JP2007524948A - 音声合成を用いた医療画像解析 - Google Patents

Abstract

医療画像を検査するシステム及び方法。上記方法を達成するために、医療画像を表すディジタル画像がアクセスされる。コンピュータ支援検出（CAD）を用いてディジタル画像を解析して候補異常を検出する。検出された候補異常に関連した少なくとも１つのレベルの情報を備えたCAD報告が生成される。少なくとも１つのレベルの情報によってCAD報告を処理して音声合成CAD報告を生成する。ディジタル画像が音声合成CAD報告の供給と同時に表示され、それによって、ユーザはCAD報告を聴くと同時にディジタル画像を検査することが可能である。

Description

本発明は、医療画像内の異常のコンピュータ支援検出（CAD）に関し、特に、合成されたCAD報告などの、音声合成を用いて医療画像を解析するシステム及び方法に関する。

マモグラムなどの医療画像の解析を、コンピュータ支援検出（CAD）手法によって処理して、所見領域（ROI）内の異常の検出において放射線科医を支援することが可能である。CAD解析は、ディジタル化された画像を必要とする。ディジタル化された画像は、適切なCADアプリケーションを用いて解析される。マモグラフの場合、そうしたアプリケーションは、例えば、微小石灰化を表す領域を識別することが可能である。通常、異常などの所見領域/部位は、放射線科医の注目を引きつけるようにディジタル画像上に示される。その結果は、診断を示すために直接用いるか、又は、元の画像の直接観察を用いて放射線科医によって得られた結果と比較することが可能である。

CADの結果は、放射線科医が報告を読み、次いで、CADの結果を画像の自らの直接観察と比較することが可能であるように、記述された報告において提示することも可能である。こうした動作は順次行われ、それによって放射線科医は、CADの結果と画像との間で行ったり来たりすることを余儀なくされる。このことは、非効率性をもたらしかねず、結果の比較におけるエラーの可能性を高め得る。

したがって、こうした欠点を解決する方法に対する必要性が存在する。

本発明の目的は、効率性を向上させて、診断目的で医療画像を検査する方法及びシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、画像の表示と、画像のCAD解析に基づいて音声合成コンピュータ支援検出（CAD）報告を起動させることとを同時に行うことを達成可能な方法及びシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、CAD解析によって検出された画像内の異常を特徴付ける1つ又は複数のレベルの情報を備えるCAD報告が生成され、音声合成報告に変換される方法及びシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、音声合成報告をユーザによってインタアクティブに修正して所望のレベルの情報を含めることが可能な方法及びシステムを提供することである。

こうした目的は、例証的な例として表しているにすぎず、そうした目的は、本発明の1つ又は複数の実施例を例示するものであり得る。本願開示の発明によって固有に達成される他の望ましい目的及び利点は、当業者が思いつくか、又は当業者に明らかになり得る。本発明は、特許請求の範囲によって規定される。

本発明の一局面によれば、医療画像を検査する方法が提供される。上記方法は、医療画像を表すディジタル画像をアクセスする工程と、コンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を用いてディジタル画像を解析して候補異常を検出する工程と、検出された候補異常に関連した少なくとも１つのレベルの情報を備えるＣＡＤ報告を生成する工程と、ＣＡＤ報告を処理して、少なくとも１つのレベルの情報によって音声合成ＣＡＤ報告を生成する工程と、ディジタル画像の表示と音声合成ＣＡＤ報告の供給とを同時に行い、それによって、ユーザが、CAD報告を同時に聴いている間にディジタル画像を検査することが可能である工程とを備える。

本発明の別の局面によれば、音声合成CAD報告が関連付けられるディジタル画像にコンピュータ支援検出（CAD）アプリケーションを割り当てる方法が提供される。上記方法は、ディジタル画像の1つ又は複数の属性及び関連した音声合成CAD報告の所望の内容に基づいて複数の獲得モデルから獲得モデルを選択する工程と、選択された獲得モデルに基づいて複数のCADアプリケーションからCADアプリケーションを判定する工程とを備える。

本発明の更に別の局面によれば、医療画像の音声合成コンピュータ支援検出（CAD）報告を生成するシステムが提供される。上記システムは、医療画像を表すディジタル画像をアクセスする手段と、ディジタル画像を記憶するディジタル記憶装置と、記憶されたディジタル画像を解析するよう構成された少なくとも１つのCADアルゴリズムを備えるCAD解析器と、CAD解析器によって行われるCAD解析に基づいてCAD報告を生成するCAD報告生成器と、CAD報告を音声合成CAD報告に変換し、音声合成CAD報告をユーザに供給するよう構成された音声合成器と、CAD報告生成器、音声生成器及びディジタル記憶装置と通信するよう構成されたインタフェースと、音声合成CAD報告の供給と同時にユーザに記憶ディジタル画像を表示するディスプレイとを備える。

本発明の前述並びに他の目的、特徴及び利点は、添付図面に示す、本発明の好ましい実施例の以下のより具体的な説明から明らかであろう。

以下は、本発明の好ましい実施例の詳細な説明であり、いくつかの添付図面のそれぞれにおいて同じ参照符号が同じ構造要素を識別する添付図面を参照する。

一般に、本発明は、ディジタル化された医療画像、例えば、ディジタル・マモグラムやディジタル化されたX線フィルムの解析から得られるコンピュータ支援検出（CAD）結果
の音声合成報告を生成する方法を提供する。

ディジタル化された医療画像が得られ、記憶されると、CADアプリケーションによる解析が起動される。起動されると、CADアプリケーションはまず、一連の画像処理工程を行って、（推定異常を表す領域などの）潜在的に疑わしい領域又は候補領域を検出する。
この検出は、例えば、種々のサイズの空間帯域通過フィルタを用いて塊の存在を検出することによって、又は、高域通過フィルタを用いて、石灰化の存在を示す画像の高輝度ではあるが小さな領域を強調表示することによって達成することが可能である。他の検出方法を、当業者が知っていることがあり得る。

疑わしい領域を検出した後、一連の特徴を領域毎に抽出し、癌などの病気の特性を識別された領域が示すものである可能性を判定するのに用いられる。

内容を本明細書及び特許請求の範囲に援用する、Shapiroらによる西暦2001年6月12日付発行の米国特許第6,246,786号明細書には、マモグラム内の癌性の塊を自動検出するシステムが記載されている。疑わしい領域から抽出される特徴は、小突起物や同様なもののサイズ、輝度、位置、密度、数及び長さを含み得る。これらの特徴は、当該技術分野で知られているいくつかの別々の方法論によって解析することが可能である。例えば、Shapiroには、特定の癌性特徴及び非癌性特徴を含む画像を用いたデータ群に基づいて訓練された神経ネットワークに対する入力として、そうした特徴を用いることが記載されている。システムはよって、潜在的な癌を示す特徴、及び特徴の組み合わせを「学習する」。

本発明の一実施例では、ＣＡＤ結果は、相当するディジタル化画像の表示と同時に起動させることが可能な音声合成ＣＡＤ報告に含めるよう処理される。放射線科医は次いで、画像を検査している間に報告を聴き、よって、画像と、記述（又は表示）されたＣＡＤ報告との間で行ったり来たりする必要性を避ける/減らすことができる。

この方法は、図１を参照して更に具体的に説明する。図１に示すように、工程１００で、ディジタル画像はＣＡＤを用いて解析される。ＣＡＤ報告は次いで、1つ又は複数のレベルの情報を備えて生成される（工程１０２）。音声合成報告を次いで生成することが可能である（工程１０４）。次いで、工程１０６では、医療画像を、音声合成報告の（口頭による）供給とともに表示することができる。

本発明の方法の実施例を行うのに用いるシステム５の例は、図２に示す図を用いて説明する。まず、ディジタル画像がアクセスされる。そうしたアクセスは、ディジタル画像を生成するようフィルム・ディジタル化装置１２によってディジタル化されたＸ線フィルム１０によって達成することが可能である。あるいは、ディジタル画像は、ディジタル撮像モーダリティ１６、例えば、コンピュータラジオグラフィ（ＣＲ）、ディジタルラジオグラフィ（ＤＲ）やディジタル・マンモグラフィなどの既知の手法を用いて得ることが可能である。
周知のように、ディジタル画像を、コンピュータやデータベースなどのディジタル記憶装置１４に記憶することが可能である。

ディジタル画像を、画像ディスプレイ/モニタ１８を用いて表示し、かつ/又は、1つ又は複数のCADアルゴリズムを備えるCAD解析器２０によって処理することが可能である。

CAD報告２３を次いでCAD報告生成器２２によって作成して、以下に更に説明するように、所望の情報を供給する。CAD報告生成器２２は、データを共有/転送するようにディジタル画像記憶装置１４と通信することが可能である。画像を処理して、画像に対するCAD解析からの選択された情報を表示することが可能である。

CAD報告生成器２２によって生成されるCAD報告２３は文に変換され、文を、音声合成器２４によって音声合成して、合成されたCAD報告を生成する。そうした変換装置は既知である。変換されると、音声出力を生成することが可能であり、音声出力によって、合成CAD報告をユーザ２６に供給することができる。CAD報告２３は、好ましくは文に変換され、文は通常、診断の目的で医療画像について検討し、医療画像を特徴付ける際に医師の間でやりとりするよう医師によって用いられる。音声合成CAD報告は、スピーカ、ヘッドフォン、ヘッドセット、又は同様なものによってユーザに供給することが可能である。あるいは、音声合成CAD報告を、テープレコーダ、電話のボイスメールや同様なものなどの音声記録装置への音声出力に音声出力として供給して、ユーザが取り出し、聴くことができる。

ユーザ２６は、インタフェース２８を介して音声合成器２４、CAD報告生成器２２及び記憶装置１４と通信することが可能である。インタフェース２８は、当業者に周知であるキーボード、マウス、タッチスクリーン、データペン、音声認識、又は他のインタフェース装置を含み得る。特に、インタフェース２８は、ユーザが音声コマンドを利用してシステムと通信することを可能にする1つ又は複数のマイクロフォンを備え得る。

CAD報告生成器２２によって生成されるCAD報告２３は好ましくは、画像内の異常の識別及び特徴付けに関する情報、例えば、検出された異常の位置及び種類を備える。CAD報告２３は、異常の種類を判定するためのCADアルゴリズムが依拠する、異常の特徴などの他の情報も備え得る。

本発明の方法の一局面によれば、本発明のシステムは効果的には、CAD解析器２０からの所望の情報を、音声合成CAD報告に組み入れることが可能になる。好ましくは、CAD報告に含まれた情報は種々のレベルに分割され、1つ又は複数の所望のレベルが、音声合成報告において関心があり得る。

次に図３を参照すれば、種々のレベルの情報を有する例示的なＣＡＤ報告３０を表す図を示す。図３に示す例の場合、（３２で示す）情報レベル１は異常の局所化を備え、（３４で示す）レベル２はＣＡＤ解析による診断を備え、（３６で示す）レベル３はＣＡＤ解析の根拠を備える。（レベルＮによって３８で示す）他のレベルを含むことが可能であることが分かり得る。他の/更なるレベルは、例えば、解析されている器官の種類、ＣＡＤアプリケーションの種類、及び同様なものによって望ましいものであり得る。

システム５は好ましくは、所定のレベルの情報を組み入れたデフォールトＣＡＤ報告形式を備える。よって、例えば、音声合成報告は、局所化、及びＣＡＤベースの診断（図３に示す例におけるレベル１及び２）を含み得る。

図３に４０で示すように、異常の識別情報、例えば、「異常番号１」を有声音化し、次いで、局所化「第１の象限」を、最後に、ＣＡＤベースの診断「悪性」を有声音化するようデフォールト音声合成報告を構成することが可能である。この配置は、ＣＡＤ解析器２０及びＣＡＤ報告生成器２２によって識別される異常毎に繰り返すことが可能である。

デフォールト報告の供給に加えて、本発明のシステム５は、ユーザが、所定の異常を説明している際に音声合成報告を中止し、1つ又は複数のより高いレベルの情報を呼び出すことによって特定の異常に関する更なる情報を要求することを可能にするよう構成することができる。このことは図３に４２で示す。これは、ユーザが、音声合成器と通信してＣＡＤ報告の流れを制御し、ＣＡＤ報告生成器と通信して、要求される更なるレベルの情報を規定することを可能にすることによって達成することが可能である。

例えば、ユーザは、特定の異常（例えば、異常番号２）に関するデフォールト情報を聴いた後、ＣＡＤベースの診断が有効か否かを判定するうえで更なる情報をユーザが必要とすることを決定し得る。ユーザは、その時点で、ユーザ・インタフェース２８を介して更なるレベルの情報を要求することが可能である。更なる情報が特定の異常について供給されると、音声合成報告はデフォールトのＣＡＤ音声合成報告を再開することが可能である。
このことは、４４で図３に示す。音声合成報告の供給はよって、放射線科医の情報ニーズに最もよく合うようインタアクティブに修正することが可能である。

なお、画像を解析するのに用いるＣＡＤアプリケーションは、ＣＡＤ報告において望まれるタイプの情報と、最終的には、音声合成報告とによって変わってくることがあり得る。よって、本発明の方法の好ましい実施例では、1つ又は複数のディジタル画像属性と、音声合成ＣＡＤ報告の所望の内容とに基づいた、複数の獲得モデルからの獲得モデルの選択を備える処理が提供される。選択された獲得モデルを次いで用いて、複数のＣＡＤアプリケーションから選択された適切なCADアプリケーションを判定することが可能である。

CAD報告の起動は、種々の手段によって開始することが可能である。例えば、CAD報告は、バーコード番号や他の識別子の入力、バーコードの走査、当業者に知られているマウス、タッチ画面、若しくは同様なもの、又は他の手段を用いた、複数の報告からの特定の報告の選択によって起動させることが可能である。

本発明の前述の実施例は、例証的なものに過ぎないことが意図されている。本発明の範囲はよって、特許請求の範囲によって限定されるにすぎないことが意図されているものである。

コンピュータ・プログラムは、1つ又は複数の記憶媒体、例えば、本発明による方法を実施するよう1つ又は複数のコンピュータを制御する命令を有するコンピュータ・プログラムを記憶するよう用いる磁気記憶媒体（磁気ディスク（フロッピー（登録商標）・ディスクなど）や磁気テープなど）、光記憶媒体（光ディスク、光テープやマシン判読可能バーコードなど）、ソリッドステート電子記憶素子（ランダム・アクセス・メモリ（RAM）やリード・オンリー・メモリ（ROM）など）、又は何れかの他の物理素子若しくは物理媒体を含み得る。

本発明は、本願の好ましい実施例を特に参照して詳細に説明したが、変形及び修正を本発明の趣旨及び範囲内で行うことが可能であることが理解されるであろう。本願に開示した実施例はよって、全ての点で限定的でなく例証的であるものとみなす。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示し、その均等物の意義及び範囲内に収まる変更は全て、その中に包含されることが意図されている。

構成部分のリスト

5 システム
10 X線フィルム
12 フィルム・ディジタル化装置
14 ディジタル画像を記憶した記憶装置
16 ディジタル撮像モーダリティ
18 ディジタル化された画像表示
20 CAD解析器
22 CAD報告生成器
23 CAD報告
24 音声合成器
26 ユーザ
28 インタフェース

音声合成CAD報告の生成と、医療画像の表示と一緒のその同時起動とを表す、本発明による方法の実施例の流れ図である。 本発明によるシステムの実施例の流れ図である。 いくつかのレベルの情報を表すCAD報告と、更なるレベルの情報に対するユーザによる要求との例を示す概略流れ図である。

Claims (10)

1. 医療画像を検査する方法であって、
   前記医療画像を表すディジタル画像をアクセスする工程と、
   コンピュータ支援検出（ＣＡＤ）を用いて前記ディジタル画像を解析して候補異常を検出する工程と、
   該検出された候補異常に関連した少なくとも１つのレベルの情報を備えるＣＡＤ報告を生成する工程と、
   該ＣＡＤ報告を処理して、前記少なくとも１つのレベルの情報によって音声合成ＣＡＤ報告を生成する工程と、
   前記ディジタル画像の表示と前記音声合成ＣＡＤ報告の供給とを同時に行い、それによって、ユーザが、前記CAD報告を同時に聴いている間に前記ディジタル画像を検査することが可能である工程とを備えることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記CAD報告は2つ以上のレベルの情報を備え、前記音声合成CAD報告は1つ又は複数の選択されたレベルを備え、それによってデフォールト音声合成CAD報告を規定することを特徴とする方法。
3. 請求項2記載の方法であって、
   前記音声合成CAD報告に含めるよう前記CAD報告からの1つ又は複数の更なるレベルの情報を要求する工程を更に備えることを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法であって、前記要求する工程は、前記デフォールト音声合成報告の供給と同時に行われることを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の方法であって、前記要求する工程が、1つ又は複数の選択された検出異常に関する前記更なるレベルの情報について行われることを特徴とする方法。
6. 請求項5記載の方法であって、前記音声合成CAD報告は、前記1つ又は複数の選択された更なるレベルの情報が供給された後、前記デフォールト音声合成CAD報告に戻ることを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法であって、前記少なくとも1つのレベルの情報は、前記検出された異常の局所化、診断、又は診断の根拠のうちの少なくとも１つに関する情報を備えることを特徴とする方法。
8. 音声合成CAD報告に関連付けられたディジタル画像にコンピュータ支援検出（CAD）アプリケーションを割り当てる方法であって、
   前記ディジタル画像の1つ又は複数の属性及び関連した音声合成CAD報告の所望の内容に基づいて複数の獲得モデルから獲得モデルを選択する工程と、
   該選択された獲得モデルに基づいて複数のCADアプリケーションからCADアプリケーションを判定する工程とを備えることを特徴とする方法。
9. 医療画像の音声合成コンピュータ支援検出（CAD）報告を生成するシステムであって、
   該医療画像を表すディジタル画像をアクセスする手段と、
   前記ディジタル画像を記憶するディジタル記憶装置と、
   前記記憶されたディジタル画像を解析するよう構成された少なくとも１つのCADアルゴリズムを備えるCAD解析器と、
   該CAD解析器によって行われるCAD解析に基づいてCAD報告を生成するCAD報告生成器と、
   前記CAD報告を音声合成CAD報告に変換し、該音声合成CAD報告をユーザに供給するよう構成された音声合成器と、
   前記CAD報告生成器、前記音声生成器及び前記ディジタル記憶装置と通信するよう構成されたインタフェースと、
   前記音声合成CAD報告の前記供給と同時にユーザに前記記憶ディジタル画像を表示するディスプレイとを備えることを特徴とするシステム。
10. コンピュータ記憶媒体であって、請求項１記載の方法をコンピュータに行わせるよう、中に命令を記憶させたことを特徴とするコンピュータ記憶媒体。

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