JP2002177249A - ディジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法 - Google Patents
ディジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術のような誤検出の発生を防止して、
与えられる胸部画像の品質に左右されることのない正確
なリブケイジ境界情報を入手する方法を提供する。 【解決手段】 左右肺野内の画素値積算平均プロファイ
ルを基準として外側探索限界点決定用しきい値を決定
し、左右肺野の中央部からそれぞれ胸部画像の外側に向
かって該しきい値を越える位置を探索し、しきい値を越
える位置を外側探索限界点に決定すると共に、しきい値
を越える位置が見つからない場合には、左右肺野内の画
素値の変化を調べるために画素値積算平均プロファイル
の１次導関数を求め、左右肺野の中央部からそれぞれ胸
部画像の外側に向かって所定の探索区間における１次導
関数が最大の変化を示す位置Ｐ１を探索し、探索区間に
おいて画素値積算平均プロファイルが極大値を取る位置
Ｐ２を探索して、該極大値Ｐ２と１次導関数が最大の変
化を示す位置Ｐ１との中点Ｐ０を外側探索限界点に決定
する。
与えられる胸部画像の品質に左右されることのない正確
なリブケイジ境界情報を入手する方法を提供する。 【解決手段】 左右肺野内の画素値積算平均プロファイ
ルを基準として外側探索限界点決定用しきい値を決定
し、左右肺野の中央部からそれぞれ胸部画像の外側に向
かって該しきい値を越える位置を探索し、しきい値を越
える位置を外側探索限界点に決定すると共に、しきい値
を越える位置が見つからない場合には、左右肺野内の画
素値の変化を調べるために画素値積算平均プロファイル
の１次導関数を求め、左右肺野の中央部からそれぞれ胸
部画像の外側に向かって所定の探索区間における１次導
関数が最大の変化を示す位置Ｐ１を探索し、探索区間に
おいて画素値積算平均プロファイルが極大値を取る位置
Ｐ２を探索して、該極大値Ｐ２と１次導関数が最大の変
化を示す位置Ｐ１との中点Ｐ０を外側探索限界点に決定
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、胸部のコンピュ
ータ支援診断に必要な胸部画像における解剖学的形態を
高精度に自動検知するための画像処理技術に関し、特に
与えられる胸部画像の品質がよくない場合であってもリ
ブケイジ（Ｒｉｂｃａｇｅ）境界の検出処理を精度よく
行わせるための画像処理方法に関する。
ータ支援診断に必要な胸部画像における解剖学的形態を
高精度に自動検知するための画像処理技術に関し、特に
与えられる胸部画像の品質がよくない場合であってもリ
ブケイジ（Ｒｉｂｃａｇｅ）境界の検出処理を精度よく
行わせるための画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディジタル化されている胸部Ｘ線
画像において、解剖学的形態を特定するリブケイジ境界
情報とランドマーク情報とを自動検出する方法は、Ｘｉ
ｎ−Ｗｅｉ Ｘｕ ａｎｄ Ｋｕｎｉｏ Ｄｏｉ，”Ｉ
ｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｉａｇｎｏｓｉ
ｓ：Ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆ ｒｉｂｃａｇｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｉｎ ｃｈ
ｅｓｔ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｓ”，Ｍｅｄ．Ｐｈｙ
ｓ．２２（５），Ｍａｙ １９９５に記載されており、
また、特開平７−３７０７４号公報等にも記載されてい
るようにコンピュータ支援診断の分野で広く利用されて
いる。
画像において、解剖学的形態を特定するリブケイジ境界
情報とランドマーク情報とを自動検出する方法は、Ｘｉ
ｎ−Ｗｅｉ Ｘｕ ａｎｄ Ｋｕｎｉｏ Ｄｏｉ，”Ｉ
ｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｉａｇｎｏｓｉ
ｓ：Ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆ ｒｉｂｃａｇｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｉｎ ｃｈ
ｅｓｔ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｓ”，Ｍｅｄ．Ｐｈｙ
ｓ．２２（５），Ｍａｙ １９９５に記載されており、
また、特開平７−３７０７４号公報等にも記載されてい
るようにコンピュータ支援診断の分野で広く利用されて
いる。
【０００３】つまり、この従来技術は、同一患者の時間
的に異なる時期に撮影されたディジタル胸部画像の間の
肺疾患等の経時変化を検知するために病変部を強調した
画像を用いて診断の精度を高めるために、第１及び第２
のディジタル胸部画像を得るステップと、第１及び第２
のディジタル画像のうちの一方に非線形歪み技術に基づ
いて非線形歪みを与え第１及び第２のディジタル画像を
位置合わせするステップと、非線形歪みが与えられた画
像と他方のディジタル画像とをサブトラクション処理す
るステップとを具備するものであって、その非線形歪み
技術は、胸部画像の解剖学的構造に関する検知された情
報と、その情報に基づいて選択された多くの小さな関心
領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓ
ｔ）に適用するローカルマッチング技術に基づいてい
る。ここで、非線形歪み技術は、２枚の画像の対応する
場所の間のマッチングシフト値をマッピングするもので
あって、シフト値のマッピングはローカルマッチング技
術を適用した結果を示すローカルマッチング量と、関心
領域に対して行われる画像データ解析の結果に基づく重
み係数を用いる重み付けフィッティング技術によってな
されている。そして、シフト値のマッピングは、シフト
値にフィットさせた２次元の多項式関数に基づいてい
る。
的に異なる時期に撮影されたディジタル胸部画像の間の
肺疾患等の経時変化を検知するために病変部を強調した
画像を用いて診断の精度を高めるために、第１及び第２
のディジタル胸部画像を得るステップと、第１及び第２
のディジタル画像のうちの一方に非線形歪み技術に基づ
いて非線形歪みを与え第１及び第２のディジタル画像を
位置合わせするステップと、非線形歪みが与えられた画
像と他方のディジタル画像とをサブトラクション処理す
るステップとを具備するものであって、その非線形歪み
技術は、胸部画像の解剖学的構造に関する検知された情
報と、その情報に基づいて選択された多くの小さな関心
領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓ
ｔ）に適用するローカルマッチング技術に基づいてい
る。ここで、非線形歪み技術は、２枚の画像の対応する
場所の間のマッチングシフト値をマッピングするもので
あって、シフト値のマッピングはローカルマッチング技
術を適用した結果を示すローカルマッチング量と、関心
領域に対して行われる画像データ解析の結果に基づく重
み係数を用いる重み付けフィッティング技術によってな
されている。そして、シフト値のマッピングは、シフト
値にフィットさせた２次元の多項式関数に基づいてい
る。
【０００４】この従来技術では、具体的に図１０に示し
たような手順でリブケイジ境界を求めていた。
たような手順でリブケイジ境界を求めていた。
【０００５】まず、胸部画像データ４０からリブケイジ
境界を検出する前処理として、胸部形態を表示する上で
目印となる情報としてのランドマーク情報４１を検出す
る（ステップＳ５０）。
境界を検出する前処理として、胸部形態を表示する上で
目印となる情報としてのランドマーク情報４１を検出す
る（ステップＳ５０）。
【０００６】次に、ランドマーク情報４１を元に上肺リ
ブケイジ境界候補点列４２を検出する（ステップＳ５
１）。そして、ランドマーク情報４１と上肺リブケイジ
境界候補点列４２を元に、右側リブケイジ境界候補点列
４３と左側リブケイジ境界候補点列４４を検出する（ス
テップＳ５２）。
ブケイジ境界候補点列４２を検出する（ステップＳ５
１）。そして、ランドマーク情報４１と上肺リブケイジ
境界候補点列４２を元に、右側リブケイジ境界候補点列
４３と左側リブケイジ境界候補点列４４を検出する（ス
テップＳ５２）。
【０００７】次に、ランドマーク情報４１を元に、上肺
リブケイジ境界候補点列４２を多項式近似し、Ｘ座標方
向（水平方向）に連続な点列となるように、上肺リブケ
イジ境界点列４５を求める（ステップＳ５３）。同様に
して、ランドマーク情報４１を元に、右側リブケイジ境
界候補点列４３と左側リブケイジ境界候補点列４４とを
多項式近似し、Ｙ座標方向（垂直方向）に連続な点列と
なるように、右側リブケイジ境界点列４６と左側リブケ
イジ境界点列４７とを求める（ステップＳ５４）。
リブケイジ境界候補点列４２を多項式近似し、Ｘ座標方
向（水平方向）に連続な点列となるように、上肺リブケ
イジ境界点列４５を求める（ステップＳ５３）。同様に
して、ランドマーク情報４１を元に、右側リブケイジ境
界候補点列４３と左側リブケイジ境界候補点列４４とを
多項式近似し、Ｙ座標方向（垂直方向）に連続な点列と
なるように、右側リブケイジ境界点列４６と左側リブケ
イジ境界点列４７とを求める（ステップＳ５４）。
【０００８】最後に、ランドマーク情報４１を元に、上
肺リブケイジ境界点列４５と右側リブケイジ境界点列４
６とを統合して右側リブケイジ境界を求め、上肺リブケ
イジ境界点列４５と左側リブケイジ境界点列４７とを統
合して左側リブケイジ境界４８を求める（ステップＳ５
５）。
肺リブケイジ境界点列４５と右側リブケイジ境界点列４
６とを統合して右側リブケイジ境界を求め、上肺リブケ
イジ境界点列４５と左側リブケイジ境界点列４７とを統
合して左側リブケイジ境界４８を求める（ステップＳ５
５）。
【０００９】そして、この従来技術では、上肺リブケイ
ジ境界点列４５を求めるためのランドマーク情報４１と
して、肺長１／５を採用している。
ジ境界点列４５を求めるためのランドマーク情報４１と
して、肺長１／５を採用している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術にあっては、図１１に示したように、肺長１
／５付近の肺野内部が比較的低コントラストであるこ
と、及び胸部Ｘ線写真をフィルム・ディジタイザを使用
してディジタル画像に変換する際に余白部４９や画像処
理上での生じる黒色部５０等の偽画像が元の胸部画像に
含まれていることにより、リブケイジ境界候補点列を検
出するための探索限界点の検出に失敗することがあっ
た。
た従来技術にあっては、図１１に示したように、肺長１
／５付近の肺野内部が比較的低コントラストであるこ
と、及び胸部Ｘ線写真をフィルム・ディジタイザを使用
してディジタル画像に変換する際に余白部４９や画像処
理上での生じる黒色部５０等の偽画像が元の胸部画像に
含まれていることにより、リブケイジ境界候補点列を検
出するための探索限界点の検出に失敗することがあっ
た。
【００１１】図１２は失敗例の模式図であり、図１２
（ａ）に示したように、胸部画像右側にある黒色部５０
の偽画像が影響し肩甲骨部を上肺右の外側探索限界点と
して設定してしまった結果、図１２（ｂ）に示したよう
に、上肺右側リブケイジ境界候補点列５１の検出を失敗
していることがわかる。
（ａ）に示したように、胸部画像右側にある黒色部５０
の偽画像が影響し肩甲骨部を上肺右の外側探索限界点と
して設定してしまった結果、図１２（ｂ）に示したよう
に、上肺右側リブケイジ境界候補点列５１の検出を失敗
していることがわかる。
【００１２】つまり、上記従来技術にあっては、リブケ
イジ境界候補点を検出するための基準の設定と元の胸部
画像上の偽画像による影響によってリブケイジ境界候補
点の検出に失敗すると、リブケイジ境界候補点列を多項
式近似することで求めたリブケイジ境界が、本来のリブ
ケイジ境界を示さなくなり、結果的にコンピュータ支援
診断全体の精度が下がることとなっていた。
イジ境界候補点を検出するための基準の設定と元の胸部
画像上の偽画像による影響によってリブケイジ境界候補
点の検出に失敗すると、リブケイジ境界候補点列を多項
式近似することで求めたリブケイジ境界が、本来のリブ
ケイジ境界を示さなくなり、結果的にコンピュータ支援
診断全体の精度が下がることとなっていた。
【００１３】また、従来技術では、右側リブケイジ境界
候補点列と左側リブケイジ境界候補点列の検出は、上肺
リブケイジ境界候補点列を元にして検出するようになっ
ているため、最初に行う上肺リブケイジ境界候補点列の
検出を失敗した場合には、それ以降に行う右側リブケイ
ジ境界候補点列と左側リブケイジ境界候補点列の検出も
失敗することとなり、これらの情報に基づいてリブケイ
ジ境界候補点列を多項式近似することで求めたリブケイ
ジ境界が、本来のリブケイジ境界を示さなくなり、結果
的にコンピュータ支援診断全体の精度が下がることとな
っていた。
候補点列と左側リブケイジ境界候補点列の検出は、上肺
リブケイジ境界候補点列を元にして検出するようになっ
ているため、最初に行う上肺リブケイジ境界候補点列の
検出を失敗した場合には、それ以降に行う右側リブケイ
ジ境界候補点列と左側リブケイジ境界候補点列の検出も
失敗することとなり、これらの情報に基づいてリブケイ
ジ境界候補点列を多項式近似することで求めたリブケイ
ジ境界が、本来のリブケイジ境界を示さなくなり、結果
的にコンピュータ支援診断全体の精度が下がることとな
っていた。
【００１４】したがって、胸部画像の特徴及び解剖学的
構造を表す位置情報をコンピュータ支援診断に使用する
場合には、より正確なリブケイジ境界情報とランドマー
ク情報を入手することが重要であって、これらの正確な
情報をコンピュータ支援診断に適用しなければならず、
その改善が望まれていた。
構造を表す位置情報をコンピュータ支援診断に使用する
場合には、より正確なリブケイジ境界情報とランドマー
ク情報を入手することが重要であって、これらの正確な
情報をコンピュータ支援診断に適用しなければならず、
その改善が望まれていた。
【００１５】そこで、この発明は、従来技術のような誤
検出の発生を防止して、与えられる胸部画像の品質に左
右されることのない正確なリブケイジ境界情報を入手す
る方法及びその装置を提供することを課題としている。
検出の発生を防止して、与えられる胸部画像の品質に左
右されることのない正確なリブケイジ境界情報を入手す
る方法及びその装置を提供することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ディジタル胸部画像か
ら解剖学的構造情報を検出してコンピュータ支援診断を
行うためのリブケイジ境界の検出方法において、上肺リ
ブケイジ境界候補点列の外側探索限界点を決定するに当
たって、左右肺野内の平滑化済み画素値積算平均プロフ
ァイルを求めるステップと、該画素値積算平均プロファ
イルを基準として前記外側探索限界点決定用しきい値を
決定するステップと、左右肺野の中央部からそれぞれ前
記胸部画像の外側に向かって前記しきい値を越える位置
を探索するステップとを有し、前記しきい値を越える位
置を前記外側探索限界点に決定すると共に、前記しきい
値を越える位置が見つからない場合には、前記左右肺野
内の画素値の変化を調べるために前記画素値積算平均プ
ロファイルの１次導関数を求め、前記左右肺野の中央部
からそれぞれ胸部画像の外側に向かって所定の探索区間
における１次導関数が最大の変化を示す位置を探索し、
前記探索区間において前記画素値積算平均プロファイル
が極大値を取る位置を探索して、該極大値と前記１次導
関数が最大の変化を示す位置との中点を前記外側探索限
界点に決定するようにしたことを特徴としている。
めに、請求項１に記載の発明は、ディジタル胸部画像か
ら解剖学的構造情報を検出してコンピュータ支援診断を
行うためのリブケイジ境界の検出方法において、上肺リ
ブケイジ境界候補点列の外側探索限界点を決定するに当
たって、左右肺野内の平滑化済み画素値積算平均プロフ
ァイルを求めるステップと、該画素値積算平均プロファ
イルを基準として前記外側探索限界点決定用しきい値を
決定するステップと、左右肺野の中央部からそれぞれ前
記胸部画像の外側に向かって前記しきい値を越える位置
を探索するステップとを有し、前記しきい値を越える位
置を前記外側探索限界点に決定すると共に、前記しきい
値を越える位置が見つからない場合には、前記左右肺野
内の画素値の変化を調べるために前記画素値積算平均プ
ロファイルの１次導関数を求め、前記左右肺野の中央部
からそれぞれ胸部画像の外側に向かって所定の探索区間
における１次導関数が最大の変化を示す位置を探索し、
前記探索区間において前記画素値積算平均プロファイル
が極大値を取る位置を探索して、該極大値と前記１次導
関数が最大の変化を示す位置との中点を前記外側探索限
界点に決定するようにしたことを特徴としている。
【００１７】請求項２に記載の発明は、ディジタル胸部
画像から解剖学的構造情報を検出してコンピュータ支援
診断を行うためのリブケイジ境界の検出方法において、
左右リブケイジ境界候補点列の探索開始点探索開始位置
として、正中線を対称軸として左右対称となる肺長１／
２近傍の左右肺野中央位置を採用し、該左右肺野中央位
置からそれぞれ胸部正面画像の外側に向かって左右リブ
ケイジ境界候補点列の探索開始点を探索するようにした
ことを特徴としている。
画像から解剖学的構造情報を検出してコンピュータ支援
診断を行うためのリブケイジ境界の検出方法において、
左右リブケイジ境界候補点列の探索開始点探索開始位置
として、正中線を対称軸として左右対称となる肺長１／
２近傍の左右肺野中央位置を採用し、該左右肺野中央位
置からそれぞれ胸部正面画像の外側に向かって左右リブ
ケイジ境界候補点列の探索開始点を探索するようにした
ことを特徴としている。
【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項２の構成
に加えて、前記左右リブケイジ境界候補点列の探索開始
点を決定するに当たって、フィルム・ディジタイザを使
用してディジタル画像に変換する際に生じる余白部や画
像処理上で生じる黒色部等の偽画像を排除する前処理を
行うことを特徴としている。
に加えて、前記左右リブケイジ境界候補点列の探索開始
点を決定するに当たって、フィルム・ディジタイザを使
用してディジタル画像に変換する際に生じる余白部や画
像処理上で生じる黒色部等の偽画像を排除する前処理を
行うことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態に係るディ
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を採用するた
めに使用する装置の構成について、図１乃至図４に従っ
て説明する。
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を採用するた
めに使用する装置の構成について、図１乃至図４に従っ
て説明する。
【００２０】図１は、この発明の実施の形態に係るディ
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を採用する際
に使用する装置の全体構成を示すブロック図である。図
２は、胸部画像の解剖学的構造情報としてのリブケイジ
情報の説明図である。図３は、リブケイジ情報のうちの
ランドマーク情報の説明図である。図４は、リブケイジ
情報のうちのリブケイジ境界情報としての境界候補点列
の説明図である。
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を採用する際
に使用する装置の全体構成を示すブロック図である。図
２は、胸部画像の解剖学的構造情報としてのリブケイジ
情報の説明図である。図３は、リブケイジ情報のうちの
ランドマーク情報の説明図である。図４は、リブケイジ
情報のうちのリブケイジ境界情報としての境界候補点列
の説明図である。
【００２１】胸部画像の解剖学的構造情報としてのリブ
ケイジ情報は、胸部肋骨の外側端をつなぐ輪郭線を表す
リブケイジ境界情報と、胸部形態を表示する上で目印と
なる情報としてのランドマーク情報とからなる。
ケイジ情報は、胸部肋骨の外側端をつなぐ輪郭線を表す
リブケイジ境界情報と、胸部形態を表示する上で目印と
なる情報としてのランドマーク情報とからなる。
【００２２】そして、リブケイジ境界情報は、図２に示
したように、肺長１／５より上の上肺リブケイジ境界点
列をつないだ上肺リブケイジ境界Ｅ、肺長１／５より下
の右側リブケイジ点列をつないだ右側リブケイジ境界
Ｆ、肺長１／５より下の左側リブケイジ点列をつないだ
左側リブケイジ境界Ｇからなる。
したように、肺長１／５より上の上肺リブケイジ境界点
列をつないだ上肺リブケイジ境界Ｅ、肺長１／５より下
の右側リブケイジ点列をつないだ右側リブケイジ境界
Ｆ、肺長１／５より下の左側リブケイジ点列をつないだ
左側リブケイジ境界Ｇからなる。
【００２３】ランドマーク情報は、図３に示したよう
に、肺長１／５の右肺中央Ｈ、肺長１／５の正中線Ｘ座
標Ｉ、肺長１／５の左肺中央Ｊ、肺長１／２の右肺中央
Ｋ、肺長１／２の正中線Ｘ座標Ｌ、肺長１／２の左肺中
央Ｍ等の位置を示す座標点、及び肺最上端線Ｎ、肺長１
／５線Ｏ、肺長１／２線Ｐ、肺最下端線Ｑ等のＹ座標や
肺長Ｒといった長さ等からなる。
に、肺長１／５の右肺中央Ｈ、肺長１／５の正中線Ｘ座
標Ｉ、肺長１／５の左肺中央Ｊ、肺長１／２の右肺中央
Ｋ、肺長１／２の正中線Ｘ座標Ｌ、肺長１／２の左肺中
央Ｍ等の位置を示す座標点、及び肺最上端線Ｎ、肺長１
／５線Ｏ、肺長１／２線Ｐ、肺最下端線Ｑ等のＹ座標や
肺長Ｒといった長さ等からなる。
【００２４】また、リブケイジ境界情報としての境界候
補点列は、図４に示したように、上肺右側リブケイジ境
界候補点列Ａ、上肺左側リブケイジ境界候補点列Ｂ、右
側リブケイジ境界候補点列Ｃ、左側リブケイジ境界候補
点列Ｄ、上肺リブケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂ、左右リブ
ケイジ境界候補点列Ｃ＋Ｄがあげられる。
補点列は、図４に示したように、上肺右側リブケイジ境
界候補点列Ａ、上肺左側リブケイジ境界候補点列Ｂ、右
側リブケイジ境界候補点列Ｃ、左側リブケイジ境界候補
点列Ｄ、上肺リブケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂ、左右リブ
ケイジ境界候補点列Ｃ＋Ｄがあげられる。
【００２５】図１のブロック図において、ディジタル画
像入力装置１は、撮影された胸部Ｘ線写真をディジタル
化する部分である。胸部画像（胸部正面画像）を胸部Ｘ
線写真からディジタル化する場合は、このディジタル画
像入力装置１は、フィルム・ディジタイザ等のフィルム
をディジタル化する装置となり、胸部Ｘ線写真をディジ
タル撮影する場合は、このディジタル画像入力装置１
は、ＣＲシステム等のディジタル・イメージング・シス
テムとなる。胸部フィルムのディジタル化が可能であれ
ば、いずれの装置を使用しても構わない。
像入力装置１は、撮影された胸部Ｘ線写真をディジタル
化する部分である。胸部画像（胸部正面画像）を胸部Ｘ
線写真からディジタル化する場合は、このディジタル画
像入力装置１は、フィルム・ディジタイザ等のフィルム
をディジタル化する装置となり、胸部Ｘ線写真をディジ
タル撮影する場合は、このディジタル画像入力装置１
は、ＣＲシステム等のディジタル・イメージング・シス
テムとなる。胸部フィルムのディジタル化が可能であれ
ば、いずれの装置を使用しても構わない。
【００２６】画像データ蓄積メモリ２は、ディジタル化
された胸部画像を記憶しておく部分である。
された胸部画像を記憶しておく部分である。
【００２７】ランドマーク情報検出部３は、胸部正面画
像データからリブケイジ情報のうち、ランドマーク情報
を検出する部分である。
像データからリブケイジ情報のうち、ランドマーク情報
を検出する部分である。
【００２８】上肺リブケイジ境界候補点列検出部４は、
胸部正面画像データとランドマーク情報から、上肺リブ
ケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂを検出する部分である。
胸部正面画像データとランドマーク情報から、上肺リブ
ケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂを検出する部分である。
【００２９】左右リブケイジ境界候補点列検出部５は、
胸部正面画像データ、上肺リブケイジ境界候補点列情報
及びランドマーク情報から、左右リブケイジ境界候補点
列Ｃ＋Ｄを検出する部分である。
胸部正面画像データ、上肺リブケイジ境界候補点列情報
及びランドマーク情報から、左右リブケイジ境界候補点
列Ｃ＋Ｄを検出する部分である。
【００３０】上肺リブケイジ境界候補点列カーブフィッ
ティング演算部６は、上肺リブケイジ境界候補点列検出
部４で得られた上肺リブケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂをカ
ーブフィッティング演算し、Ｘ座標に連続な点列を求め
る部分である。
ティング演算部６は、上肺リブケイジ境界候補点列検出
部４で得られた上肺リブケイジ境界候補点列Ａ＋Ｂをカ
ーブフィッティング演算し、Ｘ座標に連続な点列を求め
る部分である。
【００３１】左右リブケイジ境界候補点列カーブフィッ
ティング演算部７は、左右リブケイジ境界候補点列検出
部５で得られた左右リブケイジ境界候補点列Ｃ＋Ｄをカ
ーブフィッティング演算し、Ｙ座標に連続な点列を求め
る部分である。
ティング演算部７は、左右リブケイジ境界候補点列検出
部５で得られた左右リブケイジ境界候補点列Ｃ＋Ｄをカ
ーブフィッティング演算し、Ｙ座標に連続な点列を求め
る部分である。
【００３２】エッジ点列統合部８は、ランドマーク情報
４１を元に、上肺リブケイジ境界点列Ａ＋Ｂと左右リブ
ケイジ境界点列Ｃ＋Ｄを統合し、左右それぞれのリブケ
イジ境界点列を求める部分である。
４１を元に、上肺リブケイジ境界点列Ａ＋Ｂと左右リブ
ケイジ境界点列Ｃ＋Ｄを統合し、左右それぞれのリブケ
イジ境界点列を求める部分である。
【００３３】リブケイジ情報蓄積メモリ９は、エッジ点
列統合部８で求められたリブケイジ境界情報とランドマ
ーク情報検出部３で検出したランドマーク情報４１を蓄
積しておくメモリである。
列統合部８で求められたリブケイジ境界情報とランドマ
ーク情報検出部３で検出したランドマーク情報４１を蓄
積しておくメモリである。
【００３４】画像表示処理部１０は、ランドマーク情報
４１、リブケイジ境界情報及び胸部画像データ等を表示
処理する部分であり、この表示処理された画像情報をＣ
ＲＴ１１に送り目視できる画像として表示する。
４１、リブケイジ境界情報及び胸部画像データ等を表示
処理する部分であり、この表示処理された画像情報をＣ
ＲＴ１１に送り目視できる画像として表示する。
【００３５】ＣＲＴ１１は、ＣＲＴ、プラズマディスプ
レイ、液晶ディスプレイ等の表示装置であるが、階調表
現性能の点からＣＲＴが望ましく、更に医療用高精細Ｃ
ＲＴとして知られている走査線１０００本以上のＣＲＴ
を用いることが望ましい。
レイ、液晶ディスプレイ等の表示装置であるが、階調表
現性能の点からＣＲＴが望ましく、更に医療用高精細Ｃ
ＲＴとして知られている走査線１０００本以上のＣＲＴ
を用いることが望ましい。
【００３６】以下、この発明の実施の形態に係るディジ
タル胸部画像のリブケイジ境界の検出方法について、図
５乃至図９に従って説明する。
タル胸部画像のリブケイジ境界の検出方法について、図
５乃至図９に従って説明する。
【００３７】この発明に係るディジタル胸部画像のリブ
ケイジ境界検出方法では、左右肺野のリブケイジ境界を
決定するための探索開始点を、図３に示したように、肺
最上端線Ｎと右肺角線Ｔとの交点である上肺右側リブケ
イジ境界候補点探索開始点Ｎ１、肺最上端線Ｎと左肺角
線Ｕとの交点である上肺左側リブケイジ境界候補点探索
開始点Ｎ２に設定している。
ケイジ境界検出方法では、左右肺野のリブケイジ境界を
決定するための探索開始点を、図３に示したように、肺
最上端線Ｎと右肺角線Ｔとの交点である上肺右側リブケ
イジ境界候補点探索開始点Ｎ１、肺最上端線Ｎと左肺角
線Ｕとの交点である上肺左側リブケイジ境界候補点探索
開始点Ｎ２に設定している。
【００３８】以下、上肺リブケイジ境界候補点列の決定
に当たって事前に実施する、内側探索限界点と外側探索
限界点の決定方法について説明する。
に当たって事前に実施する、内側探索限界点と外側探索
限界点の決定方法について説明する。
【００３９】図５は、この発明の実施の形態に係るディ
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を示したもの
であって、上肺リブケイジ境界候補点列の決定に当たっ
て事前に実施する内側探索限界点と外側探索限界点を決
定に関するフローチャートである。
ジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法を示したもの
であって、上肺リブケイジ境界候補点列の決定に当たっ
て事前に実施する内側探索限界点と外側探索限界点を決
定に関するフローチャートである。
【００４０】最初に、ランドマーク情報４１を元に、内
側探索限界点Ｎ３を求める（ステップＳ１）。内側探索
限界点Ｎ３は、図３に示したとおり、肺最上端線Ｎと正
中線との交点に当たる座標で表される。
側探索限界点Ｎ３を求める（ステップＳ１）。内側探索
限界点Ｎ３は、図３に示したとおり、肺最上端線Ｎと正
中線との交点に当たる座標で表される。
【００４１】次に、図５に示したように、ランドマーク
情報４１と胸部画像データ４０に基づいて、肺長１／５
における画素値の積算平均値を胸部画像の画像幅につい
て取得する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ２で
取得した画素値積算平均プロファイルのノイズを低減す
るために、プロファイルデータの平滑化を行う（ステッ
プＳ３）。次に、平滑化された画素値積算平均プロファ
イルから探索限界点決定用しきい値を選択する（ステッ
プＳ４）。ここで、右肺における探索限界点決定用しき
い値＝右肺野の平滑化済み画素値積算平均プロファイル
最小値＋（左右肺における平滑化済み画素値積算平均プ
ロファイル最大値−平滑化済み画素値積算平均プロファ
イル最小値）／２とし、左肺における探索限界点決定用
しきい値＝左肺野の平滑化済み画素値積算平均プロファ
イル最小値＋（左右肺における平滑化済み画素値積算平
均プロファイル最大値−平滑化済み画素値積算平均プロ
ファイル最小値）／２としている。
情報４１と胸部画像データ４０に基づいて、肺長１／５
における画素値の積算平均値を胸部画像の画像幅につい
て取得する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ２で
取得した画素値積算平均プロファイルのノイズを低減す
るために、プロファイルデータの平滑化を行う（ステッ
プＳ３）。次に、平滑化された画素値積算平均プロファ
イルから探索限界点決定用しきい値を選択する（ステッ
プＳ４）。ここで、右肺における探索限界点決定用しき
い値＝右肺野の平滑化済み画素値積算平均プロファイル
最小値＋（左右肺における平滑化済み画素値積算平均プ
ロファイル最大値−平滑化済み画素値積算平均プロファ
イル最小値）／２とし、左肺における探索限界点決定用
しきい値＝左肺野の平滑化済み画素値積算平均プロファ
イル最小値＋（左右肺における平滑化済み画素値積算平
均プロファイル最大値−平滑化済み画素値積算平均プロ
ファイル最小値）／２としている。
【００４２】次に、次のステップＳ６で探索ができたか
否かをチェックするためにしきい値を越えるＸ座標を予
め０に設定し（ステップＳ５）、肺長１／５における右
肺の中点ＲＭ（最もＸ線透過量が多く、画素値が低い位
置）と肺長１／５における左肺の中点ＬＭ（最もＸ線透
過量が多く、画素値が低い位置）を基準にして、それぞ
れ左右肺野の外側に向かって（右肺野の場合にはＸ座標
の負の方向（左の方向）、左肺野の場合にはＸ座標の正
の方向（右の方向））、平滑化済み画素値積算平均プロ
ファイルがしきい値を越える位置を探索する（ステップ
Ｓ６）。
否かをチェックするためにしきい値を越えるＸ座標を予
め０に設定し（ステップＳ５）、肺長１／５における右
肺の中点ＲＭ（最もＸ線透過量が多く、画素値が低い位
置）と肺長１／５における左肺の中点ＬＭ（最もＸ線透
過量が多く、画素値が低い位置）を基準にして、それぞ
れ左右肺野の外側に向かって（右肺野の場合にはＸ座標
の負の方向（左の方向）、左肺野の場合にはＸ座標の正
の方向（右の方向））、平滑化済み画素値積算平均プロ
ファイルがしきい値を越える位置を探索する（ステップ
Ｓ６）。
【００４３】その結果、しきい値を越える位置が発見で
きたか否かを判断し（ステップＳ７）、発見できた場合
にはその検出位置を探索限界点に決定し（ステップＳ
８）、発見できなかった場合には画素値の変化を調べる
ためにステップＳ３で取得した平滑化済み画素値積算平
均プロファイルの１次導関数を求める（ステップＳ
９）。
きたか否かを判断し（ステップＳ７）、発見できた場合
にはその検出位置を探索限界点に決定し（ステップＳ
８）、発見できなかった場合には画素値の変化を調べる
ためにステップＳ３で取得した平滑化済み画素値積算平
均プロファイルの１次導関数を求める（ステップＳ
９）。
【００４４】次に、探索区間を設定する（ステップＳ１
０）。この発明の実施の形態に係る検出方法では、図６
に示したように、肺長１／５における左右肺の中点（最
もＸ線透過量が多い位置）である左肺中央ＬＭ（図３に
おけるＪ）と右肺中央ＲＭ（図３におけるＨ）を基準と
して探索区間を設定する。左肺中央ＬＭと右肺中央ＲＭ
は、左右肺野内の中央付近よりやや内側であればよく、
左肺中央ＬＭと右肺中央ＲＭとは正中線を中心にしてほ
ぼ対称な位置に設定することが望ましい。探索区間は、
左肺中央ＬＭから右肺ＲＭまでの距離をＷＩＤとする
と、左右肺においてそれぞれ外側に向かってＷＩＤ／２
としている。肺長１／５とは、およそ肺野でいうと鎖骨
の付け根付近の位置を示すが、ここでいう肺長１／５と
いうのはあくまでも探索区間を決定する上での１つの基
準であり、鎖骨の付け根を避けた位置であればいずれの
位置を採用してもよい。
０）。この発明の実施の形態に係る検出方法では、図６
に示したように、肺長１／５における左右肺の中点（最
もＸ線透過量が多い位置）である左肺中央ＬＭ（図３に
おけるＪ）と右肺中央ＲＭ（図３におけるＨ）を基準と
して探索区間を設定する。左肺中央ＬＭと右肺中央ＲＭ
は、左右肺野内の中央付近よりやや内側であればよく、
左肺中央ＬＭと右肺中央ＲＭとは正中線を中心にしてほ
ぼ対称な位置に設定することが望ましい。探索区間は、
左肺中央ＬＭから右肺ＲＭまでの距離をＷＩＤとする
と、左右肺においてそれぞれ外側に向かってＷＩＤ／２
としている。肺長１／５とは、およそ肺野でいうと鎖骨
の付け根付近の位置を示すが、ここでいう肺長１／５と
いうのはあくまでも探索区間を決定する上での１つの基
準であり、鎖骨の付け根を避けた位置であればいずれの
位置を採用してもよい。
【００４５】次に、ステップＳ１０において設定した探
索区間において、１次導関数が最大の変化を示す位置Ｐ
１を探索する（ステップＳ１１）。探索は、右肺中央Ｒ
Ｍ及び左肺中央ＬＭからそれぞれ左右肺野の外側に向か
って探索する。このＰ１は、およそ肺野内部からリブケ
イジ境界へ画素値が変化する位置となる。
索区間において、１次導関数が最大の変化を示す位置Ｐ
１を探索する（ステップＳ１１）。探索は、右肺中央Ｒ
Ｍ及び左肺中央ＬＭからそれぞれ左右肺野の外側に向か
って探索する。このＰ１は、およそ肺野内部からリブケ
イジ境界へ画素値が変化する位置となる。
【００４６】ステップＳ１０で設定した探索区間におい
て、画素値積算平均プロファイルが極大値をとる位置Ｐ
２を探索する（ステップＳ１２）。探索は、右肺中央Ｒ
Ｍ及び左肺中央ＬＭからそれぞれ肺野の外側に向かって
探索する。このＰ２は、およそリブケイジ境界付近を示
す位置となる。
て、画素値積算平均プロファイルが極大値をとる位置Ｐ
２を探索する（ステップＳ１２）。探索は、右肺中央Ｒ
Ｍ及び左肺中央ＬＭからそれぞれ肺野の外側に向かって
探索する。このＰ２は、およそリブケイジ境界付近を示
す位置となる。
【００４７】そして、ステップＳ１１とステップＳ１２
で検出したＰ１及びＰ２の平均値（中点）を外側探索限
界点Ｐ０に設定し（ステップＳ１３）、終了する。
で検出したＰ１及びＰ２の平均値（中点）を外側探索限
界点Ｐ０に設定し（ステップＳ１３）、終了する。
【００４８】図７は、上肺リブケイジ境界候補点列の外
側探索限界点に関する説明図であり、（ａ）はその模式
図を示し、（ｂ）は肺長１／５の垂直方向積算水平プロ
ファイルを示し、（ｃ）は（ｂ）の１次導関数を示して
いる。この図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）を比較
することで、ステップＳ１１でのＰ１、ステップＳ１２
でのＰ２及びステップＳ１３でのＰ０との関係がわかる
であろう。
側探索限界点に関する説明図であり、（ａ）はその模式
図を示し、（ｂ）は肺長１／５の垂直方向積算水平プロ
ファイルを示し、（ｃ）は（ｂ）の１次導関数を示して
いる。この図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）を比較
することで、ステップＳ１１でのＰ１、ステップＳ１２
でのＰ２及びステップＳ１３でのＰ０との関係がわかる
であろう。
【００４９】以上のように、上肺野の位置情報と肺野内
の画素値変化を分析することで外側探索限界点を求める
方法にあっては、所定のしきい値を越えることを外側探
索限界点の決定条件としていないため、鎖骨や肩甲骨部
分のコントラストが低い場合のように所定のしきい値を
越える位置を探索することができないような場合であっ
ても、正規のリブケイジ境界近傍に外側探索限界点を設
定することができる。
の画素値変化を分析することで外側探索限界点を求める
方法にあっては、所定のしきい値を越えることを外側探
索限界点の決定条件としていないため、鎖骨や肩甲骨部
分のコントラストが低い場合のように所定のしきい値を
越える位置を探索することができないような場合であっ
ても、正規のリブケイジ境界近傍に外側探索限界点を設
定することができる。
【００５０】以下、左右肺リブケイジ境界候補点列の決
定に当たって事前に実施する、この発明の実施の形態に
係る左右肺中央を基準とした左右リブケイジ境界候補点
列探索開始点の決定方法について説明する。
定に当たって事前に実施する、この発明の実施の形態に
係る左右肺中央を基準とした左右リブケイジ境界候補点
列探索開始点の決定方法について説明する。
【００５１】従来技術では、右上側リブケイジ境界候補
点列から右肺野の最も外側に位置（最もＸ座標の小さい
値を示す位置）する境界候補点のＸ座標を取得して右側
リブケイジ境界候補点列探索開始点を決定し、左上側リ
ブケイジ境界候補点列から左肺野の最も外側に位置（最
もＸ座標の大きい値を示す位置）する境界候補点のＸ座
標を取得して左側リブケイジ境界候補点列探索開始点を
決定していた。
点列から右肺野の最も外側に位置（最もＸ座標の小さい
値を示す位置）する境界候補点のＸ座標を取得して右側
リブケイジ境界候補点列探索開始点を決定し、左上側リ
ブケイジ境界候補点列から左肺野の最も外側に位置（最
もＸ座標の大きい値を示す位置）する境界候補点のＸ座
標を取得して左側リブケイジ境界候補点列探索開始点を
決定していた。
【００５２】これに対して、この発明に係るディジタル
胸部画像のリブケイジ境界検出方法では、図８のフロー
チャートに示したように、右上側リブケイジ境界候補点
列の情報及び左上側リブケイジ境界候補点列の情報を使
用しないで、右側リブケイジ境界候補点列探索開始点と
左側リブケイジ境界候補点列探索開始点を決定するもの
である。
胸部画像のリブケイジ境界検出方法では、図８のフロー
チャートに示したように、右上側リブケイジ境界候補点
列の情報及び左上側リブケイジ境界候補点列の情報を使
用しないで、右側リブケイジ境界候補点列探索開始点と
左側リブケイジ境界候補点列探索開始点を決定するもの
である。
【００５３】つまり、最初に、ランドマーク情報から肺
長１／２の右肺中央ＲＭ（図３におけるＫ）の座標を取
得し（ステップＳ２１）、次に、ランドマーク情報から
肺長１／２の左肺中央ＬＭ（図３におけるＭ）の座標を
取得し（ステップＳ２２）、その後で右肺中央ＲＭの座
標を右側リブケイジ境界候補点列探索開始点に決定し
（ステップＳ２３）、左肺中央ＬＭの座標を左側リブケ
イジ境界候補点列探索開始点に決定し（ステップＳ２
４）、終了する。勿論、以上の手順において、右肺と左
肺との順序を逆にしてもよい。
長１／２の右肺中央ＲＭ（図３におけるＫ）の座標を取
得し（ステップＳ２１）、次に、ランドマーク情報から
肺長１／２の左肺中央ＬＭ（図３におけるＭ）の座標を
取得し（ステップＳ２２）、その後で右肺中央ＲＭの座
標を右側リブケイジ境界候補点列探索開始点に決定し
（ステップＳ２３）、左肺中央ＬＭの座標を左側リブケ
イジ境界候補点列探索開始点に決定し（ステップＳ２
４）、終了する。勿論、以上の手順において、右肺と左
肺との順序を逆にしてもよい。
【００５４】また、実施の形態では、肺長１／２のＲ
Ｍ，ＬＭを正中線を対称軸として左右対称かつ、左右肺
野の中央位置よりも内側となる位置に設定しているが、
ＲＭ，ＬＭは、左右肺野の中央位置付近であると共に、
正中線からなるべく対象となるように設定できれば、多
少のずれがあったとしても構わない。
Ｍ，ＬＭを正中線を対称軸として左右対称かつ、左右肺
野の中央位置よりも内側となる位置に設定しているが、
ＲＭ，ＬＭは、左右肺野の中央位置付近であると共に、
正中線からなるべく対象となるように設定できれば、多
少のずれがあったとしても構わない。
【００５５】ここで、発明者の実験結果では、リブケイ
ジ境界の検出失敗例の数％は、左右の上肺リブケイジ境
界の検出の失敗が原因であることがわかっている。した
がって、上肺リブケイジ境界の検出に失敗した結果、左
右リブケイジ境界の検出が失敗している胸部画像に対し
ては、この発明に係るディジタル胸部画像のリブケイジ
境界検出方法を採用することによりその検出を成功させ
ることができる。
ジ境界の検出失敗例の数％は、左右の上肺リブケイジ境
界の検出の失敗が原因であることがわかっている。した
がって、上肺リブケイジ境界の検出に失敗した結果、左
右リブケイジ境界の検出が失敗している胸部画像に対し
ては、この発明に係るディジタル胸部画像のリブケイジ
境界検出方法を採用することによりその検出を成功させ
ることができる。
【００５６】以下、左右肺リブケイジ境界候補点列の決
定に当たって事前に実施する、この発明に係るリブケイ
ジ境界検出方法のうちの偽画像を排除することによる左
右リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定方法につい
て説明する。
定に当たって事前に実施する、この発明に係るリブケイ
ジ境界検出方法のうちの偽画像を排除することによる左
右リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定方法につい
て説明する。
【００５７】従来技術では、図１１に示したように、フ
ィルム・ディジタイザを使用してディジタル画像に変換
する際に生じる余白部４９や画像処理上で生じる黒色部
５０等の偽画像が元の胸部画像に含まれていることで、
探索開始点を正しく求めることができなかったため、リ
ブケイジ境界候補点列を検出するための探索限界点の検
出に失敗することがあった。
ィルム・ディジタイザを使用してディジタル画像に変換
する際に生じる余白部４９や画像処理上で生じる黒色部
５０等の偽画像が元の胸部画像に含まれていることで、
探索開始点を正しく求めることができなかったため、リ
ブケイジ境界候補点列を検出するための探索限界点の検
出に失敗することがあった。
【００５８】そこで、この発明に係るリブケイジ境界検
出方法では、胸部画像のプロファイルから外周に生じる
偽画像を排除することで、正しい左右リブケイジ境界候
補点列探索開始点を決定しようとする。
出方法では、胸部画像のプロファイルから外周に生じる
偽画像を排除することで、正しい左右リブケイジ境界候
補点列探索開始点を決定しようとする。
【００５９】以下、図９のフローチャートに従ってその
具体的な手順を説明する。
具体的な手順を説明する。
【００６０】まず、胸部画像の画像幅について肺長１／
２の垂直方向画素値積算平均値を取得する（ステップＳ
３１）。ステップＳ３１で取得した垂直方向画素値積算
平均プロファイルのノイズを低減させるために、プロフ
ァイルの平滑化を行う（ステップＳ３２）。次に、ステ
ップＳ３２で取得した平滑化済み画素値積算平均プロフ
ァイルの１次導関数を求める差分幅を設定する（ステッ
プＳ３３）。実施の形態では、差分幅を画像幅の２％と
したが、実際には、画素値積算平均プロファイルの緩や
かな変化が検出できる程度の差分幅に設定すればよい。
２の垂直方向画素値積算平均値を取得する（ステップＳ
３１）。ステップＳ３１で取得した垂直方向画素値積算
平均プロファイルのノイズを低減させるために、プロフ
ァイルの平滑化を行う（ステップＳ３２）。次に、ステ
ップＳ３２で取得した平滑化済み画素値積算平均プロフ
ァイルの１次導関数を求める差分幅を設定する（ステッ
プＳ３３）。実施の形態では、差分幅を画像幅の２％と
したが、実際には、画素値積算平均プロファイルの緩や
かな変化が検出できる程度の差分幅に設定すればよい。
【００６１】次に、ステップＳ３３で取得した差分幅か
ら２次導関数を求める差分幅を設定する（ステップＳ３
４）。実施の形態では、差分幅を画像幅の４％とした。
実際には、画素値積算平均プロファイルの緩やかな変化
が検出できる程度の差分幅に設定すればよいが、ステッ
プＳ３３で設定した差分幅よりも大きめの幅とすること
が望ましい。
ら２次導関数を求める差分幅を設定する（ステップＳ３
４）。実施の形態では、差分幅を画像幅の４％とした。
実際には、画素値積算平均プロファイルの緩やかな変化
が検出できる程度の差分幅に設定すればよいが、ステッ
プＳ３３で設定した差分幅よりも大きめの幅とすること
が望ましい。
【００６２】次に、ステップＳ３３で設定した差分幅
で、平滑化済み画素値積算平均プロファイルの１次導関
数を取得し（ステップＳ３５）、ステップＳ３４で設定
した差分幅で、平滑化済み画素値積算平均プロファイル
の２次導関数を取得する（ステップＳ３６）。
で、平滑化済み画素値積算平均プロファイルの１次導関
数を取得し（ステップＳ３５）、ステップＳ３４で設定
した差分幅で、平滑化済み画素値積算平均プロファイル
の２次導関数を取得する（ステップＳ３６）。
【００６３】次に、フィルム・ディジタイザを使用して
ディジタル画像に変換する際に生じる余白部や画像処理
上で生じる胸部画像の外周部の偽画像部分を１次導関数
及び２次導関数から排除して有効探索範囲を決定する
（ステップＳ３７）。
ディジタル画像に変換する際に生じる余白部や画像処理
上で生じる胸部画像の外周部の偽画像部分を１次導関数
及び２次導関数から排除して有効探索範囲を決定する
（ステップＳ３７）。
【００６４】実施の形態では、一般的なフィルム・ディ
ジタイザを使用した場合に生じる縦帯の幅が、およそ画
像幅の２．１％（約１２ピクセル）であったため、この
値を参考に安全幅を見込んで一律画像幅の３％を排除す
るようにしたが、実際には使用するフィルム・ディジタ
イザの特性や施した画像処理の手法に応じて、最適な値
を選択的に決定するとよい。
ジタイザを使用した場合に生じる縦帯の幅が、およそ画
像幅の２．１％（約１２ピクセル）であったため、この
値を参考に安全幅を見込んで一律画像幅の３％を排除す
るようにしたが、実際には使用するフィルム・ディジタ
イザの特性や施した画像処理の手法に応じて、最適な値
を選択的に決定するとよい。
【００６５】次に、ステップＳ３５で取得した１次導関
数及びステップＳ３７で取得した有効探索範囲を元に、
平滑化済み画素値積算平均プロファイルが探索開始位置
から胸部画像の外側方向に向かって最初に検出した極大
値を取る位置を探索し（ステップＳ３８）、ステップＳ
３６で取得した２次導関数を元に、平滑化済み画素値積
算平均プロファイルが探索開始位置から胸部画像の外側
方向に向かって最初に検出した極小値を取る位置を探索
する（ステップＳ３９）。
数及びステップＳ３７で取得した有効探索範囲を元に、
平滑化済み画素値積算平均プロファイルが探索開始位置
から胸部画像の外側方向に向かって最初に検出した極大
値を取る位置を探索し（ステップＳ３８）、ステップＳ
３６で取得した２次導関数を元に、平滑化済み画素値積
算平均プロファイルが探索開始位置から胸部画像の外側
方向に向かって最初に検出した極小値を取る位置を探索
する（ステップＳ３９）。
【００６６】次に、極小値が取得できるか否かを判断し
（ステップＳ４０）、極小値が取得できなかった場合に
は、２次導関数の差分幅を現在値よりも小さい値（例え
ば、１次導関数の差分幅）とし（ステップＳ４１）、ス
テップＳ３４に戻る。実施の形態では、２次導関数の差
分幅を１次導関数の差分幅に設定したが、この値に限ら
ず２次導関数の変化が検出できる程度の差分幅を設定す
ればよい。
（ステップＳ４０）、極小値が取得できなかった場合に
は、２次導関数の差分幅を現在値よりも小さい値（例え
ば、１次導関数の差分幅）とし（ステップＳ４１）、ス
テップＳ３４に戻る。実施の形態では、２次導関数の差
分幅を１次導関数の差分幅に設定したが、この値に限ら
ず２次導関数の変化が検出できる程度の差分幅を設定す
ればよい。
【００６７】極小値が取得できた場合には、ステップＳ
３８とステップＳ３９とで求めた位置の差（絶対値：ピ
クセル間の距離）を取得することで、極小値位置と極大
値位置の幅を取得する（ステップＳ４２）。
３８とステップＳ３９とで求めた位置の差（絶対値：ピ
クセル間の距離）を取得することで、極小値位置と極大
値位置の幅を取得する（ステップＳ４２）。
【００６８】次に、その２点間の距離が画像幅の１０％
以下か否かを判断する（ステップＳ４３）。その結果、
２点間の距離が画像幅の１０％以下の場合には、その２
点間の中点（極大値位置と極小値位置の平均値）を探索
開始点とし（ステップＳ４４）、２点間の距離が１０％
を越える場合には、探索開始位置から肺野の外側方向に
向かって最初に検出した極大値を取る位置を探索開始点
とし（ステップＳ４５）、終了する。実施の形態では、
しきい値を画像幅の１０％として設定したが、この値に
限らず肺野の大きさ、画像の大きさに応じて適宜設定す
ればよい。
以下か否かを判断する（ステップＳ４３）。その結果、
２点間の距離が画像幅の１０％以下の場合には、その２
点間の中点（極大値位置と極小値位置の平均値）を探索
開始点とし（ステップＳ４４）、２点間の距離が１０％
を越える場合には、探索開始位置から肺野の外側方向に
向かって最初に検出した極大値を取る位置を探索開始点
とし（ステップＳ４５）、終了する。実施の形態では、
しきい値を画像幅の１０％として設定したが、この値に
限らず肺野の大きさ、画像の大きさに応じて適宜設定す
ればよい。
【００６９】これにより、フィルム・ディジタイザを使
用してディジタル画像に変換する際に生じる余白部４９
や画像処理上で生じる黒色部５０等の偽画像を排除する
前処理を行うようにしたので、偽画像が探索開始点の検
出に影響しなくなったため、与えられる胸部画像の品質
に左右されることのない正確なリブケイジ境界情報が得
られるようになった。
用してディジタル画像に変換する際に生じる余白部４９
や画像処理上で生じる黒色部５０等の偽画像を排除する
前処理を行うようにしたので、偽画像が探索開始点の検
出に影響しなくなったため、与えられる胸部画像の品質
に左右されることのない正確なリブケイジ境界情報が得
られるようになった。
【００７０】なお、この発明の実施の形態に係るディジ
タル胸部画像のリブケイジ境界検出方法は、従来技術の
ような同一患者の時間的に異なる時期に撮影されたディ
ジタル胸部画像の間の肺疾患等の経時変化を検知するた
めに病変部を強調した画像を用いるコンピュータ支援診
断に利用することができることは勿論、複数の画像を対
象としない場合にも利用できるものである。例えば、１
枚の胸部画像から胸部の解剖学的構造情報を検出し、そ
の結果をコンピュータ支援診断に利用することも可能で
ある。
タル胸部画像のリブケイジ境界検出方法は、従来技術の
ような同一患者の時間的に異なる時期に撮影されたディ
ジタル胸部画像の間の肺疾患等の経時変化を検知するた
めに病変部を強調した画像を用いるコンピュータ支援診
断に利用することができることは勿論、複数の画像を対
象としない場合にも利用できるものである。例えば、１
枚の胸部画像から胸部の解剖学的構造情報を検出し、そ
の結果をコンピュータ支援診断に利用することも可能で
ある。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、上肺リブケイジ境界候補点列の外側探索
限界点を決定するに当たって、肺野内の平滑化済み画素
値積算平均プロファイルを求めるステップと、該画素値
積算平均プロファイルを基準として前記外側探索限界点
決定用しきい値を決定するステップと、左右肺野の中央
部からそれぞれ胸部正面画像の外側に向かって該しきい
値を越える位置を探索するステップとを有し、前記しき
い値を越える位置を前記外側探索限界点に決定すると共
に、前記しきい値を越える位置が見つからない場合に
は、肺野内の画素値の変化を調べるために肺野内の平滑
化済み画素値積算平均プロファイルの１次導関数を求
め、左右肺野の中央部からそれぞれ胸部正面画像の外側
に向かって定めた所定の探索区間における１次導関数が
最大の変化を示す位置を探索し、前記探索区間において
画素値積算平均プロファイルが極大値を取る位置を探索
して、該極大値と前記１次導関数が最大の変化を示す位
置との中点を前記外側探索限界点に決定するようにした
ので、正確な外側探索限界点を決定することができるた
め、リブケイジ境界の誤検出を防止することができる。
発明によれば、上肺リブケイジ境界候補点列の外側探索
限界点を決定するに当たって、肺野内の平滑化済み画素
値積算平均プロファイルを求めるステップと、該画素値
積算平均プロファイルを基準として前記外側探索限界点
決定用しきい値を決定するステップと、左右肺野の中央
部からそれぞれ胸部正面画像の外側に向かって該しきい
値を越える位置を探索するステップとを有し、前記しき
い値を越える位置を前記外側探索限界点に決定すると共
に、前記しきい値を越える位置が見つからない場合に
は、肺野内の画素値の変化を調べるために肺野内の平滑
化済み画素値積算平均プロファイルの１次導関数を求
め、左右肺野の中央部からそれぞれ胸部正面画像の外側
に向かって定めた所定の探索区間における１次導関数が
最大の変化を示す位置を探索し、前記探索区間において
画素値積算平均プロファイルが極大値を取る位置を探索
して、該極大値と前記１次導関数が最大の変化を示す位
置との中点を前記外側探索限界点に決定するようにした
ので、正確な外側探索限界点を決定することができるた
め、リブケイジ境界の誤検出を防止することができる。
【００７２】請求項２に記載の発明によれば、左右リブ
ケイジ境界候補点列の探索開始点探索開始位置として、
正中線を対称軸として左右対称となる肺長１／２近傍の
左右肺野中央位置を採用し、該左右肺野中央位置からそ
れぞれ胸部正面画像の外側に向かって左右リブケイジ境
界候補点列を探索するようにしたので、上肺リブケイジ
境界候補点列を誤検出した場合であっても左右リブケイ
ジ境界候補点列探索開始点を正しく検出することができ
るようになったため、リブケイジ境界を誤検出を防止す
ることができる。
ケイジ境界候補点列の探索開始点探索開始位置として、
正中線を対称軸として左右対称となる肺長１／２近傍の
左右肺野中央位置を採用し、該左右肺野中央位置からそ
れぞれ胸部正面画像の外側に向かって左右リブケイジ境
界候補点列を探索するようにしたので、上肺リブケイジ
境界候補点列を誤検出した場合であっても左右リブケイ
ジ境界候補点列探索開始点を正しく検出することができ
るようになったため、リブケイジ境界を誤検出を防止す
ることができる。
【００７３】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の効果に加えて、前記左右リブケイジ境界候補点列の探
索開始点を決定するに当たって、フィルム・ディジタイ
ザを使用してディジタル画像に変換する際に生じる余白
部や画像処理上で生じる黒色部等の偽画像を排除する前
処理を行うようにしたので、偽画像が探索開始点の検出
に影響しなくなったため、与えられる胸部画像の品質に
左右されることのない正確なリブケイジ境界情報が得ら
れるようになった。
の効果に加えて、前記左右リブケイジ境界候補点列の探
索開始点を決定するに当たって、フィルム・ディジタイ
ザを使用してディジタル画像に変換する際に生じる余白
部や画像処理上で生じる黒色部等の偽画像を排除する前
処理を行うようにしたので、偽画像が探索開始点の検出
に影響しなくなったため、与えられる胸部画像の品質に
左右されることのない正確なリブケイジ境界情報が得ら
れるようになった。
【図１】 この発明の実施の形態に係るディジタル胸部
画像のリブケイジ境界検出方法を採用する際に使用する
装置の全体構成を示すブロック図である。
画像のリブケイジ境界検出方法を採用する際に使用する
装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 胸部画像の解剖学的構造情報としてのリブケ
イジ情報の説明図である。
イジ情報の説明図である。
【図３】 リブケイジ情報のうちのランドマーク情報の
説明図である。
説明図である。
【図４】 リブケイジ情報のうちのリブケイジ境界情報
としての境界候補点列の説明図である。
としての境界候補点列の説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態に係るディジタル胸部
画像のリブケイジ境界検出方法を示したものであって、
上肺リブケイジ境界候補点列の決定に当たって事前に実
施する内側探索限界点と外側探索限界点を決定に関する
フローチャートである。
画像のリブケイジ境界検出方法を示したものであって、
上肺リブケイジ境界候補点列の決定に当たって事前に実
施する内側探索限界点と外側探索限界点を決定に関する
フローチャートである。
【図６】 同リブケイジ境界検出方法における左右リブ
ケイジ境界探索限界点探索区間を示した模式図である。
ケイジ境界探索限界点探索区間を示した模式図である。
【図７】 同リブケイジ境界検出方法における上肺リブ
ケイジ境界候補点列の外側限界点に関する説明図であ
り、（ａ）はその模式図を示し、（ｂ）は肺長１／５の
垂直方向積算水平プロファイルを示し、（ｃ）は（ｂ）
の１次導関数を示している。
ケイジ境界候補点列の外側限界点に関する説明図であ
り、（ａ）はその模式図を示し、（ｂ）は肺長１／５の
垂直方向積算水平プロファイルを示し、（ｃ）は（ｂ）
の１次導関数を示している。
【図８】 同リブケイジ境界検出方法を示したものであ
って、左右リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定に
関するフローチャートである。
って、左右リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定に
関するフローチャートである。
【図９】 同リブケイジ境界検出方法を示したものであ
って、左右側リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定
に関するフローチャートである。
って、左右側リブケイジ境界候補点列探索開始点の決定
に関するフローチャートである。
【図１０】 リブケイジ境界情報を入手するための従来
技術の手法を示したフローチャートである。
技術の手法を示したフローチャートである。
【図１１】 胸部Ｘ線写真をフィルム・ディジタイザを
使用してディジタル画像に変換した状態を示した胸部画
像例である。
使用してディジタル画像に変換した状態を示した胸部画
像例である。
【図１２】 従来技術によるリブケイジ境界の誤検出例
を示した説明図であり、（ａ）はその元の胸部画像の一
部であり、（ｂ）はその検出結果の一部である。
を示した説明図であり、（ａ）はその元の胸部画像の一
部であり、（ｂ）はその検出結果の一部である。
Ｓ２ 肺長１／５の濃度積算平均プロファイルの取得 Ｓ３ 画素値積算平均プロファイルの平滑化 Ｓ４ 探索限界点決定しきい値選択 Ｓ５ しきい値を越えるＸ座標を０にする Ｓ６ 画素値積算平均プロファイルがしきい値を越え
る位置探索 Ｓ７ しきい値を越える位置発見 Ｓ９ 画素値積算平均プロファイル１次導関数取得 Ｓ１０ 探索区間設定 Ｓ１１ 探索区間における１次導関数最大変化位置Ｐ１
取得 Ｓ１２ 探索区間における極大値位置Ｐ２取得 Ｓ１３ Ｐ１とＰ２との中点を探索限界点に設定
る位置探索 Ｓ７ しきい値を越える位置発見 Ｓ９ 画素値積算平均プロファイル１次導関数取得 Ｓ１０ 探索区間設定 Ｓ１１ 探索区間における１次導関数最大変化位置Ｐ１
取得 Ｓ１２ 探索区間における極大値位置Ｐ２取得 Ｓ１３ Ｐ１とＰ２との中点を探索限界点に設定
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 CA50 FF06 FF16 5B057 AA07 BA02 BA03 CE05 CH08 DA08 DA16 DC05 DC16 DC22 5L096 BA06 BA13 EA06 EA31 EA37 FA06 FA09 FA32 FA81 GA02 GA51
Claims (3)
- 【請求項１】 ディジタル胸部画像から解剖学的構造情
報を検出してコンピュータ支援診断を行うためのリブケ
イジ境界の検出方法において、上肺リブケイジ境界候補
点列の外側探索限界点を決定するに当たって、左右肺野
内の平滑化済み画素値積算平均プロファイルを求めるス
テップと、該画素値積算平均プロファイルを基準として
前記外側探索限界点決定用しきい値を決定するステップ
と、左右肺野の中央部からそれぞれ前記胸部画像の外側
に向かって前記しきい値を越える位置を探索するステッ
プとを有し、前記しきい値を越える位置を前記外側探索
限界点に決定すると共に、前記しきい値を越える位置が
見つからない場合には、前記左右肺野内の画素値の変化
を調べるために前記画素値積算平均プロファイルの１次
導関数を求め、前記左右肺野の中央部からそれぞれ胸部
画像の外側に向かって所定の探索区間における１次導関
数が最大の変化を示す位置を探索し、前記探索区間にお
いて前記画素値積算平均プロファイルが極大値を取る位
置を探索して、該極大値と前記１次導関数が最大の変化
を示す位置との中点を前記外側探索限界点に決定するよ
うにしたことを特徴とするディジタル胸部画像のリブケ
イジ境界検出方法。 - 【請求項２】 ディジタル胸部画像から解剖学的構造情
報を検出してコンピュータ支援診断を行うためのリブケ
イジ境界の検出方法において、左右リブケイジ境界候補
点列の探索開始点探索開始位置として、正中線を対称軸
として左右対称となる肺長１／２近傍の左右肺野中央位
置を採用し、該左右肺野中央位置からそれぞれ前記胸部
画像の外側に向かって左右リブケイジ境界候補点列の探
索開始点を探索するようにしたことを特徴とするディジ
タル胸部画像のリブケイジ境界検出方法。 - 【請求項３】 前記左右リブケイジ境界候補点列の探索
開始点を決定するに当たって、フィルム・ディジタイザ
を使用してディジタル画像に変換する際に生じる余白部
や画像処理によって生じる黒色部等の偽画像を排除する
前処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のディジ
タル胸部画像のリブケイジ境界検出方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378753A JP3433928B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | ディジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法及びディジタル胸部画像診断装置 |
| US09/983,613 US6748257B2 (en) | 2000-12-13 | 2001-10-25 | Detection of ribcage boundary from digital chest image |
| PCT/JP2001/010911 WO2002047553A1 (fr) | 2000-12-13 | 2001-12-12 | Procede servant a detecter les limites de la cage thoracique dans une image numerique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378753A JP3433928B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | ディジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法及びディジタル胸部画像診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002177249A true JP2002177249A (ja) | 2002-06-25 |
| JP3433928B2 JP3433928B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=18847261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000378753A Expired - Lifetime JP3433928B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | ディジタル胸部画像のリブケイジ境界検出方法及びディジタル胸部画像診断装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6748257B2 (ja) |
| JP (1) | JP3433928B2 (ja) |
| WO (1) | WO2002047553A1 (ja) |
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