例えば、CT装置10から受け取ったCT画像のうちユーザによって選択されたもの)を取得するようにしてもよい。   Step 301: A CT image is acquired. Each of the plurality of voxels included in the CT image has a CT value. Such acquisition of CT images is achieved, for example, when the CPU 21 receives a CT image output from the CT apparatus 10 via the input interface unit 23. However, the aspect of acquiring the CT image is not limited to this. The computer 20 can acquire a CT image in any manner. For example, the computer 20 may acquire a CT image by reading out a CT image recorded on a recording medium such as a magnetic disk, or a part of the CT image received from the CT apparatus 10 (for example, a CT apparatus). 10 selected from the CT images received from the user 10).

ステップ302:CT画像から、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を表す縦隔画像が抽出される。このような縦隔画像の抽出は、例えば、胸部CT画像内の領域のうち、操作者によって指定された領域(例えば、直方体の領域)に対してCT値の差を利用したしきい値処理を行うことにより、操作者によって指定された領域から、血管、気管、食道、甲状腺、骨、肺などを除去することによって達成される。ここで、縦隔リンパ節郭清で切除される領域は、リンパ節と、そのリンパ節の周囲にある軟部組織・脂肪組織とを含む。   Step 302: A mediastinal image representing a region to be removed by mediastinal lymph node dissection is extracted from the CT image. Such mediastinal image extraction is performed, for example, by performing threshold processing using a difference in CT values for a region (for example, a rectangular parallelepiped region) designated by an operator among regions in a chest CT image. This is accomplished by removing blood vessels, trachea, esophagus, thyroid gland, bone, lung, etc. from the area specified by the operator. Here, the region excised by mediastinal lymph node dissection includes lymph nodes and soft tissue / adipose tissue around the lymph nodes.

ステップ303:CT画像から、大動脈および大静脈を表す画像(血管画像)が抽出される。このような血管画像の抽出は、例えば、胸部CT画像内の領域のうち、操作者によって指定された領域(例えば、直方体の領域)に対してCT値の差を利用したしきい値処理および連結成分処理を行うことによって達成される。   Step 303: An image (blood vessel image) representing the aorta and vena cava is extracted from the CT image. Such blood vessel image extraction is performed by, for example, threshold processing and connection using a difference in CT values for a region (for example, a rectangular parallelepiped region) designated by an operator among regions in a chest CT image. This is achieved by performing component processing.

ステップ304:血管画像に基づいて、大動脈(例えば、大動脈弓)が第1の境界面として設定される。ステップ304の詳細は、「3.境界面の設定」において後述される。   Step 304: Based on the blood vessel image, an aorta (eg, aortic arch) is set as the first boundary surface. Details of step 304 will be described later in “3. Setting of Boundary Surface”.

ステップ305:縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面のうちの少なくとも1つが第2の境界面として設定される。ステップ305の詳細は、「3.境界面の設定」において後述される。   Step 305: Based on the mediastinum image, at least one of the boundary surfaces in the axial direction (direction perpendicular to the body axis) based on the anatomical features is set as the second boundary surface. Details of step 305 will be described later in “3. Setting of Boundary Surface”.

ステップ306:縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面のうちの少なくとも1つが第3の境界面として設定される。ステップ306の詳細は、「3.境界面の設定」において後述される。   Step 306: Based on the mediastinum image, at least one of the boundary surfaces along the mediastinal structure based on anatomical features is set as the third boundary surface. Details of step 306 will be described later in “3. Setting of boundary surface”.

ステップ307:第1の境界面、第2の境界面および第3の境界面のうちの少なくとも1つを用いて、縦隔リンパ節郭清で切除される領域が複数の区域にセグメンテーションされる。ステップ307の詳細は、「4.セグメンテーションの実行」において後述される。   Step 307: Using at least one of the first boundary surface, the second boundary surface, and the third boundary surface, the region to be excised with mediastinal lymphadenectomy is segmented into a plurality of sections. Details of step 307 will be described later in “4.


3.境界面の設定
縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションするための境界面としては、3種類の境界面が用いられる。以下、各境界面を設定する方法を説明する。

3. Setting of boundary surface Three types of boundary surfaces are used as a boundary surface for segmenting a region to be excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections. Hereinafter, a method for setting each boundary surface will be described.


3.1 大動脈
図3のステップ303において抽出された血管画像内の大動脈(例えば、大動脈弓)が第1の境界面として設定される。第1の境界面の設定は、血管画像の抽出と同時に自動的に行われる。

3.1 Aorta The aorta (for example, aortic arch) in the blood vessel image extracted in step 303 of FIG. 3 is set as the first boundary surface. The setting of the first boundary surface is automatically performed simultaneously with the extraction of the blood vessel image.


3.2 解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面
解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面は、以下に示す9種類の境界面を含む。
(1)左鎖骨下静脈下縁(肺尖)
(2)左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ
(3)大動脈弓上縁
(4)大動脈弓下縁(アキシャルスライスで上行大動脈と下行大動脈が分離して見える高さ)
(5)奇静脈上縁
(6)左主肺動脈上縁
(7)右主肺動脈上縁
(8)気管分岐
(9)右主肺動脈下縁
上記(1)、(2)、(5)〜(8)の境界面は、「肺癌取扱い規約(第6版)」に示された定義に対応するものである。上記(3)、(4)、(9)の境界面は、本発明において必要とされる追加の境界面である。これらの追加の境界面は、「肺癌取扱い規約(第6版)」の文意に沿っている。

3.2 Axial direction based on anatomical features (direction perpendicular to the body axis) The boundary surfaces based on anatomical features in the axial direction (direction perpendicular to the body axis) are the following nine types of boundaries: Including faces.
(1) Left subclavian vein lower edge (pulmonary apex)
(2) Height at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline (3) Upper edge of the aortic arch (4) Lower edge of the aortic arch (the height at which the ascending aorta and the descending aorta appear separated by an axial slice)
(5) Upper edge of the aortic vein (6) Upper edge of the left main pulmonary artery (7) Upper edge of the right main pulmonary artery (8) Tracheal branch (9) Lower edge of the right main pulmonary artery (1), (2), (5) to ( The boundary surface of 8) corresponds to the definition shown in the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”. The interfaces (3), (4), and (9) are additional interfaces required in the present invention. These additional interfaces are in line with the text of the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”.

上記9種類の境界面のそれぞれは、操作者が各解剖学的特徴の見られるスライス画像を指定することによって、操作者によって手動的に設定される。ただし、上記(8)の境界面(すなわち、気管分岐)は、「3.2.3 気管前壁面、気管後壁面の設定」において後述されるように気管前壁面、気管後壁面を自動的に設定する際に自動的に設定されるようにしてもよい。また、上記(3)の境界面(すなわち、大動脈弓上縁)は、「3.2.2 上行大動脈前壁面の設定」において後述されるように上行大動脈前壁面を自動的に設定する際に自動的に設定されるようにしてもよい。   Each of the nine types of boundary surfaces is manually set by the operator by the operator specifying a slice image in which each anatomical feature is seen. However, the boundary surface (i.e., tracheal bifurcation) of (8) above is automatically applied to the front wall of the trachea and the rear wall of the trachea as described later in “3.2.3 Setting of the front wall of the trachea and the rear wall of the trachea”. It may be automatically set when setting. Further, the boundary surface (ie, the upper edge of the aortic arch) of (3) is used when the ascending aortic anterior wall surface is automatically set as described later in “3.2.2 Setting of the ascending aortic anterior wall surface”. It may be set automatically.

図4は、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面として設定された境界面の一例を示す。   FIG. 4 shows an example of a boundary surface set as a boundary surface in the axial direction (direction perpendicular to the body axis) based on anatomical features.


3.3 解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面
解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面は、以下に示す11種類の境界面を含む。
(1)大静脈前壁面
(2)上行大動脈前壁面
(3)気管前壁面
(4)気管後壁面
(5)大動脈左側面
(6)上行大動脈後壁面
(7)下行大動脈後壁面
(8)主気管支前壁面
(9)主気管支後壁面
(10)左気管支内側面
(11)右気管支内側面
上記11種類の境界面のそれぞれは、操作者が各解剖学的特徴の見られるスライス画像を指定することによって、操作者によって手動的に設定される。ただし、上記(1)の境界面(すなわち、大静脈前壁面)は、所定のボタンを押すことによって自動的に設定され得る。また、上記(2)の境界面(すなわち、上行大動脈前壁面)は、所定のボタンを押すことによって自動的に設定され得る。また、上記(3)、(4)の境界面(すなわち、気管前壁面、気管後壁面)は、気管内の一点を指定することによって自動的に設定され得る。

3.3 Boundary Surface along Mediastinal Structure Based on Anatomical Features The boundary surface along the mediastinal structure based on anatomical features includes the following 11 types of boundary surfaces.
(1) The anterior wall of the vena cava (2) The anterior wall of the ascending aorta (3) The anterior wall of the trachea (4) The posterior wall of the trachea (5) The left side of the aorta (6) The posterior wall of the ascending aorta (7) The posterior wall of the descending aorta Anterior bronchial wall (9) Main bronchial posterior wall (10) Left bronchial inner surface (11) Right bronchial inner surface Each of the above 11 types of boundary surfaces designates slice images in which the operator can see each anatomical feature Therefore, it is manually set by the operator. However, the boundary surface (i.e., the front wall of the vena cava) of (1) can be automatically set by pressing a predetermined button. The boundary surface (2) (that is, the front wall of the ascending aorta) can be automatically set by pressing a predetermined button. The boundary surfaces (3) and (4) (that is, the wall surface before the trachea and the wall surface after the trachea) can be automatically set by designating one point in the trachea.

なお、これらの境界面と各アキシャルスライス画像とが交差することによって、各アキシャルスライス画像上に形成される交差線を境界線という。   Note that an intersection line formed on each axial slice image when these boundary surfaces intersect with each axial slice image is referred to as a boundary line.

図5は、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面として設定された境界面の一例を示す。   FIG. 5 shows an example of a boundary surface set as a boundary surface along a mediastinal structure based on anatomical features.

図6は、各アキシャルスライス画像のための座標系を示す。図6において、「A」は、”anterior”を示し、「P」は、”posterior”を示し、「R」は、”right”を示し、「L」は、”left”を示す。   FIG. 6 shows a coordinate system for each axial slice image. In FIG. 6, “A” indicates “anteria”, “P” indicates “posterio”, “R” indicates “right”, and “L” indicates “left”.


3.3.1 大静脈前壁面の設定
大静脈前壁面を自動的に設定することは、例えば、大静脈画像(大静脈を表す血管画像)を用いて、各スライス画像上に、大静脈画像のうち最も腹側の点を通る直線を作成することによって達成される。しかし、CT画像から抽出された大静脈画像における静脈の形状は安定しない傾向がある。

3.3.1 Setting the anterior wall of the vena cava Automatically setting the anterior wall of the vena cava is performed by, for example, using a vena cava image (a blood vessel image representing the vena cava) on each slice image This is accomplished by creating a straight line through the most ventral point. However, the vein shape in the vena cava image extracted from the CT image tends to be unstable.

図7は、CT画像から抽出された大静脈画像の例を示す。図7において、aは、理想的な大静脈画像の例を示し、bは、大静脈のうち造影効果の高い部分のみが大静脈として抽出された場合の大静脈画像の例を示し、c、dは、それぞれ、大静脈の下部が抽出されなかった場合の大静脈画像の例を示す。図7のb、c、dに示されるように、大静脈画像における静脈の形状が安定しない場合には、大静脈前壁面を手動的に設定することが好ましい。   FIG. 7 shows an example of a vena cava image extracted from a CT image. In FIG. 7, a shows an example of an ideal vena cava image, b shows an example of a vena cava image when only a portion having a high contrast effect of the vena cava is extracted as a vena cava, c, d shows an example of the vena cava image when the lower part of the vena cava is not extracted. As shown in b, c, and d of FIG. 7, when the shape of the vein in the vena cava image is not stable, it is preferable to manually set the anterior vena cava wall surface.

大静脈前壁面を手動的に設定することは、例えば、(1)境界面の開始スライス画像において大静脈前壁の接点(点A:始点)を設定し、境界面の終了スライス画像において大静脈前壁の接点(点A:終点)を設定すること(図8のa、bを参照)と、(2)開始スライス画像において、大動脈前壁の接点(点A;始点)を通り、x軸に平行な直線を引くことによって、この直線を境界線とし、終了スライス画像において、大動脈前壁の接点(点A;終点)を通り、x軸に平行な直線を引くことによって、この直線を境界線とすること(図8のbを参照)と、(3)開始スライス画像と終了スライス画像との間にある各スライス画像について、直線補間により接点を算出することとによって達成される。このようにして、各スライス画像上の境界線を積み上げることで、大静脈前壁面が作成される(図8のcを参照)。   The manual setting of the anterior wall of the vena cava includes, for example, (1) setting the contact point (point A: start point) of the anterior vena cava in the start slice image of the boundary surface, and the vena cava in the end slice image of the boundary surface Setting the anterior wall contact point (point A: end point) (see a and b in FIG. 8) and (2) passing through the anterior wall contact point (point A; starting point) in the starting slice image By drawing a straight line parallel to the line, this straight line is used as a boundary line. In the end slice image, this straight line is bounded by drawing a straight line passing through the contact point (point A; end point) of the anterior wall of the aorta and parallel to the x axis. This is achieved by forming a line (see b in FIG. 8) and (3) calculating a contact point by linear interpolation for each slice image between the start slice image and the end slice image. In this manner, the front wall of the vena cava is created by stacking the boundary lines on each slice image (see c in FIG. 8).


3.3.2 上行大動脈前壁面の設定
上行大動脈前壁面を自動的に設定することは、例えば、大動脈画像(大動脈を表す血管画像)を作成する際、大動脈弓から分岐する3本の血管(腕頭動脈、左総頚動脈、左鎖骨下動脈)をあらかじめ切り取ること(図9のa、bを参照)、大動脈画像の最もz座標の小さな点を大動脈弓上縁スライスとして設定すること(図9のcを参照)と、その後、各スライス画像上に、大動脈画像のうち最も腹側の点を通る直線を作成すること(図10のa、b、c、dを参照)とによって達成される。ここで、大動脈よりも右主肺動脈が腹側に来る場合でも、前スライスの接点のx座標左右5ピクセル以内(経験により決定)で最小y座標を探すことにより、大動脈の前壁を追うようにしている(図10のcを参照)。

3.3.2 Setting the Ascending Aortic Anterior Wall Wall The automatic setting of the ascending aortic anterior wall surface means that, for example, when creating an aortic image (a blood vessel image representing the aorta), three blood vessels branch from the aortic arch ( Cutting off the brachiocephalic artery, left common carotid artery, left subclavian artery in advance (see a and b in FIG. 9), and setting the smallest z-coordinate point of the aortic image as the aortic arch upper edge slice (FIG. 9). And a straight line passing through the most ventral point of the aorta image (see a, b, c, and d in FIG. 10) on each slice image. . Here, even when the right main pulmonary artery is on the ventral side of the aorta, the anterior wall of the aorta is traced by searching for the minimum y coordinate within 5 pixels left and right of the contact point of the previous slice (determined by experience). (See c in FIG. 10).

上行大動脈前壁面を手動的に設定することは、例えば、大静脈前壁面を手動的に設定する際に設定された大動脈前壁線始点・終点と共に中点を用いて、開始スライス画像と終了スライス画像との間にある各スライス画像について、直線補間により接点を作成することにより平面の上行大動脈前壁面を作成すること(図11のaを参照)と、直線補間により各スライス画像について作成された接点をy軸に平行に上下移動させることによって、曲面の上行大動脈前壁面を作成すること(図11のe、fを参照)とによって達成される。ここで、中点としては、「3.2.4 大動脈左側面、上行大動脈後壁面の設定」において後述される開始スライス画像上の点D1が用いられる。スライス画像上の血管の形状は、円形の場合と楕円形の場合とがある。大動脈画像を用いて、上行大動脈の前端まで点D1をy軸の負方向に平行に移動させた点を点F1とし、大動脈左側線に平行にy軸の負方向に移動させた点を点F2とする。点F1と点F2のうち、y座標が小さい方の点を大動脈前壁線中点とする(図11のb〜dを参照)。   Manually setting the anterior wall of the ascending aorta is, for example, using the middle point together with the start and end points of the anterior wall of the aorta set when manually setting the anterior wall of the vena cava. For each slice image between the images, a plane ascending anterior artery wall is created by creating a contact point by linear interpolation (see a in FIG. 11), and created for each slice image by linear interpolation. This is accomplished by moving the contact point up and down parallel to the y-axis to create a curved ascending anterior artery wall (see e and f in FIG. 11). Here, as the midpoint, a point D1 on the start slice image described later in “3.2.4 Setting of left side of aorta and rear wall of ascending aorta” is used. The shape of the blood vessel on the slice image may be circular or elliptical. Using the aorta image, a point obtained by moving the point D1 parallel to the negative direction of the y-axis to the front end of the ascending aorta is defined as a point F1, and a point obtained by moving the point D1 in the negative direction of the y-axis parallel to the left line of the aorta And Of the points F1 and F2, the point with the smaller y coordinate is set as the midpoint of the aortic anterior wall line (see b to d in FIG. 11).


3.3.3 気管前壁面、気管後壁面の設定
気管前壁面、気管後壁面を自動的に設定することは、例えば、(1)アキシャルスライス画像上の気管内にシードとなる点を設定すること(図12のaを参照)と、(2)リージョングローイングにより気管のCT値の領域を抽出すること(図12のbを参照)と、(3)各スライス画像について、最初の設定点から新たなシードを自動的に設定し、同様にリージョングローイングにより気管領域を抽出していくことによって達成される。自動的に設定するシードは、気管分岐スライスで分岐した左右の気管支の抽出に対応可能なように前スライスで抽出した領域の最小と最大y座標から、領域の左右の端3分の1ずつの点を計算して用いる(図12のcを参照)。上記(1)〜(3)の処理と同時に各スライス画像上の気管領域にラベリング処理を行い、ラベル数が2になったスライス画像で抽出を終了する(図12のdを参照)。その結果、気管分岐のスライスと、気管分岐までの気管領域とが抽出される(図12のeを参照)。抽出された各アキシャルスライス画像の気管領域について、y座標の最小値とy座標の最大値とをそれぞれ気管前壁線のy座標と気管後壁線のy座標とする(図12のa〜dの黄色線を参照)。

3.3.3 Pre-tracheal wall and post-tracheal wall settings Setting the pre-tracheal wall and the post-tracheal wall automatically sets, for example, (1) a seed point in the trachea on the axial slice image. (See a in FIG. 12), (2) extracting the region of the CT value of the trachea by region growing (see b in FIG. 12), and (3) for each slice image from the first set point This is achieved by automatically setting a new seed and extracting the tracheal region by region growing as well. The seeds to be set automatically are 1/3 each of the left and right edges of the region from the minimum and maximum y coordinates of the region extracted in the previous slice so that it can correspond to the extraction of the left and right bronchi branched in the tracheal branch slice Points are calculated and used (see c in FIG. 12). Simultaneously with the processes (1) to (3), the tracheal region on each slice image is labeled, and the extraction is completed with the slice image having the label number of 2 (see d in FIG. 12). As a result, a tracheal branch slice and a tracheal region up to the tracheal branch are extracted (see e in FIG. 12). For the tracheal region of each extracted axial slice image, the minimum value of the y coordinate and the maximum value of the y coordinate are set as the y coordinate of the tracheal anterior wall line and the y coordinate of the tracheal rear wall line, respectively (a to d in FIG. 12). See yellow line).

気管前壁面、気管後壁面を手動的に設定することは、例えば、大静脈前壁面を手動的に設定する際と同様に、開始スライス画像および終了スライス画像のそれぞれについて、気管前壁接点、気管後壁接点を設定することと、開始スライス画像と終了スライス画像との間にある各スライス画像について、直線補間により接点を算出することとによって達成される。このようにして、各スライス画像上の境界線を積み上げることで、気管前壁面、気管後壁面が作成される。   The manual setting of the anterior tracheal wall and the posterior tracheal wall is performed, for example, in the same manner as when the anterior vena cava wall is manually set, for each of the start slice image and the end slice image, This is achieved by setting the rear wall contact point and calculating the contact point by linear interpolation for each slice image between the start slice image and the end slice image. In this way, the front wall of the trachea and the rear wall of the trachea are created by accumulating the boundary lines on each slice image.


3.3.4 大動脈左側面、上行大動脈後壁面の設定
大動脈左側面、上行大動脈後壁面を手動的に設定することは、例えば、大静脈前壁面を手動的に設定する際と同様に、開始スライス画像と終了スライス画像のそれぞれについて、
上行大動脈左側接点(点A)、下行大動脈左側接点(点B)を設定し、点Aと点Bとを通る直線を大動脈左側線とし、開始スライス画像と終了スライス画像との間にある各スライス画像について、直線補間により接点を作成し、平面の大動脈左側面を作成することによって達成される。各スライス画像について、大動脈画像を用いて、点A、点Bをそれぞれ上行大動脈、下行大動脈の左端接点となるようにx軸に左右に平行移動させ正確な接点に補正し、曲面の大動脈左側面を作成する(図13のaを参照)。各スライス画像について、大動脈画像を用いて、上記補正された点Aを上行大動脈の右端までx軸の負方向に左右に平行移動させた点を点Cとする。大動脈弓上部スライス画像について、点Cを上記移動距離の4分の3だけx軸の正方向に移動させた点を点D2とし、下部スライス画像について、点Cを上記移動距離の2分の1だけx軸の正方向に平行移動させた点を点D1とする(図13のb1、b2を参照)。点D1、点D2を大動脈左側線に平行にy軸の正方向に移動したものをそれぞれ点E1、点E2とする(図13のcを参照)。各スライス画像について、点E1、点E2を通り、大動脈左側線に垂直な線を作成し、その線を大動脈後壁線とする。ただし、大動脈左側線と大動脈後壁線との交点よりy座標が小さい領域については、大動脈後壁線を作成しないものとする(図13のdを参照)。

3.3.4 Setting the left side of the aorta and the posterior wall of the ascending aorta Manually setting the left side of the aorta and the posterior wall of the ascending aorta is the same as when manually setting the anterior wall of the aorta, for example. For each of the slice image and the end slice image,
Each ascending aorta left contact (point A) and descending aorta left contact (point B) are set, and a straight line passing through points A and B is defined as the aorta left line, and each slice between the start slice image and the end slice image This is accomplished by creating a contact point for the image by linear interpolation and creating a planar left side of the aorta. For each slice image, using the aorta image, point A and point B are translated to the left and right along the x-axis so as to be the left end contacts of the ascending aorta and descending aorta, respectively, and are corrected to the correct contact points. Is created (see a in FIG. 13). For each slice image, a point C obtained by translating the corrected point A left and right in the negative direction of the x-axis to the right end of the ascending aorta using the aorta image is defined as a point C. For the upper slice image of the aortic arch, a point obtained by moving the point C in the positive direction of the x-axis by three-fourths of the movement distance is defined as a point D2, and for the lower slice image, the point C is one-half of the movement distance. Only the point translated in the positive direction of the x-axis is defined as a point D1 (see b1 and b2 in FIG. 13). Points D1 and D2 are moved in the positive direction of the y-axis in parallel with the left side of the aorta as points E1 and E2, respectively (see c in FIG. 13). For each slice image, a line that passes through the points E1 and E2 and is perpendicular to the left line of the aorta is created, and that line is taken as the aortic posterior wall line. However, the aortic posterior wall line is not created for a region where the y coordinate is smaller than the intersection of the aortic left line and the aortic posterior wall line (see d in FIG. 13).


3.3.5 主気管支前壁面、主気管支後壁面の設定
気管支は、斜めに走っていたり(図14のaを参照)、左右の気管支の太さが異なっていたり(図14のbを参照)する場合が多い。

3.3.5 Setting of the main bronchial anterior wall and the posterior main bronchial wall The bronchus runs diagonally (see Fig. 14a) or the left and right bronchus have different thicknesses (see Fig. 14b) ) In many cases.

主気管支前壁面、主気管支後壁面を手動的に設定することは、例えば、前壁接点、後壁接点を設定し、上行大動脈前壁面を手動的に設定する際と同様に曲面の主気管支前壁面、曲面の主気管支後壁面を作成すること(図14のa、bを参照)によって達成される。   Setting the anterior wall of the main bronchus and the posterior wall of the main bronchus manually means, for example, setting the anterior wall contact and the posterior wall contact and setting the anterior wall of the ascending aorta manually. This is achieved by creating a wall surface and a curved posterior main bronchial wall surface (see a and b in FIG. 14).


4.セグメンテーションの実行
縦隔リンパ節郭清で切除される領域は、9個の区域(区域#1、区域#2、区域#3a、区域#3、区域#3p、区域#4、区域#5、区域#6、区域#7)にセグメンテーションされる。

4). Execution of segmentation The area to be removed by mediastinal lymphadenectomy is divided into nine sections (section # 1, section # 2, section # 3a, section # 3, section # 3p, section # 4, section # 5, section # 6, segmented into area # 7).


4.1 各区域を抽出するために必要な境界面
「3.境界面の設定」において上述したすべての境界面を設定する必要はない。操作者が抽出したい区域を指定する(例えば、操作者が抽出したい区域の番号を入力する)場合には、その指定された区域を抽出するために必要な境界面のみを設定するようにすればよい。例えば、操作者が抽出したい区域を指定する(例えば、操作者が抽出したい区域の番号を入力する)場合には、設定すべきアキシャルスライス名を表示し、アキシャルスライスを設定するとそのスライス上で設定すべき解剖学的特徴点がある場合には、指定すべき特徴点名を表示するようにしてもよい。このように、画面表示(ガイダンス)に従って必要な項目を設定することによって、必要な境界面のみを設定するようにしてもよい。これにより、必要最小限の境界面を用いて、目的とする区域を抽出することが可能になる。

4.1 Boundary surfaces necessary for extracting each area It is not necessary to set all the boundary surfaces described above in “3. Setting of boundary surfaces ”. When the operator specifies the area to be extracted (for example, when the operator inputs the number of the area to be extracted), only the boundary surface necessary for extracting the specified area should be set. Good. For example, when the operator specifies the area to be extracted (for example, when the operator inputs the number of the area to be extracted), the name of the axial slice to be set is displayed, and when an axial slice is set, it is set on that slice. When there is an anatomical feature point to be displayed, a feature point name to be specified may be displayed. In this way, only necessary boundary surfaces may be set by setting necessary items according to the screen display (guidance). This makes it possible to extract a target area using the minimum necessary boundary surface.

表1は、各区域を抽出するために必要な境界面を、z軸に垂直な境界面とy軸に垂直な境界面とx軸に垂直な境界面とに分類して示したものである。表1において、下線を付けた境界面は、「肺癌取扱い規約(第6版)」には定義されていないが、縦隔リンパ節郭清で切除される領域(縦隔領域)を9個の区域(区域#1、区域#2、区域#3a、区域#3、区域#3p、区域#4、区域#5、区域#6、区域#7)にセグメンテーションするために不可欠のため、本願の発明者によって定義された境界面を示す。また、表1において、網掛けを付けた境界面は、個体差によって影響を受ける境界面を示す。   Table 1 shows the boundary surfaces necessary for extracting each area classified into a boundary surface perpendicular to the z-axis, a boundary surface perpendicular to the y-axis, and a boundary surface perpendicular to the x-axis. . In Table 1, the underlined boundary surface is not defined in the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”, but the area to be excised by mediastinal lymph node dissection (mediastinal area) The invention of the present application is indispensable for segmenting into areas (area # 1, area # 2, area # 3a, area # 3, area # 3p, area # 4, area # 5, area # 6, area # 7) Indicates the boundary surface defined by the person. In Table 1, the shaded boundary surface indicates a boundary surface that is affected by individual differences.

z軸に垂直な境界面としては、以下の境界面がある。 Examples of the boundary surface perpendicular to the z-axis include the following boundary surfaces.

Z1:左鎖骨下静脈下縁(肺尖)
Z2:左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ
Z3:大動脈弓上縁
Z4:大動脈弓下縁
Z5:奇静脈上縁
Z6:左主肺動脈上縁
Z7:右主肺動脈上縁
Z8:気管分岐
Z9:右主肺動脈下縁
y軸に垂直な境界面としては、以下の境界面がある。
Z1: Lower margin of the left subclavian vein (pulmonary apex)
Z2: Height at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline Z3: Upper edge of the aortic arch Z4: Lower edge of the aortic arch Z5: Upper edge of the odd vein Z6: Upper edge of the left main pulmonary artery Z7: Upper edge of the right main pulmonary artery Z8: Tracheal branch Z9: Right main pulmonary artery lower edge Examples of the boundary surface perpendicular to the y-axis include the following boundary surfaces.

Y1:大静脈前壁面
Y2:上行大動脈前壁面
Y3:気管前壁面
Y4:気管後壁面
Y5:主気管支前壁面
Y6:主気管支後壁面
Y7:上行大動脈後壁面
Y8:下行大動脈後壁面
x軸に垂直な境界面としては、以下の境界面がある。
Y1: anterior wall of the vena cava Y2: anterior wall of the aorta Y3: anterior wall of the trachea Y4: anterior wall of the trachea Y5: anterior wall of the main bronchus Y6: anterior wall of the main bronchus Y7: anterior wall of the ascending aorta Y8: anterior wall of the descending aorta Examples of such boundary surfaces include the following boundary surfaces.

X1:大動脈弓
X2:大動脈左側面
X3:左気管支内側面
X4:右気管支内側面
以下の説明では、説明の簡略化のために、Z1〜Z9によってz軸に垂直な境界面を示し、Y1〜Y8によってy軸に垂直な境界面を示し、X1〜X4によってx軸に垂直な境界面を示すものとする。
X1: Aortic arch X2: Left side of aorta X3: Left bronchial inner surface X4: Right bronchial inner surface In the following description, for simplicity of explanation, Z1 to Z9 indicate a boundary surface perpendicular to the z-axis, A boundary surface perpendicular to the y-axis is indicated by Y8, and a boundary surface perpendicular to the x-axis is indicated by X1 to X4.


4.2 区域#1の抽出
区域#1の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#1−1)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、yellowgreenを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。

4.2 Extraction of Area # 1 For example, the extraction of area # 1 specifies a pixel that satisfies the expression (# 1-1) among a plurality of pixels included in the mediastinal image extracted in step 302 of FIG. Then, a specific value (for example, a color value indicating yellowgreen) is assigned to the pixel value of the specified pixel. Such processing is executed by the computer 20.

Z1 ≦ z <Z2 ・・・式(#1−1)

4.3 区域#2の抽出
区域#2のx軸に垂直な境界面は、大動脈左側面(X2)の存在し始める大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも上側では、大動脈弓(X1)が存在すれば大動脈弓(X1)よりも右側である。区域#2のx軸に垂直な境界面は、大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも下側では、大動脈左側面(X2)が存在するため大動脈左側面(X2)よりも右側である。そこで、本発明では、個体差を考慮して、区域#2の終了スライス画像である奇静脈上縁(Z5)のスライス画像が大動脈弓下縁(Z4)よりも上側にある場合には、大動脈弓(X1)を境界面として用いることとし、奇静脈上縁(Z5)のスライス画像が大動脈弓下縁(Z4)よりも下側にある場合には、大動脈左側面(X2)を境界面として用いることとした。
Z1 ≦ z <Z2 (formula (# 1-1))

4.3 The boundary surface perpendicular to the x-axis of the extraction area # 2 of the area # 2 is above the slice image of the lower aortic arch (Z4) where the left side surface (X2) of the aorta begins to exist, and the aortic arch (X1 ) Is on the right side of the aortic arch (X1). The boundary surface perpendicular to the x-axis of the area # 2 is on the right side of the aortic left side surface (X2) because the aortic left side surface (X2) exists below the slice image of the lower edge of the aortic arch (Z4). . Therefore, in the present invention, in consideration of individual differences, when the slice image of the upper edge (Z5) of the aberrant vein that is the end slice image of the area # 2 is above the lower edge of the aortic arch (Z4), the aorta When the arch (X1) is used as the boundary surface, and the slice image of the aortic vein upper edge (Z5) is below the lower edge of the aortic arch (Z4), the aortic left side surface (X2) is used as the boundary surface. I decided to use it.

区域#2の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、条件に応じて、式(#2−1)または式(#2−2)または式(#2−3)または式(#2−4)のうちのいずれか1つを満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、pinkを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   The extraction of the area # 2 is performed by, for example, the expression (# 2-1) or the expression (# 2-2) depending on the condition among a plurality of pixels included in the mediastinal image extracted in step 302 of FIG. Alternatively, a pixel that satisfies any one of the formula (# 2-3) and the formula (# 2-4) is specified, and a specific value (for example, a color value representing a pink) is specified for the pixel value of the specified pixel. ) Is done. Such processing is executed by the computer 20.

図15は、区域#2をpinkに色付けして表示した例を示す。   FIG. 15 shows an example in which the area # 2 is displayed by coloring the pink.

1.Z2 ≦ z < Z5 かつ z ≦ Z3の場合(図15の(a)を参照)
Y3 ≦ y ≦ Y4 ・・・式(#2−1)
2.Z2 ≦ z < Z5 かつ z > Z3の場合
If Z5 < Z4 (常に大動脈弓を境界面とする、図15の(b)を参照)
Y3 ≦ y ≦ Y4 かつ x < X1 ・・・式(#2−2)
else Z4 ≦ Z5 (大動脈弓および大動脈左側面を境界面とする)
(1)z < Z4 (図15の(b)を参照)
Y3 ≦ y ≦ Y4 かつ x < X1 ・・・式(#2−3)
(2)Z4 ≦ z < Z5 (図15の(c)を参照)
Y3 ≦ y ≦ Y4 かつ x < X2 ・・・式(#2−4)

4.4 区域#3aの抽出
区域#3aのz軸に垂直な終了スライス画像は、「肺癌取扱い規約(第6版)」には定義されていない。そこで、本発明では、区域#3aのz軸に垂直な終了スライス画像として、右主肺動脈下縁(Z9)のスライス画像を用いることとした。
1. When Z2 ≦ z <Z5 and z ≦ Z3 (see (a) of FIG. 15)
Y3 ≦ y ≦ Y4 (formula (# 2-1))
2. If Z2 ≦ z <Z5 and z> Z3 If Z5 <Z4 (always the aortic arch as a boundary, see FIG. 15B)
Y3 ≦ y ≦ Y4 and x <X1 Expression (# 2-2)
else Z4 ≦ Z5 (the aortic arch and the left side of the aorta are the boundary surface)
(1) z <Z4 (see (b) of FIG. 15)
Y3 ≦ y ≦ Y4 and x <X1 Expression (# 2-3)
(2) Z4 ≦ z <Z5 (see (c) of FIG. 15)
Y3 ≦ y ≦ Y4 and x <X2 (formula (# 2-4))

4.4 Zone # 3a Extraction slice image perpendicular to the z-axis of extraction zone # 3a is not defined in the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”. Therefore, in the present invention, the slice image of the right main pulmonary artery lower edge (Z9) is used as the end slice image perpendicular to the z-axis of the section # 3a.

区域#3aの抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、条件に応じて、式(#3a−1)または式(#3a−2)または式(#3a−3)または式(#3a−4)のうちのいずれか1つを満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、orangeを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   The extraction of the area # 3a is performed by, for example, the expression (# 3a-1) or the expression (# 3a-2) according to the condition among a plurality of pixels included in the mediastinal image extracted in step 302 of FIG. Alternatively, a pixel that satisfies any one of the expression (# 3a-3) or the expression (# 3a-4) is specified, and a specific value (for example, a color value representing orange) is specified as the pixel value of the specified pixel. ) Is done. Such processing is executed by the computer 20.

図16は、区域#3aをorangeに色付けして表示した例を示す。   FIG. 16 shows an example in which the area # 3a is displayed in an orange color.

1.Z2 ≦ z < Z9 かつ z ≦ Z3の場合(図16の(a)を参照)
y < Y1 ・・・式(#3a−1)
2.Z2 ≦ z < Z9 かつ z > Z3の場合
if Y1 < Y2 (図16の(b)を参照)
y < Y1 ・・・式(#3a−2)
else Y2 ≦ Y1 (図16の(c)を参照)
(1)y < Y2
xについては条件なし ・・・式(#3a−3)
(2)Y2 < y < Y1
x < X1 ・・・式(#3a−4)

4.5 区域#3の抽出
区域#3のx軸に垂直な境界面は、大動脈左側面(X2)の存在し始める大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも上側では、大動脈弓(X1)が存在すれば大動脈弓(X1)よりも右側である。区域#3のx軸に垂直な境界面は、大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも下側では、大動脈左側面(X2)が存在するため大動脈左側面(X2)よりも右側である。区域#3のy軸に垂直な境界面は、気管分岐(Z8)のスライス画像より上では気管前壁面(Y3)、気管分岐以降は主気管支前壁面(Y5)よりも前側である。そこで、本発明では、個体差を考慮して、気管分岐(Z8)のスライス画像が、区域#3のz軸に垂直な境界面である右主肺動脈上縁(Z7)のスライス画像よりも上側にある場合には、気管前壁線(Z3)、気管分岐(Z8)のスライス画像から右主肺動脈上縁(Z7)のスライス画像の間では主気管支前壁面(Y5)より前側を条件とすることとした。
1. In the case of Z2 ≦ z <Z9 and z ≦ Z3 (see (a) of FIG. 16)
y <Y1 Formula (# 3a-1)
2. If Z2 ≦ z <Z9 and z> Z3 if Y1 <Y2 (see FIG. 16B)
y <Y1 Formula (# 3a-2)
else Y2 ≦ Y1 (see (c) of FIG. 16)
(1) y <Y2
There is no condition for x ... Formula (# 3a-3)
(2) Y2 <y <Y1
x <X1 Formula (# 3a-4)

4.5 Extraction Zone of Zone # 3 The boundary surface perpendicular to the x-axis of the extraction zone # 3 is above the slice image of the lower aortic arch (Z4) where the left side of the aorta (X2) begins to exist. ) Is on the right side of the aortic arch (X1). The boundary plane perpendicular to the x-axis of the area # 3 is on the right side of the aortic left side surface (X2) because the aortic left side surface (X2) exists below the slice image of the lower edge of the aortic arch (Z4). . The boundary surface perpendicular to the y-axis of the area # 3 is the front wall of the trachea (Y3) above the slice image of the tracheal branch (Z8), and the front of the main bronchial wall (Y5) after the tracheal branch. Therefore, in the present invention, in consideration of individual differences, the slice image of the tracheal branch (Z8) is higher than the slice image of the upper edge of the right main pulmonary artery (Z7), which is a boundary surface perpendicular to the z-axis of the section # 3. In the case of the above, between the slice image of the tracheal anterior wall line (Z3) and tracheal branch (Z8) and the slice image of the right main pulmonary artery upper edge (Z7), the front side from the main anterior bronchial wall (Y5) It was decided.

区域#3の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#3−1)を満たし、かつ、(条件に応じて、式(#3−2)または式(#3−3)または式(#3−4)または式(#3−5)のうちのいずれか1つ)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、blueを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   For example, the extraction of the area # 3 satisfies the expression (# 3-1) among a plurality of pixels included in the mediastinal image extracted in step 302 of FIG. # 3-2) or the expression (# 3-3) or the expression (# 3-4) or the expression (# 3-5)) is identified, and the pixel of the identified pixel This is done by assigning a specific value (for example, a color value representing blue) to the pixel value. Such processing is executed by the computer 20.

図17は、区域#3をblueに色付けして表示した例を示す。   FIG. 17 shows an example in which the area # 3 is displayed in blue.

Z2 ≦ z < Z7 ・・・式(#3−1)
1.Z2 ≦ z < Z4(大動脈左側面が存在しない間)
if z ≦ Z3 (図17の(a)を参照)
Y1 < y <Y3
else z > Z3 (図17の(b)を参照)
Y1 < y <Y3 かつ x < X1 ・・・式(#3−2)
2.Z4 ≦ z < Z7(大動脈左側面が存在する間)
if Z7 < Z8(常に気管前壁面を境界面として用いる場合、図17の(c)を参照)
Y1 < y <Y3 かつ y < Y7 かつ x < X2 ・・・式(#3−3)
else Z8 ≦ Z7(気管前壁面および主気管支前壁面を境界面として用いる場合)
(1)Z4 ≦ y < Z8 (図17の(c)を参照)
Y1 y < Y3 かつ y < Y7 かつ x < X2 ・・・式(#3−4)
(2)Z8 < y < Z7 (図17の(d)を参照)
Y1 y < Y5 かつ y < Y7 かつ x < X2 ・・・式(#3−5)

4.6 区域#3pの抽出
区域#3pの抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#3p−1)を満たし、かつ、(条件に応じて、式(#3p−2)または式(#3p−3)または式(#3p−4)のうちのいずれか1つ)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、redを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。
Z2 ≦ z <Z7 (formula (# 3-1))
1. Z2 ≦ z <Z4 (while the left side of the aorta does not exist)
if z ≦ Z3 (see FIG. 17A)
Y1 <y <Y3
else z> Z3 (see FIG. 17B)
Y1 <y <Y3 and x <X1 Formula (# 3-2)
2. Z4 ≦ z <Z7 (while the left side of the aorta is present)
if Z7 <Z8 (When the tracheal wall is always used as the boundary surface, see FIG. 17C)
Y1 <y <Y3 and y <Y7 and x <X2 Formula (# 3-3)
else Z8 ≤ Z7 (when the anterior tracheal wall and main anterior bronchial wall are used as boundary surfaces)
(1) Z4 ≦ y <Z8 (see (c) of FIG. 17)
Y1 y <Y3 and y <Y7 and x <X2 (formula (# 3-4))
(2) Z8 <y <Z7 (see (d) of FIG. 17)
Y1 y <Y5 and y <Y7 and x <X2 Formula (# 3-5)

4.6 Extraction of Area # 3p The extraction of area # 3p satisfies, for example, the expression (# 3p-1) among a plurality of pixels included in the mediastinum image extracted in step 302 of FIG. (Depending on the condition, identify a pixel that satisfies formula (# 3p-2) or formula (# 3p-3) or formula (# 3p-4)), and This is done by assigning a specific value (for example, a color value representing red) to the pixel value. Such processing is executed by the computer 20.

図18は、区域#3pをredに色付けして表示した例を示す。   FIG. 18 shows an example in which the area # 3p is displayed by coloring red.

Z2 ≦ z < Z8 ・・・式(#3p−1)
if z ≦ Z3 (図18の(a)を参照)
Y4 < y ・・・式(#3p−2)
else z > Z3 (図18の(b)を参照)
Y4 < y かつ x < X1 ・・・式(#3p−3)
ただし、以下の式(#3p−4)によって示される区域は区域#3pではないとして、その区域を区域#3pとして抽出しないようにした(図18の(c)の白色の区域)。
Z2 ≦ z <Z8 Formula (# 3p-1)
if z ≦ Z3 (see (a) of FIG. 18)
Y4 <y formula (# 3p-2)
else z> Z3 (see FIG. 18B)
Y4 <y and x <X1 Formula (# 3p-3)
However, since the area indicated by the following equation (# 3p-4) is not the area # 3p, the area is not extracted as the area # 3p (the white area in FIG. 18C).

Z4 ≦ z < Z8 かつ 大動脈左側面と下行大動脈との接点のy座標 < y かつ 下行大動脈 < x < X2 ・・・式(#3p−4)

4.7 区域#4の抽出
区域#4のx軸に垂直な境界面は、大動脈左側面(X2)の存在し始める大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも上側では、大動脈弓(X1)が存在すれば大動脈弓(X1)よりも右側である。区域#4のx軸に垂直な境界面は、大動脈弓下縁(Z4)のスライス画像よりも下側では、大動脈左側面(X2)が存在するため大動脈左側面(X2)よりも右側である。そこで、本発明では、個体差を考慮して、区域#4の開始スライス画像である奇静脈上縁(Z5)のスライス画像が大動脈弓下縁(Z4)よりも上側にある場合には、大動脈弓(X1)を境界面として用いることとし、奇静脈上縁(Z5)のスライス画像が大動脈弓下縁(Z4)よりも下側にある場合には、大動脈左側面(X2)を境界面として用いることとした。
Z4 ≦ z <Z8 and the y coordinate of the contact point between the left side of the aorta and the descending aorta <y and the descending aorta <x <X2 (formula (# 3p-4))

4.7 The boundary surface perpendicular to the x-axis of the extraction area # 4 of the area # 4 is above the slice image of the lower edge of the aortic arch (Z4) where the left side surface (X2) of the aorta begins to exist. ) Is on the right side of the aortic arch (X1). The boundary surface perpendicular to the x-axis of the area # 4 is below the slice image of the lower edge of the aortic arch (Z4) and to the right of the left side of the aorta (X2) because of the left side of the aorta (X2). . Therefore, in the present invention, in consideration of individual differences, when the slice image of the upper edge (Z5) of the aberrant vein that is the start slice image of the area # 4 is above the lower edge of the aortic arch (Z4), the aorta When the arch (X1) is used as the boundary surface, and the slice image of the aortic vein upper edge (Z5) is below the lower edge of the aortic arch (Z4), the aortic left side surface (X2) is used as the boundary surface. I decided to use it.

区域#4の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#4−1)を満たし、かつ、(条件に応じて、式(#4−2)または式(#4−3)または式(#4−4)のうちのいずれか1つ)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、yellowを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   The extraction of the area # 4 satisfies, for example, the expression (# 4-1) among a plurality of pixels included in the mediastinum image extracted in step 302 of FIG. # 4-2) or a pixel satisfying any one of the equations (# 4-3) or (# 4-4)) is specified, and a pixel value of the specified pixel (for example, a specific value (for example, , A color value representing yellow). Such processing is executed by the computer 20.

図19は、区域#4をyellowに色付けして表示した例を示す。   FIG. 19 shows an example in which the area # 4 is displayed in a yellow color.

Z5 < z < Z8 ・・・式(#4−1)
If Z4 < Z5 (常に大動脈左側面を境界面として用いる場合)
Y3 < y < Y4 かつ x < X2 ・・・式(#4−2)
else Z5 ≦ Z4 (大動脈弓および大動脈左側面の両方を境界面として用いる場合)
(1)Z5 ≦ z < Z4
Y3 < y < Y4 かつ x < X1 ・・・式(#4−3)
(2)Z4 ≦ z < Z8
Y3 < y < Y4 かつ x < X2 ・・・式(#4−4)

4.8 区域#5の抽出
区域#5の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#5−1)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、greenを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。
Z5 <z <Z8 (formula (# 4-1))
If Z4 <Z5 (when the left side of the aorta is always used as the boundary surface)
Y3 <y <Y4 and x <X2 Formula (# 4-2)
else Z5 ≤ Z4 (when both the aortic arch and the left side of the aorta are used as the boundary surface)
(1) Z5 ≦ z <Z4
Y3 <y <Y4 and x <X1 Formula (# 4-3)
(2) Z4 ≦ z <Z8
Y3 <y <Y4 and x <X2 Formula (# 4-4)

4.8 Extraction of Area # 5 In the extraction of area # 5, for example, a pixel satisfying the formula (# 5-1) is specified among a plurality of pixels included in the mediastinum image extracted in step 302 of FIG. Then, a specific value (for example, a color value representing green) is assigned to the pixel value of the specified pixel. Such processing is executed by the computer 20.

図20は、区域#5をgreenに色付けして表示した例を示す。   FIG. 20 shows an example in which the area # 5 is displayed by coloring green.

Z4 ≦ z < Z6 かつ Y7 < y < Y8 かつ X2 < x ・・・式(#5−1)

4.9 区域#6の抽出
区域#6のz軸に垂直な終了スライス画像は、「肺癌取扱い規約(第6版)」には定義されていない。そこで、本発明では、区域#6のz軸に垂直な終了スライス画像として、左主肺動脈上縁(Z6)のスライス画像を用いることとした。また、「肺癌取扱い規約(第6版)」の定義によれば、区域#6のz軸に垂直な開始スライス画像は、大動脈弓(X1)の存在し始める大動脈弓上縁(Z3)のスライス画像であるが、個体差により、左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ(Z2)にあるスライス画像よりも大動脈弓上縁(Z3)のスライス画像が上側にくる場合がある。そこで、本発明では、このような場合には左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ(Z2)よりも上側は区域#1であるという定義を優先し、区域#6のz軸に垂直な開始スライス画像として、左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ(Z2)にあるスライス画像を用いることとした。
Z4 ≦ z <Z6 and Y7 <y <Y8 and X2 <x Expression (# 5-1)

4.9 End Slice Image perpendicular to the z-axis of Extraction Area # 6 of Area # 6 is not defined in the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”. Therefore, in the present invention, the slice image of the upper edge of the left main pulmonary artery (Z6) is used as the end slice image perpendicular to the z-axis of the section # 6. Also, according to the definition of “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”, the starting slice image perpendicular to the z-axis of the area # 6 is the slice of the upper aortic arch (Z3) where the aortic arch (X1) starts to exist. Although it is an image, the slice image of the upper edge of the aortic arch (Z3) may be above the slice image at the height (Z2) where the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline due to individual differences. Therefore, in the present invention, in such a case, priority is given to the definition that the upper side of the height (Z2) at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline is zone # 1, and is perpendicular to the z axis of zone # 6. As a starting slice image, a slice image at a height (Z2) at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline is used.

区域#6の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、条件に応じて、式(#6−1)または式(#6−2)のうちのいずれか1つを満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、syanを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   The extraction of the area # 6 is performed by, for example, the expression (# 6-1) or the expression (# 6-2) depending on the condition among a plurality of pixels included in the mediastinal image extracted in step 302 of FIG. This is done by identifying a pixel that satisfies any one of the above and assigning a specific value (for example, a color value representing cyan) to the pixel value of the identified pixel. Such processing is executed by the computer 20.

図21は、区域#6をsyanに色付けして表示した例を示す。   FIG. 21 shows an example in which the area # 6 is displayed in a colored shade.

if Z2≦Z3
start_slice = Z3
else Z3<Z2
start_slice = Z2
1.start_slice ≦ z < Z4 (図21の(a)を参照)
Y2 ≦ y ≦ Y8 かつ X1 < x ・・・式(#6−1)
2.Z4 ≦ z < Z6 (図21の(b)を参照)
Y2 ≦ y ≦ Y7 かつ X1 < x ・・・式(#6−2)

4.10 区域#7の抽出
区域#7のz軸に垂直な終了スライス画像は、「肺癌取扱い規約(第6版)」には定義されていない。そこで、本発明では、区域#7のz軸に垂直な終了スライス画像として、右主肺動脈下縁(Z9)のスライス画像を用いることとした。
if Z2 ≦ Z3
start_slice = Z3
else Z3 <Z2
start_slice = Z2
1. start_slice ≦ z <Z4 (see (a) of FIG. 21)
Y2 ≦ y ≦ Y8 and X1 <x Expression (# 6-1)
2. Z4 ≦ z <Z6 (see FIG. 21B)
Y2 ≦ y ≦ Y7 and X1 <x Expression (# 6-2)

4.10 The end slice image perpendicular to the z-axis of the extracted area # 7 of the area # 7 is not defined in the “Lung Cancer Handling Rules (6th edition)”. Therefore, in the present invention, the slice image of the lower edge of the right main pulmonary artery (Z9) is used as the end slice image perpendicular to the z-axis of the area # 7.

区域#7の抽出は、例えば、図3のステップ302において抽出された縦隔画像に含まれる複数のピクセルのうち、式(#7−1)を満たすピクセルを特定し、その特定されたピクセルの画素値に特定の値(例えば、parpleを表すカラー値)を割り当てることによって行われる。このような処理は、コンピュータ20によって実行される。   In the extraction of the area # 7, for example, among the plurality of pixels included in the mediastinum image extracted in step 302 of FIG. 3, a pixel satisfying the expression (# 7-1) is specified, and This is performed by assigning a specific value (for example, a color value representing a purple) to the pixel value. Such processing is executed by the computer 20.

図22は、区域#7をparpleに色付けして表示した例を示す。   FIG. 22 shows an example in which the area # 7 is displayed in a purple color.

Z8 ≦ z < Z9 かつ Y5 < y < Y6 かつ X4 < x < X3 ・・・式(#7−1)

4.11 個体差を考慮したセグメンテーションの有用性について
区域#2および区域#4のx軸に垂直な左側境界面については、上述したようにZ4とZ5の上下関係を考慮して境界面を決めなくても、区域#5、#6でない領域とすればよいようにも思われる。しかし、区域#5、#6のz軸に垂直な終了スライス画像である左主肺動脈上縁(Z6)のスライス画像と奇静脈上縁(Z5)のスライス画像の上下関係にも個体差があり、数%の割合ではあるが、Z6の方がZ5よりも上側にくる場合が存在する。このような場合には、区域#2や区域#4の左側に区域#5や区域#6は存在しない。従って、上述した個体差を考慮したセグメンテーションは、縦隔リンパ節郭清で切除される領域(縦隔領域)を9個の区域に正確にセグメンテーションするために必要である。
Z8 ≦ z <Z9 and Y5 <y <Y6 and X4 <x <X3 (formula (# 7-1))

4.11 Usefulness of segmentation considering individual differences For the left boundary surface perpendicular to the x-axis of area # 2 and area # 4, the boundary surface is determined in consideration of the vertical relationship between Z4 and Z5 as described above. Even if it is not, it seems to be sufficient if the area is not the area # 5 or # 6. However, there are individual differences in the vertical relationship between the slice image of the left main pulmonary artery upper edge (Z6) and the slice image of the upper edge of the azygous vein (Z5), which are end slice images perpendicular to the z-axis of the areas # 5 and # 6. Although there is a ratio of several percent, there is a case where Z6 comes above Z5. In such a case, the area # 5 and the area # 6 do not exist on the left side of the area # 2 and the area # 4. Therefore, the segmentation in consideration of the individual differences described above is necessary for accurately segmenting the region (mediastinal region) excised by mediastinal lymphadenectomy into nine sections.

図23は、区域#4と区域#5、#6との位置関係の例を示す。図23において、(a)は区域#4と区域#5、#6が共に存在するスライス画像の例を示し、(b)は区域#4は存在するが、区域#5、#6が存在しないスライス画像の例を示す。   FIG. 23 shows an example of the positional relationship between the section # 4 and the sections # 5 and # 6. 23A shows an example of a slice image in which both the area # 4 and the areas # 5 and # 6 exist. FIG. 23B shows the slice image in which the area # 4 exists but the areas # 5 and # 6 do not exist. An example of a slice image is shown.

「肺癌取扱い規約(第6版)」でリンパ節の領域が定義された頃に比べて、撮像機器の精度が向上し、より薄いスライス厚の画像が得られるようになった(昔は5mm程度であったが、現在では1〜0.625mm程度)。個体差が生じるスライス画像間の距離は平均6〜10mmである。従来の撮像機器では、このような薄いスライス画像間の距離を考慮することができず、また考慮する必要もなかった。しかし、より薄いスライス厚のCT画像を用いて診断支援画像や手術支援画像を作成するためには、本発明によるセグメンテーションは不可欠である。   Compared to when the lymph node area was defined in the "Lung Cancer Handling Regulations (6th edition)", the accuracy of the imaging device was improved and images with a thinner slice thickness were obtained (formerly about 5 mm) But now it is about 1 to 0.625 mm). The average distance between slice images that cause individual differences is 6 to 10 mm. In a conventional imaging device, such a distance between thin slice images cannot be considered, and it is not necessary to consider it. However, segmentation according to the present invention is indispensable in order to create a diagnosis support image and a surgery support image using a CT image having a thinner slice thickness.


4.12 境界面をマニュアル操作で設定することの有用性について
z軸に垂直な境界面のスライス画像については、従来、自動的に決定することができないスライス画像が存在した。先行研究ではほぼ全自動処理であるのに対して、本発明ではマニュアル操作を多く残している。例えば、主気管支前壁面および主気管支後壁面の設定については、全自動で行うよりもマニュアル操作で行った方が正確な境界面を作成することができる)。

4.12 Usefulness of manually setting the boundary surface As for the slice image of the boundary surface perpendicular to the z-axis, there has conventionally been a slice image that cannot be automatically determined. In the previous research, it is almost fully automatic processing, but in the present invention, many manual operations are left. For example, the setting of the main bronchial anterior wall and the main bronchial posterior wall can be made more accurately by manual operation than by fully automatic).

図24は、主気管支前壁面および主気管支後壁面の設定を説明するための図である。図24において、(a)は、気管支の抽出領域(緑色の領域)を示す(末端の気管支まで抽出されてしまう)。図24において、(b)は、末端の気管支を除去したとしても単に左右気管支のy座標の最大座標同士、最小座標同士を結ぶのでは境界線が赤色の線のようになってしまうことを示す(正解線は青色の線)。34例中15例でこのようなことがおきる可能性があった。   FIG. 24 is a diagram for explaining setting of the main bronchial front wall and the main bronchial rear wall. In FIG. 24, (a) shows a bronchus extraction area (green area) (extracted to the end bronchus). In FIG. 24, (b) shows that even if the bronchus at the end is removed, the boundary line becomes like a red line simply by connecting the maximum coordinates and the minimum coordinates of the left and right bronchi. (The correct answer line is a blue line). This could happen in 15 of 34 cases.


スライス画像上では気管分岐後は、主気管支から細気管支が分岐して見られる場合が多く、このような場合に、単に、気管画像のy座標の最大座標を気管後壁線とし、気管画像のy座標の最小座標を気管前壁線とすると、誤差が生じてしまうと考えられるからである。正確な境界面を作成するためには、本発明のようにセミオートで線を引くことも有効であると考えられる。

In the slice image, the bronchiole is often branched from the main bronchus after branching the trachea. In such a case, the maximum y coordinate of the trachea image is simply set as the tracheal posterior wall line, and the tracheal image This is because if the minimum coordinate of the y coordinate is the tracheal front wall line, an error is considered to occur. In order to create an accurate boundary surface, it is considered effective to draw a line by semi-auto like the present invention.


5.区域の抽出例
図25は、区域#2のみを抽出した場合の表示例を示す。このような表示は、3次元的な表示であることが好ましい。区域#2を抽出するためには、表1に示されるように、z軸に垂直な境界面として「左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さ(Z2)」および「奇静脈上縁(Z5)」を設定し、y軸に垂直な境界面として「気管前壁面(Y3)」および「気管後壁面(Y4)」を設定し、z軸に垂直な境界面として「大動脈弓(X1)」または「大動脈左側面(X2)」を設定した後に、コンピュータ20が「4.3 区域#2の抽出」において説明した縦隔リンパ節セグメンテーション処理を実行するようにすればよい。

5. Extraction Example of Zone FIG. 25 shows a display example when only zone # 2 is extracted. Such a display is preferably a three-dimensional display. In order to extract the area # 2, as shown in Table 1, “the height at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline (Z2)” and “upper edge of the odd vein” (as shown in Table 1) Z5) ”is set,“ anterior tracheal wall (Y3) ”and“ rear tracheal wall (Y4) ”are set as boundaries perpendicular to the y-axis, and“ aortic arch (X1) is set as the interface perpendicular to the z-axis ” ”Or“ left side of the aorta (X2) ”, the computer 20 may execute the mediastinal lymph node segmentation process described in“ 4.3 Extraction of Section # 2 ”.

図26は、9個の区域#1〜#7を抽出した場合の表示例を示す。このような表示は、3次元的な表示であることが好ましい。9個の区域を抽出するためには、「3.2 解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面」において説明した9種類のすべての境界面を設定することと、「3.3 解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面」において説明した11種類のすべての境界面を設定する必要がある。これらの境界面を最低数の設定操作により設定することが好ましい。   FIG. 26 shows a display example when nine areas # 1 to # 7 are extracted. Such a display is preferably a three-dimensional display. In order to extract nine areas, all nine types of boundary surfaces described in “3.2 Boundary surfaces in the axial direction (direction perpendicular to the body axis) based on anatomical features” are set. It is necessary to set all eleven types of boundary surfaces described in “3.3 Boundary Surfaces along Mediastinal Structure Based on Anatomical Features”. These boundary surfaces are preferably set by a minimum number of setting operations.


6.本発明の適用例
縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションし、その複数の区域を互いに異なる態様で(例えば、互いに異なるカラーで)3次元的に表示することにより、本発明の装置は、手術で切除する区域を表示する手術支援ツールまたは縦隔リンパ節郭清の普及のための教育ツールとして役立つことができる。また、抽出された各区域に対応するピクセルの数をカウントすることにより、各区域の体積を算出し、各区域について算出された体積を評価することにより、本発明の装置は、放射線治療などの治療の効果を判定するツールとして役立つことができる。区域を抽出するために用いられた境界線や、区域の体積などの情報をメモリに保存しておき、次に同一の区域を抽出する際にその保存した情報をメモリから読み出すことができることが好ましい。また、CT画像に半透明にした区域分け画像を重ね合わせて表示することにより、本発明の装置は、リンパ節腫大症例において、腫大したリンパ節がどのリンパ節領域に所属するかを判定する診断支援画像ツールとして役立つことができる。

6). Application example of the present invention By segmenting a region to be excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections, and displaying the plurality of sections in a different manner (for example, in different colors) in a three-dimensional manner, The device of the present invention can serve as a surgical support tool that displays the area to be surgically removed or an educational tool for the spread of mediastinal lymph node dissection. In addition, by counting the number of pixels corresponding to each extracted area, the volume of each area is calculated, and by evaluating the calculated volume for each area, the apparatus of the present invention can be used for radiotherapy and the like. It can serve as a tool to determine the effect of treatment. It is preferable that information such as the boundary line used to extract the area and the volume of the area is stored in a memory, and the stored information can be read from the memory when the same area is extracted next time. . In addition, by superimposing and displaying a semi-transparent segmented image on the CT image, the device of the present invention determines which lymph node region the enlarged lymph node belongs to in a case of lymph node enlargement. It can serve as a diagnostic support image tool.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention.

本発明は、縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置およびプログラム等を提供するものとして有用である。本発明の装置およびプログラムは、手術で切除する区域を表示する手術支援ツール、縦隔リンパ節郭清の普及のための教育ツール、各リンパ節区域の体積評価から治療効果を判定するツール等として使用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for providing an apparatus, a program, and the like that segment a region to be excised by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections. The apparatus and program of the present invention include a surgical support tool for displaying a region to be excised by surgery, an educational tool for dissemination of mediastinal lymph node dissection, a tool for determining a therapeutic effect from volume evaluation of each lymph node region, and the like. Can be used.

本発明の実施の形態の縦隔リンパ節セグメンテーションシステム1の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the mediastinal lymph node segmentation system 1 of embodiment of this invention コンピュータ20の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the computer 20 縦隔リンパ節セグメンテーション処理の概要を示す図Diagram showing mediastinal lymph node segmentation process overview 解剖学的特徴に基づくアキシャル方向(体軸に垂直な方向)の境界面として設定された境界面の一例を示す図The figure which shows an example of the boundary surface set as a boundary surface of the axial direction (direction perpendicular to a body axis) based on anatomical features 解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面として設定された境界面の一例を示す図The figure which shows an example of the boundary surface set as a boundary surface along the structure in the mediastinum based on the anatomical feature 各アキシャルスライス画像のための座標系を示す図Diagram showing the coordinate system for each axial slice image CT画像から抽出された大静脈画像の例を示す図The figure which shows the example of the vena cava image extracted from CT image 大静脈前壁面の設定方法を説明するための図Diagram for explaining how to set the vena cava anterior wall 血管画像の作成方法を説明するための図Diagram for explaining how to create a blood vessel image 上行大動脈前壁面の設定方法を説明するための図The figure for explaining the setting method of the ascending aortic anterior wall 上行大動脈前壁面の設定方法を説明するための図The figure for explaining the setting method of the ascending aortic anterior wall 気管前壁面、気管後壁面の設定方法を説明するための図The figure for explaining the setting method of the tracheal front wall and the tracheal wall 大動脈左側面、上行大動脈後壁面の設定方法を説明するための図Diagram for explaining how to set the left side of the aorta and the posterior wall of the ascending aorta 主気管支前壁面、主気管支後壁面の設定方法を説明するための図Diagram to explain how to set main anterior bronchial wall and main bronchial posterior wall 区域#2をpinkに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 2 to pink 区域#3aをorangeに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 3a in orange 区域#3をblueに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 3 in blue 区域#3pをredに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 3p to red 区域#4をyellowに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 4 in yellow 区域#5をgreenに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 5 to green 区域#6をsyanに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 6 to cyan 区域#7をparpleに色付けして表示した例を示す図The figure which shows the example which colored and displayed area # 7 in purple 区域#4と区域#5、#6との位置関係の例を示す図The figure which shows the example of the positional relationship of area # 4 and area # 5, # 6 主気管支前壁面および主気管支後壁面の設定を説明するための図Diagram for explaining the settings of the main bronchial front wall and the main bronchial rear wall 区域#2のみを抽出した場合の表示例を示す図The figure which shows the example of a display at the time of extracting only area # 2 9個の区域#1〜#7を抽出した場合の表示例を示す図The figure which shows the example of a display at the time of extracting nine areas # 1- # 7

符号の説明Explanation of symbols

1 縦隔リンパ節セグメンテーションシステム
10 CT装置
12 ボクセルの集合
20 コンピュータ
30 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mediastinal lymph node segmentation system 10 CT apparatus 12 Collection of voxels 20 Computer 30 Display apparatus

Claims (5)

縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする装置であって、
該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を表す縦隔画像をCT画像から抽出する手段と、
血管画像をCT画像から抽出する手段と、
該血管画像に基づいて、大動脈を第1の境界面として設定する手段と、
該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面のうちの少なくとも1つを第2の境界面として設定する手段と、
該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面のうちの少なくとも1つを第3の境界面として設定する手段と、
該第1の境界面、該第2の境界面および該第3の境界面のうちの少なくとも1つを用いて、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする手段と
を備えた、装置。
A device for segmenting a region resected by mediastinal lymphadenectomy into a plurality of sections,
Means for extracting from the CT image a mediastinal image representing an area excised by the mediastinal lymph node dissection;
Means for extracting a blood vessel image from a CT image;
Means for setting the aorta as a first boundary surface based on the blood vessel image;
Means for setting at least one of axial boundary surfaces based on anatomical features as a second boundary surface based on the mediastinum image;
Means for setting, based on the mediastinum image, at least one of boundary surfaces along the mediastinal structure based on anatomical features as a third boundary surface;
Means for segmenting a region resected by the mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections using at least one of the first boundary surface, the second boundary surface, and the third boundary surface A device with and.
前記解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面は、
左鎖骨下静脈下縁(肺尖)と、
左腕頭動脈が気管正中線と交差する高さと、
大動脈弓上縁と、
大動脈弓下縁(アキシャルスライスで上行大動脈と下行大動脈が分離して見える高さ)と、
奇静脈上縁と、
左主肺動脈上縁と、
右主肺動脈上縁と、
気管分岐と、
右主肺動脈下縁と
を含む、請求項1に記載の装置。
The axial interface based on the anatomical features is:
The left subclavian vein lower edge (pulmonary apex),
The height at which the left brachiocephalic artery intersects the tracheal midline,
The upper edge of the aortic arch,
The lower edge of the aortic arch (the height at which the ascending and descending aorta appear separated by an axial slice);
The upper edge of the azygous vein,
The left main pulmonary artery upper edge,
The right main pulmonary artery upper edge,
Tracheal bifurcation,
The device according to claim 1, comprising: a right main pulmonary artery lower edge.
前記解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面は、
大静脈前壁面と、
上行大動脈前壁面と、
気管前壁面と、
気管後壁面と、
大動脈左側面と、
上行大動脈後壁面と、
下行大動脈後壁面と
主気管支前壁面と、
主気管支後壁面と、
左気管支内側面と、
右気管支内側面と
を含む、請求項1に記載の装置。
The interface along the mediastinal structure based on the anatomical features is
The anterior vena cava wall;
An anterior wall of the ascending aorta,
A wall in front of the trachea,
The wall behind the trachea,
The left side of the aorta,
The posterior wall of the ascending aorta,
The posterior wall of the descending aorta, the anterior wall of the main bronchus,
The main posterior bronchial wall,
Left bronchial inner surface,
The device of claim 1, comprising: a right bronchial inner surface.
前記複数の区域を互いに異なる態様で3次元的に表示する手段をさらに備えた、請求項1に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, further comprising means for three-dimensionally displaying the plurality of areas in different manners. 縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションする縦隔リンパ節セグメンテーション処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
該縦隔リンパ節セグメンテーション処理は、
該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を表す縦隔画像をCT画像から抽出するステップと、
血管画像をCT画像から抽出するステップと、
該血管画像に基づいて、大動脈を第1の境界面として設定するステップと、
該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づくアキシャル方向の境界面を第2の境界面として設定するステップと、
該縦隔画像に基づいて、解剖学的特徴に基づく縦隔内構造物に沿った境界面を第3の境界面として設定するステップと、
該第1の境界面、該第2の境界面および該第3の境界面のうちの少なくとも1つを用いて、該縦隔リンパ節郭清で切除される領域を複数の区域にセグメンテーションするステップと
を包含する、プログラム。
A program for causing a computer to execute a mediastinal lymph node segmentation process for segmenting a region to be removed by mediastinal lymph node dissection into a plurality of sections,
The mediastinal lymph node segmentation process is:
Extracting a mediastinum image representing a region resected by the mediastinal lymph node dissection from a CT image;
Extracting a blood vessel image from the CT image;
Setting the aorta as a first boundary surface based on the blood vessel image;
Setting an axial boundary surface based on anatomical features as a second boundary surface based on the mediastinum image;
Setting a boundary surface along the mediastinal structure based on anatomical features as a third boundary surface based on the mediastinum image;
Segmenting a region to be excised with the mediastinal lymphadenectomy into a plurality of sections using at least one of the first boundary surface, the second boundary surface, and the third boundary surface A program that includes and.
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