JP2020185031A - Image processing program, image processing device, and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理プログラム、画像処理装置および画像処理方法に関する。 The present invention relates to an image processing program, an image processing apparatus, and an image processing method.
肺疾患の診断には、CT(Computed Tomography)画像などの医用画像が広く用いられている。医用画像を用いた画像診断では、医師は多数の画像を読影しなければならず、医師の負担が大きい。そのため、医師の診断作業をコンピュータによって何らかの形で支援する技術が求められている。 Medical images such as CT (Computed Tomography) images are widely used for diagnosing lung diseases. In diagnostic imaging using medical images, the doctor has to interpret a large number of images, which imposes a heavy burden on the doctor. Therefore, there is a demand for a technique for supporting a doctor's diagnostic work in some way by a computer.
例えば、医用画像から読影すべき領域を特定する、あるいは読影すべき医用画像を絞り込むために、医用画像を基に肺野領域を特定する技術が提案されている。その一例として、複数のCT画像を基に最小値投影法によって胸部の内部状況を正面に投影した投影画像を生成し、この投影画像から肺野領域を抽出する技術が提案されている。また、別の一例として、3次元医用画像の画素値を基に肺野底部領域における頭部側頂点位置を検出することで、肺気腫の診断に必要な横隔膜上端におけるアキシャル面の画像を特定する技術が提案されている。 For example, in order to identify the region to be read from the medical image or narrow down the medical image to be read, a technique for specifying the lung field region based on the medical image has been proposed. As an example, a technique has been proposed in which a projected image in which the internal state of the chest is projected to the front by a minimum value projection method based on a plurality of CT images is generated, and the lung field region is extracted from the projected image. In addition, as another example, a technique for identifying an image of the axial surface at the upper end of the diaphragm necessary for diagnosing emphysema by detecting the position of the apex on the head side in the bottom region of the lung field based on the pixel value of the three-dimensional medical image. Has been proposed.
また、関連技術として、胸部X線画像に基づく合計値プロファイルを用いることで、この画像における肺野領域の端部を特定する技術が提案されている。 Further, as a related technique, a technique for identifying the end portion of the lung field region in this image has been proposed by using a total value profile based on a chest X-ray image.
ところで、肺野領域の上端付近では、右肺と左肺との間に気管が存在している。コロナル断面画像や最小値投影法を用いた上記の投影画像においては、この気管の領域と肺野領域との区別がつきにくいため、肺野領域の上端を正確に検出することが難しいという問題がある。 By the way, near the upper end of the lung field region, a trachea exists between the right lung and the left lung. In the above-mentioned projected image using the coronal cross-sectional image and the minimum value projection method, it is difficult to distinguish the tracheal region from the lung field region, so that it is difficult to accurately detect the upper end of the lung field region. is there.
1つの側面では、本発明は、医用画像に基づいて肺野領域の上端を高精度に検出可能な画像処理プログラム、画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。 In one aspect, it is an object of the present invention to provide an image processing program, an image processing apparatus and an image processing method capable of detecting the upper end of a lung field region with high accuracy based on a medical image.
1つの案では、コンピュータに、人体の胸部の内部を撮影した1以上の断面画像に基づいて生成される、胸部のコロナル断面を示す2値化画像から、輪郭線を抽出し、人体における左右両方の外側から上方向に輪郭線を辿ることで輪郭線における凸状頂点を探索し、探索された凸状頂点の位置を肺野領域の上端として特定する、処理を実行させる画像処理プログラムが提供される。 One idea is to extract contour lines from a binarized image showing the coronal section of the chest, which is generated by a computer based on one or more cross-sectional images of the inside of the chest of the human body, and both left and right in the human body. An image processing program is provided that searches for convex vertices in the contour line by tracing the contour line from the outside to the upward direction, and identifies the position of the searched convex apex as the upper end of the lung field region. To.
また、1つの案では、人体の胸部の内部を撮影した1以上の断面画像に基づいて生成される、胸部のコロナル断面を示す2値化画像から、輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、人体における左右両方の外側から上方向に輪郭線を辿ることで輪郭線における凸状頂点を探索し、探索された凸状頂点の位置を肺野領域の上端として特定する領域特定部と、を有する画像処理装置が提供される。 Further, in one plan, a contour line extraction unit that extracts a contour line from a binarized image showing a coronal cross section of the chest, which is generated based on one or more cross-sectional images of the inside of the chest of the human body, It has a region identification part that searches for a convex apex in the contour line by tracing the contour line upward from both the left and right sides of the human body and specifies the position of the searched convex apex as the upper end of the lung field region. An image processing device is provided.
さらに、1つの案では、上記画像処理プログラムに基づく処理と同様の処理をコンピュータが実行する画像処理方法が提供される。 Further, one proposal provides an image processing method in which a computer executes a process similar to the process based on the image processing program.
1つの側面では、医用画像に基づいて肺野領域の上端を高精度に検出できる。 In one aspect, the upper end of the lung field region can be detected with high accuracy based on medical images.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る画像処理装置の構成例および処理例を示す図である。図1に示す画像処理装置10は、輪郭線抽出部11と領域特定部12を備える。輪郭線抽出部11と領域特定部12の処理は、例えば、画像処理装置10が備える図示しないプロセッサが所定のプログラムを実行することで実現される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example and a processing example of the image processing apparatus according to the first embodiment. The
輪郭線抽出部11には、人体の胸部のコロナル断面を示す2値化画像1aが入力される。この2値化画像1aは、胸部の内部を撮影した1以上の断面画像に基づいて生成される画像である。例えば、このような断面画像として、胸部領域におけるアキシャル断面画像(例えば、アキシャル断面のCTスライス画像)が複数枚撮影される。この場合、例えば、これらの各アキシャル断面画像における前後方向の画素群の最小値を正面に投影することで投影画像が生成され、投影画像が2値化されることで2値化画像1aが生成される。この場合の投影画像は、人体の特定位置のコロナル断面の状況を示す画像ではなく、コロナル断面における肺や気管の最大領域を示す画像となる。
A
あるいは、複数枚撮影されたアキシャル断面画像に基づいてコロナル断面画像が複数生成され、生成されたコロナル断面画像の中から選択された画像が2値化されることで、2値化画像1aが生成されてもよい。この場合、例えば、コロナル断面画像の中から空気領域の幅または面積が最大の画像が選択されて2値化される。また、複数枚撮影された胸部領域のコロナル断面画像の中から、同様の手順で選択された画像が2値化されることで、2値化画像1aが生成されてもよい。
Alternatively, a plurality of coronal cross-sectional images are generated based on a plurality of axial cross-sectional images taken, and the image selected from the generated coronal cross-sectional images is binarized to generate a
輪郭線抽出部11は、2値化画像1aから輪郭線2を抽出する。図1では、2値化画像1aにおける輪郭線2をわかりやすく表示した画像1bを示している。画像1bにおいては、輪郭線2を太線によって示している。
The contour
領域特定部12は、抽出された輪郭線2に基づいて、肺野領域の上端の位置を特定する。この特定では、領域特定部12は、輪郭線2を人体の左右両方の外側から上方向に辿ることで、輪郭線2における凸状頂点を探索する。領域特定部12は、探索された凸状頂点を肺野領域の上端として特定する。
The
図1に示す画像1cでは、画像1bにおける輪郭線2のうち、左右両方の外側に位置する輪郭線のみを太線によって示している。領域特定部12は、例えば、輪郭線2における向かって左の外側の位置から矢印3aのように輪郭線2を辿ることで、凸状頂点4aを検出する。領域特定部12は、検出された凸状頂点4aの位置を右肺の領域の上端として特定する。また、領域特定部12は、輪郭線2における向かって右の外側の位置から矢印3bのように輪郭線2を辿ることで、凸状頂点4bを検出する。領域特定部12は、検出された凸状頂点4bの位置を左肺の領域の上端として特定する。
In the
ここで、右肺、左肺のそれぞれの上端は、釣鐘形状における凸部のような凸状の形状を有している。また、肺野領域の上端領域では、右肺の凸状の上端部と左肺の凸状の上端部との間に気管が配置されている。このような解剖学的な構造から、輪郭線2を左の外側から上方向に辿った場合、気管の領域に達する前に右肺の凸状の上端部に達する。同様に、輪郭線2を右の外側から上方向に辿った場合、気管の領域に達する前に左肺の凸状の上端部に達する。
Here, the upper ends of the right lung and the left lung each have a convex shape like a convex portion in the bell shape. In the upper end region of the lung field region, the trachea is arranged between the convex upper end of the right lung and the convex upper end of the left lung. Due to such an anatomical structure, when
したがって、領域特定部12は、輪郭線2を左の外側から上方向に辿って凸状頂点4aを探索することで、右肺の上端を正確に検出できる。また、領域特定部12は、輪郭線2を右の外側から上方向に辿って凸状頂点4bを探索することで、左肺の上端を正確に検出できる。このように、本実施の形態に係る画像処理装置10は、医用画像に基づいて肺野領域の上端を高精度に検出できる。
Therefore, the
〔第2の実施の形態〕
図2は、第2の実施の形態に係る画像処理システムの構成例を示す図である。図2に示す画像処理システムは、CT装置50と画像処理装置100を含む。なお、画像処理装置100は、図1に示した画像処理装置10の一例である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the image processing system according to the second embodiment. The image processing system shown in FIG. 2 includes a
CT装置50は、人体のX線CT画像を撮影する。本実施の形態では、CT装置50は、胸部領域におけるアキシャル断面のCTスライス画像を、人体の高さ方向(アキシャル断面に垂直な方向)に対する位置を所定間隔で変えながら所定枚数撮影する。
The
画像処理装置100は、CT装置50によって撮影された複数のCTスライス画像を基に、肺野領域の画像を抽出する。これにより、画像処理装置100は、CTスライス画像を用いた医師の画像診断作業、特に肺疾患の診断作業を支援する。
The
この抽出処理において、画像処理装置100は、複数のCTスライス画像を基に肺野領域の上端と下端とを検出し、この検出結果に基づいて複数のCTスライス画像の中から肺野領域が写り込んでいるCTスライス画像を絞り込む。そして、画像処理装置100は、絞り込まれたCTスライス画像を用いて、機械学習によって肺野領域を特定し、特定された肺野領域の画像を抽出する。
In this extraction process, the
この画像処理装置100は、例えば、次のようなハードウェア構成を有する。図2に示すように、画像処理装置100は、プロセッサ101、RAM(Random Access Memory)102、HDD(Hard Disk Drive)103、グラフィックインタフェース(I/F)104、入力インタフェース(I/F)105、読み取り装置106および通信インタフェース(I/F)107を有する。
The
プロセッサ101は、画像処理装置100全体を統括的に制御する。プロセッサ101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)またはPLD(Programmable Logic Device)である。また、プロセッサ101は、CPU、MPU、DSP、ASIC、PLDのうちの2以上の要素の組み合わせであってもよい。
The
RAM102は、画像処理装置100の主記憶装置として使用される。RAM102には、プロセッサ101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、プロセッサ101による処理に必要な各種データが格納される。
The
HDD103は、画像処理装置100の補助記憶装置として使用される。HDD103には、OSプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、SSD(Solid State Drive)などの他の種類の不揮発性記憶装置を使用することもできる。
The
グラフィックインタフェース104には、表示装置104aが接続されている。グラフィックインタフェース104は、プロセッサ101からの命令にしたがって、画像を表示装置104aに表示させる。表示装置としては、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイなどがある。
A
入力インタフェース105には、入力装置105aが接続されている。入力インタフェース105は、入力装置105aから出力される信号をプロセッサ101に送信する。入力装置105aとしては、キーボードやポインティングデバイスなどがある。ポインティングデバイスとしては、マウス、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
An
読み取り装置106には、可搬型記録媒体106aが脱着される。読み取り装置106は、可搬型記録媒体106aに記録されたデータを読み取ってプロセッサ101に送信する。可搬型記録媒体106aとしては、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどがある。
A
通信インタフェース107は、ネットワークを介して、CT装置50などの他の装置との間でデータの送受信を行う。
以上のようなハードウェア構成によって、画像処理装置100の処理機能を実現することができる。
The
With the above hardware configuration, the processing function of the
ところで、CT画像を用いた画像診断では、撮影装置の高度化によって読影対象の画像枚数が増加しているため、医師の負担が増大している。特に、びまん性肺疾患と呼ばれる疾患群では、病変が肺の広い範囲に分布する。このため、医師による読影対象の画像枚数が非常に多くなり、またその診断には豊富な知識や経験が必要で、診断の難易度が高い。このような症例を診断する際に、医師は、診断結果が確定された過去の類似症例を参考にして、病名の候補を絞り込んでいる。しかし、過去の類似症例を探す作業には時間と手間がかかるため、このような類似症例を検索する技術が求められている。 By the way, in image diagnosis using CT images, the number of images to be read is increasing due to the sophistication of the imaging apparatus, so that the burden on the doctor is increasing. In particular, in a group of diseases called diffuse lung disease, lesions are distributed over a wide area of the lung. For this reason, the number of images to be read by a doctor is extremely large, and abundant knowledge and experience are required for the diagnosis, which makes the diagnosis difficult. When diagnosing such cases, doctors narrow down the candidates for disease names by referring to similar cases in the past for which the diagnosis results have been confirmed. However, since it takes time and effort to search for similar cases in the past, a technique for searching for such similar cases is required.
びまん性肺疾患のように病変が広い範囲に分布する症例では、現在の患者についての1枚のCTスライス画像と、過去の患者についての1枚のCTスライス画像とが類似していたとしても、立体的に見ると病変の分布状況が類似しているとは限らない。そのため、正確な診断のためには、肺の全体における病変の分布状況の類似性を判断することが重要となる。したがって、類似症例の検索精度向上のためには、肺の一部領域でなく全体の領域についてのCTスライス画像を用いて類似性を判断する必要がある。 In cases where lesions are widely distributed, such as diffuse lung disease, even if one CT slice image of the current patient and one CT slice image of the past patient are similar, When viewed three-dimensionally, the distribution of lesions is not always similar. Therefore, for accurate diagnosis, it is important to judge the similarity of the distribution of lesions throughout the lung. Therefore, in order to improve the search accuracy of similar cases, it is necessary to judge the similarity by using CT slice images of the entire lung region instead of a partial region.
そこで、胸部領域を撮影したすべてのCTスライス画像(アキシャル断面画像)を用いて、機械学習により、肺野領域を特定し、特定された肺野領域から病変に対応する異常陰影を認識する方法が開発されている。しかし、この方法では、肺野領域が写っていないCTスライス画像を肺野領域が写っている画像と誤認識して、そこから異常陰影を誤認識してしまう場合がある。このため、CTスライス画像の中から肺野領域の上端と下端との間の領域を撮影したCTスライス画像だけを特定して、特定されたCT画像を用いて機械学習を行うことができれば、肺野領域の認識精度や肺野領域内の異常陰影の認識精度を向上させることができると考えられる。 Therefore, there is a method of identifying the lung field region by machine learning using all CT slice images (axial cross-sectional images) of the chest region and recognizing the abnormal shadow corresponding to the lesion from the identified lung field region. It is being developed. However, in this method, a CT slice image in which the lung field region is not shown may be mistakenly recognized as an image in which the lung field region is shown, and an abnormal shadow may be mistakenly recognized from the CT slice image. Therefore, if only the CT slice image obtained by capturing the region between the upper end and the lower end of the lung field region can be specified from the CT slice images and machine learning can be performed using the specified CT image, the lungs It is considered that the recognition accuracy of the field area and the recognition accuracy of abnormal shadows in the lung field area can be improved.
このような背景から、本実施の形態の画像処理装置100は、機械学習を行う前の段階において、撮影されたCTスライス画像を基に肺野領域を抽出し、肺野領域が写っているCTスライス画像を特定し、特定されたCTスライス画像だけを用いて機械学習を行う。
Against this background, the
ここで、図3は、胸部の臓器配置を示す図である。
画像処理装置100は、胸部領域を撮影した複数のCTスライス画像(アキシャル断面画像)を基に、胸部のコロナル断面を示す2値化画像を生成する。具体的には、後述するように、画像処理装置100は、各CTスライス画像を基に最小値投影法によって正面投影画像を生成し、正面投影画像を2値化することで2値化画像を生成する。そして、画像処理装置100は、このような2値化画像に基づいて肺野領域を抽出する。
Here, FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of organs in the chest.
The
しかし、このような2値化画像を用いた場合、肺野領域の上端を正確に特定することが難しいという問題がある。これは、図3に示すように、右肺201の上部領域と左肺202の上部領域との間に気管203が隣接して存在しているからである。CTスライス画像では、肺野領域のCT濃度値と気管203の領域のCT濃度値との差が小さい。このため、2値化画像においては右肺201、左肺202、気管203の各領域が同じ画素値を持ってしまい、これらの区別がつかないために、右肺201、左肺202の各上端を正確に特定できなくなる。
However, when such a binarized image is used, there is a problem that it is difficult to accurately identify the upper end of the lung field region. This is because, as shown in FIG. 3, the
ここで、図3からもわかるように、右肺201、左肺202の各上端付近は、釣鐘形状における凸部のような凸状の形状を有しており、凸状の頂点が右肺201、左肺202の各上端を形成している。そこで、本実施の形態の画像処理装置100は、上記の2値化画像から臓器の輪郭線を抽出し、輪郭線を左右の外側から上方向に順に辿って凸状の頂点を検出することで、右肺201、左肺202の各上端の位置を正確に特定する。
Here, as can be seen from FIG. 3, the vicinity of each upper end of the
図4は、画像処理装置が備える処理機能の構成例を示すブロック図である。図4に示すうように、画像処理装置100は、画像入力部111、投影画像生成部112、領域上端抽出部113、領域下端抽出部114、スライス選定部115および肺野領域抽出部116を備える。画像入力部111、投影画像生成部112、領域上端抽出部113、領域下端抽出部114、スライス選定部115および肺野領域抽出部116の処理は、例えば、プロセッサ101が所定のプログラムを実行することで実現される。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a processing function included in the image processing apparatus. As shown in FIG. 4, the
画像入力部111は、CT装置50によって撮像された所定枚数のCTスライス画像を受け付け、投影画像生成部112および領域下端抽出部114に出力する。前述のように、これらのCTスライス画像は、胸部におけるアキシャル断面画像である。また、これらのCTスライス画像は、人体の高さ方向に対して一定間隔を空けて撮影された画像であるので、各CTスライス画像は、画像上の座標(X座標、Y座標)に加えて高さ方向の座標(Z座標)も有している。
The
投影画像生成部112は、画像入力部111からの所定枚数のCTスライス画像を基に、最小値投影法によって胸部の内部状況を正面に投影した正面投影画像を生成する。
領域上端抽出部113は、生成された正面投影画像を基に肺野領域の上端を抽出する。この領域上端抽出部113は、輪郭線抽出部121と凸状頂点検出部122を備える。輪郭線抽出部121は、正面投影画像を2値化して2値化画像を生成し、2値化画像から輪郭線を抽出する。凸状頂点検出部122は、輪郭線から凸状頂点を検出することで、右肺、左肺の各上端位置を検出する。
The projection
The region upper
領域下端抽出部114は、画像入力部111からの所定枚数のCTスライス画像を基に、肺野領域の下端(右肺の下端、左肺の下端)を抽出する。
スライス選定部115は、領域上端抽出部113および領域下端抽出部114による肺野領域の上端、下端の検出結果に基づいて、画像入力部111が受け付けたCTスライス画像の中から、上端と下端との間の領域を撮影対象としているCTスライス画像を選定する。
The region lower
The
肺野領域抽出部116は、機械学習による学習結果に基づき、スライス選定部115によって選定されたCTスライス画像から肺野領域の画像領域を抽出し、その抽出結果を出力する。また、肺野領域抽出部116は、機械学習による学習結果に基づき、抽出された画像領域から異常陰影を認識してもよい。さらに、肺野領域抽出部116は、スライス選定部115によって選定されたCTスライス画像を、機械学習のための学習データとして出力して、この学習データを既存の学習データに加えて肺野領域の抽出および異常陰影の認識のための機械学習を実行してもよい。
The lung field
次に、図5〜図9を用いて肺野領域の上端抽出処理を説明する。
まず、図5は、正面投影画像の生成処理を説明するための図である。図5に示すCTスライス画像群211は、画像入力部111から投影画像生成部112に出力される所定枚数のCTスライス画像を含む。図5では、人体の左右方向をX軸、奥行き方向をY軸、高さ方向をZ軸としている。各CTスライス画像は、X−Y平面(すなわちアキシャル断面)における人体内部の像を示している。
Next, the upper end extraction process of the lung field region will be described with reference to FIGS. 5 to 9.
First, FIG. 5 is a diagram for explaining a process of generating a front projection image. The CT
投影画像生成部112は、次のような最小値投影法を用いることで正面投影画像を生成する。投影画像生成部112は、CTスライス画像ごとに次のような処理を実行する。投影画像生成部112は、CTスライス画像からY軸に沿った画素列を選択し、画素列におけるCT濃度値の最小値をX軸およびZ軸に沿った投影平面(X−Z平面)に投影する。投影画像生成部112は、CTスライス画像の各画素列についてCT濃度値の最小値を投影する。これにより、投影平面には1つのCTスライス画像からX軸に沿った画素列が形成される。そして、このような投影処理が各CTスライス画像について実行されることで、投影平面にはCTスライス画像の枚数分の画素列が形成される。
The projection
投影画像生成部112は、例えば、投影平面に形成された、X軸に沿った画素列を基に、Z軸方向に対して補間演算を行うことで、正面投影画像212を生成する。このような最小値投影法により、正面投影画像212には、CTスライス画像群211から生成されるコロナル画像上の臓器の領域(少なくとも肺および気管の領域)のうち、最大の領域が投影される。
The projection
なお、上記のCTスライス画像群211に加えて、胸部についての複数枚のコロナル断面画像がCT装置50によって撮影された場合、投影画像はこれらのコロナル断面画像を用いて生成されてもよい。この場合、各コロナル断面画像における同一画素のCT濃度値の最小値が投影平面に投影されることで、正面投影画像が生成される。
In addition to the CT
次に、領域上端抽出部113の処理について説明する。
まず、図6は、凸状頂点検出部の内部構成例を示す図である。図6に示すように、凸状頂点検出部122は、輪郭線分割部131、転換点検出部132および頂点検出部133を備える。
Next, the processing of the region upper
First, FIG. 6 is a diagram showing an example of the internal configuration of the convex vertex detection unit. As shown in FIG. 6, the convex
輪郭線分割部131は、正面投影画像を2値化した2値化画像を、同一サイズのブロックに分割する。これにより、2値化画像から抽出された輪郭線がブロックごとに分割される。
The contour
転換点検出部132は、輪郭線を含むブロックについて、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。転換点検出部132は、輪郭線を左端から上方向に辿っていき、ともに輪郭線を含む隣接するブロックの間で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。また、転換点検出部132は、輪郭線を右端から上方向に辿っていき、ともに輪郭線を含む隣接するブロックの間で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。
The turning
頂点検出部133は、検出された転換点を挟む両側のブロックについてさらに小さいブロックに再分割し、再分割されたブロックのうち輪郭線を含むブロックについて、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。頂点検出部133は、ブロック間で直線の傾きの正負が逆転する位置に基づいて、右肺の凸状頂点と左肺の凸状頂点を検出し、検出された各頂点の位置を右肺、左肺の各領域の上端として特定する。
The
図7は、領域上端抽出部の処理例を示す第1の図である。
領域上端抽出部113の輪郭線抽出部121は、投影画像生成部112によって生成された正面投影画像を2値化することで2値化画像221を生成する。例えば、CT濃度値の最小値が−1000HU、最大値が1000HUとすると、輪郭線抽出部121は、正面投影画像におけるCT濃度値500HU未満の画素を0(黒)、500HU以上の画素を1(白)とすることで2値化画像221を生成する。
FIG. 7 is a first diagram showing a processing example of the region upper end extraction unit.
The contour
次に、輪郭線抽出部121は、生成された2値化画像221から輪郭線222aを抽出する。輪郭線222aは、画素値が異なる領域の境界線となる。ただし、2値化画像221においては肺野領域は中央領域に存在すると推定される。このため、輪郭線抽出部121は、例えば、中央領域における輪郭線のみを抽出し、それより外側に存在する別の輪郭線の抽出をキャンセルする。図7において、画像222は、2値化画像221から太線で示す輪郭線222aが抽出された状態を示している。
Next, the contour
次に、凸状頂点検出部122の輪郭線分割部131は、輪郭線222aが抽出された画像222を、同一サイズのブロックに分割する。ここでは、輪郭線分割部131は、画像222を横方向、縦方向にそれぞれ等間隔で配置した分割線によって分割することで、画像222を分割する。図7において、画像223は、画像222がブロックに分割された状態を示している。
Next, the contour
なお、分割されるブロックの高さと幅は、気管の幅より小さいことが望ましい。この条件により、右肺、左肺の凸状頂点を正確に検出できる可能性が高まる。
次に、凸状頂点検出部122の転換点検出部132は、輪郭線を含むブロックについて、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。転換点検出部132は、直線の傾きに基づき、傾きの正負が逆転する転換点を検出する。凸状頂点検出部122の頂点検出部133は、検出された転換点を挟む両側のブロックを検証することで、肺野領域の上端を抽出する。以下、図8、図9を用いて転換点検出部132および頂点検出部133の処理例を説明する。
It is desirable that the height and width of the divided blocks are smaller than the width of the trachea. This condition increases the possibility of accurately detecting the convex apex of the right and left lungs.
Next, the turning
図8は、領域上端抽出部の処理例を示す第2の図である。この図8では、右肺の凸状頂点を検出する処理例を示す。
転換点検出部132は、画像223上の輪郭線を左端から上方向に辿っていき、ともに輪郭線を含む隣接するブロックの間で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。図8の例では、ブロックB1に輪郭線の左端が含まれている。転換点検出部132は、まず、ブロックB1における輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。次に、転換点検出部132は、輪郭線を上側に辿り、ブロックB1に隣接するブロックB2について、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。そして、転換点検出部132は、ブロックB1とブロックB2との間で直線の傾きの正負が逆転したかを判定する。図8の例では直線の傾きは正のままであるので、転換点検出部132は次に、輪郭線を上側に辿り、ブロックB2に隣接するブロックB3について、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。そして、転換点検出部132は、ブロックB2とブロックB3との間で直線の傾きの正負が逆転したかを判定する。
FIG. 8 is a second diagram showing a processing example of the region upper end extraction unit. FIG. 8 shows an example of processing for detecting the convex apex of the right lung.
The turning
転換点検出部132は、このような判定を輪郭線を辿りながら順に繰り返していく。そして、図8の例では、ブロックB11とブロックB12との間で直線の傾きの正負が逆転したとする。すなわち、ブロックB11の直線L1の傾きは正であったが、ブロックB12の直線L2の傾きは負であったとする。この場合、ブロックB11とブロックB12との境界において輪郭線が通る点P1が、転換点として検出される。この転換点は、右肺の上端に位置する凸状頂点の近傍に位置していると推定される。したがって、画像223内のブロックの中から、右肺の上端が存在するブロックの候補として、検出された転換点を挟む両側のブロックB11,B12が絞り込まれる。
The turning
次に、頂点検出部133は、ブロックB11,B12をさらに小さなブロックに再分割する。そして、頂点検出部133は、再分割されたブロックのうち輪郭線を含むブロックについて、輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。頂点検出部133は、隣接するブロック間で直線の傾きの正負が逆転する位置を検出する。図8の例では、ブロックB12aとブロックB12bとの間で直線の傾きの正負が逆転したとする。すなわち、ブロックB12aの直線L2aの傾きは正であったが、ブロックB12bの直線L2bの傾きは負であったとする。この場合、ブロックB12aとブロックB12bとの境界において輪郭線が通る点P2が、転換点として検出される。なお、頂点検出部133は、ブロックB12の中から転換点が複数検出された場合、その中で高さ方向の座標が最大の転換点を選択して処理を続ける。
Next, the
頂点検出部133は、検出された転換点を挟む両側のブロックB12a,B12bについて、さらに小さなブロックに再分割し、上記と同様の手順で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。頂点検出部133は、転換点が検出されなくなるまでこのような処理を繰り返す。そして、頂点検出部133は、最後に検出された転換点を、右肺の上端に位置する凸状頂点として検出する。検出された凸状頂点の高さ方向の座標(Z座標)が、右肺の領域の上端の座標を示す。
The
このような処理により、右肺の上端を高精度に抽出できる。すなわち、図3に示したように、右肺の上端は釣鐘形状における凸部のような凸状の形状を有しており、なおかつ、気管はこの凸状形状の位置より右側に存在する。このような構造のため、図8に示したように輪郭線を左端から上方向に辿っていくことで、気管の領域に達する前に右肺の凸状の上端部に達する。したがって、右肺の上端の位置を精度よく抽出できる。 By such a process, the upper end of the right lung can be extracted with high accuracy. That is, as shown in FIG. 3, the upper end of the right lung has a convex shape like a convex portion in a bell shape, and the trachea exists on the right side of the position of this convex shape. Due to such a structure, the contour line is traced upward from the left end as shown in FIG. 8 to reach the convex upper end of the right lung before reaching the area of the trachea. Therefore, the position of the upper end of the right lung can be extracted accurately.
図9は、領域上端抽出部の処理例を示す第3の図である。この図9では、左肺の凸状頂点を検出する処理例を示す。
転換点検出部132および頂点検出部133は、左肺についても、図8で説明した処理を左右逆転させて実行する。すなわち、転換点検出部132は、画像223上の輪郭線を右端から上方向に辿っていき、ともに輪郭線を含む隣接するブロックの間で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。図9の例では、ブロックB21に輪郭線の右端が含まれている。転換点検出部132は、まず、ブロックB21における輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出し、次に、ブロックB22における輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。そして、転換点検出部132は、ブロックB21とブロックB22との間で直線の傾きの正負が逆転したかを判定する。図9の例では直線の傾きは正のままであるので、転換点検出部132は次に、ブロックB23における輪郭線の両端を結ぶ直線の傾きを算出し、ブロックB22とブロックB23との間で直線の傾きの正負が逆転したかを判定する。
FIG. 9 is a third diagram showing a processing example of the region upper end extraction unit. FIG. 9 shows an example of processing for detecting the convex apex of the left lung.
The turning
このようにして、図9ではブロックB31とブロックB32との間で直線の傾きの正負が逆転したとする。すなわち、ブロックB31の直線L11の傾きは負であったが、ブロックB32の直線L12の傾きは正であったとする。この場合、ブロックB31とブロックB32との境界において輪郭線が通る点P11が、転換点として検出される。 In this way, in FIG. 9, it is assumed that the positive and negative of the slope of the straight line are reversed between the block B31 and the block B32. That is, it is assumed that the slope of the straight line L11 of the block B31 is negative, but the slope of the straight line L12 of the block B32 is positive. In this case, the point P11 through which the contour line passes at the boundary between the block B31 and the block B32 is detected as a turning point.
次に、頂点検出部133は、転換点(点P11)を挟む両側のブロックB31,B32をさらにブロックに再分割し、図8と同様の手順で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。図9の例では、ブロックB32aとブロックB32bとの間で直線の傾きの正負が逆転したとする。すなわち、ブロックB32aの直線L12aの傾きは負であったが、ブロックB32bの直線L12bの傾きは正であったとする。この場合、ブロックB32aとブロックB32bとの境界において輪郭線が通る点P12が、転換点として検出される。
Next, the
頂点検出部133は、検出された転換点を挟む両側のブロックB32a,B32bについて、さらに小さなブロックに再分割し、上記と同様の手順で直線の傾きの正負が逆転する転換点を検出する。頂点検出部133は、転換点が検出されなくなるまでこのような処理を繰り返す。そして、頂点検出部133は、最後に検出された転換点を、左肺の上端に位置する凸状頂点として検出する。検出された凸状頂点の高さ方向の座標(Z座標)が、左肺の領域の上端の座標を示す。
The
このような処理により、左肺の上端を高精度に抽出できる。すなわち、図3に示したように、左肺の上端は釣鐘形状における凸部のような凸状の形状を有しており、なおかつ、気管はこの凸状形状の位置より左側に存在する。このような構造のため、図9に示したように輪郭線を右端から上方向に辿っていくことで、気管の領域に達する前に左肺の凸状の上端部に達する。したがって、左肺の上端の位置を精度よく抽出できる。 By such a process, the upper end of the left lung can be extracted with high accuracy. That is, as shown in FIG. 3, the upper end of the left lung has a convex shape like a convex portion in the bell shape, and the trachea exists on the left side from the position of this convex shape. Due to such a structure, by tracing the contour line upward from the right end as shown in FIG. 9, the convex upper end of the left lung is reached before reaching the area of the trachea. Therefore, the position of the upper end of the left lung can be extracted accurately.
次に、画像処理装置100の処理についてフローチャートを用いて説明する。
図10は、画像処理装置による全体の処理を示すフローチャートの例である。
[ステップS11]画像入力部111は、CT装置50によって撮像された所定枚数のCTスライス画像を受け付け、投影画像生成部112および領域下端抽出部114に出力する。
Next, the processing of the
FIG. 10 is an example of a flowchart showing the entire processing by the image processing apparatus.
[Step S11] The
[ステップS12]画像入力部111から出力されたCTスライス画像を用いて、投影画像生成部112および領域上端抽出部113によって肺野領域上端抽出処理が実行される。これにより、肺野領域の上端(右肺の上端、左肺の上端)が抽出される。
[Step S12] Using the CT slice image output from the
[ステップS13]領域下端抽出部114は、画像入力部111から出力された所定枚数のCTスライス画像を基に、肺野領域の下端(右肺の下端、左肺の下端)を抽出する。
[ステップS14]スライス選定部115は、画像入力部111が受け付けたCTスライス画像の中から、ステップS12で抽出された上端より上側の領域を撮影した画像を除外する。さらにスライス選定部115は、除外後の残りのCTスライス画像の中から、ステップS13で抽出された下端より下側の領域を撮影した画像を除外する。これにより、画像入力部111が受け付けたCTスライス画像の中から、肺野領域を撮影したCTスライス画像が、肺野領域の抽出対象のCTスライス画像として選定される。
[Step S13] The region lower
[Step S14] The
[ステップS15]肺野領域抽出部116は、機械学習による学習結果に基づき、ステップS14で選定されたCTスライス画像から肺野領域の画像領域を抽出し、その抽出結果を出力する。ステップS14で選定されたCTスライス画像のみが抽出対象として使用されることで、肺野領域を精度よく抽出できる。
[Step S15] The lung field
また、肺野領域抽出部116は、機械学習による学習結果に基づき、抽出された画像領域から異常陰影を認識してもよい。この処理でも、ステップS14で選定されたCTスライス画像のみが使用されることで、異常陰影の誤検出が少なくなり、その検出精度を向上させることができる。
Further, the lung field
図11は、肺野領域上端抽出処理を示すフローチャートの例である。この図11の処理は、図10のステップS12の処理に対応する。
[ステップS21]投影画像生成部112は、画像入力部111から出力された所定枚数のCTスライス画像を基に、最小値投影法により正面投影画像を生成する。
FIG. 11 is an example of a flowchart showing the lung field region upper end extraction process. The process of FIG. 11 corresponds to the process of step S12 of FIG.
[Step S21] The projection
[ステップS22]輪郭線抽出部121は、生成された正面投影画像を2値化して、2値化画像を生成する。
[ステップS23]輪郭線抽出部121は、生成された2値化画像から輪郭線を抽出する。
[Step S22] The contour
[Step S23] The contour
[ステップS24]輪郭線分割部131は、輪郭線が抽出された画像を同一サイズのブロックに分割することで、輪郭線を分割する。
[ステップS25]分割された輪郭線に基づいて、画像内の左側の肺(右肺)の凸状頂点を検出する左側頂点検出処理が実行される。
[Step S24] The contour
[Step S25] The left apex detection process for detecting the convex apex of the left lung (right lung) in the image is executed based on the divided contour line.
[ステップS26]分割された輪郭線に基づいて、画像内の右側の肺(左肺)の凸状頂点を検出する右側頂点検出処理が実行される。
[ステップS27]頂点検出部133は、ステップS25,S26の検出結果から、肺野領域の上端位置(高さ)を出力する。すなわち、右肺の凸状頂点の高さ(Z座標)が右肺の上端位置として出力され、左肺の凸状頂点の高さ(Z座標)が左肺の上端位置として出力される。
[Step S26] The right apex detection process for detecting the convex apex of the right lung (left lung) in the image is executed based on the divided contour line.
[Step S27] The
図12は、頂点検出処理を示すフローチャートの例である。この図12の処理は、図11のステップS25,S26の処理に対応する。ステップS25,S26の処理は左右の関係が逆になるだけで基本的に同一である。そのため、ここでは主としてステップS25の左側頂点検出処理について説明し、ステップS26の右側頂点検出処理については適宜説明を補足する。また、以下の説明において、「分割曲線」とはブロックによって分割された輪郭線を指す。 FIG. 12 is an example of a flowchart showing the vertex detection process. The process of FIG. 12 corresponds to the process of steps S25 and S26 of FIG. The processes of steps S25 and S26 are basically the same except that the left-right relationship is reversed. Therefore, here, the left apex detection process in step S25 will be mainly described, and the right apex detection process in step S26 will be supplemented as appropriate. Further, in the following description, the "division curve" refers to a contour line divided by blocks.
[ステップS31]転換点検出部132は、画像上の左端の分割曲線を特定する。この処理は、輪郭線の左端を含むブロックが選択され、そのブロックに含まれる輪郭線(分割曲線)が特定される。転換点検出部132は、分割曲線の両端の座標を算出する。なお、右側頂点検出処理では、画像上の右端の分割曲線が特定される。
[Step S31] The turning
[ステップS32]転換点検出部132は、ステップS31で算出された座標に基づいて、分割曲線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。
[ステップS33]転換点検出部132は、輪郭線を上方向に辿ることにより、次の分割曲線を特定する。輪郭線を上方向に辿れなくなった場合には、輪郭線を右方向に辿ることで次の分割曲線が特定される。転換点検出部132は、分割曲線の両端の座標を算出する。なお、右側頂点検出処理では、同様に輪郭線を上方向に辿ることで次の分割曲線が特定され、上方向に辿れなくなった場合には輪郭線を左方向に辿ることで次の分割曲線が特定される。
[Step S32] The turning
[Step S33] The turning
[ステップS34]転換点検出部132は、ステップS33で算出された座標に基づいて、分割曲線の両端を結ぶ直線の傾きを算出する。
[ステップS35]転換点検出部132は、ステップS34で算出された直線の傾き(第1の傾き)と、ステップS32で算出された、または前回のステップS34の実行により算出された直線の傾き(第2の傾き)とを比較して、傾きの正負の転換点が検出されたかを判定する。第1の傾きと第2の傾きの両方の角度が0以上の場合、または両方の角度が0未満の場合には、傾きの正負が逆転しておらず、転換点は検出されない。一方、第1の傾きと第2の傾きのうちの一方の角度が0以上であり、他方の角度が0未満の場合には、傾きの正負が逆転したと判定される。この場合、2つの直線の接点(すなわち、各直線を含む2つのブロックの境界における、輪郭線の通過点)が転換点として検出される。
[Step S34] The turning
[Step S35] The turning
転換点検出部132は、転換点が検出されなかった場合、ステップS33の処理を再度実行し、転換点が検出された場合、ステップS36の処理を実行する。
[ステップS36]ステップS36の初回実行時では、頂点検出部133は、ステップS35で検出された転換点の座標をRAM102に記録する。ステップS36の2回目以降の実行時では、頂点検出部133は、前回のステップS40の実行により検出された転換点の座標をRAM102に記録する。なお、後者の場合、前回のステップS36の実行により記録された転換点の座標は破棄される。
If the turning point is not detected, the turning
[Step S36] At the time of the first execution of step S36, the
[ステップS37]頂点検出部133は、座標が記録された転換点を挟む両側のブロックを、より小さなサイズのブロックに再分割する。これにより、各ブロック内の輪郭線はさらに短い分割曲線に再分割される。
[Step S37] The
[ステップS38]頂点検出部133は、再分割された分割曲線のそれぞれについて、両端の座標を算出する。
[ステップS39]頂点検出部133は、再分割された分割曲線のそれぞれについて、ステップS38で算出された座標に基づき、両端を結ぶ直線の傾きを算出する。
[Step S38] The
[Step S39] The
[ステップS40]頂点検出部133は、ステップS39で算出された各直線の傾きに基づき、傾きの正負の転換点が検出されたかを判定する。具体的には、頂点検出部133は、隣接する直線の組み合わせのそれぞれについて、各直線の傾きを比較する。ステップS35での判定と同様に、両方の傾きの角度が0以上の場合、または0未満の場合には、各直線の接点は転換点ではない。一方、一方の傾きの角度が0以上であり、他方の傾きの角度が0未満である場合には、各直線の接点が転換点として検出される。
[Step S40] The
転換点検出部132は、転換点が検出されなかった場合、ステップS41の処理を実行する。一方、転換点検出部132は、転換点が1つ以上検出された場合、ステップS36の処理を再度実行する。なお、後者のケースにおいて、転換点が複数検出された場合には、それらのうち高さ(Z座標)が最大の転換点が選択されて、その座標がステップS36で記録される。
If the turning point is not detected, the turning
[ステップS41]頂点検出部133は、ステップS36で記録された転換点の座標を読み出し、この座標を左側の凸状頂点の座標、すなわち右肺の上端の座標として出力する。なお、右側頂点検出処理では、読み出された座標が右側の凸状頂点の座標、すなわち左肺の上端の座標として出力される。
[Step S41] The
以上説明した第2の実施の形態の画像処理装置100によれば、胸部を撮影したCTスライス画像に基づく正面投影画像から肺野領域の上端を精度よく抽出できる。このため、CTスライス画像の中から肺野領域を写した画像を正確に選定でき、選定された画像を用いて機械学習の学習結果に基づく肺野領域の抽出処理を精度よく実行できる。また、選定された画像を用いて、機械学習の学習結果に基づく異常陰影の認識処理を精度よく実行できる。
According to the
<第2の実施の形態の変形例>
次に、第2の実施の形態における処理の一部を変更した変形例について説明する。なお、変形例の説明では、第2の実施の形態と同じ構成要素や同じ内容の処理ステップには同じ符号を用いる。
<Modified example of the second embodiment>
Next, a modified example in which a part of the processing in the second embodiment is changed will be described. In the description of the modified example, the same reference numerals are used for the same components and the same processing steps as in the second embodiment.
図13は、変形例における凸状頂点検出部の内部構成例を示す図である。変形例では、画像処理装置100は、図6に示した凸状頂点検出部122の代わりに図13に示す凸状頂点検出部122aを備える。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the internal configuration of the convex vertex detection unit in the modified example. In the modified example, the
凸状頂点検出部122aは、図6に示した輪郭線分割部131と転換点検出部132を備える。また、凸状頂点検出部122aは、図6に示した頂点検出部133の代わりに最大値検出部134を備える。最大値検出部134は、転換点検出部132によって検出された転換点を挟む両側のブロックから、輪郭線上の高さ(Z座標)が最大となる点を検出することで、凸状頂点を検出する。
The convex
図14は、最大値検出部の処理例を示す図である。図14では、図8、図9と同様の画像223を示している。また、転換点検出部132による図8で説明した処理によって、左側の輪郭線から転換点として点P1が検出されている。さらに、転換点検出部132による図9で説明した処理によって、右側の輪郭線から転換点として点P11が検出されている。
FIG. 14 is a diagram showing a processing example of the maximum value detection unit. FIG. 14 shows an
最大値検出部134は、転換点(点P1)を挟む両側のブロックB11,B12を特定する。最大値検出部134は、ブロックB11,B12の内部の分割曲線(輪郭線)における高さ(Z座標)の最大値を検出し、最大値が検出された画素P21の位置を右肺の凸状頂点、すなわち右肺の上端として検出する。
The maximum
同様に、最大値検出部134は、転換点(点P11)を挟む両側のブロックB31,B32を特定する。最大値検出部134は、ブロックB31,B32の内部の分割曲線(輪郭線)における高さ(Z座標)の最大値を検出し、最大値が検出された画素P22の位置を左肺の凸状頂点、すなわち左肺の上端として検出する。
Similarly, the maximum
このように、変形例では、第2の実施の形態と同様に、輪郭線を左端および右端からそれぞれ上方向に辿ることで、右肺の上端が存在するブロックB11,B12が絞り込まれ、左肺の上端が存在するブロックB31,B32が絞り込まれる。その後、第2の実施の形態とは異なり、ブロックB11,B12における輪郭線の座標に基づいて右肺の凸状頂点が検出され、ブロックB31,B32における輪郭線の座標に基づいて左肺の凸状頂点が検出される。これにより、右肺、左肺のそれぞれの上端を高精度に検出できる。 As described above, in the modified example, the blocks B11 and B12 in which the upper end of the right lung exists is narrowed down by tracing the contour line upward from the left end and the right end, respectively, as in the second embodiment, and the left lung. Blocks B31 and B32 having the upper end of the block B31 and B32 are narrowed down. After that, unlike the second embodiment, the convex apex of the right lung is detected based on the coordinates of the contour line in blocks B11 and B12, and the convexity of the left lung is detected based on the coordinates of the contour line in blocks B31 and B32. Shaped vertices are detected. As a result, the upper ends of each of the right lung and the left lung can be detected with high accuracy.
図15は、変形例における頂点検出処理を示すフローチャートの例である。この図15の処理は、図11のステップS25,S26の処理に対応する。また、図12と同じ内容の処理ステップには同じ符号を付して示しており、その説明を省略する。 FIG. 15 is an example of a flowchart showing the vertex detection process in the modified example. The process of FIG. 15 corresponds to the process of steps S25 and S26 of FIG. Further, the processing steps having the same contents as those in FIG. 12 are shown with the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図15に示すように、変形例では、図12のステップS31〜S35が実行された後、ステップS51〜S53の処理が実行される。なお、ここでは図12と同様に、主としてステップS25の左側頂点検出処理について説明し、ステップS26の右側頂点検出処理については適宜説明を補足する。 As shown in FIG. 15, in the modified example, after steps S31 to S35 of FIG. 12 are executed, the processes of steps S51 to S53 are executed. Here, as in FIG. 12, the left-sided apex detection process in step S25 will be mainly described, and the right-sided apex detection process in step S26 will be supplemented as appropriate.
[ステップS51]最大値検出部134は、ステップS35で検出された転換点を挟む両側のブロックを特定する。
[ステップS52]最大値検出部134は、特定された2つのブロックに含まれる分割曲線(輪郭線)から、高さ(Z座標)の最大値を検出する。
[Step S51] The maximum
[Step S52] The maximum
[ステップS53]最大値検出部134は、最大値が検出された画素の位置を左側の凸状頂点の座標、すなわち右肺の上端の座標として出力する。なお、右側頂点検出処理では、最大値が検出された画素の位置が右側の凸状頂点の座標、すなわち左肺の上端の座標として出力される。
[Step S53] The maximum
なお、以上の第2の実施の形態、およびその変形例において画像処理装置100が備えている処理機能の少なくとも一部は、CT装置50に搭載されていてもよい。また、画像処理装置100が備えている処理機能が、複数のコンピュータ装置に分散されて搭載されていてもよい。
In addition, at least a part of the processing functions provided in the
また、上記の各実施の形態に示した装置(例えば、画像処理装置10,100)の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置(HDD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:BD、登録商標)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
Further, the processing functions of the devices (for example, the
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CDなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When a program is distributed, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD on which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in the storage device of the server computer and transfer the program from the server computer to another computer via the network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes the processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute the processing according to the program. In addition, the computer can sequentially execute processing according to the received program each time the program is transferred from the server computer connected via the network.
1a 2値化画像
1b,1c 画像
2 輪郭線
3a,3b 矢印
4a,4b 凸状頂点
10 画像処理装置
11 輪郭線抽出部
12 領域特定部
Claims (8)
人体の胸部の内部を撮影した1以上の断面画像に基づいて生成される、前記胸部のコロナル断面を示す2値化画像から、輪郭線を抽出し、
前記人体における左右両方の外側から上方向に前記輪郭線を辿ることで前記輪郭線における凸状頂点を探索し、探索された前記凸状頂点の位置を肺野領域の上端として特定する、
処理を実行させる画像処理プログラム。 On the computer
A contour line is extracted from a binarized image showing the coronal cross-section of the chest, which is generated based on one or more cross-sectional images of the inside of the chest of the human body.
By tracing the contour line upward from both the left and right sides of the human body, the convex apex in the contour line is searched, and the position of the searched convex apex is specified as the upper end of the lung field region.
An image processing program that executes processing.
前記1以上の断面画像として前記胸部のアキシャル断面を示す複数のアキシャル断面画像を用い、前記複数のアキシャル断面画像のそれぞれにおける前後方向の画素群の最小値を正面に投影することで投影画像を生成し、前記投影画像を2値化することで前記2値化画像を生成する、
処理をさらに実行させる請求項1記載の画像処理プログラム。 On the computer
A plurality of axial cross-sectional images showing the axial cross-section of the chest are used as the one or more cross-sectional images, and a projected image is generated by projecting the minimum value of the pixel group in the front-rear direction in each of the plurality of axial cross-sectional images to the front. Then, the binarized image is generated by binarizing the projected image.
The image processing program according to claim 1, wherein the processing is further executed.
前記肺野領域の上端の特定結果に基づいて、前記複数のアキシャル断面画像から前記肺野領域を撮影範囲に含む画像を特定する、
処理をさらに実行させる請求項2記載の画像処理プログラム。 On the computer
Based on the identification result of the upper end of the lung field region, an image including the lung field region in the imaging range is specified from the plurality of axial cross-sectional images.
The image processing program according to claim 2, wherein the processing is further executed.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。 In the search for the convex vertices, the binarized image is divided into a plurality of divided regions, and both ends of the contour line are connected for each of the first divided regions including the contour line among the plurality of divided regions. When the inclination of the first straight line is calculated and the first division region is sequentially traced upward from the outside of both the left and right sides of the contour line, the first division region is adjacent to the first division region. The convex apex is specified based on the position where the positive or negative of the slope of the straight line changes.
The image processing program according to any one of claims 1 to 3.
請求項4記載の画像処理プログラム。 In the search for the convex vertices, the two adjacent second division regions in which the positive and negative slopes of the first straight line have changed in the first division region are further divided into a plurality of third division regions. , The slope of the second straight line connecting both ends of the contour line is calculated for each of the fourth divided regions including the contour line in the third divided region, and the second straight line is calculated in the adjacent fourth divided region. The convex apex is specified based on the position where the positive / negative of the slope of the straight line of 2 changes.
The image processing program according to claim 4.
請求項4記載の画像処理プログラム。 In the search for the convex vertices, the said is based on the upper end position of the contour line in two adjacent second divided regions in which the positive and negative of the slope of the first straight line of the first divided region are changed. Identify convex vertices,
The image processing program according to claim 4.
前記人体における左右両方の外側から上方向に前記輪郭線を辿ることで前記輪郭線における凸状頂点を探索し、探索された前記凸状頂点の位置を肺野領域の上端として特定する領域特定部と、
を有する画像処理装置。 A contour line extraction unit that extracts a contour line from a binarized image showing a coronal cross section of the chest, which is generated based on one or more cross-sectional images of the inside of the chest of the human body.
A region specifying portion that searches for a convex apex in the contour line by tracing the contour line upward from both the left and right sides of the human body, and specifies the position of the searched convex apex as the upper end of the lung field region. When,
An image processing device having.
人体の胸部の内部を撮影した1以上の断面画像に基づいて生成される、前記胸部のコロナル断面を示す2値化画像から、輪郭線を抽出し、
前記人体における左右両方の外側から上方向に前記輪郭線を辿ることで前記輪郭線における凸状頂点を探索し、探索された前記凸状頂点の位置を肺野領域の上端として特定する、
画像処理方法。 The computer
A contour line is extracted from a binarized image showing the coronal cross-section of the chest, which is generated based on one or more cross-sectional images of the inside of the chest of the human body.
By tracing the contour line upward from both the left and right sides of the human body, the convex apex in the contour line is searched, and the position of the searched convex apex is specified as the upper end of the lung field region.
Image processing method.
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