JP2020000370A - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】乳房の厚みの如何にかかわらず、精度良く乳腺の割合を導出することができる、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供する。【解決手段】コンソール６では、制御部４０が、乳房を撮影した放射線画像、及び放射線画像の撮影における、乳房の厚みを表す情報を取得する取得部と、取得部が取得した放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、乳房の厚みＴが予め定められた厚み以上の場合と、乳房の厚みＴが予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する導出部として機能する。【選択図】図６

Description

本開示は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。

一般に、いわゆるマンモグラフィ装置により被検者の乳房を撮影して得られた放射線画像に基づいて、乳房における乳ガン等の関心物の診断が行われている。乳腺の割合が高い乳房の場合、放射線画像における関心物の画像が乳腺により隠れてしまい、見え難くなる場合があるため、乳腺の割合を導出する技術が知られている。例えば、非特許文献１には、放射線画像の撮影における圧迫板の高さを表す情報を取得して、乳腺の割合の算出に利用する技術が記載されている。

"デジタル乳房画像を用いた乳腺線量の計測"、医用画像情報学会雑誌、Vol.24, No.1, pp.6-12, 2007.

ところで、放射線画像の撮影において取得される乳房の厚みには誤差が含まれる場合が多い。乳房の厚みに含まれる誤差は、乳腺の割合の導出精度に影響し、誤差が大きいほど、導出される乳腺の割合の精度が低下する。この誤差の影響は、乳房の厚みが薄いほど大きくなり、導出される乳腺の割合の精度が低下する懸念がある。

非特許文献１に記載の技術においても、上述のように、導出される乳腺の割合の精度が低下する懸念がある。

本開示は、上記事情を考慮して成されたもので、乳房の厚みの如何にかかわらず、精度良く乳腺の割合を導出することができる、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示の第１の態様の画像処理装置は、乳房を撮影した放射線画像、及び放射線画像の撮影における、乳房の厚みを表す情報を取得する取得部と、取得部が取得した放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、乳房の厚みが予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する導出部と、を備えた。

本開示の第２の態様の画像処理装置は、第１の態様の画像処理装置において、導出部は、乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合、乳房の厚みに基づいて、乳房画像の乳腺の割合を導出する。

本開示の第３の態様の画像処理装置は、第１の態様または第２の態様の画像処理装置において、導出部は、乳房の厚みが予め定められた厚み未満の場合、放射線画像における、脂肪組織のみで構成されると推定される乳房の部分によって得られる脂肪組織画素に対する到達線量、または放射線画像における、乳腺組織のみで構成されると推定される乳房の部分によって得られる乳腺組織画素に対する到達線量に基づいて、乳房画像の乳腺の割合を導出する。

本開示の第４の態様の画像処理装置は、第３の態様の画像処理装置において、導出部は、乳房のタイプが高濃度タイプの場合、乳腺組織画素に対する到達線量に基づいて、乳房画像の乳腺の割合を導出する。

本開示の第５の態様の画像処理装置は、第３の態様または第４の態様の画像処理装置において、導出部は、乳房のタイプが高濃度タイプ以外の場合、脂肪組織画素に対する到達線量に基づいて、乳房画像の乳腺の割合を導出する。

本開示の第６の態様の画像処理装置は、第１の態様から第５の態様のいずれか１態様の画像処理装置において、予め定められた厚みは、乳房の厚みの測定値に含まれる誤差に応じた厚みである。

本開示の第７の態様の画像処理装置は、第１の態様から第６の態様のいずれか１態様の画像処理装置において、乳房の厚みを表す情報は、乳房を撮影する場合に乳房を圧迫する圧迫板の高さを表す情報である。

本開示の第８の態様の画像処理装置は、第１の態様から第７の態様のいずれか１態様の画像処理装置において、導出部は、乳腺の割合を画素毎に導出する。

本開示の第９の態様の画像処理方法は、乳房を撮影した放射線画像、及び放射線画像の撮影における、乳房の厚みを表す情報を取得し、放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、乳房の厚みが予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する、処理を含む。

本開示の第１０の態様の画像処理プログラムは、コンピュータに、乳房を撮影した放射線画像、及び放射線画像の撮影における、乳房の厚みを表す情報を取得し、放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、乳房の厚みが予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する、処理を実行させるためのものである。

本開示によれば、高濃度タイプの乳房であっても、乳房の厚みの如何にかかわらず、精度良く乳腺の割合を導出することができる。

実施形態の放射線画像撮影システム全体の構成の一例を表す構成図である。 実施形態のコンソール及びマンモグラフィ装置の構成の一例を表すブロック図である。 被検者の左の乳房を撮影する場合のマンモグラフィ装置の状態の一例を示す正面図である。 被検者の右の乳房を撮影する場合のマンモグラフィ装置の状態の一例を示す正面図である。 実施形態の放射線画像撮影システム全体における、被検者の乳房の放射線画像を撮影する撮影動作の流れの一例を表すフローチャートである。 実施形態のマンモグラフィ装置における、放射線画像の撮影動作の流れの一例を表すフローチャートである。 実施形態のコンソールで実行される乳腺割合導出処理の流れの一例を表すフローチャートである。 実施形態の乳腺割合の導出原理を説明するための模式図である。 実施形態のコンソールが表示部に表示させる放射線画像等の表示の一例を示した説明図である。 実施形態のコンソールで実行される乳腺割合導出処理の流れの他の例を表すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を限定するものではない。

まず、本実施形態の放射線画像撮影システム全体の構成の一例について説明する。図１には、本実施形態の放射線画像撮影システム１の全体の構成の一例を表す構成図を示す。

本実施形態の放射線画像撮影システム１は、コンソール６を介して外部のシステム（例えば、ＲＩＳ：Radiology Information System）から入力された指示（撮影オーダ）に基づいて、医師や放射線技師等のユーザの操作により放射線画像の撮影を行う機能を有している。

図１に示すように、本実施形態の放射線画像撮影システム１は、コンソール６及びマンモグラフィ装置１０を備えている。図２には、本実施形態のコンソール６及びマンモグラフィ装置１０の構成の一例を表すブロック図を示す。

本実施形態のコンソール６は、無線通信ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して外部システム等から取得した撮影オーダや各種情報等を用いて、マンモグラフィ装置１０の制御を行う機能を有している。本実施形態のコンソール６が、本開示の画像処理装置の一例である。

本実施形態のコンソール６は、一例として、サーバーコンピュータである。図２に示すように、コンソール６は、制御部４０、記憶部４２、Ｉ／Ｆ（Interface)部４４、表示部４６、及び操作部４８を備えている。制御部４０、記憶部４２、Ｉ／Ｆ部４４、表示部４６、及び操作部４８はシステムバスやコントロールバス等のバス４９を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。

本実施形態の制御部４０は、コンソール６の全体の動作を制御する。本実施形態の制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０Ｂ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）４０Ｃを備える。ＲＯＭ４０Ｂには、ＣＰＵ４０Ａで実行される、後述する乳腺割合導出処理プログラムを含む各種のプログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭ４０Ｃは、各種データを一時的に記憶する。

記憶部４２には、マンモグラフィ装置１０で撮影された放射線画像の画像データや、その他の各種情報等が記憶される。記憶部４２の具体例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等が挙げられる。Ｉ／Ｆ部４４は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、マンモグラフィ装置１０やＲＩＳ及びＰＡＣＳ(Picture Archiving and Communication System：画像保存通信システム）等の外部のシステムとの間で各種情報の通信を行う。

表示部４６は、撮影に関する情報等及び撮影により得られた放射線画像等を表示する。操作部４８は、放射線画像の撮影の指示及び撮影された放射線画像の画像処理に関する指示等を、ユーザが入力するために用いられる。操作部４８は、一例としてキーボードや各種スイッチの形態を有するものであってもよいし、表示部４６と一体化されたタッチパネルの形態を有するものであってもよい。

一方、本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、被検者の乳房を被写体とし、乳房に放射線Ｘ（Ｘ線）を照射して乳房の放射線画像を撮影する装置である。マンモグラフィ装置１０は、図１に示すように、撮影部１２と、撮影部１２を支える基台部１４と、を備える。

撮影部１２は、被検者の乳房と接する平面状の撮影面２４を有する撮影台１６と、乳房を撮影台１６の撮影面２４との間に挟んで圧迫するための圧迫板２０と、撮影台１６及び圧迫板２０を支持する保持部１８と、を備える。なお、圧迫板２０には、放射線Ｘを透過する部材が用いられる。また、本実施形態の撮影部１２は、詳細を後述するように、撮影台１６を保持した状態で、撮影部回転部１９により回転する。

保持部１８は、撮影面２４と放射線源２９とを予め定められた間隔離して撮影台１６と放射線源２９とを支持する。また、保持部１８は、圧迫板２０も保持しており、圧迫板２０をスライド移動させることにより、圧迫板２０と撮影面２４との間隔が変化する。

マンモグラフィ装置１０により被検者の乳房の放射線画像を撮影する場合、ユーザにより被検者のポジショニングが行われ、撮影台１６の撮影面２４に載せられた乳房を、圧迫板２０と撮影面２４との間で圧迫することで固定する。

撮影台１６の内部には、乳房及び撮影面２４を通過した放射線Ｘを検出する放射線検出器１１が配置されている。放射線検出器１１が検出した放射線Ｘに基づいて放射線画像が生成される。本実施形態の放射線検出器１１の種類は、特に限定されず、例えば、放射線Ｘを光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器であってもよいし、放射線Ｘを直接電荷に変換する直接変換方式の放射線検出器であってもよい。本実施形態では、マンモグラフィ装置１０の放射線検出器１１から出力された放射線画像を表す画像データは、コンソール６に送信される。

また、本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、乳房に対して、撮影方向が頭尾方向である、ＣＣ（Cranio-Cauda）撮影と、撮影方向が内外斜位方向であるＭＬＯ（Medio-Lateral Oblique）撮影との両方を行うことができる装置である。以下の説明では、放射線画像の撮影において、放射線源２９から撮影台１６へ放射線Ｘを出射する場合における放射線源２９の位置を「撮影位置」という。

ＣＣ撮影を行う場合は、撮影面２４がマンモグラフィ装置１０の上側（被検者の頭側）を向いた状態、すなわち撮影面２４の法線方向が垂直となる状態に撮影台１６が調整される。また、この場合、放射線源２９の位置が、撮影台１６の撮影面２４と対向する撮影位置に調整される。具体的には、放射線源２９の位置が撮影面２４の法線ＣＬ（図３Ａ、図３Ｂ参照）に対して垂直方向（すなわち、法線ＣＬ（図３Ａ、図３Ｂ参照）とのなす角度が０度）の撮影位置に調整される。これにより、被検者の頭側から足側に向かって、放射線源２９から乳房へ放射線Ｘが出射されて、ＣＣ撮影がなされる。

また、ＭＬＯ撮影を行う場合は、ＣＣ撮影を行う場合に比べて撮影面２４を４５度以上９０度未満の範囲内の予め定められた角度まで回転された状態に撮影台１６の位置が、撮影部回転部１９により調整される。具体的には、被検者の左の乳房を撮影する場合は、一例として図３Ａの破線で示すように、撮影台１６を撮影部回転部１９により回転させて撮影面２４を右側に傾斜させた状態とする。また、被検者の右の乳房を撮影する場合は、図３Ｂの破線で示すように、撮影台１６を撮影部回転部１９により回転させて撮影面２４を左側に傾斜させた状態とする。これに対して、放射線源２９の位置は、撮影台１６の撮影面２４と対向する撮影位置に調整される。これにより、被検者の胴体の中心側から外側へ向かって（被検者の乳房同士の間から腕側に向けて）、放射線源２９から乳房へ放射線Ｘが出射されて、ＭＬＯ撮影がなされる。

このように、本実施形態のマンモグラフィ装置１０では、ＣＣ撮影及びＭＬＯ撮影のいずれにおいても、撮影位置では、放射線源２９と撮影面２４とが対向する位置となる。以下では、ＣＣ撮影により得られた放射線画像を「ＣＣ画像」といい、ＭＬＯ撮影により得られた放射線画像を「ＭＬＯ画像」といい、また、総称する場合は単に「放射線画像」という。

また、図２に示すように、本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、放射線検出器１１、撮影部回転部１９、放射線源２９を有する放射線照射部２８、制御部３０、記憶部３２、Ｉ／Ｆ部３４、及び操作パネル３６を備える。放射線検出器１１、撮影部回転部１９、放射線照射部２８、制御部３０、記憶部３２、Ｉ／Ｆ部３４、及び操作パネル３６は、システムバスやコントロールバス等のバス３９を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。

本実施形態の制御部３０は、マンモグラフィ装置１０の全体の動作を制御する。また、本実施形態の制御部３０は、放射線画像の撮影を行う場合に、放射線検出器１１及び放射線照射部２８を制御する。本実施形態の制御部３０は、ＣＰＵ３０Ａ、ＲＯＭ３０Ｂ、及びＲＡＭ３０Ｃを備える。ＲＯＭ３０Ｂには、ＣＰＵ３０Ａで実行される、放射線画像の撮影を制御するためのプログラムを含む各種のプログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭ３０Ｃは、各種データを一時的に記憶する。

記憶部３２には、放射線検出器１１により撮影された放射線画像の画像データや、その他の各種情報等が記憶される。記憶部３２の具体例としては、ＨＤＤやＳＳＤ等が挙げられる。Ｉ／Ｆ部３４は、無線通信または有線通信により、コンソール６との間で各種情報の通信を行う。操作パネル３６は、例えば、マンモグラフィ装置１０の撮影台１６に複数のスイッチとして設けられている。なお、操作パネル３６は、タッチパネルとして設けられてもよい。

次に、本実施形態の放射線画像撮影システム１の作用について説明する。図４には、本実施形態の放射線画像撮影システム１全体における、被検者の乳房の放射線画像を撮影する撮影動作の流れの一例を表すフローチャートが示されている。

図４に示したステップＳ１０でマンモグラフィ装置１０は、コンソール６を介したユーザの指示に従い、放射線画像の撮影を行う。ユーザにより、被検者のポジショニングが行われると、ユーザの指示に応じて、マンモグラフィ装置１０が放射線の撮影動作を開始する。図５には、本実施形態のマンモグラフィ装置１０における、放射線画像の撮影動作の流れの一例を表すフローチャートが示されている。

図５に示したステップＳ１００で、制御部３０は、圧迫板２０により、撮影台１６の撮影面２４に載せられた乳房を圧迫する。

圧迫板２０により圧迫されることで乳房が固定されると、次のステップＳ１０２で制御部３０は、圧迫板２０の高さ、具体的には、撮影面２４と圧迫板２０との距離を取得する。制御部３０が圧迫板２０の高さを取得する方法は特に限定されず、例えば、予め定められた初期位置から、乳房を圧迫するために圧迫板２０を移動させた移動量を検出し、初期位置及び移動量に基づいて圧迫板２０の高さを取得してもよい。本実施形態の放射線画像撮影システム１では、撮影における圧迫板２０の高さを、撮影における乳房の厚みとみなしている。

次のステップＳ１０４で制御部３０は、ユーザの指示に応じて放射線源２９から放射線Ｘを被検者の乳房に向けて照射し、放射線検出器１１により、乳房の放射線画像を撮影する。なお、放射線検出器１１により撮影された放射線画像の画像データは、撮影の終了直後のタイミングや、コンソール６から画像データの送信を受け付けたタイミング等の予め定められたタイミングで、圧迫板２０の高さを表す情報と対応付けた状態でコンソール６に送信される。

次のステップＳ１０６で制御部３０は、圧迫板２０による乳房の圧迫を解除する。具体的には、制御部３０は、撮影台１６から離れる方向（放射線源２９に近付く方向）に圧迫板２０を移動させることで、乳房の圧迫を解除する。本ステップの終了により、マンモグラフィ装置１０における、放射線画像の撮影動作が終了する。

なお、ステップＳ１０によって撮影される放射線画像は、撮影オーダや、ユーザの指示等に応じた画像であればよく、ＣＣ画像及びＭＬＯ画像の一方であってもよいし、両方であってもよい。

このようにしてステップＳ１０（図４参照）における放射線画像の撮影が終了すると、次のステップＳ１２でコンソール６は、図６に一例を示した後述する乳腺割合導出処理を行い、放射線画像から、乳房の乳腺の割合を導出した後、放射線画像撮影システム１全体における撮影動作が終了する。

上述のように、本実施形態のコンソール６は、乳房を撮影した放射線画像から、乳房の乳腺の割合を導出する機能を有する。ここで、放射線画像から乳房の乳腺の割合を導出する原理について説明する。なお、ここでいう乳腺の割合とは、乳房組織に占める乳腺組織の体積比を意味する。乳腺の割合は、放射線Ｘの照射方向である乳房の厚み方向における乳腺の割合を示すものであって、乳腺がなく脂肪のみからなる場合には乳腺の割合は０になり、乳腺密度が高くなるほど乳腺の割合は大きくなる。

図７に示すように、放射線Ｘは、被写体Ｗである乳房を透過することにより、減弱するため、放射線検出器１１に到達する線量（以下、「到達線量」という）が異なる。図７に示した（Ａ）は、放射線源２９から照射された放射線Ｘが乳房を透過せずに、直接、放射線検出器１１に到達した場合を、（Ｂ）は、放射線源２９から照射された放射線Ｘが乳房を透過してから放射線検出器１１に到達した場合を模式的に示している。（Ａ）の場合の到達線量と、（Ｂ）の場合の到達線量との差（（Ａ）−（Ｂ））が、乳房による放射線Ｘの減弱に等しい。乳房による放射線Ｘの減弱は、乳房の厚みＴと、乳房の組成（乳腺の割合Ｒ）とによって定まる。乳房の組織が、乳腺組織及び脂肪組織から構成されるとした場合、具体的には、乳房による減弱（（Ａ）−（Ｂ））は、下記（１）式により、導出される。なお、下記（１）式におけるＲは、乳腺の割合（０〜１の数値）を表している。

なお、上記（１）式における、

は、脂肪組織による放射線Ｘの減弱を表し、

は、乳腺組織による放射線Ｘの減弱を表している。

上記（１）式から、放射線画像（乳房画像）の画素毎の乳腺の割合Ｒは、下記（２）式により導出される。

なお、上記（２）式における、Ｉ_０は、放射線画像における、乳房を透過せずに直接照射された放射線Ｘに応じた領域である直接領域（いわゆる、素抜け領域）における到達線量であり、Ｉ_１は、乳房領域における到達線量である。

上記（２）式により導出された画素毎の乳腺の割合Ｒを、放射線画像の乳房画像（乳房領域）全体で統合することにより、乳房全体における乳腺の体積、及び乳房全体の体積に対する乳腺の割合を導出することができる。

上記（２）式では、乳房の厚みＴを用いているが、撮影において取得した乳房の厚みＴには誤差が含まれる場合が多い。乳房の厚みＴに含まれる誤差の大きさは、乳房の厚みによらず同程度である。そのため、乳房の厚みＴが薄いほど、相対的に誤差の影響が大きくなり、導出される乳腺の割合の精度が低下する懸念がある。

一方、乳房を撮影した放射線画像の乳房画像から、脂肪組織のみで構成されていると推定される乳房の部分によって得られる脂肪組織画素における到達線量をＡとした場合、到達線量Ａと、乳房の厚みには、下記（３）式の関係がある。本実施形態では、到達線量Ａをｌｏｇ変換した値が対応する脂肪組織画素の画素値となる。なお、ここでいう「脂肪組織画素」とは、脂肪組織のみで構成されていると推定される乳房の部分に対応する画素であるが、例えば、少なくとも乳腺組織よりも脂肪組織の割合が高く、かつ脂肪組織の割合が脂肪組織のみとみなすための予め定められた閾値よりも高い乳房の部分に対応する画素であればよい。

上記（３）式を、上記（２）式に代入すると、下記（４）式が得られる。下記（４）式による乳腺の割合Ｒの導出は、上記（２）式による乳腺の割合Ｒの導出に比べて、乳房の厚みＴの影響を受けにくい。

また、特開２０１０−２５３２４５号公報に記載された方法では、上記（３）式から乳房の厚みＴを推定して得られた下記（５）式により、乳腺の割合Ｒを導出する。下記（５）式によれば、脂肪組織が最も多く含まれる部分（画素）について、Ｒ＝０（０％）が、乳腺の割合として導出される。

上記（５）式によれば、乳房の厚みＴを用いずに乳腺の割合Ｒを導出することができるため、上記（１）式を用いた乳腺の割合Ｒの導出、及び（２）式を用いた乳腺の割合Ｒの導出に比べて、乳房の厚みＴの影響を受けない。そのため、上記（５）式を用いて乳腺の割合Ｒを導出する場合、乳房の厚みＴに含まれる上記の誤差の影響によって乳腺の割合の導出精度が低下してしまうのを抑制することができる。

一方、上記（５）式を用いた乳腺の割合の導出方法では、脂肪組織画素の画素値が用いられるが、脂肪組織画素が乳房画像に含まれていない場合、乳腺の割合の導出精度が低下する懸念がある。例えば、乳房のタイプについて、一般的に、脂肪性タイプ、乳腺散在タイプ、不均一高濃度タイプ、及び高濃度タイプが知られているが、これらのうちの高濃度タイプ、いわゆるデンスブレストでは、他のタイプに比べて、脂肪組織画素が乳房画像に含まれない場合が多くなる傾向にある。

乳房のタイプが高濃度タイプの場合、脂肪組織画素が乳房画像に含まれない場合が多い一方、乳腺組織のみで構成されていると推定される乳房の部分によって得られる乳腺組織画素が含まれる場合が多い。なお、ここでいう「乳腺組織画素」とは、乳腺組織のみで構成されていると推定される乳房の部分に対応する画素であるが、例えば、少なくとも脂肪組織よりも乳腺組織の割合が高く、かつ乳腺組織の割合が乳腺組織のみとみなすための予め定められた閾値よりも高い乳房の部分に対応する画素であればよい。

乳腺組織画素における到達線量をＧとした場合、到達線量Ｇと、乳房の厚みには、下記（６）式の関係がある。そのため、乳房のタイプが高濃度タイプの場合、下記（６）式から乳房の厚みＴを推定して得られた下記（７）式により乳腺の割合Ｒを導出することが好ましい。下記（７）式によれば、乳腺組織が最も多く含まれる部分（画素）について、Ｒ＝１（１００％）が、乳腺の割合として導出される。

上記（７）式を用いた場合も、乳房の厚みＴを用いずに乳腺の割合Ｒを導出することができるため、上記（１）式を用いた乳腺の割合Ｒの導出、及び（２）式を用いた乳腺の割合Ｒの導出に比べて、乳房の厚みＴの影響を受けない。そのため、上記（７）式を用いて乳腺の割合Ｒを導出する場合、乳房の厚みＴに含まれる上記の誤差の影響によって乳腺の割合の導出精度が低下してしまうのを抑制することができる

上述したように、乳房の厚みが薄いほど、乳房の厚みＴに含まれる誤差の影響により、乳腺の割合の導出精度が低下する。そこで、本実施形態のコンソール６では、乳房の厚みが薄い場合、乳房の厚みＴを用いない、上記（５）式または（７）式を用いて、乳腺の割合Ｒを導出し、乳房の厚みが厚い場合、乳房の厚みＴを用いた上記（２）式または（４）式を用いて乳腺の割合Ｒを導出する。

次に、図６を参照してコンソール６で実行される乳腺割合導出処理を説明する。図６には、本実施形態のコンソール６の制御部４０が実行する、乳腺割合導出処理の流れの一例を表したフローチャートが示されている。

本実施形態のコンソール６では、一例として、マンモグラフィ装置１０において、放射線画像の撮影(図４のステップＳ１０）が終了した場合に、制御部４０のＣＰＵ４０ＡがＲＯＭ４０Ｂに記憶されている乳腺割合導出処理プログラムを実行することにより、図６に示した乳腺割合導出処理を実行する。乳腺割合導出処理が実行されることにより、制御部４０が、本開示の取得部、及び導出部の一例として機能する。

図６に示すように、ステップＳ２００で制御部４０は、上記ステップＳ１０の撮影によって得られた放射線画像及び圧迫板２０の高さを取得する。具体的には、制御部４０は、放射線画像の画像データ、及び放射線画像の画像データに対応付けられている圧迫板２０の高さを表す情報を取得する。なお、放射線画像の取得先は、所望の放射線画像が記憶されている装置等であれば特に限定されず、マンモグラフィ装置１０及び自装置内の記憶部４２等のいずれであってもよい。本実施形態では、本ステップで取得した圧迫板の高さが、乳房の厚みＴに該当する。

次のステップＳ２０２で制御部４０は、乳房の厚みＴが、予め定められた厚さ以上（乳房の厚み≧予め定められた厚み以上）であるか否かを判定する。予め定められた厚さは、上述したように、乳房の厚みＴに含まれる誤差に応じた厚み、より具体的には、誤差が乳腺の割合の導出精度に影響を与えないとみなせる厚みを予め定めておけばよい。

乳房の厚みＴが予め定められた厚み以上の場合、ステップＳ２０２の判定が、肯定判定となり、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４で制御部４０は、乳房の厚みＴを用いずに、乳腺の割合を導出した後、ステップＳ２１２へ移行する。具体的には、制御部４０は、上記（２）式または上記（４）式を適用して、乳腺の割合Ｒを導出する。なお、上記（２）式及び上記（４）式のいずれを適用するかについては、予め定めておく形態としてもよいし、ユーザの指示等に応じて決定する形態としてもよい。また、脂肪組織画素の到達線量Ａが得られた場合は、上記（４）式を適用し、得られない場合は、上記（２）式を適用する形態としてもよい。なお、上述したように、上記（４）式の方が、上記（２）式に比べて、乳房の厚みＴの誤差の影響を受けにくいため、上記（２）式を適用するよりも、上記（４）式を適用することが好ましい。

なお、上記（４）式を適用する場合、制御部４０は、まず、放射線画像における乳房画像に含まれる脂肪組織画素を検出するが、その検出方法は特に限定されず、例えば、上記特開２０１０−２５３２４５号公報等に記載された技術を用いて検出すればよい。この公報に記載された技術を用いる場合、まず、放射線画像を、乳房画像と直接領域とに分割し、次いで、乳房画像内における、大胸筋領域を抽出して、乳房画像から大胸筋領域を除く。そして、大胸筋領域が除かれた乳房画像内で最も放射線Ｘの透過量が多い画素を、脂肪組織画素として検出する。

一方、乳房の厚みＴが予め定められた厚み未満の場合、ステップＳ２０２の判定が否定判定となり、ステップＳ２０６へ移行する。

ステップＳ２０６で制御部４０は、乳房のタイプが高濃度タイプであるか否かを判定する。制御部４０が乳房のタイプが高濃度タイプであるか否かを判定する方法は特に限定されない。例えば、乳房画像から乳房領域及びスキンラインを検出し、乳房領域の単一組成度合いを表す第１の指標値を算出し、また、乳房画像における、スキンラインから乳房領域内に向かう予め定められた範囲において、脂肪組織と乳腺組織との境界を検出し、境界の強度及びスキンラインからの距離の少なくとも一方に基づいて、乳房領域に対する乳腺の詰まり度合いを表す第２の指標値を算出し、第１の指標値及び第２の指標値に基づいて乳房のタイプを識別する方法が挙げられる。

また例えば、制御部４０は、特開平１１−０１９０７７号公報等に記載された技術を用いて判定してもよい。この公報に記載された技術では、放射線画像における乳房画像について、その画素値のヒストグラムを導出し、導出したヒストグラムの形状に基づいて、乳房のタイプを分類する。

乳房のタイプが高濃度タイプ、いわゆるデンスブレストの場合、ステップＳ２０６の判定が肯定判定となり、ステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０８で制御部４０は、乳房の厚みＴを用いずに、乳腺組織画素の画素値を用いて、乳腺の割合を導出した後、ステップＳ２１２へ移行する。具体的には、制御部４０は、放射線画像における乳房画像に含まれる乳腺組織画素を検出し、検出した乳腺組織画素の画素値を用いて、上記（７）式を適用して乳腺の割合Ｒを導出する。

なお、制御部４０が、乳房画像から乳腺組織画素を検出する方法は特に限定されず、例えば、特開２０１０−２５３２４５号公報等に記載された技術を用いて検出すればよい。この公報に記載された技術を用いる場合、まず、放射線画像を、乳房画像と直接領域とに分割し、次いで、乳房画像内における、大胸筋領域を抽出して、乳房画像から大胸筋領域を除く。そして、大胸筋領域が除かれた乳房画像内で最も放射線Ｘの透過量が少ない画素を、乳腺組織領域画素として検出する。

なお、本実施形態では、乳房全体に対する乳腺の割合を導出するが、本実施形態に限定されず、例えば、乳腺密度が高く見える部分、及び乳腺密度が低く見える部分等、局所的な乳腺の割合を導出する形態としてもよい。

一方、乳房のタイプが高濃度タイプ、いわゆるデンスブレストではない場合、ステップＳ２０６の判定が否定判定となり、ステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２１０で制御部４０は、脂肪組織画素の画素値を用いて、乳腺の割合を導出した後、ステップＳ２１２へ移行する。具体的には、制御部４０は、放射線画像における乳房画像に含まれる脂肪組織画素を検出し、検出した脂肪組織画素の画素値を用いて、上記（７）式を適用して乳腺の割合Ｒを導出する。

ステップＳ２１２で制御部４０は、放射線画像、及び導出した乳腺の割合を表示部４６に表示させた後、本乳腺割合導出処理を終了する。

なお、制御部４０は、上記ステップＳ２０４、Ｓ２０８、またはＳ２１０のいずれかで導出した乳腺の割合Ｒに基づいて分類される予め定められたカテゴリのうちの、いずれに該当するかを判別して、乳腺の割合に加えて表示させるようにしてもよい。この場合における「カテゴリ」とは、上述した、乳房のタイプと同様であってもよいし、異なっていてもよく、その基準は特に限定されない。例えば、乳房全体の乳腺の割合と、局所的な乳腺の割合とを導出する形態とした場合、両者の組合せに応じて分類されるカテゴリであってもよい。図８には、この場合に制御部４０が表示部４６に表示させる、放射線画像、乳腺の割合を表す情報、及びカテゴリを表す情報の表示の一例を示す。図８では、放射線画像５０に乳房画像５４及び直接領域（直接領域の画像）５６が含まれており、乳腺の割合を表す情報６０及びカテゴリを表す情報６２を、放射線画像５０の直接領域５６に重ねて表示させた例を示している。

以上説明したように、本実施形態のコンソール６では、制御部４０が、乳房を撮影した放射線画像、及び放射線画像の撮影における、乳房の厚みを表す情報を取得する取得部と、取得部が取得した放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、乳房の厚みＴが予め定められた厚み以上の場合と、乳房の厚みＴが予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する導出部として機能する。

本実施形態のコンソール６は、乳房の厚みＴには、上述のように誤差が含まれ、誤差の影響は乳房の厚みＴが薄くなるほど大きくなる。そのため、本実施形態のコンソール６は、乳房の厚みＴに応じて、乳腺の割合を導出する方法を異ならせる。コンソール６は、乳房の厚みＴが薄いほど、乳房の厚みＴに含まれる誤差の影響を少なくすることができる導出方法を適用して、乳腺の割合を導出する。

従って、本実施形態のコンソール６によれば、乳房の厚みの如何にかかわらず、精度良く乳腺の割合を導出することができる。

なお、本実施形態のコンソール６で実行される乳腺割合導出処理では、高濃度タイプの乳房、すなわちデンスブレストと判定された場合（図６のステップＳ２０６でＹの場合）に、乳腺の割合の導出に、乳腺組織画素の画素値を用いる形態としたが、ステップＳ２０６の判定に代えて、図９に示した乳腺割合導出処理の他の例におけるステップＳ２０７のように、放射線画像（乳房画像）に、脂肪組織画素が含まれているか否かを判定し、含まれていない場合は否定判定となりステップＳ２０８へ移行して乳腺組織画素の画素値を用いて乳腺割合を導出し、脂肪組織画素が含まれている場合は肯定判定となりステップＳ２１０へ移行して脂肪組織画素の画素値を用いて乳腺割合を導出する形態としてもよい。

なお、本実施形態では、乳房の厚みＴとして、放射線画像の撮影において取得した圧迫板２０の高さを適用する形態としているが、乳房の厚みＴは、本実施形態に限定されない。例えば、マンモグラフィ装置１０の撮影台１６に距離センサ等を設けておき、圧迫板２０により乳房を圧迫した状態における、圧迫板２０と撮影面２４との距離を距離センサにより検出し、検出した距離を乳房の厚みＴとして適用してもよい。

また、本実施形態では、予め定められた厚みを基準として、乳腺の導出に乳房の厚みＴを適用するか否かとした形態、すなわち、乳房の厚みＴに基づいて２通りの導出方法のいずれかを適用する形態としたが、本実施形態に限定されず、例えば、乳房の厚みＴに基づいて２通りの導出方法のいずれかを適用する形態としてもよい。この場合の例としては、乳房の厚みＴが極めて薄い場合、上記（５）式または上記（７）式を適用して乳腺の割合Ｒを導出し、乳房の厚みＴがそれよりも厚く、中程度の厚みの場合、上記（４）式を適用して乳腺の割合Ｒを導出し、乳房の厚みＴがさらに厚く、極めて厚い場合、上記（２）式を適用して乳腺の割合Ｒを導出してもよい。

また、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を実行することにより実行した乳腺割合導出処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Programmable Logic Device）、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、乳腺割合導出処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、上記実施形態では、マンモグラフィ装置１０の制御部３０に格納されるプログラム、及びコンソール６の制御部４０に格納される乳腺割合導出処理プログラム等の各種プログラムは、予め制御部３０及び制御部４０のＲＯＭ（３０Ｂ、４０Ｂ）に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。各種プログラムは各々、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、各種プログラムは各々、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

また、上記実施形態における放射線Ｘは、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。

その他、上記実施形態で説明した放射線画像撮影システム１、コンソール６、及びマンモグラフィ装置１０等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。また、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよいこともいうまでもない。

１ 放射線画像撮影システム
６ コンソール
１０ マンモグラフィ装置
１１ 放射線検出器
１２ 撮影部
１４ 基台部
１６ 撮影台
１８ 保持部
１９ 撮影部回転部
２０ 圧迫板
２４ 撮影面
２８ 放射線照射部
２９ 放射線源
３０、４０ 制御部
３０Ａ、４０Ａ ＣＰＵ
３０Ｂ、４０Ｂ ＲＯＭ
３０Ｃ、４０Ｃ ＲＡＭ
３２、４２ 記憶部
３４、４４ Ｉ／Ｆ部
３６ 操作パネル
３９、４９ バス
４６ 表示部
４８ 操作部
５０ 放射線画像
５４ 乳房画像
５６ 直接領域
６０ 乳腺割合を表す情報
６２ カテゴリを表す情報
ＣＬ 法線
Ｘ 放射線
Ｔ 乳房の厚み
Ｗ 被写体

Claims (10)

1. 乳房を撮影した放射線画像、及び前記放射線画像の撮影における、前記乳房の厚みを表す情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、前記乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、前記乳房の厚みが前記予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する導出部と、
   を備えた画像処理装置。
2. 前記導出部は、前記乳房の厚みが前記予め定められた厚み以上の場合、前記乳房の厚みに基づいて、前記乳房画像の乳腺の割合を導出する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記導出部は、前記乳房の厚みが前記予め定められた厚み未満の場合、前記放射線画像における、脂肪組織のみで構成されると推定される前記乳房の部分によって得られる脂肪組織画素に対する到達線量、または前記放射線画像における、乳腺組織のみで構成されると推定される前記乳房の部分によって得られる乳腺組織画素に対する到達線量に基づいて、前記乳房画像の乳腺の割合を導出する、
   請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記導出部は、前記乳房のタイプが高濃度タイプの場合、前記乳腺組織画素に対する到達線量に基づいて、前記乳房画像の乳腺の割合を導出する、
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記導出部は、前記乳房のタイプが高濃度タイプ以外の場合、前記脂肪組織画素に対する到達線量に基づいて、前記乳房画像の乳腺の割合を導出する、
   請求項３または請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記予め定められた厚みは、前記乳房の厚みの測定値に含まれる誤差に応じた厚みである、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記乳房の厚みを表す情報は、前記乳房を撮影する場合に前記乳房を圧迫する圧迫板の高さを表す情報である、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記導出部は、前記乳腺の割合を画素毎に導出する、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 乳房を撮影した放射線画像、及び前記放射線画像の撮影における、前記乳房の厚みを表す情報を取得し、
   前記放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、前記乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、前記乳房の厚みが前記予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する、
   処理を含む画像処理方法。
10. コンピュータに、
    乳房を撮影した放射線画像、及び前記放射線画像の撮影における、前記乳房の厚みを表す情報を取得し、
    前記放射線画像における乳房画像の乳腺の割合を、前記乳房の厚みが予め定められた厚み以上の場合と、前記乳房の厚みが前記予め定められた厚み未満の場合とで異なる方法により導出する、
    処理を実行させるための画像処理プログラム。