JP2009254600A - 画像表示装置並びに画像表示制御方法およびプログラム - Google Patents

画像表示装置並びに画像表示制御方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】診断画像中の所定の解剖学的構造物を識別する情報を診断画像とともに表示する際に、診断画像の読影・診断時の視認性の低下を軽減する。
【解決手段】骨を識別する骨番号を原画像から得られた表示対象画像とともに表示する場合、原画像・骨情報取得部２１が骨番号とその骨番号に対応する骨の原画像中での位置とが関連づけられた骨情報を取得し、骨番号表示設定受付部２２が、複数の骨の骨番号のうち表示対象画像とともに表示する表示対象骨番号の指定を受け付け、骨位置特定部２４が、骨情報、および、原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、表示対象骨番号によって識別される骨の表示対象画像中での位置を特定し、画像表示制御部２７が、表示対象画像中のその特定された位置に表示対象骨番号によって識別される骨が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、表示対象骨番号を表示対象画像とともに表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定の解剖学的構造物を含む被検体を表す画像を、その解剖学的構造物を識別する情報とともに表示する技術に関するものである。
ＭＲＩで撮像・取得された人体の脊柱を含む診断画像に対して画像解析を行うことによって、画像中の椎間板を抽出するとともに、抽出された各椎間板に対して、椎骨を識別する記号（第１から第７頚椎：C1からC7、第１から第１２胸椎：T1からT12、第１から第５腰椎：L1からL5）を用いて各椎間板を識別する記号（C2-3, C3-4,・・・C7-T1,T1-2,・・・）を付し、診断画像中のすべての椎間板にその記号を重畳的に表示する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。
K. L. Weiss, et al.、"Automated Spine Survey Iterative Scan Technique"、Radiology、米国、the Radiological Society of North America、2006年、Vol.239, No.1, pp.255-262
被検体を表す画像に基づく診断の際、病変の位置をその周辺の臓器や骨との位置関係を用いて表現すると、医師は、病変の位置をその画像における座標によって表現するよりも直感的に病変の位置を把握することが可能になり、診断効率が向上する。
しかしながら、非特許文献１記載の表示方法のように、すべての椎間板を識別する情報を診断画像に重畳的に表示すると、病変と椎間板（椎骨）との位置関係の把握は容易になるものの、診断画像中に多くの識別情報が表示されてしまい、その部分の診断画像の視認性が低下し、診断の妨げとなってしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、診断画像中の所定の解剖学的構造物を識別する情報を診断画像とともに表示する際に、診断画像の読影・診断時の視認性の低下が軽減された画像表示装置並びに画像制御方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。
本発明の画像表示装置は、被検体を表す２次元以上の原画像に基づいて、個々の画素の位置を該原画像中の位置と対応づけることが可能な２次元の表示対象画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置に、前記被検体中の所定の複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報と、前記解剖学的構造物の各々の該原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報を取得する構造物情報取得手段と、前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付ける構造物識別情報指定手段と、前記構造物情報、および、前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定する構造物位置特定手段とをさらに設け、前記画像表示手段が、前記構造物位置特定手段によって特定された前記表示対象画像中の位置に前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、該表示対象構造物識別情報を該表示対象画像とともに表示するようにしたことを特徴とするものである。
本発明の画像表示制御方法は、被検体を表す２次元以上の原画像に基づいて、個々の画素の位置を該原画像中の位置と対応づけることが可能な２次元の表示対象画像を表示手段に表示させるものであって、前記被検体中の所定の複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報と、前記解剖学的構造物の各々の該原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報を取得するステップと、前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付けるステップと、前記構造物情報、および、前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定するステップと、前記特定された前記表示対象画像中の位置に前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、該表示対象構造物識別情報を該表示対象画像とともに表示させるステップとを含むことを特徴とするものである。
本発明の画像表示制御プログラムは、コンピュータに上記画像表示制御方法を実行させるものである。
以下、本発明の詳細について説明する。
「表示対象画像」は、その表示対象画像を構成する個々の画素の位置と原画像中の位置との対応づけが可能なものであれば、いかなる画像であってもよい。具体例としては、原画像が所定の方向の構成軸上の複数の点における断面画像の集合として構成された３次元の画像とし、表示対象画像を原画像中のそれら複数の点のうちの１つの点における断面画像とすることが挙げられる。また、原画像が２次元画像の場合には、表示対象画像は原画像と同一であってもよいし、原画像の一部を切り出したものであってもよい。
「被検体中の所定の複数の解剖学的構造物」としては、骨を用いることが好ましい。
「構造物識別情報」の具体例としては、その解剖学的構造物を表す名称や番号、記号が挙げられる。
「（構造物識別情報と構造物位置情報との）関連づけ」は、原画像が３次元以下の画像の場合には、１つの解剖学的構造物が特定の１つの位置に存在するので、構造物識別情報と構造物位置情報は１対１の対応となるが、原画像が被検体の３次元的動態を表す４次元画像の場合、１つの解剖学的構造物は各時相において異なる位置に存在する可能性があるため、構造物識別情報と構造物位置情報は１対多の対応となりうる。この場合には、１つの構造物識別情報に対して各時相におけるその解剖学的構造物の位置の情報を関連づけておき、表示対象画像の時相に対応する時相でのその解剖学的構造物の位置の情報を用いて、その解剖学的構造物の表示対象画像中の位置を特定するようにしてもよい。
「前記構造物情報、および、前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定する」処理は、以下のことが前提となっている。すなわち、表示対象画像中の各画素は原画像中の特定の位置と対応づけられており、一方、構造物識別情報によって識別される個々の解剖学的構造物の原画像中での位置は構造物位置情報によって特定されることから、構造物識別情報によって識別される個々の解剖学的構造物の表示対象画像中での位置は、原画像の位置座標系を経由した間接的な関連づけに基づいて特定可能であることが前提となっている。したがって、表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置も、この間接的な関連づけに基づいて特定することができる。
「構造物情報」は、原画像中のその解剖学的構造物を認識する画像解析処理によって得られたものであってもよいし、ユーザが原画像から得られる２次元画像を観察し、画像中の各解剖学的構造物の位置を手動で設定することによって得られたものであってもよい。また、「構造物情報」は、原画像中の構造物識別情報と構造物位置情報が表されたラベル画像としてもよい。ここで、ラベル画像とは、原画像中の各解剖学的構造物を表す位置・領域（構造物位置情報）に、個々の解剖学的構造物毎に異なるラベル値（構造物識別情報）を与えた多値化画像である。
「表示対象構造物識別情報の指定」は、複数の解剖学的構造物によるグループを識別する構造物グループ識別情報の指定であってもよい。この場合、指定されたグループに属する前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報が表示対象構造物識別情報として指定されたことになる。構造物グループ識別情報の具体例としては、左右の第１から第１２肋骨をグループ化した「肋骨」グループ、第１から第７頚椎、第１から第１２胸椎、第１から第５腰椎をグループ化した「椎骨」グループ、あるいは、「左肋骨」、「頚椎」といったグループが挙げられる。
また、構造物グループ識別情報の指定を受け付けた場合、所定のルールに基づいて、該構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報の中から該表示対象画像とともに表示する代表構造物識別情報を決定し、前記グループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記決定された代表構造物識別情報のみを、前記態様で前記表示対象画像とともに表示するようにしてもよい。ここで、所定のルールは、前記構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の該表示対象画像中での位置の分布・該複数の解剖学的構造物の構造物識別情報・前記表示対象画像の種類の少なくとも１つによって規定されるものとすることができる。すなわち、この所定のルールは、表示対象画像がどの向きから見た断面画像か（表示対象画像の種類）、どの解剖学的構造物が構造物識別情報の表示対象であるか、各構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物がその表示対象画像中のどこに表示されるか（解剖学的構造物の位置の分布）に応じて、最適な構造物識別情報が代表構造物識別情報として決定され、表示対象画像とともに表示されるように規定されることが好ましい。
また、前記代表構造物識別情報のみを前記表示対象画像とともに表示するか、前記構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のすべてを前記表示対象画像とともに表示するかの指定をさらに受け付けるようにしてもよい。
前記表示対象構造物識別情報の表示位置の指定をさらに受け付けるようにしてもよい。
また、表示位置の指定の受付の際、前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の近傍を該表示位置とする指定を受付可能とすることが好ましい。ここで、「近傍」の具体的位置は、予め一律に決められたものとしてもよいし、表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の種類等に応じて決定されるようにしてもよい。
また、表示対象構造物識別情報の指定や、代表構造物識別情報のみを表示するかどうかの指定、構造物識別情報の表示位置の指定は、所定の複数の選択肢からの選択による前記指定を受け付けるユーザインターフェースとして実現することが好ましい。
本発明によれば、原画像に基づいて、個々の画素の位置を原画像中の位置と対応づけることが可能な表示対象画像を表示する際に、複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付け、その複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報とその解剖学的構造物の各々の原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報、および、原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の表示対象画像中の位置を特定し、特定された表示対象画像中の位置に表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、表示対象構造物識別情報を表示対象画像とともに表示することが可能になる。したがって、複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、ユーザが所望する構造物識別情報のみを表示対象画像とともに表示するので、表示対象画像に構造物識別情報が重畳表示されることによる視認性の低下が必要最低限に抑えられつつ、表示対象画像中のその指定された構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の位置の把握の容易性は維持される。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態として、椎骨および肋骨を識別する識別情報を、ＣＴ、ＭＲＩ等で撮影・取得された３次元原画像の一部を構成する表示対象の軸位断画像（アキシャル断面画像）とともに表示する処理について説明する。なお、以下では、これらの識別情報のことを、各々、椎骨番号、肋骨番号と呼び、両者のどちらであるかを明示的に区別する必要がない場合には単に骨番号と呼ぶ。また、本実施形態では、椎骨番号の具体的内容として、第１から第７頚椎、第１から第１２胸椎、第１から第５腰椎、肋骨番号の具体的内容として、左第１から第１２肋骨、右第１から第１２肋骨という呼称を用いるが、例えば、椎骨について、C1からC7、T1からT12、L1からL5といった記号を用いてもよい。
図１に、本発明の上記実施形態を実現する画像処理ワークステーション２が導入された医療情報システムの概略構成を示す。図に示すように、このシステムは、医用画像の撮影装置（モダリティ）１、画像処理ワークステーション２、画像サーバ３、画像データベース４が、ネットワーク１９を介して互いに通信可能な状態で接続されて構成されている。画像処理ワークステーション２および画像サーバ３は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体からインストールされたプログラムによって制御される。また、プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で接続されたサーバからダウンロードされた後にインストールされたものであってもよい。
モダリティ１には、被検体を撮影することにより、その被検体を表す画像の画像データを生成し、その画像データに、検査情報や患者情報等の付帯情報を付加して出力する装置が含まれる。付帯情報は、ＤＩＣＯＭ規格等の標準化された規格やそのモダリティ等のメーカー独自の規格に準拠したフォーマットのものである。モダリティ１の具体例としては、ＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）、超音波撮影装置等が挙げられる。なお、本実施形態では、画像データは、ＣＴ，ＭＲＩ等の被検体を表す３次元画像の画像データであり、所定のスライス間隔やスライス厚によるアキシャル断面画像の画像データの集合体として構成されるものとする。
画像処理ワークステーション２は、処理装置と１台以上の高精細ディスプレイとキーボード・マウス等の入力機器、画像サーバ３等とネットワーク１９を介して通信を行う通信インターフェースにより構成されるコンピュータであり、本発明の実施形態となる椎骨番号および／または肋骨番号を表示対象の画像とともにディスプレイに表示させるソフトウェアプログラムがインストールされている。
画像サーバ３は、汎用の比較的処理能力の高いコンピュータにデータベース管理システム（DataBase Management System: DBMS）の機能を提供するソフトウェアプログラムがインストールされたものである。また、画像サーバ３は画像データベース４が構成される大容量ストレージを備えている。このストレージは、画像サーバ３とデータバスによって接続された大容量のハードディスク装置であってもよいし、ネットワーク１９に接続されているＮＡＳ（Network Attached Storage）やＳＡＮ（Storage Area Network）に接続されたディスク装置であってもよい。画像サーバ３も、モダリティ１や画像処理ワークステーション２等とネットワーク１９を介して通信を行う通信インターフェースを有しており、モダリティ１で撮影・取得された画像の画像データを受信し、画像データベース４に登録したり、画像処理ワークステーション２からの検索要求に応じて、画像データベース４に登録された画像データの中から検索要件に合致する画像データを抽出し、抽出された画像データを、検索要求を行った画像処理ワークステーション２に送信したりする。
ネットワーク１９は病院内の各種装置を接続するローカルエリアネットワークである。但し、読影ワークステーション２が他の病院あるいは診療所にも設置されている場合には、ネットワーク１９は、各病院のローカルエリアネットワーク同士をインターネットもしくは専用回線で接続した構成としてもよい。いずれの場合にも、ネットワーク９は光ネットワークなど画像情報の高速転送を実現できるものとすることが望ましい。
図２は、画像処理ワークステーション２に実装された機能のうち、本発明の実施形態となる画像表示処理を実現する機能をブロック化して模式的に表したものである。図に示したように、本発明の実施形態となる画像表示処理は、原画像・骨情報取得部２１、骨番号表示設定受付部２２、表示対象画像取得部２３、骨位置特定部２４、代表骨番号決定部２５、表示制御部２６によって実現される。また、各処理部による処理対象のデータの決定や、各処理部の処理順序の制御等は、本発明の実施形態となる画像表示制御プログラムのメインプログラムの実行によって実現される制御部２７（図示なし）によって行われる。なお、本実施形態では、このプログラムの起動時には、処理対象となる３次元原画像の画像データを特定するための情報（検査ＩＤおよびシリーズＩＤ）、および、表示対象のアキシャル断面画像を特定するための情報（スライス番号）等が起動パラメータとして与えられる。
原画像・骨情報取得部２１は、検査ＩＤおよびシリーズＩＤ等を入力として、画像サーバ３に対する検索要求を行う。画像サーバ３がこの検索要求に応じて画像データベース４の検索を行い、これらの検査ＩＤおよびシリーズＩＤ等と関連づけられた処理対象の３次元原画像の画像データImg0（以下、画像とその画像の画像データには同じ符号を用いる）を抽出し、画像処理ワークステーション２に送信すると、原画像・骨情報取得部２１は、その画像データImg0を受信し、画像処理ワークステーション２のハードディスクの所定の領域に格納する。格納形式としては、３次元原画像を構成するアキシャル断面画像毎に１つの画像ファイルとして格納することが考えられる。また、３次元原画像データImg0には、画像中の椎骨・肋骨の骨番号BIDn（nは各骨を識別する添え字）とそれらの骨番号で識別される骨の位置情報（以下、原骨位置情報と呼ぶ）COnとからなる骨情報BI、スライス番号等の付帯情報が格納されており、各処理部は、自らが必要とする情報を取得可能となっている。
ここで、骨情報BIは骨情報生成部３１で予め生成され、３次元原画像データImg0の付帯情報として付加されたたものである。すなわち、骨情報生成部３１は、画像サーバ３によって画像データベース４から取得された３次元原画像の画像データImg0を入力として画像解析処理を行って、画像中の椎骨および肋骨を認識するとともに、認識された椎骨および肋骨の各々の椎骨番号・肋骨番号を認識し、骨番号BIDnとその骨番号で識別される骨の原骨位置情報COnを、３次元原画像データImg0の付帯情報とし付加して画像データベース４に格納する処理を行うものである。また、骨は３次元の解剖学的構造物であるから、原骨位置情報COnも３次元の領域を表す情報である。なお、この画像解析処理の一例については補足説明として後述する。
骨番号表示設定受付部２２は、表示対象画像Img1（後の表示対象画像取得部２３の説明の中で詳述）とともに表示する骨番号（以下、表示対象骨番号と呼ぶ）BIDUの指定や、表示対象骨番号の表示方法DM・表示位置DPの指定を受け付けるグラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供するものである。図４は、そのグラフィカル・ユーザ・インターフェースの一例となる骨番号表示設定画面である。
図４の画面左側には、表示対象骨番号BIDUの選択を受け付けるチェックボックスとリストボックスが表示されている。ユーザが、マウス等を操作して、骨番号を表示したい骨に対応するチェックボックスをチェックすることにより、表示対象骨番号BIDUの選択が受け付けられる。なお、チェックボックスは、「椎骨」のみ、「肋骨」のみ、「椎骨」および「肋骨」、「個別設定」のみのいずれかにチェックを行うことができるようになっている。具体的には、「椎骨」が選択された場合には、個々の椎骨のすべて、すわなち、第１から第７頚椎、第１から第１２胸椎、第１から第５腰椎が骨番号の表示対象として選択されたことになる。「肋骨」が選択された場合には、左右の第１から第１２肋骨のすべてが骨番号の表示対象として選択されたことになる。また、「個別設定」が選択された場合には、画面左下のリストボックスに表示されている個々の骨番号の中から、ユーザがマウス等を操作して、表示対象としたい骨番号をクリックすることにより、表示対象骨番号BIDUの選択が受け付けられ、選択された骨番号がハイライト表示される。なお、ユーザは、このリストボックスから複数の骨番号を選択することが可能である。
図４の画面右上には、上記で選択された表示対象骨番号BIDUの表示方法DMの選択を受け付けるラジオボタンが表示されている。ユーザが、マウス等を操作して、「すべて表示」と「代表骨番号のみ表示」のいずれかのラジオボタンをクリックすることにより、表示方法DMの選択が受け付けられる。ここで、「すべて表示」が選択された場合には、上記で選択された表示対象骨番号BIDUの骨が表示対象画像Img1中に存在すれば、必ずその骨番号が表示対象画像Img1とともに表示される。一方、「代表骨番号のみ表示」が選択された場合には、上記で選択された表示対象骨番号BIDUの骨のうち表示対象画像Img1中に存在するものの中から、予め定められたルールに基づいて、代表骨番号BIDEが決定され、その代表骨番号BIDEのみが表示対象画像Img1とともに表示される。この代表骨番号BIDEの決定方法については、代表骨番号決定部２５の処理のところで説明する。なお、この表示方法DMは、前述の表示対象骨番号BIDUの選択の際に「椎骨」および／または「肋骨」が選択された場合にのみ選択可能としてもよい。
図４の画面右下には、上記で選択された表示対象骨番号BIDUの表示位置DPの選択を受け付けるラジオボタンが表示されている。ユーザが、マウス等を操作して、「対象の近くに表示」と「画像の右上に表示」のいずれかのラジオボタンをクリックすることにより、表示位置DPの選択が受け付けられる。ここで、「対象の近くに表示」を選択した場合には、骨番号が、表示対象画像Img1中のその骨番号によって識別される骨の近傍に表示される（図６参照）。この場合の骨番号の具体的な表示位置の決定方法については、表示制御部２６の処理のところで説明する。一方、「画像の右上に表示」を選択した場合には、表示対象画像Img1の右上の固定された位置に骨番号が表示される。
表示対象画像取得部２３は、起動パラメータとして与えられた、表示対象のアキシャル断面画像のスライス番号（m0とする）の情報に基づき、３次元原画像データImg0からそのスライス番号のアキシャル断面画像の画像データを表示対象画像Img1として取得するものである。その際、そのスライス番号m0のアキシャル断面画像中の任意の位置が３次元原画像中のどの位置に対応するかを表す対応づけ情報Ｒ0,1もあわせて取得される。本実施形態では、表示対象のアキシャル断面画像中の位置（x1,y1）は、３次元原画像中の位置（x1,y1,m0）に対応するものとなる。
骨位置特定部２４は、３次元原画像Img0中の各骨の骨番号BIDnおよび各骨の原骨位置情報COn、３次元原画像Img0と表示対象画像Img1の位置の対応づけ情報Ｒ0,1、表示対象骨番号BIDUを入力として、表示対象骨番号BIDUで識別される骨の表示対象画像Img1上での位置を特定し、その位置情報（以下、表示骨位置情報と呼ぶ）CDUを出力する。
具体的には、骨位置特定部２４は、まず、３次元原画像Img0中での各骨の原骨位置情報COnと対応づけ情報Ｒ0,1とに基づき、骨番号情報BIDnで識別される各骨の、スライス番号m0のスライス位置におけるアキシャル断面を表す表示対象画像Img1上での位置を表す表示骨位置情報CDnを求める。すなわち、本実施形態では、表示骨位置情報CDnは、３次元原画像Img0中の各骨のスライス番号m0のときの位置情報を原骨位置情報COnから抽出したものとなる。したがって、表示対象画像Img1に存在しない骨、言い換えると、原骨位置情報COnで表される領域内にスライス番号m0の位置が含まれない骨については、表示位置情報CDnは存在しないことになる。
骨位置特定部２４は、次に、表示対象骨番号BIDUと各骨の表示骨位置情報CDnとに基づいて、表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示対象画像Img1上での表示骨位置情報CDUを特定する。ここで、表示対象骨番号BIDUで識別される骨が表示対象画像Img1中に存在しない場合には、その骨の表示骨位置情報CDUは存在しない
なお、骨位置特定部２４は、表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の原骨位置情報COUを求めた後、その原骨位置情報を対応づけ情報Ｒ0,1を用いた骨位置情報の変換によって、表示対象の骨の表示骨位置情報CDUを特定してもよい。
代表骨番号決定部２５は、表示方法DMとして「代表骨番号のみを表示」が選択された場合に、表示対象画像データImg1、表示対象骨番号BIDU、表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示骨位置情報CDUを入力として、予め定められたルールに基づいて、表示対象画像Img1とともに表示する代表骨番号BIDEを表示対象骨番号BIDUの中から決定し、その代表骨番号BIDEとその代表骨番号BIDEによって識別される骨の表示骨位置情報CDEを出力するものである。ここで予め定められたルールの具体例としては、図５に例示したように、「表示対象画像Img0がアキシャル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての椎骨の骨番号が含まれる場合、表示対象画像Img1に表示されている椎骨B1の骨番号を代表骨番号BIDEとする。」や、「表示対象画像Img0がアキシャル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての肋骨の骨番号が含まれる場合、表示対象画像Img1の上下方向（被検体の前後方向）の中心Y0に最も近い左右の肋骨B2、B3の骨番号を代表骨番号BIDEとする。」が挙げられる。後者の肋骨のルールの場合、代表骨番号決定部２５は、各表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示骨位置情報CDUのうちの表示対象画像Img1の上下方向の位置情報と位置Y0の比較によってその差が最小となる位置情報に対応する表示対象骨番号BIDUを代表骨番号BIDEに決定する。
表示制御部２６は、表示対象画像データImg1、表示対象骨番号BIDUとその表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示骨位置情報CDU、または、代表骨番号BIDEとその代表骨番号BIDEによって識別される骨の表示骨位置情報CDE、表示位置DPの情報を入力として、表示対象画像Img1をディスプレイに表示させるとともに、表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEを表示位置情報DPに従って表示させるものである。ここで、表示対象骨番号BIDUとして指定された骨であっても、表示対象画像Img1上に存在しなければ、その骨の骨番号に対応する表示骨位置情報CDUが存在しないので、その骨番号は表示対象画像Img1とともに表示されない。図６は、表示位置DPとして「対象の近くに表示」が選択されていた場合の表示例を示したものである。図に示したように、表示制御部２６は、この場合、予め定められた、例えば、「表示対象画像Img0がアキシャル断面画像の場合、肋骨番号はその肋骨番号で表される肋骨の外側に表示し、椎骨番号はその椎骨番号で表される椎骨の右下（左下でもよい）に表示する」というルールに従い、表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEやこれらに対応する表示骨位置情報CDUまたはCDEに基づいて各骨番号の表示位置を決定し、表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEを表示対象画像Img1に重畳表示させる。一方、表示位置DPとして「画像の右上に表示」が選択されていた場合には、図６のように重畳表示を行わず、表示対象画像Img1の外側の右上の固定された位置に表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEを表示させる。この場合、複数の骨番号を同時に表示させずに、例えば、表示対象画像Img0中の表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEに対応する骨がクリックされたら、その骨の骨番号を表示対象画像Img1の右上に表示させるようにする等、ユーザによる表示対象画像Img1中の骨の指定操作に応じてその骨の骨番号を表示させることが好ましい。
次に、図３のフローチャートを用いて、本発明の実施形態となる画像表示処理の流れについて説明する。この処理の流れは、画像処理ワークステーション２の制御部２７による制御に基づいて実現されている。
まず、画像処理ワークステーション２において、本発明の画像表示プログラムが起動されると、制御部２７は、骨番号表示設定受付部２２を呼び出し、骨番号表示設定画面をディスプレイに表示させ、骨番号表示設定受付部２２がユーザによる表示対象骨番号BIDUや表示方法DM、表示位置DPの指定を受け付ける(#1)。ユーザによって指定された表示対象骨番号BIDUや、表示方法DM、表示位置DPは画像処理ワークステーション２の所定のメモリ領域に格納される(#1;Yes)。一方、ユーザが何も指定を行わなかった場合には(#1;No)、骨番号表示設定受付部２２は予め定義されたデフォルトの表示対象骨番号BIDUや表示方法DM、表示位置DPを所定のメモリ領域に格納する(#2)。その後、骨番号表示設定受付部２２は受付完了メッセージを制御部２７に返す。
制御部２７は、受付完了メッセージを受け取ると、原画像・骨情報取得部２１を呼び出し、起動パラメータから取得された検査ＩＤおよびシリーズＩＤ等を引き渡す。原画像・骨情報取得部２１は、その検査ＩＤ、シリーズＩＤ等を検索キーとする検索要求を画像サーバ３に送信し、画像サーバ３での画像データベース４の検索によって抽出された、その検索要求に合致する３次元原画像データImg0およびその３次元原画像Img0の骨情報BI（骨番号BIDnおよび原骨位置情報COn）を画像サーバ３から受信し、画像処理ワークステーション２のハードディスクの所定の領域に格納し、３次元原画像データImg0の取得完了メッセージを制御部２７に返す(#3)。
制御部２７は、３次元原画像データImg0の取得完了メッセージを受け取ると、表示対象画像取得部２３を呼び出し、起動パラメータとして与えられた、表示対象のアキシャル断面画像のスライス番号m0および３次元原画像データImg0の格納場所の情報を引き渡す。表示対象画像取得部２３は、このスライス番号m0に基づき、３次元原画像データImg0からそのスライス番号m0のスライス位置でのアキシャル断面画像の画像データを表示対象画像データImg1として取得し、対応づけ情報Ｒ0,1とともに所定のメモリ領域に格納し、表示対象画像データImg1の取得完了メッセージを制御部２７に返す(#4)。なお、本実施形態では、上記のスライス番号m0が対応づけ情報Ｒ0,1として所定のメモリ領域に格納される。
制御部２７は、表示対象画像データImg1の取得完了メッセージを受け取ると、骨位置特定部２４を呼び出し、骨番号情報BIDnおよび各骨の原骨位置情報COn、対応づけ情報Ｒ0,1、表示対象骨番号BIDUを引き渡す。骨位置特定部２４は、これらの引き渡された情報に基づき、表示対象骨番号BIDUで識別される骨の表示対象画像Img1上での位置を特定し、表示骨位置情報CDUを所定のメモリ領域に格納し、骨位置特定処理完了メッセージを制御部２７に返す(#5)。
制御部２７は、骨位置特定処理完了メッセージを受け取ると、ステップ#1において表示方法DMとして「代表骨番号のみを表示」が選択されていたかどうかを判定し(#6)、この選択が行われていた場合には(#6;Yes)、代表骨番号決定部２５を呼び出し、表示対象画像データImg1、表示対象骨番号BIDU、骨の表示骨位置情報CDUを引き渡す。代表骨番号決定部２５は、これらの引き渡された情報に基づき、表示対象画像Img1とともに表示する代表骨番号BIDEを表示対象骨番号BIDUの中から決定し、その代表骨番号BIDEとその代表骨番号BIDEによって識別される骨の表示骨位置情報CDEを所定のメモリ領域に格納し、代表骨番号決定済みメッセージを制御部２７に返す(#7)。制御部２７はこの決定済みメッセージをを受け取ると次のステップに進む。一方、表示方法DMとして「すべて表示」が選択されていた場合には(#6;No)、ステップ#7の処理をスキップする。
次に、制御部２７は、表示制御部２７を呼び出し、代表骨番号BIDEとその代表骨番号BIDEによって識別される骨の表示骨位置情報CDEがメモリに格納されている場合にはこれらの情報を、格納されていない場合には表示対象骨番号BIUUと表示骨位置情報CDUを、表示対象画像データImg1および表示位置情報DPとともに引き渡す。表示制御部２７は、表示対象画像Img1をディスプレイに表示させるとともに、表示骨位置情報CDEまたはCDU、および表示位置情報DPに従って、引き渡された骨番号（BIDEまたはBIDU）を表示させる(#8)。これにより、表示対象骨番号BIDUの表示方法DMとして「すべて表示」が選択された場合には、選択された表示対象骨番号BIDUの骨が表示対象画像Img1中に存在すれば、必ずその骨番号が表示対象画像Img1とともに表示される。一方、表示対象骨番号BIDUの表示方法DMとして「代表骨番号のみ表示」が選択された場合には、選択された表示対象骨番号BIDUの骨のうち表示対象画像Img1中に存在するものの中から決定された代表骨番号BIDEのみが表示対象画像Img1とともに表示される。
ここで、ユーザはディスプレイに表示されている画像を切り替える操作を行うことができる。例えば、ユーザがマウスのクリック操作によって表示対象画像Img1を選択した後、マウスのホイール操作を行うことにより、現在表示されているスライス番号m0のアキシャル断面画像をスライス番号m0+1のアキシャル断面画像に切り替えるようにすることができる。あるいは、ユーザがマウス等の操作によって操作メニュー画面を表示させ、表示されたメニューの中から所望の画像の種類（例えばスライス番号m0+1）を選択することにより、表示対象画像Img1を他の画像に切り替えるようにすることができる。制御部２７は、このような表示されている画像の切替操作を検出すると(#9; 表示画像切替）、次に表示すべき画像を特定する情報（上の例ではスライス番号m0+1）を取得し、表示対象画像取得部２３に、その情報を引き渡して、３次元原画像データImg0から次の表示対象画像データImg2と対応づけ情報Ｒ0,2（上の例ではスライス番号m0+1）を取得させ(#4)、骨位置特定部２４に、骨番号情報BIDnおよび各骨の原骨位置情報COn、対応づけ情報Ｒ0,2、表示対象骨番号BIDUを引き渡して、表示対象骨番号BIDUで識別される骨の表示対象画像Img2上での位置CDUを特定させ(#5)、表示方法DMが「代表骨番号のみを表示」の場合には(#6;Yes)、代表骨番号決定部２５に、表示対象画像データImg2、表示対象骨番号BIDU、骨の表示骨位置情報CDUを引き渡して、表示対象画像Img2とともに表示する代表骨番号BIDEを表示対象骨番号BIDUの中から決定させ(#7)、表示制御部２７に、表示対象画像データImg2、骨番号（BIDEまたはBIDU）、表示骨位置情報（CDUまたはCDE）、表示位置情報DPを引き渡して、表示対象画像Img2をディスプレイに表示させるとともに、骨番号（BIDEまたはBIDU）を表示位置情報DPに従って表示させる(#8)。このようにして、次の表示対象画像Img2に応じた骨番号が表示される。以下、ユーザはディスプレイに表示されている画像を切り替える操作をさらに行った場合には、上記と同様に、制御部２７がその操作を検出し(#9; 表示画像切替）、ステップ#4から#8の処理をさらに行い、次に表示すべき画像とともに、骨番号（B
IDEまたはBIDU）が表示位置情報DPに従って表示される。
一方、ユーザが画像の表示を終了する操作を行った場合には、制御部２７がその操作を検出し(#9; 終了)、すべての処理が終了する。
以上のように、本発明の実施形態では、表示制御部２７が表示対象画像Img1をディスプレイに表示させる際に、骨番号表示設定受付部２２が表示対象画像Img1とともに表示する表示対象骨番号BIDUの選択を受け付け、骨位置特定部２４が、３次元原画像Img0中の椎骨・肋骨の骨番号BIDnとそれらの骨番号で識別される骨の原骨位置情報COnとからなる骨情報BI、および、３次元原画像Img0と表示対象画像Img1の間の位置の対応づけ情報Ｒ0,1に基づいて、表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示対象画像Img1中の位置CDUを特定し、表示制御部２７が、例えば図６に示したように、その位置CDUに、表示対象骨番号BIDUによって識別される骨が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、表示対象骨番号BIDUを表示対象画像Img1とともに表示させることが可能になる。したがって、表示対象画像Img1中に表された複数の骨の骨番号のうち、ユーザが所望する骨番号BIDUのみを表示対象画像Img1とともに表示するので、表示対象画像Img1に骨番号が重畳表示されることによる画像自体の視認性の低下が必要最低限に抑えられつつ、表示対象画像Img1中のその選択された骨番号BIDUによって識別される骨の位置の把握の容易性は維持される。
また、表示対象骨番号BIDUの選択の際、図４の骨番号表示設定画面として例示したユーザインターフェースを用いて、表示対象の骨番号を「椎骨」や「肋骨」という複数の骨番号を含むグループの単位で選択できるようにしたので、すべての椎骨や肋骨の骨番号を一括して表示対象骨番号BIDUとして選択することが可能になり、操作が簡略化され、操作性が向上する一方、リストボックスから個別の骨番号を選択することも可能にしたので、読影・診断目的やユーザの好み等に応じて、表示対象骨番号BIDUをきめ細かく設定することも可能になる。
さらに、図４の骨番号表示設定画面として例示したユーザインターフェースにおいて、表示方法DMとして「代表骨番号のみ表示」が選択された場合に、代表骨番号決定部２５が、表示対象画像Img1の種類・表示対象骨番号BIDUの種類・表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の表示対象画像Img1中での位置の分布等の特性を用いた所定のルールに基づいて、複数の表示対象骨番号BIDUの中から読影・診断上有用な代表骨番号BIDEを自動的に決定し、表示対象画像Img1とともに表示するようにしたので、ユーザがこれらの特性を考慮することなく、適切な骨番号BIDEのみを表示対象画像Img1とともに表示することが可能になり、操作性の向上、表示対象画像Img1の視認性の維持のいずれの面にも資する。
さらにまた、図４の骨番号表示設定画面として例示したユーザインターフェースにおいて、表示位置情報DPとして「対象の近くに表示」が選択された場合に、表示制御部２７が、表示対象画像Img1の種類・表示対象骨番号BIDUまたはBIDEの種類に応じて、その骨番号が表示される位置が表示対象画像Img1の読影の妨げにならないように、表示対象骨番号BIDUまたはBIDEの表示位置を自動的に決定するようにしたので、表示対象画像Img1の視認性がさらに向上する。
本実施形態では、制御部２７が表示対象画像の切替操作を受け付け、切り替えられる画像毎に、骨位置特定部２４による表示対象骨番号BIDUによって識別される骨の位置CDUの決定、代表骨番号決定部２５による代表骨番号BIDEおよびその番号によって識別される骨の位置CDEの決定が行われるので、表示制御部２６では、切り替えられる画像毎に、実際に表示される表示対象骨番号BIDUまたは代表骨番号BIDEが適切に変更されて表示される。
上記の実施形態におけるシステム構成、処理フロー、モジュール構成、ユーザインターフェース等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記の実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。
例えば、図４の骨番号表示設定画面例において、表示対象の骨番号を「個別設定」とした場合のリストボックスには、３次元原画像Img0で認識された骨番号BIDnのみを表示するようにしてもよいし、３次元原画像Img0で認識された骨番号BIDnのうち現在の表示対象画像Img1中に存在する骨番号のみを表示するようにしてもよい。この場合には、図３のステップ#1で表示対象骨番号BIDUの選択を受け付けずに、前者の例ではステップ#3の３次元原画像データImg0の取得後に、後者の例ではステップ#4の表示対象画像の取得後に、表示対象骨番号BIDUの選択を受け付けるようにすればよい。
また、「個別指定」が選択された場合の表示対象骨番号BIDUの指定は、リストボックスを用いずに、ディスプレイに表示された表示対象画像Img1上でユーザが所望の骨をクリックすることによって行ってもよい。この場合、骨番号表示設定受付部２２は、３次元原画像Img0中の骨番号BIDnおよび原骨位置情報COnを参照して、クリックされた位置が含まれる骨の骨番号を特定し、その骨番号を表示対象骨番号BIDUとすればよい。
上記実施形態では、骨情報BIは３次元原画像データImg0に対する付帯情報としているが、骨情報生成部３１が、画像解析処理の結果に基づいて、３次元原画像Img0の骨領域（原骨位置情報COn）の各々に対して、個々の骨毎に異なるラベル値（骨番号BIDn）を割り当てたラベル画像を生成するようにしてもよい。このラベル画像の画像データは３次元原画像データImg0と同じ座標系を有する３次元画像データとなる。この場合、骨位置特定部２４は、表示対象画像Img1のスライス番号m0に基づき、ラベル画像におけるスライス番号m0の位置でのアキシャル断面画像を取得し、そのアキシャル断面画像から、表示対象骨番号BIDUに対応するラベル値を有するラベル領域を抽出する。このラベル値を有するラベル領域の座標値が表示骨位置情報CDUとなる。
また、表示対象画像取得部２３は、上記実施形態のように３次元原画像データImg0を構成するアキシャル断面画像を単に取得するだけではなく、３次元原画像データImg0に対するＭＰＲ（Multi-Planar Reconstruction；多断面再構成）処理により、冠状断（Coronal）・矢状断（Sagittal）・斜位断（Oblique）による任意の断面画像を表示対象画像Img1として再構成するようにしてもよい。また、原画像を通る複数の視線の各々での探索点の画素値の最大値／最小値を抽出して投影するＭＩＰ（Maximum Intensity Projection；最大値投影）処理／ＭｉｎＩＰ（Minimum Intensity Projection；最小値投影）処理による画像、原画像に対するＣＰＲ（Curved Planar Reconstruction；曲断面再構成）処理によって生成される、原画像中の任意の曲面を表す画像、原画像に対するボリュームレンダリング処理によって生成される擬似３次元画像（以下、ＶＲ画像）等を、表示対象画像Img1としてもよい。これらの場合には、表示対象画像Img1の各画素の画素値を決定づける３次元原画像Img0中の画素（ボクセル）の位置を関連づけておく必要がある。なお、表示対象画像Img1がＶＲ画像の場合には、ＶＲ画像の各画素の画素値を決定付ける３次元原画像Img0中の画素の位置を厳密に特定することはできないが、例えば、ＶＲ画像の各画素に対応する視線上で最も不透明度の割当値が高い３次元原画像Img0中の画素をＶＲ画像中のその画素と関連づけるようにしてもよい。
代表骨番号決定部２５で用いられる代表骨番号BIDEを決定するためのルールについても、上記実施例で挙げたルールに限定されず、様々なルールを用いることが可能である。以下に列記する。
・表示対象画像Img0がコロナルまたはサジタル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての肋骨の骨番号が含まれる場合、図７にコロナル断面画像の例を模式的に示したように、表示対象画像Img1の上下方向（被検体の上下方向）の中心Z0に最も近い左右の肋骨B4、B5の骨番号を代表骨番号BIDEとする。
・表示対象画像Img0がコロナルまたはサジタル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての椎骨の骨番号が含まれる場合、第12胸椎か第１腰椎、または両方を代表骨番号BIDEとする。
・表示対象画像Img0がコロナルまたはサジタル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての椎骨の骨番号が含まれる場合、画像上端または下端から所定の間隔で椎骨の代表骨番号BIDEを決定する。
・表示対象画像Img0がコロナルまたはサジタル断面画像で、表示対象骨番号BIDUにすべての椎骨の骨番号が含まれる場合に、図８（ａ）にサジタル断面画像として例示したような脊柱の湾曲により、図８（ｂ）に断面C1におけるコロナル断面画像として例示したように、椎骨が画像の上端から下端まで連続せず、椎骨の複数のセグメントのみが含まれる状態となった場合には、各セグメントの最も中間位置にある椎骨B6, B7の骨番号を代表骨番号BIDEに決定する。
骨情報生成部３１は、画像処理ワークステーション２に実装してもよいし、画像サーバ３に実装してもよいし、ネットワーク１９に接続された、これらの機器とは異なる画像処理サーバに実装してもよい。また、骨情報生成部３１において、画像解析処理によって骨情報を生成せずに、例えば、軸位断・冠状断・矢状断による直交する３つの断面による断面画像を表示し、ユーザがこれらを観察しながら、骨番号を手動で設定することによって、骨情報を生成するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、第１胸椎、左第１肋骨等の名称を骨番号として説明しているが、３次元原画像データImg0の付帯情報やメモリ領域の中では、上記名称の各々に対応する内部的なコード値として各骨の原骨位置情報や表示骨位置情報と関連づけておき、表示制御部２７がディスプレイに骨番号を表示させる際に、変換テーブル等を用いてその内部的なコード値を上記名称に変換して表示させるようにしてもよい。
＜補足説明＞ 椎骨番号・肋骨番号を認識する画像解析処理
上記実施形態において、骨情報生成部３１で行われる、椎骨番号・肋骨番号を認識する画像解析処理としては、上記非特許文献１（椎間板番号認識）や特開2007-111534号公報（肋骨番号認識）等に記載の公知の方法を用いることが可能であるが、ここでは、本出願人が特願2008-092173号にて提案している方法について、補足説明する。
図９は、椎骨番号・肋骨番号の認識を行う骨情報生成部３１の構成を表すブロック図である。図に示したように、３次元原画像データImg0を入力として胸骨体領域を抽出する胸骨体領域抽出手段５１と、肋骨領域を抽出する肋骨領域抽出手段５２と、胸骨体領域の位置と各肋骨領域の位置から各肋骨領域の肋骨番号を決定する肋骨番号決定手段５３と、椎骨領域を抽出する椎骨領域抽出手段５４と、各肋骨領域の肋骨番号とその肋骨領域の位置と各椎骨領域の位置から各椎骨番号を決定する椎骨番号決定手段５５を備える。
椎骨領域抽出手段５４は、椎体位置決定手段６０を備え、椎体位置決定手段６０で決定された椎体の端の位置の情報を用いて、セグメンテーションされた椎体の端の位置から脊柱を各椎骨に分離した椎骨領域を抽出する。
椎体位置決定手段６０は、たとえばＣＴ装置により取得された断層画像に映し出された椎体の両端の位置を自動的に算出するものであって、図１０に示すように、椎骨中心線算出手段６１、海綿体領域推定手段６２、中心検出手段６３、椎体位置決定手段６４を備えている。
椎骨中心線算出手段６１は、一本の椎骨の横断面を示す複数の断層画像から椎骨の中心線を求めるものである。
まず、３次元原画像Img0から脊髄領域を抽出する。脊髄領域は、図１１に示すように、断層画像上に典型的なパターンで表れるため、断層画像から脊髄領域を安定的に検出することが可能である。具体的には、例えば、各断層画像中の各画素を中心として所定の大きさの領域を多数設定し、機械学習手法により生成された判別器を用いて各領域が脊髄領域であるか否かを判別しながら脊髄領域を検出する。
次に、検出された複数の脊髄領域内の中心点より脊髄中心線を生成する。中心点は、脊髄領域内の略真中に存在する画素を設定する。必ずしも脊髄領域内の厳密な中心である必要はなく、脊髄領域の周囲または所定の両端から略等距離にあるような点や、重心点でもよい。
さらに、断層画像を脊髄中心線に沿って体軸方向に切り直した縦断面画像を生成する。図１２のように、各断層画像から得られた脊髄領域の中心点Ｐ５を基準として、Ｙ軸から逆時計周りにα度傾いた点Ｐ３,Ｐ４を結ぶ直線上の各画素の輝度値を抽出し、各断層画像から抽出された点Ｐ３,Ｐ４を結ぶ直線（右の図のｘ軸方向に対応）上の輝度値を断層画像のスライス番号の順（右の図のｙ軸方向に対応）に積み重ねて縦断面画像Ｖを生成する。心臓部は血管等が多く存在し、安定的なパターンが得られないため、点Ｐ３,Ｐ４を結ぶ直線は、中心点と脊椎領域を通るが心臓部は通らないように設定するのがよい。
この縦断面画像Ｖから椎骨の境界線を検出する。縦断面画像Ｖ上に脊髄中心線Ｌ３が一本の曲線として現れ、脊椎領域は脊髄中心線の左側に、二本のＣＴ値（画素値）の高い骨梁線とそれに囲まれたＣＴ値（画素値）の低い海綿骨領域が現れる。そこで、図１２の縦断面画像Ｖに対し、Ｘ方向の画素値を見て脊椎領域の腹側で大きな正の差分値が表れるエッジを求め、その背側で大きな負な差分値が表れるエッジを求める。脊髄中心線Ｌ３を線形変換し、脊椎領域の背側のエッジ線Ｌ２にフィッティングさせてエッジ曲線Ｌ５を求める。同様に、腹側のエッジ曲線Ｌ１についても、同様にエッジ曲線Ｌ４を求める。
図１３のように算出された曲線Ｌ４と曲線Ｌ５は、脊椎領域を含む椎骨の左右の境界線となる。そして算出された左右の境界線Ｌ４，Ｌ５から、椎骨の中心線と椎骨の幅を算出することができる。
海綿体領域推定手段６２は、椎骨中心線算出手段６１により求められた椎骨中心線の周辺の領域の画素を用いて海綿体領域を推定する。撮影された３次元原画像Img0には、椎骨の病変や変形が表れている部分が存在する可能性があるので、３次元原画像Img0全体を用いるよりも、椎骨中心線の周辺の領域だけを使うことでより安定的に海綿体を検出することができる。また、画像パターンから比較的安定して検出することができる海綿体領域を先に抽出し、それを用いて椎間部を求めた方が、最初に椎間部を抽出してセグメンテーションを行うよりも、確実に椎間部を求めることができる。
図１４は、椎骨および椎体等を概念的に示したものである。図１４に示される円筒Ｓ１は椎体を表し、円筒Ｓ１のサーフェースは椎体の側方の皮質部分に相当する。円柱の天板と底板はそれぞれ椎体の上下の終板に相当する。突起Ｓ２は骨増殖部分を表している。円筒部分Ｔ１は、脊髄の中心付近の領域を表している。そこで、その円筒の部分Ｔ１のＣＴ値（画素値）を（横方向）加算した値を求めると、図１４の右に示すようなグラフになる。断層画像上の椎間部はパーシャルボリューム効果で消失していることがあるが、図１４に示すグラフのように、海綿体領域に対応するＣＴ値（画素値）の低い領域（例えば、Ｋ１〜３）が現れる。しかし、突起Ｓ２の骨増殖部分の影響で、椎間部の谷が顕著ではなくなる可能性がある。そこで、重度な圧迫骨折の人体を示す３次元原画像のように、海綿体領域が潰されて海綿体領域のＣＴ値（画素値）の高くなる可能性がある場合には、ＣＴ値（画素値）の加算値から判定を行うのではなく、体軸方向のエッジを検出するようにすれば、圧迫骨折が存在する場合でも海綿体領域を検出することが可能である。
中心検出手段６３は、海綿体領域推定手段６２により推定された各椎体の海綿体領域内において、海綿体領域の３次元中心を検出する。海綿体領域の３次元中心は、海綿体領域を含む複数のサンプル画像の各画素の特徴量を予め機械学習することにより求めることができる。機械学習した判別器を用いて、椎骨中心線の周辺の領域の画素の特徴量から椎骨中心線の周辺の領域の中に海綿体領域が含まれる程度を示すスコアを算出し、このスコアに基づいて海綿体領域の３次元中心を検出する。
椎体位置決定手段６４は、海綿体領域検出手段６３により検出された各椎体の海綿体領域の３次元中心に基づいて、各椎体の体軸方向の両端の位置を算出することにより椎体位置を決定する。例えば、隣り合う二つの椎体の海綿体領域の三次元中心間の中間点をその二つの椎体の椎間部とする。その他の手法としては、隣り合う二つの椎体の海綿体領域の三次元中心間のＣＴ値（画素値）の和の極大点（又はエッジ強度）を検出することによって、椎体の皮質部の位置を検出し、椎体の端を決める手法も用いても良い。
肋骨領域抽出手段６２は、人体を表す３次元原画像Img0から人体の肋骨領域を1本ずつ分離して抽出する。
例えば、米国公開公報２００６−００６２４２５号Ａ１（以下、参考文献１という）の手法を用いることができる。参考文献１には、肋骨領域を３次元原画像Img0から抽出するための高速トレーシングベースの技術が開示されている。この技術は、肋骨を抽出して、各肋骨の一本一本を表す肋骨領域を得るのに用いることができる。
あるいは、肋骨領域の濃度ヒストグラムを用いて検出することもできる。図１５に、椎骨及び肋骨部分の断層画像を示す。まず、椎骨の中心線と椎骨の横幅を求める。そのために、図１５中の骨領域のうち、体表横方向の中心線Ａ（すなわち、頭と足を結ぶ体軸の方向に垂直な断面における体の前後方向の中央において体の前後方向に垂直な体の左右方向の線）より下側の領域を縦軸に投影し、濃度ヒストグラムを生成する。
図１６に、このようにして生成した骨領域の濃度ヒストグラムを示す。図１６に示すヒストグラムでは、中央に大きなピークがあり、左右に小さなピークが形成されている。図１５に示す断層画像では、肋骨の部分が小さいピークを形成し、椎骨が一番骨の多く存在するところであり一番大きいピークが形成されると考えられる。そこで、図１６のヒストグラムから、中央にある最大のピークを検出し、それに対応する部分として椎骨領域を検出する。
そして、図１７に示すように、検出した椎骨領域Ｂの上部に対して円Ｓを当てはめて、椎骨の中心Ｃ及び幅ｄを求める。椎骨中心Ｃと椎骨幅ｄを用いて椎骨領域、左右肋骨領域及び胸骨領域を認識する。
図１８に示すように、上で求めた椎骨中心Ｃから上方に６０°の角度をなす２本の半直線を引くとともに、椎骨中心Ｃをその中心に含むようにして体表縦方向の中心線Ａに直交する２直線を引く。この２直線間の距離は、椎骨領域の幅であり、これは上記幅ｄの１.５倍となるようにする。このように、２本の半直線と体表縦方向の中心線Ａに直交する２直線により、図１８の断層画像の骨領域を４つの領域に分割し、それぞれ椎骨領域Ｂ、右肋骨領域Ｅ１、胸骨領域Ｅ２、左肋骨領域Ｅ３とする。
このようにして椎骨、右の肋骨、胸骨、左の肋骨のように骨をその部品単位で認識する。３次元原画像Img0の全ての断層画像に対して各部品の認識を行って、各断層画像から検出された肋骨の領域をスライス番号の順番に従って積み重ねた領域を肋骨領域として抽出する。
胸骨体領域抽出手段５１は、３次元原画像Img0より胸骨体領域を抽出する。胸骨体は、図１９に示すように、各断面画像上にほぼ同じ太さで内腔（海綿体）のある長方形の領域として表れ（図１９のＡの部分を参照）、パターン認識をすることにより検出することができる。胸骨体は胸部断面上の椎骨の位置とは反対の人体の前面に近い位置に表れるので、人体の前面に近い辺りから長方形の領域を各断層画像から検出する。各断層画像から検出した長方形の領域を各断層画像のスライス番号の順番に従って積み重ねた領域を、胸骨体領域として抽出する。
肋骨番号決定手段５３は、肋骨領域が胸骨体領域とどのように接続しているかに応じて肋骨番号を決定する。図２０に示すように、解剖学的には第２肋骨〜第１０肋骨は胸骨体に繋がっている。また、第５肋骨までは、肋骨のほぼ全体が胸骨体の下端Ｌより上にある。したがって、胸骨体領域に接続している肋骨領域の中、ほぼ全体が胸骨体の下端Ｌより上にあり、かつ、最も下にある肋骨領域の肋骨番号を第５番の肋骨として特定することが出来る。この第５番の肋骨領域を基準に各肋骨領域の肋骨番号を肋骨領域の並びの順番にしたがって決定する。
椎骨番号決定手段５５は、肋骨領域の肋骨番号とその肋骨領域が椎骨領域とどのように接続しているかから、各椎骨領域の椎体番号を決定する。
肋骨領域がどの椎骨領域と接続しているかを求める一つの手法としては、図２１に示すように、まず椎骨領域の中心線からある幅Ｗを決め（例えば、Ｗとして椎骨の幅を用いることができる。）、その範囲内の肋骨番号ｋの肋骨領域をＺ軸上に投影し、Ｚ方向に肋骨領域が表れる範囲を求める。同様に、椎骨領域をＺ軸上に投影してＺ軸における各椎骨領域の範囲を求める。各椎骨領域の範囲と重なる範囲が最も大きい肋骨番号ｋの肋骨領域が、その椎骨領域に接続する椎骨であると判定して、その椎骨領域の椎体番号をｋとする。
次に、図２２のフローチャートに従って、骨番号決定装置の処理の流れについて説明する。
まず、肋骨領域抽出手段５２で、３次元原画像Img0に撮影されている全ての肋骨領域を抽出する（ＳＴ１００）。次に、椎骨領域抽出手段５４で、３次元原画像Img0から脊髄領域を抽出し、椎体の両端の位置を自動的に算出して各椎骨領域に分離する（ＳＴ１０１）。
抽出された肋骨領域の数をカウントする（ＳＴ１０２）。肋骨領域の数が１２本あれば、第１２番目の肋骨領域を特定して（ＳＴ１０３）、肋骨番号が１２番の肋骨領域を基準に上の肋骨領域へ行くに従って肋骨番号を１１番、１０番、・・・、１番というように順に割り当てる（ＳＴ１０４）。
肋骨領域の数が１２本以下の場合には、３次元原画像に腰骨が撮影されているか否かを判定して、腰骨が撮影されていれば（ＳＴ１０５）、肋骨の一番下の肋骨は撮影されているので、肋骨領域の一番下の肋骨番号を１２番と特定して（ＳＴ１０３）、肋骨番号が１２番の肋骨領域を基準に上の肋骨領域へ行くに従って肋骨番号を１１番、１０番、・・・というように順に割り当てる（ＳＴ１０４）。肋骨領域の数が１２本以下で腰骨も撮影されていないときには、頚骨が撮影されているか否かの判定を行う。頚骨が撮影されているときには肋骨の一番上の肋骨は撮影されているので（ＳＴ１０６）、肋骨領域の一番上の肋骨番号を１番と特定して（ＳＴ１０７）、肋骨番号が１番の肋骨領域を基準に下の肋骨領域へ行くに従って肋骨番号を２番、３番、・・・というように順に割り当てる（ＳＴ１０８）。
さらに、椎骨番号決定手段５５で肋骨領域の肋骨番号とその肋骨領域が椎骨領域とどのように接続しているかから、各椎骨領域の椎骨番号を決定する（ＳＴ１１１）。
肋骨領域の数が１２本以下で腰骨も頚骨も撮影されていないときには、胸骨体領域抽出手段５１で、３次元原画像Img0から胸骨体領域を抽出する（ＳＴ１０９）。肋骨番号決定手段５３で肋骨領域が胸骨体領域とどのように接続しているかに応じて肋骨番号を決定する（ＳＴ１１０）。
次に、椎骨番号決定手段５５で肋骨領域の肋骨番号とその肋骨領域が椎骨領域とどのように接続しているかから、各椎骨領域の椎骨番号を決定する（ＳＴ１１１）。
上述では、肋骨領域が１２本全部確認できるときや、第１肋骨や第１２肋骨が確認できる時には胸体骨の認識を行わずに肋骨番号を特定する場合について説明したが、胸体骨の認識を必ず行って胸体骨と第５肋骨の位置を特定して、他の肋骨の肋骨番号を特定するようにしてもよい。
本発明の実施形態を実現する画像処理ワークステーションが導入された医療情報システムの概略構成図 本発明の実施形態の画像表示処理を実現する画像処理ワークステーションの機能ブロック図 本発明の実施形態となる画像表示処理の流れを表すフローチャート 骨番号表示設定画面の一例を示した図 アキシャル断面画像における代表骨番号の決定方法の一例を模式的に表した図 アキシャル断面画像における骨番号の表示例を示した図 コロナル断面画像における代表骨番号の決定方法の一例を模式的に表した図 コロナルまたはサジタル断面画像における椎骨の代表骨番号の決定方法の一例を模式的に表した図 肋骨番号および椎骨番号の認識を行う画像認識部の構成を表すブロック図 椎体位置決定手段の概略構成図 断層画像に撮影された椎骨の一例 脊髄中心線の算出方法を説明するための図 椎骨の左右の境界線の算出方法を説明するための図 椎体位置の決定方法を説明するための図 椎骨及び肋骨部分の断層画像の一例 骨領域の濃度ヒストグラムを表す図 椎骨の中心及び幅を表す図 断面画像を椎骨領域、右肋骨領域、胸骨領域、左肋骨領域に分けた図 断層画像に撮影された胸骨体の一例 胸体骨と肋骨との接続関係を説明するための図 椎骨と肋骨との接続関係を説明するための図 肋骨番号および椎骨番号を認識する処理の流れを示すフローチャート
符号の説明
１ モダリティ
２ 画像処理ワークステーション
３ 画像サーバ
４ 画像データベース
１９ ネットワーク
２１ 原画像・骨情報取得部
２２ 骨番号表示設定受付部
２３ 表示対象画像取得部
２４ 骨位置特定部
２５ 代表骨番号決定部
２６ 表示制御部
５１ 胸骨体領域抽出手段
５２ 肋骨領域抽出手段
５３ 肋骨番号決定手段
５４ 椎骨領域抽出手段
５５ 椎骨番号決定手段
６０ 椎体位置決定手段
６１ 椎骨中心線算出手段
６２ 海綿体領域推定手段
６３ 中心検出手段
６４ 椎体位置決定手段

Claims (10)

  1. 被検体を表す２次元以上の原画像に基づいて、個々の画素の位置を該原画像中の位置と対応づけることが可能な２次元の表示対象画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置であって、
    前記被検体中の所定の複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報と、前記解剖学的構造物の各々の該原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報を取得する構造物情報取得手段と、
    前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付ける構造物識別情報指定手段と、
    前記構造物情報、および、前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定する構造物位置特定手段とをさらに備え、
    前記画像表示手段は、前記構造物位置特定手段によって特定された前記表示対象画像中の位置に前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、該表示対象構造物識別情報を該表示対象画像とともに表示するものであることを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記構造物識別情報指定手段が、複数の解剖学的構造物によるグループを識別する構造物グループ識別情報の指定を受け付けることによって、該グループに属する前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報を表示対象構造物識別情報として受付可能なものであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
  3. 前記構造物グループ識別情報の指定を受け付けた場合、所定のルールに基づいて、該構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報の中から該表示対象画像とともに表示する代表構造物識別情報を決定する代表構造物決定手段をさらに備え、
    前記画像表示手段が、前記グループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記決定された代表構造物識別情報のみを、前記態様で前記表示対象画像とともに表示するものであり、
    前記所定のルールは、前記構造物位置特定手段によって特定された、前記構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の該表示対象画像中での位置の分布・該複数の解剖学的構造物の構造物識別情報・前記表示対象画像の種類の少なくとも１つによって規定されるものであることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
  4. 前記構造物識別情報指定手段が、前記画像表示手段が前記代表構造物識別情報のみを前記表示対象画像とともに表示するか、前記構造物グループ識別情報によって識別されるグループに属する複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のすべてを前記表示対象画像とともに表示するかの指定をさらに受け付けるものであることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
  5. 前記構造物識別情報指定手段が、前記表示対象構造物識別情報の表示位置の指定をさらに受け付けるものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  6. 前記構造物識別情報指定手段が、前記表示位置の指定の受付の際、前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の近傍を該表示位置とする指定を受付可能であることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
  7. 前記構造物識別情報指定手段が、所定の複数の選択肢からの選択による前記指定を受け付けるユーザインターフェースを有するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  8. 前記解剖学的構造物が、前記被検体の骨であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  9. 被検体を表す２次元以上の原画像に基づいて、個々の画素の位置を該原画像中の位置と対応づけることが可能な２次元の表示対象画像を表示手段に表示させる画像表示制御方法であって、
    前記被検体中の所定の複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報と、前記解剖学的構造物の各々の該原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報を取得するステップと、
    前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付けるステップと、
    前記構造物情報と前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定するステップと、
    前記特定された前記表示対象画像中の位置に前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、該表示対象構造物識別情報を該表示対象画像とともに表示させるステップとを含むことを特徴とする画像表示制御方法。
  10. コンピュータに、被検体を表す２次元以上の原画像に基づいて、個々の画素の位置を該原画像中の位置と対応づけることが可能な２次元の表示対象画像を表示手段に表示させる処理を実行させる画像表示制御プログラムであって、
    該コンピュータに、
    前記被検体中の所定の複数の解剖学的構造物の各々を識別する構造物識別情報と、前記解剖学的構造物の各々の該原画像中での位置を表す構造物位置情報とが関連づけられた構造物情報を取得するステップと、
    前記複数の解剖学的構造物の構造物識別情報のうち、前記表示対象画像とともに表示する表示対象構造物識別情報の指定を受け付けるステップと、
    前記構造物情報と前記原画像と表示対象画像の間の位置の対応づけに基づいて、該表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物の前記表示対象画像中の位置を特定するステップと、
    前記特定された前記表示対象画像中の位置に前記表示対象構造物識別情報によって識別される解剖学的構造物が表示されていることをユーザが認識可能な態様で、該表示対象構造物識別情報を該表示対象画像とともに表示させるステップとを実行させる命令を含むことを特徴とする画像表示制御プログラム。
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