JP2017158781A - 画像表示制御装置および方法並びにプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】溶骨型骨転移の危険性を医師などに示すことができ、溶骨型骨転移の見落しを防止することができる画像表示制御装置および方法並びにプログラムを提供する。【解決手段】被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得する画像取得部１０と、画像に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定する強調表示対象領域特定部１１と、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定する骨転移領域特定部１２と、画像を表示装置３に表示させる表示制御部１３とを備え、表示制御部１３が、溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、背骨に存在する溶骨型骨転移領域を強調表示させる画像表示制御装置および方法並びにプログラムに関するものである。
従来、ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置によって撮影された３次元画像をモニタなどに表示させる際、観察者が関心のある領域を強調して表示させる方法が種々提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。
一方、３次元画像において、骨の病変（特に骨転移）を示したり検出したりする手法が種々提案されている。これらの技術は医師が骨転移を診断するときの支援（見落し防止など）を目的としている。
たとえば非特許文献１では、ＣＴ装置によって撮影された経時画像間で位置合わせを行い、これらの画像の差分を取ることによって骨に生じた病変（特に骨転移）を示す手法が提案されている。
また、非特許文献２では、機械学習によって椎骨の骨転移領域を学習させた識別器を用いて骨転移領域を検出する手法が提案されている。
特開２００２−２３６９１０号公報 特開２００６−１０９９５９号公報 特表２００７−５２６７９９号公報
R. Sakamoto、外１５名、"Temporal subtraction system for detecting bone metastasis using LDDMM: preliminary study"、 Int J CARS 9(1)、pp.S264-S265、2014 Hammon, Matthias、外８名、"Automatic detection of lytic and blastic thoracolumbar spine metastases on computed tomography"、 European radiology 23(7)、pp. 1862-1870、2013
ここで、骨転移診断の重要な目的の1つに、溶骨型骨転移を早期に発見し、骨折によるＱＯＬ（quality of life）の低下を防ぐことが挙げられる。溶骨型骨転移によって骨のある領域が溶かされると、その領域の強度は低くなる。仮に溶骨型骨転移によって椎骨の中央柱が溶かされると、この領域の強度が低くなり、力学的および神経学的に不安定になる。つまり、前柱や後柱が溶骨型骨転移によって溶かされる場合より、中央柱が溶かされる場合の方が危険といえる。このような溶骨型骨転移の発症部位における危険性の違いを考慮して、その情報を医師などに知らせることは、患者のＱＯＬに大きく関わる溶骨型骨転移の見落し防止や危険性の認知に繋がる事から臨床上、非常に重要である。
なお、上述した特許文献１〜３および非特許文献１〜２においては、上述したような溶骨型骨転移の発症部位を考慮して、その情報を医師などに知らせる方法については何も提案されていない。
本発明は、上記事情に鑑み、溶骨型骨転移の危険性を医師などに示すことができ、溶骨型骨転移の見落しを防止することができる画像表示制御装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とするものである。
本発明の画像表示制御装置は、被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得する画像取得部と、画像に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定する強調表示対象領域特定部と、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定する骨転移領域特定部と、画像を表示部に表示させる表示制御部とを備え、表示制御部が、溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、画像取得部は、被検体の背骨を異なる時点で撮影した複数の画像を取得し、骨転移領域特定部は、複数の画像の差分画像を生成することによって溶骨型骨転移領域を特定し、表示制御部は、差分画像に基づいて、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、表示制御部は、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域の差分画像と強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域の差分画像とに異なる重み付けをすることによって、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、溶骨型骨転移領域特定部は、画像に基づいて、溶骨型骨転移領域の存在確率を表すスコアマップを生成し、表示制御部は、スコアマップに基づいて、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、溶骨型骨転移領域特定部は、機械学習によって作成された識別器を用いて溶骨型骨転移領域の特定し、その特定する際に取得されたスコアをマッピングしてスコアマップを生成し、表示制御部は、スコアマップに基づいて、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、表示制御部は、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域のスコアマップと強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域のスコアマップとに異なる重み付けをすることによって、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、表示制御部は、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域と強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域とを異なる色で表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、表示制御部は、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を指し示す図形を、強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域を指し示す図形よりも強調して表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、表示制御部は、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を指し示す図形と強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域を指し示す図形とを異なる色で表示させることができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、強調表示対象領域特定部は、背骨の中央柱の領域を強調表示対象領域として特定することができる。
また、上記本発明の画像表示制御装置において、強調表示対象領域特定部は、背骨の前柱、中央柱および後柱の領域を分割して特定し、中央柱の領域を強調表示対象領域として特定することができる。
本発明の画像表示制御方法は、被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得し、画像に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定し、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定し、画像を表示部に表示させ、かつ溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。
本発明の画像表示制御プログラムは、コンピュータを、被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得する画像取得部と、画像に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定する強調表示対象領域特定部と、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定する骨転移領域特定部と、画像を表示部に表示させる表示制御部として機能させる画像表示制御プログラムであって、表示制御部が、溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。
本発明の画像表示制御装置および方法並びにプログラムによれば、被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得し、その画像に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定する。すなわち、上述したような溶骨型骨転移領域が発症すると危険な部位を強調表示対象領域として特定する。
そして、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定し、その溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。これにより、その溶骨型骨転移の危険性を医師などに示すことができ、患者のＱＯＬに大きく関わる溶骨型骨転移の見落しを防止することができる。
本発明の画像表示制御装置および方法並びにプログラムの第１の実施形態を用いた医用画像診断支援システムの概略構成を示すブロック図 強調表示対象領域として椎骨の中央柱の領域を特定する方法を説明するための図 背骨を撮影したサジタル断層画像の一例を示す模式図 サジタル断層画像における前柱を含む領域ＦＲ、中央柱を含む領域ＣＲおよび後柱を含む領域ＢＲを示す模式図 アキシャル断層画像における前柱を含む領域ＦＲ、中央柱を含む領域ＣＲおよび後柱を含む領域ＢＲを示す模式図 アキシャル断層画像に対して差分画像を重ね合わせて表示させた例を示す模式図 アキシャル断層画像に対して差分画像を重ね合わせて表示させたその他の例を示す模式図 本発明の画像表示制御装置および方法並びにプログラムの第１の実施形態を用いた医用画像診断支援システムの作用を説明するためのフローチャート 差分画像ＳＩ１，ＳＩ２をそれぞれ矢印画像Ａ１，Ａ２によって指し示すことによって強調表示した例を示す模式図
以下、本発明の画像表示制御装置および方法並びにプログラムの第１の実施形態を用いた医用画像診断支援システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の医用画像診断支援システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の医用画像診断支援システムは、背骨に存在する溶骨型骨転移領域を特定し、その溶骨型骨転移領域のうち、特に危険性の高い領域を特定して強調表示するものである。以下、具体的な構成について説明する。
本実施形態の医用画像診断支援システムは、図１に示すように、画像表示制御装置１と、医用画像保管サーバ２と、表示装置３と、入力装置４とを備えている。
画像表示制御装置１は、コンピュータに本実施形態の画像表示制御プログラムをインストールしたものである。画像表示制御装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ（central processing unit））、半導体メモリ、並びにハードディスクおよびＳＳＤ(Solid State Drive)等のストレージデバイスを備えている。ストレージデバイスには、本実施形態の画像表示制御プログラムがインストールされており、この画像表示制御プログラムが中央処理装置によって実行されることによって、図１に示す画像取得部１０、強調表示対象領域特定部１１、骨転移領域特定部１２および表示制御部１３が動作する。
画像表示制御プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）およびＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。または、画像表示制御プログラムは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置もしくはネットワークストレージに対して外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じてコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
画像取得部１０は、予め撮影された３次元画像６を取得するものである。３次元画像６は、たとえばＣＴ装置やＭＲＩ装置などによって患者を撮影したものである。本実施形態においては、患者の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を異なる時点で撮影した２枚の３次元画像６を取得し、その２枚の３次元画像６の差分画像を生成する。異なる時点で撮影された２枚の３次元画像６としては、過去に撮影された３次元画像６と今回撮影された現在の３次元画像６とを取得するようにしてもよいし、過去に撮影された２枚の３次元画像６を取得するようにしてもよい。本実施形態では、過去の３次元画像６と現在の３次元画像６とを取得するものとする。
なお、本明細書において、背骨といった場合、必ずしも背骨全体に限らず、少なくとも１つの椎骨を含む背骨の一部も含むものとする。また、背骨領域も同様に、必ずしも背骨全体の領域に限らず、少なくとも１つの椎骨を含む背骨の一部の領域も含むものとする。
また、３次元画像６としては、アキシャル断層画像、サジタル断層画像およびコロナル断層画像などの断層画像からなるボリュームデータを取得してもよいし、断層画像単体を取得するようにしてもよい。
３次元画像６は、医用画像保管サーバ２に患者の識別情報とともに予め保管されており、画像取得部１０は、入力装置４などを用いてユーザによって入力された患者の識別情報に基づいて、その識別情報を有する３次元画像６を医用画像保管サーバ２から読み出して一時記憶するものである。
強調表示対象領域特定部１１は、画像取得部１０によって取得された現在の３次元画像６に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定するものである。具体的には、強調表示対象領域特定部１１は、３次元画像６に含まれる背骨領域における中央柱の領域を強調表示対象領域として特定する。
背骨の中央柱(middle column)は、椎骨の骨折における「力学および神経学的安定性(mechanical and neurological stability)」を決定する上で重要である。中央柱が骨折すると背骨の軸方向の荷重(axial load)を支えられなくなり、神経(特に脊髄)を悪化（損傷）する可能性があり、中央柱における骨折は前柱(anterior column)や後柱(posterior column)と比べ危険性が高い（「Denis, Francis (1983) "The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries.", spine, 8(8), pp. 817-831」参照）。
そこで、本実施形態においては、中央柱の領域を強調表示対象領域として特定する。以下、中央柱の領域を自動的に特定する方法について、図２を参照しながら説明する。
強調表示対象領域特定部１１は、まず、現在の３次元画像６に含まれる背骨を構成する複数の椎骨を識別する処理を行うものである。椎骨を識別する処理としては、モフォロジー演算を用いた方法、シード点に基づく領域拡張法および特開２００９−２０７７２７号公報に記載の方法などの公知の方法を用いることができる。また、強調表示対象領域特定部１１は、隣接する椎骨に挟まれる椎間板および脊髄を識別するものである。椎間板および脊髄を識別する処理としても、上述した領域拡張法などの公知の手法を用いることができる。
次に、強調表示対象領域特定部１１は、図２に示すように、背骨を構成する椎骨の上側の椎間板Ｄおよび下側の椎間板Ｄと、椎体Ｃの中心線ＣＬ１との交点Ｐ１および交点Ｐ２を設定する。そして、交点Ｐ１と交点Ｐ２との中点Ｐ３を求める。なお、椎体Ｃの中心線は、たとえば各椎骨の重心位置をスプライン補間などによって曲線で結ぶことによって求めることができる。
次に、中点Ｐ３を通り、交点Ｐ１と交点Ｐ２を通る線に垂直な平面ＰＬ１を設定し、この平面ＰＬ１と脊髄Ｓの中心線ＣＬ２との交点Ｐ４を求める。なお、脊髄Ｓの中心線ＣＬ２は、たとえば椎骨における椎孔（脊髄が通る穴）を検出器で検出し、複数の椎孔の中心点をスプライン補間することによって求めることができる。
次いで、中点Ｐ３と交点Ｐ４とを通る直線に垂直であり、かつ中点Ｐ３を通る平面ＰＬ２と、中点Ｐ３と交点Ｐ４とを通る直線に垂直であり、かつ交点Ｐ４を通る平面ＰＬ３とを求める。なお、平面ＰＬ２と平面ＰＬ３とは図示していないが、平面ＰＬ２は、交点Ｐ１と交点Ｐ２を通る直線を含み、紙面厚さ方向に延びる面となり、平面ＰＬ３は、交点Ｐ４を含み、紙面厚さ方向に延びる面となり、平面ＰＬ２と平面ＰＬ３とは平行な関係となる。そして、平面ＰＬ２と平面ＰＬ３を境界として、椎骨を３つの領域に分割する。すなわち、平面ＰＬ２を境界として腹側の領域ＦＲに含まれる部分を前柱として特定し、平面ＰＬ３を境界として背側の領域ＢＲに含まれる部分を後柱として特定し、平面ＰＬ２と平面ＰＬ３との間の領域ＣＲに含まれる部分を中央柱として特定する。
図４は、図３に示す３次元画像６について、上述した方法を用いて前柱を含む領域ＦＲ、中央柱を含む領域ＣＲおよび後柱を含む領域ＢＲを特定した例を示す模式図である。また、図４は、サジタル断層画像上の前柱を含む領域ＦＲ、中央柱を含む領域ＣＲおよび後柱を含む領域ＢＲを示したものであるが、上述した方法を用いることによって、図５に示すようなアキシャル断層画像上における各領域ＦＲ，ＣＲ，ＢＲを特定することもできる。
なお、中央柱の領域ＣＲの特定は、３次元画像６に含まれる椎骨毎にそれぞれ行うようにしてもよいし、１つの椎骨について求めた境界を背骨が伸びる方向に延伸させることによってその他の椎骨における境界を求めるようにしてもよい。また、３次元画像６が、ボリュームデータである場合には、上記の方法を用いて３次元的に境界を求めることによって中央柱の領域を特定するようにすればよい。
また、中央柱の領域を特定する方法は、上述した方法に限られるものではなく、その他のアルゴリズムを用いて中央柱の領域を特定するようにしてもよい。具体的には、単純に背骨領域を背骨の長さ方向に沿って３等分または予め設定された比率で区分し、その真ん中の領域を中央柱の領域として特定するようにしてもよい。
骨転移領域特定部１２は、画像取得部１０によって取得された３次元画像６に基づいて、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定するものである。
上述したように前柱や後柱が溶骨型骨転移によって溶かされる場合より、中央柱が溶かされる場合の方が危険といえる。このような溶骨型骨転移の発症部位における危険性の違いを考慮して、溶骨型骨転移の領域を強調表示することは、溶骨型骨転移の見落し防止や危険性の認知に繋がる。
そこで、本実施形態においては、骨転移領域特定部１２によって溶骨型骨転移領域を特定し、さらに、その溶骨型骨転移領域のうち中央柱に属する領域を、特に危険性が高い領域として強調表示させる。
本実施形態の骨転移領域特定部１２は、画像取得部１０によって取得された現在の３次元画像６と過去の３次元画像６との差分画像を生成することによって溶骨型骨転移領域を特定する。具体的には、骨転移領域特定部１２は、現在の３次元画像６と過去の３次元画像６の位置合わせ処理を行い、位置合わせ処理後の現在の３次元画像６と過去の３次元画像６との差分を算出することによって差分画像を生成する。差分画像の生成方法については、公知な手法を用いることができ、たとえば「R. Sakamoto, G. Aoyama, K. Nakagomi, K. Fujimoto, M. Yakami1, T. Kubo, Y. Emoto, H. Sekiguchi, K. Sakai, C. Ceritoglu, M. I. Miller, M. Kawagishi, Y. Iizuka, S. Mori, H. Yamamoto, K. Togashi (2014) “Temporal subtraction system for detecting bone metastasis using LDDMM: preliminary study”, Int J CARS, 9(1), pp.S264-S265”」に記載の方法を用いることができる。
骨転移領域特定部１２によって生成された差分画像は、過去の３次元画像６には存在しなかったが、現在の３次元画像６には存在する溶骨型骨転移領域が強調された画像となる。
表示制御部１３は、骨転移領域特定部１２によって生成された差分画像と現在の３次元画像６とを重ね合わせて表示装置３に表示させるものである。本実施形態の表示制御部１３は、現在の３次元画像をモノクロ表示し、差分画像をカラー表示するものである。表示制御部１３は、差分画像については、その差分画像を構成する各画素の差分値の大きさに応じて異なる色を割り当てて表示させるものであり、差分値が大きいほど目立つ色で表示する。具体的には、たとえば差分値の大きさに応じて黄色〜赤色に変化するグラデーション表示とし、差分値が大きいほど赤味を強くして表示させる。
さらに、表示制御部１３は、差分画像をカラー表示する際、強調表示対象領域に属する画素と強調表示対象領域に属さない画素とにそれぞれ異なる重み付けをする。具体的には、強調表示対象領域に属する画素の差分値に対して重み付け係数として「２」を掛け合わせ、強調表示対象領域に属さない画素の差分値に対して重み付け係数として「１」を掛け合わせることによって、強調表示対象領域に属する差分値の大きさを２倍にする。これにより強調表示対象領域をそれ以外の領域よりも強調して表示させることができる。なお、重み付け係数は、上記の例に限られるものではない。
ここで、溶骨型骨転移は、骨が溶ける骨転移であるため、溶骨型骨転移領域の画素値（ＣＴ値）は、骨が溶けているので低くなる。一方、造骨型骨転移は、骨が石灰化するので逆に画素値が高くなる。
したがって、現在の３次元画像６から過去の３次元画像６を減算することによって差分画像を生成した場合、溶骨型骨転移領域は負の差分値となって現れ、一方、造骨型骨転移領域は正の差分値となって現れる。
本実施形態においては、溶骨型骨転移領域と造骨型骨転移領域のうち溶骨型骨転移領域のみを強調して表示したいので、上述したように重み付けをする際、溶骨型骨転移領域の差分値のみが大きくなるようにする。すなわち、強調表示対象領域に属する画素の差分値のうち、負の差分値のみに重み付け係数として「２」を掛け合わせ、正の差分値には重み付け係数として「１」を掛け合わせる。
そして、負の差分値の絶対値の大きさに応じて黄色〜赤色に変化するグラデーション表示とし、負の差分値の絶対値が大きいほど赤味を強くして表示させる。一方、正の差分値についてもカラー表示するが、差分値の大きさに応じて水色（絶対値：小）〜濃紺（絶対値：大）に変化するグラデーション表示とし、溶骨型骨転移領域のカラー表示よりも目立たなくする。
図６は、アキシャル断層画像（現在の３次元画像６）に対して、上述したように重み付けをした差分画像を重ね合わせて表示させた例を示す模式図である。なお、ここでは溶骨型骨転移領域のみが存在し、造骨型骨転移領域は存在しない例を示す。図６では赤味が強い部分（差分値の絶対値が大きい部分）を斜線で示している。図６に示すように差分画像のうち、中央柱の領域ＣＲに属する差分画像ＳＩ１の赤味が強く表示され、前柱の領域ＦＲに属する差分画像ＳＩ２は黄色に近い色で表示される。なお、重み付けをする前の差分画像ＳＩ１と差分画像ＳＩ２とは同じ程度の差分値であるとする。
なお、図６に示すように溶骨型骨転移領域（差分画像）が、中央柱の領域ＣＲと前柱の領域ＦＲとに跨る場合において、たとえば前柱の領域ＦＲに属する差分画像ＳＩ２の面積が予め設定された閾値以下である場合、または中央柱の領域ＣＲに属する差分画像ＳＩ１に対する前柱の領域ＦＲに属する差分画像ＳＩ２の面積の比率が予め設定された閾値以下である場合には、差分画像ＳＩ２の部分の危険性も差分画像ＳＩ２の部分と同様であるとして、差分画像ＳＩ１と同じ重み係数を用いてカラー表示させるようにしてもよい。
また、図７は、溶骨型骨転移領域（差分画像）が、中央柱の領域ＣＲと前柱の領域ＦＲとにそれぞれ別々に存在する場合の表示例を示す模式図である。図７においても赤味が強い部分（差分値の絶対値が大きい部分）を斜線で示している。図７に示すように中央柱の領域ＣＲに属する差分画像ＳＩ１の赤味が強く表示され、前柱の領域ＦＲに属する差分画像ＳＩ２は黄色に近い色で表示される。なお、ここでも重み付けをする前の差分画像ＳＩ１と差分画像ＳＩ２とは同じ程度の差分値であるとする。
なお、差分画像のカラー表示については、上記の例に限らず、差分値の絶対値が大きいほど観察者の注意をひくような表示方法であればよい。たとえば同じ色相の色を差分値の絶対値が大きくなるほど彩度または明度を高くして表示するようにしてもよい。
表示装置３は、液晶ディスプレイなどの表示デバイスを備えたものであり、３次元画像６および差分画像などを表示するものである。なお、表示装置３は、本発明の表示部に相当するものである。
入力装置４は、ユーザによる種々の設定入力を受け付けるものであり、キーボードやマウスなどの入力デバイスを備えたものである。入力装置４は、たとえば患者の識別情報の設定入力などを受け付けるものである。
なお、タッチパネルを用いることによって表示装置３と入力装置４と兼用するようにしてもよい。
次に、本実施形態の医用画像診断支援システムの作用について、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ユーザによる患者の識別情報などの入力に基づいて、その患者を異なる時点で撮影した２枚の３次元画像６が画像取得部１０によって取得される（Ｓ１０）。
画像取得部１０によって取得された２枚の３次元画像６のうち現在の３次元画像６が強調表示対象領域特定部１１に入力される。強調表示対象領域特定部１１は、現在の３次元画像６に含まれる椎骨、椎間板および脊髄を識別し、その情報に基づいて、強調表示対象領域として中央柱の領域を特定する（Ｓ１２，Ｓ１４）。
一方、画像取得部１０によって取得された２枚の３次元画像６は骨転移領域特定部１２に入力される。骨転移領域特定部１２は、過去の３次元画像を現在の３次元画像６に合わせるように位置合わせ処理を行い、位置合わせ処理後の３次元画像６の差分を算出することによって差分画像を生成し、これにより溶骨型骨転移領域を特定する（Ｓ１６）。
強調表示対象領域特定部１１によって特定された中央柱の領域の情報と骨転移領域特定部１２によって生成された差分画像とが表示制御部１３に入力される。表示制御部１３は、中央柱の領域の情報に基づいて、差分画像を構成する各画素の差分値に対して上述したような重み付けを行う（Ｓ１８）。そして、表示制御部１３は、現在の３次元画像６に対して、重み付けされた差分画像を重ね合わせてカラー表示させる（Ｓ２０）。
上記実施形態の医用画像診断支援システムによれば、３次元画像６に基づいて、背骨領域内の強調表示対象領域を特定する。すなわち、溶骨型骨転移領域が発症すると危険な部位を強調表示対象領域として特定する。
そして、背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定し、その溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる。これにより、その溶骨型骨転移の危険性を医師などに示すことができ、患者のＱＯＬに大きく関わる溶骨型骨転移の見落しを防止することができる。
次に、本発明の画像表示制御装置および方法並びにプログラムの第２の実施形態を用いた医用画像診断支援システムについて説明する。第２の実施形態の医用画像診断支援システムは、第１の実施形態の医用画像診断支援システムとは骨転移領域特定部１２の機能が異なる。
第１の実施形態においては、骨転移領域特定部１２において差分画像を生成することによって溶骨型骨転移領域を特定するようにしたが、第２の実施形態の骨転移領域特定部１２は、機械学習によって椎骨の溶骨型骨転移領域を学習させた識別器を用いて溶骨型骨転移領域を特定するものである。なお、本実施形態においては、差分画像を生成しないので過去の３次元画像を取得する必要がない。
具体的には、第２の実施形態の骨転移領域特定部１２は、ＡｄａＢｏｏｓｔ等の機械学習アルゴリズムによって溶骨型骨転移領域を識別可能に作成した識別器を現在の３次元画像６上で走査させ、３次元画像６を構成する各画素について、溶骨型骨転移領域の存在確率を表すスコアを算出する。そして、そのスコアが最大または予め設定された閾値以上の画素位置を検出することによって溶骨型骨転移領域を特定する。なお、機械学習によって作成された識別器を用いて骨転移領域を検出する方法については、たとえば「Hammon, Matthias and Dankerl, Peter and Tsymbal, Alexey and Wels, Michael and Kelm, Michael and May, Matthias and Suehling, Michael and Uder, Michael and Cavallaro, Alexander (2013) “Automatic detection of lytic and blastic thoracolumbar spine metastases on computed tomography”, European radiology, 23(7), pp. 1862-1870」に記載されている。
そして、本実施形態の骨転移領域特定部１２は、さらに画素毎に求められたスコアをマッピングしたスコアマップを作成する。このスコアマップは、溶骨型骨転移領域のスコアがその他の領域よりも高いマップとなっている。すなわち、第２の実施形態は、第１の実施形態の差分画像の代わりにスコアマップを用いるようにしたものである。
第２の実施形態の表示制御部１３は、骨転移領域特定部１２によって生成されたスコアマップをカラー画像化したスコアマップ画像と現在の３次元画像６とを重ね合わせて表示装置３に表示させる。
表示制御部１３は、スコアマップ画像については、そのスコアマップ画像を構成する各画素のスコアの大きさに応じて異なる色を割り当てて表示させるものであり、スコアが大きいほど目立つ色で表示する。具体的には、たとえばスコアの大きさに応じて黄色〜赤色に変化するグラデーション表示とし、スコアが大きいほど赤味を強くして表示させる。
さらに、表示制御部１３は、スコアマップ画像をカラー表示する際、強調表示対象領域に属する画素と強調表示対象領域に属さない画素とにそれぞれ異なる重み付けをする。具体的には、強調表示対象領域に属する画素のスコアに対して重み付け係数２を掛け合わせ、強調表示対象領域に属さない画素のスコアに対して重み付け係数１を掛け合わせることによって、強調表示対象領域に属するスコアの大きさを２倍にする。これにより強調表示対象領域をそれ以外の領域よりも強調して表示させることができる。なお、重み付け係数は、上記の例に限られるものではない。また、その他の構成については、第１の実施形態と同様である。
なお、上記第２の実施形態においては、機械学習によって作成された識別器を用いて溶骨型骨転移領域を特定するようにしたが、このような識別器に限らず、たとえば公知なフィルタ処理を用いることによって溶骨型骨転移領域を特定するようにしてもよい。たとえば、ＡｄａＢｏｏｓｔ等の他の学習および識別手法を用いても良い。また、予め溶骨型骨転移と診断された症例を収集して、溶骨型骨転移領域の平均的または一般的な形状および濃度分布等を求め、同様の形状および濃度分布を持つ領域を抽出するためのフィルタを設計しておき、新たな３次元画像６中を、そのフィルタを用いて探索し、溶骨型骨転移領域の有無と位置を自動抽出するようにしてもよい。
また、上記第１および第２の実施形態においては、強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域と強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域とに異なる重み付けをするようにしたが、たとえば強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域に対する重み付けをゼロにすることによって強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域をカラー表示させないようにし、これにより強調表示対象領域の溶骨型骨転移領域を強調表示するようにしてもよい。
また、上記第１および第２の実施形態においては、差分画像またはスコアマップ画像をカラー表示することによって溶骨型骨転移領域を強調して表示するようにしたが、溶骨型骨転移領域の強調方法としてはこれに限らず、たとえば溶骨型骨転移領域を指し示す矢印の画像または溶骨型骨転移領域を指し示す枠画像（バウンディングボックス）を表示させることによって溶骨型骨転移領域を強調表示してもよい。
そして、このように溶骨型骨転移領域を指し示す図形（矢印または枠）を表示する場合においても、溶骨型骨転移領域のうち強調表示対象領域に属する領域を指し示す図形を、強調表示対象領域以外の領域に属する溶骨型骨転移領域を指し示す図形よりも強調して表示させる。
図９は、第１の実施形態の骨転移領域特定部１２によって生成された差分画像ＳＩ１，ＳＩ２をそれぞれ矢印画像Ａ１，Ａ２によって指し示すことによって強調表示した例を示す図である。この場合、強調表示対象領域である中央柱の領域ＣＲに属する差分画像ＳＩ１を指し示す矢印画像Ａ１を矢印画像Ａ２よりも強調して表示する。
具体的には、たとえば矢印画像Ａ１をカラー表示し、矢印画像Ａ２をモノクロ表示するようにすればよい。または矢印画像Ａ１および矢印画像Ａ２をそれぞれカラー表示し、かつ矢印画像Ａ１をより目立つ赤色で表示し、矢印画像Ａ２を黄色または青色などで表示するようにしてもよい。または、図９においては、矢印画像Ａ１と矢印画像Ａ２とを同じ大きさとしたが、矢印画像Ａ１を矢印画像Ａ１によりも大きくすることによって強調表示してもよい。もしくは、矢印画像Ａ１を点滅表示させ、矢印画像Ａ２を常時表示させることによって矢印画像Ａ１を強調表示するようにしてもよい。また、矢印画像Ａ１のみを表示させ、矢印画像Ａ２を表示させないようにしてもよい。要するに、矢印画像Ａ１は、観察者の注意を引くような表示方法であれば如何なる表示方法を用いるようにしてもよい。なお、溶骨型骨転移領域を指し示す枠画像（バウンディングボックス）を表示する際も同様である。
１ 画像表示制御装置
２ 医用画像保管サーバ
３ 表示装置
４ 入力装置
６ ３次元画像
１０ 画像取得部
１１ 強調表示対象領域特定部
１２ 骨転移領域特定部
１３ 表示制御部
Ａ１，Ａ２ 矢印画像
Ｃ 椎体
Ｄ 椎間板
Ｓ 脊髄
ＣＬ１ 中心線
ＣＬ２ 中心線
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４ 交点
Ｐ３ 中点
ＰＬ１ 平面
ＣＲ 中央柱を含む領域
ＦＲ 前柱を含む領域
ＢＲ 後柱を含む領域
ＳＩ１，ＳＩ２ 差分画像

Claims (13)

  1. 被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得する画像取得部と、
    前記画像に基づいて、前記背骨領域内の強調表示対象領域を特定する強調表示対象領域特定部と、
    前記背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定する骨転移領域特定部と、
    前記画像を表示部に表示させる表示制御部とを備え、
    該表示制御部が、前記溶骨型骨転移領域のうち前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることを特徴とする画像表示制御装置。
  2. 前記画像取得部が、前記被検体の背骨を異なる時点で撮影した複数の画像を取得し、
    前記骨転移領域特定部が、前記複数の画像の差分画像を生成することによって前記溶骨型骨転移領域を特定し、
    前記表示制御部が、前記差分画像に基づいて、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる請求項１記載の画像表示制御装置。
  3. 前記表示制御部が、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域の差分画像と前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域の差分画像とに異なる重み付けをすることによって、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調して表示させる請求項２記載の画像表示制御装置。
  4. 前記溶骨型骨転移領域特定部が、前記画像に基づいて、前記溶骨型骨転移領域の存在確率を表すスコアマップを生成し、
    前記表示制御部が、前記スコアマップに基づいて、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる請求項１記載の画像表示制御装置。
  5. 前記溶骨型骨転移領域特定部が、機械学習によって作成された識別器を用いて前記溶骨型骨転移領域の特定し、該特定する際に取得されたスコアをマッピングして前記スコアマップを生成し、
    前記表示制御部が、前記スコアマップに基づいて、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させる請求項４記載の画像表示制御装置。
  6. 前記表示制御部が、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域のスコアマップと前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域のスコアマップとに異なる重み付けをすることによって、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を強調して表示させる請求項４または５記載の画像表示制御装置。
  7. 前記表示制御部が、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域と前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域とを異なる色で表示させる請求項１から６いずれか１項記載の画像表示制御装置。
  8. 前記表示制御部が、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を指し示す図形を、前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域を指し示す図形よりも強調して表示させる請求項１から７いずれか１項記載の画像表示制御装置。
  9. 前記表示制御部が、前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を指し示す図形と前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域を指し示す図形とを異なる色で表示させる請求項８記載の画像表示制御装置。
  10. 前記強調表示対象領域特定部が、前記背骨の中央柱の領域を強調表示対象領域として特定する請求項１から９いずれか１項記載の画像表示制御装置。
  11. 前記強調表示対象領域特定部が、前記背骨の前柱、中央柱および後柱の領域を分割して特定し、前記中央柱の領域を強調表示対象領域として特定する請求項１０記載の画像表示制御装置。
  12. 被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得し、
    前記画像に基づいて、前記背骨領域内の強調表示対象領域を特定し、
    前記背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定し、
    前記画像を表示部に表示させ、かつ前記溶骨型骨転移領域のうち前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることを特徴とする画像表示制御方法。
  13. コンピュータを、
    被検体の背骨の少なくとも一部を含む背骨領域を撮影した画像を取得する画像取得部と、
    前記画像に基づいて、前記背骨領域内の強調表示対象領域を特定する強調表示対象領域特定部と、
    前記背骨領域に含まれる溶骨型骨転移領域を特定する骨転移領域特定部と、
    前記画像を表示部に表示させる表示制御部として機能させる画像表示制御プログラムであって、
    前記表示制御部が、前記溶骨型骨転移領域のうち前記強調表示対象領域に属する溶骨型骨転移領域を前記強調表示対象領域以外の溶骨型骨転移領域よりも強調して表示させることを特徴とする画像表示制御プログラム。
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