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CEREBRAL BLOOD VESSEL EXTRACTION PROGRAM IN MRA IMAGE AND APPARATUS THEREFOR commons

Patent code P140010751
File No. 01-AD
Posted date Jul 10, 2014
Application number P2001-217183
Publication number P2003-024300A
Patent number P3577512
Date of filing Jul 17, 2001
Date of publication of application Jan 28, 2003
Date of registration Jul 23, 2004
Inventor
  • (In Japanese)江本 浩
  • (In Japanese)藤井 哲也
  • (In Japanese)松本 伸子
  • (In Japanese)周郷 延雄
  • (In Japanese)御任 明利
  • (In Japanese)柴田 家門
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人情報通信研究機構
Title CEREBRAL BLOOD VESSEL EXTRACTION PROGRAM IN MRA IMAGE AND APPARATUS THEREFOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cerebral blood vessel extraction program capable of extracting the accurate three-dimensional structure data high in anti-noise properties of the center line of a cerebral blood vessel by utilizing an MRA image, and an apparatus therefor.
SOLUTION: A slice is searched from the vicinity of a neck part to a head top part to calculate the blood vessel region start point of an artery and a blood vessel region is searched on the slice from the start point by a region expansion method and the center line of the cerebral blood vessel is extracted by tracking the center-of-gravity point of the searched blood vessel region. By this constitution, the extraction of the blood vessel region from the MRA image of the whole of the head is completed. Next, as the treatment of an unnecessary blood vessel due to the effect of noise, or the like, the unification of the center line and the removal of a short branch line are performed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、コンピュータの性能向上により脳外科手術支援のためのシミュレーションシステムの研究が盛んに行われ、またその有用性が報告されている。しかし、現在報告されているものの多くは、患部または脳組織の形状や大きさを3次元表示しており、患部周辺の組織、血管を選択的に表示可能なシステムを提供していない。
しかし、脳外科手術の術前計画における最適な手術経路の決定等には、頭表から患部の間に存在する軟部組織及び血管の名称情報、患部から注目する組織までの距離の情報、及び脳血管の3次元構造情報が必要である。

そこで、MRI(核磁気共鳴画像)装置を用いて作成したMRA画像を用い、脳血管の3次元構造情報を抽出する手法が試みられている。
この手法では、画像処理を行うアルゴリズムがいくつか提案されてきたが、従来の手法では、ノイズを多く含むMRA画像においてひげのように枝分かれしてしまう短小分岐線や、本来1本の直線であるものが複数の芯線として抽出されてしまうことが多く、十分にその効果を発揮できない状況であった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は頭部MRA画像に画像処理を施し、正確な脳血管芯線の3次元構造情報が抽出可能な脳血管抽出プログラム及びその装置に関するものである。特に、脳血管抽出時におけるノイズの影響を最小限に抑える技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
頭部MRA画像から、脳血管芯線の3次元構造情報を抽出する脳血管抽出プログラムであって、
該プログラムが、
頚部に近い頭部MRA画像から、身長方向に対し垂直な複数のスライスである頭部断面画像を用いる構成において、
1-1:指定された血管領域検索開始点を含む該頭部断面画像スライスから、該スライスの血管領域の濃度ヒストグラムにおいて、しきい値候補値を漸次下げることで抽出される領域の面積が急激に増加する直前の該しきい値候補値をしきい値とするステップ、
1-2:該しきい値を用いて領域を抽出し、血管領域とするステップ、
1-3:現在の頭部断面画像スライスに隣接する次探索スライスに、前のステップで抽出された血管領域を投影すると共に、該投影された領域内で最大濃度値を持つピクセルを次探索スライスにおける抽出開始位置とするステップ、
1-4:該投影された範囲内で上記しきい値以上の値を持つピクセルを探索するステップ、
1-5:該探索されたピクセルのうち、投影された範囲内に存在し、かつ、すでに抽出された領域に含まれていない場合に、当該ピクセルを分岐点として分岐点テーブルに追加するステップ、
1-6:次探索スライスの替わりに次探索スライスとは反対方向に隣接したスライスについても上記1-3ないし1-5ステップの各処理を行うステップ
の1-1ないし1-6の各ステップから成る頭部MRA画像上での血管領域の自動探索を行う1:血管領域探索ステップと、
該血管領域探索ステップにおいて探索された血管領域を、所定の向きで順次追跡し、各血管領域の重心点及び分岐点の位置に係る血管領域情報を獲得する2:血管領域情報獲得ステップと、
該血管領域情報から血管の芯線を抽出する3:芯線抽出ステップと
の各ステップを含むと共に、
3:芯線抽出ステップによって抽出された複数の芯線のうち、直線上にある点列を1本の芯線に統合する4:芯線統合化ステップと、
該芯線抽出ステップによって抽出された芯線のうち、長さが所定の長さ以下であり、かつ所定の画像範囲内に端点を含む芯線を除去する5:短小分岐線除去ステップと
を有し、
脳血管芯線の3次元構造情報を出力することを特徴とする脳血管抽出プログラム。

【請求項2】
 
頭部MRA画像から、脳血管芯線の3次元構造情報を抽出する脳血管抽出装置であって、
該装置が、
頭部MRA画像を装置内に入力する画像入力手段と、
頚部に近い頭部MRA画像上で、血管領域検索開始点を指定する開始点指定手段と、
a:指定された血管領域検索開始点を含む該頭部断面画像スライスから、該スライスの血管領域の濃度ヒストグラムにおいて、しきい値候補値を漸次下げることで抽出される領域の面積が急激に増加する直前の該しきい値候補値をしきい値とする処理、
b:該しきい値を用いて領域を抽出し、血管領域とする処理、
c:現在の頭部断面画像スライスに隣接する次探索スライスに、前の処理で抽出された血管領域を投影すると共に、該投影された領域内で最大濃度値を持つピクセルを次探索スライスにおける抽出開始位置とする処理、
d:該投影された範囲内で上記しきい値以上の値を持つピクセルを探索する処理、
e:該探索されたピクセルのうち、投影された範囲内に存在し、かつ、すでに抽出された領域に含まれていない場合に、当該ピクセルを分岐点として分岐点テーブルに追加する処理、
f:次探索スライスの替わりに次探索スライスとは反対方向に隣接したスライスについても上記cないしeの各処理を行う処理
のa~fの各処理を行う血管領域探索手段と、
該血管領域探索手段において探索された血管領域を、所定の向きで順次追跡し、各血管領域の重心点及び分岐点の位置に係る血管領域情報を獲得する血管領域情報獲得手段と、
該血管領域情報から血管の芯線を抽出する芯線抽出手段と
を含む構成であると共に、
該芯線抽出手段によって抽出された複数の芯線のうち、直線上にある点列を1本の芯線に統合する芯線統合化手段と
該芯線抽出手段によって抽出された芯線のうち、長さが所定の長さ以下であり、かつ所定の画像範囲内に端点を含む芯線を除去する短小分岐線除去手段と
上記各手段によって形成された脳血管芯線の3次元構造情報を出力する情報出力手段と
を備えることを特徴とする脳血管抽出装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001217183thum.jpg
State of application right Registered
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