JP2008043564A - 領域確定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の画像から所定の構成部位に属する領域を精度良く抽出することができる領域確定装置を提供する。
【解決手段】造影剤が投じられた状態で被写体が写った造影画像を取得する造影画像取得部と、造影剤が投じられていない状態で上記被写体が写った非造影画像を取得する非造影画像取得部と、少なくとも非造影画像に基いて、造影画像上の領域のうち、被写体を構成する所定の構成部位に属する領域を確定する領域確定部とを備えた。造影画像では、被写体の骨に属する骨領域に加えて、臓器や血管や病巣などに属する一部の非骨領域も高い画像濃度を有しているが、非造影画像では、骨領域が非骨領域よりもかなり高い画像濃度を有している。このような特性を利用することによって、造影画像上の、骨などに属する領域を容易に精度良く確定することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被写体の画像から、その被写体を構成する所定の構成部位に属する領域を確定する領域確定装置に関する。

医療の分野においては、放射線等を使って被験者の体内を撮影した医用画像を、被験者の病状の診断等に利用することが広く行われている。医用画像を診断に利用することにより、被験者に外的なダメージを与えることなく、被験者の病状の進行状態などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。

また、近年では、放射線を使ってデジタルの医用画像を得るＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）装置や、放射線を使って被験者の断層像を得るＣＴ装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、および強磁場を使って被験者の断層像を得るＭＲＩ装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）などが広く用いられてきており、従来のＸ線フィルム等を使った医用画像に替えて、デジタルの医用画像が一般的に利用されてきている。医用画像がデジタル化されたことにより、医用画像に画像処理を施すことが容易となり、同一の被験者について異なる時期に撮影された複数の医用画像をモニタ上に並べて表示したり、医用画像上の、病巣と推測される画像部分を拡大表示することなどが広く行われてきている。

ここで、ＣＴ装置などから得られた元の医用画像では、骨に属する骨領域は骨領域以外の非骨領域と比べてかなり高い画像濃度を有していることが一般的であり、医用画像中に病巣が存在していても、その病巣が骨に紛れてしまって発見しにくいという問題がある。このため、医用画像から骨を抽出し、その抽出した骨を除去した骨除去画像を使って診断を行うことが行われている。医用画像中の骨を抽出する骨抽出方法としては、骨領域の画像濃度が非骨領域の画像濃度よりも高いことを利用して、医用画像から基準濃度以上の画像濃度を有する領域を骨領域として抽出する方法が広く知られている。しかし、被写体に造影剤を投じた状態で撮影された造影画像では、血管に属する血管領域も骨領域と同様に高い画像濃度を有しており、造影画像から基準濃度以上の画像濃度を有する領域を抽出すると、骨領域といっしょに一部の非骨領域も抽出されてしまうという問題がある。

この点に関し、特許文献１には、骨領域における画像濃度の最大値に近い高基準濃度と、血管領域における画像濃度の最大値に近い低基準濃度とを使って、医用画像中の、高基準濃度よりも高い画像濃度を有する高濃度領域を除去するとともに、低基準濃度よりも高い画像濃度を有し、高濃度領域と重なっている重なり領域も除去する技術について記載されている。特許文献１に記載された技術によると、確実に骨であると推定される高濃度領域と、骨であるか血管であるかが不明確で、高濃度領域と重なった重なり領域とが除去され、骨領域に加えて血管領域が除去されてしまう不具合を軽減することができる。
特開平１１−３１８８８３号公報

しかし、被写体の胸部や腹部を撮影した造影画像では、一部の血管領域が骨領域よりも高い画像濃度を有することがあり、特許文献１に記載された技術では、血管領域よりも画像濃度が低い骨領域を抽出することができないという問題がある。一方、画像濃度が低い骨領域も確実に抽出できるように基準濃度を低く設定してしまうと、検出される領域が増加して骨領域が周囲の領域と１つに繋がってしまい、骨領域だけを抽出することができなくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、被写体の画像から所定の構成部位に属する領域を精度良く抽出することができる領域確定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の領域確定装置は、造影剤が投じられた状態で被写体が写った造影画像を取得する造影画像取得部と、
造影剤が投じられていない状態で上記被写体が写った非造影画像を取得する非造影画像取得部と、
少なくとも非造影画像に基いて、造影画像上の領域のうち、被写体を構成する所定の構成部位に属する領域を確定する領域確定部とを備えたことを特徴とする。

被写体の医用画像が撮影される際には、まずは、造影剤が投じられていない状態で被写体が撮影され、続いて、造影剤が投じられた状態で被写体が撮影されることにより、造影画像と非造影画像とがセットで取得されることが一般的である。造影画像では、被写体の骨に属する骨領域に加えて、臓器や血管や病巣などに属する一部の非骨領域も高い画像濃度を有しているが、非造影画像では、骨領域が非骨領域よりもかなり高い画像濃度を有している。このような造影画像や非造影画像の特性を利用することによって、造影画像上の、骨などといった構成部位に属する領域を容易に精度良く確定することができる。

また、本発明の領域確定装置において、上記領域確定部が、造影画像上の領域のうち、被写体の骨に属する領域を確定するものであることが好ましい。

例えば、造影画像から骨に属する骨領域が抽出され、さらに、造影画像から骨領域が除去されることによって、造影画像中の病巣などが見やすくなる。

また、本発明の領域確定装置において、
「上記非造影画像から、所定の抽出基準を用いて、構成部位に属する基準領域を抽出する基準領域抽出部を備え、
上記領域確定部は、造影画像上の領域のうち、基準領域抽出部で抽出された基準領域に位置的に対応する領域を、構成部位に属する領域として確定するものである」
という形態は好適である。

造影画像と非造影画像とは、１度にセットで撮影されることが一般的であり、それら各画像中のほぼ同じ位置に構成部位が存在していると考えられる。非造影画像から構成部位に属する基準領域を抽出し、造影画像から基準領域に位置的に対応する領域を抽出することによって、造影画像上の領域を容易に精度良く確定することができる。

また、本発明の領域確定装置において、
「非造影画像から、所定の抽出基準を用いて、構成部位に属する基準領域を抽出する基準領域抽出部と、
造影画像から、上記抽出基準と同種の抽出基準を用いて候補領域を抽出する候補領域抽出部とを備え、
上記領域確定部は、候補領域抽出部で抽出された候補領域のうち、基準領域抽出部で抽出された基準領域に位置的に対応する領域を、構成部位に属する領域として確定するものである」
という形態は好ましい。

一旦、造影画像から候補領域を抽出しておき、さらに、候補領域のうち、非造影画像から抽出された基準領域と位置的に対応する領域を抽出することによって、領域の抽出精度を向上させることができる。

また、本発明の領域確定装置において、上記領域確定部は、基準領域に位置的に対応する領域を、造影画像と非造影画像との位置ずれを考慮して確定するものであることが好適である。

造影画像と非造影画像との位置ずれが考慮されることによって、造影画像上の、非造影画像の基準領域に位置的に対応する領域を精度良く確定することができる。

また、本発明の領域確定装置において、
「造影画像から、所定の抽出基準を用いて候補領域を抽出する候補領域抽出部を備え、
上記領域確定部は、造影画像と非造影画像との差分画像を生成し、上記候補領域抽出部で抽出された領域のうち、構成部位に属する領域を、差分画像に基いて確定するものである」
という形態も好ましい。

造影画像では、骨領域と、非骨領域の一部が高い画像濃度を有しており、非造影画像では、骨領域が高い画像濃度を有している。これら造影画像と非造影画像との差分画像を用いることによって、骨等に属する領域を容易に確定することができる。

また、本発明の領域確定装置において、上記領域確定部は、造影画像と非造影画像との位置ずれを補正して前記差分画像を生成するものであることが好ましい。

造影画像と非造影画像との位置ずれが補正されてから差分画像が生成されることによって、造影画像上の領域を正確に確定することができる。

また、本発明の領域確定装置において、
「構成部位に属する領域として確定済の候補領域が満たしている抽出基準よりも緩い抽出基準を満たす新たな候補領域を抽出する新候補領域抽出部を備え、
上記領域確定部は、新領域抽出部によって抽出された新たな候補領域と、構成部位に属することが確定済の領域との隣接関係に基づいて、その新たな候補領域のうち構成部位に属する領域を確定するものである」
という形態は好ましい。

抽出条件を少しずつ緩めながら、新たな領域が抽出されることによって、造影画像中の所定の構成部位に属する領域を精度良く抽出することができる。

本発明によれば、被写体の画像から所定の構成部位に属する領域を精度良く抽出することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された医療診断システムの概略構成図である。

図１に示す医療診断システムは、被験者の体内を撮影して医用画像を生成する画像生成装置群１０と、医用画像やカルテなどを保存する管理サーバ２０と、医用画像を表示する診断装置３０とで構成されており、画像生成装置群１０と管理サーバ２０、および管理サーバ２０と診断装置３０は、ネットワーク回線を介して接続されている。

この医療診断システムでは、初診の被験者に対して、各被験者を識別するための識別番号が割り当てられ、その識別番号と、被験者の氏名や年齢や病歴などが示されたカルテとが対応付けられて管理サーバ２０に登録される。

画像生成装置群１０には、被写体に放射線を照射し、被写体を透過してきた放射線を読み取ってデジタルの医用画像を生成するＣＲ装置１１や、放射線を使って被写体の断層画像を生成するＣＴ装置１２や、強磁場と電波とを使って被写体の断層画像を生成するＭＲＩ装置（図示しない）や、超音波のエコーを読み取って医用画像を生成する超音波装置（図示しない）などが含まれる。本実施形態では、画像生成装置群１０において、造影剤を投与せずに被写体が撮影されて非造影画像が生成され、続いて、造影剤が投与された状態で被写体が撮影されて造影画像が生成される。画像生成装置群１０で生成された造影画像と非造影画像のセットは、被写体である被験者を識別する識別番号とともに管理サーバ２０に送られる。

管理サーバ２０は、画像生成装置群１０から造影画像と非造影画像と識別番号とが送られてくると、それら造影画像と非造影画像とのセットを識別番号と対応付けて記憶する。すなわち、管理サーバ２０には、識別番号と、その識別番号が割り当てられた被験者のカルテと、被験者の造影画像および非造影画像とが対応付けられて登録される。

診断装置３０は、外観構成上、本体装置３１、その本体装置３１からの指示に応じてモニタ３２ａ上に画像を表示する画像表示装置３２、本体装置３１に、キー操作に応じた各種の情報を入力するキーボード３３、および、モニタ３２ａ上の任意の位置を指定することにより、その位置に表示された、例えばアイコン等に応じた指示を入力するマウス３４を備えている。

ユーザが診断装置３０のマウス３４等を使って被験者の氏名や識別番号などを入力すると、その入力内容が管理サーバ２０に伝えられる。管理サーバ２０は、診断装置３０から被験者の氏名および識別番号を取得し、それらと対応付けられた造影画像、非造影画像、およびカルテを診断装置３０に向けて送る。診断装置３０では、造影画像および非造影画像に画像処理が施されることによって、造影画像中の骨が除去された骨除去画像が生成され、造影画像や骨除去画像がモニタ３２ａ上に表示される。診断装置３０のモニタ３２ａ上に表示された各種医用画像を確認することにより、ユーザは、被験者に外的なダメージを与えることなく、被験者の病状を診断することができる。

ユーザは、診断装置３０のモニタ３２ａに表示された医用画像を見て被験者の病状を診断し、マウス３４やキーボード３３を使ってカルテを編集する。編集後のカルテは、管理サーバ２０に送られ、管理サーバ２０に記憶されているカルテが診断装置３０から送られてきた新たなカルテに更新される。

図１に示す医療診断システムは、基本的には以上のように構成されている。

ここで、医療診断システムにおける本発明の一実施形態としての特徴は、診断装置３０で実行される処理内容にある。以下、診断装置３０について詳しく説明する。

図２は、診断装置３０のハードウェア構成図である。

診断装置３０の本体装置３１の内部には、図２に示すように、各種プログラムを実行するＣＰＵ１０１、ハードディスク装置１０３に格納されたプログラムが読み出されＣＰＵ１０１での実行のために展開される主メモリ１０２、各種プログラムやデータ等が保存されたハードディスク装置１０３、ＦＤ（フレキシブルディスク）４１が装填され、そのＦＤ４１をアクセスするＦＤドライブ１０４、ＣＤ−ＲＯＭ４２をアクセスするＣＤ−ＲＯＭドライブ１０５、管理サーバ２０から画像データ等を受け取り、管理サーバ２０に各種指示データを送るＩ／Ｏインタフェース１０６が内蔵されており、これらの各種要素と、さらに図１にも示す画像表示装置３２、キーボード３３、マウス３４は、バス１０７を介して相互に接続されている。

ここで、ＣＤ−ＲＯＭ４２には、診断装置３０内に本発明の領域確定装置の一実施形態を構築するための画像表示プログラム２００（図３参照）が記憶されている。

図３は、ＣＤ−ＲＯＭ４２を示す概念図である。

図３に示すように、ＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶された画像表示プログラム２００は、画像取得部２１０、第１抽出部２２０、第１分類部２３０、第２抽出部２４０、第２分類部２５０、除去画像生成部２６０、および画像表示部２７０で構成されている。

ＣＤ−ＲＯＭ４２は、診断装置３０のＣＤ−ＲＯＭドライブ１０５に装填され、ＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶された画像表示プログラム２００が診断装置３０にアップロードされてハードディスク装置１０３に記憶される。そして、この画像表示プログラム２００が起動されて実行されることにより、診断装置３０内に本発明の領域確定装置の一実施形態としての機能を備えた医用画像表示装置３００（図４参照）が構築される。

尚、上記では、画像表示プログラム２００を記憶する記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ４２が例示されているが、画像表示プログラム２００を記憶する記憶媒体はＣＤ−ＲＯＭに限られるものではなく、それ以外の光ディスク、ＭＯ、ＦＤ、磁気テープなどの記憶媒体であってもよい。また、画像表示プログラム２００は、記憶媒体を介さずに、Ｉ／Ｏインタフェース１０６を介して直接に診断装置３０に供給されるものであってもよい。

画像表示プログラム２００の各部の詳細については、医用画像表示装置３００の各部の作用と一緒に説明する。

図４は、医用画像表示装置３００の機能ブロック図である。

医用画像表示装置３００は、画像取得部３１０と、第１抽出部３２０と、第１分類部３３０と、第２分類部３５０と、第２分類部３５０と、除去画像生成部３６０と、画像表示部３７０とを有しており、第１抽出部３２０には、非造影抽出部３２１、造影抽出部３２２、および位置ずれ補正部３２３が備えられている。

医用画像表示装置３００を構成する、画像取得部３１０と、第１抽出部３２０と、第１分類部３３０と、第２抽出部３４０と、第２分類部３５０と、除去画像生成部３６０と、画像表示部３７０は、図３の画像表示プログラム２００を構成する、画像取得部２１０、第１抽出部２２０、第１分類部２３０、第２抽出部２４０、第２分類部２５０、除去画像生成部２６０、および画像表示部２７０にそれぞれ対応する。

図４の各要素は、コンピュータのハードウェアとそのコンピュータで実行されるＯＳやアプリケーションプログラムとの組合せで構成されているのに対し、図３に示す画像表示プログラム２００の各要素はそれらのうちのアプリケーションプログラムのみにより構成されている点が異なる。

図５は、図４に示す医用画像表示装置３００において、管理サーバ２０から造影画像および非造影画像を取得し、非造影画像を使って造影画像中の骨を抽出するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

以下、図５のフローチャートに従って、図４に示す医用画像表示装置３００の各要素の動作について説明することによって、図３に示す画像表示プログラム２００の各要素も併せて説明する。

ユーザが図１に示すマウス３４やキーボード３３を使って、診断を行う被験者の氏名や識別番号を入力すると、その入力内容が図２のＩ／Ｏインタフェース１０６を介して管理サーバ２０に伝えられる。管理サーバ２０では、被験者の氏名や識別番号が取得されると、その被験者の造影画像、非造影画像、およびカルテが診断装置３０に向けて送られる。

管理サーバ２０から送られてきた造影画像と非造影画像は、図４に示す画像取得部３１０で取得される（図５のステップＳ１）。

図６は、管理サーバ２０から送られてくる造影画像および非造影画像の一例を示す図である。

図１に示すＣＴ装置１２では、被写体Ｐを胸から足の付け根まで複数の切断位置Ｘ０〜Ｘｎで切断したときの各断面が撮影される。本実施形態では、被写体に造影剤を投与していない状態、および被写体に造影剤を投与した状態それぞれで、ＣＴ装置１２を使って同じ被写体Ｐが連続して２回撮影され、それら各撮影において、複数の切断位置それぞれにおける複数の断面画像が生成される。図６のパート（Ａ）には、複数の切断位置のうちの１つの切断位置Ｘｍにおける、造影剤を投じた状態の断面画像４１０（以下では、この断面画像４１０を造影画像４１０と称する）が示されており、図６のパート（Ｂ）には、切断位置Ｘｍにおける、造影剤を投じていない状態の断面画像４１０´（以下では、この断面画像４１０´を非造影画像４１０´と称する）が示されている。実際には、画像取得部３１０において、複数の切断位置それぞれにおける複数の断面画像が取得されるが、以下では、それらを代表して、１つの切断位置Ｘｍにおける造影画像４１０および非造影画像４１０´を使って説明する。

図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０では、診断の対象である臓器や血管に加えて、骨も高画像濃度で表現されており、造影画像４１０中に病巣が存在していても、骨に隠れてしまって見えにくいという問題がある。

画像取得部３１０で取得された造影画像４１０および非造影画像４１０´は、第１抽出部３２０に伝えられ、造影画像４１０は、第２抽出部３４０および除去画像生成部３６０にも伝えられる。画像取得部３１０は、本発明にいう造影画像取得部の一例にあたるとともに、本発明にいう非造影画像取得部の一例にも相当する。

第１抽出部３２０に伝えられた造影画像４１０は、造影抽出部３２２で取得され、非造影画像４１０´は、非造影抽出部３２１で取得される。

造影抽出部３２２では、まず、画像取得部３１０から伝えられた造影画像４１０の画像濃度の分布に基いて、骨の抽出に利用される第１閾値および第２閾値が決定される。

図７は、造影画像４１０の画像濃度の分布を示すグラフである。

図７では、横軸に画像濃度値、縦軸に頻度が対応付けられている。図７のグラフにおいて、画像濃度値の最大値側から最小値側へとピークを探索して最初に現れる頻度ピークの終了位置における画像濃度値Ｔ１が第１閾値として決定され、２番目に現れる頻度ピークの開始位置における画像濃度値Ｔ２が第２閾値として決定される。最初に現れる頻度ピークの開始位置から終了位置までの間の範囲Ｄ１には、主に骨の領域が含まれており、最初のピークの終了位置から２番目に現れる頻度ピークの開始位置までの間の範囲Ｄ２には、主に血管の領域が含まれている。

続いて、造影抽出部３２２では、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から第１閾値Ｔ１以上の画像濃度を有する各領域が検出されることにより、造影画像４１０中の、骨領域の候補と推定される各候補領域が抽出される。（図５のステップＳ２＿１）。

図８は、造影抽出部３２２で抽出された各候補領域を示す図である。

図８に示す第１造影抽出画像４２１は、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から抽出された複数の候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２で構成されている。造影剤が投与された状態で被写体が撮影された造影画像４１０では、骨に属する骨領域に加えて、血管や臓器などに属する一部の非骨領域の画像濃度も高いため、第１閾値Ｔ１以上の画像濃度を有する候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２には、骨領域と非骨領域とが混在していると推定される。造影抽出部３２２は、第１造影抽出画像４２１を位置ずれ補正部３２３に伝え、第１閾値Ｔ１を非造影抽出部３２１に伝え、第１閾値Ｔ１および第２閾値Ｔ２を第２抽出部３４０に伝える。造影抽出部３２２は、本発明にいう候補領域抽出部の一例に相当する。

非造影抽出部３２１では、図６のパート（Ｂ）に示す非造影画像４１０´から第１閾値Ｔ１以上の画像濃度を有する各領域が検出されることにより、非造影画像４１０´中の、骨抽出処理の基準となる基準領域が抽出される。

図９は、非造影抽出部３２１で抽出された各基準領域を示す図である。

図９に示す非造影抽出画像４２１´は、図６のパート（Ｂ）に示す非造影画像４１０´から抽出された複数の基準領域５１´，５２´，５３´，５４´，５５´，５６´，５７´で構成されている。造影剤を投与しない状態で被写体が撮影された非造影画像４１０´では、被写体の骨に属する骨領域を除く非骨領域の画像濃度がかなり低く、第１閾値Ｔ１以上の画像濃度を有する基準領域５１´，５２´，５３´，５４´，５５´，５６´，５７´は全て骨領域であると推定される。非造影抽出部３２１は、非造影抽出画像４２１´を位置ずれ補正部３２３に伝える。非造影抽出部３２１は、本発明にいう基準領域抽出部の一例に相当する。

位置ずれ補正部３２３は、造影抽出部３２２から伝えられた第１造影抽出画像４２１と、非造影抽出部３２１から伝えられた非造影抽出画像４２１´との位置ずれを補正する。本実施形態においては、まず、第１造影抽出画像４２１および非造影抽出画像４２１´それぞれから、最右点Ｐ１，Ｑ１、最左点Ｐ２，Ｑ２、および最下点Ｐ３，Ｑ３が検出される。続いて、第１造影抽出画像４２１および非造影抽出画像４２１´から検出された各点の相対位置に基いて、第１造影抽出画像４２１と非造影抽出画像４２１´との距離、回転量、拡縮率などが算出され、それら各パラメータを使って、第１造影抽出画像４２１と非造影抽出画像４２１´との位置ずれが補正される。尚、画像間の位置ずれを補正する技術については、複数の画像間の位置ずれを補正する画像マッチング処理や、ＩＣＰ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ）といった技術が従来から広く知られているため、本明細書では、詳細な説明を省略する。位置ずれが補正された第１造影抽出画像４２１および非造影抽出画像４２１´は、第１分類部３３０に伝えられる。

第１分類部３３０は、非造影抽出画像４２１´に基いて、第１造影抽出画像４２１中の各候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２を、骨に属する骨領域と、骨以外の非骨領域とに分類する（図５のステップＳ３）。本実施形態では、まず、第１造影抽出画像４２１上に非造影抽出画像４２２がマッピングされ、第１造影抽出画像４２１中の各候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２のうち、非造影抽出画像４２１´中の各基準領域５１´，５２´，５３´，５４´，５５´，５６´，５７´と８０％以上重なる領域が骨領域に分類され、それ以外の領域が非骨領域に分類される。

図１０は、非造影抽出画像４２１´がマッピングされた第１造影抽出画像４２１の一例を示す図である。

図１０に示す例では、第１造影抽出画像４２１中の各候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２のうち、図８において白抜きで表現されていた領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７は、非造影抽出画像４２１´中の各基準領域５１´，５２´，５３´，５４´，５５´，５６´，５７´と８０％以上重なっており、骨領域に分類される。また、第１造影抽出画像４２１中の各候補領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，６１，６２のうち、図８において点線で表現されていた領域６１，６２は、非造影抽出画像４２１´と重なっておらず、非骨領域に分類される。

このように、非造影画像を利用することによって、造影画像中の骨領域を容易に抽出することができる。本実施形態では、造影画像４１０中の骨領域をさらに精密に抽出するために、造影画像４１０中の、すでに分類済みの骨領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７、および非骨領域６１，６２を除く領域からも骨領域の抽出が行われる。第１分類部３３０における分類結果は、第２分類部３５０に伝えられる。

第２抽出部３４０では、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から、第１抽出部３２０で利用された第１閾値よりも低い第２閾値を用いて、その第２閾値以上の画像濃度を有する各領域が抽出される（図５のステップＳ２＿２）。第２抽出部３４０は、本発明にいう新候補領域抽出部の一例に相当する。

図１１は、第２抽出部３４０で抽出された各領域を示す図である。

図１１に示す第２造影抽出画像４２２には、図８に示す第１造影抽出画像４２１にも含まれる骨領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７、および非骨領域６１，６２に加えて、それら各領域それぞれを取り囲む候補領域７１，７２，７５，７６，７７が含まれている。この時点では、新たに抽出された候補領域７１，７２，７５，７６，７７のうちの中央の候補領域７２は、すでに分類済みの骨領域５２，５３，５４、および非骨領域６１，６２を包括して取り囲んでいる。第２抽出部３４０は、第２造影抽出画像４２２を第２分類部３５０に伝える。

第２分類部３５０は、新たに抽出された候補領域７１，７２，７５，７６を骨領域と非骨領域とに分類する。

まず、第２造影抽出画像４２２中の、分類済みの骨領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７、および非骨領域６１，６２を所定サイズだけ拡張する（図５のステップＳ４＿２）。拡張サイズは、例えば、造影画像４１０の大きさが５１２ピクセル×５１２ピクセルの場合、２〜４ピクセル程度が好ましい。

図１２は、分類済みの領域が拡張された第２造影抽出画像４２２を示す図である。

図１２に示す第２造影抽出画像４２２では、図１１に示す非骨領域６１，６２それぞれが拡張することによって１つの非骨領域６０として合体され、新たに抽出された候補領域７１，７２，７５，７６，７７のうち、骨領域５５，５６を取り囲んでいた候補領域７５，７６は、拡張した骨領域５５，５６に吸収され、骨領域５２，５３，５４、および非骨領域６１，６２を包括して取り囲んでいた候補領域７２は、拡張した骨領域５２，５３，５４、および合体した非骨領域６０によって一部が吸収されている。

第２分類部３５０は、図１２に示す第２造影抽出画像４２２において、吸収されずに残っている候補領域７１，７２，７７それぞれについて、すでに分類済みの骨領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７、および非骨領域６０のうち、最も多く接している最接領域を判定し（図５のステップＳ５＿２）、それら各候補領域７１，７２，７７の分類を、判定された最接領域が属する分類と同じ分類に決定する。この例では、左上の候補領域７１は、左上の骨領域５１と最も多く接しているため、骨領域であると決定され、左下の候補領域７２は、中央の非骨領域６０と最も多く接しているため、非骨領域であると決定され、右上の候補領域７５は、右上の骨領域５５と最も多く接しているため、骨領域であると決定される。

尚、図２に示すハードディスク装置１０３には、人体の体表から骨までの平均的な距離が記憶されており、第２分類部３５０は、骨領域および非骨領域とほぼ同じ面積で接している候補領域がある場合には、その候補領域の体表からの距離が、ハードディスク装置１０３に記憶された距離と所定程度近い場合には、その候補領域を骨領域と決定する。

図１３は、候補領域が分類された第２造影抽出画像４２２を示す図である。

図１１に示す新たに抽出された候補領域７１，７２，７５，７６，７７が分類されることによって、図１３に示すように、第２造影抽出画像４２２は、新たな骨領域５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７と非骨領域６０とに分類されている。本実施形態では、造影画像４１０から厳しい抽出条件（第１閾値Ｔ１）を満たす各領域が抽出されて、それら各領域が非造影画像４１０´に基いて骨領域と非骨領域とに分類され、さらに、緩い抽出条件（第２閾値Ｔ２）を満たす各領域が抽出されて、新たに抽出された領域がすでに分類されている領域との接触関係に基いて分類される。したがって、第１閾値Ｔ１よりも画像濃度が低い骨領域があっても、その骨領域を精度良く分類することができる。

さらに、第２抽出部３４０は、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から、第２閾値Ｔ２よりもさらに低い第３閾値を用いて、その第３閾値以上の画像濃度を有する新たな候補領域を抽出し（図５のステップＳ２＿２）、第２分類部３５０は、第２抽出部３４０で新たに抽出された各候補領域を骨領域と非骨領域とに分類する（図５のステップＳ４＿３，Ｓ５＿３）。

さらにその後、抽出条件である閾値を下げて新たな候補領域を抽出して（図５のステップＳ２＿ｎ）新たな候補領域を骨領域と非骨領域とに分類する（図５のステップＳ４＿ｎ，Ｓ５＿ｎ）一連の処理が所定回数（例えば、５回）繰り返される。候補領域の抽出と、抽出された候補領域の分類とがこのように複数回繰り返されることによって、候補領域を少しずつ抽出し、本来骨に所属すべき領域のみを骨領域に分類していくことができるので、骨の抽出精度が向上する。第１分類部３３０と第２分類部３５０とを合わせたものは、本発明にいう領域確定部の一例に相当する。

以上のようにして、造影画像４１０中の骨が抽出される。骨の抽出結果は、除去画像生成部３６０に伝えられる。

除去画像生成部３６０は、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から、第２分類部３５０から伝えられた骨領域を除去して骨除去画像を生成する。生成された骨除去画像は、画像表示部３７０に伝えられ、モニタ３２ａ上に表示される。

図１４は、抽出された骨の画像部分４２３を示す図であり、図１５は、モニタ３２ａ上に表示された断面画像表示画面５００を示す図である。

図１５に示す断面画像表示画面５００には、骨除去画像５１０に加えて、被験者の氏名、切断位置「Ｘｍ」、撮影日なども表示されている。この骨除去画像５１０は、図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０から図１４に示す骨の画像部分４２３が除去された画像であり、ユーザは、骨除去画像５１０を確認することによって、病巣の大きさや位置などを正確に認識することができる。

以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、第１実施形態とほぼ同じ構成を有しているため、同じ要素には同じ符合を付して説明を省略し、それらの相違点についてのみ説明する。

図１６は、本発明の第２実施形態である医用画像表示装置３０１の機能ブロック図である。

本実施形態の医用画像表示装置３０１は、図４に示す第１実施形態の医用画像表示装置３００とほぼ同様の構成を有しているが、本実施形態の医用画像表示装置３０１では、第１抽出部３２０が位置ずれ補正部３２３と差分画像生成部３２４とで構成されている。

画像取得部３１０において、図６に示す造影画像４１０および非造影画像４１０´が取得されると、第１抽出部３２０の位置ずれ補正部３２３では、それら造影画像４１０および非造影画像４１０´の位置ずれが補正される。位置ずれ補正後の造影画像４１０および非造影画像４１０´は、差分画像生成部３２４に伝えられる。

差分画像生成部３２４では、造影画像４１０と非造影画像４１０´との差分画像が生成される。生成された差分画像は、第１分類部３３０に伝えられる。

第１分類部３３０では、差分画像生成部３２４から伝えられた差分画像を使って、造影画像４１０から骨領域を抽出する。図６のパート（Ａ）に示す造影画像４１０では、骨に属する骨領域と、臓器や血管などに属する一部の非骨領域の画像濃度が高く、図６のパート（Ｂ）に示す非造影画像４１０´では、骨領域の画像濃度が高い。第１分類部３３０は、差分画像生成部３２４で生成される差分画像のうち、差分値が小さい領域を骨領域として分類し、差分値が大きい領域を非骨領域として分類する。第１分類部３３０における分類結果は、第２分類部３５０に伝えられる。

第２抽出部３４０では、第１実施形態と同様にして、画像取得部３１０から伝えられた医用画像中の、予め決められている所定の閾値よりも画像濃度が高い各候補領域が抽出され、第２分類部３５０において、新たに抽出された各候補領域と、すでに分類済みの骨領域および非骨領域との接触度合いに基づいて、それら各候補領域が分類される。

このように、造影画像と非造影画像との差分画像を利用することによって、造影画像中の骨領域を容易に確定することができる。

尚、上記では、本発明にいう抽出基準の一例に相当する第１閾値および第２閾値を画像濃度分布に基いて決定したが、本発明にいう基準領域抽出部、候補領域抽出部、および新候補領域抽出部は、予め設定された抽出条件を利用して領域を抽出するものであってもよい。また、造影画像では、骨と造影血液との双方が高い画像濃度を有しているが、骨と造影血液との間には画像濃度が低い血管壁が存在している。上記第１閾値Ｔ１として、画像中の骨および造影血液は抽出され、造影血液以外の血管壁や臓器や病巣は抽出されない値（ＣＴ値で２８０〜３２０程度）を適用し、まずは、骨と造影血液とを抽出して、それらを核として血管壁に達するまで骨領域および非骨領域を広げていくことが好ましい。

また、上記では、医用画像から骨を抽出する例について説明したが、本発明の領域確定装置は、医用画像から骨以外の構成部位に属する領域を確定するものであってもよく、医用画像以外の被写体の画像に対して適用されたものであってもよい。

本発明の一実施形態が適用された医療診断システムの概略構成図である。 診断装置のハードウェア構成図である。 ＣＤ−ＲＯＭを示す概念図である。 本発明の第１実施形態である医用画像表示装置の機能ブロック図である。 管理サーバから医用画像を取得し、その取得した医用画像中の骨を抽出するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 管理サーバから送られてくる造影画像および非造影画像の一例を示す図である。 造影画像の画像濃度の分布を示すグラフである。 造影抽出部で抽出された各候補領域を示す図である。 非造影抽出部で抽出された各基準領域を示す図である。 非造影抽出画像がマッピングされた第１造影抽出画像の一例を示す図である。 第２抽出部で抽出された各領域を示す図である。 分類済みの領域が拡張された第２造影抽出画像を示す図である。 候補領域が分類された第２造影抽出画像を示す図である。 抽出された骨の画像部分を示す図である。 モニタ上に表示された断面画像表示画面を示す図である。 本発明の第２実施形態である医用画像表示装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 画像生成装置群
１１ ＣＲ装置
１２ ＣＴ装置
２０ 管理サーバ
３０ 診断装置
３１ 本体装置
３２ 画像表示装置
３３ キーボード
３４ マウス
１０１ ＣＰＵ
１０２ 主メモリ
１０３ ハードディスク装置
１０４ ＦＤドライブ
１０５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１０６ Ｉ／Ｏインタフェース
２００ 画像表示プログラム
２１０ 画像取得部
２２０ 第１抽出部
２３０ 第１分類部
２４０ 第２抽出部
２５０ 第２分類部
２６０ 除去画像生成部
２７０ 画像表示部
３００，３０１ 医用画像表示装置
３１０ 画像取得部
３２０ 第１抽出部
３３０ 第１分類部
３４０ 第２抽出部
３５０ 第２分類部
３６０ 除去画像生成部
３７０ 画像表示部

Claims (8)

1. 造影剤が投じられた状態で被写体が写った造影画像を取得する造影画像取得部と、
   造影剤が投じられていない状態で前記被写体が写った非造影画像を取得する非造影画像取得部と、
   少なくとも前記非造影画像に基いて、前記造影画像上の領域のうち、前記被写体を構成する所定の構成部位に属する領域を確定する領域確定部とを備えたことを特徴とする領域確定装置。
2. 前記領域確定部が、前記造影画像上の領域のうち、前記被写体の骨に属する領域を確定するものであることを特徴とする請求項１記載の領域確定装置。
3. 前記非造影画像から、所定の抽出基準を用いて、前記構成部位に属する基準領域を抽出する基準領域抽出部を備え、
   前記領域確定部は、前記造影画像上の領域のうち、前記基準領域抽出部で抽出された基準領域に位置的に対応する領域を、前記構成部位に属する領域として確定するものであることを特徴とする請求項１記載の領域確定装置。
4. 前記非造影画像から、所定の抽出基準を用いて、前記構成部位に属する基準領域を抽出する基準領域抽出部と、
   前記造影画像から、前記抽出基準と同種の抽出基準を用いて候補領域を抽出する候補領域抽出部とを備え、
   前記領域確定部は、前記候補領域抽出部で抽出された候補領域のうち、前記基準領域抽出部で抽出された基準領域に位置的に対応する領域を、前記構成部位に属する領域として確定するものであることを特徴とする請求項１記載の領域確定装置。
5. 前記領域確定部は、前記基準領域に位置的に対応する領域を、前記造影画像と前記非造影画像との位置ずれを考慮して確定するものであることを特徴とする請求項１記載の領域確定装置。
6. 前記造影画像から、所定の抽出基準を用いて候補領域を抽出する候補領域抽出部を備え、
   前記領域確定部は、前記造影画像と前記非造影画像との差分画像を生成し、前記候補領域抽出部で抽出された領域のうち、前記構成部位に属する領域を、該差分画像に基いて確定するものであることを特徴とする請求項１記載の領域確定装置。
7. 前記領域確定部は、前記造影画像と前記非造影画像との位置ずれを補正して前記差分画像を生成するものであることを特徴とする請求項６記載の領域確定装置。
8. 前記構成部位に属する領域として確定済の候補領域が満たしている抽出基準よりも緩い抽出基準を満たす新たな候補領域を抽出する新候補領域抽出部を備え、
   前記領域確定部は、前記新領域抽出部によって抽出された新たな候補領域と、前記構成部位に属することが確定済の領域との隣接関係に基づいて、その新たな候補領域のうち前記構成部位に属する領域を確定するものであることを特徴とする請求項４記載の領域確定装置。

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