WO2017006732A1 - 血管画像処理装置、血管画像処理プログラム、および血管画像処理方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a blood vessel image processing device, a blood vessel image processing program, and a blood vessel image processing method.
- aneurysm diagnosis support devices are known.
- core data is generated starting from a reference point set inside the cerebral artery region on the three-dimensional image data, and the normal cerebral artery region and the cerebral artery are based on the continuity of the generated core data.
- a cerebral aneurysm is extracted by separating the aneurysm region (see Patent Document 1).
- the conventional aneurysm diagnosis support device can extract and identify a cerebral aneurysm in the cerebral artery region, but no technique has been studied for identifying the shape of a normal main blood vessel. .
- the blood vessel image processing device includes a center line specifying means for specifying the center line of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data representing the three-dimensional shape of the blood vessel, and the center line specifying means.
- a projecting portion center line identifying means for identifying the center line of the blood vessel projecting portion
- a branch for identifying the center line branching from the projecting portion center line identified by the projecting portion center line identifying means
- the circumferential direction of the blood vessel from the center line, the radial direction of the blood vessel, and the center line direction Is defined as a coordinate system
- a conversion means for converting blood vessel data represented in the cylindrical coordinate system into blood vessel data in an orthogonal coordinate system
- the difference between the three-dimensional blood vessel data and the blood vessel data in the cylindrical coordinate system after the inverse transformation is performed by the inverse transformation means is calculated.
- a protrusion data generation unit that generates three-dimensional data of the protrusion is further provided.
- the center line specifying means is concentric from the outer peripheral side to the center side based on the three-dimensional blood vessel data. When a line with a predetermined thinness is reached, the line is specified as the center line.
- the protruding portion center line specifying means branches the center line with respect to the center line specified by the center line specifying means. A point is specified, and a center line having no branching point at least at one end is specified as the center line of the protruding portion of the blood vessel.
- the protruding portion centerline specifying means includes an image region of the three-dimensional blood vessel data among the centerlines specified by the centerline specifying means. The protruding part of the blood vessel is specified by excluding the center line in contact with the outer periphery.
- the protrusion centerline specifying means determines the length from the branch point to the point where the centerline is interrupted. And the protruding portion of the blood vessel is specified by excluding a center line whose value obtained by dividing the length of the specified center line by the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel is equal to or less than a predetermined threshold.
- the blood vessel image processing program includes a center line specifying procedure for specifying the center line of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data representing the three-dimensional shape of the blood vessel, and the center line specifying procedure.
- the coordinate line is the circumferential direction of the blood vessel from the centerline, the radial direction of the blood vessel from the centerline, and the centerline direction.
- the first coordinate value of the coordinate axis The radius between the first coordinate value and the second coordinate value using the coordinate value of the radial coordinate axis and the coordinate value of the radial coordinate axis in the second coordinate value of the center axis direction coordinate axis
- the computer executes an interpolation procedure for interpolating the coordinate values of the direction coordinate axes and an inverse conversion procedure for converting the blood vessel data in the orthogonal coordinate system after the interpolation in the interpolation procedure into the blood vessel data in the cylindrical coordinate system.
- the difference between the three-dimensional blood vessel data and the blood vessel data in the cylindrical coordinate system after performing the inverse transformation in the inverse transformation procedure is calculated.
- a protrusion data generation procedure for generating three-dimensional data of the protrusion is further included.
- the center line specifying procedure is based on the three-dimensional blood vessel data, and the concentric circles are formed from the outer peripheral side toward the central side. When a line with a predetermined thinness is reached, the line is specified as the center line.
- the projecting part centerline specifying procedure is a branch point of the centerline with respect to the centerline specified by the centerline specifying procedure. And a center line having no branching point at at least one end thereof is specified as the center line of the protruding portion of the blood vessel.
- the projecting part centerline specifying procedure includes the outer periphery of the image region of the three-dimensional blood vessel data among the centerlines specified by the centerline specifying procedure. The protrusion of the blood vessel is specified by excluding the center line in contact with the blood vessel.
- the projecting part centerline specifying procedure is configured such that the length from the branch point to the point where the centerline is interrupted is the length of the centerline.
- the protruding portion of the blood vessel is specified by excluding a center line whose value obtained by dividing the length of the specified center line by the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel is equal to or less than a predetermined threshold.
- the center line specifying means specifies the center line of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data representing the three-dimensional shape of the blood vessel, and the protruding portion.
- the center line specifying means specifies the center line of the protrusion of the blood vessel from the center lines specified by the center line specifying means, and the branch center line specifying means is the protrusion specified by the protrusion center line specifying means.
- the protruding portion data generating means performs blood vessel in the cylindrical coordinate system after the inverse transformation is performed by the three-dimensional blood vessel data and the inverse transformation means.
- the method further includes the step of generating three-dimensional data of the protruding portion by calculating a difference from the data.
- the center line specifying means is concentric with the blood vessels from the outer peripheral side toward the center side based on the three-dimensional blood vessel data. When a line with a predetermined thinness is reached, the line is specified as the center line.
- the protrusion centerline specifying means is a branch point of the centerline with respect to the centerline specified by the centerline specifying means And a center line having no branching point at at least one end thereof is specified as the center line of the protruding portion of the blood vessel.
- the projecting portion centerline specifying means includes the outer periphery of the image region of the three-dimensional blood vessel data among the centerlines specified by the centerline specifying means. The protrusion of the blood vessel is specified by excluding the center line in contact with the blood vessel.
- the projecting portion centerline specifying means determines the length from the branch point to the point where the centerline is interrupted. And the protruding portion of the blood vessel is specified by excluding a center line whose value obtained by dividing the length of the specified center line by the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel is equal to or less than a predetermined threshold.
- the normal main blood vessel shape is generated by generating three-dimensional data of the normal main blood vessel excluding the protruding portion from the blood vessel. Can be specified.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a blood vessel image processing apparatus 100.
- the figure which shows the specific example of process target voxel data The figure which showed typically the example of a definition of the cylindrical coordinate system with respect to process target voxel data. The figure which showed typically the process target voxel data.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a blood vessel image processing apparatus 100 according to the present embodiment.
- a blood vessel image processing device 100 for example, a server device in which a program for image processing of blood vessel images is installed, or an image processing device such as a personal computer is used.
- FIG. 1 shows a configuration of an embodiment in which a server device is used as the blood vessel image processing device 100.
- the blood vessel image processing apparatus 100 includes a connection interface 101, a control device 102, and a recording device 103.
- the connection interface 101 is an interface for connecting the blood vessel image processing apparatus 100 to an external device such as another device or a terminal.
- the connection interface 101 includes an interface for connecting a display device such as a liquid crystal display to the blood vessel image processing apparatus 100, and an interface for connecting the blood vessel image processing apparatus 100 to a communication line such as a LAN or the Internet.
- the connection interface 101 is an interface for connecting a display device such as a liquid crystal display to the blood vessel image processing apparatus 100, information can be output and displayed on a monitor provided with the connection interface 101.
- the connection interface 101 is an interface for connecting the blood vessel image processing apparatus 100 to a communication line such as a LAN or the Internet
- the connection interface 101 communicates with other apparatuses and devices connected to the communication line via the connection interface 101. It can be performed.
- the control device 102 includes a CPU, a memory, and other peripheral circuits, and controls the entire blood vessel image processing device 100.
- the memory which comprises the control apparatus 102 is volatile memories, such as SDRAM, for example. This memory is used as a work memory for the CPU to expand the program when the program is executed and a buffer memory for temporarily recording data.
- the recording device 103 is a recording device for recording various data stored in the blood vessel image processing device 100, data of a program to be executed by the control device 102, and the like.
- the recording device 103 for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like is used.
- the program data recorded in the recording device 103 is provided by being recorded on a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM, or provided via a network.
- the control device 102 can execute the program.
- the blood vessel image processing apparatus 100 identifies a normal protruding region of a blood vessel based on the three-dimensional image data of a blood vessel recorded in advance in the recording device 103, and removes the specified abnormal protruding region. A process for specifying the shape of the main blood vessel is performed.
- three-dimensional blood vessel data obtained by imaging brain blood vessels in advance is recorded in the recording device 103, and abnormally protruding regions of blood vessels such as cerebral aneurysms that are one of cerebrovascular diseases An example of detecting the above will be described.
- the three-dimensional blood vessel data recorded in the recording device 103 is generated based on image data taken at the time of diagnosis of the patient.
- CTA Computed Tomography Angiography
- 3D-DSA ThreeD-DSA
- MRA Magnetic Imaging
- MRA Magnetic Imaging
- DICOM Digital Imaging and Communication in Medicine
- three-dimensional blood vessel data obtained by extracting only the blood vessel shape from the three-dimensional image data to be imaged as described above is recorded in the recording device 103.
- the following method can be considered as a method of creating three-dimensional blood vessel data obtained by extracting only a blood vessel shape from three-dimensional image data to be imaged.
- the object to be imaged is projected with a different density for each substance, and therefore image data of an area composed of pixels corresponding to the blood vessel density is extracted from the 3D image data of the object to be imaged.
- image data of an area composed of pixels corresponding to the blood vessel density is extracted from the 3D image data of the object to be imaged.
- three-dimensional blood vessel data in which only the blood vessel shape is extracted can be created.
- Color shading in the three-dimensional image data to be photographed is determined by numerical information obtained at the time of photographing based on the photographing principle of each modality.
- imaging is performed by detecting the ease of X-ray absorption, that is, the X-ray transmittance.
- the X-ray transmittance is represented by a CT value (unit: HU) where water is 0 and air is ⁇ 1000, and the shade of color is determined by the magnitude of this value. That is, in the three-dimensional image data to be imaged by CTA, each pixel is assigned a value of about ⁇ 2048 to +2000 depending on the X-ray transmittance.
- a range of numerical values corresponding to the blood vessel density is set in advance, and for the three-dimensional image data to be imaged, pixels whose pixel values are below the lower limit of the range are white, and pixel values are within the range.
- Image processing is performed so that pixels that are greater than or equal to the upper limit value are converted to black.
- the pixel value of the pixel value corresponding to the blood vessel darkness retains the color darkness at the time of shooting, and the other pixels are converted to white and black.
- the blood vessel region can be extracted from the three-dimensional image data to be imaged.
- the threshold value of the pixel value for extracting the blood vessel region varies depending on the patient, it is preferable to set a value suitable for the patient at the time of executing the process.
- FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the three-dimensional blood vessel data recorded in the recording device 103.
- the control device 102 reads the three-dimensional blood vessel data from the recording device 103 and creates a center line passing through the center of the blood vessel.
- the center line is created by cutting the voxel data from the outside and connecting the remaining voxels in the central portion. To do. That is, the controller 102 concentrically narrows the blood vessel from the outer peripheral side to the center side based on the three-dimensional blood vessel data, and when the line thinness reaches a predetermined thinness. The line is specified as the center line.
- FIG. 3 is a diagram schematically showing the center line of the blood vessel created for the three-dimensional blood vessel data.
- a center line 3b is created for the blood vessel 3a.
- the control device 102 specifies a point where the created center line branches, and determines a center line between the branch point and the branch point and a center line between the branch point and the center line being interrupted. Identifies as an individual centerline. Accordingly, the center line 3b shown in FIG. 3 is distinguished as five center lines 4a to 4e as shown in FIG. In the following processing, the center lines 4a to 4e are called center lines and are processed.
- the control device 102 identifies a protruding portion of a blood vessel that is highly likely to be an abnormal protruding region such as an aneurysm based on the created center line. For this reason, the control apparatus 102 specifies the centerline which does not have a branch point in one end as a centerline of a protrusion part. Note that the control device 102 excludes a center line whose one end is in contact with the outer periphery of the image area of the three-dimensional blood vessel data from the specific candidates even if the center line has no branch point at one end. To do.
- control device 102 excludes a center line that does not have a branch point at one end if it is a center line of a thin blood vessel that is interrupted in the middle from the specific candidate.
- the determination as to whether or not the center line of a thin blood vessel is interrupted in the middle is performed as follows.
- the control device 102 specifies the length from the branch point to the point at which the center line is interrupted as the center line length L1, the specified center line length L1, and the radius L2 from the center line to the outer periphery of the blood vessel. If the ratio is small, it is determined to be the center line of a thin blood vessel that is interrupted. For example, a value obtained by dividing the length L1 of the center line by the radius L2 from the center line to the outer periphery of the blood vessel is a center line of a thin blood vessel that is interrupted in the middle of a center line that is a predetermined threshold value or less, for example, 10 or less. It is judged and excluded.
- the distance from the center line to the blood vessel wall is calculated with respect to the entire circumferential direction of the blood vessel, and the average value is calculated as a radius L2 from the center line to the outer periphery of the blood vessel.
- the number of samples for calculating the average value that is, the number of divisions in the entire circumferential direction of the blood vessel and the distance from the center line to the blood vessel wall is determined in advance. It shall be.
- a method is considered in which the distance from the center line to the blood vessel wall is calculated in 12 directions by dividing into 12 at intervals of 30 degrees, and the average of these is calculated to obtain the radius L2 from the center line to the outer periphery of the blood vessel. It is done.
- FIG. 5 is a diagram schematically showing a method of calculating the radius L2 from the center line to the outer periphery of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data.
- the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel is calculated at each position on the center line indicated by numerals 1, 2, and 3. It is assumed that the intervals at which the positions on the center line are set are determined in advance.
- the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel at each position on the center line is on the outer periphery of the blood vessel represented by A, B,... Z, AA as shown in FIG. It is specified by calculating the distance to the point and calculating the average of these.
- the control device 102 calculates a radius L2 from the center line of the blood vessel to the outer periphery of the blood vessel by averaging the radii specified for each position on the center line.
- the blood vessel 6a, 6b, 6c, 6d whose one end of the center line is in contact with the outer periphery of the image area of the three-dimensional blood vessel data and the center line are interrupted in the middle.
- the thin blood vessel 6e is excluded from the specific candidate for the protrusion.
- the control device 102 can specify the center line of the blood vessel, that is, the center line of the protruding portion, which is highly likely to be an abnormal protruding region such as an aneurysm by the above processing.
- the center line 7a shown in FIG. 7A is identified as the center line of a blood vessel that is highly likely to be an abnormally protruding region such as an aneurysm, that is, the center line of the protruding portion by the above processing. Taking the case as an example, the following processing will be described. In the present embodiment, the process for the center line 7a will be described. However, when a plurality of center lines are specified as the center line of the protrusion in the above process, the processes described below are performed for each protrusion. It is executed for the center line of the section.
- the control apparatus 102 specifies the center line branched from the center line 7a of the protrusion.
- two of the center line 7b and the center line 7c are specified as the center lines branched from the center line 7a of the protruding portion.
- the control device 102 redefines the center line branched from the center line 7a of the protrusion as one center line, and uses it for the subsequent processing.
- the center line 7b and the center line 7c are redefined as one center line 7d as shown in FIG. 7B.
- the redefined center line 7d is called a branch center line, and is distinguished from the center line.
- the control device 102 reads out the three-dimensional blood vessel data of the region including the redefined branch center line 7d from the recording device 103. Thereby, for example, the voxel data of the blood vessel shown in FIG. 8 is read as the three-dimensional blood vessel data of the region including the branch center line 7d.
- the control device 102 uses the three-dimensional blood vessel data of the region including the branch center line 7d as the processing target voxel data, and performs a voxel data expansion process with reference to the branch center line 7d on the processing target voxel data.
- the control device 102 defines a cylindrical coordinate system with respect to the processing target voxel data, with the coordinate line from the center line to the blood vessel circumferential direction, from the center line to the blood vessel radial direction, and the center line direction.
- FIG. 9 shows cylindrical coordinates with respect to the processing target voxel data in which the circumferential direction of the blood vessel from the branch center line 7d is the x axis, the radial direction of the blood vessel from the branch center line 7d is the y axis, and the direction of the branch center line 7d is the z axis. It is the figure which showed typically the specific example at the time of defining a system
- FIG. 9A is a diagram showing a state in which the processing target voxel data is viewed from an oblique direction.
- FIG. 9B is a diagram showing a state in which the processing target voxel data is viewed from the branch center line 7d direction, that is, the z-axis direction.
- the control device 102 converts the processing target voxel data represented in the cylindrical coordinate system into the blood vessel data in the orthogonal coordinate system as shown in FIG.
- the control device 102 sets the point where the angle in the circumferential direction of the blood vessel from the branch center line 7d is 0 °, the origin of the x axis, the origin of the y axis on the branch center line 7d, and the branch center line 7d.
- the processing target voxel data is converted into blood vessel data in the orthogonal coordinate system.
- the origin of the x axis in the blood vessel data of the orthogonal coordinate system is the vector in the direction of the center line axis and the global coordinate system of the three-dimensional blood vessel data in the coordinate system inherited from the original image (hereinafter referred to as “global coordinate system”). Is defined as the cross product direction with the y-axis direction vector. At this time, when the vector in the center line axis direction matches the y-axis direction vector in the global coordinate system, the z-axis direction vector is used instead of the y-axis direction.
- FIG. 10 is a diagram schematically showing the processing target voxel data for explanation.
- FIG. 10A is a perspective view of processing target voxel data.
- FIG. 10B is a view of the processing target voxel data as viewed from a direction in which the angle in the circumferential direction of the blood vessel is 180 ° from the branch center line 7d.
- FIG. 10C is a view of the processing target voxel data as viewed from a direction in which the angle in the circumferential direction of the blood vessel is 270 ° from the branch center line 7d.
- the shape of a blood vessel in which a fan-shaped protrusion is present on the upper portion of a cylindrical blood vessel is schematically represented.
- FIG. 11 is a diagram schematically showing the result of expanding the processing target voxel data shown in FIG. 10 into the voxel data of the orthogonal coordinate system.
- the y value of the region corresponding to the fan-shaped protrusion of the processing target voxel data shown in FIG. This part also protrudes in the y-axis direction.
- FIG. 12B shows a cross-sectional view when the developed voxel data shown in FIG. 11 is cut along the cut surface 12a indicated by a broken line in FIG. Since the cut surface 12a is set at the z position including the protrusion of the developed voxel data, the protrusion appears in the y-axis direction in the cross-sectional view of FIG.
- FIG. 13B shows a cross-sectional view when the developed voxel data shown in FIG. 11 is cut along the cut surface 13a indicated by a broken line in FIG. Since the cut surface 13a is set at the z position not including the protruding portion of the developed voxel data, the protruding portion does not appear in the y-axis direction in the cross-sectional view of FIG.
- FIG. 14 is a diagram in which dimensions are attached to the processing target voxel data shown in FIG.
- subjected here is attached as an example for description, and does not represent the actual dimension correctly.
- FIG. 14A shows a cross section obtained by cutting the processing target voxel data shown in FIG. 10 along the cutting line 10a shown in FIG. 10B and the cutting line 10b shown in FIG. 10C. The state seen from the direction of the arrow attached to the cutting line 10b is shown.
- FIG. 14B is a diagram in which dimensions are given to the processing target voxel data illustrated in FIG.
- the height of the portion having a low value in the y-axis direction is equivalent to 2 mm, and the portion having a high value in the y-axis direction.
- the height corresponds to 6 mm.
- the x-coordinate value of the end point corresponds to the opening angle of the fan-shaped protrusion, the x-coordinate value of the end point from the x-coordinate value of the start point of the protrusion in the x-axis direction.
- the interval to the coordinate value corresponds to 90 °.
- the height in the y-axis direction corresponds to 2 mm.
- the width of the developed voxel data in the z-axis direction corresponds to 10 mm
- the width of the protruding portion in the z-axis direction corresponds to 5 mm.
- the control device 102 performs processing for deleting the protruding portion appearing on the expanded voxel data with respect to the expanded voxel data. Specifically, the control device 102 takes two points, ie, a start point and an end point in the branch center line 7d direction, that is, the z-axis direction, in the expanded voxel data, and performs an interpolation method such as linear interpolation on the y coordinate value between the two points. Interpolate using. As a result, the expanded voxel data shown in FIG. 11 is converted into expanded voxel data from which the protruding portion as shown in FIG. 15 is deleted.
- the control device 102 can obtain voxel data of a normal main blood vessel from which the protruding portion is deleted from the processing target voxel data by converting the expanded voxel data from which the protruding portion is deleted from the orthogonal coordinate system to the cylindrical coordinate system. .
- the control device 102 expands the processing target voxel data including the protruding portion into voxel data in the orthogonal coordinate system as shown in FIG. Thereafter, the control device 102 takes two points, the start point and the end point in the z-axis direction, in order to delete the protruding portion appearing on the expanded voxel data, and the y coordinate value between the two points. Is interpolated by linear interpolation.
- the expanded voxel data is converted into expanded voxel data from which the protruding portion shown in FIG.
- the control device 102 converts the developed voxel data from which the protrusions are deleted from the orthogonal coordinate system to the cylindrical coordinate system, thereby normally deleting the protrusions from the processing target voxel data as shown in FIG. Voxel data of main blood vessels is generated.
- the control device 102 may also create voxel data in which abnormal protrusions such as aneurysms are extracted by calculating a difference between the processing target voxel data and normal main blood vessel voxel data to obtain a difference image. it can.
- the control device 102 records the created normal main vessel voxel data and the voxel data obtained by extracting the abnormal protrusion in the recording device 103.
- the control device 102 outputs the generated normal main vessel voxel data and the extracted voxel data of the abnormal protrusion to the display device connected to the connection interface 101 automatically or based on an operation by the operator. To do. Thereby, a doctor or the like can grasp the shape of the patient's normal main blood vessel or the shape of the abnormal protrusion, and can use it for diagnosis or treatment.
- FIG. 17 is a flowchart showing a flow of processing executed by the blood vessel image processing apparatus 100 according to the present embodiment.
- the process illustrated in FIG. 17 is executed by the control apparatus 102 as a program that is activated when an operator of the blood vessel image processing apparatus 100 is instructed to execute the program.
- the control apparatus 102 it is assumed that the above-described three-dimensional blood vessel data is recorded in the recording device 103 in advance.
- step S10 the control device 102 reads out the three-dimensional blood vessel data from the recording device 103, and creates a center line passing through the center of the blood vessel as described above. Then, it progresses to step S20.
- step S20 the control device 102 specifies a protruding portion of a blood vessel that is likely to be an abnormal protruding region such as an aneurysm based on the center line by the method described above. Then, it progresses to step S30.
- step S30 as described above, the control device 102 identifies the center line branched from the center line 7a of the protrusion, and defines the branch center line using these as one center line. Thereafter, the process proceeds to step S40.
- step S40 the control device 102 sets the three-dimensional blood vessel data of the region including the branch center line as processing target voxel data.
- the control device 102 performs voxel data expansion processing on the processing target voxel data, as described above, and converts the processing target voxel data into rectangular coordinate system voxel data. Thereafter, the process proceeds to step S50.
- step S50 the control device 102 takes two points on the z-axis in the expanded voxel data, and interpolates the y coordinate value between the two points using an interpolation method such as linear interpolation. , Delete the protrusion from the expanded voxel data. Thereafter, the process proceeds to step S60.
- step S60 the control device 102 converts the expanded voxel data from which the protruding portion is deleted from the orthogonal coordinate system to the cylindrical coordinate system. Thereafter, the process ends.
- the control device 102 specifies the center line of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data representing the three-dimensional shape of the blood vessel, specifies the center line of the protruding portion of the blood vessel from the center line, and the protruding portion The center line branched from the center line was specified. Then, the control device 102 uses a cylindrical coordinate system with respect to the three-dimensional blood vessel data of the blood vessel corresponding to the branch center line as a coordinate axis with the center line to the peripheral direction of the blood vessel, the center line to the radial direction of the blood vessel, and the center line direction.
- the blood vessel data defined and expressed in the cylindrical coordinate system is converted into blood vessel data in an orthogonal coordinate system.
- the control device 102 uses the coordinate value of the radial coordinate axis in the first coordinate value of the coordinate line in the center line direction and the radial coordinate axis in the second coordinate value of the coordinate line in the center line direction. Are used to interpolate the coordinate values of the radial coordinate axes between the first coordinate value and the second coordinate value.
- the control device 102 converts the blood vessel data in the orthogonal coordinate system after the interpolation into blood vessel data in the cylindrical coordinate system.
- a protruding portion of a blood vessel such as an aneurysm can be detected by a simple process based on the center line of the blood vessel data.
- the protruding portion in the blood vessel data in the orthogonal coordinate system, the protruding portion can be deleted by interpolating the coordinate value in the radial direction of the blood vessel, so image processing for deleting the protruding portion on the blood vessel data in the cylindrical coordinate system is performed.
- the protrusion part of a blood vessel can be deleted with high precision by simple processing.
- the shape of the normal main blood vessel after the protrusion is deleted can be specified.
- the control device 102 generates the three-dimensional data of the protruding portion by calculating the difference between the three-dimensional blood vessel data and the blood vessel data in the cylindrical coordinate system after the protruding portion is deleted. Thereby, the shape of an abnormally protruding region of a blood vessel such as an aneurysm can be specified.
- the control apparatus 102 Based on the three-dimensional blood vessel data, the control apparatus 102 narrows the blood vessel concentrically from the outer peripheral side toward the center side, and when the line reaches a predetermined thin line, As specified. Thereby, the center line of the blood vessel in the three-dimensional blood vessel data can be specified with high accuracy by simple processing.
- the control device 102 specifies the branch point of the center line, and specifies the center line having no branch point at at least one end as the center line of the protruding portion of the blood vessel. Accordingly, it is possible to specify the center line of the projecting portion with high accuracy in consideration of the high possibility that the center line that is interrupted in the middle without having a branch point is the center line of the projecting portion.
- the control device 102 excludes the center line in contact with the outer periphery of the image area of the three-dimensional blood vessel data from the center line, and specifies the protruding portion of the blood vessel.
- the center line does not have a branch point at one end, if the end is in contact with the outer periphery of the image area of the three-dimensional blood vessel data, there is a high possibility that it is a normal blood vessel.
- the control device 102 specifies the length from the branch point to the point where the center line is interrupted as the length of the center line, and divides the specified center line length by the radius from the center line to the outer periphery of the blood vessel.
- the center line whose value is equal to or less than a predetermined threshold is excluded, and the protruding portion of the blood vessel is specified.
- the blood vessel image processing apparatus 100 can be modified as follows.
- the control device 102 takes two points of the start point and the end point in the z-axis direction in the developed voxel data, and uses an interpolation method such as linear interpolation for the y coordinate value between the two points.
- the protruding portion is deleted from the expanded voxel data by performing interpolation.
- the two points in the z-axis direction specified for interpolation are based on the point where the z value is smaller than the start position of the protrusion appearing on the expanded voxel data and the end position of the protrusion appearing on the expanded voxel data. If two points of a large z value are taken, the protruding portion can be deleted from the expanded voxel data. For this reason, the method of taking two points used for interpolation is not limited to the method of taking the start point and end point in the z-axis direction.
- the configuration of the blood vessel image processing apparatus 100 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 1, and may be another configuration as long as the apparatus can execute the process in the above-described embodiment.
- the blood vessel image processing apparatus 100 may not include the recording apparatus 103 and may record various data in an external storage device connected via a communication line or a wired cable.
- the display device is connected via the connection interface 101 has been described.
- the blood vessel image processing device 100 may incorporate the display device.
- the present invention is not limited to the configurations in the above-described embodiments as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired. Moreover, it is good also as a structure which combined the above-mentioned embodiment and a some modification.
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Abstract
【課題】血管の3次元画像から異常突出領域を削除すること。 【解決手段】 制御装置102は、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定し、中心線の中から血管の突出部の中心線を特定し、突出部中心線から分岐する中心線を特定する。そして、制御装置102は、分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する。制御装置102は、直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間して、補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換する。
Description
本発明は、血管画像処理装置、血管画像処理プログラム、および血管画像処理方法に関する。
次のような動脈瘤診断支援装置が知られている。この動脈瘤診断支援装置では、3次元画像データ上で脳動脈領域の内部に設定した基準点を始点として芯線データを生成し、生成した芯線データの連続性に基づいて正常脳動脈領域と脳動脈瘤領域を分離することにより脳動脈瘤を抽出する(特許文献1参照)。
脳動脈を切除するに当たっては、事前に正常な主血管の形状を正確に把握しておくことが好ましい。しかしながら、従来の動脈瘤診断支援装置では、脳動脈領域における脳動脈瘤を抽出して特定することはできるが、正常な主血管の形状を特定するための技術については、何ら検討されていなかった。
本発明の第1の態様によると、血管画像処理装置は、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定する中心線特定手段と、中心線特定手段によって特定された中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定する突出部中心線特定手段と、突出部中心線特定手段によって特定された突出部中心線から分岐する中心線を特定する分岐中心線特定手段と、分岐中心線特定手段によって特定された分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する変換手段と、変換手段によって変換された直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間する補間手段と、補間手段によって補間された後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換する逆変換手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第2の態様によると、第1の態様の血管画像処理装置において、3次元血管データと、逆変換手段によって逆変換が行われた後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手段をさらに備える。
本発明の第3の態様によると、第1または第2の態様の血管画像処理装置において、中心線特定手段は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第4の態様によると、第1から第3の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段によって特定された中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第5の態様によると、第4の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段によって特定された中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第6の態様によると、第4または第5の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第7の態様によると、血管画像処理プログラムは、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定する中心線特定手順と、中心線特定手順で特定した中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定する突出部中心線特定手順と、突出部中心線特定手順で特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定する分岐中心線特定手順と、分岐中心線特定手順で特定した分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する変換手順と、変換手順で変換した直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間する補間手順と、補間手順で補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換する逆変換手順とをコンピュータに実行させる。
本発明の第8の態様によると、第7の態様の血管画像処理プログラムにおいて、3次元血管データと、逆変換手順で逆変換を行った後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手順をさらに有する。
本発明の第9の態様によると、第7または第8の態様の血管画像処理プログラムにおいて、中心線特定手順は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第10の態様によると、第7から第9の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、中心線特定手順で特定した中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第11の態様によると、第10の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、中心線特定手順で特定した中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第12の態様によると、第10または第11の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第13の態様によると、血管画像処理方法は、中心線特定手段が、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定するステップと、突出部中心線特定手段が、中心線特定手段が特定した中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定するステップと、分岐中心線特定手段が、突出部中心線特定手段が特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定するステップと、変換手段が、分岐中心線特定手段が特定した分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換するステップと、補間手段が、変換手段が変換した直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間するステップと、逆変換手段が、補間手段で補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するステップとで構成される。
本発明の第14の態様によると、第13の態様の血管画像処理方法において、突出部データ生成手段が、3次元血管データと、逆変換手段で逆変換を行った後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成するステップをさらに有する。
本発明の第15の態様によると、第13または第14の態様の血管画像処理方法において、中心線特定手段は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第16の態様によると、第13から第15の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段が特定した中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第17の態様によると、第16の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段が特定した中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第18の態様によると、第16または第17の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第2の態様によると、第1の態様の血管画像処理装置において、3次元血管データと、逆変換手段によって逆変換が行われた後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手段をさらに備える。
本発明の第3の態様によると、第1または第2の態様の血管画像処理装置において、中心線特定手段は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第4の態様によると、第1から第3の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段によって特定された中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第5の態様によると、第4の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段によって特定された中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第6の態様によると、第4または第5の態様の血管画像処理装置において、突出部中心線特定手段は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第7の態様によると、血管画像処理プログラムは、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定する中心線特定手順と、中心線特定手順で特定した中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定する突出部中心線特定手順と、突出部中心線特定手順で特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定する分岐中心線特定手順と、分岐中心線特定手順で特定した分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する変換手順と、変換手順で変換した直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間する補間手順と、補間手順で補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換する逆変換手順とをコンピュータに実行させる。
本発明の第8の態様によると、第7の態様の血管画像処理プログラムにおいて、3次元血管データと、逆変換手順で逆変換を行った後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手順をさらに有する。
本発明の第9の態様によると、第7または第8の態様の血管画像処理プログラムにおいて、中心線特定手順は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第10の態様によると、第7から第9の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、中心線特定手順で特定した中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第11の態様によると、第10の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、中心線特定手順で特定した中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第12の態様によると、第10または第11の態様の血管画像処理プログラムにおいて、突出部中心線特定手順は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第13の態様によると、血管画像処理方法は、中心線特定手段が、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定するステップと、突出部中心線特定手段が、中心線特定手段が特定した中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定するステップと、分岐中心線特定手段が、突出部中心線特定手段が特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定するステップと、変換手段が、分岐中心線特定手段が特定した分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換するステップと、補間手段が、変換手段が変換した直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間するステップと、逆変換手段が、補間手段で補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するステップとで構成される。
本発明の第14の態様によると、第13の態様の血管画像処理方法において、突出部データ生成手段が、3次元血管データと、逆変換手段で逆変換を行った後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成するステップをさらに有する。
本発明の第15の態様によると、第13または第14の態様の血管画像処理方法において、中心線特定手段は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定する。
本発明の第16の態様によると、第13から第15の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段が特定した中心線に対して、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定する。
本発明の第17の態様によると、第16の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、中心線特定手段が特定した中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明の第18の態様によると、第16または第17の態様の血管画像処理方法において、突出部中心線特定手段は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定する。
本発明によれば、突出部中心線から分岐する中心線に対応する血管の直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間し、補間した後の直交座標系の血管データを円筒座標系の血管データに変換するようにしたので、血管から突出部を除いた正常な主血管の3次元データを生成して、正常な主血管の形状を特定することができる。
図1は、本実施の形態における血管画像処理装置100の一実施の形態の構成を示すブロック図である。血管画像処理装置100としては、例えば、血管画像を画像処理するためのプログラムがインストールされたサーバ装置やパソコン等の画像処理装置が用いられる。図1は、血管画像処理装置100としてサーバ装置を用いた場合の一実施の形態の構成を示している。血管画像処理装置100は、接続インターフェース101と、制御装置102と、記録装置103とを備えている。
接続インターフェース101は、血管画像処理装置100を他の装置や端末等の外部機器と接続するためのインターフェースである。例えば、接続インターフェース101には、血管画像処理装置100に液晶ディスプレイ等の表示装置を接続するためのインターフェースや、血管画像処理装置100をLANやインターネット等の通信回線に接続するためのインターフェースが含まれる。接続インターフェース101が血管画像処理装置100に液晶ディスプレイ等の表示装置を接続するためのインターフェースである場合は、接続インターフェース101をされたモニタに情報を出力して表示することができる。また、接続インターフェース101が血管画像処理装置100をLANやインターネット等の通信回線に接続するためのインターフェースである場合は、接続インターフェース101を介して、通信回線に接続された他の装置や機器と通信を行うことができる。
制御装置102は、CPU、メモリ、およびその他の周辺回路によって構成され、血管画像処理装置100の全体を制御する。なお、制御装置102を構成するメモリは、例えばSDRAM等の揮発性のメモリである。このメモリは、CPUがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリや、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。
記録装置103は、血管画像処理装置100が蓄える種々のデータや、制御装置102が実行するためのプログラムのデータ等を記録するための記録装置である。記録装置103としては、例えばHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等が用いられる。なお、記録装置103に記録されるプログラムのデータは、CD-ROMやDVD-ROMなどの記録媒体に記録されて提供されたり、ネットワークを介して提供される。操作者がプログラムのデータを取得して記録装置103にインストールすることによって、制御装置102がプログラムを実行できるようになる。
本実施の形態における血管画像処理装置100は、あらかじめ記録装置103に記録されている血管の3次元画像データに基づいて、血管の異常突出領域を特定し、特定した異常突出領域を除去した正常な主血管の形状を特定するための処理を行う。本実施の形態では、記録装置103には、あらかじめ脳の血管を撮影して得た3次元血管データが記録されており、脳血管疾患の一つである脳動脈瘤などの血管の異常突出領域を検出する場合の例について説明する。
記録装置103に記録される3次元血管データは、患者の診断時に撮影された画像データに基づいて生成されるものとする。一般的に、脳動脈瘤などの血管疾患の診察時には、CTA(Computed Tomography Angiography)、3D-DSA(Three-Dimensional Digital Subtraction Angiography)、MRA(Magnetic Resonance Angiography)による撮影診断が行われると、その撮影された画像は、DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)規格の画像データとして保存される。撮影診断に当たっては、撮影対象(例えば頭部)の断面が何層にも渡って撮影されるため、これらの断層画像を重ねることにより、撮影対象の3次元画像データを作成することができる。
本実施の形態では、このように撮影された撮影対象の3次元画像データの中から、血管形状のみを抽出した3次元血管データが記録装置103に記録されている。撮影対象の3次元画像データから血管形状のみを抽出した3次元血管データを作成する方法としては、例えば、以下のような方法が考えられる。
上記の断層画像には撮影対象が物質ごとに異なる濃さで映し出されているため、撮影対象の3次元画像データから、血管の濃さに対応した画素で構成される領域の画像データを抽出すれば、血管形状のみを抽出した3次元血管データを作成することができる。撮影対象の3次元画像データにおける色の濃淡は,各モダリティの撮影原理に基づき、撮影時に得られた数値の情報で決定される。例えば、CTAの場合は、X線の吸収されやすさ、すなわちX線透過率を検出して撮影を行う。X線透過率は水を0、空気を-1000としたCT値(単位:HU)で表され、この値の大きさによって色の濃淡が決まる。すなわち、CTAで撮影された撮影対象の3次元画像データでは、各画素には、X線透過率に応じて概ね-2048から+2000程度の値が割り振られている。
例えば、あらかじめ血管の濃さに対応する数値の範囲を設定しておき、この撮影対象の3次元画像データに対し、画素値が該範囲の下限値以下である画素は白、画素値が該範囲の上限値以上である画素は黒に変換するように画像処理を行う。これによって、画素値が血管の濃さに対応する数値の画素は、撮影時の色の濃さが保持され、それ以外の画素は白と黒に変換された3次元画像データを得ることができ、撮影対象の3次元画像データから血管領域を抽出することができる。ここで、血管領域を抽出するための画素値の閾値は、患者によって個人差があるため、処理実行時に患者に適した値が設定されるのが好ましい。
本実施の形態では、抽出した血管領域の内部、すなわち血管内腔をボクセルで詰めたボクセルデータを3次元血管データとして、記録装置103に記録しておくものとする。図2は、記録装置103に記録されている3次元血管データの一例を模式的に示した図である。
制御装置102は、記録装置103から3次元血管データを読み出して、血管の中心を通る中心線を作成する。3次元血管データにおいては、血管は略円筒状の形状として撮影されているため、本実施の形態では、ボクセルデータを外側から削っていき,残った中心部分のボクセルを結ぶことによって中心線を作成する。すなわち、制御装置102は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、線の細さがあらかじめ設定された所定の細さに達したときに、その線を中心線として特定する。
図3は、3次元血管データに対して作成した血管の中心線を模式的に示す図である。図3に示す例では、血管3aに対して、中心線3bが作成されている。
本実施の形態では、制御装置102は、作成した中心線が分岐する点を特定し、分岐点から分岐点までの間の中心線、及び分岐点から中心線が途切れるまでの間の中心線を個別の中心線として特定する。これにより、図3に示した中心線3bは、図4に示すように、中心線4a~4eの5本の中心線として区別される。以下の処理では、この中心線4a~4eを中心線と呼んで処理の対象とする。
制御装置102は、作成した中心線に基づいて、動脈瘤などの異常突出領域である可能性が高い血管の突出部を特定する。このために、制御装置102は、一方の端に分岐点を有さない中心線を突出部の中心線として特定する。なお、制御装置102は、一方の端に分岐点を有さない中心線であっても、その一方の端が3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線は、特定候補から除外する。また、制御装置102は、一方の端に分岐点を有さない中心線であっても、その中心線が、途中で途切れている細い血管の中心線である場合は、特定候補から除外する。途中で途切れている細い血管の中心線であるか否かの判定は次のようにして行う。
制御装置102は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さL1として特定し、特定した中心線の長さL1と、該中心線から血管の外周までの半径L2との比が小さいものは、途中で途切れている細い血管の中心線であると判定する。例えば、中心線の長さL1を中心線から血管の外周までの半径L2で割った値が、所定の閾値以下、例えば10以下である中心線を途中で途切れている細い血管の中心線であると判定して除外する。
なお、本実施の形態では、中心線上の各位置において、中心線から血管壁までの距離を血管の全円周方向に対して算出し、その平均値を中心線から血管の外周までの半径L2として特定する。このとき、平均値を算出するためのサンプル数をいくつにするか、すなわち、血管の全円周方向を何分割して、中心線から血管壁までの距離を算出するかは、あらかじめ設定されているものとする。一例としては、30度間隔で12分割して12方向について中心線から血管壁までの距離を算出し、これらの平均を算出することで中心線から血管の外周までの半径L2とする方法が考えられる。
図5は、3次元血管データに基づいて中心線から血管の外周までの半径L2を算出する方法を模式的に示した図である。本実施の形態では、図5(a)に示すように、1、2、3の数字で示されている中心線上の各位置において、中心線から血管の外周までの半径を算出する。中心線上の各位置をどのような間隔で設定するかは、あらかじめ決められているものとする。中心線上の各位置における中心線から血管の外周までの半径は、図5(b)に示すように、中心線から、A、B、・・・Z、AAで表される血管の外周上の点までの距離を算出し、これらの平均値を算出することによって特定される。制御装置102は、中心線上の各位置ごとに特定した半径を平均することにより、血管の中心線から血管の外周までの半径L2を算出する。
上記の処理により、例えば、図6に示すように、中心線の一方の端が3次元血管データの画像領域の外周に接している血管6a、6b、6c、6dと、中心線が途中で途切れている細い血管6eは、突出部の特定候補から除外される。
制御装置102は、上記の処理によって動脈瘤などの異常突出領域である可能性が高い血管の中心線、すなわち突出部の中心線を特定することができる。本実施の形態では、上記の処理によって、図7(a)に示す中心線7aが動脈瘤などの異常突出領域である可能性が高い血管の中心線、すなわち突出部の中心線であると特定された場合を例に、以下の処理について説明する。なお、本実施の形態では、中心線7aに対する処理について説明するが、上記の処理で複数の中心線が突出部の中心線として特定された場合には、以下に説明する処理は、それぞれの突出部の中心線に対して実行される。
制御装置102は、突出部の中心線7aから分岐している中心線を特定する。図7(a)に示す例では、中心線7bと中心線7cの2本が、突出部の中心線7aから分岐している中心線として特定される。制御装置102は、突出部の中心線7aから分岐している中心線を1本の中心線として定義し直し,以降の処理に使用する。これによって、中心線7bと中心線7cは、図7(b)に示すように、1本の中心線7dとして再定義される。以下の説明においては、再定義した中心線7dを分岐中心線と呼んで、上記の中心線と区別する。
制御装置102は、再定義した分岐中心線7dを含む領域の3次元血管データを記録装置103から読み出す。これにより、分岐中心線7dを含む領域の3次元血管データとして、例えば、図8に示す血管のボクセルデータが読み出される。
制御装置102は、分岐中心線7dを含む領域の3次元血管データを処理対象ボクセルデータとし、この処理対象ボクセルデータに対して、分岐中心線7dを参照したボクセルデータの展開処理を行う。ここで、ボクセルデータの展開処理について説明する。制御装置102は、処理対象ボクセルデータに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義する。図9は、処理対象ボクセルデータに対して、分岐中心線7dから血管の周方向をx軸、分岐中心線7dから血管の径方向をy軸、分岐中心線7d方向をz軸とする円筒座標系を定義した場合の具体例を模式的に示した図である。なお、図9(a)は、処理対象ボクセルデータを斜め方向から見た状態を示した図である。図9(b)は、処理対象ボクセルデータを分岐中心線7d方向、すなわちz軸方向から見た状態を示した図である。
制御装置102は、図9に示すように円筒座標系で表された処理対象ボクセルデータを、直交座標系の血管データに変換する。本実施の形態では、制御装置102は、分岐中心線7dから血管の周方向の角度が0°である点をx軸の原点、分岐中心線7d上をy軸の原点、及び分岐中心線7dの一方の端点をz軸の原点とした直交座標系に、処理対象ボクセルデータ上の各点をプロットしていくことにより、処理対象ボクセルデータを、直交座標系の血管データに変換する。これによって、円筒座標系で表された処理対象ボクセルデータを、直交座標系に展開したボクセルデータを得ることができる。なお、直交座標系の血管データにおけるx軸の原点は、元画像から引き継いだ座標系(以下、「グローバル座標系」と呼ぶ)において,中心線軸方向のベクトルと,3次元血管データのグローバル座標系のy軸方向ベクトルとの外積方向と定義する。このとき、中心線軸方向のベクトルとグローバル座標系のy軸方向ベクトルが一致する場合は、y軸方向の代わりにz軸方向ベクトルを用いる。
図10~図14を用いて、処理対象ボクセルデータを直交座標系のボクセルデータに展開する例について説明する。図10は、処理対象ボクセルデータを説明のために模式的に示した図である。図10(a)は、処理対象ボクセルデータの斜視図である。図10(b)は、処理対象ボクセルデータを分岐中心線7dから血管の周方向の角度が180°の方向から見た図である。図10(c)は、処理対象ボクセルデータを分岐中心線7dから血管の周方向の角度が270°の方向から見た図である。図10に示す処理対象ボクセルデータでは、円筒形状の血管の上部に扇状の突出部が存在している血管の形状が模式的に表されている。
図11は、図10に示した処理対象ボクセルデータを直交座標系のボクセルデータに展開した結果を模式的に示す図である。図11に示すように、直交座標系に展開した後の展開ボクセルデータでは、図10に示した処理対象ボクセルデータの扇状の突出部に対応する領域のy値が大きくなるため、展開ボクセルデータにおいてもこの部分がy軸方向に突出している。
図11に示した展開ボクセルデータを、図12(a)において破線で示した切断面12aで切断をした場合の断面図を図12(b)に示す。切断面12aは、展開ボクセルデータの突出部を含むz位置に設定されているため、図12(b)の断面図においては、y軸方向に突出部が表れている。
図11に示した展開ボクセルデータを、図13(a)において破線で示した切断面13aで切断をした場合の断面図を図13(b)に示す。切断面13aは、展開ボクセルデータの突出部を含まないz位置に設定されているため、図13(b)の断面図においては、y軸方向に突出部は表れていない。
図14は、図10に示した処理対象ボクセルデータに対して寸法を付した図である。なお、ここに付した寸法は、説明のために例として付したものであり、実際の寸法を正確に表しているものではない。図14(a)は、図10に示した処理対象ボクセルデータを、図10(b)に示す切断線10a、図10(c)に示す切断線10bで切断した場合の断面を、切断線10a、切断線10bに付した矢印方向から見た状態を示している。図14(b)は、図10(b)に示した処理対象ボクセルデータに寸法を付した図である。
図14(a)に示した寸法を加味すると、図12(b)に示す断面図においては、y軸方向の値が低い部分の高さは2mmに相当し、y軸方向の値が高い部分の高さは6mmに相当する。また、図12(b)に示す断面図において、x軸方向の値は、扇状の突出部の開き角度に対応するため、x軸方向の突出部の開始点のx座標値から終了点のx座標値までの間隔は、90°に相当する。また、図13(b)に示す断面図においては、y軸方向の高さは2mmに相当する。図14(b)に示した寸法を加味すると、図11に示した展開ボクセルデータにおいて、展開ボクセルデータのz軸方向の幅は10mmに相当し、突出部のz軸方向の幅は5mmに相当する。
制御装置102は、展開ボクセルデータに対して、展開ボクセルデータ上に現われた突出部を削除するための処理を行う。具体的には、制御装置102は、展開ボクセルデータにおいて、分岐中心線7d方向、すなわちz軸方向の始点と終点の2点をとり、この2点間のy座標値を線形補間などの補間方法を用いて補間する。これによって、図11に示した展開ボクセルデータは、図15に示すような突出部を削除した展開ボクセルデータに変換される。
制御装置102は、突出部を削除した展開ボクセルデータを、直交座標系から円筒座標系に変換することにより、処理対象ボクセルデータから突出部を削除した正常な主血管のボクセルデータを得ることができる。
上記で説明した処理対象ボクセルデータから正常な主血管のボクセルデータを生成するための画像処理の流れについて、図16に具体例を示して説明する。制御装置102は、図16(a)に示すように、突出部を含んだ処理対象ボクセルデータを、図16(b)に示すような直交座標系のボクセルデータに展開する。その後、制御装置102は、展開ボクセルデータに対して、展開ボクセルデータ上に現われた突出部を削除するために、z軸方向の始点と終点の2点をとり、この2点間のy座標値を線形補間により補間する。これによって、展開ボクセルデータは、図16(c)に示す突出部を削除した展開ボクセルデータに変換される。制御装置102は、この突出部を削除した展開ボクセルデータを、直交座標系から円筒座標系に変換することにより、図16(d)に示すような、処理対象ボクセルデータから突出部を削除した正常な主血管のボクセルデータを生成する。
制御装置102は、さらに、処理対象ボクセルデータと正常な主血管のボクセルデータとの差分を算出して差分画像を得ることにより、動脈瘤などの異常突出部を抽出したボクセルデータを作成することもできる。
制御装置102は、作成した正常な主血管のボクセルデータや異常突出部を抽出したボクセルデータを記録装置103に記録する。また、制御装置102は、作成した正常な主血管のボクセルデータや異常突出部を抽出したボクセルデータを自動的に、または操作者による操作に基づいて、接続インターフェース101に接続された表示装置に出力する。これによって、医師等は、患者の正常な主血管の形状や異常突出部の形状を把握して、診断や治療に役立てることができる。
図17は、本実施の形態における血管画像処理装置100で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図17に示す処理は、血管画像処理装置100の操作者によってプログラムの実行が指示されると起動するプログラムとして、制御装置102によって実行される。なお、図17に示す処理においては、あらかじめ上述した3次元血管データが記録装置103に記録されているものとする。
ステップS10において、制御装置102は、記録装置103から3次元血管データを読み出して、上述したように、血管の中心を通る中心線を作成する。その後、ステップS20へ進む。
ステップS20では、制御装置102は、上述した方法により、中心線に基づいて、動脈瘤などの異常突出領域である可能性が高い血管の突出部を特定する。その後、ステップS30へ進む。
ステップS30では、制御装置102は、上述したように、突出部の中心線7aから分岐している中心線を特定し、これらを1本の中心線として、分岐中心線を定義する。その後、ステップS40へ進む。
ステップS40では、制御装置102は、分岐中心線を含む領域の3次元血管データを処理対象ボクセルデータとする。制御装置102は、この処理対象ボクセルデータに対して、上述したように、ボクセルデータの展開処理を行って、直交座標系のボクセルデータに変換する。その後、ステップS50へ進む。
ステップS50では、制御装置102は、上述したように、展開ボクセルデータにおいて、z軸上に2点をとり、この2点間のy座標値を線形補間などの補間方法を用いて補間することによって、展開ボクセルデータから突出部を削除する。その後、ステップS60へ進む。
ステップS60では、制御装置102は、突出部を削除した展開ボクセルデータを、直交座標系から円筒座標系に変換する。その後、処理を終了する。
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)制御装置102は、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定し、中心線の中から血管の突出部の中心線を特定し、突出部中心線から分岐する中心線を特定するようにした。そして、制御装置102は、分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換するようにした。制御装置102は、直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間するようにした。そして、制御装置102は、補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するようにした。これによって、血管データの中心線に基づいて簡易な処理で動脈瘤などの血管の突出部を検出することができる。また、直交座標系の血管データにおいて、血管の径方向の座標値を補間することにより突出部を削除することができるため、円筒座標系の血管データ上で突出部を削除するための画像処理を行う場合と比較して、簡易な処理で精度高く血管の突出部を削除することができる。さらに、補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するようにしたので、突出部を削除した後の正常な主血管の形状を特定することができる。
(1)制御装置102は、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定し、中心線の中から血管の突出部の中心線を特定し、突出部中心線から分岐する中心線を特定するようにした。そして、制御装置102は、分岐中心線に対応する血管の3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換するようにした。制御装置102は、直交座標系の血管データにおいて、中心線方向の座標軸の第一の座標値における径方向の座標軸の座標値と、中心線方向の座標軸の第二の座標値における径方向の座標軸の座標値とを用いて、第一の座標値から第二の座標値までの間の径方向の座標軸の座標値を補間するようにした。そして、制御装置102は、補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するようにした。これによって、血管データの中心線に基づいて簡易な処理で動脈瘤などの血管の突出部を検出することができる。また、直交座標系の血管データにおいて、血管の径方向の座標値を補間することにより突出部を削除することができるため、円筒座標系の血管データ上で突出部を削除するための画像処理を行う場合と比較して、簡易な処理で精度高く血管の突出部を削除することができる。さらに、補間した後の直交座標系の血管データを、円筒座標系の血管データに変換するようにしたので、突出部を削除した後の正常な主血管の形状を特定することができる。
(2)制御装置102は、3次元血管データと、突出部を削除した後の円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、突出部の3次元データを生成するようにした。これによって、動脈瘤などの血管の異常突出領域の形状を特定することができる。
(3)制御装置102は、3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を中心線として特定するようにした。これによって、3次元血管データにおける血管の中心線を簡易な処理で精度高く特定することができる。
(4)制御装置102は、中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に分岐点がない中心線を、血管の突出部の中心線として特定するようにした。これにより、分岐点を有さずに途中で途切れている中心線は、突出部の中心線であることが高い可能性を加味して、精度高く突出部の中心線を特定することができる。
(5)制御装置102は、中心線のうち、3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、血管の突出部を特定するようにした。これによって、一方の端に分岐点を有さない中心線であっても、その端が3次元血管データの画像領域の外周に接している場合には、正常な血管である可能性が高いことを加味して、突出部の検出対象から除外することができため、正常な血管が突出部であると誤検出されることを防ぐことができる。
(6)制御装置102は、分岐点から中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、血管の突出部を特定するようにした。これによって、血管の長さに対する太さの比が小さい場合は、途中で途切れている細い血管である可能性が高いため、このような細い血管が突出部であると誤検出されることを防ぐことができる。
―変形例―
なお、上述した実施の形態の血管画像処理装置100は、以下のように変形することもできる。
(1)上述した実施の形態では、制御装置102は、展開ボクセルデータにおいて、z軸方向の始点と終点の2点をとり、この2点間のy座標値を線形補間などの補間方法を用いて補間することによって、展開ボクセルデータから突出部を削除する例について説明した。しかしながら、補間のために特定するz軸方向の2点は、展開ボクセルデータ上に現われた突出部の開始位置よりもz値が小さい点と、展開ボクセルデータ上に現われた突出部の終了位置よりもz値が大きい点の2点をとれば、展開ボクセルデータから突出部を削除することができる。このため、補間に用いる2点の取り方は、z軸方向の始点と終点を取る方法に限定されるものではない。
なお、上述した実施の形態の血管画像処理装置100は、以下のように変形することもできる。
(1)上述した実施の形態では、制御装置102は、展開ボクセルデータにおいて、z軸方向の始点と終点の2点をとり、この2点間のy座標値を線形補間などの補間方法を用いて補間することによって、展開ボクセルデータから突出部を削除する例について説明した。しかしながら、補間のために特定するz軸方向の2点は、展開ボクセルデータ上に現われた突出部の開始位置よりもz値が小さい点と、展開ボクセルデータ上に現われた突出部の終了位置よりもz値が大きい点の2点をとれば、展開ボクセルデータから突出部を削除することができる。このため、補間に用いる2点の取り方は、z軸方向の始点と終点を取る方法に限定されるものではない。
(2)上述した実施の形態では、血管画像処理装置100として図1に示した構成のサーバ装置を用いる例について説明した。しかしながら、血管画像処理装置100の構成は、図1に示した構成に限定されず、上述した実施の形態における処理を実行することができる装置であれば、他の構成であってもよい。例えば、血管画像処理装置100は、記録装置103を備えず、通信回線や有線ケーブルなどを介して接続される外部ストレージ機器に、種々のデータを記録するようにしてもよい。また、上述した実施の形態では、表示装置は、接続インターフェース101を介して接続される例について説明したが、血管画像処理装置100が表示装置を内蔵するようにしてもよい。
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願2015年第137485号(2015年7月9日出願)
日本国特許出願2015年第137485号(2015年7月9日出願)
100 血管画像処理装置
101 接続インターフェース
102 制御装置
103 記録装置
101 接続インターフェース
102 制御装置
103 記録装置
Claims (18)
- 血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定する中心線特定手段と、
前記中心線特定手段によって特定された前記中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定する突出部中心線特定手段と、
前記突出部中心線特定手段によって特定された突出部中心線から分岐する中心線を特定する分岐中心線特定手段と、
前記分岐中心線特定手段によって特定された分岐中心線に対応する血管の前記3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記直交座標系の血管データにおいて、前記中心線方向の座標軸の第一の座標値における前記径方向の座標軸の座標値と、前記中心線方向の座標軸の第二の座標値における前記径方向の座標軸の座標値とを用いて、前記第一の座標値から前記第二の座標値までの間の前記径方向の座標軸の座標値を補間する補間手段と、
前記補間手段によって補間された後の前記直交座標系の血管データを、前記円筒座標系の血管データに変換する逆変換手段とを備えることを特徴とする血管画像処理装置。 - 請求項1に記載の血管画像処理装置において、
前記3次元血管データと、前記逆変換手段によって逆変換が行われた後の前記円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、前記突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手段をさらに備えることを特徴とする血管画像処理装置。 - 請求項1または2に記載の血管画像処理装置において、
前記中心線特定手段は、前記3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を前記中心線として特定することを特徴とする血管画像処理装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の血管画像処理装置において、
前記突出部中心線特定手段は、前記中心線特定手段によって特定された前記中心線に対して、前記中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に前記分岐点がない中心線を、前記血管の突出部の中心線として特定することを特徴とする血管画像処理装置。 - 請求項4に記載の血管画像処理装置において、
前記突出部中心線特定手段は、前記中心線特定手段によって特定された前記中心線のうち、前記3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理装置。 - 請求項4または5に記載の血管画像処理装置において、
前記突出部中心線特定手段は、前記分岐点から前記中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、前記中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理装置。 - 血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定する中心線特定手順と、
前記中心線特定手順で特定した前記中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定する突出部中心線特定手順と、
前記突出部中心線特定手順で特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定する分岐中心線特定手順と、
前記分岐中心線特定手順で特定した分岐中心線に対応する血管の前記3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換する変換手順と、
前記変換手順で変換した前記直交座標系の血管データにおいて、前記中心線方向の座標軸の第一の座標値における前記径方向の座標軸の座標値と、前記中心線方向の座標軸の第二の座標値における前記径方向の座標軸の座標値とを用いて、前記第一の座標値から前記第二の座標値までの間の前記径方向の座標軸の座標値を補間する補間手順と、
前記補間手順で補間した後の前記直交座標系の血管データを、前記円筒座標系の血管データに変換する逆変換手順とをコンピュータに実行させるための血管画像処理プログラム。 - 請求項7に記載の血管画像処理プログラムにおいて、
前記3次元血管データと、前記逆変換手順で逆変換を行った後の前記円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、前記突出部の3次元データを生成する突出部データ生成手順をさらに有することを特徴とする血管画像処理プログラム。 - 請求項7または8に記載の血管画像処理プログラムにおいて、
前記中心線特定手順は、前記3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を前記中心線として特定することを特徴とする血管画像処理プログラム。 - 請求項7~9のいずれか一項に記載の血管画像処理プログラムにおいて、
前記突出部中心線特定手順は、前記中心線特定手順で特定した前記中心線に対して、前記中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に前記分岐点がない中心線を、前記血管の突出部の中心線として特定することを特徴とする血管画像処理プログラム。 - 請求項10に記載の血管画像処理プログラムにおいて、
前記突出部中心線特定手順は、前記中心線特定手順で特定した前記中心線のうち、前記3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理プログラム。 - 請求項10または11に記載の血管画像処理プログラムにおいて、
前記突出部中心線特定手順は、前記分岐点から前記中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、前記中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理プログラム。 - 中心線特定手段が、血管の3次元形状を表した3次元血管データに基づいて、血管の中心線を特定するステップと、
突出部中心線特定手段が、前記中心線特定手段が特定した前記中心線の中から、血管の突出部の中心線を特定するステップと、
分岐中心線特定手段が、前記突出部中心線特定手段が特定した突出部中心線から分岐する中心線を特定するステップと、
変換手段が、前記分岐中心線特定手段が特定した分岐中心線に対応する血管の前記3次元血管データに対して、中心線から血管の周方向、中心線から血管の径方向、中心線方向を座標軸とした円筒座標系を定義し、該円筒座標系で表された血管データを、直交座標系の血管データに変換するステップと、
補間手段が、前記変換手段が変換した前記直交座標系の血管データにおいて、前記中心線方向の座標軸の第一の座標値における前記径方向の座標軸の座標値と、前記中心線方向の座標軸の第二の座標値における前記径方向の座標軸の座標値とを用いて、前記第一の座標値から前記第二の座標値までの間の前記径方向の座標軸の座標値を補間するステップと、
逆変換手段が、前記補間手段で補間した後の前記直交座標系の血管データを、前記円筒座標系の血管データに変換するステップとで構成される血管画像処理方法。 - 請求項13に記載の血管画像処理方法において、
突出部データ生成手段が、前記3次元血管データと、前記逆変換手段で逆変換を行った後の前記円筒座標系の血管データとの差分を算出することにより、前記突出部の3次元データを生成するステップをさらに有することを特徴とする血管画像処理方法。 - 請求項13または14に記載の血管画像処理方法において、
前記中心線特定手段は、前記3次元血管データに基づいて、血管を外周側から中心側に向けて同心円状に細めていき、所定の細さの線に達したときに、該線を前記中心線として特定することを特徴とする血管画像処理方法。 - 請求項13~15のいずれか一項に記載の血管画像処理方法において、
前記突出部中心線特定手段は、前記中心線特定手段が特定した前記中心線に対して、前記中心線の分岐点を特定し、少なくとも一方の端に前記分岐点がない中心線を、前記血管の突出部の中心線として特定することを特徴とする血管画像処理方法。 - 請求項16に記載の血管画像処理方法において、
前記突出部中心線特定手段は、前記中心線特定手段が特定した前記中心線のうち、前記3次元血管データの画像領域の外周に接している中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理方法。 - 請求項16または17に記載の血管画像処理方法において、
前記突出部中心線特定手段は、前記分岐点から前記中心線が途切れる点までの長さを中心線の長さとして特定し、特定した中心線の長さを、前記中心線から血管の外周までの半径で割った値が、所定の閾値以下である中心線を除外して、前記血管の突出部を特定することを特徴とする血管画像処理方法。
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