JP6271458B2 - 画像処理装置、方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、医用画像において血管を動脈と静脈のいずれかに分類する画像処理装置、方法、及びプログラムに関する。

医療分野においては、手術の安全性を高めるため、事前に撮影したＣＴ（Computed Tomography）画像等で手術部位における重要血管の位置を把握又は確認することが行われている。さらに、手術の安全性を確認できるよう、画像上で血管が動脈であるか静脈であるかを容易に把握できるように、血管を動脈と静脈に分類し、色分けして表示することが行われている。

医用画像において血管を動脈と静脈に分類する技術として、たとえば特許文献１には、医用画像から血管の候補点を抽出し、抽出された血管の候補点を、予め学習により取得しておいた動脈と静脈の形状モデルに対応付ける方法が提案されている。

特開２０１３−６６６６７号公報

しかし、上記特許文献１の方法では、抽出可能な動脈と静脈の構造に形状モデルによる制約が存在するため、個人差や奇形による血管の構造上の違いに対応できず、血管を動脈と静脈に正確に分類することができない場合がある、という問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、医用画像において血管を動脈と静脈により正確に分類することができる画像処理装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の画像処理装置は、医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類する第１の血管分類部と、分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する領域分割部と、分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する判断部と、判断部が境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断した場合に、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する第２の血管分類部とを備えたことを特徴とする。

ここで、動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するというのは、未分類の血管が動脈関連領域と静脈関連領域にまたがって存在することによって、境界面上に未分類の血管の領域と交差または接触している部分が存在することを意味する。

本発明の画像処理装置において、判断部、第２の血管分類部および領域分割部は、判断部が境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断するまで、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行うものであってもよい。

本発明の画像処理装置において、判断部は、境界面の各画素の画素値を予め定められた閾値と比較することによって各画素が未分類の血管を表す画素であるか否かを判定し、判定結果に基づいて境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断するものであってもよい。このとき、閾値は、境界面上の複数の画素の画素値に基づいて定められたものであってもよい。

本発明の画像処理装置において、医用画像から血管を抽出する血管抽出部を備え、第１の血管分類部は、血管抽出部により抽出された血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類するものであり、判断部は、境界面上に、血管抽出部により抽出された未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判定し、判定結果に基づいて境界面上に未分類の血管が存在するか否かを判断するものであってもよい。

本発明の画像処理装置において、第２の血管分類部は、未分類の血管の領域を領域拡張法により拡張し、拡張された領域が分類済みの動脈と静脈のどちらに接続し又はより接近しているかによって未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類するものであってもよい。

また、本発明の画像処理装置において、第２の血管分類部は、未分類の血管の領域を領域拡張法により拡張し、拡張された領域全体のうちの、動脈関連領域内に存在する部分の体積と静脈関連領域内に存在する部分の体積のどちらがより大きいかによって未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類するものであってもよい。

本発明の画像処理装置において、医用画像か処理対象の領域を抽出する領域抽出部を備え、領域分割部は、分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、処理対象の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割するものであってもよい。このとき、処理対象の領域は、人体のある特定の部位が撮影された領域であってもよい。たとえば、脳領域、肝臓領域等の臓器領域であってもよい。

本発明の画像処理装置は、ユーザによる入力を受け付ける入力部と、入力部により動脈と静脈の分類結果に対する修正を指示する入力を受け付けた場合に、指示に応じて動脈と静脈の分類結果を修正する修正部とを備えたものであってもよい。

本発明の画像処理装置は、分割された動脈関連領域と静脈関連領域のそれぞれから血管を抽出し、動脈関連領域から抽出された血管を動脈とし、静脈関連領域から抽出された血管を静脈とする第２の血管抽出部を備えたものであってもよい。

本発明の画像処理装置は、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しなくなった後、医用画像中の少なくとも一部の領域内に未分類の血管が存在する場合に、未分類の血管を、動脈関連領域と静脈関連領域のうちのどちらの領域内に存在するかによって動脈と静脈のいずれかに分類する第４の血管分類部を備えたものであってもよい。

本発明の画像処理方法は、医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割し、分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類することを特徴とする。

本発明の画像処理方法は、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行うものであってもよい。

本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割し、分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類することを実行させるためのものである。

本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行うことを実行させるためのものであってもよい。

また、本発明の画像処理プログラムは、通常、複数のプログラムモジュールからなり、上記各処理は、それぞれ、一または複数のプログラムモジュールにより実現される。これらのプログラムモジュール群は、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。

本発明の画像処理装置、方法、及びプログラムでは、医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割し、分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類するようにしている。このように、本発明に画像処理装置、方法、及びプログラムでは、医用画像における動脈と静脈の間にはそのいずれの血管とも交差しない面が存在するという性質を見つけ出し、その性質に基づいて血管を動脈と静脈に繰り返し分類しているので、個人差や奇形による血管の構造の違いに対応して、血管を動脈と静脈に正確に分類することができる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示す図 図１の画像処理装置に実装された機能を示すブロック図 処理対象の領域が動脈関連領域と静脈関連領域に分割された状態を示す図 境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在する場合を示す図 分類済みの動脈と静脈が更新された状態を示す図 図１の画像処理装置により行われる処理の流れを示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の画像処理装置、方法、及びプログラムの一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１は、コンピュータ（スマートフォンやタブレットコンピュータを含む）であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２、メモリ４、およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のストレージ３を備えている。また、画像処理装置１は、表示を行う表示部５と、ユーザの入力を受け付ける入力部６を備えている。表示部５は、表示機能のあるものであればよく、例えば液晶ディスプレイ、タッチパネル、タッチスクリーン等が適宜用いられる。入力部６は、ユーザの入力操作を受け付ける機能のあるものであればよく、例えばマウス、キーボード、タッチパッド等が適宜用いられる。タッチペンとタッチペンの操作を受け付けるディスプレイ、タッチパネル、タッチスクリーン等の、表示機能も備えるものはこれらが表示部５と入力部６を兼ねるものとして用いることができる。

画像処理プログラムとそのプログラムが参照するデータは、ストレージ３に記憶され、起動時にメモリ４にロードされる。画像処理プログラムは、ＣＰＵに実行させる処理として、領域抽出処理、第１の血管分類処理、領域分割処理、判断処理、第２の血管分類処理、血管抽出処理、表示制御処理、および修正処理を規定している。そして、プログラムの規定にしたがって、ＣＰＵ２が上記各処理を実行することにより、コンピュータが、図２に示すように、領域抽出部４１、第１の血管分類部４２、領域分割部４３、判断部４４、第２の血管分類部４５、血管抽出部４６、表示制御部４７、および修正部４８として機能する。ここで、図２は、画像処理装置１に実装された機能をブロック化して模式的に表したものである。また、ストレージ３には、医用画像として、ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等のモダリティにより患者の手術対象の部位等を撮影して得られたボリュームデータ等が記憶されている。

領域抽出部４１は、ユーザからの要求に応じて、ストレージ３から対象の医用画像をメモリ４にロードし、医用画像から例えば脳領域、肝臓領域等のような、血管を動脈と静脈に分類する処理の対象となる処理対象の領域を抽出する。このとき、処理対象の領域を抽出する方法としては、処理対象の領域の性質に応じて適宜選択して用いることができる。たとえば、肝臓領域を処理対象の領域として抽出する場合には、医用画像を構成する各画素について肝臓の輪郭らしさを表す特徴量を算出し、算出した特徴量を機械学習により予め取得された評価関数に基づいて評価することで、その画素値が肝臓の輪郭を表すものであるか否かを判断する。そして、肝臓の輪郭を表すと判断された画素に基づいて肝臓領域を抽出する。これにより、医用画像の全体またはその一部が処理対象の領域として抽出される。

第１の血管分類部４２は、領域抽出部４１により抽出された処理対象の領域において、動脈又は静脈であることが確実に区別可能な血管のみを対象に動脈であるか静脈であるかの分類を行う。このとき、血管を動脈と静脈に分類する方法としては、種々の周知の方法を用いることができる。たとえば特許文献１の方法を用いてもよいし、動脈と静脈の各々についてユーザによるシード点の設定を受け付け、動脈のシード点を領域拡張法により拡張することによって動脈を抽出するとともに、静脈のシード点を領域拡張法により拡張することによって静脈を抽出する方法を用いてもよい。図３には、血管の少なくとも一部が動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類された状態の例が示されている。なお、図３は、動脈と静脈のいずれにも分類されていない血管の部分を点線に示している（図４および図５において同じ）。

領域分割部４３は、最初は第１の血管分類部４２による分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、その後第２の血管分類部４５による追加の分類があった場合には、第１の血管分類部４２および第２の血管分類部４５による分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、上記処理対象の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割する。たとえば、動脈Ｂａと静脈Ｂｖの各々を一つの母点グループとしてボロノイ分割を行うことによって、処理対象の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割する。すなわち、処理対象の領域内の各画素が動脈Ｂａと静脈Ｂｖのどちらにより近いかによって分割を行う。その他、たとえば動脈Ｂａと静脈Ｂｖの各母点に血管の太さ基づく重みを設定し、重み付きボロノイ分割を行うことによって、処理対象の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖと静脈関連領域に分割することもできる。図３には、処理対象の領域が動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割された状態の例が示されている。なお、図３では、理解を容易にするため、３次元のものを２次元的に表現している（図４および図５において同じ）。

判断部４４は、領域分割部４３により分割された動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖの境界面Ｓ上に、動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する。具体的には、境界面Ｓの各画素の画素値を予め定められた閾値と比較することによって、境界面Ｓの各画素が未分類の血管を表す画素であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する。このとき、閾値は、境界面Ｓ上の複数の画素の画素値に基づいて定めることができる。図４には、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が複数存在する場合の例が示されている。具体的には、境界面Ｓ上に、未分類の血管Ｕ１と重なる部分Ｐ１、未分類の血管Ｕ２と重なる部分Ｐ２、及び未分類の血管Ｕ３と重なる部分Ｐ３が存在する場合の例が示されている。

第２の血管分類部４５は、判断部４４が境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断した場合に、未分類の血管を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類する処理を行う。たとえば図４に示すように、境界面Ｓ上を通る未分類の血管が複数存在することにより、判断部４４において境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が複数存在すると判断された場合には、それぞれの未分類の血管について、未分類の血管を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類する処理を行う。この第２の血管分類部４５による追加の分類結果により分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖが更新され、更新後の動脈Ｂａと静脈Ｂｖの分類状態に基づいて再度の領域分割部４３による領域分割処理、及び判断部４４による判断処理が行われる。この一連の処理は、判断部４４が境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断するまで繰り返し行われる。図５には、分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖが更新された状態の例が示されている。

この第２の血管分類部４５における、未分類の血管を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類する方法としては、たとえば未分類の血管の領域を領域拡張法により拡張させ、拡張された領域が分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖのどちらに接続し又はより接近しているかによって分類する方法を用いることができる。また、上記拡張された領域全体のうちの、動脈関連領域内に存在する部分の体積と静脈関連領域内に存在する部分の体積のどちらがより大きいかによって分類する方法を用いることもできる。また、血管は、根元に行くほど太くなり、末梢に行くほど細くなる性質があることから、上記拡張された領域の各末端又はその近傍における血管の太さを調べることによってどの末端が根元側のものであるかを認識し、根元側の末端が分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖのどちらにより接近しているかによって分類する方法を用いることもできる。また、血管は、末梢に行くほど分岐する数が多くなるという性質があることから、上記拡張された領域において、分岐の数や角度を調べることによってどの末端が根元側のものであるかを認識し、根元側の末端が分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖのどちらにより接近しているかによって分類する方法を用いることもできる。

なお、ここでは領域拡張法により未分類の血管の領域を拡張させる場合について説明したが、これに代えて、たとえばヘッセ行列等に基づく線フィルタにより血管らしい領域を抽出し、未分類の血管の領域に連結することによって未分類の血管の領域を拡張させる方法等の、他の周知の方法により未分類の血管の領域を拡張させるようにしてもよい。

血管抽出部４６は、上記各部による処理の結果、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しなくなった後に、そのときの動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖのそれぞれから血管を抽出し、動脈関連領域Ｒａから抽出された血管を動脈とし、静脈関連領域Ｒｖから抽出された血管を静脈とする。このとき、動脈関連領域Ｒａでは動脈の抽出により特化した方法により血管の抽出を行うようにし、静脈関連領域Ｒｖでは静脈の抽出により特化した方法により血管の抽出を行うようにすれば、全体の動脈と静脈をより確実に抽出することができる。そして、ここで抽出された動脈と静脈を、第１の血管分類部４２および第２の血管分類部４５による分類済みの動脈と静脈に代えて、又はそれに統合させて、最終的な分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖとする。

表示制御部４７は、対象の医用画像から、分類済みの血管を動脈と静脈とで異なる色に色分けした表示画像を生成し、表示部５に表示させる。表示制御部４７は、動脈Ｂａと静脈Ｂｖの分類状態が変更されるたびに、変更後の動脈Ｂａと静脈Ｂｖの分類状態に基づいて新しい表示画像を生成し表示部５に表示させることができる。

修正部４８は、入力部６により、動脈と静脈の分類結果に対し修正を指示する入力を受け付けた場合に、その指示に応じて動脈と静脈の分類結果を修正する。この修正により動脈Ｂａと静脈Ｂｖの分類状態が変更されると、上述のように、表示制御部４７が、変更後の動脈Ｂａと静脈Ｂｖの分類状態に基づいて新しい表示画像を生成し表示部５に表示させる。

次に、画像処理装置１により行われる処理の流れを、図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず、領域抽出部４１が、ユーザからの要求に応じて、ストレージ３から対象の医用画像をメモリ４にロードし、医用画像から、例えば脳領域、肝臓領域等のような、血管を動脈と静脈に分類する処理の対象となる処理対象の領域を抽出する（Ｓ１）。次いで、第１の血管分類部４２が、ステップＳ１で抽出された処理対象の領域において、血管の少なくとも一部を動脈と静脈に分類する処理（初期分類）を行う（Ｓ２）。このとき、第１の血管分類部４２は、動脈又は静脈であることが確実に区別可能な血管のみを対象に動脈であるか静脈であるかの分類を行う。次いで、領域分割部４３が、その時点での分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、すなわち、第１の血管分類部４２による分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、処理対象の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割する（Ｓ３）。

その後、判断部４４が、ステップＳ３で分割された動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖの境界面Ｓ上に、動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する（Ｓ４）。ステップＳ４において、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、第２の血管分類部４５が、未分類の血管を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類する処理を行う（Ｓ５）。そして、再びステップＳ３に戻り、領域分割部４３が、その時点での分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、すなわち、第１の血管分類部４２および第２の血管分類部４５による分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、処理対象の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割する処理を行う（Ｓ３）。そして、判断部４４が、直前のステップＳ３で分割された動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖの境界面Ｓ上に、動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する（Ｓ４）。

一方、ステップＳ４において、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断された場合には（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ６に進み、血管抽出部４６が、そのときの動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖのそれぞれから血管を抽出し、動脈関連領域Ｒａから抽出された血管を動脈とし、静脈関連領域Ｒｖから抽出された血管を静脈とする。そして、ここで抽出された動脈と静脈を、第１の血管分類部４２および第２の血管分類部４５による分類済みの動脈と静脈に代えて、又はそれに統合させて、最終的な分類済みの動脈Ｂａと静脈Ｂｖとする（Ｓ６）。

次いで、表示制御部４７が、対象の医用画像から、分類済みの血管を動脈と静脈とで異なる色に色分けした表示画像を生成し、表示部５に表示させる。そして、画像処理装置１が、入力部６による動脈と静脈の分類結果に対する修正の指示の有無を判断し（Ｓ７）、修正の指示があった場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、修正部４８が、修正の指示に応じて動脈と静脈の分類結果を修正し、表示制御部４７が、修正後の動脈と静脈の分類状態に基づいて新しい表示画像を生成し表示部５に表示させ（Ｓ８）、処理を終了する。一方、ステップＳ７において、修正の指示が無い場合には（Ｓ７：ＮＯ）、そこで処理を終了する。

以上の構成により、本実施形態の画像処理装置１では、第１の血管分類部４２が、医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類し、領域分割部４３が、分類された動脈Ｂａと静脈Ｂｖの位置関係に基づいて、医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖに分割し、判断部４４が、分割された動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｂの境界面Ｓ上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、第２の血管分類部４５が、未分類の血管を動脈Ｂａと静脈Ｂｖのいずれかに分類するようにしている。このように、本実施形態の画像処理装置１では、医用画像における動脈と静脈の間にはそのいずれの血管とも交差しない面が存在するという性質に基づいて、血管を動脈と静脈に繰り返し分類しているので、個人差や奇形による血管の構造の違いに対応して、血管を動脈と静脈に正確に分類することができる。

また、本実施形態の画像処理装置１では、判断部４４が境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、判断部４４による判断処理、第２の血管分類部４５による分類処理および領域分割部４３による領域分割処理を繰り返し行うようにしているので、血管を動脈と静脈により正確に分類することができる。

なお、上記実施の形態では、判断部４４が境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、判断部４４による判断処理、第２の血管分類部４５による分類処理および領域分割部４３による領域分割処理を繰り返す場合について説明したが、処理時間、要求精度等を考慮して、繰り返し行う処理の回数を制限するようにしてもよい。たとえば、繰り返す処理の回数に上限を設定し、その設定された上限に達した場合に繰り返し処理を終えるようにしてもよいし、繰り返し処理による境界面Ｓの変形量が一定の範囲内に収束した場合に繰り返し処理を終えるようにしてもよい。また、繰り返し処理により動脈と静脈の分類結果が更新されるたびに、更新後の分類結果を表示部５に表示させ、処理の停止を指示するユーザによる入力を受け付けたときに繰り返し処理を終えるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、判断部４４が、境界面Ｓの各画素の画素値を予め定められた閾値と比較することによって、境界面Ｓの各画素が未分類の血管を表す画素であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断するものである場合について説明したが、これに代えて、たとえば、血管抽出処理により血管を抽出し、まずは、抽出された血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、境界面上に、抽出された血管のうちの動脈と静脈のいずれにも分類されずに残った未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判定し、その判定結果に基づいて境界面上に未分類の血管が存在するか否かを判断するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、判断部４４が、境界面Ｓ上においてのみ未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断を行うものである場合について説明したが、これに代えて、たとえば境界面Ｓから一定の厚みを持った領域である境界領域を設定し、設定された境界領域内に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、領域抽出部４１を備え、領域抽出部４１により抽出された処理対象の領域を対象に血管を動脈と静脈に分類するための一連の処理を行うようにした場合について説明したが、領域抽出部４１を省略して、医用画像全体を対象に血管を動脈と静脈に分類する処理を行うようにしてもよい。

また、画像処理装置１においては、上記各構成に加えて、境界面Ｓ上に未分類の血管と重なる部分が存在しなくなった後に、なお処理対象の領域内に未分類の血管が存在する場合に、未分類の血管を、動脈関連領域Ｒａと静脈関連領域Ｒｖのうちのどちらの領域内に存在するかによって動脈と静脈のいずれかに分類する第３の血管分類部を備えるようにしてもよい。

１ 画像処理装置
２ ＣＰＵ
３ ストレージ
４ メモリ
５ 表示部
６ 入力部
４１ 領域抽出部
４２ 第１の血管分類部
４３ 領域分割部
４４ 判断部
４５ 第２の血管分類部
４６ 血管抽出部（第２の血管抽出部）
４７ 表示制御部
４８ 修正部
Ｂａ 動脈
Ｂｖ 静脈
Ｒａ 動脈関連領域
Ｒｖ 静脈関連領域
Ｓ 境界面

Claims (16)

1. 医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類する第１の血管分類部と、
   前記分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する領域分割部と、
   該分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断する判断部と、
   該判断部が前記境界面上に前記未分類の血管と重なる部分が存在すると判断した場合に、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する第２の血管分類部と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記判断部、前記第２の血管分類部および前記領域分割部が、前記判断部が前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断するまで、前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行う請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記判断部が、前記境界面の各画素の画素値を予め定められた閾値と比較することによって前記各画素が未分類の血管を表す画素であるか否かを判定し、該判定結果に基づいて前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断するものである請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記閾値が、前記境界面上の複数の画素の画素値に基づいて定められたものである請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記医用画像から血管を抽出する血管抽出部を備え、
   前記第１の血管分類部が、前記血管抽出部により抽出された血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類するものであり、
   前記判断部が、前記境界面上に、前記血管抽出部により抽出された血管のうちの前記動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判定し、該判定結果に基づいて前記境界面上に未分類の血管が存在するか否かを判断するものである請求項１または２記載の画像処理装置。
6. 前記第２の血管分類部が、前記未分類の血管の領域を領域拡張法により拡張し、該拡張された領域が分類済みの動脈と静脈のどちらに接続し又はより接近しているかによって前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類するものである請求項１から５のいずれか１項記載の画像処理装置。
7. 前記第２の血管分類部が、前記未分類の血管の領域を領域拡張法により拡張し、該拡張された領域全体のうちの、前記動脈関連領域内に存在する部分の体積と前記静脈関連領域内に存在する部分の体積のどちらがより大きいかによって前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類するものである請求項１から５のいずれか１項記載の画像処理装置。
8. 前記医用画像から処理対象の領域を抽出する領域抽出部を備え、
   前記領域分割部が、前記分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、前記処理対象の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割するものである請求項１から７のいずれか１項記載の画像処理装置。
9. 前記領域抽出部が、前記処理対象の領域として、人体のある特定の部位が撮影された領域を抽出するものである請求項８記載の画像処理装置。
10. ユーザによる入力を受け付ける入力部と、
    前記入力部により動脈と静脈の分類結果に対する修正を指示する入力を受け付けた場合に、前記指示に応じて動脈と静脈の分類結果を修正する修正部と
    を備えた請求項１から９のいずれか１項記載の画像処理装置。
11. 前記分割された動脈関連領域と静脈関連領域のそれぞれから血管を抽出し、前記動脈関連領域から抽出された血管を動脈とし、前記静脈関連領域から抽出された血管を静脈とする第２の血管抽出部を備えた請求項１から１０のいずれか１項記載の画像処理装置。
12. 前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しなくなった後、前記医用画像中の少なくとも一部の領域内に未分類の血管が存在する場合に、前記未分類の血管を、前記動脈関連領域と静脈関連領域のうちのどちらの領域内に存在するかによって動脈と静脈のいずれかに分類する第３の血管分類部を備えた請求項１から１０のいずれか１項記載の画像処理装置。
13. 医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、
    前記分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割し、
    該分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、
    前記境界面上に前記未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する
    ことを特徴とする画像処理方法。
14. 前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行う請求項１３記載の画像処理方法。
15. コンピュータに、
    医用画像中の血管の少なくとも一部を動脈と静脈のいずれかに分類し、
    前記分類された動脈と静脈の位置関係に基づいて、前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割し、
    該分割された動脈関連領域と静脈関連領域の境界面上に、動脈と静脈のいずれにも分類されていない未分類の血管と重なる部分が存在するか否かを判断し、
    前記境界面上に前記未分類の血管と重なる部分が存在すると判断された場合に、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する
    ことを実行させるための画像処理のプログラム。
16. 前記コンピュータに、前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在しないと判断されるまで、前記境界面上に未分類の血管と重なる部分が存在するか否かの判断処理、前記未分類の血管を動脈と静脈のいずれかに分類する分類処理および分類済みの動脈と静脈の位置関係に基づいて前記医用画像中の少なくとも一部の領域を動脈関連領域と静脈関連領域に分割する分割処理を繰り返し行うことを実行させるための請求項１５記載の画像処理プログラム。