JP6554722B2 - 画像処理方法および装置並びにプログラム - Google Patents
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Description
被写体を表す3次元画像における血管分岐候補を特定する特定手段と、
前記3次元画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライス(slice)またはスラブ(slab)における、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の変化を表すプロファイル(profile)に基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定手段と、を備えた画像処理装置を提供する。
同一の被写体を表す3次元画像である第一医用画像及び第二医用画像においてそれぞれ1以上の血管分岐を検出する検出手段と、
互いに対応する前記第一医用画像における血管分岐と前記第二医用画像における血管分岐との間のずれが小さくなるように、前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方を座標変換して位置合せを行う変換手段とを備えており、
前記検出手段は、
前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方の画像において血管分岐候補を特定する特定手段と、
前記少なくとも一方の画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の強度変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定手段とを有している、画像処理装置を提供する。
前記判定手段が、前記平面、スライスまたはスラブにおける前記血管分岐候補の分岐点から放射状に伸びる複数の方向の各々について、該方向に沿って伸びる細長領域ごとに画素値の代表値を算出し、前記分岐点を中心とする回転方向に沿った前記細長領域の前記代表値の変化を表すプロファイルの形状に基づいて前記判定を行う、上記第1の観点または第2の観点の画像処理装置を提供する。
前記プロファイルが、前記回転方向における前記2つの枝分れ方向を含む所定の角度範囲の領域に対応している、上記第3の観点の画像処理装置を提供する。
前記判定手段が、前記プロファイルにおいて前記代表値の2つのピーク(peak)が存在する場合に、前記血管分岐候補は真の血管分岐であると判定する、上記第4の観点の画像処理装置を提供する。
前記所定の角度範囲が、180度未満である、上記第4の観点または第5の観点の画像処理装置を提供する。
前記プロファイルが、前記回転方向における前記2つの枝分れ方向の一方を含む領域と他方を含む領域とに対応している、上記第3の観点の画像処理装置を提供する。
前記判定手段が、前記一方を含む領域に対応したプロファイルにおいて前記代表値の1つのピークが存在し、かつ、前記他方を含む領域に対応したプロファイルにおいて前記代表値の一つのピークが存在する場合に、前記血管分岐候補は真の血管分岐であると判定する、上記第7の観点の画像処理装置を提供する。
前記代表値が、前記細長領域に含まれる画素の画素値の平均値、または、前記細長領域に含まれる画素の画素値を前記スライスまたはスラブの厚み方向に最大値投影もしくは最小値投影して得られた画像の画素値の平均値である、上記第3の観点から第8の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記細長領域の前記平面における形状が、前記分岐点を頂点とする扇形状である、上記第3の観点から第9の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記細長領域の前記平面における形状が、前記分岐点を頂点とする三角形状である、上記第3の観点から第9の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記細長領域の長手方向の長さが、実寸で10mm以上、30mm以下に相当する長さである、上記第3の観点から第11の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記スライスまたはスラブの厚さが、実寸で3mm以上、10mm以下に相当する厚さである、上記第3の観点から第12の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記座標変換手段が、
前記第一医用画像における第一血管画像及び前記第二医用画像における第二血管画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された第一血管画像及び第二血管画像それぞれについて、血管分岐を1つ以上検出する検出手段と、
前記第一血管画像における血管分岐と前記第二血管画像における血管分岐とによる複数の組合せの各々について、血管分岐のずれが小さくなるように、前記第一血管画像及び第二血管画像のうち少なくとも一方に座標変換を行い、前記第一血管画像及び第二血管画像の間において、前記血管分岐を含む所定領域における類似度を算出する演算手段と、
前記類似度が最も高い座標変換を用いて、前記位置合せのための座標変換を行う変換手段とを有している、上記第2の観点の画像処理装置を提供する。
前記演算手段が、前記血管分岐の分岐点同士が重なり、かつ、該分岐点から枝分れする二本の血管部分に近似する二直線を含む平面同士が重なるように、前記座標変換を行う、上記第14の観点の画像処理装置を提供する。
前記特定手段が、前記少なくとも一方の画像の画素値に基づいて血管領域を抽出し、該血管領域を細線化して得られた画像に基づいて、前記血管分岐候補を特定する、上記第2の観点、第14の観点および第15の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記第一医用画像及び第二医用画像が、撮像モダリティが互いに異なる画像である、上記第2の観点、第14の観点、第15の観点および第16の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
前記第一医用画像及び第二医用画像が、肝臓を含む画像である、上記第2の観点、および第14の観点から第17の観点のいずれか一つの観点の画像処理装置を提供する。
被写体を表す3次元画像における血管分岐候補を特定する特定ステップ(step)と、
前記3次元画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定ステップとを有する画像処理方法を提供する。
コンピュータ(computer)に、
被写体を表す3次元画像における血管分岐候補を特定する特定処理と、
前記3次元画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定処理とを実行させるためのプログラム(program)を提供する。
W=U×V′=[wx wy wz]
V=(U×V′)×U=[vx vy vz]
そして、上記したマッチング評価処理を、MR血管分岐とUS血管分岐との組合せの数、すなわちm×nの数だけ行う。ただし、MR血管分岐のどちらの血管部分とUS血管分岐のどちらの血管部分とが共通の同じ血管となる可能性があるのかは、マッチング評価を行うまで不明である。そのため、実際には、MR血管分岐とUS血管分岐との組合せごとに、MR血管分岐またはUS血管分岐のいずれかに対して、血管分岐を形成する二本の血管部分の一方と他方とを位置的に入れ換えた場合についても、マッチング評価を行う必要がある。したがって、厳密には、上記マッチング評価処理は、m×n×2の数だけ行うことになる。
2 画像取得部
3 血管抽出部
4 血管分岐検出部(検出手段)
41 血管分岐候補特定部(特定手段)
42 真偽判定部(判定手段)
5 マッチング評価部(演算手段)
6 座標変換部(変換手段)
7 位置合せ調整部
8 対応断面像生成部
9 画像出力部
Claims (19)
- 同一の被写体を表し撮像モダリティが互いに異なる3次元画像である第一医用画像及び第二医用画像においてそれぞれ1以上の血管分岐を検出する検出手段と、
互いに対応する前記第一医用画像における血管分岐と前記第二医用画像における血管分岐との間のずれが小さくなるように、前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方を座標変換して位置合せを行う変換手段とを備えた画像処理装置であって、
前記検出手段は、
前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方の画像において血管分岐候補を特定する特定手段と、
前記少なくとも一方の画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の強度変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定手段とを有している、画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記平面、スライスまたはスラブにおける前記血管分岐候補の分岐点から放射状に伸びる複数の方向の各々について、該方向に沿って伸びる細長領域ごとに画素値の代表値を算出し、前記分岐点を中心とする回転方向に沿った前記細長領域の前記代表値の変化を表すプロファイルの形状に基づいて前記判定を行う、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記プロファイルは、前記回転方向における前記2つの枝分れ方向を含む所定の角度範囲の領域に対応している、請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記判定手段は、前記プロファイルにおいて前記代表値の2つのピークが存在する場合に、前記血管分岐候補は真の血管分岐であると判定する、請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記所定の角度範囲は、180度未満である、請求項3または請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記プロファイルは、前記回転方向における前記2つの枝分れ方向の一方を含む領域と他方を含む領域とに対応している、請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記判定手段は、前記一方を含む領域に対応したプロファイルにおいて前記代表値の1つのピークが存在し、かつ、前記他方を含む領域に対応したプロファイルにおいて前記代表値の一つのピークが存在する場合に、前記血管分岐候補は真の血管分岐であると判定する、請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記代表値は、前記細長領域に含まれる画素の画素値の平均値、または、前記細長領域に含まれる画素の画素値を前記スライスまたはスラブの厚み方向に最大値投影もしくは最小値投影して得られた画像の画素値の平均値である、請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記細長領域の前記平面における形状は、前記分岐点を頂点とする扇形状である、請求項2から請求項8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記細長領域の前記平面における形状は、前記分岐点を頂点とする三角形状である、請求項2から請求項8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記細長領域の長手方向の長さは、実寸で10mm以上、30mm以下に相当する長さである、請求項2から請求項10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記スライスまたはスラブの厚さは、実寸で3mm以上、10mm以下に相当する厚さである、請求項2から請求項11のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第一医用画像における第一血管画像及び前記第二医用画像における第二血管画像を抽出する抽出手段を有し、
前記検出手段が、
前記抽出手段により抽出された第一血管画像及び第二血管画像それぞれについて、血管分岐を1つ以上検出する、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第一血管画像における血管分岐と前記第二血管画像における血管分岐とによる複数の組合せの各々について、血管分岐のずれが小さくなるように、前記第一血管画像及び第二血管画像のうち少なくとも一方に座標変換を行い、前記第一血管画像及び第二血管画像の間において、前記血管分岐を含む所定領域における類似度を算出する演算手段を有し、
前記変換手段が、
前記類似度が最も高い座標変換を用いて、前記位置合せのための座標変換を行う、請求項13に記載の画像処理装置。 - 前記演算手段は、前記血管分岐の分岐点同士が重なり、かつ、該分岐点から枝分れする二本の血管部分に近似する二直線を含む平面同士が重なるように、前記座標変換を行う、請求項14に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記少なくとも一方の画像の画素値に基づいて血管領域を抽出し、該血管領域を細線化して得られた画像に基づいて、前記血管分岐候補を特定する、請求項1、請求項13、請求項14および請求項15のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第一医用画像及び第二医用画像は、肝臓を含む画像である、請求項1、および請求項13から請求項16のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 同一の被写体を表し撮像モダリティが互いに異なる3次元画像である第一医用画像及び第二医用画像においてそれぞれ1以上の血管分岐を検出する検出ステップと、
互いに対応する前記第一医用画像における血管分岐と前記第二医用画像における血管分岐との間のずれが小さくなるように、前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方を座標変換して位置合せを行う変換ステップとを有する画像処理方法であって、
前記検出ステップは、
前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方の画像において血管分岐候補を特定する特定ステップと、
前記少なくとも一方の画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の強度変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定ステップとを有している、画像処理方法。 - コンピュータに、
同一の被写体を表し撮像モダリティが互いに異なる3次元画像である第一医用画像及び第二医用画像においてそれぞれ1以上の血管分岐を検出する検出処理と、
互いに対応する前記第一医用画像における血管分岐と前記第二医用画像における血管分岐との間のずれが小さくなるように、前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方を座標変換して位置合せを行う変換処理とを実行させるためのプログラムであって、
前記検出処理は、
前記第一医用画像及び第二医用画像のうち少なくとも一方の画像において血管分岐候補を特定する特定処理と、
前記少なくとも一方の画像内の前記血管分岐候補の2つの枝分れ方向を含む平面、スライスまたはスラブにおける、該血管分岐候補の分岐点を中心とした回転方向の画素値の強度変化を表すプロファイルに基づいて、該血管分岐候補が真の血管分岐であるか否かの判定を行う判定処理とを有する、プログラム。
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