JP4721865B2 - 医用画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、医用画像表示装置に係り、特に、被検体断層像から所望する臓器領域を抽出する技術に関する。

肝臓などの臓器移植時、移植される患者の肝臓体積に応じて提供する人（ドナー）の肝臓を切断するが、それには肝臓の体積を知る必要がある。そのために、肝臓を含む患者及びドナーのそれぞれの部位をボリューム撮影し、ボリューム画像から肝臓領域を抽出する必要がある。

しかし、肝臓は、他の臓器、例えば腎臓と接触していているため、単純な閾値処理だけでは、目的とする臓器以外の臓器も抽出されてしまうことが従来知られている。

この問題を解決するための技術として、例えば特許文献１には、患者の肝臓部位を２回ボリューム撮影し、２つの時相の画像データを用いて肝臓領域を自動抽出する方法が提案されている。
特開２００２―３４５８０７号公報

しかし、特許文献１の抽出方法では、患者を２回撮影することとなり、患者の被爆量が多くなるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、一度の撮影で得られたボリューム画像から目的臓器領域だけを精度良く抽出することができる医用画像表示装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために本発明に係る医用画像表示装置は、被検体の目的臓器を撮影して得られた複数の断層像を積み上げたボリューム画像のうち、前記目的臓器領域の抽出処理を開始する断層像である開始断層像を特定する特定手段と、前記開始断層像に含まれる前記目的臓器領域を抽出する第一抽出手段と、前記抽出された目的臓器領域を参照画像として記録する記録手段と、前記開始断層像に隣接する他の断層像を読み込む読込手段と、前記参照画像との相関に基づいて前記読み込まれた他の断層像から前記目的臓器領域を抽出する第二抽出手段と、前記第一抽出手段及び第二抽出手段が抽出した前記目的臓器領域を表示する表示手段と、を備え、前記記録手段は、前記第二抽出手段が抽出した目的臓器領域を新たな参照画像として更新記録し、前記読込手段は、前記他の画像に隣接する新たな他の断層像を読込み、前記第二抽出手段は、前記新たな他の断層像から前記更新された参照画像に基づいて前記目的臓器領域を抽出する、ことを特徴とする。

ここでいう「前記参照画像との相関に基づいて」には、参照画像の形状との相関と、参照画像を含む断層像と他の断層像との連続性（座標の相関）とを含む。

また「前記目的臓器領域を表示する」には、２次元画像として表示する場合と、擬似３次元画像として表示する場合とを含む。

また、前記特定手段は、前記複数の断層像毎に、各断層像に含まれる前記目的臓器の濃度値を満たす画素数を算出し、その画素数が最大となる断層像を開始断層像として特定してもよい。

また、前記表示手段は、前記複数の断層像を表示し、前記特定手段は、前記表示された複数の断層像から前記目的臓器領域の抽出処理を開始する断層像を選択する選択手段と、前記選択された断層像において前記目的臓器領域に含まれる任意の点を指定する指定手段と、前記指定された任意の点を含む領域を抽出し、その抽出された領域に基づいて、前記選択された断層像が前記目的臓器領域の抽出処理を開始するための開始断層像として妥当であるか否かを判断する妥当性判断手段と、により構成されてもよい。

また、前記目的臓器領域は、前記被検体の肝臓が撮影された肝臓領域であって、前記妥当性判断手段は、前記選択された断層像に含まれる脊椎領域を抽出する脊椎領域抽出手段と、前記抽出された脊椎領域の重心座標と、前記選択された断層像から抽出された前記任意の点を含む領域の横軸座標の最大値及び最小値と、を算出する座標算出手段と、前記脊椎領域の重心座標の横軸座標が、前記任意の点を含む領域の横軸方向の座標の最小値よりも大きく最大値よりも小さい範囲に属するか否かを判断する範囲判断手段と、前記範囲判断手段により、前記脊椎領域の重心座標の横軸座標が、前記範囲に属さないと判断された場合に警告を行う警告手段と、を備えてもよい。

また、前記妥当性判断手段は、前記選択された断層像から抽出されたて前記任意の点を含む領域の濃度値と、前記目的臓器の濃度値と、の比較結果に基づいて妥当性を判断してもよい。

また、前記表示手段は、前記複数の断層像を表示し、前記特定手段は、前記表示された複数の断層像から前記目的臓器領域の抽出処理を開始する断層像を選択する選択手段と、前記選択された断層像において前記目的臓器領域の輪郭線を入力する輪郭線入力手段と、前記選択された断層像のうち、前記目的臓器領域を除く他の領域の濃度値を、前記目的臓器領域の濃度値とは異なる濃度値に変更するロック手段と、を備え、前記第一抽出手段は、前記ロック手段により前記他の領域の濃度値が変更された後、前記輪郭線の内部領域を抽出してもよい。

また、前記表示手段は、前記複数の断層像を表示し、前記特定手段は、前記表示された複数の断層像から前記目的臓器領域の抽出処理を開始する断層像を選択する選択手段と、前記第一抽出手段が抽出した内部領域の輪郭線を修正する修正手段と、を更に備え、前記表示手段は、前記抽出された内部領域を表示し、前記修正手段は、前記表示された内部領域上において修正された輪郭線の内部領域を前記目的臓器領域として再抽出してもよい。

また、本発明に係る医用画像表示装置は、被検体の目的臓器を撮影して得られた複数の断層像を積み上げたボリューム画像を構成する前記断層像を表示する表示手段と、前記表示された複数の断層像から前記目的臓器領域の抽出処理を開始するための複数の開始断層像を選択する選択手段と、前記選択された各開始断層像上において前記目的臓器領域に含まれる点を判定点として入力する入力手段と、前記ボリューム画像において、前記複数の開始断層像上に設定された前記判定点を結ぶ線を仮設定し、その仮設定した線と前記断層像を含む面とのなす角度が前記ボリューム画像に含まれる前記目的臓器領域の内部を通過するための所定角度範囲内にある線を判定線として設定する判定線設定手段と、前記断層像毎に、前記目的臓器の濃度値に基づいて閾値処理を行い、前記目的臓器領域を含む少なくとも一つの領域を候補領域として抽出する候補領域抽出手段と、前記抽出された候補領域のうち、前記判定線と交わるものを前記目的臓器領域として抽出する目的臓器領域抽出手段と、を備え、前記表示手段は、前記抽出された目的臓器領域を更に表示することを特徴とする。

また、前記目的臓器領域の形状を示すテンプレートを更に備え、前記表示手段は、前記テンプレートと前記選択手段により選択された開始断層像とを重ねて表示し、前記入力手段は、前記テンプレートを基準とした相対座標を設定することにより前記判定点を入力してもよい。

本発明によれば、ボリューム画像を構成する断層像において目的臓器領域を抽出する。次に、目的臓器領域を抽出した断層像に隣接する他の断層像を読み込み、順次隣接する断層像から目的臓器領域を抽出する。そのため、一度の撮影で得たボリューム画像から所望する目的臓器領域を抽出することができる。特にＸ線ＣＴ装置を用いてボリューム画像を撮影する場合には、二度の撮影による被爆量の増加を防ぐことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像表示装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。以下の実施形態では、被検体の肝臓をＸ線ＣＴ装置により撮影し、体軸方向に沿った複数枚の断層像（以下「ボリューム画像」という。）を得る。このボリューム画像を構成する各断層像をスライスといい、各スライスには、体軸方向に沿って画像番号（スライス番号）が付される。そして、このボリューム画像から肝臓領域が抽出され、表示される。なお、医用画像撮影装置は、Ｘ線ＣＴ装置に限らず、ＭＲＩ装置など被検体の断層像を撮影できるものであればよい。

＜ハードウェア構成＞
図１は、発明の一実施の形態に係る医用画像表示システム１の構成を示すハードウェア構成図である。図１の医用画像表示システム１は、Ｘ線ＣＴ装置２と、ＭＲ装置３と、Ｘ線ＣＴ装置２及びＭＲ装置３が撮影して得た医用画像を格納する画像データベース４と、医用画像を表示する医用画像表示装置１０とを備え、Ｘ線ＣＴ装置２、ＭＲ装置３、画像データベース４、及び医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５等のネットワークにより互いに接続される。

医用画像表示装置１０は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする主メモリ１２と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、周辺機器のデバイスドライブ、医用画像から目的臓器の領域を抽出する処理等を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等が格納される磁気ディスク１３と、表示用データを一時記憶する表示メモリ１４と、この表示メモリ１４からのデータに基づいて画像を表示するＣＲＴモニタや液晶モニタ等のモニタ１５と、キーボード１６と、位置座標入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してモニタ１５上のマウスポインタの位置やマウス１７の状態等の信号をＣＰＵ１１に出力するコントローラ１８と、上記各構成要素を接続する共通バス１９とを備える。

本実施の形態においては、医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５を介して画像データベース４から医用画像を読み出すが、医用画像表示装置１０に接続された記憶装置、例えばＦＤＤ、ＣＤ−ＲＷドライブ、ＭＯドライブ、ＺＩＰドライブ等から医用画像を読み込んでも良い。また、ＬＡＮ５を経由してＸ線ＣＴ装置２やＭＲ装置３から直接医用画像を取得してもよい。

図２は、本実施の形態に係る処理を行うためのプログラムブロック図である。プログラムは、モード選択部１１ａ、断層像特定部１１ｂ、参照画像抽出部１１ｃ、参照画像記録部１１ｄ、読込部１１ｅ、形状抽出部１１ｆ、表示制御部１１ｇ、開始断層像選択部１１ｈ、妥当性判断部１１ｉ、連続性抽出部１１ｋ、判定線設定部１１ｌ、候補領域抽出部１１ｍ、目的臓器領域抽出部１１ｎ、テンプレート処理部１１ｏ、プロテクト部１１ｐ、内部領域抽出部１１ｑ、修正部１１ｒから構成される。

モード選択部１１ａは、肝臓領域を抽出するための４つの抽出モード、「自動モード」、「大領域モード」、「判定線モード」、及び「トレースモード」の選択を受け付けるためのプログラムである。

断層像特定部１１ｂは、「自動モード」で使用されるプログラムであって、開始断層像を自動的に設定する。

参照画像抽出部１１ｃ、参照画像記録部１１ｄ、読込部１１ｅ、形状抽出部１１ｆ、連続性抽出部１１ｋは、開始断層像から抽出した肝臓領域を参照画像とし、順次他の画像から肝臓領域を抽出するためのプログラムである。形状抽出部１１ｆは、参照画像の形状との相関値に基づいて抽出処理を行う。連続性抽出部１１ｋは、参照画像を含む開始断層像と他の断層像との連続性、即ち座標の相関性を用いて肝臓領域を抽出する。形状抽出部１１ｆと連続性抽出部１１ｋとは、選択的に使用することができる。

開始断層像選択部１１ｈ及び妥当性判断部１１ｉは、主に「大領域モード」で使用されるプログラムであって、開始断層像をマニュアルで設定する。

判定線設定部１１ｌ、候補領域抽出部１１ｍ、目的臓器領域抽出部１１ｎ、及びテンプレート処理部１１ｏは、主に「判定線モード」で使用されるプログラムであって、判定線を用いて肝臓領域を抽出するプログラムである。

プロテクト部１１ｐ、内部領域抽出部１１ｑ、修正部１１ｒ、及び閾値抽出部１１ｓは主に「トレースモード」で使用されるプログラムであって、操作者が選んだ開始断層像において肝臓領域の輪郭線をトレースし、このトレース情報に基づいて肝臓領域を自動抽出したり、また自動抽出された肝臓領域をトレース情報に基づいて修正したりするプログラムである。

これらのプログラムはＨＤＤ１３に格納され、適宜メモリ１２にロードされＣＰＵ１１により実行される。

＜処理の概要＞
医用画像表示装置１０のモニタ１５には、図３に示すトップ画面３０が表示される。このトップ画面３０には、４つの抽出モードを選択するためのアイコンである自動モード選択ボタン３１、大領域モード選択ボタン３２、判定線モード選択ボタン３３、及びトレースモード選択ボタン３４が表示される。操作者がマウス１７で上記モード選択ボタン３１〜３４のいずれかをクリックすると、そのアイコンの処理が開始する。また、トップ画面３０には、ボリューム画像を構成する断層像３５が表示される。

図４は、医用画像表示装置１０における肝臓抽出処理の動作手順を示すフローチャートである。

Ｓ１では、モード選択部１１ａが、自動モードが選択されたか否かを判断する（Ｓ１）。自動モードが選択された場合にはＳ２ヘ進み、選択されなかった場合にはＳ３へ進む。

Ｓ２では、自動モードによる抽出処理が行われる。自動モードでは、肝臓領域が大きく撮影されている画像番号（スライス番号）を自動的に求める大領域検出処理と、その他のスライスとの連続性を利用した肝臓領域抽出処理と、が実行される（Ｓ２）。

Ｓ３では、モード選択部１１ａが、大領域モードが選択されたか否かを判断する（Ｓ３）。大領域モードが選択された場合にはＳ４ヘ進み、選択されなかった場合にはＳ５へ進む。

Ｓ４では、大領域モードによる抽出処理が行われる。大領域モードでは、操作者により肝臓領域が大きく撮影されているスライスが選択され、そのスライスに含まれる肝臓領域の座標を、マウス１７を用いてマニュアル入力する座標入力処理と、その他のスライスとの連続性を利用した肝臓領域抽出処理と、が実行される（Ｓ４）。

Ｓ５では、モード選択部１１ａが、判定線モードが選択されたか否かを判断する（Ｓ５）。判定線モードが選択された場合にはＳ６ヘ進み、選択されなかった場合にはＳ７へ進む。

Ｓ６では、判定線モードによる抽出処理が行われる。判定線モードでは、少なくとも２つのスライスを選択し、各スライスに含まれる肝臓領域に判定点を設定する判定点設定処理と、これらの判定点を結ぶ判定線を作成し、この判定線を含む領域を肝臓領域として抽出する抽出処理と、が実行される。（Ｓ６）。

Ｓ７では、モード選択部１１ａが、トレースモードが選択されたか否かを判断する（Ｓ７）。トレースモードが選択された場合にはＳ８ヘ進み、選択されなかった場合には処理を終了する。

Ｓ８では、トレースモードによる抽出処理が行われる。トレースモードは、肝臓領域の輪郭をマウスでトレースし、トレースされた輪郭線内を肝臓領域として自動抽出する処理であるが、この自動抽出前に、肝臓領域の内側に輪郭線が設定されることを防ぐために肝臓領域のＣＴ値に基づいて選択を禁止する抽出プロテクトモードと、自動抽出後の抽出過不足を修正する修正モードとを含む。これらのモードの選択は、後述する図３のトレースモード選択ボタン３４のクリック後に一覧表内からクリックして選択される。

＜自動モード＞
図５は、自動モードにおける処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モード選択部１１ａにより、自動モードが選択されたと判断されると開始する。

ステップＳ２０１では、断層像特定部１１ｂが、ボリューム画像の中から肝臓領域に相当するＣＴ値を有する画素数が最大になる画像のスライス番号を求める（Ｓ２０１）。

肝臓領域に対応するＣＴ値の最小値（Ｔ１）と最大値（Ｔ２）は、肝臓領域を構成する物質から定めることができる。そこで、断層像特定部１１ｂは、各スライスについて、数１式を満たす画素数を求める。
[数１]
Ｔ１＜ＣＴ値＜Ｔ２
次に断層像特定部１１ｂは、画素数が最大になるスライス番号（「最大スライス番号」という）を求める。これにより、ボリューム画像の中から、肝臓領域が最も大きく撮影された断層像を開始断層像として自動的に特定することができる。

ステップＳ２０２では、参照画像抽出部１１ｃが、Ｓ２０１で求めた開始断層像（最大スライス番号が付された断層像）から肝臓領域の抽出を行う（Ｓ２０２）。

参照画像抽出部１１ｃは、開始断層像に対し肝臓のＣＴ値に基づく閾値処理を行い、二値画像を生成する。

単純な閾値処理の直後では、肝臓領域とこれに隣接する臓器領域、例えば腎臓領域とが、細い曲線状の領域でつながって抽出される。そこで、参照画像抽出部１１ｃは、肝臓領域を他の臓器領域から切断するために、二値画像の部分的な出っ張り領域を削除する処理を行う。この削除処理を図６に示す。図６では、複数の画素点からなるｘ軸に平行な点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５を設定し、ａ１＝ａ５＝０ ならａ２＝ａ３＝ａ４＝０とする。また、複数の画素点からなるｙ軸に平行な点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を設定し、ｂ１＝ｂ４＝０ならｂ２＝ｂ３＝０とする。これにより、点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５及び点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を切断または削除し、二値画像の部分的な出っ張り領域を削除する。その結果、細い曲線状の領域でつながって抽出された臓器領域を切断することができる。この処理により、図６に示すように、切断された複数の臓器領域が抽出される。この複数の臓器領域には、肝臓領域の他、腎臓領域などの他の臓器領域が含まれる。上記の切断処理は一例であって、これに限定されない。

参照画像抽出部１１ｃは、これらの臓器領域から、肝臓領域を特定する処理を行う。肝臓は、人体の臓器のうちでも大きい臓器であり、また腹部アキシャル像において左に位置する。この肝臓の特性を利用して、肝臓領域の特定を行う。

肝臓領域の特定は以下の条件を用いる。

条件１：図６で抽出され分離された各臓器領域を構成する画素数を計測し画素数が最大となる臓器領域を抽出する。

条件２：図６で抽出され分離された各臓器領域のＸ座標重心を算出する。そして、（画像サイズ−Ｘ座標重心）が最大のもの、すなわち、図６の画像において最も重心が左に位置する臓器領域を抽出する。

条件１及び条件２を満たすものを肝臓領域として抽出してもよいし、条件１又は条件２のいずれかを満たすものが１つに定まる場合には、これを肝臓領域として抽出してもよい。

ステップＳ２０３では、参照画像記録部１１ｄが、Ｓ２０２で抽出した肝臓領域をメモリ１２における抽出画像保存領域に記録するとともにそのコピーを生成し、コピーをメモリ１２における参照画像保存領域に参照画像として記録する（Ｓ２０３）。

ステップＳ２０４では、読込部１１ｅが、Ｓ２０１のスライス番号より１番大きいスライス番号の断層像を読み込む（Ｓ２０４）。これにより、開始断層像に隣接し、この開始断層像より１つ番号が大きいスライス番号の断層像が読み込まれる。

ステップＳ２０５では、参照画像との相関に基づいて肝臓領域を抽出する（Ｓ２０５）。この抽出処理は、参照画像の形状の相関性を用いてもよいし、各スライス間の連続性を用いてもよい。ここでは、形状抽出部１１ｆが参照画像の形状と、Ｓ２０４で読み込まれた断層像に含まれる臓器領域との形状との相関値に基づいて肝臓領域を抽出する。

ステップＳ２０６では、読込部１１ｅが、スライス番号が最も大きい番号の画像を読み込んだか否かを判定する。「Ｙ」であればＳ２０９へ、「Ｎ」であればＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７では、参照画像記録部１１ｄが、Ｓ２０５で抽出した肝臓領域をメモリ１２の抽出画像保存領域に記録する。更にその肝臓領域のコピーを生成し、Ｓ２０３でメモリ１２の参照画像保存領域に保存された参照画像を上書き（更新）する。

ステップＳ２０８では、読込部１１ｅが、Ｓ２０５のスライス番号よりも１番大きい番号のスライスを読み込む（Ｓ２０８）。そしてＳ２０５へ戻り、更新された参照画像に基づいてＳ２０８で読み込まれた断層像から肝臓領域の抽出を行う。

ステップＳ２０９では、Ｓ２０１のスライス番号より１番小さいスライス番号の断層像を読み込む（Ｓ２０９）。これにより、開始断層像に隣接し、この開始断層像より１つ番号が小さいスライス番号の断層像が読み込こまれる。

ステップＳ２１０では、参照画像記録部１１ｄが、開始断層像から抽出された肝臓領域をメモリ１２から読み出してコピーを生成し、そのコピーをメモリ１２の参照画像保存領域に上書きする。

ステップＳ２１１では、形状抽出部１１ｆがＳ２０５と同様、Ｓ２１０の参照画像の形状との相関に基づいてＳ２０９で読み込まれた画像から肝臓領域を抽出する。抽出された画像は、メモリ１２の抽出画像保存領域に記録される。

ステップＳ２１２では、読込部１１ｅが、スライス番号が最も小さい番号の画像を読み込んだか否かを判定する。「Ｙ」であればＳ２１５へ、「Ｎ」であればＳ２１３へ進む。

ステップＳ２１３では、参照画像記録部１１ｄが、Ｓ２０７と同様、参照画像を上書き（更新）する。

ステップＳ２１４では、読込部１１ｅが、Ｓ２１１のスライス番号よりも１番小さい番号のスライスを読み込む（Ｓ２１４）。そしてＳ２１１へ戻り、更新された参照画像に基づいてＳ２１４で読み込まれた断層像から肝臓領域の抽出を行う。

ステップＳ２１５では、表示制御部１１ｇが、メモリ１２の抽出画像保存領域に順次保存された抽出画像を、肝臓領域としてモニタ１５上に表示する（Ｓ２１５）。表示制御部１１ｇは、保存された各スライスから抽出された肝臓領域を積み上げた擬似三次元画像を生成して表示してもよいし、各スライスから抽出された肝臓領域を２次元画像として表示してもよい。

上記では、開始断層像を中心にまず画像番号が大きくなる方向に向かって肝臓抽出処理を行い、次に画像番号が小さくなる方向に向かって肝臓領域抽出処理を行ったが、この順序を逆にしてもよい。更に、開始断層像を中心に画像番号が大きくなる方向と小さくなる方向とを同時に行ってもよい。また、開始断層像を中心に画像番号が大きくなる方向と小さくなる方向とを交互に進んでもよい。

この自動モードによれば、複数の断層像を積み上げたボリューム画像から、最も肝臓領域が大きく撮影されている開始断層像として特定し、この特定された開始断層像から肝臓領域を抽出する。そして、この肝臓領域を参照画像として、隣接する断層像の肝臓領域を抽出する。隣接する断層像から抽出された肝臓領域を新たな参照画像として、更に隣接する断層像から肝臓領域を抽出する処理を繰り返す。これにより、複数の断層像を積み上げたボリューム画像から、自動的に肝臓領域を抽出することができる。

＜大領域モード＞
図７は、大領域モードにおける処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モード選択部１１ａにより、大領域モードが選択されたと判断されると開始する。

ステップＳ４０１では、開始断層像選択部１１ｈがモニタ１５にボリューム画像を構成する複数のスライスを表示する。操作者は、表示された複数の断層像のうち、最も肝臓領域が大きく写っている断層像をマウス１７でクリックして選択する。

ステップＳ４０２では、操作者がＳ４０１で選択した断層像における肝臓領域に含まれる点の座標をマウス１７により入力する。座標入力はキーボード１６を用いてもよい。

ステップＳ４０３では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０２で入力された座標が含まれる領域を抽出する。

ステップＳ４０４では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０３で抽出した領域に基づき、Ｓ４０１で選択された断層像が開始断層像として妥当であるか否を判断する。妥当性判断部１１ｉの処理を図８に基づいて説明する。

ステップＳ４０４１では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０４で抽出した領域が肝臓領域であるか否かを判断する。この判断は、抽出した領域の画素値が、肝臓のＣＴ値に対応する画素値を満たすかに基づき判断する。

ステップＳ４０４２では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０４で抽出した領域の横軸方向の最小値（Ｘｍｉｎ）と最大値（Ｘｍａｘ）とを求める（Ｓ４０４１）。

ステップＳ４０４３では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０１で選択された断層像から脊椎領域を抽出する。脊椎領域の抽出は、脊椎のＣＴ値に基づく閾値処理を用いて行う。妥当性判断部１１ｉは、脊椎領域の重心座標（Ｘｏ,Ｙｏ）を求める。

ステップＳ４０５では、妥当性判断部１１ｉがＳ４０４２で求めた脊椎領域の重心座標のｘ座標が、数２式を満たすか、即ち、Ｓ４０４１で求めた最小値（Ｘｍｉｎ）から最大値（Ｘｍａｘ）までの範囲に属するか否かを判断する。
[数２式]
Ｘｍｉｎ＜Ｘｏ＜Ｘｍａｘ
妥当性判断部１１ｉが、「属する」と判断した場合には、「Ｙ」としてＳ４０６へ進む。「属しない」と判断した場合には、「Ｎ」としてＳ４０７へ進む。

ステップＳ４０６では、連続性抽出部１１ｋが各スライス間の連続性を利用して他の断層像から肝臓領域を抽出する。図９に基づいて、スライスの連続性を用いた抽出処理を説明する。

ボリューム画像は、スライス番号ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、…が付された複数の断層像により構成される。Ｓ４０２において選択された断層像をスライス番号ｎの断層像６０とする。断層像６０に含まれる領域７０は、Ｓ４０４及び４０５において肝臓領域としても妥当性があると判断され、かつ断層像６０は、開始断層像として妥当であると判断されているものとする。読込部１１ｅは、スライス番号ｎに隣接する断層像６１（スライス番号ｎ＋１）を読み込む。

連続性抽出部１１ｋは、断層像６１について肝臓の濃度値に対応する閾値処理を行い、複数の臓器領域を抽出する。

次に連続性抽出部１１ｋは、断層像６１に含まれる複数の臓器領域７１ａ、７１ｂのうち、断層像６０に含まれる領域７０と座標の相関値が高い、即ち領域７０との連続性がある領域７１ａを肝臓領域として抽出する。

ステップＳ４０７では、妥当性判断部１１ｉが、再度断層像を選択する旨の警告表示を行い、Ｓ４０１へ戻る。

ステップＳ４０８では、表示制御部１１ｇが、抽出された肝臓領域をモニタ１５に表示する。

大領域モードによれば、操作者が肝臓領域の抽出処理を開始する領域を選択し、その選択された断層像が開始断層像として妥当であるかをチェックしてから肝臓領域の抽出処理が開始することができる。

なお、上記ステップＳ４０６では、断層像間の座標の連続性を用いて他の断層像から肝臓領域を抽出する処理を行ったが、自動モードで説明した参照画像を更新する方法で他の断層像からの抽出処理を行ってもよい。

また、上記では妥当性判断部１１ｉは、脊椎領域の重心座標に基づいて妥当性の判断を行ったが、抽出した領域の濃度値と肝臓領域の濃度値とを比較し抽出した領域の濃度値が肝臓領域の濃度値範囲に含まれていれば妥当であると判断してもよい。

＜判定線モード＞
図１０は、判定線モードにおける処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モード選択部１１ａにより、判定線モードが選択されたと判断されると開始する。

ステップＳ６０１では、開始断層像選択部１１ｈがモニタ１５にボリューム画像を構成する複数のスライスを表示する。操作者は、表示された複数の断層像のうち、複数枚の断層像をマウス１７でクリックして選択する。ここで選択される複数の断層像は、図１１に示すようにボリューム画像において、肝臓上端部付近の断層像Ｓ１（図１１（ａ））、肝臓中央部付近の断層像、肝臓下端部付近の断層像Ｓｎ（図１１（ｂ））を含むことが望ましい。

ステップＳ６０２では、操作者がＳ４０１で選択した各断層像における肝臓領域に含まれる点の座標をマウス１７により入力する。座標入力はキーボードを用いてもよい。図１１は、本ステップの処理を示す模式図である。モニタ１５に断層像Ｓ１を表示し、マウス１７を用いて断層像Ｓ１に含まれる肝臓領域の任意の点をクリックして座標を指定する。断層像Ｓｎについても同様の処理を行う。

ステップＳ６０３では、Ｓ４０４１と同様、妥当性判断部１１ｉが、入力された点が肝臓領域であるか否かを判断する。「Ｙ」であればＳ６０４へ、「Ｎ」であればＳ６０１へ戻る。このステップを省略し、Ｓ６０２からＳ６０４へ進んでもよい。

ステップＳ６０４では、判定線設定部１１ｌが判定線を設定する。

Ｓ６０２で各断層像上において入力された点を結ぶ線を仮設定する。次にその仮設定した線と、断層像を含む面と、のなす角度が目的臓器領域の内部を通過するための所定角度範囲内にあるか否かを判断する。図１２は、判定線を示す模式図である。スライスＳｎを基準とし、線８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０ｅを仮設定する。この仮設定した線８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０ｅと、スライスＳｎとのなす角度αが、数３式を満たす場合に判定線設定部１１ｌは、仮設定した線を判定線として設定する。
[数３] ０≦α＜１８０
図１２のうち、線８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄとスライスＳｎとがなす角度は、数３式を満たすので判定線として設定する。仮設定した線８０ｅとスライスＳｎとがなす角度αは、１８０度を超えるため、判定線として設定しない。なお、数３式で表される所定角度範囲は、基準となるスライスのボリューム画像における相対的な位置により決まるものであり、上記数値範囲に限定されない。

ステップＳ６０５では、候補領域抽出部１１ｍが、各断層像について肝臓領域の濃度値に対応する閾値処理を行い、断層像毎に肝臓領域の候補領域を抽出する。

ステップＳ６０６では、目的臓器領域抽出部１１ｎが、ステップＳ６０５で抽出された候補領域のうち、判定線と交わる候補領域を肝臓領域として抽出する。

ステップＳ６０７では、抽出した肝臓領域を表示する。

判定線モードによれば、操作者が選択した複数の断層像に含まれる肝臓領域の点を結ぶ判定線を設定し、他の断層像とこの判定線との交点を含む領域を肝臓領域として抽出することができる。

＜テンプレートモード＞
テンプレートモードは、判定線モードにおける判定点の設定をテンプレートにより行うモードである。

テンプレートモードでは、テンプレート処理部１１ｏが図１３に示すテンプレート１００を表示する。図１３のテンプレート１００は、肝臓中央部の形状を示すテンプレートである。テンプレート１００は、左上隅部を座標（ｘ０、ｙ０）とし、設定すべき判定点の座標を相対座標（ｄｘ１、ｄｙ１）、（ｄｘ２、ｄｙ２）として定義しておく。

次に、ステップＳ６０１と同様、断層像をモニタ１５に表示し、テンプレート１００の形状と近い形状で肝臓領域が撮影された断層像を選択する。そして、選択された断層像にテンプレート１００を重ねて表示する。図１４は、テンプレート１００に断層像を重ねて表示させるための画面である。テンプレート処理部１１ｏは、テンプレート１００に重ねて表示された断層像に含まれる肝臓のＣＴ値が含まれる領域を抽出する。そして、抽出した領域の全面積と、抽出した領域のうちテンプレート１００と重なり合う部分面積とを抽出する。この全面積を部分面積で除した値が一定値未満であればテンプレート１００を重ねる処理を再度行う。数４式は、この処理を示す。
[数４]
（肝臓のＣＴ値が含まれている領域の面積／テンプレート１００内部の面積）＜一定値
ここでいう一定値は、テンプレート１００と断層像との重なりの程度を示す値であり、操作者が一定値を設定できるようにしてもよい。

図１５（a）は、肝臓上端部付近の形状を示すテンプレート１０１を表示し、操作者にテンプレート１０１と相関が高い断層像を選択させるための画面である。操作者が、断層像を選択し、テンプレート処理部１１ｏが、数４式を満たすと判断すると、テンプレート処理部１１ｏは、テンプレート１０１において定義された相対座標（図１５（ｂ））を用いて、断層像上に判定点を自動設定する。

図１６は、肝臓下端部付近の形状を示すテンプレート１０２を示す。図１６のテンプレート１０２の場合も、図１５と同様、テンプレート処理部１１ｏにより断層像上に判定点が自動設定される。

このテンプレートを用いることにより、操作者が選択した断層像が判定点を設定する断層像として妥当か否かを判断することができる。更に、妥当であると判断されると、判定点を自動設定することができる。

＜トレースモード＞
トレースモードは、モード選択部１１ａにより、トレースモードが選択されたと判断されると開始する。

操作者がトレースモードを選択すると、モード選択部１１ａは、図１７に示すトレースモード選択画面１７０を表示する。トレースモード選択画面１７０には、「プロテクトモード」アイコン１７１と、「修正モード」アイコン１７２とが備えられる。操作者は、「プロテクトモード」アイコン１７１又は修正モードアイコン１７２をクリックしてモードを選択する。また、断層像１７３も表示される。また、断層像１７３も表示される。

以下図１８のステップ順に説明する。図１８は、トレースモードの処理の流れを説明するためのフローチャートである。

ステップＳ８０１では、プロテクトモードが選択されたか否かをモード選択部１１ａが判断する。プロテクトモードが選択された場合にはＳ８０２ヘ進み、選択されなかった場合にはＳ８０５へ進む。

ステップＳ８０２では、操作者が、断層像上においてマウス１７により肝臓領域の輪郭線をトレースする。

ステップＳ８０３では、プロテクト部１１ｐは、断層像に含まれる肝臓領域以外の領域、例えば腎臓領域が後で行う自動抽出処理において抽出されないようにするためのロック処理を行う。このロック処理は、肝臓領域以外の領域を構成する画素の画素値を、肝臓領域の濃度値範囲から外れた濃度値に変更することにより行う。

ステップＳ８０４では、内部領域抽出部１１ｑが、Ｓ８０３で設定された輪郭線の内部領域を肝臓領域として自動抽出する。

ステップＳ８０５では、閾値抽出部１１ｓが、肝臓のＣＴ値に基づいて閾値処理を行い断層像から肝臓領域を自動抽出する。

ステップＳ８０６では、モード選択部１１ａが、修正モードが選択されたか否かを判断する。修正モードが選択された場合にはＳ８０７ヘ進み、選択されなかった場合にはＳ８０８へ進む。

ステップＳ８０６では、操作者が、断層像上においてマウス１７により肝臓領域の輪郭線をトレースする。

ステップＳ８０７では、操作者が肝臓領域の輪郭線をトレースし、修正部１１ｒが、トレースされた輪郭線の内部領域を再抽出する。これにより、自動抽出された肝臓領域の過不足を修正することができる。

ステップＳ８０８では、抽出された肝臓領域を表示する。

トレースモードによれば、操作者がトレースした肝臓領域に基づいて自動抽出したり、または自動抽出された肝臓領域の過不足をトレースした輪郭線に基づいて修正することができる。

医用画像表示システムの構成を示すハードウェア構成図 プログラムブロック図 肝臓抽出処理の始めに表示されるトップ画面の表示例 肝臓抽出処理の動作手順を示すフローチャート 自動モードにおける処理手順を示すフローチャート 抽出領域の切断処理を示す模式図 大領域モードにおける処理手順を示すフローチャート 妥当性判断部１１ｉの処理手順を示すフローチャート スライスの連続性を用いた抽出処理を示す模式図 判定線モードにおける処理手順を示すフローチャート 肝臓領域に含まれる点を指定する処理を示す模式図 判定線を示す模式図 テンプレートの例を示す模式図 肝臓中央部のテンプレートの使用状態を示す模式図 肝臓上端部のテンプレートの使用状態を示す模式図 肝臓下端部のテンプレートの使用状態を示す模式図 トレースモード選択画面１７０の画面表示例 トレースモードの処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１…医用画像表示システム、２…Ｘ線ＣＴ装置、３…ＭＲ装置、４…画像データベース、５…ＬＡＮ、１０…医用画像表示装置、１１…ＣＰＵ、１２…主メモリ、１３…磁気ディスク、１４…表示メモリ、１５…モニタ、１６…キーボード、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…共通バス

Claims (1)

1. 被検体の目的臓器を撮影して得られた複数の断層像を積み上げたボリューム画像のうち、前記目的臓器領域の抽出処理を開始する断層像である開始断層像を特定する特定手段であって、前記複数の断層像毎に、各断層像に含まれる前記目的臓器の濃度値を満たす画素数を算出し、その画素数が最大となる断層像を開始断層像として特定する特定手段と、
   前記開始断層像に含まれる前記目的臓器領域を抽出する第一抽出手段と、
   前記抽出された目的臓器領域を参照画像として記録する記録手段と、
   前記開始断層像に隣接する他の断層像を読み込む読込手段と、
   前記参照画像との相関に基づいて前記読み込まれた他の断層像から前記目的臓器領域を抽出する第二抽出手段と、
   前記第一抽出手段及び第二抽出手段が抽出した前記目的臓器領域を表示する表示手段と、を備え、
   前記記録手段は、前記第二抽出手段が抽出した目的臓器領域を新たな参照画像として更新記録し、前記読込手段は、前記他の画像に隣接する新たな他の断層像を読込み、前記第二抽出手段は、前記新たな他の断層像から前記更新された参照画像に基づいて前記目的臓器領域を抽出する、
   ことを特徴とする医用画像表示装置。

Images