JP2020014712A - 医用画像処理装置及び医用画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(S301)
画像取得部21が医用画像20を取得する。医用画像20は記憶装置4から取得されても良いし、医用画像撮影装置13や医用画像データベース14から取得されても良い。本実施例では、図4(a)に示す頭部の三次元ボリューム画像40が取得された場合について説明する。なお、図4(a)は頭部の三次元ボリューム画像40を側面方向から見た図である。
(S302)
表層領域抽出部25が医用画像20から被検体の個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む表層領域を抽出する。表層領域を抽出する処理の流れの一例を図5に示す。以下、図5の各ステップについて図4を参照しながら説明する。
(S501)
表層領域抽出部25が頭部の三次元ボリューム画像40から、パターンマッチング等により耳を抽出し、両耳の位置を特定する。操作者が耳の位置を指定した場合には、指定された耳の位置が以降の処理で用いられても良い。
(S502)
表層領域抽出部25がS501で特定された両耳の中心点41を結んだ線を設定する。
(S503)
表層領域抽出部25が、S502で設定された線を含む平面42を設定する。表層領域抽出部25はさらに、中心点41を結んだ線を回転軸として平面42を回転させ、鼻突起部43から平面42までの距離が最大となったところで平面42の回転を停止させる。
(S504)
表層領域抽出部25が、回転後の平面42を鼻突起部43の側に平行移動させ、目、鼻、口のいずれかに接したところで停止させる。
(S505)
表層領域抽出部25が、平行移動後の平面44により頭部の三次元ボリューム画像40を切断し、平面44より鼻突起部43の側の領域を表層領域として抽出する。図4(a)では表層領域が斜線領域で示されている。なお本実施例では、平面44が顔部を切断するので顔部切断面44と呼び、顔部切断面44と頭部の三次元ボリューム画像40との境界線45を顔部境界線45と呼ぶ。また図4(b)は、抽出された表層領域の例である顔領域が顔部切断面44上に示された例である。なお顔部切断面44は、操作者が入力装置8を用いることによって医用画像20上で指定されても良い。
(S601)
表層領域抽出部25が頭部の三次元ボリューム画像40に対して閾値処理等を実行し、空気と皮膚との境界を抽出する。
(S602)
表層領域抽出部25が、S601で抽出された空気と皮膚との境界に対して複数の方向から投影処理を実行し、二次元プロジェクション画像、つまり被検体表面を二次元で見た画像を複数枚取得する。
(S603)
表層領域抽出部25が、S602で取得された複数の二次元プロジェクション画像を、顔画像データベースと照合する。顔画像データベースとは、形状や大きさの異なる複数の二次元プロジェクション画像と表層領域とが対応付けられたデータベースである。本ステップでの照合では、S602で取得された二次元プロジェクション画像と顔画像データベースとの相関係数が算出され、最も相関係数の高い二次元プロジェクション画像に相当する表層領域が顔領域として取得される。なお、顔画像データベースとの相関係数を算出する代わりに、ヒト顔の正面画像を学習済みのニューラルネットワークやサポートベクターマシン等の分類器を用いて、正面顔方向である確率が最大となる画像に相当する表層領域を顔領域としてもよい。
(S303)
身体方向特定部26が表層領域抽出部25によって抽出された表層領域に基づいて、身体方向を特定する。本実施例の表層領域には、目、鼻、口が含まれるので、目、鼻、口の位置に基づいて身体方向が特定される。例えば図4(a)の左側が身体の前側、図4(a)の上側が身体の上側、図4(a)の紙面手前側が身体の左側となる。
(S304)
表層領域変形部27が医用画像20の表層領域を変形する。本実施例では表層領域である顔領域が削除され、図4(b)の画像が図4(c)の画像になる。表層領域を削除するには、例えば、表層領域のボクセル値を0に置換したり、表層領域のボクセル値の平均値で置換したり、ランダムな値で置換したりする。顔領域が削除されることにより、個人の特定もしくは識別が困難になる。
(S305)
オブジェクト付与部28が、表層領域が変形された医用画像に対して、身体方向を示すオブジェクトを付与して第二医用画像29を生成する。生成された第二医用画像29は表示装置6に表示されたり、記憶装置4に記憶されたりする。第二医用画像29が生成されると、個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む医用画像20は削除される。
(S301)
画像取得部21が医用画像20を取得する。本実施例では医用画像20として、図7(a)に示す頭部のアキシャル画像70が取得される。
(S302)
表層領域抽出部25が医用画像20から被検体の個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む表層領域を抽出する。表層領域を抽出するために、表層領域抽出部25は頭部のアキシャル画像70の突出部71を特定し、特定された突出部71からパターンマッチング等により鼻や耳を抽出する。表層領域抽出部25はさらに、鼻や耳を含む領域を表層領域として抽出する。
(S303)
身体方向特定部26が表層領域抽出部25によって抽出された表層領域に基づいて、身体方向を特定する。本実施例の表層領域には、目、鼻、耳が含まれるので、目、鼻、耳の位置に基づいて身体方向が特定される。例えば頭部のアキシャル画像70の目と鼻の位置に基づいて、方向72が身体の前方向であることが特定される。方向72に直交する方向である方向73については、頭部のアキシャル画像70に前後するアキシャル画像に基づいて、左右方向のいずれであるかが特定される。例えば、図7(b)の紙面手前方向で取得される、頭部のアキシャル画像70に前後するアキシャル画像が前記アキシャル画像70よりも額側である場合には、方向73は右側となる。
(S801)
身体方向特定部26が頭部のアキシャル画像70に対し二値化処理をして二値化画像を取得し、二値化画像から頭部の境界、つまり空気と皮膚との境界を特定する。
(S802)
身体方向特定部26が任意の大きさの楕円を生成し、生成された楕円にアフィン変換、すなわち拡大縮小・回転処理をしながら、S801で特定された頭部の境界との照合を繰り返す。具体的には、アフィン変換後の複数の楕円と頭部の境界との相関係数、例えばピアソンの相関係数やスピアマンの相関係数を計算し、相関係数が最大であるアフィン変換後の楕円が選出される。
(S803)
身体方向特定部26が、S802で選出された楕円の長軸を特定する。
(S804)
身体方向特定部26が、S803で特定された楕円の長軸とS801で取得された二値化画像中の突出部71とに基づいて、身体方向を特定する。例えば、長軸の方向が身体の前後方向とされ、鼻に相当する突出部71がある側が前方向、耳に相当する突出部71がある方向が左右方向とされる。
(S304)
表層領域変形部27が医用画像20の表層領域を変形する。本実施例では突出部71が表層領域であるとして削除される。
(S305)
オブジェクト付与部28が、表層領域が変形された医用画像に対して、身体方向を示すオブジェクトを付与して第二医用画像29を生成する。図7(b)に本実施例の第二医用画像29の一例を示す。図7(a)との対比でわかるように図7(b)では、突出部71が削除され、突出部71が削除された領域74に身体方向を示すオブジェクトとして目オブジェクト47と鼻オブジェクト48が付与される。
(S301)
画像取得部21が医用画像20を取得する。本実施例では医用画像20として、図9(a)に示す頭部のサジタル画像90が取得される。
(S302)
表層領域抽出部25が医用画像20から被検体の個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む表層領域を抽出する。表層領域を抽出するために、表層領域抽出部25は頭部のサジタル画像90からパターンマッチング等により目、鼻、口を抽出する。表層領域抽出部25はさらに、目や鼻、口を含む領域を表層領域として抽出する。目、鼻、口は、頭部のサジタル画像90上で操作者によって指定されても良い。
(S303)
身体方向特定部26が表層領域抽出部25によって抽出された表層領域に基づいて、身体方向を特定する。本実施例の表層領域には、目、鼻、口が含まれるので、目、鼻、口の位置に基づいて身体方向が特定される。例えば頭部のサジタル画像90の目、鼻、口の位置に基づいて、図9(a)の左側が身体の前方向であることが特定される。また目、鼻、口の位置の並びに基づいて、図9(a)の上側が身体の上方向であることが特定される。
(S304)
表層領域変形部27が医用画像20の表層領域を変形する。本実施例では目、鼻、口が含まれる領域が表層領域であるとして削除される。
(S305)
オブジェクト付与部28が、表層領域が変形された医用画像に対して、身体方向を示すオブジェクトを付与して第二医用画像29を生成する。図9(b)に本実施例の第二医用画像29の一例を示す。図9(a)との対比でわかるように図9(b)では、目、鼻、口が含まれる領域が削除され、削除された領域91に身体方向を示すオブジェクトとして目オブジェクト47と鼻オブジェクト48と口オブジェクト49が付与される。
(S1001)
条件取得部23がぼかし処理が施される部位の名称を部位情報として取得する。部位の名称は、操作者により入力装置8から指定されても良いし、画像取得部21により医用画像20の付帯情報から抽出されても良い。本実施例では、図11(a)に示す顔部切断面44上の顔領域110がぼかし処理の対象であるので、部位の名称として「頭部」が取得される。
(S1002)
表層領域変形部27が、S1001で取得された部位情報に基づいて、医用画像20に対してセグメンテーションを行う。部位が頭部の場合、医用画像20は皮膚等の軟組織、頭骨、脳脊髄液、灰白質、白質等の五層の組織に分けられる。また部位が上腕もしくは前腕部の場合、皮膚層、脂肪層、筋肉層、骨等の組織に分けられる。本実施例では、S1001で取得された部位情報が「頭部」であるので、医用画像20が前述の五層の組織に分けられる。
(S1003)
表層領域変形部27が、S1002で分けられた組織に応じてぼかしフィルタを選択する。部位が頭部の場合、個人の特定もしくは識別に関与する皮膚等の軟組織や頭骨の外側境界に対してぼかしフィルタが選択される。
(S1004)
表層領域変形部27がS1003で選択されたぼかしフィルタを用いてぼかし処理を実行する。ぼかしフィルタを適用するには、三次元ボリューム画像に対して所定の三次元画像の畳み込み処理がなされる。または三次元の移動平均フィルタやメディアンフィルタ、加重平均フィルタ、ガウシアンフィルタ等が用いられても良い。なお、ぼかし処理として、滑らかに画像を変形させる手法の一つであるモーフィング処理が実行されても良い。図11(b)は、皮膚の外側境界に対するぼかし処理後の顔領域111の例である。ぼかし処理により、顔領域110の輪郭等が不明瞭になり、個人の特定もしくは識別が困難になっている。
(S1201)
条件取得部23が疾患の名称を疾患情報として取得する。疾患の名称は、操作者により入力装置8から入力されても良いし、画像取得部21により医用画像20の付帯情報から取得されても良いし、医用画像20に関連付けられる電子カルテからネットワーク12を介して取得されても良い。
(S1202)
表層領域変形部27が、S1201で取得された疾患情報に基づいて、変形対象を選択する。変形対象の選択には、疾患情報と変形対象とが対応付けられた対応表が用いられる。対応表には、例えば脳疾患に対して脳以外の部位が対応付けられ、目の疾患であれば目以外の部位が対応付けられて示される。対応表は使用目的に応じて作成され、例えば簡易スクリーニング用の対応表や精密検査用の対応表が予め作成されて、記憶装置4に保管される。表層領域変形部27は、使用目的に応じて記憶装置4から対応表を読み出し、疾患情報と対応表に基づいて変形対象を選択する。
(S1203)
表層領域変形部27が、S1202で選択された変形対象を変形する。変形対象の変形は、変形対象の削除でも良いし、変形対象に対するぼかし処理の実行でも良い。
Claims (8)
- 被検体の医用画像を取得する画像取得部と、
前記医用画像に所定の画像処理を施して第二医用画像を生成する画像処理部を備える医用画像処理装置であって、
前記画像処理部は、前記医用画像から前記被検体の個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む表層領域を抽出する表層領域抽出部と、
前記表層領域に基づいて身体方向を特定する身体方向特定部と、
前記医用画像の前記表層領域を変形する表層領域変形部と、
前記表層領域が変形された医用画像に前記身体方向を示すオブジェクトを付与して前記第二医用画像を生成するオブジェクト付与部を有することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置であって、
前記表層領域変形部は、前記表層領域を削除するか、ぼかし処理またはモーフィング処理により前記表層領域を変形するか、をすることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置であって、
前記医用画像が頭部画像である場合に、前記表層領域は目、鼻、口、耳のいずれかを含むことを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項3に記載の医用画像処理装置であって、
前記オブジェクト付与部は、前記表層領域に含まれる目、鼻、口、耳のいずれかを、目、鼻、口、耳を模擬したオブジェクトに置換することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項3に記載の医用画像処理装置であって、
操作者による前記個人特定もしくは識別につながり得る情報に係る目、鼻、口、耳の指定を受け付ける入力部と、
前記医用画像で指定された目、鼻、口、耳の情報を取得する条件取得部をさらに備え、
前記表層領域抽出部は、前記条件取得部が取得する情報に基づいて前記表層領域を抽出することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置であって、
前記身体方向特定部は、前記医用画像が頭部のアキシャル画像である場合に、前記アキシャル画像の二値化画像とアフィン変換された楕円とを照合することにより前記身体方向を特定することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置であって、
前記表層領域変形部は疾患に応じて変形対象を選択することを特徴とする医用画像処理装置。 - 被検体の医用画像を取得する取得ステップと、
前記医用画像に所定の画像処理を施して第二医用画像を生成する生成ステップを備える医用画像処理方法であって、
前記生成ステップは、前記医用画像から前記被検体の個人特定もしくは識別につながり得る情報を含む表層領域を抽出し、前記表層領域に基づいて身体方向を特定し、前記医用画像の前記表層領域を変形し、前記表層領域が変形された医用画像に前記身体方向を示すオブジェクトを付与して前記第二医用画像を生成することを特徴とする医用画像処理方法。
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