JP2016515419A - 診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、診断プロセスにおいてユーザを支援する、特に医師が前立腺癌をステージングするのを助ける支援装置１に関する。セグメント化ユニット３は、好適には磁気共鳴画像である３次元画像に基づいて、前立腺のような解剖学的対象の３次元セグメントを決定し、セグメントは、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する。視覚表現生成ユニット４は、画像内にセグメントの視覚表現を生成し、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、ユーザが決定された３次元セグメントにスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供し、ディスプレイ９は、視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースを表示する。従って、セグメントの自動的な輪郭描写が提供されることができ、医師のようなユーザは、それに対しスコアを割り当てることができ、セグメントに割り当てられたスコアに基づいて、診断が実施されることができ、特に、前立腺癌がステージングされることができる。

Description

本発明は、診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置、支援方法及び支援コンピュータプログラムに関する。

European Society of Urogenital Radiology (ESUR)によって発行された前立腺磁気共鳴ガイドライン（European Radiology, volume 22 (4), pages 746 to 757 (April 2012)）に従って、放射線医は、前立腺癌ステージングを実施するために、前立腺の異なるセグメントに見つけられるすべての病変を評価しスコアリングしなければならない。

特に、放射線医は、思考により前立腺を１６又は２７のセグメントに分割し、検出された病変の数、サイズ及び外観に関して個別にセグメントの各々をスコアリングしなければならず、放射線医は、放射線医がどのセグメントにどのスコアを割り当てたかを常に把握する必要がある。前立腺のセグメント化は、非常にユーザ依存であるとともに、ケース依存であり、それにより、複数の異なる放射線医の間及び同じ放射線医による別個の読影の間の細分化の一貫性を保証することは困難である。従って、診断プロセスは、信頼性のある結果を与えることができない。

本発明の目的は、より信頼性のある診断を可能にする支援装置、支援方法及び支援コンピュータプログラムを提供することである。

本発明の第１の見地において、診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置であって、解剖学的対象の３次元画像を提供する画像提供ユニットと、提供された３次元画像に基づいて対象の３次元セグメントを決定するセグメント化ユニットであって、セグメントが、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する、セグメント化ユニットと、画像内にセグメントの視覚表現を生成する視覚表現生成ユニットと、決定された３次元セグメントにユーザがスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するグラフィカルユーザインタフェース提供ユニットと、視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイと、を有する支援装置が提示される。

セグメント化ユニットが、提供された３次元画像に基づいて、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する対象の３次元セグメントを決定するので、すなわち、解剖学的セグメントに制限されず、画像内に視覚化され、ユーザがグラフィカルユーザインタフェースを使用してそれにスコアを割り当てることができる多くの異なる３次元セグメントが自動的に決定されるので、解剖学的対象の信頼性のある決定された３次元セグメントに対するスコアの多くの割り当てが可能である。信頼性を伴って決定された３次元セグメント、すなわちユーザ依存でなく且つケース依存でもない３次元セグメントにスコアを割り当てるこれらの多くの可能性は、詳細であり信頼できる診断を可能にする。

画像提供ユニットは、好適には、解剖学的対象の３次元磁気共鳴画像を提供するように適応される。しかしながら、画像提供ユニットは、解剖学的対象のＸ線コンピュータトモグラフィ画像、例えばポジトロンエミッショントモグラフィ又はシングルフォトンエミッションコンピュータトモグラフィ画像のような核画像、又は超音波画像等の別の画像を提供するようにも適応されることができる。

解剖学的対象は好適には人の前立腺であり、支援装置は、好適には、前立腺癌のステージングを支援するように適応される。しかしながら、別の実施形態において、支援装置は、人の別の部分、特に器官における癌のステージングを行うように適応されることもできる。更に、支援装置は、別の種類の診断においてユーザを支援するように適応されることもできる。更に、支援装置は、動物に適用される診断プロセスにおいてユーザを支援するように適応されることもできる。

画像提供ユニットは好適には、解剖学的対象の３次元画像が記憶される記憶ユニットであり、そこから３次元画像が提供されることができる。しかしながら、画像提供ユニットは更に、３次元画像を生成するイメージングシステムのような別の装置から、解剖学的対象の３次元画像を受け取る入力ユニットであってもよい。画像提供ユニットは更に、３次元画像を生成するイメージングシステムであってもよい。

セグメント化ユニットは、３次元セグメントを決定するように適応され、すなわち表面セグメント化だけでなく内部セグメント化をも実施するように適応され、それは、好適には、文献"Magnetic resonance imaging for the detection, localization, and characterization of prostate cancer: recommendations from a European consensus meeting" by L. Dickinson et al., European Association of Urology, volume 59, pages 495 to 497 (December 2010)に記述されるように１６又は２７の前立腺セグメントを決定するように適応される。視覚表現生成ユニットは、好適には、提供された画像上への決定されたセグメントのオーバレイを含むオーバレイビューを生成するように適応される。例えば、オーバレイされたセグメントは、着色された領域、輪郭等によって示されることができる。視覚表現生成ユニットは、それぞれ異なるセグメントを識別するラベルでセグメントをマーキングするように適応されることもできる。

セグメント化ユニットが、ａ）解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する対象の解剖学的モデルを提供し、ｂ）３次元画像において、解剖学的モデルの解剖学的境界に対応する対象の解剖学的フィーチャを検出し、ｃ）解剖学的セグメント境界を、検出された解剖学的フィーチャに適応させることにより対象の解剖学的モデルを適応させることによって、３次元セグメントを決定するように適応され、セグメントは、適応された解剖学的モデルの解剖学的及び非解剖学的セグメント境界によって規定されることが好ましい。これは、相対的に少ない計算努力により、画像内の対象の３次元セグメントを信頼性をもって決定することを可能にする。

支援装置は、決定された３次元セグメントに関して、セグメントの画像値に基づき、セグメントの特性を示す特性値を決定する特性値決定ユニットを更に有することができる。例えば、特性値決定ユニットは、提供されたＡＤＣ磁気共鳴画像の対応するセグメントに基づいて、平均見かけ拡散係数（ＡＤＣ）を決定するように適応されることができる。しかしながら、特性値決定ユニットは更に、ＤＷＩ磁気共鳴画像の対応するセグメントに基づいて、セグメントに関する特性値として、平均拡散重み値（ＤＷＩ値）のような別の解剖学的、機能的又は統計的な値を決定するように適応されることもできる。特性値決定ユニットは、各セグメントについて対応する特性値を決定するように適応されることができる。決定された特性値は、例えば、ディスプレイに表示されることができる。

更に好適には、画像提供ユニットは、解剖学的対象のそれぞれ異なる画像を提供するように適応され、セグメント化ユニットは、１又は複数の提供された画像に基づいて、対象の３次元セグメントを決定するように適応され、視覚表現生成ユニットは、画像内にセグメントの視覚表現を生成するように適応される。複数の異なる画像は、好適には、対象の位置合わせされた異なるパラメトリック磁気共鳴画像である。こうして、画像提供ユニットは、例えば、Ｔ２強調磁気共鳴画像、動的コントラスト強調（ＤＣＥ）磁気共鳴画像、ＤＷＩ磁気共鳴画像及びＡＤＣ磁気共鳴画像を提供するように適応されうる。セグメント化ユニットは、これらの画像の１又は幾つかに基づいて、３次元セグメントを決定するように適応されることができる。例えば、セグメント化ユニットは、Ｔ２強調磁気共鳴画像及び／又はＤＣＥ磁気共鳴画像のみに基づいてセグメントを決定するように適応されることができ、決定されたセグメントが更に、ＤＷＩ磁気共鳴画像及びＡＤＣ磁気共鳴画像上に表示されることができる。これらの画像は互いに位置合わせされるので、セグメントは、或る画像に基づいて決定されるが、セグメントは、別の画像において視覚化されることができる。

画像提供ユニットは、複数の異なるイメージングモダリティによって生成された異なる画像を提供するように適応されることができる。例えば、第１の画像は、磁気共鳴画像でありえ、第２の画像は、コンピュータトモグラフィ画像でありうる。これは、好適には放射線医であるユーザが、これらの画像の一方においては可視であるがこれらの画像の他方においては可視でない解剖学的対象のフィーチャを検討することを可能にする。従って、それぞれ異なるイメージングモダリティによって生成された幾つかの画像を使用することは、診断を改善することができる。

複数の異なる画像は、好適には、互いに対して位置合わせされる。更に、画像提供ユニットは、解剖学的３次元画像及び機能画像を提供し、解剖学的画像を機能画像と位置合わせするように適応されることができ、セグメント化ユニットは、解剖学的画像に基づいて対象の３次元セグメントを決定するように適応されることができ、視覚表現生成ユニットは、解剖学的画像及び機能画像においてセグメントの視覚表現を生成するように適応されることができ、機能画像において、セグメントは、解剖学的画像と機能画像との間の位置合わせに基づいて視覚化される。概して、機能画像に基づいて解剖学的対象の３次元セグメントを決定することは困難である。解剖学的画像を機能画像と位置合わせすることによって及び解剖学的画像に基づいて３次元セグメントを決定することによって、決定された３次元セグメントは、機能画像にも表示されることができる。これは、ユーザが、解剖学的画像におけるこのセグメントの視覚表現に基づいて及び機能画像におけるこのセグメントの他の視覚表現に基づいて、セグメントにスコアを割り当てることを可能にし、これは、他の改善された診断を与えることができる。

グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、ユーザがセグメントを修正することを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するように適応されることが好適である。これは、ユーザがセグメント化におけるエラーを認める場合にユーザがセグメント化を修正することを可能にする。

更に好適には、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、セグメントに対するスコアの割り当てが完了されたことをユーザが示すことを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するように適応され、視覚表現生成ユニットは、スコアの割り当てがどのセグメントについて完了されたかを視覚化する視覚表現を生成するように適応される。これは更に、ユーザが、一層容易に、どのセグメントがレビューされたかを把握することを可能にし、それによって診断プロセスを速くし、簡略化する。

更に好適には、視覚表現生成ユニットは、すべてのセグメントを同時に視覚化し又は一度にただ１つのセグメントを視覚化する視覚表現を生成するように適応される。従って、ユーザは、異なるセグメントを比較し又は単一のセグメントのレビューのみに集中することが可能でありうる。

視覚表現生成ユニットは、好適には、３次元画像の２次元ビューにおいてセグメントの視覚表現を生成するように適応される。特に、ユーザは、３次元画像の異なる２次元ビューにおいてそれぞれ異なるセグメントをレビューすることができ、各々の２次元ビューにおいて、ユーザは、個々の２次元ビューのどの部分がどのセグメントに対応するか、及び任意には、３次元画像の別の２次元ビューに基づいて、個々のセグメントにスコアがすでに割り当てられているかどうか、を信頼性をもって見ることができる。こうして、支援装置は、ユーザが３次元画像の異なる任意の２次元ビューにおいて３次元画像をレビューする場合にさえ、スコア割り当てプロセスの経過を追うことを可能にする。

支援装置は、好適には、スコアとセグメントとの間の割り当てに基づいて診断プロセスに関するリポートを生成するリポート生成ユニットを更に有する。従って、異なるセグメントに対するスコアの割り当ては、ユーザがグラフィカルユーザインタフェースを使用することによって支援装置に入力しうるコメントのような任意の詳細情報と共に、リポートに含められることができる。このリポートは、それが信頼性をもって決定された解剖学的及び非解剖学的セグメント境界を有する３次元セグメントへのスコアの割り当てに基づくものであるので、非常に信頼性が高い。

支援装置は、好適には、セグメントを視覚化する順序を規定するタスクのワークフローを提供するワークフロー提供ユニットを更に有し、視覚表現生成ユニットは、ワークフローによって規定される順序に従ってセグメントの視覚表現を生成するように適応される。従って、セグメントは、適切なやり方で診断プロセスを通じてユーザをガイドするために、特定の予め規定された順序でユーザに表示されることができる。個々の異なるユーザが、同じやり方で診断プロセスを通じてガイドされる場合、異なるユーザによって実施される診断プロセスの比較可能性及びゆえに診断プロセスの信頼性が、一層改善されることができる。更に、このようにしてガイドされることによって、ユーザは、スコアがすでに割り当てられているセグメントにスコアを割り当てることを意図せずに試みることはないので、診断プロセスが、より速くなりうる。

視覚表現生成ユニット及びグラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、ユーザが、任意の順序で、決定されたセグメントをビューし、決定されたセグメントにスコアを割り当てることを可能にするように適応されることができ、視覚表現生成ユニットは、スコアがまだ割り当てられていない残りのセグメントを示す視覚表現を生成するように適応されることができる。従って、残りのセグメントのこの視覚表現の生成及びこの視覚表現の表示は、例えば適応されたグラフィカルユーザインタフェースを通じてユーザによってトリガされることができる。しかしながら、残りのセグメントの視覚表現は、別のイベントによってトリガされることもできる。例えば、ユーザがリポートを生成したい場合、まず残りのセグメントが表示されることができ、ユーザは、これらのセグメントにもスコアを割り当てるよう求められることができる。タスクのこの順序、すなわちまず任意の順序でセグメントにスコアを割り当て、リポートが生成される前に、残りのセグメントが視覚化され、ユーザが残りのセグメントにもスコアを割り当てるよう求められるという、順序は、ワークフロー提供ユニットによって提供されるワークフローによって規定されることができる。

本発明の他の見地において、診断プロセスにおいてユーザを支援する支援方法であって、画像提供ユニットによって、解剖学的対象の３次元画像を提供するステップと、セグメント化ユニットによって、提供された３次元画像に基づいて対象の３次元セグメントを決定するステップであって、セグメントが解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する、ステップと、視覚表現生成ユニットによって、画像内にセグメントの視覚表現を生成するステップと、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットによって、決定された３次元セグメントにユーザがスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するステップと、ディスプレイによって、視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースを表示するステップと、を含む支援方法が提示される。

本発明の他の見地において、診断プロセスにおいてユーザを支援する支援コンピュータプログラムであって、支援コンピュータプログラムは、支援コンピュータプログラムが支援装置を制御するコンピュータ上でランされるとき、請求項１に記載の支援装置に請求項１４に記載の支援方法の各ステップを実施させるプログラムコード手段を有する、支援コンピュータプログラムが提示される。

請求項１に記載の支援装置、請求項１４に記載の支援方法、及び請求項１５に記載の支援コンピュータプログラムは、特に従属請求項に規定される同様の及び／又は同一の好適な実施形態を有することが理解されるべきである。

本発明の好適な実施形態は、個々の独立請求項と従属請求項との任意の組み合わせでありうることが理解されるべきである。

本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。

診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置の実施形態を概略的及び例示的に示す図。 画像上におけるセグメントの視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースを概略的及び例示的に示す図。 図２に示されるグラフィカルユーザインタフェースの一部を概略的及び例示的に示し、前立腺の異なるセグメント及び画像に示される前立腺の向きを示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた前立腺のいくつかのセグメントを示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた前立腺のいくつかのセグメントを示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた前立腺のいくつかのセグメントを示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた前立腺のいくつかのセグメントを示す図。 前立腺の画像上における単一セグメントを表現する着色されたオーバレイを概略的及び例示的に示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた、前立腺の単一セグメントを表現する調整可能なトランスペアレンシをもつマスクを概略的及び例示的に示す図。 前立腺の画像上にオーバレイされた、前立腺の単一セグメントを表現する非透明な黒色マスクを概略的及び例示的に示す図。 前立腺のセグメントのラベルを表示するプロセスを概略的及び例示的に示す図。 診断プロセスにおいてユーザを支援する支援方法の実施形態を例示的に示すフローチャート。

図１は、診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置の実施形態を概略的及び例示的に示す。この実施形態において、支援装置１は、前立腺癌のステージングを支援するように適応される。支援装置１は、前立腺の３次元画像を提供する画像提供ユニット２と、提供された３次元画像に基づいて前立腺の３次元セグメントを決定するセグメント化ユニット３とを有し、セグメントは、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する。支援装置１は更に、画像内にセグメントの視覚表現を生成する視覚表現生成ユニット４と、決定された３次元セグメントにユーザがスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するグラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５と、画像内にセグメントの視覚表現を表示し、グラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイ９と、を有する。

この実施形態において、画像提供ユニット４は、特に前立腺のＴ２強調磁気共鳴画像、ＤＣＥ磁気共鳴画像、ＤＷＩ磁気共鳴画像及びＡＤＣ磁気共鳴画像のようなマルチパラメトリック磁気共鳴画像を提供するように適応される。画像提供ユニット２は、記憶ユニットであり、磁気共鳴画像がそこに記憶され、記憶された磁気共鳴画像がそこから提供されることができる。しかしながら、別の実施形態では、画像提供ユニット２は、磁気共鳴画像を入力し、入力した磁気共鳴画像を提供する入力ユニットでありうる。画像提供ユニット２は、磁気共鳴画像を生成し、生成された磁気共鳴画像を提供する磁気共鳴イメージングシステムでありうる。

セグメント化ユニット３は、画像内に３次元セグメントを生成するために磁気共鳴画像の１又は複数を使用するように適応される。複数の異なる磁気共鳴画像は、互いに対して位置合わせされ、それにより、３次元セグメントが、すべての磁気共鳴画像に基づくのではなく、磁気共鳴画像の１又は幾つかに基づいて決定される場合に、決定されたセグメントは、当該セグメントを決定するために使用されなかった磁気共鳴画像上に表示されることができる。この実施形態において、Ｔ２強調磁気共鳴画像が、３次元磁気共鳴画像の３次元セグメントを決定するために使用される。

セグメント化ユニット３は、好適には、ａ）解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する、対象の解剖学的モデルを提供する、ｂ）１又は複数の３次元画像において、解剖学的モデルの解剖学的境界に対応する対象の解剖学的フィーチャを検出する、ｃ）解剖学的セグメント境界を、検出された解剖学的フィーチャに適応させることにより、対象の解剖学的モデルを適応させる、ことによって、３次元セグメントを決定するように適応され、セグメントは、適応された解剖学的モデルの解剖学的及び非解剖学的セグメント境界によって規定される。特に、解剖学的モデルは、例えば文献"Automatic model-based segmentation of the heart in CT images" by O. Ecabert et al., IEEE Transactions on Medical Imaging, volume 27 (9), pages 1189 to 1201 (September 2008)に記述される技法を使用してＴ２強調磁気共鳴画像に適応される前立腺のマルチコンパートメントモデルでありえ、その内容は、参照によってここに盛り込まれるものとする。従って、前立腺セグメントの境界は、画像適応的な前立腺外観モデル及び付随する非解剖学的セグメント境界の組み合わせとして考えられることができる解剖学的モデルを使用して、自動的に評価されることができる。

セグメント化は、好適には、いかなるユーザインタラクションも必要とせずに実施される。しかしながら、ユーザが、決定されたセグメントの視覚表現を画像内に表示するディスプレイ９において、セグメント化が改善されることができることを観察する場合、ユーザは、グラフィカルユーザインタフェースを使用することによってセグメントを修正することができ、すなわち、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、ユーザがセグメントを修正することができるようにグラフィカルユーザインタフェースを提供するように適応される。グラフィカルユーザインタフェースは、満足のいくように個別の前立腺セグメントを拡張し又は減ずるために、絵筆のようなインタラクションツールを提供することができる。

セグメントが、好適には、Ｔ２強調磁気共鳴画像に基づいて決定され、Ｔ２強調磁気共鳴画像が、ＤＷＩ磁気共鳴画像、ＡＤＣマップとしても考えられることができるＡＤＣ磁気共鳴画像、及びＤＣＥ磁気共鳴画像に対し位置合わせされるので、視覚表現は、いずれかの画像上に決定された前立腺セグメントを表示するために、解剖学的磁気共鳴画像と機能的磁気共鳴画像画との間で切り替えられることができる。位置合わせは、これらの各画像において可視である画像フィーチャに基づくことができる知られている画像位置合わせ技法を使用することによって視覚表現生成ユニット４によって実施されることができる。

視覚表現生成ユニット４は、好適には、３次元画像の２次元ビュー内にセグメントの視覚表現を生成するように適応される。従って、視覚表現生成ユニット４は、異なる磁気共鳴画像の異なる２次元ビューを生成するように適応されることができ、２次元ビューの各々において、決定されたセグメントが視覚化される。グラフィカルユーザインタフェースは、ユーザが、視覚化された決定されたセグメントを有する特定の３次元磁気共鳴画像の特定の２次元ビューを要求することを可能にするように適応されることができる。しかしながら、視覚化された決定されたセグメントを有する異なる３次元磁気共鳴画像の異なる２次元ビューが、ワークフロー提供ユニット７によって提供されるワークフローに従って、生成されることができる。ワークフロー提供ユニット７は、セグメントを視覚化する順序を規定するタスクのワークフローを提供するように適応されることができ、視覚表現生成ユニット４は、ワークフローによって規定される順序に従ってセグメントの視覚表現を生成するように適応されることができる。

支援装置１は、ユーザがグラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５を使用することによって支援装置１と相互作用することを可能にするために、キーボード、コンピュータマウス、タッチパッド等の入力ユニット９を有する。

磁気共鳴画像上に決定された前立腺セグメントを表示するために、視覚表現生成ユニット４は、着色されたオーバレイ、輪郭、マスキングとして、又はセグメントの境界をユーザに伝える任意のやり方で、セグメントを示す視覚表現を生成するように適応されることができる。セグメント化ユニット３は、上述のＥＳＵＲ前立腺磁気共鳴ガイドライン及びDickinson他による上述の文献に規定される１６又は２７の前立腺セグメントを決定するように適応されることができる。

視覚表現生成ユニット４は、決定されたセグメントを標識化するラベルを表示するように適応されることができ、ラベルは、単に異なる色又は英数字のラベルでありえ、それは、個々のセグメント上に直接表示されることができる。しかしながら、ラベルは、永久に表示されることができ、又はユーザによって要求される場合のみ、マウスポインタが個々のセグメントをさす場合のみ、表示されることができる。更に、視覚表現生成ユニット４は、画像内にセグメントの視覚表現を生成することができ、かかる視覚表現は、すべてのセグメントを表示し、単一セグメントのみを表示し、又はすべてのセグメントを表示するがこれらのセグメントのうちのただ１つを強調表示する。グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、好適には、ユーザが異なる視覚表現の間の切り替えをすることを可能にするユーザメニューが提供されるようにグラフィカルユーザインタフェースを提供するよう適応される。従って、決定されたセグメントは、マルチパラメトリック磁気共鳴データセット表示の任意のものの上に、それらのラベルと共に、特にそれらの名前と共に、重ね合わせられることができ、ユーザは、例えばスクローリング又は傾斜によって、ビューとビューの間を切り替えることができるとともに、現在セグメントの追跡を失うことなく、より良く個別の病変をステージングするために１つのセグメントを評価することができる。

ユーザは、個々のセグメント内の可能性がある病変を検討し、個々のセグメント内の病変を検討した結果に基づいて、個々のセグメントにスコアを割り当てる。病変が検討された後、ユーザは、この病変の検討が完了されたことを示すために病変をマークすることができる。例えば、ユーザは、「ステージングされた」又は「終了された」ものとして病変をマークすることができる。更に、ユーザがセグメントにスコアを割り当てた後、ユーザは、このセグメントのスコアリングが完了されたことを示すために、このセグメントをマークすることができる。例えば、ユーザは、「ステージングされた」又は「終了された」ものとしてセグメントをマークすることが可能でありうる。従って、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、病変の検討及び／又はセグメントに対するスコアの割り当てが完了されたことをユーザが示すことが可能にされるように、グラフィカルユーザインタフェースを提供するように適応されることができる。視覚表現生成ユニット４は、どの病変について検討が完了されたか、及び／又はどのセグメントについてスコアの割り当が完了されたかを視覚化する視覚表現を生成するように適応されることができる。例えば、「終了された」又は「行われた」ものとして病変及び／又はセグメントをユーザがマークすることを可能にするための視覚表現のこの使用は、ユーザが、ユーザが有用であることを見出す任意の順序でセグメントを調べていき、プロシージャを通じてなお概要を保つことを可能にする。

支援装置１は、スコアとセグメントとの間の割り当てに基づいて癌ステージングプロセスに関するリポートを生成するリポート生成ユニット６を更に有する。グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、ユーザが病変及びセグメントをステージングし及び／又は注釈する可能性をも有するように、グラフィカルユーザインタフェースを提供するように適応されることができ、この場合、視覚表現生成ユニット４は、病変及び／又はセグメントに、対応する情報を視覚的に結合するように適応されることができる。リポート生成ユニット６は、リポートに、病変及び／又はセグメントに割り当てられたこの付加の情報を含めるように適応されることができる。セグメントの視覚表現から生成されるスクリーンショット及び可能性のあるマーキングのような画像上の他の情報が、リポートに含められることができる。リポート生成ユニット６は、診断プロセスの間、自動的にリポートを生成するように適応されることができる。

一実施形態において、視覚表現生成ユニット４及びグラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５は、ユーザが、任意の順序で、決定されたセグメントをビューし、ビューされた決定されたセグメントにスコアを割り当てることを可能にするように適応され、視覚表現生成ユニット４は、スコアが割り当てられていない残りのセグメントを示す視覚表現を生成するように適応される。残りのセグメントの提示は、プロセスの任意の段階でユーザによってトリガされることができる。トリガは、すべてのセグメントをスコアリングすることなしにリポートを生成する試みであってもよい。ワークフロー提供ユニット７は、ユーザが任意の順序でセグメントにスコアを割り当てることを可能にされることを規定するが、リポートが生成されることができるようになる前にすべてのセグメントにスコアが割り当てられていなければならないことを規定する、対応するワークフローを提供するように適応されることができ、ワークフローは、ユーザがリポートを生成しようと試みた後、残りのセグメントを視覚化することによってユーザがガイドされることを規定することができ、残りのセグメントは、ワークフローによって規定される特定の順序で表示されることができ、ユーザがこの順序でセグメントにスコアを割り当てることを可能にし、又は、ワークフローは、ユーザが任意の順序で残りのセグメントにスコアを割り当てることを可能にしうる。

図２は、ディスプレイ９上に表示されるグラフィカルユーザインタフェース１０と一体化される画像上のセグメントの視覚表現を概略的及び例示的に示す。図２に示されるグラフィカルユーザインタフェース１０は、４つの主領域、すなわち第１の主領域３３、第２の主領域１２、第３の主領域１３及び第４の主領域３４を有する。第１の主領域３３は、グラフィカルユーザインタフェース１０の上部を形成し、ユーザが前立腺の１６又は２７のセグメントに基づいて診断プロセスを実施したいかどうかをユーザが入力することを可能にするためのスイッチを提供する第１のサブ領域１１を有する。

第２の主領域１２は、グラフィカルユーザインタフェース１０の左中央部を形成し、セグメント３５を表現する輪郭を有する３次元Ｔ２強調磁気共鳴画像の２次元視覚表現１８を示す。輪郭は、それぞれ異なるセグメントを区別するために異なる色を有することができる。更に、本実施形態において、解剖学的セグメント境界は、ライン１５及び６０によって表現され、非解剖学的セグメント境界は、ライン１６によって表現されている。

第３の主領域１３は、グラフィカルユーザインタフェース１０の右中央部を形成する。それは、第２のサブ領域１９に、精嚢を示し、第３のサブ領域２０に、前立腺の基部の異なるセグメントを示し、第４のサブ領域２１に、前立腺の中央部のいくつかのセグメントを示し、第５のサブ領域２２に、前立腺の頂部のいくつかのセグメントを示す。第３乃至第５のサブ領域２０、２１、２２において、完了されたものとしてユーザによってマークされたセグメントは、例えば緑色のような色によって示される。現在評価されているセグメントは、より太い輪郭５１によって示されることができる。第３の主領域は更に、表示される前立腺の向きを示す第６のサブ領域２３を有する。

第４の主領域３４は、現在セグメントを識別し、別のセグメントに切り替えるためのドロップダウンメニューを有することができる第７のサブ領域１４と、ユーザがすべてのセグメントの表示又は現在セグメントのみの表示の間の切り替えを行うことを可能にするユーザメニューを提供する第８のサブ領域２４と、ユーザが異なる磁気共鳴画像の間の切り替えを行うことを可能にするユーザメニューを提供する第９のサブ領域２５と、第１のサブ領域１１に示されるセグメントの総数のうち何個のセグメントが完了されたものとしてユーザによってマークされたかを示す第１０のサブ領域２６と、を有する。第４の主領域３４は更に、ユーザが個々の画像上にセグメントを示す異なる表示の種類の間の切り替えを行うことを可能にするユーザメニューを提供する第１１のサブ領域２７を更に有する。例えば、ユーザは、輪郭の視覚表現、オーバレイの視覚表現、透明な視覚表現又はマスクの視覚表現を選ぶことができる。第１２のサブ領域２８において、第７のサブ領域１４に示される現在セグメントにユーザがスコアを割り当てることを可能にするユーザメニューが提供される。第１３のサブ領域２９は、自動的なリポートに加えられるコメントをユーザが入力することを可能にするフィールドを提供し、第１４のサブ領域３０は、ユーザによってクリックされることができるボタンを提供し、このボタンがクリックされた場合、上述のEuropean Radiology, volume 22(4) 746 to757 (April 2012)に開示されるような前立腺のイメージング、レポーティング及びデータシステム（ＰＩ−ＲＡＤＳ）ガイドラインがユーザに表示される。他の実施形態において、グラフィカルユーザインタフェースは、このボタンをクリックすることが上述のガイドラインから従来のＰＩ−ＲＡＤＳスコアカードを開くように構成されることができ、この場合、ユーザは、任意の順序でスコアを入力し、レポート用のコメントを入力することができる。ユーザが非特定の順序でセグメントを評価する場合、スコアカードにスコアを入力することは、より速くなりえ、その後、例えばオプションメニュー１４を通じて適当なセグメントを選択する。一実施形態において、グラフィカルユーザインタフェースは、ユーザがプリファレンスメニューを通じてこのボタンのアクションを設定することを可能にされるように、適応されることができ、すなわち、ボタンをクリックすることは、ガイドライン又はスコアカードの選択をするためのサブメニューをトリガすることができ、又はスコアカード用の付加のボタンが付加されることができる。第１５のサブ領域３１は、生成されたリポートの印刷を起動するためにユーザによってクリックされることができるボタンを提供する。

図３は、グラフィカルユーザインタフェース１０の第３の主領域の詳細を図によって例示的に示す。図４乃至図７は、第２の主領域１２に表示されることができる生成された視覚表現の異なるビューを示す。特に、図４は、精嚢セグメント３６を、磁気共鳴画像のスライス上に着色されたオーバレイとして示している。図５は、前立腺の基部のセグメント３７を、磁気共鳴画像のスライス上に着色されたオーバレイとして示し、図６は、前立腺の中央部のセグメント３８を、磁気共鳴画像のスライス上に着色されたオーバレイとして示し、図７は、前立腺の頂上のセグメント３９を、磁気共鳴画像のスライス上に着色されたオーバレイとして示している。図４乃至図７において、セグメントは、ラベル４０を使用することによって標識化される。

ユーザが、すべてのセグメントではなくただ１つのセグメントが第２の主領域１２に表示されるべきであることを第８のサブ領域２４において選択した場合、視覚表現生成ユニット４は、図８に概略的及び例示的に示されるように、磁気共鳴画像のスライス上に単一セグメントの視覚表現を生成することができる。従って、第２の主領域１２において、ラベル４０を有する着色されたオーバレイ４１は、磁気共鳴画像上で個別の単一セグメントを視覚化するために、磁気共鳴画像のスライス上にオーバレイされて表示されることができる。単一セグメントは、別のやり方で視覚化されることもできる。例えば、単一セグメントは、その輪郭を表示することによって視覚化されることができ、又は、調節可能なトランスペアレンシのマスクによって、図９に概略的に及び例示的に示されるように視覚化されることができ、すなわち、図９において、調節可能なトランスペアレンシを有するマスクによってマスキングされない部分４２が、ラベル４３によって標識化されるセグメントを示す。マスクは更に、図１０に概略的及び例示的に示されるように非透明な黒色マスクでありえ、それにより、セグメントを示す領域４２のみが、マスキングされず、見ることができる。

セグメントのラベルは、視覚化されるセグメントの個々のサイズに依存することができ、ディスプレイ９上の視覚化されたセグメントのサイズが、相対的に小さく、すなわち、例えば予め規定された閾値より小さい場合、個々のセグメントは、標識化されることができない。しかしながら、視覚表現のサイズが、例えばズーム処理を実施することによって変更される場合、最初に相対的に小さいセグメントは、これらのセグメントが標識化されることができるように拡大されることができる。一実施形態において、マウスポインタ１７が、図１１に概略的に及び例示的に示されるように個々のセグメントの上に移動される場合にのみ、ラベルが見えるようになり、図１１では、マウスポインタ１７が、セグメント１２ｐへ移動されており、セグメントへのこの移動により、ラベル４４が、表示される。

支援装置１は更に、決定された３次元セグメントについて特性値を決定する特性値決定ユニット５０を有し、特性値は、セグメントの画像値に基づくセグメントの特性を示す。例えば、特性値決定ユニット５０は、個々の提供される磁気共鳴画像に依存して、各セグメントについて平均ＡＤＣ値及び／又は平均ＤＷＩ値を決定するように適応されることができる。特性値決定ユニット５０は、セグメント化ユニット３によって決定される解剖学的及び仮想３次元セグメントについて、他の統計的、機能的又は解剖学的な値を計算するように適応されることもできる。これらの特性値はリポートに含められることができ、及び／又はそれらは、ディスプレイ９に表示されることができる。特に、決定された特性値は、グラフィカルユーザインタフェースを通じてユーザによってアクセス可能でありえ、例えば、グラフィカルユーザインタフェースはボタンを有することができ、ボタンがクリックされる場合に現在セグメントについて決定された特性値が表示される。特性値は、自動的に又はユーザ要求を通じて、リポートに含められることができる。特性値は、診断プロセスにおいてユーザを助けるために使用されることができ、それによって、診断を一層改善する。

以下において、診断プロセスにおいてユーザを支援するための支援方法の実施形態が、図１２に示されるフローチャートを参照して例示的に記述される。

ステップ１０１において、前立腺の３次元画像が、画像提供ユニット２によって提供され、ステップ１０２において、前立腺の３次元セグメントが、セグメント化ユニット３によって、提供された３次元画像に基づいて決定され、かかるセグメントは、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する。ステップ１０３において、画像内におけるセグメントの視覚表現が、視覚表現生成ユニット４によって生成され、ステップ１０４において、ユーザが決定されたセグメントにスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースが、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニット５によって提供される。ステップ１０５において、視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースが、ディスプレイ９によって表示される。ステップ１０４は、ステップ１０３の前に実施されることができる。

マルチパラメトリック磁気共鳴イメージングは、優れたコントラストを有する非侵襲性の３次元イメージングモダリティであり、個別の前立腺セグメントをスコアリングすることによって癌ステージを正確に評価するために使用されることができる。支援装置１は、好適には、ユーザが、ＰＩ−ＲＡＤＳスコアリングスキームに沿って癌ステージングを実施することを可能にするように適応され、ユーザは、ＰＩ−ＲＡＤＳに沿って前立腺癌の評価を簡略化しそのスピードを速くするために、例えば検出された病変の数、サイズ及び外観に依存して、前立腺の決定された各３次元セグメントをスコアリングすることができる。支援装置１を使用しない場合、ユーザは、思考によって又は仮想的に、異なる前立腺セグメントを識別し境界決定し、ユーザがどのセグメントにどの病変を割り当てたかを常に把握する必要がある。磁気共鳴画像データセットは３次元ボリュームであるので、これはより複雑である。前立腺は、基部、中央部及び頂部の３つのレベルに分割され、ユーザは、２回以上データセットをスクロールすることができるように、ユーザがどのレベルにどのスライスを割り当てたかを常に把握する必要がある。更に、支援装置１を使用しない場合、内部の前立腺セグメント化は、高度にユーザ依存であり且つケース依存である。従って、ユーザ間及び同じユーザによる異なる読影間における細分化の一貫性を保証することが困難である。数人のユーザが関係する検討から又は異なる検討にわたって、信頼性のある結論を導き出すことはより困難である。従って、自動的に且つ信頼性をもってセグメントを決定し、個別の磁気共鳴画像においてこれらのセグメントを視覚化する支援装置１は、評価のために非常に有用であり、一貫性を改善する。

支援装置１は、ＰＩ−ＲＡＤＳスコアリングのための新しく柔軟性のあるワークフローを提供するように適応されることができるが、支援装置１は更に、他のワークフローの最中、前立腺内で向きを改善するように適応されることができ、これは、それが磁気共鳴スライスを通じて一度スクロールされることができることを単に規定することができる。従って、支援装置は、ＰＩ−ＲＡＤＳに従うプロセスでない診断プロセスにおいてユーザを支援するように適応されることもでき、セグメント化ユニットは、好適には、仮想的なセグメント細分化を導き出すように適応され、これは、特にＰＩ−ＲＡＤＳガイドラインに沿って診断を支援し及び／又はガイドするために使用されることができる。仮想的なセグメント細分化を生成するために、解剖学的セグメント化が好適には使用され、それにより、内部の仮想的な３次元セグメント境界が自動的に決定されることができ、それは、前立腺ステータスの評価を改善するために使用されることができる。完全な３次元評価が好適には可能であり、冠状の、矢状の、歪められた又は他の２次元ビューが表示されることができる。支援装置は、好適には、前立腺の個別のセグメントの完全な３次元表現を提供する。従って、支援装置は、好適には、好適にはモデルベースである自動的な３次元セグメント化を提供するように適応され、セグメントは、解剖学的境界を有するが、更に仮想境界を有するだけである。

上述された実施形態において、磁気共鳴画像は、Ｔ２強調、ＤＷＩ、ＡＤＣ及びＤＣＥ磁気共鳴画像であるが、画像提供ユニットは更に、スペクトロスコピー磁気共鳴画像のような他の付加の又は代替の磁気共鳴画像を提供するように適応されることができる。更に、１又は複数の磁気共鳴画像に代わって又は加えて、画像提供ユニットは更に、Ｘ線コンピュータトモグラフィ画像、超音波画像、核画像等の他のイメージングモダリティによって生成された画像を提供するように適応されることもできる。画像提供ユニットは、複数の異なるイメージングモダリティによって生成された異なる画像を提供するように適応されることができる。

上述された実施形態において、支援装置及び支援方法は、前立腺に関する診断プロセスにおいてユーザを支援するように適応されているが、別の実施形態においては、支援装置及び支援方法は、生物の、別の器官のような別の部分に関する診断プロセスにおいてユーザを支援するように適応されることができる。

開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され実現されることができる。

請求項において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。

単一のユニット又は装置が、請求項に列挙されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。

１又は複数のユニット又は装置によって実施される３次元画像の提供、３次元セグメントの決定、セグメントの視覚表現の生成、グラフィカルユーザインタフェースの提供等の処理が、他の数のユニット又は装置によって実施されることができる。例えば、ステップ１０１〜１０４は、コンピュータ装置である単一ユニットによって又は他の数の異なるユニットによって、実施されることができる。支援方法に従う支援装置のこれらの処理及び／又は制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用のハードウェアとして実現されることができる。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学的記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶され／配布されることができるが、他の形式で、例えばインターネット又は他のワイヤード又はワイヤレス通信システムを通じて、配布されることもできる。

請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。

本発明は、診断プロセスにおいてユーザを支援するための、特に医師が前立腺癌をステージングするのを助けるための支援装置に関する。セグメント化ユニットは、好適には磁気共鳴画像である３次元画像に基づいて、前立腺のような解剖学的対象の３次元セグメントを決定し、かかるセグメントは、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する。視覚表現生成ユニットは、画像内にセグメントの視覚表現を生成し、グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、決定された３次元セグメントにユーザがスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供し、ディスプレイは、視覚表現及びグラフィカルユーザインタフェースを表示する。こうして、セグメントの自動的な輪郭描写が提供され、医師のようなユーザは、それに対してスコアを割り当てることができ、セグメントに割り当てられるスコアに基づいて、診断が実施されることができ、特に前立腺癌がステージングされることができる。

Claims (15)

1. 診断プロセスにおいてユーザを支援する支援装置であって、
   解剖学的対象の３次元画像を提供する画像提供ユニットと、
   前記提供された３次元画像に基づいて、対象の３次元セグメントを決定するセグメント化ユニットであって、前記３次元セグメントが、解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する、セグメント化ユニットと、
   前記画像内に前記３次元セグメントの視覚表現を生成する視覚表現生成ユニットと、
   ユーザが前記決定された３次元セグメントにスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するグラフィカルユーザインタフェース提供ユニットと、
   前記視覚表現及び前記グラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイと、
   を有する支援装置。
2. 前記セグメント化ユニットが、
   解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する前記対象の解剖学的モデルを提供し、
   前記３次元画像において、前記解剖学的モデルの前記解剖学的セグメント境界に対応する前記対象の解剖学的フィーチャを検出し、
   前記解剖学的セグメント境界を前記検出された解剖学的フィーチャに適応させることによって、前記対象の前記解剖学的モデルを適応させる、
   ことによって前記３次元セグメントを決定し、前記３次元セグメントが、前記適応された解剖学的モデルの解剖学的及び非解剖学的セグメント境界によって規定される、請求項１に記載の支援装置。
3. 前記支援装置は更に、前記決定された３次元セグメントについて、該３次元セグメントの画像値に基づいて該３次元セグメントの特性を示す特性値を決定する特性値決定ユニットを有する、請求項１に記載の支援装置。
4. 前記画像提供ユニットは、前記解剖学的対象の異なる画像を提供し、前記セグメント化ユニットは、１又は複数の提供される画像に基づいて、前記対象の３次元セグメントを決定し、前記視覚表現生成ユニットは、前記画像内に前記セグメントの視覚表現を生成する、請求項１に記載の支援装置。
5. 前記画像提供ユニットが、前記対象の異なるパラメトリック磁気共鳴画像を提供する、請求項４に記載の支援装置。
6. 前記画像提供ユニットは、それぞれ異なるイメージングモダリティによって生成される画像を提供する、請求項４に記載の支援装置。
7. 前記画像提供ユニットが、前記提供された画像を互いに対し位置合わせする、請求項４に記載の支援装置。
8. 前記画像提供ユニットが、解剖学的３次元画像及び機能画像を提供し、
   前記画像提供ユニットが、前記解剖学的画像を前記機能画像と位置合わせし、
   前記セグメント化ユニットが、前記解剖学的画像に基づいて前記対象の３次元セグメントを決定し、
   前記視覚表現生成ユニットが、前記解剖学的画像及び前記機能画像内に前記セグメントの視覚表現を生成し、前記機能画像において、前記セグメントは、前記解剖学的画像と前記機能画像との間の位置合わせに基づいて視覚化される、請求項７に記載の支援装置。
9. 前記グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、ユーザがセグメントを変更することを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供する、請求項１に記載の支援装置。
10. 前記視覚表現生成ユニット及び前記グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、ユーザが、任意の順序で前記決定されたセグメントをビューし、前記決定されたセグメントにスコアを割り当てることを可能にし、
    前記視覚表現生成ユニットは、スコアが割り当てられていない残りのセグメントを示す視覚表現を生成する、請求項１に記載の支援装置。
11. 前記グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットは、セグメントに対するスコアの割り当てが完了されていることをユーザが示すことを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供し、
    前記視覚表現生成ユニットは、スコアの割り当てがどのセグメントについて完了されているかを視覚化する視覚表現を生成する、請求項１に記載の支援装置。
12. 前記支援装置が、スコアとセグメントとの間の割り当てに基づいて診断プロセスに関するリポートを生成するリポート生成ユニットを更に有する、請求項１に記載の支援装置。
13. 前記支援装置は、前記セグメントを視覚化する順序を規定するタスクのワークフローを提供するワークフロー提供ユニットを更に有し、前記視覚表現生成ユニットは、前記ワークフローによって規定される順序に従って前記セグメントの視覚表現を生成する、請求項１に記載の支援装置。
14. 診断プロセスにおいてユーザを支援する支援方法であって、
    画像提供ユニットによって、解剖学的対象の３次元画像を提供するステップと、
    セグメント化ユニットによって、前記提供された３次元画像に基づいて前記対象の３次元セグメントを決定するステップであって、前記３次元セグメントが解剖学的セグメント境界及び非解剖学的セグメント境界を有する、ステップと、
    視覚表現生成ユニットによって、前記画像内に前記セグメントの視覚表現を生成するステップと、
    グラフィカルユーザインタフェース提供ユニットによって、ユーザが前記決定された３次元セグメントにスコアを割り当てることを可能にするグラフィカルユーザインタフェースを提供するステップと、
    ディスプレイによって、前記視覚表現及び前記グラフィカルユーザインタフェースを表示するステップと、
    を有する支援方法。
15. 診断プロセスにおいてユーザを支援する支援コンピュータプログラムであって、前記支援コンピュータプログラムが請求項１に記載の支援装置を制御するコンピュータ上でランされるとき、前記支援装置に請求項１４に記載の支援方法の各ステップを実施させるプログラムコード手段を有する、支援コンピュータプログラム。

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