JP2007037906A - Abnormal shadow candidate detecting system - Google Patents

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Hitoshi Futamura
仁 二村
Mamoru Umeki
守 梅木
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system improving a detection accuracy by suppressing the number of false positives when detecting an abnormal shadow candidate of tumor shadow, shortening a processing time when detecting the abnormal shadow candidate, and allowing a doctor to temporally understand the progress state (curing trend) of an affected part (tumor). <P>SOLUTION: An image processing device sets a first smoothing filter and a second smoothing filter to be applied to a newly inputted medical image based on information indicating the dimension of the tumor shadow, being the detection object when previously detecting the abnormal shadow candidate, and the abnormal shadow candidate detecting result stored in a detection result storage part 251 of a storage part 25 associated with patient information of a same patient to the inputted medical image, extracts the detection object region of the abnormal shadow candidate from the inputted medical image using the set first smoothing filer and second smoothing filter, and detects the abnormal shadow candidate of the extracted detection object region in the medical image. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、医用画像から異常陰影候補を検出する異常陰影候補検出システムに関する。   The present invention relates to an abnormal shadow candidate detection system that detects an abnormal shadow candidate from a medical image.

医療の分野においては、医用画像のデジタル化が実現され、CR(Computed Radiography)装置等により生成された医用画像データをモニタに表示し、このモニタに表示された医用画像を医師が読影して、病変部の状態や経時変化を観察して診断を行っている。   In the medical field, digitalization of medical images is realized, medical image data generated by a CR (Computed Radiography) device or the like is displayed on a monitor, and a doctor interprets the medical image displayed on the monitor, Diagnosis is made by observing the state of the lesion and changes over time.

従来、このような医師の読影に対する負担軽減を目的として、上記医用画像データを画像処理することにより、画像上に現れた病変部の陰影を異常陰影候補として自動的に検出するコンピュータ診断支援装置(Computer-Aided Diagnosis;以下、CADという。)と呼ばれる異常陰影候補検出装置が開発されている。   Conventionally, for the purpose of reducing the burden on doctors' interpretation, computer diagnostic support apparatus that automatically detects the shadow of a lesion appearing on an image as an abnormal shadow candidate by performing image processing on the medical image data ( An abnormal shadow candidate detection device called Computer-Aided Diagnosis (hereinafter referred to as CAD) has been developed.

病変部の陰影は、特徴的な濃度分布を有することが多く、CADは、このような濃度特性に基づいて病変部と推測される画像領域を異常陰影候補領域として検出するものである。   The shadow of a lesion often has a characteristic density distribution, and the CAD detects an image area estimated as a lesion based on such density characteristics as an abnormal shadow candidate area.

上記CADでは、検出目的とする病変の種類に応じて様々な検出アルゴリズムが開発されており、腫瘤陰影の検出に最適なアルゴリズムとしてはアイリスフィルタを用いた手法等が提案されている。また、微小石灰化クラスタ陰影の検出に最適なアルゴリズムとしてはモルフォルジーフィルタを用いた手法等が提案されている。   In the CAD, various detection algorithms have been developed according to the type of lesion to be detected, and a method using an iris filter has been proposed as an optimal algorithm for detecting a shadow of a tumor. In addition, a method using a morphological filter has been proposed as an optimal algorithm for detecting a microcalcification cluster shadow.

ところで、異常陰影候補の検出は、画像全体を1画素ごとに演算処理するため非常に時間がかかるという問題があった。また、病変部でないノイズや正常組織の領域を異常陰影として検出してしまうといった問題があった。   By the way, the detection of the abnormal shadow candidate has a problem that it takes a very long time because the entire image is processed for each pixel. In addition, there is a problem that noise or non-lesional areas are detected as abnormal shadows.

そこで、例えば、特許文献1においては、同一撮影部位に複数種類の異常陰影検出目的が存在する場合、検出目的に応じて異常陰影候補検出アルゴリズムを1つ若しくは複数選択するアルゴリズム選択手段を備え、医師が必要とするアルゴリズムのみを選択できるようにすることで、処理時間を短縮する技術が記載されている。また、特許文献2においては、医師が異常陰影候補の存在領域についてある程度の予測がある場合や、過去に取得された画像等他の画像において異常陰影候補が検出されていた場合等に、その領域のみを指定して異常陰影候補検出アルゴリズムをかける技術が記載されている。
特開2002−112986号公報 特開2001−346787号公報
Therefore, for example, in Patent Document 1, when a plurality of types of abnormal shadow detection purposes exist in the same imaging region, an algorithm selection unit that selects one or a plurality of abnormal shadow candidate detection algorithms according to the detection purpose is provided. Describes a technique for shortening the processing time by making it possible to select only the algorithms required by. Further, in Patent Document 2, when a doctor has a certain degree of prediction regarding the existence region of an abnormal shadow candidate, or when an abnormal shadow candidate is detected in another image such as an image acquired in the past, the region is used. A technique is described in which an abnormal shadow candidate detection algorithm is applied by designating only.
JP 2002-112986 A JP 2001-346787 A

しかしながら、特許文献1においては、選択された異常陰影候補検出アルゴリズムを用いて画像全体を1画素ごとに演算処理するので、複数の必要のない異常陰影候補検出アルゴリズムを用いる場合に比べれば処理時間は短縮できるが、依然として画像全体を探索するため処理時間がかかり、病変部でないノイズや正常組織の領域を異常陰影として検出してしまうといった問題があった。また、特許文献2においては、医師が予測する領域以外、或いは過去に検出された領域以外の領域に異常陰影があったとしても検出されないという問題があった。また、指定された領域内では1画素ごとに演算処理するので、探索領域を限定しても、病変部でないノイズや正常組織の領域を異常陰影として検出してしまう可能性があった。   However, in Patent Document 1, since the entire image is calculated for each pixel using the selected abnormal shadow candidate detection algorithm, the processing time is shorter than when a plurality of unnecessary abnormal shadow candidate detection algorithms are used. Although it can be shortened, it still takes a long time to search the entire image, and there is a problem that a non-lesional noise or a normal tissue region is detected as an abnormal shadow. Moreover, in patent document 2, even if there was an abnormal shadow in the area | regions other than the area | region which a doctor estimated, or the area | region detected in the past, there existed a problem that it was not detected. In addition, since calculation processing is performed for each pixel in the designated area, there is a possibility that noise or a normal tissue area that is not a lesion is detected as an abnormal shadow even if the search area is limited.

本発明の課題は、腫瘤陰影を対象とした異常陰影候補検出時の偽陽性数を抑制し検出精度を向上させるとともに、異常陰影候補検出時の処理時間の短縮を図り、更に、医師が経時での病変部(腫瘤)の進行状況(治癒動向)を早期に把握可能なシステムを提供することである。   An object of the present invention is to suppress the number of false positives when detecting an abnormal shadow candidate for a mass shadow and improve the detection accuracy, reduce the processing time when detecting an abnormal shadow candidate, and It is to provide a system that can quickly grasp the progress (healing trend) of a lesion (tumor) of a patient.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の異常陰影候補検出システムは、
入力された医用画像から検出すべき腫瘤陰影の大きさに対応する第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを設定するフィルタ設定手段と、
前記設定された第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを用いて、前記入力された医用画像から前記検出すべき腫瘤陰影の大きさをもつ異常陰影候補の検出対象領域を抽出する抽出手段と、
前記入力された医用画像における前記抽出された検出対象領域に対し、異常陰影候補の検出を行う異常陰影候補検出手段と、
前記医用画像の被写体となった患者の患者情報、前記検出対象となった腫瘤陰影の大きさに関する情報及び前記医用画像の異常陰影候補検出結果を対応付けて記憶する記憶手段と、を備え、
前記フィルタ設定手段は、前記医用画像の被写体となった患者と同一の患者を被写体とした医用画像が新たに入力された際に、前記記憶手段において前記患者の患者情報と対応付けて記憶されている、前回の異常陰影候補検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報及びその異常陰影候補検出結果に基づいて、前記新たに入力された医用画像に適用する前記第1の平滑化フィルタ及び前記第2の平滑化フィルタを設定することを特徴としている。
In order to solve the above problem, the abnormal shadow candidate detection system of the invention according to claim 1 comprises:
Filter setting means for setting a first smoothing filter and a second smoothing filter corresponding to the size of the mass shadow to be detected from the input medical image;
Extraction using the set first smoothing filter and second smoothing filter to extract a detection target region of an abnormal shadow candidate having the size of the tumor shadow to be detected from the input medical image Means,
An abnormal shadow candidate detecting means for detecting an abnormal shadow candidate for the extracted detection target area in the input medical image;
Storage means for associating and storing patient information of a patient who is a subject of the medical image, information regarding the size of a tumor shadow that is the detection target, and an abnormal shadow candidate detection result of the medical image,
The filter setting means is stored in association with the patient information of the patient in the storage means when a medical image having the same patient as the subject as the subject of the medical image is newly input. The first smoothing filter to be applied to the newly input medical image based on the information about the size of the tumor shadow that was detected at the time of the previous abnormal shadow candidate detection and the abnormal shadow candidate detection result; The second smoothing filter is set.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記入力された医用画像は、濃度を示す画素値からなり、
前記第1の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが前記検出すべき病変部の最小の大きさに対応するものであり、
前記第2の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが前記検出すべき病変部の最大の大きさに対応するものであり、
前記抽出手段は、前記第1の平滑化フィルタを用いて、前記入力された医用画像において前記検出すべき腫瘤陰影より小さく、かつ周囲に比べて低濃度の領域を平滑化することにより第1平滑化画像を生成し、前記第2の平滑化フィルタを用いて、前記第1平滑化画像において前記検出すべき腫瘤陰影の大きさをもち、かつ周囲に比べて低濃度の領域を平滑化することにより第2平滑化画像を生成し、前記第1平滑化画像と前記第2平滑化画像の対応する画素の画素値の差分をとることにより、前記異常陰影候補の検出対象領域を抽出することを特徴としている。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The input medical image is composed of pixel values indicating density,
The first smoothing filter has a mask size corresponding to a minimum size of the lesion to be detected;
The second smoothing filter has a mask size corresponding to a maximum size of the lesion to be detected;
The extraction means uses the first smoothing filter to smooth a region having a density lower than the mass shadow to be detected in the input medical image and having a lower density than the surrounding area. A smoothed image is generated, and the second smoothing filter is used to smooth a region having a tumor shadow size to be detected in the first smoothed image and having a lower density than the surrounding area. Generating a second smoothed image, and extracting a detection target region of the abnormal shadow candidate by calculating a difference between pixel values of corresponding pixels of the first smoothed image and the second smoothed image. It is a feature.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記フィルタ設定手段は、前回の異常陰影候補検出の結果、異常陰影候補が検出されていなかった場合、前回設定したものと同一マスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものと同一マスクサイズの第2の平滑化フィルタを設定することを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
When the abnormal shadow candidate has not been detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the filter setting means includes the first smoothing filter having the same mask size as the previous setting and the same mask size as the previous setting. The second smoothing filter is set.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記フィルタ設定手段は、前回の異常陰影候補検出の結果、腫瘤陰影が検出された場合、前回設定したものよりマスクサイズの大きい第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものよりマスクサイズの大きい第2の平滑化フィルタを設定することを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2,
When a tumor shadow is detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the filter setting means includes a first smoothing filter having a mask size larger than the previous setting and a second smoothing filter having a mask size larger than the previous setting. A smoothing filter is set.

請求項1、2に記載の発明によれば、医用画像における異常陰影候補の検出対象領域を、検出すべき腫瘤陰影の大きさに応じて限定することができるので、腫瘤陰影を対象とした異常候補検出時の偽陽性数(FP(fault Positive)数)を抑制することができ、検出精度を向上させることができるとともに、腫瘤陰影を対象とした異常陰影候補検出時の処理時間の短縮を図ることが可能となる。また、以前に同一患者を被写体として腫瘤陰影を対象とした異常陰影候補の検出を行ったことがあれば、前回の異常陰影候補検出結果に応じて、新たな医用画像に適用する第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを自動的に設定するので、前回の異常陰影候補検出結果に応じた効率的な異常陰影候補検出を行うことが可能となるとともに、医師が経時での病変部(腫瘤)の進行状況(治癒動向)を早期に把握することが可能となる。   According to the first and second aspects of the present invention, the detection target region of the abnormal shadow candidate in the medical image can be limited according to the size of the tumor shadow to be detected. The number of false positives (FP (fault positive) number) at the time of candidate detection can be suppressed, the detection accuracy can be improved, and the processing time at the time of detecting an abnormal shadow candidate for a tumor shadow can be shortened. It becomes possible. In addition, if an abnormal shadow candidate has been previously detected for a tumor shadow with the same patient as a subject, the first smoothing applied to a new medical image according to the previous abnormal shadow candidate detection result. Since the normalization filter and the second smoothing filter are automatically set, it is possible to perform efficient abnormal shadow candidate detection according to the previous abnormal shadow candidate detection result, and the doctor can change the lesion part over time. It is possible to grasp the progress (healing trend) of the (tumor) at an early stage.

請求項3に記載の発明によれば、前回の異常陰影候補検出の結果、異常陰影候補が検出されていなかった場合、前回設定したものと同一マスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものと同一マスクサイズの第2の平滑化フィルタを自動的に設定するので、医師は、今回の異常陰影候補検出結果を前回のものと比べることにより、腫瘤の病状が前回の検出時から進行しているか否かを容易に認識することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, when the abnormal shadow candidate is not detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the first smoothing filter having the same mask size as that set last time and the previous one are set. Since the second smoothing filter with the same mask size as the one is automatically set, the doctor can compare the current abnormal shadow candidate detection result with the previous one so that the pathology of the tumor progresses from the previous detection. It is possible to easily recognize whether or not

請求項4に記載の発明によれば、前回の異常陰影候補検出の結果、異常陰影候補が検出された場合、前回設定したものよりマスクサイズの大きい第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものよりマスクサイズの大きい第2の平滑化フィルタを自動的に設定するので、医師は、今回の異常陰影候補検出結果を前回のものと比べることにより、腫瘤の病状が前回の検出時から進行しているか否かを容易に認識することが可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, when an abnormal shadow candidate is detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the first smoothing filter having a mask size larger than the previous setting and the previous setting are used. Since the second smoothing filter with a large mask size is automatically set, the doctor compares the abnormal shadow candidate detection result of this time with the previous one, so that the pathology of the tumor has progressed since the previous detection. It becomes possible to easily recognize whether or not.

まず、本実施の形態の構成について説明する。
図1に、本実施の形態における医用画像システム100の全体構成を示す。図1に示すように、医用画像システム100は、医用画像を生成し、生成した医用画像から異常陰影候補を検出する異常陰影候補検出システムであり、画像生成装置1、画像処理装置2等がネットワークNを介して、相互にデータ送受信可能なように接続されて構成されている。
First, the configuration of the present embodiment will be described.
FIG. 1 shows an overall configuration of a medical image system 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a medical image system 100 is a abnormal shadow candidate detection system that generates a medical image and detects an abnormal shadow candidate from the generated medical image. The image generation device 1, the image processing device 2, and the like are connected to a network. N is connected so as to be able to transmit and receive data to and from each other.

なお、本実施の形態では、画像生成装置1と画像処理装置2とがネットワーク接続された例を説明するが、これに限らず、直接有線接続されたシステム構成であってもよい。また、各装置の台数及び設置場所は特に限定されない。更に、医用画像システム100には、画像生成装置1で生成された医用画像の画像データを保存、管理するサーバ、画像処理装置2における異常陰影候補の検出結果及び処理済み画像の表示出力を行うモニタ、画像処理装置2における異常陰影候補の検出結果及び処理済み画像のフィルム出力を行うフィルム出力装置等が接続された構成としてもよい。   In the present embodiment, an example in which the image generation apparatus 1 and the image processing apparatus 2 are connected via a network will be described. However, the present invention is not limited to this, and a system configuration in which a direct wired connection may be used. Further, the number and installation location of each device are not particularly limited. The medical image system 100 further includes a server that stores and manages the image data of the medical image generated by the image generation apparatus 1, and a monitor that performs display output of the detection result of the abnormal shadow candidate and the processed image in the image processing apparatus 2. Further, a detection result of abnormal shadow candidates in the image processing device 2 and a film output device that outputs a film of the processed image may be connected.

ネットワークNは、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)、インターネット等の様々な回線形態を適用可能である。なお、病院等の医療機関内で許可されるのであれば、無線通信や赤外線通信であってもよいが、重要な患者情報を含むため、送受信される情報は暗号化することが好ましい。   As the network N, various line forms such as a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), and the Internet can be applied. Note that wireless communication or infrared communication may be used as long as it is permitted within a medical institution such as a hospital. However, since important patient information is included, it is preferable to encrypt information to be transmitted and received.

画像生成装置1は、例えば、CR(Computed Radiography)、FPD(Flat Panel Detector)、CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)等のモダリティから構成され、人体を撮影し、撮影した画像をデジタル変換して、医用画像の画像データを生成する装置である。本実施の形態においては、画像生成装置1は、乳房の放射線撮影を行い、乳房画像の画像データを生成するものとして説明する。なお、画像生成装置1は、乳房画像に対して、画像付帯情報(以下、付帯情報と称する)を入力させたり、自動生成したりすることができる。画像生成装置1は、生成された乳房画像の画像データとともにその付帯情報を画像データのヘッダ情報としてネットワークNを介して画像処理装置2へ出力するものとする。   The image generation apparatus 1 is composed of modalities such as CR (Computed Radiography), FPD (Flat Panel Detector), CT (Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging), and the like. It is an apparatus that generates image data of medical images after conversion. In the present embodiment, description will be made assuming that the image generation apparatus 1 performs radiation imaging of a breast and generates image data of a breast image. Note that the image generation apparatus 1 can input or automatically generate image supplementary information (hereinafter referred to as supplementary information) for a breast image. The image generation apparatus 1 outputs the accompanying information along with the generated image data of the breast image to the image processing apparatus 2 via the network N as header information of the image data.

乳房画像の付帯情報としては、例えば、撮影された患者の患者氏名、患者ID、年齢、性別等の患者に関する患者情報、撮影日、検査ID、撮影部位、撮影条件(左右の乳房の区別、撮影方向等)、画像生成装置(モダリティ種)情報等の撮影情報が含まれる。   The incidental information of the breast image includes, for example, the patient name, patient ID, age, sex, etc. of the patient who has been imaged, patient information about the patient, imaging date, examination ID, imaging location, imaging conditions (distinguish left and right breasts, imaging Shooting information such as image generation device (modality type) information.

画像処理装置2は、画像生成装置1から供給される画像データに対し異常陰影候補検出処理を施す異常陰影候補検出装置である。   The image processing apparatus 2 is an abnormal shadow candidate detection apparatus that performs an abnormal shadow candidate detection process on the image data supplied from the image generation apparatus 1.

以下、画像処理装置2の内部構成について説明する。
図2に、画像処理装置2の機能的構成を示す。図2に示すように、画像処理装置2は、CPU21、操作部22、表示部23、RAM24、記憶部25、通信制御部26等を備えて構成され、各部はバス27により接続されている。
Hereinafter, the internal configuration of the image processing apparatus 2 will be described.
FIG. 2 shows a functional configuration of the image processing apparatus 2. As shown in FIG. 2, the image processing apparatus 2 includes a CPU 21, an operation unit 22, a display unit 23, a RAM 24, a storage unit 25, a communication control unit 26, and the like, and each unit is connected by a bus 27.

CPU21は、記憶部25に記憶されているシステムプログラムを読み出し、RAM24内に形成されたワークエリアに展開し、該システムプログラムに従って各部を制御する。また、CPU21は、記憶部25に記憶されている異常陰影候補検出処理プログラムを始めとする各種処理プログラムを読み出してワークエリアに展開し、後述する異常陰影候補検出処理(図3参照)を始めとする各種処理を実行する。   The CPU 21 reads a system program stored in the storage unit 25, develops it in a work area formed in the RAM 24, and controls each unit according to the system program. Further, the CPU 21 reads out various processing programs including the abnormal shadow candidate detection processing program stored in the storage unit 25 and develops them in the work area, and starts the abnormal shadow candidate detection processing (see FIG. 3) described later. Various processes to be executed are executed.

操作部22は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号をCPU21に出力する。また、操作部22は、表示部23の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号をCPU21に出力する。   The operation unit 22 includes a keyboard having cursor keys, numeric input keys, various function keys, and the like, and a pointing device such as a mouse. The operation signal is input to the CPU 21 through key operations on the keyboard and mouse operations. Output. The operation unit 22 may include a touch panel on the display screen of the display unit 23. In this case, the operation unit 22 outputs an instruction signal input via the touch panel to the CPU 21.

表示部23は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT等のモニタにより構成され、CPU21から入力される表示信号の指示に従って、画像の表示を行う。   The display unit 23 includes a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT, and displays an image in accordance with an instruction of a display signal input from the CPU 21.

RAM24は、CPU21により実行制御される各種処理において、記憶部25から読み出されたCPU21で実行可能な各種プログラム、入力若しくは出力データ、及びパラメータ等の一時的に記憶するワークエリアを形成する。   The RAM 24 forms a work area for temporarily storing various programs, input or output data, parameters, and the like that can be executed by the CPU 21 read from the storage unit 25 in various processes that are executed and controlled by the CPU 21.

記憶部25は、HDD(Hard Disc Drive)や不揮発性の半導体メモリ等により構成され、CPU21で実行されるシステムプログラム、当該システムプログラムに対応する異常陰影候補検出処理プログラムを始めとする各種プログラム、各種データ等を記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、CPU21は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
また、記憶部25は、記憶手段としての検出結果記憶部251を有し、撮影済みの医用画像のデータとその医用画像についての異常陰影候補検出データ(その医用画像の付帯情報(患者情報を含む)、その医用画像において検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報(例えば、検出対象とした腫瘤陰影の大きさの範囲、検出対象領域の抽出に使用した第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタのマスクサイズ等)、及びその医用画像における異常陰影候補の検出結果(検出個数等)等)とを対応付けて記憶する。
The storage unit 25 includes an HDD (Hard Disc Drive), a nonvolatile semiconductor memory, and the like, and includes various programs including a system program executed by the CPU 21, an abnormal shadow candidate detection processing program corresponding to the system program, Store data etc. These various programs are stored in the form of readable program codes, and the CPU 21 sequentially executes operations according to the program codes.
In addition, the storage unit 25 includes a detection result storage unit 251 as a storage unit. The storage unit 25 includes data of a medical image that has been taken and abnormal shadow candidate detection data for the medical image (accompanying information of the medical image (including patient information). ), Information on the size of the tumor shadow as the detection target in the medical image (for example, the range of the size of the tumor shadow as the detection target, the first smoothing filter used for extracting the detection target region, and the second Smoothing filter mask size and the like) and abnormal shadow candidate detection results (detection number and the like) in the medical image are stored in association with each other.

通信制御部26は、LANアダプタやルータやTA(Terminal Adapter)等を備え、ネットワークNに接続された各装置との間の通信を制御する。   The communication control unit 26 includes a LAN adapter, a router, a TA (Terminal Adapter), and the like, and controls communication with each device connected to the network N.

次に、本実施の形態における動作について説明する。
図3は、画像処理装置2のCPU21により実行される異常陰影候補検出処理を示すフローチャートである。CPU21は、記憶部25に記憶された異常陰影候補検出処理プログラムとの協働によるソフトウエア処理により、当該処理を実行する。
Next, the operation in this embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an abnormal shadow candidate detection process executed by the CPU 21 of the image processing apparatus 2. CPU21 performs the said process by the software process by cooperation with the abnormal shadow candidate detection process program memorize | stored in the memory | storage part 25. FIG.

ここで、図3の異常陰影候補検出処理においては、乳房画像から腫瘤陰影を検出する。腫瘤陰影は、ある程度の大きさを持った塊で、乳房画像上ではガウス分布に近い白っぽく丸い陰影として表示される。即ち、乳房画像上では、腫瘤陰影の領域では、濃度値の落ち込みが見られる。以下の異常陰影候補検出処理では、この乳房画像上における腫瘤陰影の特性に基づいて、異常陰影候補の検出対象領域を抽出した後、検出対象領域に対して異常陰影候補の検出を行うものである。   Here, in the abnormal shadow candidate detection process of FIG. 3, a tumor shadow is detected from the breast image. The mass shadow is a mass having a certain size, and is displayed as a whitish round shadow close to a Gaussian distribution on the breast image. That is, on the breast image, a drop in density value is seen in the area of the shadow of the tumor. In the following abnormal shadow candidate detection processing, after detecting the detection target area of the abnormal shadow candidate based on the characteristics of the tumor shadow on the breast image, the abnormal shadow candidate is detected for the detection target area. .

まず、画像生成装置1において乳房を撮影して生成された乳房画像の画像データDが通信制御部26を介して入力され、RAM24のワークエリアに記憶される(ステップS1)。   First, image data D of a breast image generated by photographing a breast in the image generation apparatus 1 is input via the communication control unit 26 and stored in the work area of the RAM 24 (step S1).

次いで、検出すべき腫瘤陰影の大きさに対応する第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタの設定が行われる(ステップS2;フィルタ設定手段)。第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタは、詳細を後述するが、検出すべき腫瘤陰影と同程度の大きさをもつ低濃度領域を異常陰影候補の検出対象領域として乳房画像から抽出する際に使用されるフィルタである。第1の平滑化フィルタのマスクサイズ及び画像データのサンプリングピッチにより、抽出される検出対象領域の最小の大きさが決まり、第2の平滑化フィルタのマスクサイズ及び画像データのサンプリングピッチにより、抽出される検出対象領域の最大の大きさが決まる。そこで、ステップS2において、第1の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが検出すべき腫瘤陰影の最小の大きさ(下限)に対応するものが設定され、第2の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが検出すべき腫瘤陰影の最大の大きさ(上限)に対応するものが設定される。   Next, the first smoothing filter and the second smoothing filter corresponding to the size of the tumor shadow to be detected are set (step S2; filter setting means). The first smoothing filter and the second smoothing filter, which will be described in detail later, extract a low-density area having the same size as the mass shadow to be detected from the breast image as an abnormal shadow candidate detection target area. It is a filter used when doing. The minimum size of the detection target area to be extracted is determined by the mask size of the first smoothing filter and the sampling pitch of the image data, and is extracted by the mask size of the second smoothing filter and the sampling pitch of the image data. The maximum size of the detection target area is determined. Therefore, in step S2, the first smoothing filter whose mask size corresponds to the minimum size (lower limit) of the tumor shadow to be detected is set, and the second smoothing filter has its mask size. Is set corresponding to the maximum size (upper limit) of the tumor shadow to be detected.

腫瘤陰影は、一般的に、病状が進行するにつれて陰影が大きくなる。本実施の形態の画像処理装置2では、例えば、病状が第1(初期)段階の腫瘤陰影の大きさは約5mm〜15mm、病状が第2段階の腫瘤陰影の大きさは約15mm〜30mmというように、腫瘤陰影の大きさを病状の進行段階に応じて複数段階に規定しており、入力された画像データDから各段階の腫瘤陰影の大きさに応じた検出対象領域を抽出可能とするため、マスクサイズが異なる第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタの組み合わせが複数用意されている。初診の患者においては、まず、病状が初期段階の腫瘤陰影の大きさに対応するマスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを設定する必要がある。また、以前に腫瘤陰影の検出を行ったことのある患者に対しては、医師が経時での病変部(腫瘤)の進行状況(治癒動向)を把握可能なように、前回検出対象とした腫瘤陰影の大きさ及びその異常陰影候補検出結果に応じて、検出対象の大きさを限定することが好ましい。例えば、前回の検出時に腫瘤陰影が検出されていなければ、前回検出対象としたのと同じ大きさの腫瘤陰影を検出対象とし、前回と同じマスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを設定することで、腫瘤の病状が前回の検出時から進行しているか否かを医師が容易に認識することが可能となる。前回の検出時に腫瘤陰影が検出された場合は、前回より一段階大きな腫瘤陰影を検出対象とし、前回より大きなマスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを設定することで、腫瘤の病状が前回の検出時から進行しているか否かを医師が容易に認識することが可能となる。   The mass shadow generally becomes larger as the disease progresses. In the image processing apparatus 2 of the present embodiment, for example, the size of the mass shadow of the first (initial) stage of the disease state is about 5 mm to 15 mm, and the size of the tumor shadow of the second stage of the disease state is about 15 mm to 30 mm. As described above, the size of the mass shadow is defined in a plurality of stages according to the progress stage of the disease state, and the detection target area corresponding to the size of the mass shadow at each stage can be extracted from the input image data D. Therefore, a plurality of combinations of the first smoothing filter and the second smoothing filter having different mask sizes are prepared. In the first medical examination patient, first, it is necessary to set the first smoothing filter and the second smoothing filter having a mask size corresponding to the size of the mass shadow in the initial stage. In addition, for patients who have previously detected a mass shadow, the mass to be detected last time is available so that the doctor can grasp the progress (healing trend) of the lesion (tumor) over time. It is preferable to limit the size of the detection target according to the size of the shadow and the abnormal shadow candidate detection result. For example, if no tumor shadow is detected at the time of the previous detection, a tumor shadow having the same size as that of the previous detection target is set as the detection target, and the first smoothing filter and the second smoothing filter having the same mask size as the previous detection target are detected. By setting the conversion filter, the doctor can easily recognize whether or not the disease state of the tumor has progressed since the previous detection. If a tumor shadow is detected at the time of the previous detection, a tumor shadow that is one step larger than the previous one is detected, and by setting the first smoothing filter and the second smoothing filter with a mask size larger than the previous time, It becomes possible for the doctor to easily recognize whether the disease state of the tumor has progressed since the previous detection.

そこで、ステップS2においては、記憶部25の検出結果記憶部251が検索され、入力された画像データDの付帯情報に含まれる患者情報と同一の患者情報を含む異常陰影候補検出データが存在しなかった場合、即ち、初診の場合、初期段階の腫瘤陰影の大きさ(約5mm〜15mm)に対応するマスクサイズの第1及び第2の平滑化フィルタの自動設定が行われる。検索の結果、入力された画像データDの付帯情報に含まれる患者情報と同一の患者情報を含む異常陰影候補検出データが存在した場合、その異常陰影候補検出結果が参照され、検出結果が0である場合、前回の検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報が参照され、前回の検出時に使用したのと同一マスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタが自動設定される。一方、検出された異常陰影候補検出データに含まれる異常陰影候補検出結果が0を超えている場合、即ち、前回の異常陰影候補の検出で腫瘤陰影が検出されている場合、前回の検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報が参照され、前回の検出時に使用したものよりマスクサイズの大きい第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタが自動設定される。   Therefore, in step S2, the detection result storage unit 251 of the storage unit 25 is searched, and there is no abnormal shadow candidate detection data including the same patient information as the patient information included in the incidental information of the input image data D. In other words, in the case of the first visit, the first and second smoothing filters having mask sizes corresponding to the size of the tumor shadow (about 5 mm to 15 mm) at the initial stage are automatically set. As a result of the search, when there is abnormal shadow candidate detection data including the same patient information as the patient information included in the incidental information of the input image data D, the abnormal shadow candidate detection result is referred to, and the detection result is 0. In some cases, the information about the size of the tumor shadow that is the detection target at the previous detection is referred to, and the first smoothing filter and the second smoothing filter having the same mask size used at the previous detection are automatically set. Is done. On the other hand, when the abnormal shadow candidate detection result included in the detected abnormal shadow candidate detection data exceeds 0, that is, when a tumor shadow is detected in the previous detection of the abnormal shadow candidate, it is detected at the previous detection. Information on the size of the target tumor shadow is referred to, and the first smoothing filter and the second smoothing filter having a mask size larger than that used at the previous detection are automatically set.

次いで、ステップS2で設定された第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを用いて、画像データDに領域抽出処理が施される(ステップS3;抽出手段)。領域抽出処理は、画像データDの全体領域から、検出すべき腫瘤陰影の大きさに応じた検出対象領域を抽出する処理である。   Next, region extraction processing is performed on the image data D using the first smoothing filter and the second smoothing filter set in step S2 (step S3; extraction means). The area extraction process is a process of extracting a detection target area corresponding to the size of the tumor shadow to be detected from the entire area of the image data D.

以下、図4、5を参照して領域抽出処理について詳細に説明する。
図4は、ステップS3においてCPU21により実行される領域抽出処理を示すフローチャートである。
図5は、図4の領域抽出処理前の画像及び当該画像の領域抽出処理の各ステップでの処理結果を模式的に示す図である。図5(a)〜(d)においては、画像データ(画像データD1〜D4)の或る1列(図5(a)〜(d)は全て同じ列を示す)における画素位置を横軸、画素値(濃度値)を縦軸として示している。
Hereinafter, the region extraction processing will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a flowchart showing the region extraction process executed by the CPU 21 in step S3.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an image before the region extraction process of FIG. 4 and a processing result in each step of the region extraction process of the image. 5A to 5D, the horizontal axis represents the pixel position in a certain column of image data (image data D1 to D4) (FIGS. 5A to 5D all indicate the same column). The pixel value (density value) is shown as the vertical axis.

図4の領域抽出処理においては、まず、画像データDに対して縮小処理が施され、サンプリングピッチ1.6mm程度の画像データD1が生成される(ステップS11)。例えば、画像データDのサンプリングピッチが100μmであれば、縦、横をそれぞれ1/16にする。縮小処理アルゴリズムは、近傍の画素値の平均をとる、一定画素間隔で間引くなど、どのような手法でもよい。ここで、画像データDを縮小しておくことにより、以降の処理での処理時間を短縮することができる。   In the region extraction processing of FIG. 4, first, reduction processing is performed on the image data D, and image data D1 having a sampling pitch of about 1.6 mm is generated (step S11). For example, if the sampling pitch of the image data D is 100 μm, the vertical and horizontal directions are each 1/16. The reduction processing algorithm may be any method, such as taking the average of neighboring pixel values or thinning out at a fixed pixel interval. Here, by reducing the image data D, the processing time in the subsequent processing can be shortened.

乳房画像においては、図5(a)に示すように、検出すべき腫瘤陰影と同程度の大きさをもち、かつ周囲より低濃度の領域(検出対象領域)、検出すべき腫瘤陰影より小さく、かつ周囲より低濃度の領域(微小領域)、検出すべき腫瘤陰影より大きく、かつ周囲より低濃度の領域(対象より大きな領域)が含まれる。領域抽出処理の以降の処理ステップでは、縮小された画像データD1上から検出すべき腫瘤陰影と同程度の大きさをもつ低濃度領域を検出対象領域として抽出する。   In the breast image, as shown in FIG. 5 (a), it has the same size as the mass shadow to be detected, and has a lower density area (detection target area) than the surrounding area, smaller than the mass shadow to be detected, In addition, a region having a concentration lower than the surroundings (a minute region), a region larger than the shadow of the tumor to be detected, and a region having a concentration lower than the surroundings (a region larger than the target) are included. In the processing steps subsequent to the region extraction processing, a low-concentration region having the same size as the tumor shadow to be detected is extracted from the reduced image data D1 as a detection target region.

次いで、図3のステップS2で設定された第1の平滑化フィルタを用いて画像データD1に対して第1の平滑化処理が施され、画像データD2(第1平滑化画像)が生成される(ステップS12)。   Next, the first smoothing process is performed on the image data D1 using the first smoothing filter set in step S2 of FIG. 3 to generate image data D2 (first smoothed image). (Step S12).

第1の平滑化フィルタは、画像データD1の注目する画素を中心とし、正方形領域(マスク)内の画素値を大きい順に並べ、中央値を注目画素の画素値とするメディアンフィルタである。図6に、マスクサイズが3(画素)×3(画素)の第1の平滑化フィルタの例を示す。例えば、マスクサイズ3×3のメディアンフィルタを用いて第1の平滑化処理を施す場合、図6に示す領域1〜9の画素値を大きい順に並べ、その中央値を領域5の画素値とする。これを、マスクの位置を1画素ずつずらしながら繰り返し、画像データD1の全ての画素に対して行う。これにより、図5(b)に示すように、縦幅、横幅がそれぞれマスク幅程度、即ち、4.8mm程度(1.6mm(サンプリングピッチ)×3)までの大きさの微小領域が平滑化される。   The first smoothing filter is a median filter having the pixel of interest in the image data D1 as the center, the pixel values in the square area (mask) arranged in descending order, and the median as the pixel value of the pixel of interest. FIG. 6 shows an example of a first smoothing filter having a mask size of 3 (pixels) × 3 (pixels). For example, when the first smoothing process is performed using a median filter having a mask size of 3 × 3, the pixel values of the regions 1 to 9 shown in FIG. 6 are arranged in descending order, and the median value is set as the pixel value of the region 5. . This is repeated for all the pixels of the image data D1 by shifting the position of the mask pixel by pixel. As a result, as shown in FIG. 5 (b), the vertical and horizontal widths are each smoothed about the mask width, that is, a minute region having a size up to about 4.8 mm (1.6 mm (sampling pitch) × 3). Is done.

次いで、図3のステップS2で設定された第2の平滑化フィルタを用いて、画像データD2に対して第2の平滑化処理が施され、画像データD3(第2平滑化画像)が生成される(ステップS13)。   Next, the second smoothing process is performed on the image data D2 using the second smoothing filter set in step S2 of FIG. 3 to generate image data D3 (second smoothed image). (Step S13).

第2の平滑化フィルタは、マスク内の画素値の中で最大値を中央の注目画素の値とする最大値フィルタと、マスク内の画素値の中で最小値を中央の注目画素の値とする最小値フィルタとを有し、画像データD2に対し最大値フィルタを適用した後、最小値フィルタを適用することにより、マスク程度の大きさをもつ画素値の落ち込み(くぼみ)を穴埋めするものである。一般的に、腫瘤陰影は、その中心に向かってX線透過濃度が落ち込む特徴を有しており、第2の平滑化処理により、画像データD2に対し検出すべき腫瘤陰影と同程度の大きさに対応するマスクサイズの第2の平滑化フィルタをかけることにより、検出すべき腫瘤陰影と同程度の低濃度領域を穴埋めすることができる。   The second smoothing filter includes a maximum value filter having the maximum value among the pixel values in the mask as the value of the central target pixel, and a minimum value among the pixel values in the mask as the value of the central target pixel. And applying a minimum value filter to the image data D2, and then applying a minimum value filter to fill in a drop in a pixel value having a size of about a mask. is there. In general, the mass shadow has a feature that the X-ray transmission density decreases toward the center thereof, and has the same size as the tumor shadow to be detected for the image data D2 by the second smoothing process. By applying a second smoothing filter having a mask size corresponding to the above, it is possible to fill a low-concentration region of the same extent as the tumor shadow to be detected.

ここで、図7を参照して、第2の平滑化フィルタの原理について、一次元のデータ列を例にとり説明する。図7において、横軸は1次元のデータ列における画素位置を、縦軸は1次元のデータ列における画素値(濃度値)を示す。
図7のL1は、オリジナル画像のデータ列である。このオリジナル画像のデータ列の左に位置する画素から順に注目画素とし、注目画素を中央として、例えば、マスクサイズ縦1×横7の最大値フィルタを設定し、マスクの範囲内の最大値を注目画素の画素値とする。これを右に1画素ずつずらしていくことにより、図7のL2に示すデータ列を得ることができる。このL2で示すデータ列を入力とし、左に位置する画素から順に注目画素とし、注目画素を中央としてマスクサイズ縦1×横7の最小値フィルタを設定し、マスクの範囲内の最小値を注目画素の画素値とする。これにより、図7のL3に示すように、オリジナルのデータ列L1の、横幅が11.2mm程度(サンプリングピッチ1.6mm×7程度)までの濃度値の落ち込みが平滑化されたデータ列を得ることができる。
Here, with reference to FIG. 7, the principle of the second smoothing filter will be described by taking a one-dimensional data string as an example. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the pixel position in the one-dimensional data string, and the vertical axis indicates the pixel value (density value) in the one-dimensional data string.
L1 in FIG. 7 is a data string of the original image. For example, a maximum value filter of mask size 1 × vertical 7 is set with the target pixel as the center in order from the pixel located on the left of the data row of the original image, and the maximum value within the mask range is focused. The pixel value of the pixel. By shifting this to the right by one pixel, a data string indicated by L2 in FIG. 7 can be obtained. The data string indicated by L2 is input, the pixel of interest is set in order from the pixel located on the left, a minimum value filter of mask size 1 × vertical 7 is set with the pixel of interest at the center, and the minimum value within the mask range is noted. The pixel value of the pixel. As a result, as shown by L3 in FIG. 7, a data string in which the drop of the density value of the original data string L1 up to about 11.2 mm (sampling pitch 1.6 mm × 7) is smoothed is obtained. be able to.

第2の平滑化処理が終了すると、差分画像生成処理が実行され、図5(c)に示す画像データD3と図5(b)に示す画像データD2の同一画素位置の画素値の差分をとることにより図5(d)に示す差分画像(画像データD4)が生成される(ステップS14)。そして、画像データD4が予め設定された閾値により閾値処理され、閾値を超える画素値をもつデータのみが抽出され(ステップS15)、検出すべき異常陰影候補領域と同程度の大きさをもつ低濃度領域の画像データD5が生成される。   When the second smoothing process ends, a difference image generation process is executed, and a difference between pixel values at the same pixel position in the image data D3 shown in FIG. 5C and the image data D2 shown in FIG. 5B is obtained. As a result, a difference image (image data D4) shown in FIG. 5D is generated (step S14). Then, threshold processing is performed on the image data D4 with a preset threshold, and only data having a pixel value exceeding the threshold is extracted (step S15), and a low density having the same size as the abnormal shadow candidate region to be detected. Image data D5 of the area is generated.

なお、図8に示すように、第1の平滑化フィルタのマスクサイズ及び第2の平滑化フィルタのマスクサイズを変更して複数回上述の領域抽出処理を行うことにより、大きさ別に分類して検出対象領域を抽出することが可能となる。例えば、まずマスクサイズ3×3の第1の平滑化フィルタを用いて画像データD2を生成し、この画像データD2に対してマスクサイズ7×7の第2の平滑化フィルタをかけて画像データD3を生成し、画像データD3と画像データD2の差分をとり閾値処理を行うことにより5mm〜15mm程度の検出対象領域を抽出する。次いで、画像データD2に対して更にマスクサイズ7×7の第1の平滑化フィルタをかけて画像データD2´を生成し、この画像データD2´に対し11×11のマスクサイズの第2の平滑化フィルタかけて画像データD3´を生成し、画像データD3´と画像データD2´の差分をとり閾値処理を行うことにより15mm〜30mm程度の検出対象領域を抽出することができる。このようにして、5mm〜15mm程度の検出対象領域及び15mm〜30mm程度の検出対象領域をそれぞれ抽出することが可能となる。   In addition, as shown in FIG. 8, it classify | categorizes according to magnitude | size by changing the mask size of a 1st smoothing filter, and the mask size of a 2nd smoothing filter, and performing the above-mentioned area | region extraction process in multiple times. It is possible to extract the detection target region. For example, first, image data D2 is generated using a first smoothing filter having a mask size of 3 × 3, and the image data D3 is subjected to a second smoothing filter having a mask size of 7 × 7. , And a threshold process is performed by taking the difference between the image data D3 and the image data D2, thereby extracting a detection target region of about 5 mm to 15 mm. Next, a first smoothing filter having a mask size of 7 × 7 is further applied to the image data D2 to generate image data D2 ′, and a second smoothing having a mask size of 11 × 11 is performed on the image data D2 ′. The detection target region of about 15 mm to 30 mm can be extracted by generating the image data D3 ′ by performing the filtering and taking the difference between the image data D3 ′ and the image data D2 ′ and performing threshold processing. In this way, it is possible to extract a detection target region of about 5 mm to 15 mm and a detection target region of about 15 mm to 30 mm, respectively.

腫瘤陰影は略円形であるため、画像データの縦横方向ともに同様の処理でよく、また抽出された領域と腫瘤陰影とが対応付けやすいので、上記領域抽出処理を施すことが特に好ましい。   Since the tumor shadow is substantially circular, the same processing may be performed in both the vertical and horizontal directions of the image data, and the extracted region and the tumor shadow are easily associated with each other. Therefore, it is particularly preferable to perform the region extraction processing.

図3において、領域抽出処理が終了すると、画像データDにおける抽出された画像データD5の検出対象領域に対して異常陰影候補の検出が行われる(ステップS4;異常陰影候補検出手段)。   In FIG. 3, when the region extraction process is completed, an abnormal shadow candidate is detected for the detection target region of the extracted image data D5 in the image data D (step S4; abnormal shadow candidate detection means).

異常陰影候補検出のアルゴリズムとしては、検出目的とする病変種類に応じて様々なものが開発されており、腫瘤陰影の検出に最適なアルゴリズムとしてはアイリスフィルタを用いた手法や曲率を用いた手法が提案されている。本実施の形態では、異常陰影候補検出アルゴリズムとしてアイリスフィルタを用いて腫瘤陰影候補を検出する手法を適用した場合を説明する。   Various algorithms for detecting abnormal shadow candidates have been developed according to the type of lesion to be detected, and methods that use iris filters and curvature methods are the best algorithms for detecting tumor shadows. Proposed. In the present embodiment, a case will be described in which a technique for detecting a tumor shadow candidate using an iris filter is applied as an abnormal shadow candidate detection algorithm.

乳房の放射線画像において腫瘤陰影は一般的に周囲の画像部分に比べ濃度値が低いことが知られており、その濃度値の分布は概略円形の周縁部から中心部に向かうに従って濃度値が低くなるという濃度値の勾配を有している。従って、腫瘤陰影においては、局所的な濃度値の勾配が認められ、その勾配線は腫瘤の中心方向に集中する。アイリスフィルタは、この濃度値に代表される画像信号の勾配を勾配ベクトルとして算出し、その勾配ベクトルの集中度を出力するものであり、この集中度及びその他の特徴量に基づいて腫瘤陰影の候補領域を検出するものである。   It is known that a mass shadow in a radiographic image of a breast generally has a lower density value than the surrounding image part, and the density value of the distribution of density values decreases from the periphery of the circular shape toward the center. It has a gradient of concentration values. Therefore, a local density value gradient is recognized in the mass shadow, and the gradient line is concentrated in the central direction of the mass. The iris filter calculates the gradient of the image signal typified by this density value as a gradient vector, and outputs the degree of concentration of the gradient vector. Based on this concentration and other feature quantities, candidates for tumor shadows A region is detected.

まず、画像データDにおける異常陰影候補の検出対象領域(画像データD5として抽出された画像領域)において、任意の注目画素が設定される。次いで、設定された注目画素において画像の特徴量が算出される。まず、注目画素周辺(例えば、所定のマスクサイズ内の領域)における濃度勾配の方向成分及び強度成分の集中度等の特徴量が求められる。また、その他の特徴量として、注目画素周辺におけるコントラスト、標準偏差、フラクタル次元等の特徴量が求められる。各種特徴量が算出されると、予め各特徴量に対して設定されている、異常陰影候補検出のための閾値と比較され、その比較結果に基づいて注目画素周辺領域は異常陰影である可能性が高いか否かが判別される。異常陰影である可能性が高いと判別された場合、その注目画素周辺領域が異常陰影の候補領域として検出される。全ての検出対象領域で注目画素が設定され、異常陰影候補の検出が繰り返される。   First, an arbitrary pixel of interest is set in a detection target region of an abnormal shadow candidate in the image data D (image region extracted as the image data D5). Next, an image feature amount is calculated at the set target pixel. First, a feature quantity such as a concentration gradient direction component and intensity component concentration around a pixel of interest (for example, a region within a predetermined mask size) is obtained. As other feature amounts, feature amounts such as contrast, standard deviation, and fractal dimension around the target pixel are obtained. When various feature amounts are calculated, they are compared with threshold values for detecting abnormal shadow candidates that are set in advance for each feature amount. Based on the comparison result, the region around the target pixel may be an abnormal shadow Whether or not is high is determined. When it is determined that there is a high possibility of an abnormal shadow, the region around the target pixel is detected as a candidate region for the abnormal shadow. A pixel of interest is set in all detection target areas, and detection of abnormal shadow candidates is repeated.

このように、異常陰影候補の検出においては、検出対象領域内の画素1つ1つを注目画素として探索し、その周辺領域が異常陰影である可能性が高いか否かが判別される。   Thus, in detecting an abnormal shadow candidate, each pixel in the detection target area is searched for as a target pixel, and it is determined whether or not the surrounding area is likely to be an abnormal shadow.

異常陰影候補の検出後、処理は図3のステップS5に移行し、異常陰影候補検出結果が表示部23に表示される(ステップS5)。例えば、画像データDに基づく乳房画像が表示部23に表示され、その乳房画像上において、異常陰影候補(腫瘤陰影候補)として検出された候補領域が矢印で指摘表示される、或いはカラー表示される等して識別表示される。また、異常陰影候補における特徴量を出力するようにしてもよい。そして、撮影済みの医用画像のデータとその異常陰影候補検出データ(その医用画像の付帯情報、その医用画像において検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報、その医用画像における異常陰影候補の検出結果の情報等)が対応付けられて記憶部25の検出結果記憶部251に記憶され(ステップS6)、本処理は終了する。   After detection of the abnormal shadow candidate, the process proceeds to step S5 in FIG. 3, and the abnormal shadow candidate detection result is displayed on the display unit 23 (step S5). For example, a breast image based on the image data D is displayed on the display unit 23, and a candidate area detected as an abnormal shadow candidate (tumor shadow candidate) is indicated by an arrow or displayed in color on the breast image. And so on. Further, the feature amount in the abnormal shadow candidate may be output. Then, the data of the medical image that has been taken and the abnormal shadow candidate detection data (the accompanying information of the medical image, the information about the size of the tumor shadow that is the detection target in the medical image, the detection result of the abnormal shadow candidate in the medical image Are associated with each other and stored in the detection result storage unit 251 of the storage unit 25 (step S6), and the process ends.

以上説明したように、画像処理装置2によれば、記憶部25の検出結果記憶部251に、入力された医用画像の付帯情報に含まれる患者情報と同一の患者情報を有する異常陰影候補検出データが記憶されているか否かを検索し、入力された医用画像の付帯情報に含まれる患者情報と同一の患者情報を有する異常陰影候補検出データが記憶されていなければ、初期段階の腫瘤陰影の大きさ(約5mm〜15mm)に対応するマスクサイズの第1及び第2の平滑化フィルタを自動設定する。検索の結果、入力された医用画像の付帯情報に含まれる患者情報と同一の患者情報を含む異常陰影候補検出データが存在した場合、その異常陰影候補検出結果を参照し、検出結果が0である場合、前回の検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報を参照し、前回の検出時に使用したのと同一マスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを自動設定する。一方、検出された異常陰影候補検出データに含まれる異常陰影候補検出結果が0を超えている場合、即ち、前回の異常陰影候補の検出で腫瘤陰影が検出されている場合、前回の検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報を参照し、前回の検出時に使用したものよりマスクサイズの大きい第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを自動設定する。そして、設定された第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを用いて、入力された医用画像から検出すべき腫瘤陰影の大きさをもつ異常陰影候補の検出対象領域を抽出し、抽出された検出対象領域に対し、異常陰影候補の検出を行う。   As described above, according to the image processing apparatus 2, abnormal shadow candidate detection data having the same patient information as the patient information included in the incidental information of the medical image input to the detection result storage unit 251 of the storage unit 25. If the abnormal shadow candidate detection data having the same patient information as the patient information included in the incidental information of the input medical image is not stored, the size of the tumor shadow at the initial stage is searched. First and second smoothing filters having a mask size corresponding to the height (about 5 mm to 15 mm) are automatically set. As a result of the search, when there is abnormal shadow candidate detection data including the same patient information as the patient information included in the incidental information of the input medical image, the abnormal shadow candidate detection result is referred to and the detection result is 0. In this case, the first smoothing filter and the second smoothing filter having the same mask size as those used in the previous detection are automatically set with reference to the information on the size of the tumor shadow to be detected in the previous detection. . On the other hand, when the abnormal shadow candidate detection result included in the detected abnormal shadow candidate detection data exceeds 0, that is, when a tumor shadow is detected in the previous detection of the abnormal shadow candidate, it is detected at the previous detection. The first smoothing filter and the second smoothing filter having a mask size larger than that used at the previous detection are automatically set with reference to information on the size of the target tumor shadow. Then, using the set first smoothing filter and second smoothing filter, the detection target region of the abnormal shadow candidate having the size of the tumor shadow to be detected is extracted from the input medical image and extracted. An abnormal shadow candidate is detected for the detected region.

従って、画像生成装置1で生成された乳房画像における異常陰影候補検出のため探索領域を、検出すべき腫瘤陰影の大きさに応じて限定するので、検出すべき異常陰影候補に対応する大きさ以外の低濃度領域、例えば、ノイズ等の微小領域やより大きな正常組織の領域を予め探索対象からはずすことができ、従来のように乳房画像全体に対して腫瘤陰影を対象とした異常陰影候補の検出処理を行う場合に比べ、偽陽性数を抑制することが可能となるとともに、処理時間を格段に短縮することができる。また、以前に同一患者を被写体として腫瘤陰影を対象とした異常陰影候補の検出を行ったことがあれば、前回の異常陰影候補の検出結果に応じて乳房画像における異常陰影候補検出のため探索領域を限定することができるので、前回の異常陰影候補の検出結果に応じた効率的な検出を行うことが可能となるとともに、医師が経時での病変部(腫瘤)の進行状況(治癒動向)を早期に把握することが可能となる。   Therefore, the search area for detecting abnormal shadow candidates in the breast image generated by the image generating apparatus 1 is limited according to the size of the tumor shadow to be detected, so that it is not a size corresponding to the abnormal shadow candidate to be detected. Low density regions, for example, small regions such as noise and larger normal tissue regions can be excluded from the search target in advance, and detection of abnormal shadow candidates targeting the tumor shadow for the entire breast image as in the past Compared with the case where processing is performed, the number of false positives can be suppressed, and the processing time can be significantly shortened. In addition, if an abnormal shadow candidate has been previously detected for a tumor shadow with the same patient as a subject, a search area for detecting an abnormal shadow candidate in a breast image according to the previous detection result of the abnormal shadow candidate. Since it is possible to perform efficient detection according to the detection result of the previous abnormal shadow candidate, the doctor can check the progress of the lesion (tumor) over time (healing trend) It becomes possible to grasp at an early stage.

なお、上記実施の形態における記述内容は、本発明に係る医用画像システム100の好適な一例であり、これに限定されるものではない。   In addition, the description content in the said embodiment is a suitable example of the medical image system 100 which concerns on this invention, and is not limited to this.

例えば、医用画像データ及び異常陰影候補検出データは、画像処理装置2内に記憶することとして説明したが、ネットワークNに接続されたサーバに記憶するようにしてもよい。   For example, the medical image data and the abnormal shadow candidate detection data have been described as being stored in the image processing apparatus 2, but may be stored in a server connected to the network N.

その他、医用画像システム100を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the detailed configuration and detailed operation of each apparatus constituting the medical image system 100 can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係る医用画像システム100の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a medical image system 100 according to the present invention. 図1の画像処理装置2の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the image processing apparatus 2 of FIG. 図2のCPU21により実行される異常陰影候補検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormal shadow candidate detection process performed by CPU21 of FIG. 図3の領域抽出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the area | region extraction process of FIG. 図4の領域抽出処理の各ステップで生成される画像データを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image data produced | generated at each step of the area | region extraction process of FIG. 第1の平滑化フィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a 1st smoothing filter. 第2の平滑化フィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a 2nd smoothing filter. 第1の平滑化フィルタのマスクサイズ及び第2の平滑化フィルタのマスクサイズを変更して複数回処理を行うことにより、大きさ別に分類して検出対象領域を抽出する場合の処理手順を示す図である。The figure which shows the process sequence in the case of classifying according to magnitude | size and extracting a detection object area | region by changing the mask size of a 1st smoothing filter, and the mask size of a 2nd smoothing filter, and performing a process in multiple times. It is.

符号の説明Explanation of symbols

100 乳房画像生成システム
1 画像生成装置
2 画像処理装置
21 CPU
22 操作部
23 表示部
24 RAM
25 記憶部
26 通信制御部
27 バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Breast image generation system 1 Image generation device 2 Image processing device 21 CPU
22 Operation part 23 Display part 24 RAM
25 Storage Unit 26 Communication Control Unit 27 Bus

Claims (4)

入力された医用画像から検出すべき腫瘤陰影の大きさに対応する第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを設定するフィルタ設定手段と、
前記設定された第1の平滑化フィルタ及び第2の平滑化フィルタを用いて、前記入力された医用画像から前記検出すべき腫瘤陰影の大きさをもつ異常陰影候補の検出対象領域を抽出する抽出手段と、
前記入力された医用画像における前記抽出された検出対象領域に対し、異常陰影候補の検出を行う異常陰影候補検出手段と、
前記医用画像の被写体となった患者の患者情報、前記検出対象となった腫瘤陰影の大きさに関する情報及び前記医用画像の異常陰影候補検出結果を対応付けて記憶する記憶手段と、を備え、
前記フィルタ設定手段は、前記医用画像の被写体となった患者と同一の患者を被写体とした医用画像が新たに入力された際に、前記記憶手段において前記患者の患者情報と対応付けて記憶されている、前回の異常陰影候補検出時に検出対象とした腫瘤陰影の大きさに関する情報及びその異常陰影候補検出結果に基づいて、前記新たに入力された医用画像に適用する前記第1の平滑化フィルタ及び前記第2の平滑化フィルタを設定することを特徴とする異常陰影候補検出システム。
Filter setting means for setting a first smoothing filter and a second smoothing filter corresponding to the size of the mass shadow to be detected from the input medical image;
Extraction using the set first smoothing filter and second smoothing filter to extract a detection target region of an abnormal shadow candidate having the size of the tumor shadow to be detected from the input medical image Means,
An abnormal shadow candidate detecting means for detecting an abnormal shadow candidate for the extracted detection target area in the input medical image;
Storage means for associating and storing patient information of a patient who is a subject of the medical image, information regarding the size of a tumor shadow that is the detection target, and an abnormal shadow candidate detection result of the medical image,
The filter setting means is stored in association with the patient information of the patient in the storage means when a medical image having the same patient as the subject as the subject of the medical image is newly input. The first smoothing filter to be applied to the newly input medical image based on the information about the size of the tumor shadow that was detected at the time of the previous abnormal shadow candidate detection and the abnormal shadow candidate detection result; An abnormal shadow candidate detection system, wherein the second smoothing filter is set.
前記入力された医用画像は、濃度を示す画素値からなり、
前記第1の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが前記検出すべき病変部の最小の大きさに対応するものであり、
前記第2の平滑化フィルタは、そのマスクサイズが前記検出すべき病変部の最大の大きさに対応するものであり、
前記抽出手段は、前記第1の平滑化フィルタを用いて、前記入力された医用画像において前記検出すべき腫瘤陰影より小さく、かつ周囲に比べて低濃度の領域を平滑化することにより第1平滑化画像を生成し、前記第2の平滑化フィルタを用いて、前記第1平滑化画像において前記検出すべき腫瘤陰影の大きさをもち、かつ周囲に比べて低濃度の領域を平滑化することにより第2平滑化画像を生成し、前記第1平滑化画像と前記第2平滑化画像の対応する画素の画素値の差分をとることにより、前記異常陰影候補の検出対象領域を抽出することを特徴とする請求項1に記載の異常陰影候補検出システム。
The input medical image is composed of pixel values indicating density,
The first smoothing filter has a mask size corresponding to a minimum size of the lesion to be detected;
The second smoothing filter has a mask size corresponding to a maximum size of the lesion to be detected;
The extraction means uses the first smoothing filter to smooth a region having a density lower than the mass shadow to be detected in the input medical image and having a lower density than the surrounding area. A smoothed image is generated, and the second smoothing filter is used to smooth a region having a tumor shadow size to be detected in the first smoothed image and having a lower density than the surrounding area. Generating a second smoothed image, and extracting a detection target region of the abnormal shadow candidate by calculating a difference between pixel values of corresponding pixels of the first smoothed image and the second smoothed image. The abnormal shadow candidate detection system according to claim 1, wherein:
前記フィルタ設定手段は、前回の異常陰影候補検出の結果、異常陰影候補が検出されていなかった場合、前回設定したものと同一マスクサイズの第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものと同一マスクサイズの第2の平滑化フィルタを設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の異常陰影候補検出システム。   When the abnormal shadow candidate has not been detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the filter setting means includes the first smoothing filter having the same mask size as the previous setting and the same mask size as the previous setting. The abnormal shadow candidate detection system according to claim 1, wherein the second smoothing filter is set. 前記フィルタ設定手段は、前回の異常陰影候補検出の結果、異常陰影候補が検出された場合、前回設定したものよりマスクサイズの大きい第1の平滑化フィルタ及び前回設定したものよりマスクサイズの大きい第2の平滑化フィルタを設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の異常陰影候補検出システム。   When an abnormal shadow candidate is detected as a result of the previous abnormal shadow candidate detection, the filter setting means includes a first smoothing filter having a mask size larger than the previous setting and a mask having a mask size larger than the previous setting. The abnormal shadow candidate detection system according to claim 1, wherein two smoothing filters are set.
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