JP2010051456A - 医用画像の評価装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】乳房画像等の医用画像の撮影時におけるポジショニングの評価の精度を上げることができるようにする。
【解決手段】診断対象の放射線撮影した乳房画像を取得する（図２（Ａ））。この取得した乳房画像を解析し、解剖学的な構造物（乳房、乳腺、大胸筋、乳頭）を複数抽出する（図２（Ｂ））。これらの構造物の抽出結果に基づいて前記乳房画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化する（図３（Ｃ））。このように各評価項目別に点数化することにより、複数の評価項目の点数からポジショニングを総合的に評価することができ、ポジショニングの評価の精度を上げることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は医用画像の評価装置、方法及びプログラムに係り、特に撮影された乳房画像等の医用画像が診断に有用なものか否か評価する技術に関する。

［乳房の撮影技術］
マンモグラフィ（乳房撮影）による乳がんの画像診断では、病変と正常組織のＸ線吸収差がきわめて小さく、しかも微小な病変の診断が要求されることから、高品質の画像が要求される。画像品質に影響を与える要因の中でも特に撮影技術の影響は大きく、ポジショニングや撮影時の乳腺組織全体の圧迫の不良は、深部病変や淡い微小な病変を見逃す要因となり得る。

一方で、(1)受診者の乳房の大きさ、形状、乳腺密度および体型は千差万別であること、(2)乳房撮影は乳腺を十分に広げて圧迫するという特殊な撮影であること、から乳房撮影は非常に難しいという問題があった。

即ち、乳房撮影は、胸部や骨部などといった一般撮影とは、下記の相違点や撮影の難しさがある。

＜乳房撮影と一般撮影との相違点＞
（１）圧迫撮影
乳房撮影では、他の部位にはないようなＸ線吸収差の少ない構造（腫瘤）を描出する必要がある。そのため、乳腺をしっかり広げた状態で圧迫し、乳腺が重ならないようにし、乳腺か腫瘤かの判断ができるように撮影する。

（２）軟部組織の撮影
乳腺全体を描出するため、可動性組織を固定組織側に十分に移動させるという作業が必要になる。単に乳房を圧迫板で挟んで撮影するだけでは、欠損領域が生じてしまうという問題がある。

＜乳房撮影の難しさ＞
乳房撮影は上記のような特殊性をもっているため、一般撮影におけるポジショニングのポイント（受診者の立ち位置や向き、撮影範囲）だけでなく、（ａ）乳腺を十分に広げて撮影する、（ｂ）欠損領域をできる限り生じないようにする、ために意識すべきポイントが非常に多い。

また、乳房は人体臓器の中でも最も個人差が大きいと言われており、受診者の体格だけでなく、乳房の大きさ、形態、乳腺含有率といった個人差に応じてポジショニングを工夫する必要がある。

上記理由により、乳房撮影は非常に難しく、高度な撮影技術が要求される。

［医用画像のポジショニング評価］
マンモグラフィにおけるポジショニングの基本は、病変の発生する乳腺組織全体を適切に圧迫伸展して描出することにある。

従来、撮影した医用画像から解剖学的な構造物を抽出し、抽出した構造物を基準にして、医用画像に撮影された診断領域の診断を行うのに適切な医用画像であるか否かを判定し、その判定結果を表示する装置が提案されている（特許文献１）。

この特許文献１には、乳房全体の面積に対する大胸筋領域の面積割合に基づいて乳房画像の良否を判定し、又は大胸筋領域の下端部の位置と乳頭部の位置関係に基づいて乳房画像の良否を判定する方法が開示されている。

ところで、ＮＰＯ法人マンモグラフィ検診精度管理中央委員会施設画像評価によると、ポジショニングは、６項目４点満点、合計２４点満点で評価が行われる。評価項目を、下記の［表１］に示す。

図１１は、非特許文献１から引用したもので、上記［表１］の各項目の部位を示している。
特開２００７−１０５２６４号公報 「診療放射線技師に知ってほしい画像診断 乳房」編著者：遠藤登喜子、出版：医療科学社、p.18 図16

［課題１］
ポジショニング（医用画像）の良否は上記複数の項目に基づいて、総合的に評価を行う必要がある。

しかし、特許文献１に記載の方法では、大胸筋に関する評価項目のみに着目しており、ポジショニング評価として十分な精度を出すことが難しいという問題があった。

例えば、大胸筋の描出が適切であっても、乳腺や乳頭の描出が適切であるとは限らない。乳房の撮影では、可動性組織を固定組織へ適切に移動させた状態で撮影する必要があるが、この移動が不十分な場合、乳腺後方の脂肪が描出されずに乳腺が大胸筋の後ろに隠れたり、乳頭が下向きになりやすい。つまり、特定構造物に対応する評価項目（大胸筋の位置、大きさ）が良好であっても、全体として不適切なポジショニングである場合を正しく評価できない可能性がある。

また、以下のような人は大胸筋を適切に描出するのが難しく、大胸筋を無理に描出しようとすると、受診者に大きな負担がかかると言われている。

a)腰の曲がっている人（お年寄りなど）
b)腕の上がらない人
c)胸骨が前に出ている人
d)痩せ型で乳房が大きい人
このような場合は、大胸筋の描出を多少犠牲にしても全体として適切なポジショニングにすることが重要であるが、特許文献１に記載の方法では不適切な画像と評価されてしまうことが起こり得る。つまり、全体としては適切なポジショニングであっても、受診者の事情（体型や乳房の大きさ等）により、特定の評価項目の値が仕方なく正常な範囲を超えてしまう場合を考慮できない。

［課題２］
ポジショニング技術は、撮影者によってバラツキが大きいため、撮影者や施設によって、どの評価項目を重視するかを重み付けできることが望ましい。例えば、苦手な項目が分かっている撮影者の場合は、特定の評価項目に対する評価点を高くした方が、ポジショニング評価の精度が上がる。特許文献１に記載の方法では、所定の評価基準に基づいてポジショニングの良否のみを判定していたため、撮影者毎の重視項目を反映させることはできなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、医用画像の撮影時におけるポジショニングの評価の精度を上げることができ、また撮影者等の要求に応じたポジショニングの総合評価を行うことができる医用画像の評価装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る医用画像の評価装置は、被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得する画像取得手段と、前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出する構造物抽出手段と、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化する評価項目別点数化手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、撮影時におけるポジショニングを複数の評価項目別に点数化することで、複数の評価項目を総合的に評価することができ、ポジショニングの評価の精度を上げることができる。

請求項２に示すように請求項１に記載の医用画像の評価装置において、前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みを設定する評価項目別重み設定手段を備え、前記評価項目別点数化手段は、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記設定された各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴としている。

これにより、撮影者や読影者によって、どの評価項目を重視するかに応じて各評価項目別の点数を重み付けすることができ、撮影者等の要求に応じたポジショニングの総合評価を行うことができる。

請求項３に示すように請求項１又は２に記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方に基づいて、前記医用画像が適切に撮影されているか否かを判定する画像判定手段を備えたことを特徴としている。

前記画像判定手段は、複数の評価項目別の点数のうちの１項目でも評価点が各評価項目別の基準点に達しない場合や、合計点が基準点に達しない場合には、医用画像が適切に撮影されていないと判定することができる。

請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載の医用画像の評価装置は、前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方を提示する提示手段を備えたことを特徴としている。

これにより、撮影者は、ポジショニングのどの評価項目の点数が低いか、どのポジショニングの項目に注意すべきか等を確認することができる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方に基づいて再撮影を促す警告を発生する警告手段を備えたことを特徴としている。

前記警告手段は、再撮影を促す警告を画面に表示するだけでなく、音声で警告を伝えるようにしてもよい。

請求項６に示すように請求項１から５のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記医用画像と、該医用画像に対して前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方とを関連づけて記録する記録手段を備えたことを特徴としている。

前記記録手段に記録された情報は、例えば、ポジショニングの評価点が低い順に医用画像を検索する場合に利用することができ、これにより撮影者の勉強会等に利用することができる。

請求項７に示すように請求項６に記載の医用画像の評価装置において、前記取得した医用画像を撮影した撮影者を識別するための撮影者識別情報を取得する撮影者情報手段を備え、前記記録手段は、前記医用画像に関連づけて前記取得した撮影者識別情報を記録することを特徴としている。

前記記録手段に記録された情報は、例えば、撮影者毎のポジショニングの評価点の平均点の算出等に利用することができ、これにより撮影者毎のポジショニングの癖や改善点を把握することができる。

請求項８に示すように請求項６又は７に記載の医用画像の評価装置において、前記取得した医用画像の撮影日を取得する撮影日取得手段を備え、前記記録手段は、前記医用画像に関連づけて前記取得した撮影日を記録することを特徴としている。

前記記録手段に記録された情報は、例えば、１カ月毎のポジショニングの評価点の推移の算出等に利用することができ、これによりポジショニング技術の改善効果を簡単に把握することができる。

請求項９に示すように請求項１から８のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記医用画像は、マンモグラフィ撮影装置により撮影された乳房画像であり、前記構造物抽出手段は、前記抽出する構造物として少なくとも乳房、乳腺、大胸筋、及び乳頭を抽出することを特徴としている。

請求項１０に示すように請求項９に記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像の左右の対称性に関連する第１のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳頭の描出に関連する第２のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の大胸筋の描出に関連する第３のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳腺後方の脂肪組織の描出に関連する第４のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳房下部の腹部組織の描出に関連する第５のポジショニング評価項目、及び前記乳房画像中の乳腺の伸展性に関連する第６のポジショニング評価項目のうちの複数の評価項目を評価してそれぞれ点数化することを特徴としている。

請求項１１に示すように請求項１０に記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した左右の乳房の面積比、左右の乳腺の面積比、及び左右の大胸筋の面積比に基づいて対称性を各々評価し、その合計により前記第１のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴としている。

請求項１２に示すように請求項１０又は１１に記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から左右の乳頭がそれぞれ抽出できたか否か基づいて前記第２のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴としている。乳頭が側面に抽出されないと、乳腺と重なって乳頭を乳腺内の異常と見誤る可能性や、乳頭直下の病変を見落とす可能性がある。

請求項１３に示すように請求項１０から１２のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した大胸筋の下端位置、大胸筋の形状、及び乳房に対する大胸筋の面積比に基づいて前記第３のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴としている。例えば、大胸筋の下端位置が乳頭の高さまで写しこまれていること、大胸筋がやや凸の弧を描いていること、乳房の大きさに対して大きすぎないこと（大胸筋を入れすぎると乳腺への圧迫が弱くなったり、乳腺全体が照射野に入らなくなったりする）から評価する。

請求項１４に示すように請求項１０から１３のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した大胸筋の境界と胸壁側の画像端とからなるラインの長さと、前記乳房画像から抽出した乳腺の前記ラインと重なっている長さとに基づいて前記第４のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴としている。これにより、乳腺後方の脂肪組織が途切れず描出されていること（乳腺全体が描出されているか）を評価する。

請求項１５に示すように請求項１０から１４のいずれかに記載の医用画像の評価装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像のスキンラインを検出する検出手段を有し、前記検出したスキンラインの形状に基づいて前記第５のポジショニング評価項目について点数化することを特徴としている。これにより、腹部組織が入っているか（乳腺の下端が撮影範囲に入っているか）を評価する。

請求項１６に示すように請求項１０から１５のいずれかに記載の医用画像の評価援装置において、前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した乳腺の乳腺内コントラスト値を算出する算出手段を有し、前記乳房画像から抽出した大胸筋を除いた乳房と乳腺との面積比と、前記算出した乳腺内コントラスト値とに基づいて前記第６のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴としている。これにより、乳腺が十分に圧迫伸展しているかを評価する。尚、大胸筋を除いた乳房と乳腺との面積比（乳腺割合）と乳腺内コントラスト値には相関関係があり、乳腺割合に対して乳腺内コントラストが低い場合は、乳腺の伸展や圧迫が不足していると考えられる。

請求項１７に係る医用画像の評価方法は、被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得するステップと、前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出するステップと、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化するステップと、を含むことを特徴としている。

請求項１８に示すように請求項１７に記載の医用画像の評価方法において、前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みを設定するステップを含み、前記点数化するステップは、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記設定された各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴としている。

請求項１９に係る医用画像の評価プログラムは、被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得する機能と、前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出する機能と、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。

請求項２０に示すように請求項１９に記載の医用画像の評価プログラムにおいて、前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みの設定を受け付ける機能を備え、前記点数化する機能は、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記受け付けた各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴としている。

本発明によれば、複数の評価項目別に点数化を行うようにしたため、医用画像の撮影時におけるポジショニングの評価の精度を上げることができる。また、撮影者や施設によって、どの評価項目を重視するかに応じて各評価項目別の点数を重み付けすることができ、撮影者等の要求に応じたポジショニングの総合評価を行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像の評価装置、方法及びプログラムの好ましい実施の形態について説明する。

［装置構成］
図１は本発明に係る医用画像の評価装置を含むシステム構成図である。

このシステムは、本発明に係る医用画像の評価装置１０と、医用施設などに設置された医用画像を撮影する撮影装置４０と、撮影装置４０の操作等を行う操作卓４２と、撮影装置４０で撮影された医用画像等を保存する画像データベース（画像ＤＢ）４４とから構成されている。

評価装置１０は、ワークステーションなどのコンピュータによって構成されており、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１２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る主メモリ１４と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等のモニタ装置２８の表示を制御するグラフィックボード１６と、医用施設のネットワーク５０と接続される通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１８と、本発明に係る医用画像の評価プログラム、画像解析プログラムを含む各種のアプリケーションソフト、後述するポジショニング評価結果等のデータベース（ＤＢ）を保存するハードディスク装置２０と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２２と、キーボード３０のキー操作を検出して指示入力としてＣＰＵ１２に出力するキーボードコントローラ２４と、位置入力装置としてのマウス３２の状態を検出してモニタ装置２８上のマウスポインタの位置やマウス３２の状態等の信号をＣＰＵ１２に出力するマウスコントローラ２６とから構成されている。

撮影装置４０は、この実施の形態では乳房画像を放射線撮影するマンモグラフィ撮影装置である。

＜マンモグラフィ撮影装置＞
図２は撮影装置（マンモグラフィ撮影装置）４０の実施の形態を示す構成図である。

マンモグラフィ撮影装置４０は、立設状態に設置される基台１１２と、基台１１２の略中央部に配設される旋回軸１１４に固定されるアーム部材１１６と、被験者１１８の乳房に対して放射線を曝射する放射線源を収納し、アーム部材１１６の一端部に固定される放射線源収納部１２０と、乳房を透過した放射線を検出して放射線画像情報を取得する固体検出器を収納し、アーム部材１１６の他端部に固定される撮影台１２２と、撮影台１２２に対して乳房を圧迫する圧迫板１２４と、を備えている。

放射線源収納部１２０、撮影台１２２及び圧迫板１２４が連結されたアーム部材１１６は、旋回軸１１４を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被験者１１８の乳房に対する撮影方向が調整可能に構成される。圧迫板１２４は、アーム部材１１６に連結された状態で放射線源収納部１２０及び撮影台１２２間に配設されており、矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。

放射線源収納部１２０には、被験者１１８の顔面近傍を放射線の曝射から保護するため、放射線を遮断する部材からなるフェースガードシート１２８が配設される。また、基台１１２には、被験者１１８の撮影部位、撮影方向等の撮影情報、被験者１１８のＩＤ情報等を表示するとともに、必要に応じて、圧迫板１２４による乳房の圧迫状態が解除されるまでの圧迫残り時間に係る情報を表示する表示器１３０が配設される。

図３は、マンモグラフィ撮影装置４０における撮影台１２２の内部構成図であり、撮影台１２２及び圧迫板１２４間に被験者１１８の撮影部位である乳房１３６を配置した状態を示す。尚、参照符号１３８は、被験者１１８の胸壁を示す。

撮影台１２２の内部には、乳房１３６を透過した放射線Ｘに基づく放射線画像情報を蓄積し、電気信号として出力する固体検出器１４０（放射線画像情報検出器）と、固体検出器１４０に蓄積記録された放射線画像情報を読み取るために、固体検出器１４０に読取光を照射する読取光源部１４２と、放射線Ｘの曝射条件の１つである曝射時間を決定するため、乳房１３６を透過した放射線Ｘの線量を検出する線量検出器（自動露出制御用放射線検出器、以下、「ＡＥＣ（Automatic Exposure Control）センサ１４４」という。）と、固体検出器１４０に蓄積されている不要電荷を除去するために、固体検出器１４０に消去光を照射する消去光源部１４６とを備える。

固体検出器１４０は、直接変換方式且つ光読出方式の放射線固体検出器であって、乳房１３６を透過した放射線Ｘに基づく放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、読取光源部１４２からの読取光により走査されることで、静電潜像に応じた電流を発生する。

読取光源部１４２は、例えば、複数のＬＥＤチップを一列に並べて構成されるライン光源と、ライン光源から出力された読取光を固体検出器１４０上に線状に照射させる光学系とを有し、固体検出器４０の第２導電層である線状電極の延在方向と直交する方向にＬＥＤチップが配列されたライン光源を前記線状電極の延在方向（矢印Ｃ方向）に移動させることで固体検出器１４０の全面を露光走査する。

ＡＥＣセンサ１４４は、例えば、乳房１３６の乳腺密度が高い部分に対応する部位に移動させて放射線Ｘの線量を検出できるよう、固体検出器１４０に沿って矢印Ｃ方向に移動可能に構成される。消去光源部１４６は、短時間で発光／消光し、且つ、残光の非常に小さいＬＥＤチップを二次元状に配列して構成することができる。

乳房１３６を透過した放射線Ｘは、固体検出器1４０によって放射線画像情報として検出され、乳房１３６の放射線画像が放射線画像形成部（図示せず）により形成される。一方、放射線画像情報の読み取られた固体検出器１４０には、消去光源部１４６から消去光が照射されことで、残存する放射線画像情報の消去処理が行われる。

さて、被験者１１８の乳房撮影を行う場合には、被験者１１８のポジショニングを行い、操作卓４２（図１）を操作して撮影を行う。また、操作卓４２は、被験者を識別するための被験者識別情報（被験者ＩＤ）、撮影者を識別するための撮影者ＩＤを入力する入力手段を備え、ここで入力された被験者ＩＤ、撮影者ＩＤと、撮影装置４０で撮影された医用画像とは関連づけられて画像ＤＢ４４に保存される。

尚、医用画像は、例えば、DICOM(Digital Image and Communication in Medicine)規格の画像ファイル(DICOMファイル)として画像ＤＢ４４に保存することができ、この場合には、DICOMファイルのヘッダーに、前記被験者ＩＤ、撮影者ＩＤの他に、撮影日、撮影施設、撮影部位等の情報が記録される。

次に、被験者１１８のポジショニング、撮影手順について説明する。

撮影者（放射線技師）は、指定された撮影方法に従ってマンモグラフィ撮影装置４０を所定の状態に設定する。例えば、乳房１３６の撮影方向としては、上部から放射線Ｘを照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線Ｘを照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、斜め方向から放射線Ｘを照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影があり、これらの撮影方向に応じてアーム部材１１６を、旋回軸１１４を中心に旋回させる。尚、図２は、頭尾方向（ＣＣ）撮影を行う場合を示す。

以上の準備作業が完了した後、マンモグラフィ撮影装置４０に被験者１１８を誘導して乳房１３６の位置決めを開始する。即ち、放射線技師は、乳房１３６を撮影台１２２に載置した後、圧迫板移動スイッチ（図示せず）をＯＮにし、圧迫板１２４を撮影台１２２に対して矢印Ｂ方向（図２）に移動させ、乳房１３６を徐々に圧迫させる。

圧迫圧力が撮影に必要な圧迫圧力に達したことが図示しない圧力センサにより検出されると、圧迫板１２４の移動が停止させられ、撮影許可が出力される。

そこで、放射線技師が曝射スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、乳房１３６の放射線撮影が行われる。

乳房撮影が完了すると、圧迫板１２４を撮影台１２２から離間する方向に移動させることで、乳房１３６の圧迫が解除される。尚、乳房１３６の撮影では、一人の被験者１１８に対して、左右の乳房１３６のＣＣ撮影、ＭＬ撮影、ＭＬＯ撮影といった複数回の撮影が行われる。

図１に戻って、評価装置１０は、前記撮影装置４０から直接、又は画像ＤＢ４４から撮影画像（乳房画像）を、ネットワーク５０及び通信Ｉ／Ｆ１８を介して取得する画像取得手段と、この取得した乳房画像を画像解析して解剖学的な構造物（乳房全体領域、乳腺領域、脂肪領域、大胸筋領域、乳頭領域）を抽出する構造物抽出手段と、これらの抽出した構造物の抽出結果に基づいて乳房画像が適切に撮影されているかを評価する手段であって、放射線撮影時のポジショニングを複数の評価項目別に評価（点数化）し、各項目別の評価結果を出力する評価項目別点数化手段とを備えている。

また、評価装置１０は、前記評価項目別点数化手段によって点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点をモニタ装置２８に提示する提示手段と、ポジショニングの複数の評価項目別の点数、及びその合計点に基づいて乳房画像が適切に撮影されているか否かを判定する画像判定手段と、乳房画像が適切に撮影されていないと判定された場合に、撮影者に再撮影を促す警告をモニタ装置２８に表示し、又は音声メッセージを発生する警告手段とを更に備えている。

更に、評価装置１０は、前記評価項目別点数化手段によって点数化されたポジショニングの複数の評価項目別の点数及びその合計点（評価結果）と、評価対象の乳房画像とを関連づけたＤＢを作成記録するＤＢ作成手段を備えている。

また、前記ＤＢ作成手段は、乳房画像と関連づけてその乳房画像の被験者及び撮影者を示す被験者ＩＤ、撮影者ＩＤ、及び撮影日を関連づけたＤＢを作成することができる。前述したように乳房画像（医用画像）がDICOMファイルの場合には、そのヘッダーから被験者ＩＤ、撮影者ＩＤ、撮影日を取得することができる。画像ファイルのヘッダーに被験者ＩＤ、撮影者ＩＤが記録されていない場合には、キーボード３０やマウス３２等により、被験者ＩＤ、撮影者ＩＤ等を入力し、前記ＤＢ作成手段は、この入力された情報と乳房画像とが関連づけられたＤＢを作成する。

尚、ＣＰＵ１２は、医用画像の評価プログラムを実行することにより前記評価装置１０の各手段として機能している。また、この実施の形態では、ＤＢ作成手段によって作成されたＤＢをハードディスク装置２０に保存するようにしたが、画像ＤＢ４４に保存するようにしてもよい。

［医用画像の評価方法］
次に、医用画像の評価方法について説明する。図４は、医用画像の評価手順を示す図である。

図４において、まず、評価対象の医用画像（乳房画像）を取り込む（図４（Ａ））。続いて、取り込んだ乳房画像を解析し、乳房画像から解剖学的な構造物（乳房全体領域、乳腺領域、脂肪領域、大胸筋領域、乳頭領域）を抽出する（図４（Ｂ））。

ここで、「解剖学的な構造物」とは、大胸筋や乳房などの人体を構成する臓器などの構造物をいう。各構造物は画像上にそれぞれ特有の濃度値、形状、位置を持って現れるので、濃度値、形状、位置などの情報に応じて抽出することができる。

図５（Ａ）は乳房画像の原画像を示し、図５（Ｂ）は原画像から抽出した構造物ごとに領域を区分した画像を示している。

具体的には、下記のような順で各構造物の抽出を行う。（詳細は、本出願人が出願した特開２００５−６５８５５号公報、特開２００６−６８３７３号公報参照）
(i) 画像を乳房領域と素抜け領域に分割する。素抜け領域は画像上で特に高濃度を呈しているため、画像全体の濃度ヒストグラムで高濃度側に現れるピークが素抜け領域に相当する。そのピーク値から一定値引いた値をしきい値として２値化処理を行うことで、乳房領域と素抜け領域に分割する。

(ii)乳房領域の輪郭（以下スキンラインという）を抽出する。乳房領域と素抜け領域の境界点を順次探索し、探索した画素をつないでスキンラインを抽出する。

(iii)大胸筋領域を抽出する。大胸筋領域と脂肪領域との境界は比較的エッジがはっきりしているため、スキンラインから胸壁側に向けて微分オペレータによる走査を行い、大きな微分値をもつ点を大胸筋領域の境界点として抽出する。抽出された境界点を結ぶ曲線を算出し、曲線に対して胸壁側（素抜け領域と反対側）を大胸筋領域として抽出する。

(iv)大胸筋領域およびその近傍の脂肪領域の濃度値から乳腺領域を抽出するためのしきい値を算出し、乳腺領域を抽出する。

(v) 乳頭部を検出する。スキンラインを平滑化した平滑化スキンラインを取得して、平滑化スキンラインとスキンラインの離間量に基づいて乳頭部を検出する。検出できなかった場合は、最高点を乳頭部とする。

複数の構造物の抽出を行うことで、各構造物の特徴（位置、形状、大きさ等）をその他の構造物との関係から把握することが可能となり、以後のポジショニング評価を精度良く行なうことができる。

次に、上記抽出した構造物の抽出結果に基づいて乳房画像の評価（複数の評価項目別の点数化）を行う（図４（Ｃ））。ポジショニング各項目の評価は、以下に示すように行う。

(1) 左右対称性の評価
乳房全体の対称性(２点)、乳腺の対称性(１点)、大胸筋の対称性(１点)を各々評価し、その合計点(４点満点)で左右対称性を評価する。左右で同じようなポジショニングであれば、左右乳房画像における各構造物の面積もほぼ同程度になるはずであり、下式のように左右の面積比に基づいて対称性を評価する。

上記［数１］式において、（面積Ａ）は右乳房画像における各構造物の面積を表し、（面積Ｂ）は左乳房画像における各構造物の面積を表す。尚、乳房全体の対称性は上式の結果×２が点数となる。また、［数１］式で計算された評価点がマイナスになった場合は、０点とする。

(2) 乳頭の側面性の評価
乳頭部を検出できた場合は２点、検出できなかった場合は乳頭が完全に内に入っているものとして０点とする。左右乳房各々で評価を行い、その合計点（４点満点）で評価を行う。

(3) 大胸筋の評価
大胸筋の下端部の位置(１点)、形状(0.5点)、面積(0.5点)を各々評価し、その合計点（左右各２点、計４点満点）で大胸筋の評価を行う。まず、大胸筋の下端部の位置であるが、ほぼ乳頭の高さまで写しこまれていることが望ましい。大胸筋の下端部と乳頭部の位置に基づいて、次式に基づいて評価を行う。

ここで、（長さＡ）は画像上端から大胸筋の下端部までの長さを表し、（長さＢ）は画像上端から乳頭部までの長さを表す。尚、［数２］式で計算された評価点がマイナスになった場合は、０点とする。

また、大胸筋の形状は凸形状であることが望ましい。大胸筋が凹形状の場合は、ポジショニング時に胸筋が適切に内側に移動されていないか、あるいは被験者の上腕の挙上または外転により胸筋が締められたことを意味している。大胸筋の形状は二次関数で表現できるため、その係数に基づいて胸壁側に対して凸形状か凹形状かを判断することができる。凸形状の場合0.5点、凹形状の場合は０点として形状評価点を計算する。

大胸筋の面積は、特許文献２にあるように、乳房全体の面積に対して１０％〜５０％の範囲にあることが望ましい。そこで、範囲内にある場合は0.5点、範囲外の場合は０点として面積評価点を計算する。

(4) 乳腺後隙の評価
乳腺全体が描出されているかの評価項目であり、乳腺後方に脂肪が描出されているかを解析する。具体的には、図６の点線で示すライン（大胸筋の境界と胸壁側の画像端）と乳腺との重なり具合に基づいて乳腺後隙の評価を、次式により行う。

ここで、図６の点線の長さを（長さＡ）とし、点線上で乳腺と重なっている部分の長さを除いた長さを（長さＢ（＝Ｂ１＋Ｂ２））とする。また、左右各々で評価点を算出し、その合計点（４点満点）で乳腺後隙の評価を行う。

(5) 乳房下部の評価
腹部組織が入っているかどうかは乳房の形状から判断することができる。具体的には、スキンラインが画像下端まで到達しているかどうかで判断する。到達している場合は２点、到達していない場合は０点とする。左右各々で評価点を算出し、その合計点(４点満点)で乳房下部の評価を行う。

(6) 乳腺の伸展性の評価
乳腺の伸展性は乳房全体に対する乳腺領域の面積割合（以下、「乳腺割合」という）と乳腺内コントラスト値を算出することにより評価する。ここで、乳腺割合は、次式で算出される。

［数４］
乳腺割合＝（乳腺領域の面積）／（大胸筋を除く乳房全体の面積）
また、乳腺内コントラストは、以下に説明するように乳腺領域における局所的な分散値により算出することができる。

まず、図７に示すように、乳腺領域７０に属する画素を中心とした微小な正方形の領域を、局所領域８０として設定する。局所領域８０の大きさは、乳腺構造と背景が両方含まれるような大きさに設定される。経験的には、５×５ｍｍ程度の大きさにするのが好ましい。そして、図７に矢印で示すように、乳腺領域７０の全体に対して走査する。

局所領域８０が設定されると、局所領域８０内の乳腺構造のコントラスト値を算出するため、各局所領域８０において信号値の分散を算出する。尚、乳腺領域７０の全画素に対して分散値を算出する必要はなく、経験的には５００点程度あれば十分である。

また、局所領域８０内に素抜け領域７８や皮膚近傍の脂肪領域７４や大胸筋領域７６が含まれていると、分散値が極端に大きくなることがあるため、分散値の計算は乳腺領域７０及び皮膚近傍以外の脂肪領域７２の信号値のみを利用し、その他の領域の信号値は除くこととする。

上記のように局所領域８０で分散値を算出することで、局所的な乳腺構造や病変の見やすさを考慮することが可能となる。また、乳腺領域７０内のみの信号値だけでなく、皮膚近傍以外の脂肪領域７２の信号値も含めて計算することで、乳腺と周囲領域（脂肪領域７２）とのコントラストも考慮することが可能となる。

尚、局所領域内のコントラスト値を算出するために局所領域内の信号値の分散を算出することとしたが、分散を用いる方法に限定されることはなく、最大値と最小値との差分や、判別分析法で２クラスに分割したときの各クラスの平均信号値の差分などを求めるようにしても良い。

そして、乳腺内コントラスト値を算出する。各局所領域８０において、分散値が算出されると、それらを統合することでその画像の乳腺内コントラスト値を算出する。ここでは、複数の分散値の中央値を算出して、それを乳腺内コントラスト値とする。

本発明者による研究の結果、図８に示すように、乳腺割合と乳腺内コントラスト値には相関関係があることが判明した。そして、乳腺割合に対して一定値以下の乳腺内コントラストの場合は、乳腺の伸展や圧迫が不足していると考えられる。そこで、各乳腺割合に対する乳腺内コントラスト値の平均値と標準偏差を予め多数の画像から算出しておき、［数４］式により算出した乳腺割合に対応する標準偏差と、乳腺内コントラスト値との関係が、次の［数５］式、［数６］式、及び［数７］式に応じて乳腺の伸展性を評価する。

［数５］
乳腺内コントラスト値 ＜ 平均値−（３×標準偏差）
［数６］
平均値−（３×標準偏差）≦ 乳腺内コントラスト値 ＜ 平均値−標準偏差
［数７］
平均値−標準偏差 ≦ 乳腺内コントラスト値
上記［数５］式の場合は、乳腺の伸展性を０点とし、［数６］式の場合は１点とし、［数７］式の場合は、２点とする。左右各々で評価点を算出し、その合計点（４点満点）で乳腺の伸展性を評価する。

尚、Ｘ線の曝射条件によって画像コントラストは変化するため、上記平均値と標準偏差を曝射条件毎に求めるようにしても良い。

図９は上記のようにしてポジショニングの各評価項目と、その評価点とをまとめた図表であり、６項目４点満点、合計２４点満点の場合に関して示している。

＜ポジショニングの各評価項目に対する重み付け＞
図１０に示すように、ポジショニングの複数の評価項目に対して、重視する項目には大きな重み（１よりも大きな値）を付与し、重視しない項目には小さな重み（１よりも小さな値）を付与する重み付けの設定を行う。

このポジショニングの各評価項目に対する重み付けは、キーボード３０などの入力手段によって適宜設定することができる。また、重み付けの設定を行う場合には、各評価項目別に設定した重みの合計が６になるようにする。これによれば、全ての評価項目の点数が満点の場合には、重み付けにかかわらず、２４点にすることができる。

図１０に示す例は、乳腺を引っ張り出すことが苦手な撮影者の場合に設定される重み付けの一例であり、乳腺後隙の評価項目の重みを高くしている。また、ここでは、受診者によっては乳頭を真横へ描出することが不可能な場合もあることから、乳頭の側面性の評価項目の重みを低くしている。

ポジショニングの複数の評価項目別に求めた点数は、上記のように設定された各評価項目別の重みが乗算されて重み付けされる。重視するポジショニングの評価項目の重みを大きくすると、その重視する評価項目のポジショニングの良否が総合評価（合計点）を大きく左右するため、撮影者は、合計点を高くするためには、大きな重みが付与された評価項目のポジショニングをより注意することになる。

尚、この例では、ポジショニングの各評価項目に対する重み付けは、撮影者に応じて設定するようにしたが、これに限らず、読影者、撮影装置、又は被験者に応じて設定するようにしてもよい。

＜ポジショニングの良否の判定＞
ポジショニングの複数の評価項目の点数に基づいて、ポジショニングの良否判定を行う。例えば、合計２４点満点に対して、「合計点２０点未満、かつ６項目中１項目でも（満点／２）点未満がある場合」は、そのままでは「読影には危険」と判断し、撮影者に再撮影を促す警告表示を行う。このように、合計点と項目別点数に基づいて総合的に判定を行うことで、乳房画像の良否を精度良く判定することができる。

尚、前述したように複数のポジショニングの各評価項目別に重み付けをした場合は、各項目の評価点の算出時に重みをかけるようにしても良いし、ポジショニングの良否判定時に重みをかけるようにしても良い。

また、警告表示では、再撮影を促すだけでなく、複数の評価項目別の点数を表示することで、どの項目の点数が低いかが分かるようにしても良い。更に、画面に表示するだけでなく、音声で伝えるようにしても良い。

＜応用例＞
本発明によれば、複数の評価項目別に点数化を行うようにしたため、乳房画像の撮影時におけるポジショニングの評価の精度を上げることができるが、更に本発明は、ポジショニング技術向上のために利用することもできる。

具体的には、乳房画像の登録時に、撮影者ＩＤ（撮影者の名前を含む）と、乳房画像とポジショニングの評価結果とが関連付けられて保存されたＤＢを利用して、以下のようなことが可能となる。

(1) ポジショニングの評価点が低い順に画像を検索できるようにする。撮影者の勉強会等に利用できる。

(2) 撮影者ＩＤを入力し、その撮影者ＩＤに対応して登録された各評価項目別の点数、又は合計点を抽出し、各評価項目別の平均点や合計点の平均点を算出して表示する。これにより撮影者別の癖や改善点を把握することができ、また、撮影者別に撮影技術を評価することができる。

(3) 撮影者ＩＤを入力し、その撮影者ＩＤに対応して登録された各評価項目別の点数、又は合計点を、所定の期間（例えば、１カ月）毎に抽出する。そして、１カ月毎の各評価項目別の平均点や合計点の平均点を算出して表示する。これによれば、ポジショニング評価点の１カ月毎の推移を表示することができ、ポジショニング技術の改善効果を簡単に把握することができる。

＜その他＞
この実施の形態では、［表１］に示したように乳房画像の複数の評価項目として６項目４点満点、合計２４点満点で評価を行う場合について説明したが、本発明は、複数の評価項目の種類、各評価項目別の点数の配分、及び点数の付け方は、この実施の形態に限定されない。

また、評価装置１０のモニタ装置２８に提示されるポジショニングの評価結果、再撮影を促す警告等は、撮影装置４０の操作卓４２やネットワーク５０に接続されたその他の端末等で確認できるようにしてもよい。

更に、本発明は乳房画像に限らず、他の部位の医用画像にも適用できる。例えば、特許文献１に示されているような胸部画像の複数の評価項目別（肺野面積、左右の肺野領域各々の傾きなど）に点数化し、これを提示するようにしてもよい。

また、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいことは言うまでもない。

図１は本発明に係る医用画像の評価装置を含むシステム構成図である。 図２は撮影装置（マンモグラフィ撮影装置）の実施の形態を示す構成図である。 図３はマンモグラフィ撮影装置における撮影台の内部構成図である。 図４は本発明に係る医用画像の評価方法における評価手順を示す図である。 図５（Ａ）は乳房画像の原画像を示し、図５（Ｂ）は原画像から抽出した構造物ごとに領域を区分した画像を示す図である。 図６は乳腺後隙の評価を説明するために用いた図である。 図７は乳腺領域に対して局所領域を設定する様子を示す図である。 図８は乳腺割合と乳腺内コントラスト値との関係を示す図である。 図９はポジショニングの各評価項目とその評価点とをまとめた図表である。 図１０はポジショニングの複数の評価項目に対して設定される重み付けの一例を示す図表である。 図１１は乳房画像のポジショニング評価項目に関する各部位を示す図である。

符号の説明

１０…評価装置、１２…中央処理装置（ＣＰＵ）、１４…主メモリ、１８…通信インターフェース、２０…ハードディスク装置、２８…モニタ装置、３０…キーボード、３２…マウス、４０…撮影装置（マンモグラフィ撮影装置）、４２…操作卓、４４…画像ＤＢ

Claims (20)

1. 被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得する画像取得手段と、
   前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出する構造物抽出手段と、
   前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化する評価項目別点数化手段と、
   を備えたことを特徴とする医用画像の評価装置。
2. 前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みを設定する評価項目別重み設定手段を備え、
   前記評価項目別点数化手段は、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記設定された各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴とする請求項１に記載の医用画像の評価装置。
3. 前記評価項目別点数化手段により点数化された複数のポジショニングの評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方に基づいて、前記医用画像が適切に撮影されているか否かを判定する画像判定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像の評価装置。
4. 前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方を提示する提示手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
5. 前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方に基づいて再撮影を促す警告を発生する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
6. 前記医用画像と、該医用画像に対して前記評価項目別点数化手段により点数化された複数の評価項目別の点数、及びその合計点のうちの少なくとも一方とを関連づけて記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
7. 前記取得した医用画像を撮影した撮影者を識別するための撮影者識別情報を取得する撮影者情報手段を備え、
   前記記録手段は、前記医用画像に関連づけて前記取得した撮影者識別情報を記録することを特徴とする請求項６に記載の医用画像の評価装置。
8. 前記取得した医用画像の撮影日を取得する撮影日取得手段を備え、
   前記記録手段は、前記医用画像に関連づけて前記取得した撮影日を記録することを特徴とする請求項６又は７に記載の医用画像の評価装置。
9. 前記医用画像は、マンモグラフィ撮影装置により撮影された乳房画像であり、
   前記構造物抽出手段は、前記抽出する構造物として少なくとも乳房、乳腺、大胸筋、及び乳頭を抽出することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
10. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像の左右の対称性に関連する第１のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳頭の描出に関連する第２のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の大胸筋の描出に関連する第３のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳腺後方の脂肪組織の描出に関連する第４のポジショニング評価項目、前記乳房画像中の乳房下部の腹部組織の描出に関連する第５のポジショニング評価項目、及び前記乳房画像中の乳腺の伸展性に関連する第６のポジショニング評価項目のうちの複数の評価項目を評価してそれぞれ点数化することを特徴とする請求項９に記載の医用画像の評価装置。
11. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した左右の乳房の面積比、左右の乳腺の面積比、及び左右の大胸筋の面積比に基づいて対称性を各々評価し、その合計により前記第１のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像の評価装置。
12. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から左右の乳頭がそれぞれ抽出できたか否か基づいて前記第２のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の医用画像の評価装置。
13. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した大胸筋の下端位置、大胸筋の形状、及び乳房に対する大胸筋の面積比に基づいて前記第３のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
14. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した大胸筋の境界と胸壁側の画像端とからなるラインの長さと、前記乳房画像から抽出した乳腺の前記ラインと重なっている長さとに基づいて前記第４のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
15. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像のスキンラインを検出する検出手段を有し、前記検出したスキンラインの形状に基づいて前記第５のポジショニング評価項目について点数化することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
16. 前記評価項目別点数化手段は、前記乳房画像から抽出した乳腺の乳腺内コントラスト値を算出する算出手段を有し、前記乳房画像から抽出した大胸筋を除いた乳房と乳腺との面積比と、前記算出した乳腺内コントラスト値とに基づいて前記第６のポジショニング評価項目の評価を点数化することを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の医用画像の評価装置。
17. 被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得するステップと、
    前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出するステップと、
    前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化するステップと、
    を含むことを特徴とする医用画像の評価方法。
18. 前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みを設定するステップを含み、
    前記点数化するステップは、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記設定された各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴とする請求項１７に記載の医用画像の評価方法。
19. 被験者の診断対象領域を含む部位を放射線撮影した医用画像を取得する機能と、
    前記取得した医用画像を解析して解剖学的な構造物を複数抽出する機能と、
    前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて前記医用画像の撮影時におけるポジショニングの複数の評価項目を評価し、各評価項目別に点数化する機能と、
    をコンピュータに実現させることを特徴とする医用画像の評価プログラム。
20. 前記複数の評価項目に対してそれぞれ任意の重みの設定を受け付ける機能を備え、
    前記点数化する機能は、前記抽出した構造物の抽出結果に基づいて点数化した各評価項目別の点数を、前記受け付けた各評価項目別の重みに基づいて重み付けして複数の評価項目別の点数化を行うことを特徴とする請求項１９に記載の医用画像の評価プログラム。

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