JP2015231438A - 医用画像診断装置、超音波診断装置および医用画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乳房Ｘ線画像における関心領域の位置情報を容易に把握可能な医用画像診断装置および医用画像処理装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、前記関心領域の３次元位置情報を特定する位置情報特定部と、前記乳房を模式的に表した図である乳房モデルに、特定された前記関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成するシェーマ生成部と、備えたことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明の一態様としての実施形態は、医用画像診断装置、超音波診断装置および医用画像処理装置に関する。

乳がんやその他の乳房の異常を発見するためにマンモグラフィ（mammography）と呼ばれる乳房Ｘ線画像に基づく診断が行われている。マンモグラフィは乳房Ｘ線画像診断装置（マンモグラフィ装置）によって取得される。マンモグラフィ装置は乳房を圧迫し薄く伸ばした状態でＸ線を照射し画像を取得する。マンモグラフィ装置による乳房Ｘ線画像の取得は、Ｘ線による被ばくという問題があるものの短時間で取得可能であり、乳がん検診などで幅広く利用されている。

このようなマンモグラフィ装置によって取得された乳房Ｘ線画像から異常所見を抽出し読影レポートを作成する際に、乳房Ｘ線画像を模式化した図を用いて乳房Ｘ線画像上の異常所見の観察される領域（以下、関心領域と呼ぶ）を読影レポートに自動で入力する発明が提供されている（たとえば、特許文献１等）。

特開２０１１−２４６２２号公報

マンモグラフィ装置による乳がん検査では、一般的に左右それぞれの乳房について内外斜方向（ＭＬＯ：Medio Lateral Oblique）と頭尾方向（ＣＣ：Cranio Caudal）の２方向から撮影が行われる。マンモグラフィ装置での検査において関心領域が認められた場合は、超音波診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などの他のモダリティ装置での撮影や、生体組織検査（バイオプシー：biopsy）などにより精密検査が行われる。

しかしながら、マンモグラフィ装置によって取得された乳房Ｘ線画像は立体的な乳房を圧迫して取得した２次元画像である。そのため、たとえば精密検査において取得された画像と乳房Ｘ線画像とを比較する場合、ＭＬＯおよびＣＣ方向から取得された乳房Ｘ線画像に基づいて関心領域の位置を想像する必要がある。また、マンモグラフィ装置で取得した乳房Ｘ線画像を読影する読影医等と、精密検査を行う医師や検査技師等、精密検査によって取得された画像を読影する読影医等がそれぞれ異なる場合もあり、関心領域の位置情報を互いに共有することは困難であった。

そこで、乳房Ｘ線画像における関心領域の位置情報を容易に把握可能な医用画像診断装置および医用画像処理装置が要望されている。

本実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、前記関心領域の３次元位置情報を特定する位置情報特定部と、前記乳房を模式的に表した図である乳房モデルに、特定された前記関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成するシェーマ生成部と、備えたことを特徴とする。

実施形態に係る医用画像診断装置の一例を示す概念的な構成図。 実施形態に係る医用画像診断装置の機能構成例を示す機能ブロック図。 実施形態に係る医用画像診断装置の動作の一例を示すフローチャート。 マンモグラフィ装置によって取得される乳房Ｘ線画像の例を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置の乳房モデルの例を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置の乳房Ｘ線画像に基づいて乳房モデルを生成する方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置で生成された乳房モデルの例を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置における乳房Ｘ線画像と乳房モデルの位置合わせ方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置における乳房Ｘ線画像の関心領域の位置情報を特定する方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置における乳房Ｘ線画像の関心領域の奥行情報を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置における乳房Ｘ線画像の関心領域が複数ある場合に位置情報を特定する方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置におけるシェーマの例を説明する図。 実施形態に係る医用画像診断装置におけるシェーマの断面図の例を説明する図。

以下、医用画像診断装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

（１）構成
図１は、実施形態に係る医用画像診断装置１００の一例を示す概念的な構成図である。図１の例では医用画像診断装置１００が超音波診断装置として構成される例を示している。なお、医用画像診断装置１００は超音波診断装置に限らず、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission computed Tomography）装置などの他のモダリティ装置で構成されていてもよい。

図１に例示した超音波診断装置で構成された医用画像診断装置１００は、画像処理部１０、撮像部２０、通信制御部３０、システム制御部４０、表示部５０、入力部６０を備えた構成である。そのうち、画像処理部１０は主制御部１１０および記憶部１２０を備えており、撮像部２０は超音波診断装置の撮像に必要な超音波プローブ２１０、送受信部２２０、データ収集部２３０を備えた構成である。たとえば、医用画像診断装置１００がＸ線ＣＴ装置で構成される場合は、撮像部２０はＸ線ＣＴ装置の撮像に必要なＸ線照射装置、高圧電源、Ｘ線検出器、ＤＡＳ（Data Acquisition System）などを備えた構成となる。

図１に示した医用画像診断装置１００は、通信制御部３０を介して電子ネットワーク経由でマンモグラフィ装置２００、医用画像一元管理サーバ３００と接続している。通信制御部３０は、ネットワーク形態に応じた種々の通信プロトコルを実装する。ここで、電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全体を意味し、病院基幹ＬＡＮ、無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバー通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。マンモグラフィ装置２００および医用画像一元管理サーバ３００には乳房Ｘ線画像が記憶されており、医用画像診断装置１００はマンモグラフィ装置２００および医用画像一元管理サーバ３００から乳房Ｘ線画像を電子ネットワーク経由で取得する。

画像処理部１０は、乳房Ｘ線画像または撮像部２０で収集された収集データの画像処理を行う。画像処理部１０での画像処理は、記憶部１２０に格納されたプログラムが主制御部１１０によって実行されることで処理される。

撮像部２０は、撮像条件に従って被検体を撮像しデータを収集する。図１の例では医用画像診断装置１００は超音波診断装置で構成されており、撮像部２０は超音波診断画像のデータを収集する。超音波診断装置は超音波プローブ２１０から被検体内に超音波を送信させ、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブで受信させることでデータを収集する。送受信部２２０は、超音波プローブ２１０から送信超音波を放射させるための駆動信号と、超音波プローブ２１０からの受信信号に対して整相加算を行う処理を行う。データ収集部２３０は、システム制御部４０からの制御信号に従って、送受信部２２０から得られた受信信号に基づいてＢモードデータ、カラードプラデータ、およびドプラスペクトラムのうちいずれか１つのデータを収集する。

システム制御部４０はＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備え、医用画像診断装置１００を統括的に制御する。

表示部５０はたとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示装置により構成されるほか、システム制御部４０の制御に従ってシェーマや撮像部２０で収集され画像処理部１０で生成された画像データなどをディスプレイ表示する。

入力部６０は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキー、マウスなどの一般的な入力装置により構成される。入力部５０はユーザの関心領域の選択や、画像処理などに対応した入力信号をシステム制御部４０に出力する。

なお、医用画像診断装置１００は医用画像読影装置や画像表示装置のような医用画像処理装置で構成されてもよい。

図２は、実施形態に係る医用画像診断装置１００の機能構成例を示す機能ブロック図である。図２が示すように医用画像診断装置１００は大きく画像処理部１０、撮像部２０、表示部５０から構成されている。そのうち画像処理部１０は、画像記憶部１２１、乳房モデル記憶部１２３、患者情報記憶部１２５、位置情報特定部１１１、シェーマ生成部１１２、乳房モデル選択部１１３、乳房モデル生成部１１４、断面生成部１１５、画像生成部１１６を有する。

上記構成のうち、位置情報特定部１１１、シェーマ生成部１１２、乳房モデル選択部１１３、乳房モデル生成部１１４、断面生成部１１５、画像生成部１１６の各機能は画像処理部１０の記憶部１２０に格納されたプログラムを主制御部１１０が実行することによって実現される機能である。

画像記憶部１２１は、被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像を記憶する。画像記憶部１２１にはマンモグラフィ装置２００で撮影され医用画像一元管理サーバ３００に蓄積された乳房Ｘ線画像が入力されてもよいし、マンモグラフィ装置２００で撮影された乳房Ｘ線画像が入力されてもよい。乳房Ｘ線画像はＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）形式に準拠した医用画像データであって、付帯情報としてＭＬＯやＣＣなどの撮像方向や撮像角度、撮像条件などの情報を含んでいる。さらに、付帯情報には乳房Ｘ線画像の１画素（ピクセル）に対応する被検体の長さを求めるための生体長変換値を含むこともできる。生体長換算値については後述する。

乳房モデル記憶部１２３は、一般的な乳房の形状や大きさを模式的に表した乳房モデルを記憶する。乳房モデルは乳房の外観、形状、大きさなどを理解するためのものであって、イラストまたは写真等で表したものである。乳房モデルは２次元であってもよいし、３次元であってもよい。乳房モデルは、外部記憶装置からダウンロードされてもよいし、外部記憶装置を直接参照するようにしてもよい。乳房モデルについては後述する。

患者情報記憶部１２５は、被検体の乳頭の位置の胸囲、乳房の下部の胸囲、乳房の大きさおよび形状を示す生体長情報を含む体形情報を記憶する。生体長情報は乳房Ｘ線画像の付帯情報に含まれていてもよいし、医用画像一元管理システム３００や図示しない病院システムなどからダウンロードあるいはこれらを参照するようにしてもよい。

位置情報特定部１１１は、被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、関心領域の３次元位置情報を特定する。さらに、位置情報特定部１１１は乳房Ｘ線画像上の特定の位置に基づいて乳房Ｘ線画像と乳房モデルの位置合わせを行い、特定された関心領域の位置情報を乳房モデル上の位置として特定する。位置情報特定部１１１の処理については後述する。

シェーマ生成部１１２は、乳房を模式的に表した図である乳房モデルに特定された関心領域の位置情報を示したシェーマを生成する。シェーマ生成部１１２は、位置情報特定部１１１で特定された乳房モデル上の位置に、関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成する。シェーマの生成方法については後述する。

乳房モデル選択部１１３は、患者情報記憶部１２５に記憶された被検体の体形情報に基づいて、被検体の乳房に最も近い乳房モデルを選択する。乳房モデルの選択方法は後述する。

乳房モデル生成部１１４は、被検体の体形情報に基づいて被検体の乳房に対応する乳房モデルを生成する。また、２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像に基づいて楕円体の乳房モデルを生成する。乳房モデルの生成方法については後述する。

断面生成部１１５は、シェーマが３次元である場合において、３次元シェーマの所望の断面の断面図を生成する。断面生成部１１５で生成される断面図については後述する。

画像生成部１１６は、撮像部１０で収集した収集データに基づいて画像データを生成する。図１の例のように医用画像診断装置１００が超音波診断装置で構成されている場合は、超音波プローブ２１０で受信した反射波に基づく受信信号を画像処理して超音波画像を生成する。

（２）動作
以下、実施形態に係る医用画像診断装置１００の動作について説明する。

図３は、実施形態に係る医用画像診断装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

ＳＴ１０１では、画像記憶部１２１にマンモグラフィ装置２００または医用画像一元管理システム３００から乳房Ｘ線画像が入力される。本実施形態に係る医用画像診断装置１００には２以上の方向から撮影された乳房Ｘ線画像が入力される。

図４は、マンモグラフィ装置２００によって取得される乳房Ｘ線画像の例を説明する図である。乳房Ｘ線画像は、一般的に内外斜方向（ＭＬＯ）と頭尾方向（ＣＣ）の２方向から撮影が行われる。図４（ａ）はＭＬＯ方向の撮影方法を、図４（ｃ）はＣＣ方向の撮像方法を説明している。また図４（ｂ）はＭＬＯ方向から撮影した際の乳房Ｘ線画像の例を示しており、図４（ｄ）はＣＣ方向から撮影した際の乳房Ｘ線画像の例をそれぞれ示している。

図４（ａ）に示すように、ＭＬＯ方向の撮影ではマンモグラフィ装置２００の圧迫板は撮影時に被検体の乳房を圧迫するために撮影台の上方に設けられる圧迫器具である。圧迫板は透明な樹脂で形成されており、撮影台に対して接離可能に支持されている。そして、圧迫板を撮影台側に移動させることによって被検体の乳房を圧迫し、乳房の厚さを薄く略均一にすることが可能である。このような圧迫板により乳房を挟み込み薄く伸ばした後、図４（ａ）に矢印で示した立位体軸方向から所定の角度に傾けた状態でＭＬＯ方向の撮影を行う。乳房Ｘ線画像は圧迫板によってつぶされた乳房の厚み分積分された画像であり、図４（ａ）に示すようにＭＬＯ方向の撮影では破線で示したＭＬＯ断面を中心としたＸ線乳房画像が取得される。ＭＬＯ方向の撮像角度は被検体の乳房の位置や体形に応じて異なり、撮像時にマンモグラフィ装置２００に入力または検出された角度が画像データに付帯される。また、乳房Ｘ線画像は撮像時の撮像条件に加えて、乳房の大きさなどの生体長情報も付帯することができる。

図４（ｃ）はＣＣ方向の撮影方法を説明する図である。ＭＬＯ方向と同様に圧迫板により乳房を挟み込み薄く伸ばした後、図４（ｃ）に矢印で示した立位体軸方向と垂直な断面であるＣＣ方向の撮影を行う。ＣＣ方向からの撮影も図４（ｃ）に破線で示したＣＣ断面を中心としたＸ線乳房画像が取得される。

図４（ａ）および図４（ｃ）ではそれぞれＭＬＯ方向およびＣＣ方向からの撮影方法を示したが、マンモグラフィ装置２００での撮像方向はこれに限らない。たとえば、外頭尾方向（ＸＣＣ；eXaggerated Cranio Caudal）、内側乳房間隙（ＣＶ；cleavage）など様々な方向から撮影が可能である。

図４（ｂ）はＭＬＯ方向から撮影した乳房Ｘ線画像の例を示している。図４（ｂ）右側に示した矢印はＭＬＯ断面と平行であり、左右対称に乳房のＭＬＯ画像が示されている。図４（ｂ）の上部は頭側、下部は足側を示している。図４（ｂ）は右側（Ｒ）のＭＬＯ画像中に関心領域が存在する例を示しており、ＭＬＯ＿関心領域はＭＬＯの関心領域を示している。

図４（ｄ）はＣＣ方向から撮影した乳房Ｘ線画像の例を示している。図４（ｄ）左側に示した矢印はＣＣ断面と平行であり、左右対称に乳房のＣＣ画像が示されている。図４（ｂ）の上部は外側、下部は内側を示している。図４（ｄ）は右側（Ｒ）ＣＣ画像中に関心領域が存在する例を示しており、ＣＣ＿関心領域はＣＣの関心領域を示している。

図４（ｂ）および図４（ｃ）の例にはＭＬＯとＣＣのそれぞれに関心領域が存在するがこれらの画像は、撮像の度に変わり得る投影方向から撮像した画像である。また、乳房を圧迫した状態で（すなわち、乳房を変形した状態で）撮像した画像である。このため、図４（ｂ）および図４（ｃ）に例示したＭＬＯとＣＣのような従来の乳房Ｘ線画像だけからは、関心領域の３次元的な位置が直感的に把握しづらい。たとえば、超音波診断装置を用いて関心領域の部位を診断しようとする際、それぞれの画像に示された関心領域の位置から乳房の関心領域の３次元的な位置を頭の中で想像しなければならなかった。また、関心領域が複数存在する場合はそれぞれの対応関係を考慮しつつ位置を想像しなければならず、関心領域の位置を容易に把握することが困難であった。さらに医師等の頭の中で構築された位置情報を、他の医師や患者などと共有することが困難であり関心領域の位置情報を容易に伝達および共有することが困難であった。

そこで、本実施形態に係る医用画像診断装置１００ではマンモグラフィ装置２００で２以上の方向から取得した画像に基づいて、関心領域の位置情報を示すシェーマ（以下、単にシェーマと呼ぶ）を生成することで、上述の問題を解消する。

以下、図３のフローチャートに戻ってシェーマの生成方法について説明する。

ＳＴ１０３では、位置情報特定部１１１が乳房モデルを取得する。取得する乳房モデルには大きく３種類あり、乳房モデル記憶部１２３に予め記憶された乳房の標準的な形状を示す乳房モデル、予め複数用意された乳房モデルの中から被検体の乳房の大きさなどに応じて選択された乳房モデル、被検体ごとに生成された乳房モデルである。

図５は、実施形態に係る医用画像診断装置１００乳房モデルの例を説明する図である。図５に示すように、乳房モデルは乳房の微細な内部構造を省略し、特徴的な構造を簡潔に示した模式図のことである。

図５（ａ）は２次元の乳房モデルの例を示している。図５（ａ）では、乳房を体軸方向（図５（ａ）のＹ軸）に垂直な方向から観察した模式図を例示している。図５（ａ）の例では左右の乳房を円で示し、その中心付近に乳頭を示す円がそれぞれ示されている。図５（ａ）では乳房を円で模式化した例を示したが楕円や円弧などで示してもよいし、図４（ａ）および（ｂ）に例示した胸部のイラストであってもよい。また、乳房の内部構造として、乳腺、筋肉、リンパ腺などを模式的に示してもよい。

図５（ｂ）は３次元の乳房モデルの例を示している。図５（ｂ）では、左右の乳房を半球上の図形で示した模式図を例示している。図５（ｂ）の例では半球で示したが、より乳房の形状に近い山型の形状であってもよい。

位置情報特定部１１１は図５に例示した乳房モデルを乳房モデル記憶部１２３から取得する。あるいは、乳房モデル記憶部１２３は図５に例示した乳房モデルが乳房の大きさに応じて予め複数記憶しており、乳房モデル選択部１１３が患者情報記憶部１２５や乳房Ｘ線画像の付帯情報から取得した被検体の乳房の大きさに基づいて適当な乳房モデルを選択する。位置情報特定部１１１は選択した乳房モデルを取得する。乳房モデルの選択は、たとえば、被検体の体形情報である乳頭の位置の胸囲（トップバスト）および乳房の下部の胸囲（アンダーバスト）の差にから算出した被検体の乳房のカップサイズに基づいて行われる。カップサイズに応じて異なる乳房モデルが乳房モデル記憶部１２３に予め記憶されており、算出したカップサイズに対応する乳房モデルが複数の乳房モデルの中から選択される。また、上述のカップサイズ以外にも、マンモグラフィ装置２００で撮像したときなどに取得可能な乳房の横幅や厚みなどの生体長情報を利用してもよい。

また、乳房モデル生成部１１４により乳房モデルが生成されてもよい。たとえば、上述の患者情報に含まれるアンダーバストから乳房の底面の直径を算出し２次元の円形の乳房モデルを生成してもよい。さらにトップバストとアンダーバストの差から算出した高さに基づいて、半球状の乳房モデルを生成してもよい。また、乳房Ｘ線画像に基づいて乳房モデルを生成してもよい。乳房Ｘ線画像は生体長換算値を備えており、画像から実際の乳房の大きさを測定することができる。生体長換算値は、乳房Ｘ線画像における１画素（ピクセル）の実際の長さを求めるための値であり、たとえば「１画素は１ｍｍ」のように設定されている。この生体長換算値に基づいて、上述のような方法により乳房Ｘ線画像の画素値から実際の長さを算出することができる。このように乳房Ｘ線画像や患者情報に基づいて生成された乳房モデルは被検体の乳房を同じスケールで表すことができる。

図６は、実施形態に係る医用画像診断装置１００の乳房Ｘ線画像に基づいて乳房モデルを生成する方法を説明する図である。図６では乳房Ｘ線画像から楕円体の乳房モデルを生成する方法を説明する。

図６（ａ）はＭＬＯ方向、図６（ｂ）はＣＣ方向から撮影した乳房Ｘ線画像を示している。まず、それぞれの乳房Ｘ線画像に撮影された乳房の輪郭線を抽出する。乳房の輪郭線ユーザ等が指定してもよいし、エッジ処理などを用いた一般的な画像処理によって抽出されてもよい。次に画像を等間隔に分割する。図６（ａ）および図６（ｂ）に示した破線はそれぞれの画像の右側（乳房の基部）から等間隔に分割したときの分割線である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示した矢印は、４番目の分割線と乳房の輪郭線との交点を結んだ直線を示している。図６（ａ）のＭＬＯ＿φ４は、ＭＬＯ画像上の４番目の分割線と乳房の輪郭線との交点を結んだ直線であり、図６（ｂ）ＣＣ＿φ４は、ＣＣ画像上の４番目の分割線と乳房の輪郭線との交点を結んだ直線である。

図６（ｃ）は、ＭＬＯ＿φ４とＣＣ＿φ４を撮像方向に応じてＸＹ座標平面上に表した例を示している。ＭＬＯ＿φ４とＣＣ＿φ４はそれぞれ乳頭を通る直線と交わっており、図６（ｃ）の例では、ＭＬＯ＿φ４とＣＣ＿φ４を乳頭の位置で交差させている。図６（ｃ）に示すように、ＭＬＯ＿φ４とＣＣ＿φ４に内接する楕円を生成することができる。このような楕円を分割線ごとに生成し、それらを並べることで楕円体の乳房モデルを生成することができる。

図６（ｃ）ではＭＬＯ＿φ４とＣＣ＿φ４をそれぞれはそれぞれ乳頭の位置で交差させ楕円を生成する例を示したが、乳頭の位置と楕円の中心は必ずしも一致しない。そこで、楕円を４つに分けてそれぞれの領域で４分の１楕円を生成し、それをつなぎ合わせた図形により乳房モデルを生成してもよい。

図７は、実施形態に係る医用画像診断装置１００で生成された乳房モデルの例を説明する図である。図６で説明したように、図７（ａ）はそれぞれの分割線から生成された楕円を分割線と同じ間隔で並べた例を示している。

図７（ｂ）は図７（ａ）に示した楕円を内接あるいは内包する半楕円体を示している。このように楕円を並べることで、乳房の形状を模式的に表すことができる。図７（ｂ）で示した半楕円体は、乳房を圧迫して撮影した乳房Ｘ線画像に基づいて生成したものであるため、圧迫された形状の乳房を模式化した乳房モデルが生成される。しかしながら、つぶれた形状であっても乳房における関心領域の位置関係を把握するには十分である。なお、図６（ｃ）で生成された楕円を円に変形し、楕円から変形した円を分割線に応じて並べたものから半球状の乳房モデルを生成してもよい。

上述のように乳房モデルを取得したら、乳房モデル上で乳房Ｘ線画像の関心領域の位置情報を特定する。位置情報は乳房Ｘ線画像と乳房モデルとの位置合わせを行ったうえで特定される。以下、図３のフローチャートに戻って位置情報の特定方法とシェーマの生成方法について説明する。

ＳＴ１０５では、位置情報特定部１１１が乳房Ｘ線画像と乳房モデルとの位置合わせを行う。

ＳＴ１０７では、位置情報特定部１１１がＭＬＯ方向とＣＣ方向の乳房Ｘ線画像に含まれる関心領域に基づいて位置情報を特定する。

ＳＴ１０９では、シェーマ生成部１１２が乳房モデルに関心領域の位置情報を示したシェーマを生成する。

ＳＴ１１１では、表示部５０にシェーマが表示される。

図８は、実施形態に係る医用画像診断装置１００における乳房Ｘ線画像と乳房モデルの位置合わせ方法を説明する図である。位置情報特定部１１１は、乳房Ｘ線画像の特定の構造が存在する位置に基づいて乳房モデルと位置合わせを行う。図８の例は左側に図４（ｂ）のＭＬＯ方向から撮影したＭＬＯ画像が、右側に図５（ａ）の２次元の乳房モデルが示されている。ＭＬＯ画像の特定の構造として乳房の端部と乳頭を抽出している。乳房の端部や乳頭は画像処理により特定してもよいし、ユーザが入力部６０から入力することによって特定されてもよい。図８の左図の例では、ＭＬＯ画像の破線で示された位置を上端部、１点鎖線で示された位置を乳頭、２点鎖線で示された位置を下端部としてそれぞれ特定している。図８の右図の乳房モデルにも、ＭＬＯ画像の乳房の上端部、乳頭、下端部に対応する位置にそれぞれ破線、１点鎖線、２点鎖線が示されている。ＭＬＯ画像は立位体軸方向から所定の角度傾けた状態で取得される画像であるため、乳房モデルの立位体軸方向を示すＹ軸から所定の角度傾いたＭＬＯ断面方向にそって、ＭＬＯ画像の乳房の上端部、乳頭、下端部に対応する位置が特定される。

位置情報特定部１１１は、乳房モデル上の特定した位置に乳房Ｘ線画像が一致するように乳房Ｘ線画像を変形させることで位置合わせを行う。たとえば、乳房Ｘ線画像に示した矢印Ｂは下端部から乳頭の間の距離を示している。乳房モデルに示された矢印Ｂ’は乳房Ｘ線画像の矢印Ｂに対応している。乳房Ｘ線画像は生体長換算値を持ち、矢印Ｂの実際の長さを算出することができる。図８はこの矢印の長さに応じて乳房Ｘ線画像を変形し、位置を合わせる例を示している。

図８には乳房Ｘ線画像の乳頭から上端部までの距離を示す矢印Ａとそれに対応する乳房モデルの矢印Ａ’が示されている。この矢印Ａに基づいて同様に乳房Ｘ線画像を変更することで位置合わせを行ってもよい。さらに、乳房Ｘ線画像を乳頭から上端部と乳頭から下端部の２つの部分に分けて、それぞれ変形し、位置合わせを行ってもよい。

位置情報特定部１１１による位置合わせは、ＣＣ方向の画像に対しても行われる。このようにして乳房モデルと位置を合わせた乳房Ｘ線画像に基づいて、乳房モデル上に関心領域の位置情報を特定する。

図９は、実施形態に係る医用画像診断装置１００における乳房Ｘ線画像の関心領域の位置情報を特定する方法を説明する図である。図９は位置情報特定部１１１で乳房モデルに位置を合わせた状態のＭＬＯ画像とＣＣ画像とを、乳房モデルに仮想的に合成した状態を図示している。ＭＬＯ画像は図４（ａ）に示したＭＬＯ断面に対応する画像である。図９の例では、ＭＬＯ画像を乳房モデルのＸＹ直交座標平面に対して垂直な面で、立位体軸方向から所定の角度傾いたＭＬＯ断面上に位置した例を示している。同様に、図９にはＣＣ画像を図４（ｃ）のＣＣ断面上に乳房モデルのＸＹ直交座標平面に対して垂直な面に位置した例を示している。それぞれの乳房Ｘ線画像にはＭＬＯ＿関心領域とＣＣ＿関心領域が示されている。図９の１点鎖線は、ＭＬＯ画像内のＭＬＯ＿関心領域の位置から、ＭＬＯ画像に垂直に伸ばした線である。同様に図９の２点鎖線は、ＣＣ画像内のＣＣ＿関心領域の位置から、ＣＣ画像に垂直に伸ばした線である。１点鎖線と２点鎖線で囲まれた領域が乳房の関心領域の３次元的な位置情報を示している。たとえば、乳房モデルが３次元である場合は上述の位置情報が乳房モデル上の関心領域の位置情報となる。関心領域の位置情報はたとえば、ＸＹＺ直交座標系の座標で示されてもよいし、特定の位置からの長さなどで示されてもよい。また、ＭＬＯ＿関心領域とＣＣ＿関心領域は一定の領域を有することから乳房モデル上の位置情報を座標の集合や、一定の領域を示す図形の輪郭線の数式や輪郭線の大きさなどで示してもよい。また、関心領域の３次元的な位置情報をＸＹ直交座標平面に射影したときの位置情報を２次元乳房モデル上の関心領域の位置情報としてもよい。

図９の例ではＭＬＯ＿関心領域とＣＣ＿関心領域から２つの垂線を伸ばし、その垂線で囲まれた領域を関心領域の位置情報とする例を示したが、ＭＬＯ＿関心領域とＣＣ＿関心領域の中心から伸ばした垂線の交点を中心とした位置を関心領域の位置情報としてもよいし、ＭＬＯ＿関心領域とＣＣ＿関心領域の外周の垂線から関心領域の位置情報を特定してもよい。２以上の垂線または、乳房Ｘ線画像の関心領域の外周を用いれば、関心領域の位置情報に関心領域の形状や大きさ等の情報を含めることができる。図９の例ではＭＬＯとＣＣの２方向から撮影した乳房Ｘ線画像から位置情報を特定する例を示したが、３つ以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像を用いてもよい。さらに、乳房Ｘ線画像に基づいて関心領域の奥行情報を位置情報としてもよい。

図１０は、実施形態に係る医用画像診断装置１００における乳房Ｘ線画像の関心領域の奥行情報を説明する図である。奥行情報は乳房の輪郭からＣＣ＿関心領域までの距離を示す情報である。図１０ではＹ軸線と平行にＣＣ＿関心領域から乳房の輪郭に直線を引き、その直線と乳房の輪郭とが交わる点から、ＣＣ＿関心領域の中心までの距離を奥行情報とする例を示している。図１０ではＣＣ方向の画像に基づいて奥行情報を特定する方法を例示したが、ＭＬＯ方向の画像に基づいて特定してもよい。また、乳房の輪郭からの距離ではなく、乳頭や乳房端部からの距離を算出してもよい。

上述のように、乳房Ｘ線画像の関心領域から特定した位置情報に基づいて、乳房モデル上に関心領域を示すことができる。なお、図９および１０では関心領域が１つである例を説明したが、２以上ある場合も同様の方法で関心領域の位置情報を特定することができる。しかしながら、複数の関心領域が近接する場合は関心領域の対応関係を指定する必要がある。

図１１は、実施形態に係る医用画像診断装置１００における乳房Ｘ線画像の関心領域が複数ある場合に位置情報を特定する方法を説明する図である。図１１の例ではＭＬＯ画像にはＭＬＯ＿関心領域１とＭＬＯ＿関心領域２の２つの関心領域が存在し、ＣＣ画像にはＣＣ＿関心領域１とＣＣ＿関心領域２の２つの関心領域が存在する場合を示している。図９の例と同様に、ＭＬＯ＿関心領域１、ＭＬＯ＿関心領域２、ＣＣ＿関心領域１およびＣＣ＿関心領域２から垂線を伸ばし、それぞれの垂線が交わった位置に関心領域が存在する。図１１の例では、ＭＬＯ＿関心領域１の垂線はＣＣ＿関心領域１とＣＣ＿関心領域２の２つの垂線との間に「１」と「２」の関心領域が特定される。また、ＭＬＯ＿関心領域２の垂線はＣＣ＿関心領域１とＣＣ＿関心領域２の２つの垂線との間に「３」と「４」の関心領域が特定される。このような場合、ＭＬＯ画像のＭＬＯ＿関心領域１とＭＬＯ＿関心領域２とＣＣ画像のＣＣ＿関心領域１とＣＣ＿関心領域２との対応関係が判断できなければ関心領域の位置情報が重複して検出されることとなる。

そこで、ユーザ等が入力部６０からの入力や、予めＸ線乳房画像に関心領域を入力する際にＭＬＯ画像とＣＣ画像の関心領域の対応関係を指定することで、関心領域が複数ある場合であっても位置情報を特定することができる。たとえば、図１１の例のようにＭＬＯ画像とＣＣ画像に２つの関心領域が存在する場合、ＭＬＯ＿関心領域１とＣＣ＿関心領域１とが対応関係にあることを指定すれば、他方のＭＬＯ＿関心領域２とＣＣ＿関心領域２については自動で対応関係が決定する。

上述のように位置情報特定部１１１は、乳房Ｘ線画像に指定された関心領域の乳房モデル上の位置情報を特定する（ＳＴ１０７）。特定した乳房モデル上の関心領域の位置情報に基づいて、シェーマ生成部１１２は乳房モデル上に関心領域を示したシェーマを生成する（ＳＴ１０９）。

図１２は、実施形態に係る医用画像診断装置１００におけるシェーマの例を説明する図である。

図１２（ａ）は、図５（ａ）に示した２次元の乳房モデルに、位置情報特定部１１１が特定した位置情報に基づいて関心領域を表示した例である。たとえば、図４に示すような乳房Ｘ線画像が取得された場合、図９に示す方法で右乳房に関心領域が特定される。特定された関心領域の位置情報は、たとえば乳房モデルのＸＹ直交座標系における座標や乳房の輪郭からの距離（奥行情報）などにより特定される。そのような位置情報に基づいて、シェーマ生成部１１２は乳房モデル上の特定された位置に関心領域を表示する。

乳房モデル上に表示する関心領域は、たとえば図１２に示すような記号であってもよいし、位置情報に含まれる関心領域の大きさや輪郭など形状であってもよい。また、座標、奥行情報、関心領域の長径や短径、面積などの数値を示してもよい。

図１２（ｂ）は、図５（ｃ）に示した３次元の乳房モデルに位置情報特定部１１１が特定した位置情報に基づいて関心領域を表示した例である。図１２（ａ）と同様に、関心領域を図形で示してもよいし、位置情報から特定される関心領域の立体的形状を示してもよい。また一般的な３次元画像同様に、３次元シェーマは回転させることで様々な方向から関心領域を観察することができる。また、断面生成部１１５は３次元シェーマを所望の断面で切断し、断面を生成することもできる。

図１３は、実施形態に係る医用画像診断装置１００におけるシェーマの断面図の例を説明する図である。図１３（ａ）は図１２（ｂ）の右乳房のシェーマを示している。図１３（ａ）には右乳房のシェーマを断面Ａで切断する例が示されている。断面Ａは関心領域を含む断面であり、ＸＹ直交座標平面に平行な面である。図１３（ｂ）は断面Ａで切断したときの切断面の例を示している。

上述のように、本実施形態に係る医用画像診断装置１００は、３次元シェーマに観察したい断面を指定することで、断面生成部１１５がその方向で切断した断面を生成することができる。このようにして生成された断面に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩで撮像した画像の中から３次元シェーマから生成された断面と同一断面のスライス画像を抽出することができる。Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩの撮像ではスライス厚やスライス間隔といった撮像条件が画像データに付帯される。また、シェーマも被検体の生体長情報や乳房Ｘ線の生体長換算値に基づいて被検体の乳房の大きさに関する情報を有する。これらの情報から、シェーマとＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で取得されたマルチスライス画像を連動させて表示することが可能である。

また、乳房の検査ではマンモグラフィ装置２００を用いた診断と併せて超音波診断装置による検査が行われる。さらに、超音波診断装置により撮影しながら乳房Ｘ線画像の関心領域に対応する箇所に針を挿入し、細胞を取得する生体組織検査などが行われる場合もある。このような場合、乳房Ｘ線画像と同じ関心領域を超音波診断装置で観察することが望まれる。そこで、３次元シェーマから生成される断面と超音波診断装置で収集される画像データとを同期させて表示させることで、より正確で効率のよい検査が可能となる。たとえば、超音波診断装置の超音波プローブに位置センサを取付けておき、被検体の乳房の特徴的な構造に基づいて、３次元シェーマとの位置合わせを行う。このような位置合わせにより、超音波診断装置の超音波プローブの位置や傾きに応じて生成される超音波画像と同じ断面を３次元シェーマから生成できる。生体長情報により長さによる位置合わせが可能であることから、超音波画像とシェーマの断面図との位置ずれが生じにくい。また、３次元シェーマに超音波診断装置で乳房のどの断面を観察しているかを表示してもよい。

本実施形態に係る医用画像診断装置１００はシェーマを生成することによって、乳房Ｘ線画像に観察された関心領域の位置情報を容易に把握することが可能となる。またシェーマにより、医師、医療従事者および患者などの間で関心領域の位置情報を共有することができ、効率のよい診断や説明などが可能となる。また、シェーマは乳房Ｘ線画像や被検体の生体長情報に基づいて被検体の乳房を再現したものであることから、他のモダリティ装置と同期させた表示が可能となり、複数の診断画像を用いて容易かつ正確に手術や検査などを行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０ 画像処理部
２０ 撮像部
３０ 通信制御部
４０ システム制御部
５０ 表示部
６０ 入力部
１００ 医用画像診断装置
２００ マンモグラフィ装置
３００ 医用画像一元管理サーバ
１１０ 主制御部
１２０ 記憶部
２１０ 超音波プローブ
２２０ 送受信部
２３０ データ収集部
１１１ 位置情報特定部
１１２ シェーマ生成部
１１３ 乳房モデル選択部
１１４ 乳房モデル生成部
１１５ 断面生成部
１１６ 画像生成部
１２１ 画像記憶部
１２３ 乳房モデル記憶部
１２５ 患者情報記憶部

Claims (14)

1. 被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、前記関心領域の３次元位置情報を特定する位置情報特定部と、
   前記乳房を模式的に表した図である乳房モデルに、特定された前記関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成するシェーマ生成部と、
   を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
2. 一般的な乳房の形状を模式的に表した乳房モデルを記憶する乳房モデル記憶部をさらに備え、
   前記位置情報特定部は、前記乳房Ｘ線画像上の特定の位置に基づいて前記乳房Ｘ線画像と前記乳房モデルの位置合わせを行い、特定された前記関心領域の３次元位置情報を前記乳房モデル上の位置として特定し、
   前記シェーマ生成部は、特定された前記乳房モデル上の位置に、前記関心領域の前記３次元位置情報を示したシェーマを生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記被検体の乳頭の位置の胸囲、乳房の下部の胸囲、乳房の大きさおよび形状を示す生体長情報を含む体形情報を記憶する患者情報記憶部と、
   前記被検体の体形情報に基づいて、前記被検体の乳房に最も近い乳房モデルを選択する乳房モデル選択部と、
   をさらに備えた、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記被検体の乳頭の位置の胸囲、乳房の下部の胸囲、乳房の大きさおよび形状を示す生体長情報を含む体形情報を記憶する患者情報記憶部と、
   前記被検体の前記体形情報に基づいて前記被検体の乳房に対応する乳房モデルを生成する乳房モデル生成部と、
   をさらに備えた、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
5. 前記乳房モデル生成部は、前記２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像に基づいて楕円体の乳房モデルを生成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の医用画像診断装置。
6. 前記位置情報特定部は、前記乳房Ｘ線画像に含まれる生体長変換値に基づいて前記乳房Ｘ線画像と前記被検体の乳房に対応する乳房モデルの位置合わせを行い前記関心領域の前記３次元位置情報を前記乳房モデル上の位置として特定する、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１つに記載の医用画像診断装置。
7. 前記乳房モデルは２次元または３次元から構成された図である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の医用画像診断装置。
8. 前記位置情報特定部は、前記２方向以上の方向から撮影した前記乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する前記関心領域を起点とする直線がそれぞれ交わる位置を前記３次元位置情報として特定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７に記載の医用画像診断装置。
9. 前記位置情報特定部は、前記関心領域を起点とする直線がそれぞれ交わる位置が２以上となる場合、前記関心領域の対応関係を選択させることによって前記３次元位置情報を特定する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の医用画像診断装置。
10. 前記３次元位置情報は、前記乳房の輪郭から前記関心領域までの奥行情報をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の医用画像診断装置。
11. 前記シェーマを表示する表示部と、
    前記シェーマが３次元である場合において、前記３次元シェーマの所望の断面の断面図を生成する断面図生成部と、
    をさらに備え、
    前記表示部は、前記断面図を表示する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の医用画像診断装置。
12. 請求項１に記載の医用画像診断装置であって、
    超音波プローブで受信した反射波に基づく受信信号を画像処理して超音波画像を生成する画像生成部をさらに備え、
    前記表示部は、前記シェーマおよび前記超音波画像を表示する、
    ことを特徴とする超音波診断装置で構成された医用画像診断装置。
13. 被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、前記関心領域の３次元位置情報を特定する位置情報特定部と、
    前記乳房を模式的に表した図である乳房モデルに、特定された前記関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成するシェーマ生成部と、
    超音波プローブで受信した反射波に基づく受信信号を画像処理して超音波画像を生成する画像生成部と、
    を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
14. 被検体の乳房を２方向以上の方向から撮影した乳房Ｘ線画像にそれぞれ含まれる互いに対応する関心領域に基づいて、前記関心領域の３次元位置情報を特定する位置情報特定部と、
    前記乳房を模式的に表した図である乳房モデルに、特定された前記関心領域の３次元位置情報を示したシェーマを生成するシェーマ生成部と、
    を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。

Images