JP2013094438A - Image processing device, method and program - Google Patents

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雄一 栗原
Yoshiji Nakamura
佳児 中村
Yoshimasa Fujimori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display positional relationships between an attention point set on a tomographic image and a prescribed structure in such a way as clearly recognizable when the tomographic image representing a part of the prescribed structure such as a blood vessel is displayed on a screen for observation.SOLUTION: The image processing device includes: a structure extracting means 10 for extracting a tree structure Ms representing the prescribed structure extending widely while repeatedly branching from one point of origin from a three-dimensional image; an attention point setting means 20 for setting an attention point S on the tree structure Ms according to the input by an operator specifying an optionally selected position on the three-dimensional image; a projected image generating means 30 for generating a projected image Ij' by superimposing an optionally selected tomographic image Ij including the attention point S on a projected image obtained by projecting a partial structure Pj constituting a passage from the attention point S to a point 0 representing the point of origin thereof among the whole tree structure Ms on the tomographic image Ij; and a display means 40 for displaying the generated projected image.

Description

本発明は、血管等の所定の構造物が表された画像上において注目点が設定された場合にその注目点と前記所定の構造物との位置関係を認識しやすく表示する画像処理装置、方法およびプログラムに関する。   The present invention provides an image processing apparatus and method for easily displaying the positional relationship between a target point and the predetermined structure when the target point is set on an image representing a predetermined structure such as a blood vessel. And program.

従来、血管が撮影されたCT、MRI等の断層画像を用いて血管の状態を調べる際に、注目する部分が動脈か静脈かを確認するため、医師等の操作者は、連続する断層画像を順次切り替えて表示させ、注目する部分から血管を根元まで辿っていくという処理を手作業を行っているが、この方法では操作者への負担が大きいため、より効率のよい確認方法が望まれている。   Conventionally, when examining the state of a blood vessel using tomographic images such as CT, MRI, etc., in which blood vessels are imaged, an operator such as a doctor or the like has to make continuous tomographic images in order to confirm whether the portion of interest is an artery or a vein. The process of switching and displaying the images sequentially and tracing the blood vessel from the target part to the root is performed manually. However, this method places a heavy burden on the operator, so a more efficient confirmation method is desired. Yes.

これに対し、特許文献1では、病巣などの注目する点が表された断層画像を表示する際に、肋骨や椎骨などの骨を投影した投影像を重ねて表示することにより、病巣の位置を骨の位置との関係で把握しやすくする方法が提案されている。そこで、この方法を適用して、上記血管の断層画像を表示する際に、血管全体の構造を投影した投影像を重ねて表示することにより、一枚の表示画像を観察するだけで注目する部分のその部分を含む血管全体における位置を把握可能にする方法が考えられる。   On the other hand, in Patent Document 1, when displaying a tomographic image in which a point of interest such as a lesion is displayed, a projected image obtained by projecting a bone such as a rib or a vertebra is displayed in an overlapping manner, thereby determining the position of the lesion. A method has been proposed that makes it easy to grasp the relationship with the bone position. Therefore, when this method is applied and the tomographic image of the blood vessel is displayed, the projected image obtained by projecting the structure of the entire blood vessel is displayed in an overlapping manner, so that a portion of interest can be obtained only by observing one display image. It is conceivable to make it possible to grasp the position of the entire blood vessel including that part of the blood vessel.

特開2008−93254号公報JP 2008-93254 A

しかし、血管全体の構造を投影した投影像を重畳表示する上記方法では、抽出された血管の全長が長いほど、又は血管の構造が複雑であるほど、重畳表示される血管の投影像が多くなり、注目する部分の観察の障害になるため、観察性能が低下するという問題がある。   However, in the above-described method of superimposing and displaying a projection image that projects the entire structure of the blood vessel, the longer the total length of the extracted blood vessel or the more complicated the structure of the blood vessel, the more the projected image of the blood vessel that is superimposed and displayed. However, since it becomes an obstacle to the observation of the part of interest, there is a problem that the observation performance deteriorates.

本発明は、上記事情に鑑み、所定の構造物が表された画像を画面に表示させて観察する場合に、その画像上に設定した注目点と所定の構造物との位置関係を認識しやすく表示する画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。   In view of the above circumstances, the present invention makes it easy to recognize the positional relationship between a point of interest set on an image and the predetermined structure when an image showing the predetermined structure is displayed on the screen and observed. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus, a method, and a program for displaying.

本発明の画像処理装置は、1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる所定の構造物を表す木構造を3次元画像から抽出する構造抽出手段と、3次元画像上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点を設定する注目点設定手段と、設定された注目点を含む任意の断層画像と、その断層画像に前記抽出された木構造の全体のうち注目点から起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する投影画像生成手段と、その生成された投影画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。   An image processing apparatus according to the present invention includes a structure extraction unit that extracts a tree structure representing a predetermined structure extending and expanding from one start portion while repeating branching, and an arbitrary position on the three-dimensional image. In response to an input by the operator who designates the attention point, the attention point setting means for setting the attention point on the extracted tree structure, an arbitrary tomographic image including the set attention point, and the extracted tomographic image A projection image generating means for generating a projection image formed by superimposing a projection image obtained by projecting a partial structure constituting a path from a point of interest to a point representing a starting portion of the whole tree structure, and the generated And display means for displaying a projected image.

ここで、木構造は、ノード群とノード間の連結関係を表すエッジ群で構成されるグラフのうち、1つのノードから分枝を繰返しながら広がって延びる構造を有するものをいう。   Here, the tree structure refers to a graph having a structure that extends and expands while repeating branching from one node among graphs composed of a node group and an edge group representing a connection relationship between the nodes.

上記画像処理装置において、構造抽出手段は、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を3次元画像から抽出するものであり、注目点設定手段は、前記指定された3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に注目点を設定するものであり、投影画像生成手段は、注目点設定手段により互いに連結する部分を有する複数の木構造上のその連結する部分あるいはその連結する部分よりも下流側に注目点が設定された場合、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、その断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち注目点から前記連結する部分を有する複数の木構造の各々の起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成するものであってもよい。   In the image processing apparatus, the structure extraction unit extracts a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and expanding while repeating branching from one starting part, respectively, from a three-dimensional image. The attention point setting means sets an attention point at any position on the extracted tree structure based on the position on the designated three-dimensional image, and the projection image generation means comprises: When a point of interest is set on the downstream side of the connected portion on the plurality of tree structures having portions connected to each other by the point of interest setting means or the connected portion, any fault including the set point of interest An image and a partial structure constituting a path from the point of interest to a point representing each starting portion of the plurality of tree structures having the connected portion in the tomographic image in the whole of the plurality of tree structures extracted projection It may be configured to generate a projection image composed by superimposing the projection images were.

ここで、「下流側」というのは、起始部から離れる側を意味する。   Here, the “downstream side” means a side away from the starting portion.

また、上記画像処理装置において、構造抽出手段は、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を3次元画像から抽出するものであり、注目点設定手段は、前記指定された3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に注目点を設定するものであり、投影画像生成手段は、注目点設定手段により互いに近接する部分を有する複数の木構造上のその近接する部分あるいはその近接する部分よりも下流側に注目点が設定された場合、その設定された注目点を含む任意の断層画像と、その断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち注目点が設定された木構造上の注目点からその起始部を表す点までおよび前記近接する部分を有する他の木構造上の前記近接する部分からその起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成するものであってもよい。   Further, in the image processing apparatus, the structure extraction unit extracts a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and expanding while repeating branching from one starting part, respectively, from a three-dimensional image. Yes, the attention point setting means sets the attention point at any position on the extracted plurality of tree structures based on the position on the designated three-dimensional image. If the attention point is set on the downstream side of the adjacent part on the plurality of tree structures having the parts adjacent to each other by the attention point setting means, the arbitrary points including the set attention point And a tomographic image of the tree structure, a point of interest on the tree structure in which the point of interest is set among all of the plurality of tree structures extracted in the tomographic image, and a point representing the starting portion thereof and the adjacent part s tree It may be configured to generate a projection image composed by superimposing the projection images obtained by projecting the partial structure constituting the path from the adjacent portion of the concrete to the point representing the proximal portion.

ここで、木構造上の一部分が他の木構造と近接する部分であるかどうかは、たとえばその部分と他の木構造との間隔の最小値が所定の閾値以下であるか否かにより判定することができる。このとき、閾値は所定の構造物の半径に基づいて設定することができる。   Here, whether or not a part on the tree structure is a part close to another tree structure is determined by, for example, whether or not the minimum value of the interval between the part and the other tree structure is equal to or less than a predetermined threshold value. be able to. At this time, the threshold value can be set based on the radius of the predetermined structure.

また、木構造上の一部分を構成するエッジが他の木構造と近接する部分であるかどうかは、たとえばそのエッジの近傍に互いに直線をなすように接続可能なエッジのペアが2以上存在するか否かにより判定することができる。直線をなすように接続可能なエッジのペアが2以上存在する場合、ペア同士を接続する2以上の直線がそのエッジの近傍に存在する可能性が高いからである。このとき、近傍の範囲は所定の構造物の半径に基づいて設定することができる。   Also, whether or not an edge constituting a part of a tree structure is a part adjacent to another tree structure is, for example, whether there are two or more pairs of edges that can be connected so as to form a straight line in the vicinity of the edge. It can be determined by whether or not. This is because when there are two or more pairs of edges that can be connected to form a straight line, there is a high possibility that two or more straight lines connecting the pairs exist in the vicinity of the edge. At this time, the vicinity range can be set based on the radius of a predetermined structure.

また、上述の「近接する部分から」というのは、近接する部分がある程度の範囲に亘っている場合には、その範囲内のいずれの位置から、という意味である。   In addition, the above-mentioned “from a close part” means that, when the close part covers a certain range, from any position within the range.

また、上記画像処理装置において、投影画像生成手段は、前記部分構造と交差する任意の断層画像を指定する操作者の入力に応じて、その指定された第2の断層画像と、第2の断層画像に部分構造の全体のうちの第2の断層画像が部分構造と交差する点から起始部を表す点までの経路を構成する第2の部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる第2の投影画像を生成する機能をさらに有するものであり、表示手段は、前記生成された第2の投影画像を前記投影画像に切り替えてあるいは前記投影画像とともに表示するものであってもよい。   Further, in the image processing apparatus, the projection image generation unit is configured to output the designated second tomographic image and the second tomographic image in response to an input from an operator who designates an arbitrary tomographic image that intersects the partial structure. The image is formed by superimposing a projection image obtained by projecting the second partial structure constituting the path from the point where the second tomographic image of the entire partial structure intersects the partial structure to the point representing the starting part. The display device may further include a function of generating a second projection image, and the display unit may switch the generated second projection image to the projection image or display it together with the projection image.

また、投影画像生成手段は、2以上の異なる木構造の部分構造を投影して前記投影画像を生成する場合、木構造毎に投影像の表示色を互いに区別可能に異ならせるものであってもよい。   Further, when the projection image generating means generates the projection image by projecting two or more partial structures of different tree structures, the display colors of the projection images may be made different from each other so that they can be distinguished from each other. Good.

また、本発明の画像処理方法は、上記画像処理装置の各手段が行う処理を、少なくとも1台のコンピュータにより実行する方法である。   The image processing method of the present invention is a method in which the processing performed by each unit of the image processing apparatus is executed by at least one computer.

本発明の画像処理プログラムは、上記画像処理方法を少なくとも1台のコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、CD−ROM,DVDなどの記録メディアに記録され、またはサーバコンピュータに付属するストレージやネットワークストレージにダウンロード可能な状態で記録されて、ユーザに提供される。   An image processing program of the present invention is a program that causes at least one computer to execute the image processing method. This program is recorded on a recording medium such as a CD-ROM or DVD, or recorded in a state where it can be downloaded to a storage attached to a server computer or a network storage, and provided to the user.

本発明の画像処理装置、方法およびプログラムによれば、1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる所定の構造物を表す木構造を3次元画像から抽出し、3次元画像上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点を設定し、その設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された木構造の全体のうち注目点から起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成し、生成された投影画像を表示するようにしたので、注目点と所定の構造物との位置関係を認識しやすく表示することができる。   According to the image processing device, method, and program of the present invention, a tree structure representing a predetermined structure extending and extending while repeating branching from one starting portion is extracted from a three-dimensional image, and an arbitrary one on the three-dimensional image is extracted. In response to an input by the operator who designates the position of the image, a point of interest is set on the extracted tree structure, an arbitrary tomographic image including the set point of interest, and the tree extracted in the tomographic image A projection image is generated by superimposing a projection image that projects a partial structure that constitutes the path from the point of interest to the point that represents the beginning of the entire structure, and the generated projection image is displayed. Therefore, the positional relationship between the attention point and the predetermined structure can be easily displayed.

たとえば、断層画像を用いて血管の状態を調べる際に、注目点が設定された部分が動脈か静脈かは、その部分から血管の起始部までを確認すれば充分であることから、血管全体のうちその確認に用いられる限られた部分のみを重畳表示することにより、血管全体を重畳表示する方法に比べて、観察により適した画像を提供することができる。   For example, when examining the state of a blood vessel using a tomographic image, it is sufficient to confirm whether the part where the point of interest is set is an artery or a vein, from that part to the origin of the blood vessel. By superimposing and displaying only a limited portion used for the confirmation, an image suitable for observation can be provided as compared with the method of superimposing and displaying the entire blood vessel.

上記本発明の画像処理装置、方法およびプログラムにおいて、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を3次元画像から抽出し、前記指定された3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に注目点を設定し、そこで互いに連結する部分を有する複数の木構造上のその連結する部分あるいはその連結する部分よりも下流側に注目点が設定された場合に、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、その断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち注目点から前記連結する部分を有する複数の木構造の各々の起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成するようにした場合には、注目点が2以上の所定の構造物のうちいずれの構造物上の点であるかが不明確である場合に、注目点とそれらの全ての所定の構造物との位置関係を認識可能に表示することができ、いずれか一方の誤った構造物との位置関係のみを表示することによって誤った画像解析が行われてしまうような事態の発生を防止することができる。   In the image processing apparatus, method and program of the present invention, a plurality of tree structures each representing two or more predetermined structures extending and extending while repeating branching from one starting portion are extracted from a three-dimensional image, Based on the position on the specified three-dimensional image, an attention point is set at any position on the extracted plurality of tree structures, and the connection points on the plurality of tree structures having portions connected to each other there are connected therewith. When a point of interest is set downstream of a portion or a connected portion thereof, an arbitrary tomographic image including the set point of interest and a whole of the plurality of tree structures extracted in the tomographic image When a projection image is generated by superimposing a projection image formed by projecting a partial structure that forms a path from a point of interest to a point that represents the starting portion of each of the plurality of tree structures having the connected portions. Can recognize the positional relationship between a point of interest and all of those predetermined structures when it is unclear which of the two or more predetermined structures is the point of interest. It is possible to prevent the occurrence of a situation in which an erroneous image analysis is performed by displaying only the positional relationship with one of the erroneous structures.

また、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を3次元画像から抽出し、前記指定された3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に注目点を設定し、そこで互いに近接する部分を有する複数の木構造上のその近接する部分あるいはその近接する部分よりも下流側に注目点が設定された場合に、その設定された注目点を含む任意の断層画像と、その断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち注目点が設定された木構造上の注目点からその起始部を表す点までおよび前記近接する部分を有する他の木構造上の前記近接する部分からその起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成するようにした場合には、複数の木構造が互いに近接する部分を有する場合、その部分において2以上の所定の構造物が交錯し、木構造の抽出に誤りがあった可能性があることから、注目点がある一つの所定の構造物上の点として初期認識されているものの、注目点が2以上の所定の構造物のうちいずれの構造物上の点であるかが不明確である場合に、注目点とそれらの全ての所定の構造物との位置関係を認識可能に表示することができ、いずれか一方の誤った構造物との位置関係のみを表示することによって誤った画像解析が行われてしまうような事態の発生を防止することができる。   In addition, a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and extending while repeating branching from one starting portion are extracted from the three-dimensional image, and based on the designated positions on the three-dimensional image. Then, a point of interest is set at any position on the extracted plurality of tree structures, and the adjacent portions on the plurality of tree structures having portions close to each other there or on the downstream side of the adjacent portions. When an attention point is set, an arbitrary tomographic image including the set attention point and an attention on the tree structure in which the attention point is set out of all of the extracted tree structures in the tomographic image A projected image obtained by projecting a partial structure constituting a path from a point to a point representing the starting part and from the adjacent part on the other tree structure having the neighboring part to the point representing the starting part. Superimposed projection image If it is generated, if multiple tree structures have parts close to each other, there may be an error in extracting the tree structure due to the intersection of two or more predetermined structures in that part. From the above, although the point of interest is initially recognized as a point on one predetermined structure, it is unclear which of the two or more predetermined structures is the point of interest. In such a case, the positional relationship between the attention points and all of those predetermined structures can be displayed in a recognizable manner, and incorrect image analysis can be performed by displaying only the positional relationship with one of the wrong structures. Can be prevented from occurring.

第1の実施の形態に係る画像処理装置の概略構成を示す図1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment. 構造抽出手段により抽出された木構造の一例を示す図The figure which shows an example of the tree structure extracted by the structure extraction means 投影画像生成手段による投影画像の生成処理を説明するための図The figure for demonstrating the production | generation process of the projection image by a projection image production | generation means 投影画像生成手段による第2の投影画像の生成処理を説明するための図The figure for demonstrating the production | generation process of the 2nd projection image by a projection image production | generation means 第2の実施の形態に係る画像処理装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 構造抽出手段により抽出された木構造の一例を示す図(その1)The figure which shows an example of the tree structure extracted by the structure extraction means (the 1) 投影画像生成手段による投影画像の生成処理を説明するための図(その1)The figure for demonstrating the production | generation process of the projection image by a projection image production | generation means (the 1) 構造抽出手段により抽出された木構造の一例を示す図(その2)The figure which shows an example of the tree structure extracted by the structure extraction means (the 2) 投影画像生成手段による投影画像の生成処理を説明するための図(その2)The figure for demonstrating the production | generation process of the projection image by a projection image production | generation means (the 2) 特定のエッジが他の木構造と近接する部分であるかどうかの判定方法を説明するための図The figure for demonstrating the determination method whether a specific edge is a part which adjoins other tree structures

以下、本発明の画像処理装置および方法ならびにプログラムの実施形態について説明する。図1は本発明の実施形態となる画像処理装置1の概略構成図である。なお、図1のような画像処理装置1の構成は、補助記憶装置に読み込まれた画像処理プログラムをコンピュータ上で実行することにより実現される。このとき、この画像処理プログラムは、CD−ROM等の記憶媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされる。図1の画像処理装置1は、医者等がCT、MRI等の断層画像を画面に表示させて血管の状態を観察する場合に、その観察により適した表示を提供するものであって、構造抽出手段10、注目点設定手段20、投影画像生成手段30、表示手段40を備えている。以下、本実施の形態では、本発明における所定の構造物が肝静脈である場合について説明する。   Embodiments of an image processing apparatus and method and a program according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The configuration of the image processing apparatus 1 as shown in FIG. 1 is realized by executing an image processing program read into the auxiliary storage device on the computer. At this time, the image processing program is stored in a storage medium such as a CD-ROM or distributed via a network such as the Internet and installed in a computer. The image processing apparatus 1 in FIG. 1 provides a display more suitable for observation when a doctor or the like displays a tomographic image such as CT or MRI on a screen and observes the state of a blood vessel. Means 10, attention point setting means 20, projection image generation means 30, and display means 40 are provided. Hereinafter, in the present embodiment, a case where the predetermined structure in the present invention is a hepatic vein will be described.

構造抽出手段10は、肝臓が表された3次元画像Vから肝静脈を表す木構造を抽出する。具体的には、まず、3次元画像Vから肝静脈の画像的特徴および/または構造的特徴を有する領域を検出し、その領域を細線化して得られた細線を分岐点および所定の距離などで分割することによりグラフを生成する。ここで、3次元画像Vは、データ記憶手段に記憶されたたとえばCT装置、MRI装置、超音波診断装置等により取得された多数の連続する断層画像Ii(i=1〜n:nは断層画像の数)からなるものである。   The structure extraction means 10 extracts a tree structure representing the hepatic vein from the three-dimensional image V representing the liver. Specifically, first, a region having an image feature and / or a structural feature of the hepatic vein is detected from the three-dimensional image V, and the thin line obtained by thinning the region is converted into a branch point and a predetermined distance. A graph is generated by dividing. Here, the three-dimensional image V is a number of continuous tomographic images Ii (i = 1 to n: n are tomographic images) acquired by, for example, a CT apparatus, an MRI apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus or the like stored in the data storage means. Number).

次に、生成されたグラフを構成する複数の候補点(ノード)の中から、形状モデル記憶手段DBに記憶された肝静脈の形状モデルMrefに一致もしくは最も類似する構造を形成する複数の候補点を、形状モデルMrefを構成する複数の教師ラベル(ノード)の各々に対応する対応点として選択し、選択された複数の対応点を形状モデルMrefに略一致するように接続することにより木構造Msを生成し、抽出する。これにより、たとえば図2に示すような木構造Msが抽出される。ここで、形状モデルMrefは、肝静脈の一般的な形状を表す木構造のグラフであって、たとえば多数のサンプル画像を学習することによって取得することができる。   Next, among a plurality of candidate points (nodes) constituting the generated graph, a plurality of candidate points forming a structure that matches or is most similar to the hepatic vein shape model Mref stored in the shape model storage means DB Is selected as a corresponding point corresponding to each of a plurality of teacher labels (nodes) constituting the shape model Mref, and the selected plurality of corresponding points are connected so as to substantially match the shape model Mref, thereby the tree structure Ms. Is generated and extracted. Thereby, for example, a tree structure Ms as shown in FIG. 2 is extracted. Here, the shape model Mref is a tree-structured graph representing the general shape of the hepatic vein, and can be obtained by learning a large number of sample images, for example.

なお、上記対応点の選択は、たとえば下記式(1)で表すコスト関数Fの最小化を達成する最適解(対応関係)を求めることにより行う。ここで、Rは許容解xにおける候補点と教師ラベルの対応づけの集合を表し、θaは集合Rに属する任意の対応づけaに対するコストであり、θabは、集合Rに属する2つの対応づけaとbの組み合わせに対するコストである(特開2011−98195号公報参照)。
The corresponding points are selected by, for example, obtaining an optimal solution (corresponding relationship) that achieves minimization of the cost function F expressed by the following equation (1). Here, R represents a set of correspondences between candidate points and teacher labels in the allowable solution x, θa is a cost for an arbitrary correspondence a belonging to the set R, and θab is two correspondences a belonging to the set R. And the cost for the combination of b (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-98195).

注目点設定手段20は、3次元画像V上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造Ms上に注目点Sを設定する。具体的には、ディスプレイ等の画像表示装置上に表示されたある断層画像Ij(j∈i)に対して、その画像表示装置上の任意の位置を指定するマウスやキーボード等の入力装置2による操作者の入力に応じて、その指定された位置に対応する断層画像Ij上の位置を取得し、さらにその取得された断層画像Ij上の位置に対応する3次元画像V上の位置を特定する。そして、特定された3次元画像V上の位置が木構造Ms上に有る場合にはその位置に、特定された位置が木構造Ms上にない場合にはその特定された位置から最も近い木構造上の位置に、注目点Sを設定する。   The attention point setting means 20 sets the attention point S on the extracted tree structure Ms in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image V. Specifically, for a tomographic image Ij (jεi) displayed on an image display device such as a display, the input device 2 such as a mouse or a keyboard that designates an arbitrary position on the image display device. In response to an input from the operator, a position on the tomographic image Ij corresponding to the designated position is acquired, and a position on the three-dimensional image V corresponding to the acquired position on the tomographic image Ij is specified. . When the specified position on the three-dimensional image V is on the tree structure Ms, the tree structure closest to the specified position is at that position, and when the specified position is not on the tree structure Ms. An attention point S is set at the upper position.

投影画像生成手段30は、設定された注目点Sを含む断層画像と、その断層画像に木構造Msの全体のうち注目点からその起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する。具体的には、まず、図3の左図に示すように、注目点Sから木構造Msの起始部を表す点Oまでの経路を構成する部分構造Pj(図中太線で表示)を特定し、特定された部分構造Pjを断層画像Ijに投影した投影像Pj´を生成する。そして、その生成された投影像Pj´と断層画像Ijとを重畳させてなる投影画像Ij´を生成する。これにより、たとえば図3の右図に示すような投影画像Ij´が生成される。この投影画像生成手段30において生成された投影画像Ij´は、表示手段40によってディスプレイ等の画像表示装置3上に表示される。   The projection image generating means 30 projects a tomographic image including the set attention point S and a partial structure constituting a path from the attention point to a point representing the starting portion of the entire tree structure Ms on the tomographic image. A projection image is generated by superimposing the projected image. Specifically, first, as shown in the left diagram of FIG. 3, the partial structure Pj (indicated by a bold line in the figure) that configures the path from the point of interest S to the point O that represents the starting part of the tree structure Ms is specified. Then, a projection image Pj ′ obtained by projecting the identified partial structure Pj onto the tomographic image Ij is generated. Then, a projection image Ij ′ is generated by superimposing the generated projection image Pj ′ and the tomographic image Ij. Thereby, for example, a projection image Ij ′ as shown in the right diagram of FIG. 3 is generated. The projection image Ij ′ generated by the projection image generation unit 30 is displayed on the image display device 3 such as a display by the display unit 40.

また、投影画像生成手段30は、上記投影画像Ij´が生成および表示された後、その断層画像Ijよりも起始部側に位置する他の断層画像Ik(k∈i、k≠j)を画像表示装置上に表示することを指示するマウスやキーボード等の入力装置2による操作者の入力を受け付けた場合、投影画像Ik´をさらに生成する。具体的には、図4の左図に示すように、前記部分構造Pjの全体のうちの断層画像Ikが部分構造Pjと交差する点S´から木構造Msの起始部を表す点Oまでの経路を構成する第2の部分構造Pk(図中太線で表示)を特定し、特定された第2の部分構造Pkを断層画像Ikに投影した投影像Pk´を生成する。そして、その生成された投影像Pk´と断層画像Ikとを重畳させてなる第2の投影画像Ik´を生成する。これにより、たとえば図4の右図に示すような第2の投影画像Ik´が生成される。この生成された第2の投影画像Ik´は、表示手段40によって投影画像Ij´に切り替えてあるいは投影画像Ij´とともに画像表示装置3上に表示される。   In addition, after the projection image Ij ′ is generated and displayed, the projection image generation unit 30 selects another tomographic image Ik (kεi, k ≠ j) located on the start side from the tomographic image Ij. When an operator input from the input device 2 such as a mouse or a keyboard instructing display on the image display device is received, a projection image Ik ′ is further generated. Specifically, as shown in the left diagram of FIG. 4, from a point S ′ where the tomographic image Ik of the whole partial structure Pj intersects the partial structure Pj to a point O representing the starting portion of the tree structure Ms. A second partial structure Pk (indicated by a bold line in the figure) that constitutes the path is identified, and a projection image Pk ′ obtained by projecting the identified second partial structure Pk on the tomographic image Ik is generated. Then, a second projection image Ik ′ is generated by superimposing the generated projection image Pk ′ and the tomographic image Ik. Thereby, for example, a second projection image Ik ′ as shown in the right diagram of FIG. 4 is generated. The generated second projection image Ik ′ is displayed on the image display device 3 by the display means 40 while switching to the projection image Ij ′ or together with the projection image Ij ′.

次に、本発明の画像処理装置および方法ならびにプログラムの第2の実施の形態について説明する。図5は本発明の第2の実施形態となる画像処理装置101の概略構成図である。なお、図5のような画像処理装置101の構成は、補助記憶装置に読み込まれた画像処理プログラムをコンピュータ上で実行することにより実現される。このとき、この画像処理プログラムは、CD−ROM等の記憶媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされる。図5の画像処理装置101は、医者等がCT、MRI等の断層画像を画面に表示させて血管の状態を観察する場合に、その観察により適した表示を提供するものであって、構造抽出手段110、注目点設定手段120、投影画像生成手段130、表示手段140を備えている。以下、本実施の形態では、本発明における複数の所定の構造物が肝臓における門脈と肝動脈の2つの血管である場合について説明する。   Next, a second embodiment of the image processing apparatus and method and program of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus 101 according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the image processing apparatus 101 as shown in FIG. 5 is realized by executing an image processing program read into the auxiliary storage device on the computer. At this time, the image processing program is stored in a storage medium such as a CD-ROM or distributed via a network such as the Internet and installed in a computer. The image processing apparatus 101 in FIG. 5 provides a display more suitable for observation when a doctor or the like displays a tomographic image such as CT or MRI on the screen and observes the state of the blood vessel. Means 110, attention point setting means 120, projection image generation means 130, and display means 140 are provided. Hereinafter, in the present embodiment, a case will be described in which a plurality of predetermined structures in the present invention are two blood vessels of a portal vein and a hepatic artery in the liver.

構造抽出手段110は、肝臓が表された3次元画像Vから門脈を表す木構造Ms1と肝動脈を表す木構造Ms2をそれぞれ抽出するものである。具体的には、まず、3次元画像Vから血管の画像的特徴および/または構造的特徴を有する領域を検出し、その領域を細線化して得られた細線を分岐点および所定の距離などで分割することによりグラフを生成する。そして、生成されたグラフを構成する複数の候補点(ノード)の中から、形状モデル記憶手段DBに記憶された門脈の形状モデルMref1および肝動脈の形状モデルMref2に一致もしくは最も類似する構造を形成する複数の候補点を、形状モデルMref1と形状モデルMref2を構成する複数の教師ラベルの各々に対応する対応点として選択し、選択された複数の対応点を形状モデルMref1と形状モデルMref2に略一致するように接続して門脈の木構造Ms1と肝動脈の木構造Ms2をを生成し、抽出する。これにより、たとえば図6、図8等に示すような木構造Ms1と木構造Ms2が作成される。   The structure extraction unit 110 extracts the tree structure Ms1 representing the portal vein and the tree structure Ms2 representing the hepatic artery from the three-dimensional image V representing the liver. Specifically, first, a region having an image characteristic and / or structural feature of a blood vessel is detected from the three-dimensional image V, and the thin line obtained by thinning the region is divided by a branch point and a predetermined distance. To generate a graph. A structure that matches or most closely resembles the portal vein shape model Mref1 and hepatic artery shape model Mref2 stored in the shape model storage means DB from among a plurality of candidate points (nodes) constituting the generated graph. A plurality of candidate points to be formed are selected as corresponding points corresponding to each of the plurality of teacher labels constituting the shape model Mref1 and the shape model Mref2, and the selected plurality of corresponding points are abbreviated as the shape model Mref1 and the shape model Mref2. The portal tree structure Ms1 and the hepatic artery tree structure Ms2 are generated and extracted by connecting them so as to match. Thereby, for example, a tree structure Ms1 and a tree structure Ms2 as shown in FIGS.

ここで、形状モデルMref1は、門脈の一般的な形状を表す木構造のグラフであって、門脈を表す多数のサンプル画像を学習することによって取得することができ、形状モデルMref2は、肝動脈の一般的な形状を表す木構造のグラフであって、肝動脈を表す多数のサンプル画像を学習することによって取得することができる。   Here, the shape model Mref1 is a graph of a tree structure representing the general shape of the portal vein, and can be obtained by learning a large number of sample images representing the portal vein. It is a graph of a tree structure representing a general shape of an artery, and can be obtained by learning a large number of sample images representing the hepatic artery.

注目点設定手段120は、3次元画像V上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に注目点を設定するものであって、具体的には、ディスプレイ等の画像表示装置上に表示されたある断層画像Iiに対して、その画像表示装置上の任意の位置を指定するマウスやキーボード等の入力手段による操作者の入力に応じて、その指定された位置に対応する断層画像Ii上の位置を取得し、さらにその取得された断層画像Ii上の位置に対応する3次元画像V上の位置を特定する。そして、特定された3次元画像V上の位置が木構造Ms1または木構造Ms2上に有る場合にはその位置に、特定された位置が木構造Ms1および木構造Ms2上のいずれかの位置にない場合にはその特定された位置から最も近い木構造Ms1および木構造Ms2上のいずれかの位置に、注目点Sを設定する。   The point-of-interest setting means 120 sets the point of interest at any position on the extracted tree structure in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image V. Specifically, for a certain tomographic image Ii displayed on an image display device such as a display, the operator inputs using an input means such as a mouse or a keyboard for designating an arbitrary position on the image display device. Accordingly, a position on the tomographic image Ii corresponding to the designated position is acquired, and a position on the three-dimensional image V corresponding to the acquired position on the tomographic image Ii is specified. When the specified position on the three-dimensional image V is on the tree structure Ms1 or the tree structure Ms2, the specified position is not at any position on the tree structure Ms1 or the tree structure Ms2. In this case, the attention point S is set at any position on the tree structure Ms1 and the tree structure Ms2 closest to the specified position.

投影画像生成手段130は、設定された注目点Sを含む断層画像と、その断層画像に前記抽出された木構造Ms1と木構造Ms2の全体のうち一部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する。この投影画像の生成方法は、木構造Ms1と木構造Ms2間の位置関係および注目点Sの設定位置によって異なる。   The projection image generation unit 130 superimposes the tomographic image including the set attention point S and the projection image obtained by projecting a part of the extracted tree structure Ms1 and tree structure Ms2 on the tomographic image. A projection image is generated. The projection image generation method differs depending on the positional relationship between the tree structure Ms1 and the tree structure Ms2 and the set position of the attention point S.

図6に示すように、木構造Ms1と木構造Ms2が互いに連結する部分Jを有し、注目点Sがその連結する部分よりも下流側に設定されている場合、投影画像生成手段130は、図7の左図に示すように、注目点Sから木構造Ms1の起始部を表す点O1までおよび注目点Sから木構造Ms1の起始部を表す点O2までの両方の経路を構成する部分構造Pj(図中太線で表示)を特定し、特定された部分構造Pjを断層画像Ijに投影した投影像Pj´を生成する。そして、その生成された投影像Pj´と断層画像Ijとを重畳させてなる投影画像Ij´を生成する。これにより、たとえば図7の右図に示すような投影画像Ij´が生成される。   As shown in FIG. 6, when the tree structure Ms1 and the tree structure Ms2 have a portion J where the tree structures Ms2 are connected to each other, and the attention point S is set downstream of the connected portions, the projection image generation means 130 As shown in the left diagram of FIG. 7, both paths from the point of interest S to a point O1 representing the start of the tree structure Ms1 and from the point of interest S to a point O2 representing the start of the tree structure Ms1 are configured. A partial structure Pj (indicated by a bold line in the figure) is specified, and a projection image Pj ′ is generated by projecting the specified partial structure Pj on the tomographic image Ij. Then, a projection image Ij ′ is generated by superimposing the generated projection image Pj ′ and the tomographic image Ij. Thereby, for example, a projection image Ij ′ as shown in the right diagram of FIG. 7 is generated.

一方、図8に示すように、木構造Ms1と木構造Ms2が互いに近接する部分Jを有し、注目点Sがその近接する部分よりも下流側に設定されている場合、投影画像生成手段130は、図9に示すように、注目点Sが設定された木構造Ms1上の注目点Sからその起始部を表す点O1までおよび前記近接する部分を有する他の木構造Ms2上の前記近接する部分からその起始部O2を表す点までの経路を構成する部分構造Pj(図中太線で表示)を特定し、特定された部分構造Pjを断層画像Ijに投影した投影像Pj´を生成する。そして、その生成された投影像Pj´と断層画像Ijとを重畳させてなる投影画像Ij´を生成する。   On the other hand, as shown in FIG. 8, when the tree structure Ms1 and the tree structure Ms2 have a portion J that is close to each other, and the attention point S is set on the downstream side of the close portion, the projection image generation means 130 is provided. As shown in FIG. 9, the proximity on the other tree structure Ms2 having the adjacent portion from the attention point S on the tree structure Ms1 to which the attention point S is set to the point O1 representing the starting portion thereof. A partial structure Pj (indicated by a bold line in the figure) that constitutes a path from the portion to the point representing the starting portion O2 is specified, and a projection image Pj ′ is generated by projecting the specified partial structure Pj on the tomographic image Ij To do. Then, a projection image Ij ′ is generated by superimposing the generated projection image Pj ′ and the tomographic image Ij.

このとき、注目点Sが設定された木構造Ms1の注目点Sよりも上流側に他の木構造Ms2と近接する部分であるかどうかは、図8の左図に示すように、注目点Sが設定された木構造Ms1上のエッジをエッジE0とし、エッジE0から木構造Ms1の起始部を表す点O1までの最短経路を構成する複数のエッジをエッジEi(i=1〜n:nは最短路を構成するエッジの数)とし、エッジE0およびエッジEiの各々について、そのエッジが他の木構造Ms2と近接する部分であるかどうかを順次判定することにより調べる。   At this time, as shown in the left diagram of FIG. 8, the point of interest S is determined as to whether or not it is a portion adjacent to the other tree structure Ms2 upstream of the point of interest S of the tree structure Ms1 in which the point of interest S is set. The edge on the tree structure Ms1 to which is set is the edge E0, and a plurality of edges constituting the shortest path from the edge E0 to the point O1 representing the starting portion of the tree structure Ms1 are edge Ei (i = 1 to n: n). Is the number of edges constituting the shortest path), and each of the edge E0 and the edge Ei is examined by sequentially determining whether or not the edge is a part close to the other tree structure Ms2.

ここで、特定のエッジが他の木構造と近接する部分であるかどうかは、そのエッジの近傍に互いに直線をなすように接続可能なエッジのペアが2以上存在するか否かを調べることにより判定する。ここで、一組のエッジのペアが直線をなすように接続可能なものであるかどうかは、各エッジを含む直線間の最短距離および各エッジ間の角度がそれぞれ所定の閾値以下であるか否かによって判定することができる(特願2011−060193号公報参照)。たとえば、図10に示すように、判定対象であるエッジEiの近傍に5つのエッジEa、Eb、Ec、Ed、Eeが存在する場合、エッジEaとエッジEdのペア、エッジEbとエッジEeのペアをそれぞれ直線をなすように接続可能なエッジのペアとして判定することができる。   Here, whether or not a specific edge is close to another tree structure is determined by examining whether or not there are two or more pairs of edges that can be connected so as to form a straight line near each other. judge. Here, whether or not a pair of edges can be connected to form a straight line depends on whether or not the shortest distance between the straight lines including each edge and the angle between the edges are each equal to or less than a predetermined threshold value. (See Japanese Patent Application No. 2011-060193). For example, as shown in FIG. 10, when there are five edges Ea, Eb, Ec, Ed, Ee in the vicinity of the edge Ei to be determined, a pair of edge Ea and edge Ed, a pair of edge Eb and edge Ee Can be determined as a pair of edges that can be connected to form a straight line.

また、投影画像生成手段130は、上記各方法により投影画像Ij´を生成する際に、門脈の木構造Ms1は青色、肝動脈の木構造Ms2は赤色といったように、木構造毎にその投影像の表示色を互いに区別可能に異ならせる。このように生成された投影画像Ij´は、表示手段140によってディスプレイ等の画像表示装置3上に表示される。   Further, when the projection image generating means 130 generates the projection image Ij ′ by each of the above methods, the projection is generated for each tree structure such that the portal tree structure Ms1 is blue and the hepatic artery tree structure Ms2 is red. The display colors of the images are differentiated from each other. The projection image Ij ′ generated in this way is displayed on the image display device 3 such as a display by the display means 140.

投影画像生成手段130は、さらに、上記投影画像Ij´が生成および表示された後、その断層画像Ijよりも起始部側に位置する他の断層画像Ik(k∈i、k≠j)を画像表示装置上に表示することを指示するマウスやキーボード等の入力装置2による操作者の入力を受け付けた場合、第2の投影画像Ik´をさらに生成する。具体的には、前記部分構造Pjの全体のうちの断層画像Ikが部分構造Pjと交差する点S´からその木構造の起始部を表す点までの経路を構成する第2の部分構造Pkを特定し、特定された第2の部分構造Pkを断層画像Ikに投影した投影像Pk´を生成する。そして、その生成された投影像Pk´と断層画像Ikとを重畳させてなる第2の投影画像Ik´を生成する。この生成された第2の投影画像Ik´は、表示手段140によって投影画像Ij´に切り替えてあるいは投影画像Ij´とともに画像表示装置3上に表示される。   The projection image generation unit 130 further generates another tomographic image Ik (kεi, k ≠ j) located on the start side of the tomographic image Ij after the projection image Ij ′ is generated and displayed. When an operator input from the input device 2 such as a mouse or a keyboard instructing display on the image display device is received, a second projection image Ik ′ is further generated. Specifically, the second partial structure Pk constituting a path from the point S ′ where the tomographic image Ik of the whole partial structure Pj intersects the partial structure Pj to the point representing the starting part of the tree structure. And the projection image Pk ′ obtained by projecting the specified second partial structure Pk onto the tomographic image Ik is generated. Then, a second projection image Ik ′ is generated by superimposing the generated projection image Pk ′ and the tomographic image Ik. The generated second projection image Ik ′ is displayed on the image display device 3 by the display unit 140 while switching to the projection image Ij ′ or together with the projection image Ij ′.

以上に説明したとおり、上記各実施の形態によれば、構造抽出手段10;110が、1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる血管を表す木構造Ms;Ms1、Ms2を3次元画像Vから抽出し、注目点設定手段20;120が、3次元画像V上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点Sを設定し、投影画像生成手段30;130が、その設定された注目点Sを含む任意の断層画像Ijと、該断層画像Ijに前記抽出された木構造の全体のうち注目点から起始部を表す点までの経路を構成する部分構造Pjを投影した投影像Pj´とを重畳させてなる投影画像Ij´を生成し、表示手段40;140が、生成された投影画像Ij´を表示しているので、医者等の操作者に対し注目点Sと血管の起始部との位置関係を認識しやすく表示することができる。この表示により、熟練の医者等は注目点Sを設定した部分の血管が動脈か静脈かも容易に認識することができる。   As described above, according to each of the above-described embodiments, the structure extraction means 10; 110 represents the tree structure Ms; Ms1, Ms2 representing a blood vessel extending and expanding while repeating branching from one starting portion. Extracted from the image V, the attention point setting means 20; 120 sets the attention point S on the extracted tree structure in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image V. Projection image generation means 30; 130 from an arbitrary tomographic image Ij including the set attention point S to the point representing the starting portion of the whole tree structure extracted in the tomographic image Ij. Since the projection image Ij ′ is generated by superimposing the projection image Pj ′ on which the partial structure Pj that constitutes the path is superimposed, and the display means 40; 140 displays the generated projection image Ij ′. Attention point S for operators such as doctors It can be displayed easily recognize the positional relationship between the origin of the tube. By this display, a skilled doctor or the like can easily recognize whether the portion of the blood vessel where the attention point S is set is an artery or a vein.

また、上記第2の実施の形態によれば、設定された注目点Sが門脈と肝動脈の2つの血管のうちいずれの血管上の点であるかが不明確である場合に、注目点Sとそれらの全ての血管との位置関係を認識可能に表示しているので、いずれか一方の誤った構造物との位置関係のみを表示することによって誤った画像解析が行われてしまうような事態の発生を防止することができる。   Further, according to the second embodiment, when it is unclear which of the two blood vessels of the portal vein and hepatic artery the set attention point S is, Since the positional relationship between S and all those blood vessels is displayed in a recognizable manner, an erroneous image analysis may be performed by displaying only the positional relationship with one of the erroneous structures. The occurrence of a situation can be prevented.

なお、上記各実施の形態では、所定の構造物が肝静脈、門脈等の肝臓の血管である場合について例示しているが、所定の構造物は、1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる構造物であればよく、例えば肺または心臓の血管であってもよい。   In each of the above embodiments, the case where the predetermined structure is a liver blood vessel such as a hepatic vein or portal vein is illustrated, but the predetermined structure repeats branching from one starting portion. However, it may be a structure that extends and extends, and may be, for example, a lung or a blood vessel of the heart.

また、上記各実施の形態では、注目点設定手段20;120が、断層画像Ijの表示に対する操作者の入力に応じて注目点Sを設定するものである場合について例示しているが、3次元画像Vの表示(たとえば、ボリュームレンダリング画像の表示)に対する操作者の入力に応じて注目点Sを設定するものであってもよい。   In each of the above embodiments, the case where the attention point setting means 20; 120 sets the attention point S according to the input of the operator with respect to the display of the tomographic image Ij is exemplified. You may set the attention point S according to the input of the operator with respect to the display of the image V (for example, display of a volume rendering image).

また、上記第2の実施の形態では、投影画像生成手段130が、注目点Sが設定された木構造の注目点Sよりも上流側に他の木構造と近接する部分が存在するかどうかを、上流側の各エッジについてその近傍に互いに直線をなすように接続可能なエッジのペアが2以上存在するか否かを調べることによって判定するものである場合について説明したが、たとえば上流側の各部分についてその部分と他の木構造との間隔の最小値が所定の閾値以下となる部分が存在するか否かを調べることによって判定するものであってもよい。   In the second embodiment, the projection image generation unit 130 determines whether or not there is a portion close to another tree structure upstream of the attention point S of the tree structure in which the attention point S is set. In the above description, the upstream edge is determined by examining whether or not there are two or more edge pairs that can be connected so as to form a straight line in the vicinity thereof. The determination may be made by examining whether or not there is a portion where the minimum value of the interval between the portion and another tree structure is a predetermined threshold value or less.

1 画像処理装置
10 構造抽出手段
20 注目点設定手段
30 投影画像生成手段
40 表示手段
DB 形状モデル記憶手段
Ii 断層画像
Ii´ 投影画像
Mref 形状モデル
Ms 木構造
O 起始部を表す点
Pj 部分構造
Pj´ 投影像
S 注目点
V 3次元画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image processing apparatus 10 Structure extraction means 20 Attention point setting means 30 Projection image generation means 40 Display means DB Shape model memory | storage means Ii Tomographic image Ii 'Projection image Mref Shape model Ms Tree structure O Point Pj which represents the beginning part Partial structure Pj ′ Projected image S Attention point V 3D image

Claims (10)

1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる所定の構造物を表す木構造を3次元画像から抽出する構造抽出手段と、
前記3次元画像上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点を設定する注目点設定手段と、
該設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された木構造の全体のうち前記注目点から前記起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する投影画像生成手段と、
該生成された投影画像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
A structure extraction means for extracting from a three-dimensional image a tree structure representing a predetermined structure extending and extending while repeating branching from one starting portion;
Attention point setting means for setting an attention point on the extracted tree structure in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image;
An arbitrary tomographic image including the set attention point and a partial structure constituting a path from the attention point to a point representing the starting portion of the whole extracted tree structure are projected onto the tomographic image. Projection image generation means for generating a projection image formed by superimposing the projection image;
An image processing apparatus comprising: display means for displaying the generated projection image.
前記構造抽出手段が、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を前記3次元画像から抽出するものであり、
前記注目点設定手段が、前記指定された前記3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に前記注目点を設定するものであり、
前記投影画像生成手段が、前記注目点設定手段により互いに連結する部分を有する複数の木構造上のその部分あるいはその部分よりも下流側に前記注目点が設定された場合、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち前記注目点から前記部分を有する複数の木構造の各々の起始部を表す点までの経路を構成する前記部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる前記投影画像を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The structure extraction means extracts a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and extending while repeating branching from one starting part, respectively, from the three-dimensional image,
The attention point setting means sets the attention point at any position on the extracted tree structure based on the designated position on the three-dimensional image;
When the projected image generation means sets the attention point on the downstream side of the part on the plurality of tree structures having parts connected to each other by the attention point setting means, the set attention point And a path from the point of interest to a point representing the starting portion of each of the plurality of tree structures having the portion in the entire tree structure extracted in the tomographic image The image processing apparatus according to claim 1, wherein the projection image is generated by superimposing a projection image on which the partial structure is projected.
前記構造抽出手段が、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を前記3次元画像から抽出するものであり、
前記注目点設定手段が、前記指定された前記3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に前記注目点を設定するものであり、
前記投影画像生成手段が、前記注目点設定手段により互いに近接する部分を有する複数の木構造上のその近接する部分あるいはその近接する部分よりも下流側に前記注目点が設定された場合、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち前記注目点が設定された木構造上の前記注目点からその起始部を表す点までおよび前記近接する部分を有する他の木構造上の前記近接する部分からその起始部を表す点までの経路を構成する前記部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる前記投影画像を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The structure extraction means extracts a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and extending while repeating branching from one starting part, respectively, from the three-dimensional image,
The attention point setting means sets the attention point at any position on the extracted tree structure based on the designated position on the three-dimensional image;
When the projected image generating means sets the attention point on the downstream side of the adjacent portion on the plurality of tree structures having portions adjacent to each other or the adjacent portion by the attention point setting means, the setting An arbitrary tomographic image including the focused point of interest, and a point representing the starting portion from the focused point on the tree structure in which the focused point is set among the plurality of tree structures extracted in the tomographic image And the projected image formed by superimposing the projected image formed by projecting the partial structure constituting the path from the adjacent portion on the other tree structure having the adjacent portion to the point representing the starting portion. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is generated.
前記投影画像生成手段が、前記部分構造と交差する任意の断層画像を指定する操作者の入力に応じて、前記指定された断層画像と、該断層画像に前記部分構造の全体のうち前記指定された断層画像が前記部分構造と交差する点から前記起始部を表す点までの経路を構成する第2の部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる第2の投影画像を生成する機能をさらに有するものであり、
前記表示手段が、前記生成された第2の投影画像を前記投影画像に切り替えてあるいは前記投影画像とともに表示するものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の画像処理装置。
The projection image generation means is designated in the designated tomographic image and the whole of the partial structure in the tomographic image in response to an input from an operator who designates an arbitrary tomographic image that intersects the partial structure. A second projection image formed by superimposing a projection image obtained by projecting a second partial structure constituting a path from a point where the tomographic image intersects the partial structure to a point representing the starting portion Further having
4. The image processing according to claim 1, wherein the display unit is configured to switch the generated second projection image to the projection image or display the projection image together with the projection image. 5. apparatus.
前記投影画像生成手段が、2以上の異なる木構造の部分構造を投影して前記投影画像を生成する場合、木構造毎に投影像の表示色を互いに区別可能に異ならせるものであることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の画像処理装置。   In the case where the projection image generation means generates the projection image by projecting two or more partial structures having different tree structures, the display colors of the projection images are different for each tree structure so as to be distinguishable from each other. The image processing apparatus according to any one of claims 2 to 4. 1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる所定の構造物を表す木構造を3次元画像から抽出する処理と、
前記3次元画像上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点を設定する処理と、
該設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された木構造の全体のうち前記注目点から前記起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する処理と、
該生成された投影画像を表示する処理とを
少なくとも1台のコンピュータにより実行することを特徴とする画像処理方法。
A process of extracting from a three-dimensional image a tree structure representing a predetermined structure extending and extending while repeating branching from one starting portion;
Processing for setting a point of interest on the extracted tree structure in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image;
An arbitrary tomographic image including the set attention point and a partial structure constituting a path from the attention point to a point representing the starting portion of the whole extracted tree structure are projected onto the tomographic image. Processing for generating a projection image formed by superimposing the projection image;
An image processing method, wherein the process of displaying the generated projection image is executed by at least one computer.
前記木構造の抽出処理が、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を前記3次元画像から抽出するものであり、
前記注目点の設定処理が、前記指定された前記3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に前記注目点を設定するものであり、
前記投影画像の生成処理が、前記注目点の設定処理により互いに連結する部分を有する複数の木構造上のその部分あるいはその部分よりも下流側に前記注目点が設定された場合、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち前記注目点から前記部分を有する複数の木構造の各々の起始部を表す点までの経路を構成する前記部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる前記投影画像を生成するものであることを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。
The tree structure extraction process is to extract a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and expanding while repeating branching from one starting part, respectively, from the three-dimensional image,
The attention point setting processing is to set the attention point at any position on the extracted plurality of tree structures based on the designated position on the three-dimensional image.
In the projection image generation process, when the attention point is set on the downstream side of the part on the plurality of tree structures having parts connected to each other by the attention point setting process, the set Arbitrary tomographic image including a point of interest and a path from the point of interest to a point representing the starting part of each of the plurality of tree structures having the portion of the whole tree structure extracted in the tomographic image The image processing method according to claim 6, wherein the projection image is generated by superimposing a projection image obtained by projecting the partial structure constituting the image.
前記木構造の抽出処理が、それぞれ1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる2以上の所定の構造物を表す複数の木構造を前記3次元画像から抽出するものであり、
前記注目点の設定処理が、前記指定された前記3次元画像上の位置に基づいて、前記抽出された複数の木構造上のいずれかの位置に前記注目点を設定するものであり、
前記投影画像の生成処理が、前記注目点の設定処理により互いに近接する部分を有する複数の木構造上のその近接する部分あるいはその近接する部分よりも下流側に前記注目点が設定された場合、前記設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された複数の木構造の全体のうち前記注目点が設定された木構造上の前記注目点からその起始部を表す点までおよび前記近接する部分を有する他の木構造上の前記近接する部分からその起始部を表す点までの経路を構成する前記部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる前記投影画像を生成するものであることを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。
The tree structure extraction process is to extract a plurality of tree structures representing two or more predetermined structures extending and expanding while repeating branching from one starting part, respectively, from the three-dimensional image,
The attention point setting processing is to set the attention point at any position on the extracted plurality of tree structures based on the designated position on the three-dimensional image.
When the attention point is set on the downstream side of the adjacent part on the plurality of tree structures having the part adjacent to each other by the setting process of the attention point or the adjacent part in the generation process of the attention point, An arbitrary tomographic image including the set attention point, and a starting portion from the attention point on the tree structure in which the attention point is set among all of the plurality of tree structures extracted in the tomographic image. The projection formed by superimposing a projection image obtained by projecting the partial structure that constitutes a path from the adjacent portion on the other tree structure having the adjacent portion to the point to be represented to the point representing the starting portion. The image processing method according to claim 6, wherein an image is generated.
前記投影画像の生成処理が、前記部分構造と交差する任意の断層画像を指定する操作者の入力に応じて、前記指定された断層画像と、該断層画像に前記部分構造の全体のうち前記指定された断層画像が前記部分構造と交差する点から前記起始部を表す点までの経路を構成する第2の部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる第2の投影画像を生成するものであり、
前記表示処理が、前記生成された第2の投影画像を前記投影画像に切り替えてあるいは前記投影画像とともに表示するものであることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項記載の画像処理方法。
In the projection image generation process, the designation of the designated tomographic image and the whole of the partial structure in the tomographic image in response to an input from an operator who designates an arbitrary tomographic image that intersects the partial structure. A second projection image is generated by superimposing a projection image obtained by projecting a second partial structure constituting a path from a point where the obtained tomographic image intersects the partial structure to a point representing the starting portion. Is,
The image processing according to any one of claims 6 to 8, wherein the display processing is to display the generated second projection image by switching to the projection image or together with the projection image. Method.
コンピュータを
1つの起始部から分枝を繰返しながら広がって延びる所定の構造物を表す木構造を3次元画像から抽出する構造抽出手段、
前記3次元画像上の任意の位置を指定する操作者による入力に応じて、前記抽出された木構造上に注目点を設定する注目点設定手段、
該設定された注目点を含む任意の断層画像と、該断層画像に前記抽出された木構造の全体のうち前記注目点から前記起始部を表す点までの経路を構成する部分構造を投影した投影像とを重畳させてなる投影画像を生成する投影画像生成手段、
該生成された投影画像を表示する表示手段
として機能させるための画像処理プログラム。
A structure extracting means for extracting from a three-dimensional image a tree structure representing a predetermined structure extending and extending from a starting portion of a computer while repeating branching;
Attention point setting means for setting an attention point on the extracted tree structure in response to an input by an operator who designates an arbitrary position on the three-dimensional image;
An arbitrary tomographic image including the set attention point and a partial structure constituting a path from the attention point to a point representing the starting portion of the whole extracted tree structure are projected onto the tomographic image. Projection image generation means for generating a projection image formed by superimposing the projection image;
The image processing program for functioning as a display means which displays the produced | generated projection image.
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JP2006025885A (en) * 2004-07-12 2006-02-02 Fujitsu Ltd Image display device and image display program
JP2009515584A (en) * 2005-11-14 2009-04-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Silhouette composition rendering of anatomical structure

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