JP2020202909A - 画像処置装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｘ線ＣＴ装置においてＸ線が照射される被検体のサイズを正確に求めることができるようにする。【解決手段】本発明では、ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成し、該二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出し、前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出し、前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択し、前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する。そして、前記中心が、輪郭線により形成される閉領域の内側に位置するときは、その閉領域を身体領域として設定し、前記中心が、輪郭線により形成される閉領域の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する。【選択図】図２
Description
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置を用いて得られた医用画像を処理するための画像処理装置に関する。
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置では、対向配置されたＸ線発生器とＸ線検出器の間に被検体を配置し、該被検体を中心にＸ線発生器とＸ線検出器を360°回転させながら該被検体に対してＸ線を照射するとともに、被検体の体を透過してきたＸ線の強度を検出する。Ｘ線発生器とＸ線検出器を360°回転させる間に得られた検出データから、Ｘ線の透過面、つまり、人体を輪切りにしたスライス面の画像（ＣＴ断層像）が取得される。Ｘ線ＣＴ装置を用いた診断では、ＣＴ断層像に写る病変の位置や形状、大きさ等から疾患の有無を判断する。
１方向又は数方向から被検体にＸ線を照射して被検体の体内の画像を取得する他のＸ線機器と比較すると、360°方向からＸ線を照射するＸ線ＣＴ装置を用いた診断では、被検体の被曝線量が多い。そのため、被検体の被曝線量を管理する目的で、Ｘ線ＣＴ装置には通常、ＣＴ断層像を取得したときの被検体の被曝線量を算出して表示する機能が備えられている。一般的に被曝線量の算出には、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格に準じたＣＴＤＩｖｏｌ（Volume Computed Tomography Dose Index）が用いられ、ＣＴＤＩｖｏｌを算出するための基準値が予めＸ線ＣＴ装置に記憶されている。
ＣＴＤＩｖｏｌは、基準ファントムと呼ばれる被検体モデルを用いて測定された被曝線量の基準値から算出される。基準ファントムは、被検体と同程度の放射線の透過率を有する材質（例えばアクリル樹脂）から作製された円柱型の均質な物体から成り、その中央及び周縁部にそれぞれ検出器が取り付けられている。基準ファントムには、直径が16cmの頭部用ファントムと直径が32cmの腹部用ファントムがあり、各基準ファントムをＸ線ＣＴ装置に設置して360°方向からＸ線を照射したときの検出器の検出結果から所定の計算式を使って被曝線量の基準値が求められる。Ｘ線ＣＴ装置では、ＣＴ断層像の取得部位（頭部、腹部）に応じた基準値を元に、Ｘ線発生装置のパラメータの設定値を用いてＣＴＤＩｖｏｌが算出される。
上述したように、ＣＴＤＩｖｏｌの基準値を求めるために使用される基準ファントムは、ＣＴ断層像の取得部位により大きさが異なるものの、被検体の大きさや体型は考慮されていない。したがって、被検体に照射されるＸ線の強度が同一の場合は、被検体の大きさや体型が異なっていても、同じ値のＣＴＤＩｖｏｌが算出されることになり、子どもや幼児、痩せている被検体の場合は、被曝線量が実際よりも低く見積もられる傾向がある。
このような不具合を解消するため、被検体のサイズを考慮したＸ線ＣＴ装置の新たな線量指標であるＳＳＤＥ（Size-Specific Dose Estimates）をＣＴＤＩｖｏｌに加えて、あるいはＣＴＤＩｖｏｌに代えて用いることがＡＡＰＭ（American Association of Physicists in Medicine）より提案されている。しかしながら、被検体の大きさや体型を正確に求めることは現実的には難しい。
例えば、特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置のベッドに被検体を寝かした状態で、該被検体をその体軸方向に移動させつつ、一定の方向からＸ線を照射することにより得られた透視画像から該被検体の体型を求める方法が記載されている。Ｘ線発生器から出射されたＸ線は、被検体の体内を透過する経路長に応じて減衰し、検出器に至るため、検出器の検出結果である透視画像から、Ｘ線が被検体を透過した経路長、つまり、サイズを求めることができる。
Ｘ線発生器から被検体に照射されたＸ線は、被検体だけでなくベッドも透過し、その際に減衰する。したがって、特許文献１に記載の方法で求められる被検体のサイズには、ベッドによるＸ線の減衰量が反映されることになり、正確性に欠けるという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線ＣＴ装置においてＸ線が照射される被検体のサイズを正確に求めることができるようにすることである。
上記課題を解決するために成された本発明の第１態様は、
被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれるように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える。
被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれるように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える。
また、上記課題を解決するために成された本発明の第２態様は、
被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える。
被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える。
第１態様及び第２の画像処理装置においてＸ線ＣＴ装置には、ＰＥＴ−ＣＴ（Positron Emission Tomography−Computed Tomography）装置も含まれることとする。第１態様及び第２の画像処理装置は、いずれも被検体のＣＴ断層像データから該被検体の身体に対応する領域である身体領域を抽出する身体領域抽出部を備え、前記身体領域抽出部は、二値化処理部、輪郭線抽出部、輪郭線選択部、中心位置特定部、身体領域設定部を備えている。輪郭線抽出部は、二値化処理部によって形成された二値化断層像から閉領域を形成する輪郭線を抽出し、輪郭線選択部は、抽出された輪郭線のうち、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する。この選択処理は、二値化断層像に含まれる閉領域のうち被検体の身体（具体的には腹部、胸部、腕部、脚部、及び頭部）に対応する閉領域ではない、ノイズである閉領域を除外するために行われる。従って、ノイズである閉領域が除外されるように、所定の閾値が設定される。
なお、二値化断層像にベッドに対応する閉領域が含まれる場合、この閉領域の面積は、一般的に、腹部や胸部に対応する閉領域の面積ほど大きくないものの、腕部や脚部に対応する閉領域の面積よりも大きくなる。このため、輪郭線選択部による選択処理では、ベッドに対応する閉領域の輪郭線を除外することができない。
そこで、第１態様の画像処理装置では、中心位置特定部が二値化断層像上に、輪郭線選択部によって選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して該矩形枠の中心の位置を特定すると、身体領域設定部は、該中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する。
上記構成では、前記選択された輪郭線が形成する閉領域を取り囲む最小の矩形枠が二値化断層像上に設定される。被検体の頭部、胸部、又は腹部付近のＣＴ断層像であれば、矩形枠の中心は、頭部、胸部、又は腹部に対応する閉領域の輪郭線の内側に位置するため、この場合は頭部、腹部又は胸部に対応する閉領域の輪郭線が、前記中心との距離が最短の輪郭線となる。一方、被検体の脚部付近を撮影して得られたＣＴ断層像であれば、矩形枠の中心は２個の脚部に対応する閉領域の中間点付近に位置するため、この場合は２個の脚部の両方又は一方に対応する閉領域の輪郭線が、前記中心との距離が最短の輪郭線となる。いずれの場合も、二値化断層像上の閉領域のうち、被検体の身体（頭部、胸部、腹部、又は脚部）に対応する閉領域が身体領域として設定され、ベッドに対応する閉領域が身体領域として設定されることはない。
一方、第２態様の画像処理装置では、中心位置特定部が二値化断層像上に、輪郭線選択部によって選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して該矩形枠の中心の位置を特定すると、身体領域設定部は、該中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する。
上記構成では、前記選択された輪郭線が形成する閉領域を取り囲む最小の矩形枠が二値化断層像上に設定される。被検体の頭部、胸部、又は腹部付近のＣＴ断層像であれば、矩形枠の中心は、頭部、胸部、又は腹部に対応する閉領域を形成する輪郭線の内側に位置するため、頭部、胸部、又は腹部に対応する閉領域が身体領域として設定される。一方、被検体の脚部付近のＣＴ断層像であれば、矩形枠の中心は、２個の脚部に対応する閉領域の中間点付近に位置し、輪郭線の外側となるため、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域、つまり、脚部に対応する閉領域が身体領域として設定される。したがって、いずれの場合も、ベッドに対応する閉領域が身体領域として設定されることはない。
上記構成の画像処理装置においては、さらに、
前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出部と、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定部と
を備え、
前記身体領域設定部が、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定するとよい。
前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出部と、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定部と
を備え、
前記身体領域設定部が、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定するとよい。
上記構成において、下側端部の「下側」とは、Ｘ線ＣＴ装置が生成するＣＴ断層像データによって表されるＣＴ断層像において、ベッドが位置する側をいう。したがって、被検体が背臥位（仰向け）でベッドに載置された状態で撮影されたＣＴ断層像の二値化断層像の場合は、下側は身体の背側となり、被検体が腹臥位（俯せ）でベッドに載置された状態で撮影された場合は、通常、下側は身体の腹側となる。また、被検体が右脇側を下にした側臥位（横向け）でベッドに載置された状態で撮影された場合は、下側は身体の右脇側となる。上記構成において、「輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、重心が前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域」は、ベッドに対応する閉領域を除く閉領域となり、このような閉領域とは、胸部又は腹部とともにＣＴ断層像に現れる、腕部に対応する閉領域を指す。上記構成の画像処理装置によれば、腕部に対応する閉領域を身体領域に加えることができるため、より正確に身体領域の面積を算出することができる。
上記構成の画像処理装置においては、さらに、
前記身体領域設定部によって身体領域として設定された閉領域の、上側端部と下側端部の距離である上下径寸法、及び左側端部と右側端部の距離である左右径寸法を、それぞれ求め、前記上下径寸法及び前記左右径寸法から、身体領域の面積指標値を算出する面積指標値算出部と備えることが好ましい。
前記身体領域設定部によって身体領域として設定された閉領域の、上側端部と下側端部の距離である上下径寸法、及び左側端部と右側端部の距離である左右径寸法を、それぞれ求め、前記上下径寸法及び前記左右径寸法から、身体領域の面積指標値を算出する面積指標値算出部と備えることが好ましい。
上記構成において「面積指標値」とは、身体領域の面積そのものでも良いが、身体領域の面積と相関する値であれば面積以外の値でもよい。上記構成によれば、面積指標値算出部によって算出された面積指標値を利用することにより、被検体の体型に応じたＸ線の被曝線量を容易に算出することができる。
上記構成の画像処理装置においては、前記記憶部が、所定の線量検出用ファントムを用いて予め求められた、前記Ｘ線ＣＴ装置の被曝線量の評価指標を記憶しており、
前評価指標と、前記面積指標値算出部によって算出された前記指標値とに基づいて、ＳＳＤＥ値を算出して出力する被曝線量出力部をさらに備えることが好ましい。
前評価指標と、前記面積指標値算出部によって算出された前記指標値とに基づいて、ＳＳＤＥ値を算出して出力する被曝線量出力部をさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、被検体のサイズに対応する被曝線量であるＳＳＤＥ値を容易に求めることができる。ここで、評価指標の例としては「ＣＴＤＩvol」が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の第３態様は、被検体が載置されるベッドと、被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置からの前記ＣＴ断層像データを処理し、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出方法であって、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、該輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える。
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、該輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える。
本発明の第４態様は、被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置からの前記ＣＴ断層像データを処理し、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出方法であって、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心が輪郭線の内側に位置するか否かを判定する判定ステップと、
前記中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える。
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心が輪郭線の内側に位置するか否かを判定する判定ステップと、
前記中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える。
上記身体領域抽出方法においては、さらに、
前記輪郭線選択ステップによって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出ステップと、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定ステップと
を備え、
前記身体領域設定ステップが、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が、前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定することが好ましい。
前記輪郭線選択ステップによって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出ステップと、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定ステップと
を備え、
前記身体領域設定ステップが、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が、前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定することが好ましい。
本発明によれば、被検体のＣＴ断層像の二値化断層像から該被検体の身体領域だけを抽出することができるため、その抽出された身体領域から、Ｘ線ＣＴ装置においてＸ線が照射された被検体のサイズを正確に求めることができる。したがって、求められた被検体のサイズを利用することにより、該被検体のサイズに応じたＸ線の被曝線量を算出することができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
［医用画像管理システムの構成］
図１は、本実施形態における医用画像管理システムの構成を示す概略図である。同図に示すように、医用画像管理システム１は、Ｘ線ＣＴ装置１０と、被検体情報管理装置２０と、情報提供用端末３０と、閲覧用端末４０と、画像処理装置５０とを備えている。Ｘ線ＣＴ装置１０、被検体情報管理装置２０、情報提供用端末３０、閲覧用端末４０、画像処理装置５０は、有線ＬＡＮ（Locl Area Network）又は無線ＬＡＮ等のネットワーク６０を介して通信可能に接続されている。
図１は、本実施形態における医用画像管理システムの構成を示す概略図である。同図に示すように、医用画像管理システム１は、Ｘ線ＣＴ装置１０と、被検体情報管理装置２０と、情報提供用端末３０と、閲覧用端末４０と、画像処理装置５０とを備えている。Ｘ線ＣＴ装置１０、被検体情報管理装置２０、情報提供用端末３０、閲覧用端末４０、画像処理装置５０は、有線ＬＡＮ（Locl Area Network）又は無線ＬＡＮ等のネットワーク６０を介して通信可能に接続されている。
Ｘ線ＣＴ装置１０と被検体情報管理装置２０は、病院や診療所等の医療施設毎に設置されている。また、情報提供用端末３０、閲覧用端末４０、及び画像処理装置５０は、通常は医療施設に設置されているが、医療施設以外に設置されていても良い。Ｘ線ＣＴ装置１０、被検体情報管理装置２０、情報提供用端末３０、閲覧用端末４０及び画像処理装置５０が同一の医療施設内に設置されている場合、これらの間の通信は、それぞれ当該医療施設内に構築されたコンピュータネットワーク（ＬＡＮ）を介して行うようにしても良い。また、Ｘ線ＣＴ装置１０は、画像処理装置５０と有線または無線で接続されていれば、前記ネットワーク６０に直接接続されていなくても良い。
図２はＸ線ＣＴ装置１０の概略構成図である。なお、図２に示す座標系１００は、Ｘ線ＣＴ装置１０における方向を定義するものである。
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線スキャナ１１とコンソール１２とを有する。Ｘ線スキャナ１１は、架台１３とベッド１４とを備える。架台１３は、円筒状の回転フレーム１３１と、該回転フレーム１３１の回転中心を挟んで対向する箇所の一方側に配置されたＸ線管１３２及びコリメータ１３３と他方側に配置されたＸ線検出器１３４と、Ｘ線管１３２に電圧を供給する高電圧電源１３５と、前記回転フレーム１３１を回転させる回転駆動装置１３６と、データ取得部１３７と、コントローラ１３８と、通信Ｉ／Ｆ１３９等を有している。また、ベッド１４は、被検体Ｐが載置される天板１４１と、該天板１４１をＺ軸方向に移動させて回転フレーム１３１の開口内に出し入れする水平駆動装置１４２とを有している。コントローラ１３８はＣＰＵ、メモリによって構成されている。
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線スキャナ１１とコンソール１２とを有する。Ｘ線スキャナ１１は、架台１３とベッド１４とを備える。架台１３は、円筒状の回転フレーム１３１と、該回転フレーム１３１の回転中心を挟んで対向する箇所の一方側に配置されたＸ線管１３２及びコリメータ１３３と他方側に配置されたＸ線検出器１３４と、Ｘ線管１３２に電圧を供給する高電圧電源１３５と、前記回転フレーム１３１を回転させる回転駆動装置１３６と、データ取得部１３７と、コントローラ１３８と、通信Ｉ／Ｆ１３９等を有している。また、ベッド１４は、被検体Ｐが載置される天板１４１と、該天板１４１をＺ軸方向に移動させて回転フレーム１３１の開口内に出し入れする水平駆動装置１４２とを有している。コントローラ１３８はＣＰＵ、メモリによって構成されている。
コンソール１２はコンピュータをベースとして構成されており、ＣＰＵ１２１、メモリ１２２、ＨＤＤ（Hard disc drive）１２３、入力装置１２４、及び表示装置１２５等の基本的なハードウェアから構成されている。ＣＰＵ１２１は信号伝送路を介して各ハードウェア構成要素に相互接続されている。ＣＰＵ１２１は、入力装置１２４を介した操作に応じてメモリ１２２に記憶されているプログラムを実行する。これによって、コンソール１２は、スキャン制御部１２６、断層画像データ生成部１２７、表示制御部１２８として機能する。スキャン制御部１２６は、入力装置１２４を介して設定された撮影条件に基づき、Ｘ線スキャナ１１のコントローラ１３８を制御して、高電圧電源１３５、回転駆動装置１３６、水平駆動装置１４２を制御する。これによって、高電圧電源１３５からＸ線管１３２に所定の管電流や管電圧が供給されると同時に、回転フレーム１３１が回転するとともに天板１４１がＺ軸方向に移動し、スキャン動作が実行される。
スキャン動作では、Ｘ線管１３２から出射され、コリメータ１３３を通じて被検体Ｐに照射されたＸ線が、該被検体Ｐを透過した後、Ｘ線検出器１３４に入射する。Ｘ線検出器１３４は、入射したＸ線の強度に応じた大きさの信号を出力する。この信号はデジタル信号に変換された後、コントローラ１３８を介してコンソール１２に供給される。コンソール１２では、Ｘ線スキャナ１１から供給される信号に基づいて被検体Ｐの体内の画像（ＣＴ断層像）のデータ（ＣＴ断層像データ）を生成する。コンソール１２で生成されたＣＴ断層像データ、該ＣＴ断層像データに付帯されるテキストデータ（スキャン動作時のＸ線スキャナ１１の設定条件、Ｘ線強度等のデータ、被検体Ｐの固有ＩＤ、Ｘ線ＣＴ装置１０のメーカー名、型番、Ｘ線ＣＴ装置１０で使用されているソフトウェア名、該ソフトウェアのバージョン等）は、検査によって得られた情報（検査結果情報）としてＸ線ＣＴ装置１０から情報提供用端末３０に送信される。なお、本実施形態で扱う情報としては、例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格の情報が挙げられるが、これに限られない。
被検体情報管理装置２０は、医療施設において検査を受ける被検体の情報を登録・管理する機能を有する。この機能を実現するため、被検体情報管理装置２０は、入力装置（キーボード、マウス（ポインティングデバイス）、タッチパネルなど）２０１と表示装置２０２を備え、入力装置２０１を操作することにより被検体情報（身体的特徴（体重、身長、ＢＭＩ、体脂肪率、年齢、性別等）や病歴など）が登録される。また、当該医療施設で初めて検査を受ける被験者には、該被検体を識別するための固有ＩＤが付与される。登録された被検体情報は固有ＩＤが付帯されて被検体情報記憶装置２０３に記憶される。
情報提供用端末３０はＸ線ＣＴ装置１０から送られてくる検査結果情報データ、及び被検体情報管理装置２０から送られてくる被検体情報データを受信し、これら検査結果情報データ及び被検体情報データを保管する機能、及び、画像処理装置５０からの要求に応じて、検査結果情報データ及び被検体情報データを該画像処理装置に送信する機能を有する。これらの機能を実現するため、情報提供用端末３０は、ＣＰＵ、記憶装置、通信Ｉ／Ｆ、入力装置（キーボード、マウス（ポインティングデバイス）、タッチパネル等）、及び表示装置（いずれも図示せず）を備えている。
検査結果情報データには、Ｘ線ＣＴ装置１０で作成されたＣＴ断層像データ及び画質情報データが含まれる。画質情報データには、スキャン動作時のＸ線スキャナ１１の設定条件、Ｘ線強度等のデータ、被検体の固有ＩＤが含まれる。さらに、画質情報データには、Ｘ線ＣＴ装置１０のメーカー名、型番、Ｘ線ＣＴ装置１０で使用されているソフトウェア名、該ソフトウェアのバージョン等の装置特定情報データが含まれている。情報提供用端末３０は、画像処理装置５０より検査結果情報が要求されると、それに応じて記憶装置からＣＴ断層像データと画質情報データを読み出すとともに、画質情報データに含まれ被検体の固有ＩＤに対応する被検体情報データを記憶装置から読み出して、画像処理装置５０に送信する。
このように情報提供用端末３０は、Ｘ線ＣＴ装置１０で作成されたＣＴ断層像データを取得して画像処理装置５０に送信することから、本発明のＸ線ＣＴ装置の構成要素として機能する。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１０及び情報提供用端末３０をネットワーク６０に接続しているが、情報提供用端末３０のみをネットワーク６０に接続し、Ｘ線ＣＴ装置１０と情報提供用端末３０とは有線または無線（ＬＡＮ）で接続されていてもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１０が、情報提供用端末３０の機能を備えていてもよい。
閲覧用端末４０は、ネットワーク６０を介して画像処理装置５０が提供するＷｅｂサイトにアクセスして、ＣＴ断層像並びに該ＣＴ断層像の被検体情報を閲覧する機能を有している。この機能を実現するため、閲覧用端末４０は、ＣＰＵ、記憶装置、通信Ｉ／Ｆ、入力装置（キーボード、マウス（ポインティングデバイス）、タッチパネル等）、表示装置、及び出力装置（いずれも図示せず）を備えている。また、閲覧用端末４０は、クライアントアプリケーションとして、例えば、ビューワ機能（閲覧機能）及びデータ入力機能を司るＷｅｂブラウザを備えている。Ｗｅｂブラウザは、画像処理装置５０へＨＴＴＰ ＧＥＴに基づく通信（例えば、ＨＴＴＰ通信）を行い、画像処理装置５０に対して閲覧用端末４０のユーザが閲覧を所望する情報の提供要求を送信する。また、Ｗｅｂブラウザは情報の提供要求に応じて画像処理装置５０にて生成された情報を含むファイルを受信し、該ファイルに基づく画像をディスプレイに表示する。この情報を含むファイルは、例えば、ＪＳＯＮ（JavaScript（登録商標）Object Notation）ファイルとして提供される。
なお、被検体情報管理装置２０、情報提供用端末３０及び閲覧用端末４０は、いわゆるデスクトップ型又はノート型のパーソナルコンビュータでも良く、携帯型端末（タブレット型ＰＣなど）でも良い。この場合、被検体情報管理装置２０、情報提供用端末３０及び閲覧用端末４０は、記憶装置に記憶（インストール）されたプログラムをＣＰＵがロードして実行することによって、それぞれの機能を実現する。
図３に示すように、画像処理装置５０は、ＣＰＵ５０１と、主記憶装置５０２と、記憶部５５０を含む補助記憶装置５０３と、通信Ｉ／Ｆ５０４と、入力装置（キーボード、マウス（ポインティングデバイス）、タッチパネルなど）５０５と、表示装置５０６とを備えている。画像処理装置５０は、補助記憶装置５０３に記憶（インストール）されたＷｅｂサイト構築用プログラムをＣＰＵ５０１が主記憶装置５０２にロードして実行することによって、Ｗｅｂサイト構築部５１０のＷｅｂサイト構築機能を実現する。また、画像処理装置５０は、補助記憶装置５０３に記憶（インストール）された各種処理プログラムをＣＰＵ５０１が主記憶装置５０２にロードして実行することによって、情報処理部５２０の情報処理機能、データ受付部５３０のデータ受付機能、レコード抽出部５４０のレコード抽出機能を実現する。
データ受付部５３０は、情報提供用端末３０から送られてくるＣＴ断層像データ、画質情報データ及び被検体情報データを受け付ける。情報処理部５２０は、データ受付部５３０がＣＴ断層像データ、画質情報データ及び被検体情報データを受け付けると、これらを紐付けて一つのレコードとして記憶部５５０に記憶する機能を有する。また、データ受付部５３０は、Ｘ線ＣＴ装置１０から送られてくる該Ｘ線ＣＴ装置１０の被曝線量の評価指標を受け付け、これを記憶部５５０に記憶する機能を有する。この評価指標は、Ｘ線ＣＴ装置１０の天板１４１にＣＴ線量検出用の基準ファントム（CT dosimetry phantom）を載置してＸ線を照射したときのＸ線検出器１３４の検出結果から得られたものであり、評価指標の具体例としては「ＣＴＤＩvol」が挙げられる。基準ファントムには胴体用ファントムと頭部用ファントムがあり、いずれも均質なアクリル樹脂の円柱状体からなり、その中央部と外周部の４箇所に線量測定器が挿入されている。
レコード抽出部５４０は、データ受付部５３０が選択条件データを受け付けると、記憶部５５０に保管されているレコードの中から該選択条件データに該当するレコードを抽出する。情報処理部５２０は、レコード抽出部５４０が抽出したレコードに含まれるＣＴ断層像データに基づき、被検体の身体に対応する領域である身体領域をＣＴ断層像から抽出する機能を有する。従って、情報処理部５２０が本発明の身体領域抽出部に相当する。図４は情報処理部５２０の機能的構成を示すブロック図である。図４に示すように、情報処理部５２０は、二値化処理部５２１、輪郭線抽出部５２２、輪郭線選択部５２３、中心位置特定部５２４、身体領域設定部５２５、重心位置算出部５２６、下側端部特定部５２７、面積指標値算出部５２８、被曝線量出力部５２９を備える。
なお、画像処理装置５０は、補助記憶装置５０３に記憶（インストール）された閲覧プログラム、データ閲覧−付加プログラムをＣＰＵ５０１が主記憶装置５０２にロードして実行することによって、閲覧が許可された所定のユーザの閲覧用端末４０においてＷｅｂサイトを構築する機能を有する。前記Ｗｅｂサイトでは、前記レコード抽出部５４０によるレコード抽出結果が表示され、前記ユーザは、閲覧用端末４０の表示装置に表示されるＷｅｂサイトにおいてレコード抽出結果を閲覧可能となる。
［画像処理装置の処理動作］
次に、画像処理装置５０の情報処理部５２０による身体領域抽出処理を、図５〜図９を参照しつつ説明する。
図５は、画像処理装置５０を起動することにより表示装置５０６の表示画面に表示される初期画面を示している。初期画面の最上段にはアイコンによって表された操作キーを含む操作パネル６０１が表示されている。また、初期画面には、画像処理装置５０の主記憶装置５０２に記憶されているレコードの被検体リスト６１１、前回、画像処理装置５０をシャットダウンしたときに被検体リスト６１１から選択された状態にある特定の被検体のレコードのリスト６１２、各レコードに含まれるファイルのリスト６１３、ＣＴ断層像６１４が表示されている。
次に、画像処理装置５０の情報処理部５２０による身体領域抽出処理を、図５〜図９を参照しつつ説明する。
図５は、画像処理装置５０を起動することにより表示装置５０６の表示画面に表示される初期画面を示している。初期画面の最上段にはアイコンによって表された操作キーを含む操作パネル６０１が表示されている。また、初期画面には、画像処理装置５０の主記憶装置５０２に記憶されているレコードの被検体リスト６１１、前回、画像処理装置５０をシャットダウンしたときに被検体リスト６１１から選択された状態にある特定の被検体のレコードのリスト６１２、各レコードに含まれるファイルのリスト６１３、ＣＴ断層像６１４が表示されている。
なおここでは、「レコード」は１回のスキャン動作によって撮影された一連のＣＴ断層像データを含む検査結果情報データを指し、「ファイル」は回転フレーム１３１を１回転させることにより得られたＣＴ断層像データを含む検査結果情報データを指すこことする。すこととする。したがって、「レコード」には、通常、複数の「ファイル」が含まれる。
前記初期画面において、操作パネル６０１の「インポート」キーが操作されると、情報提供用端末３０に対してＣＴ断層像データ、画質情報データ及び被検体情報データの送信を要求し、これにより情報提供用端末３０より送られてくるＣＴ断層像データ、画質情報データ及び被検体情報データを受け付ける。
また、初期画面において、ファイルリスト６１３から特定のファイルが選択され、操作パネル６０１の操作キー（ビューワキー）が操作されると、図６に示された画面に切り替わる。この画面は、画像処理装置５０に様々なデータ処理を実行させるための画面（処理画面）である。処理画面の上段の操作パネル６０１には、データ処理の実行を指示するための操作キーがアイコンによって表示されている。
また、処理画面の左側には選択されたファイルに含まれるＣＴ断層像データが示すＣＴ断層像が表示され、右側には選択されたファイルに含まれる画質情報データ及び被検体情報データが示す情報、並びに操作パネル６０１の操作キーの操作に基づいてデータ処理が実行された結果、得られた情報が表示されている。
次に、処理画面の左側に図７（ａ）に示すＣＴ断層像が表示されている状態で操作パネル６０１において「ＳＳＤＥ］キーが操作された場合に実行される画像処理について説明する。図７（ａ）のＣＴ断層像には、被検体Ｐの腹部と腕部、及び天板１４１の画像が含まれている。なお、以下の説明において「上下左右」とは、図７（ａ）〜（ｅ）に示されている各画像における「上下左右」を指すこととする。
＜二値化処理＞
操作パネル６０１において「ＳＳＤＥ］キーが操作されると、まず、二値化処理部５２１は、図７（ａ）のＣＴ断層像に対して二値化処理を施し、所定の閾値よりも輝度が大きい（淡色の）画素を白に、前記閾値よりも輝度が小さい（濃色の）画素を黒に変換する。これにより、図７（ｂ）にす白黒画像（本発明の「二値化断層像」に相当する）が作成される。二値化処理の閾値は、予め設定されていてもよく、ユーザが設定してもよい。
操作パネル６０１において「ＳＳＤＥ］キーが操作されると、まず、二値化処理部５２１は、図７（ａ）のＣＴ断層像に対して二値化処理を施し、所定の閾値よりも輝度が大きい（淡色の）画素を白に、前記閾値よりも輝度が小さい（濃色の）画素を黒に変換する。これにより、図７（ｂ）にす白黒画像（本発明の「二値化断層像」に相当する）が作成される。二値化処理の閾値は、予め設定されていてもよく、ユーザが設定してもよい。
＜輪郭線の抽出及び選択＞
次に、輪郭線抽出部５２２は、白黒画像上において白色の領域と黒色の領域の境界である輪郭線を設定し、該輪郭線のうち閉領域を形成している輪郭線を抽出する。この場合、或る閉領域の中に別の閉領域が含まれる場合は、最も面積が大きい閉領域の輪郭線を抽出することとする。これにより図７（ｃ）に示す例では、白黒画像上に６個の閉領域（領域１〜６）の輪郭線が抽出される。
次に、輪郭線抽出部５２２は、白黒画像上において白色の領域と黒色の領域の境界である輪郭線を設定し、該輪郭線のうち閉領域を形成している輪郭線を抽出する。この場合、或る閉領域の中に別の閉領域が含まれる場合は、最も面積が大きい閉領域の輪郭線を抽出することとする。これにより図７（ｃ）に示す例では、白黒画像上に６個の閉領域（領域１〜６）の輪郭線が抽出される。
輪郭線抽出部５２２によって輪郭線が抽出されると、次に、輪郭線選択部５２３は、各輪郭線により形成される閉領域の面積を所定の閾値と比較し、閾値よりも面積が大きい閉領域の輪郭線を選択する。図７（ｃ）に示す例では、領域１〜３及び領域６の輪郭線が選択され、領域４及び領域５の輪郭線は白黒画像から除去される（図７（ｄ））。領域１は被検体Ｐの腹部に対応し、領域２及び領域３は被検体Ｐの腕部に対応する。また、領域６は天板１４１に対応する。一方、除去された領域４，５は身体領域ではなくノイズである。
＜矩形枠の中心位置の特定＞
続いて、中心位置特定部５２４は、輪郭線選択部５２３によって選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ、該閉領域と接するように白黒画像上に矩形枠を設定する。これにより、領域１〜３及び領域６を取り囲む最小の矩形枠が白黒画像上に設定される（図７（ｄ）参照）。
矩形枠が設定されると、次に中心位置特定部５２４は矩形枠の中心の位置（座標値）を特定する。例えば矩形枠の対向する２辺の中点同士を結んだ線分の交点の位置、あるいは、矩形枠の２本の対角線の交点の位置を、矩形枠の中心の位置とすることができる。
続いて、中心位置特定部５２４は、輪郭線選択部５２３によって選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ、該閉領域と接するように白黒画像上に矩形枠を設定する。これにより、領域１〜３及び領域６を取り囲む最小の矩形枠が白黒画像上に設定される（図７（ｄ）参照）。
矩形枠が設定されると、次に中心位置特定部５２４は矩形枠の中心の位置（座標値）を特定する。例えば矩形枠の対向する２辺の中点同士を結んだ線分の交点の位置、あるいは、矩形枠の２本の対角線の交点の位置を、矩形枠の中心の位置とすることができる。
なお、中心位置特定部５２４が設定した矩形枠の位置や大きさはユーザが手動で変更できるようにしてもよい。このように構成することで、二値化断層像上に特定される矩形枠の中心の位置を適宜の位置に変更することができる。
＜主身体領域の設定＞
矩形枠の中心の位置が特定されると、身体領域設定部５２５は、該中心との距離が最も短い輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域の一部（以下「主身体領域」という。）とする。輪郭線と中心との距離は、例えば該中心の周囲の８方向（図７（ｄ）の中心を基点とする８本の矢印の方向）に向かう直線と輪郭線との交点を求め、これと前記中心との長さから求めることができる。
矩形枠の中心の位置が特定されると、身体領域設定部５２５は、該中心との距離が最も短い輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域の一部（以下「主身体領域」という。）とする。輪郭線と中心との距離は、例えば該中心の周囲の８方向（図７（ｄ）の中心を基点とする８本の矢印の方向）に向かう直線と輪郭線との交点を求め、これと前記中心との長さから求めることができる。
処理画面に表示されているＣＴ断層像が被検体Ｐの頭部、胸部又は腹部付近のＣＴ断層像であるときは、中心との距離が最短となる輪郭線は、頭部、胸部又は腹部に対応する閉領域の輪郭線となる。従って、この場合は頭部、胸部又は腹部に対応する閉領域（図７（ｄ）の例では「閉領域１」）が主身体領域として設定される。一方、処理画面に表示されているＣＴ断層像が被検体Ｐの脚部付近のＣＴ断層像であるときは、中心との距離が最短となる輪郭線は、脚部に対応する閉領域を形成する輪郭線となる。従って、この場合は脚部に対応する閉領域が主身体領域として設定される。天板１４１上の被検体Ｐの載置位置にもよるが、通常、２本の脚部の中間点に矩形枠の中心が位置するため、２本の脚部に対応する閉領域の輪郭線と前記中心との距離は等しくなる。このため、通常は、２本の脚部に対応する閉領域の両方が主身体領域として設定される。
＜副身体領域の設定＞
主身体領域が設定されると、次に、下側端部特定部５２７は主身体領域として設定された閉領域の最下端を特定する。また、重心位置算出部５２６は主身体領域として設定された閉領域以外の閉領域（図７（ｅ）の例では領域２、３、６）の重心の位置（座標値）を算出する。重心の位置は、周知の方法から計算により求めることができる。
続いて、身体領域設定部５２５は、重心の位置を算出した閉領域のうち、その重心位置が最下端よりも矩形枠の中心が位置する側にある閉領域を求め、それを身体領域の一部（以下「副身体領域」という。）として設定する。図７（ｅ）に示す例では、領域２と領域３（いずれも腕部に対応する閉領域）が副身体領域として設定される。この副身体領域と上述した主身体領域とから被検体Ｐの身体領域が構成される。
主身体領域が設定されると、次に、下側端部特定部５２７は主身体領域として設定された閉領域の最下端を特定する。また、重心位置算出部５２６は主身体領域として設定された閉領域以外の閉領域（図７（ｅ）の例では領域２、３、６）の重心の位置（座標値）を算出する。重心の位置は、周知の方法から計算により求めることができる。
続いて、身体領域設定部５２５は、重心の位置を算出した閉領域のうち、その重心位置が最下端よりも矩形枠の中心が位置する側にある閉領域を求め、それを身体領域の一部（以下「副身体領域」という。）として設定する。図７（ｅ）に示す例では、領域２と領域３（いずれも腕部に対応する閉領域）が副身体領域として設定される。この副身体領域と上述した主身体領域とから被検体Ｐの身体領域が構成される。
上述した処理において、天板１４１に対応する領域５は、その重心が最下端よりも下側（つまり、矩形枠の中心とは反対側）にあるため、副身体領域として設定されない。
また、図８（ａ）は、天板１４１が複数の部分から構成されている場合のＣＴ断層像であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣＴ断層像の二値化断層像において、複数の閉領域が天板１４１に対応する閉領域として抽出された例を示している。この例でも、天板１４１に対応する閉領域の重心は、いずれも主身体領域の最下端よりも下側に位置しているため、天板１４１に対応する閉領域が身体領域として設定されることはない。
また、図８（ａ）は、天板１４１が複数の部分から構成されている場合のＣＴ断層像であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣＴ断層像の二値化断層像において、複数の閉領域が天板１４１に対応する閉領域として抽出された例を示している。この例でも、天板１４１に対応する閉領域の重心は、いずれも主身体領域の最下端よりも下側に位置しているため、天板１４１に対応する閉領域が身体領域として設定されることはない。
さらに、処理画面に表示されているＣＴ断層像が被検体Ｐの脚部付近のＣＴ断層像である場合であって、２本の脚部に対応する閉領域の一方のみが主身体領域として設定された場合は、上述した処理によって他方の脚部に対応する閉領域が副身体領域として設定される。このため、ＣＴ断層像から被検体の身体に対応する領域を漏れなく抽出することができる。
＜身体領域の面積指標値の算出＞
（１）身体領域の実効径の算出
身体領域が設定されると、面積指標値算出部５２８は、身体領域を構成する閉領域のそれぞれの最左端、最右端、最上端、最下端の座標値を求める（図９参照）。求められた座標値は、面積指標値算出部５２８が備えるメモリ（図示せず）に一旦記憶されるようにしても良い。続いて、面積指標値算出部５２８は、最左端、最右端、最上端、最下端の座標値から各閉領域の実効径を算出する。ここで、実効径とは、該閉領域を円形領域に置き換えたときのその直径に相当する。身体領域の実効径は、全ての閉領域の実効径を合算したものとなる。閉領域の実効径は例えば以下の式（１）〜（３）から求められる。
（１）身体領域の実効径の算出
身体領域が設定されると、面積指標値算出部５２８は、身体領域を構成する閉領域のそれぞれの最左端、最右端、最上端、最下端の座標値を求める（図９参照）。求められた座標値は、面積指標値算出部５２８が備えるメモリ（図示せず）に一旦記憶されるようにしても良い。続いて、面積指標値算出部５２８は、最左端、最右端、最上端、最下端の座標値から各閉領域の実効径を算出する。ここで、実効径とは、該閉領域を円形領域に置き換えたときのその直径に相当する。身体領域の実効径は、全ての閉領域の実効径を合算したものとなる。閉領域の実効径は例えば以下の式（１）〜（３）から求められる。
（２）身体領域の水等価径の算出
身体領域が設定されると、面積指標値算出部５２８は、身体領域を構成する閉領域の面積（ＡＲＯＩ）を算出する。面積（ＡＲＯＩ）は、閉領域内の画素数をＮ個、画素の一辺の長さをΔｘ[cm]とすると、以下の式（４）から求められる。
ＡＲＯＩ ＝ Ｎ＊（Δｘ）２ [cm2] …（４）
身体領域が設定されると、面積指標値算出部５２８は、身体領域を構成する閉領域の面積（ＡＲＯＩ）を算出する。面積（ＡＲＯＩ）は、閉領域内の画素数をＮ個、画素の一辺の長さをΔｘ[cm]とすると、以下の式（４）から求められる。
ＡＲＯＩ ＝ Ｎ＊（Δｘ）２ [cm2] …（４）
次に、以下の式（５）より、閉領域の平均画素値（ＣＴ値）を算出する。
式（５）において、ＣＴval(n)は、閉領域内の各画素の画素値である。
続いて、以下の式（６）より、閉領域の水等価径Ｄｗを算出する。
続いて、以下の式（６）より、閉領域の水等価径Ｄｗを算出する。
（３）身体領域の面積指標値の算出
身体領域の実効径及び水等価径が求められると、次に、面積指標値算出部５２８は、以下の式（７）を用いて、面積指標値を算出する。ここでは、被検体ＰのサイズからＣＴＤＩvolを補正するためのサイズ係数ｆsizeを面積指標値として求めることとする。
身体領域の実効径及び水等価径が求められると、次に、面積指標値算出部５２８は、以下の式（７）を用いて、面積指標値を算出する。ここでは、被検体ＰのサイズからＣＴＤＩvolを補正するためのサイズ係数ｆsizeを面積指標値として求めることとする。
データセット１： [Ａ, Ｂ] ＝ [3.704369, -0.03671937]
データセット２： [Ａ, Ｂ] ＝ [1.874799, -0.03871313]
＜ＳＳＤＥ値の算出＞
身体領域の面積指標値（サイズ係数ｆsize）が算出されると、次に、被曝線量出力部５２９は、記憶部５５０に記憶されている評価指標（ＣＴＤＩvol）とサイズ係数ｆsizeとから被検体Ｐの被曝線量であるＳＳＤＥ値を算出する。以下にＳＳＤＥ値の算出式（８）を示す。
ＳＳＤＥ＝ｆsize ＊ ＣＴＤＩvol [mGy] …（８）
身体領域の面積指標値（サイズ係数ｆsize）が算出されると、次に、被曝線量出力部５２９は、記憶部５５０に記憶されている評価指標（ＣＴＤＩvol）とサイズ係数ｆsizeとから被検体Ｐの被曝線量であるＳＳＤＥ値を算出する。以下にＳＳＤＥ値の算出式（８）を示す。
ＳＳＤＥ＝ｆsize ＊ ＣＴＤＩvol [mGy] …（８）
式（８）において、実効径Ｄeffから求められたサイズ係数ｆsizeが用いられたときのＳＳＤＥ値はＳＳＤＥ２０４値となり、水等価径Ｄｗから求められたサイズ係数ｆsizeが用いられたときのＳＳＤＥ値はＳＳＤＥ２２０値となる。
以上のようにしてＳＳＤＥ値が求められると、被曝線量出力部５２９は、そのＳＳＤＥ値を処理画面の右側に表示する。図１０は、図６の処理画面と同じ図であり、この図１０では、表示されたＳＳＤＥ２０４値及びＳＳＤＥ２２０値を強調するために、それぞれ四角形の枠６０２及び枠６０３で囲んでいる。なお、図１０に示す例では、ＳＳＤＥ２０４値及びＳＳＤＥ２２０値以外に、実効径Ｄeff、水等価径Ｄｗ、サイズ係数ｆsize等も処理画面に表示されている。
従って、ユーザは、処理画面に表示されたＳＳＤＥ２０４値及びＳＳＤＥ２２０値から、被検体Ｐのサイズに合致した被曝線量を容易に認識することができる。
＜変形例＞
上記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置で取得されたＣＴ断層像を処理する例について説明したが、ＰＥＴ−ＣＴ装置で取得されたＣＴ断層像を処理することも可能である。また、ＰＥＴ−ＣＴ装置では、被検体のＰＥＴ画像とＣＴ断層像が同時に取得される。そこで、ＰＥＴ画像とＣＴ断層像の両方を含む画像（以下、ＰＥＴ−ＣＴ画像）を表示装置５０６の表示画面に表示し、このＰＥＴ−ＣＴ画像を処理するようにしても良い。
上記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置で取得されたＣＴ断層像を処理する例について説明したが、ＰＥＴ−ＣＴ装置で取得されたＣＴ断層像を処理することも可能である。また、ＰＥＴ−ＣＴ装置では、被検体のＰＥＴ画像とＣＴ断層像が同時に取得される。そこで、ＰＥＴ画像とＣＴ断層像の両方を含む画像（以下、ＰＥＴ−ＣＴ画像）を表示装置５０６の表示画面に表示し、このＰＥＴ−ＣＴ画像を処理するようにしても良い。
図１１及び図１２は、ＰＥＴ−ＣＴ画像が表示された表示装置５０６の表示画面の一例を示している。この例では、表示画面には、ＣＴ断層像とＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）画像が左右に並んで表示され、ＭＩＰ画像の上段に複数の指標値が表示されている。
ＭＩＰ画像上にはＣＴ断層像の取得箇所を示すバー７０１が表示されており、ユーザは、バー７０１の位置から表示画面の左側に表示されているＣＴ断層像の取得部位を認識することができる。例えば図１１では、バー７０１の位置から、被検体の肩部付近のＣＴ断層像であることが分かる。また、図１２では被検体のみぞおち付近のＣＴ断層像であることが分かる。上記バー７０１はユーザが上下に移動させることが可能であり、バー７０１の移動にともない表示画面に表示されるＣＴ断層像を切り替えることができる。
また、表示装置５０６の表示画面のＭＩＰ画像の上段には、核医学画像の画質評価に利用される物理評価指標であるＮＥＣ（Noise Equivalent Count：雑音等価係数）が表示される。このＮＥＣは、表示画面の範囲指定部７０２でＣＴ断層像の撮影範囲を指定することにより自動的に計算される。なお、ＭＩＰ画像の上段には、ＮＥＣの他、ＮＥＣの計算に利用される数値（撮影範囲[BED]、画像番号[INST]、撮影範囲の長さ[Length]、撮影範囲の身体体積[Volume]等）が表示される。
１…医用画像管理システム
１０…Ｘ線ＣＴ装置
１１…Ｘ線スキャナ
１２…コンソール
１２７…断層画像データ生成部
１３…架台
１３１…回転フレーム
１３２…Ｘ線管
１３４…Ｘ線検出器
１３６…回転駆動装置
１４…ベッド
１４１…天板
２０…被検体情報管理装置
３０…情報提供用端末
４０…閲覧用端末
５０…画像処理装置
５０２…主記憶装置
５０３…補助記憶装置
５０４…通信Ｉ／Ｆ
５０６…表示装置
５１０…Ｗｅｂサイト構築部
５２０…情報処理部
５２１…二値化処理部
５２２…輪郭線抽出部
５２３…輪郭線選択部
５２４…中心位置特定部
５２５…身体領域設定部
５２６…重心位置算出部
５２７…下側端部特定部
５２８…面積指標値算出部
５２９…被曝線量出力部
５５０…記憶部
１０…Ｘ線ＣＴ装置
１１…Ｘ線スキャナ
１２…コンソール
１２７…断層画像データ生成部
１３…架台
１３１…回転フレーム
１３２…Ｘ線管
１３４…Ｘ線検出器
１３６…回転駆動装置
１４…ベッド
１４１…天板
２０…被検体情報管理装置
３０…情報提供用端末
４０…閲覧用端末
５０…画像処理装置
５０２…主記憶装置
５０３…補助記憶装置
５０４…通信Ｉ／Ｆ
５０６…表示装置
５１０…Ｗｅｂサイト構築部
５２０…情報処理部
５２１…二値化処理部
５２２…輪郭線抽出部
５２３…輪郭線選択部
５２４…中心位置特定部
５２５…身体領域設定部
５２６…重心位置算出部
５２７…下側端部特定部
５２８…面積指標値算出部
５２９…被曝線量出力部
５５０…記憶部
Claims (8)
- 被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれるように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、その輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える画像処理装置。 - 被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の、前記ＣＴ断層像データを処理する画像処理装置であって、
前記ＣＴ断層像データを記憶する記憶部と、
前記ＣＴ断層像データに基づき、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出部とを備え、
前記身体領域抽出部が、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化処理部と、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択部と、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれるように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定部と、
前記中心が輪郭線の内側に位置するときは、その輪郭線による閉領域を身体領域として設定し、前記中心が、輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する身体領域設定部と
を備える画像処理装置。 - 請求項１又は２に記載の画像処理装置において、さらに、
前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出部と、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定部と
を備え、
前記身体領域設定部が、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定する、画像処理装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置において、さらに、
前記身体領域設定部によって身体領域として設定された閉領域の、上側端部と下側端部の距離である上下径寸法、及び左側端部と右側端部の距離である左右径寸法を、それぞれ求め、前記上下径寸法及び前記左右径寸法から、身体領域の面積の指標値を算出する面積指標値算出部と備える、画像処理装置。 - 請求項４に記載の画像処理装置において、
前記記憶部が、所定の線量検出用ファントムを用いて予め求められた、前記Ｘ線ＣＴ装置の被曝線量の評価指標を記憶しており、
前記評価指標と、前記面積指標値算出部によって算出された前記指標値とに基づいて、ＳＳＤＥ値を算出して出力する被曝線量出力部をさらに備える、画像処置装置。 - 被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の前記ＣＴ断層像データを処理し、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出方法であって、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心との距離が最短となる輪郭線を探索し、該輪郭線により形成される閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える身体領域抽出方法。 - 被検体が載置されるベッドと、円筒状の回転フレームと、該回転フレームの中心を挟んで対向する箇所に配置されたＸ線発生部及びＸ線検出部とを備え、前記回転フレームを回転させるとともに前記ベッドを該回転フレームの軸方向に移動させながら前記Ｘ線発生部から前記ベッドに載置された被検体にＸ線を照射したときの前記Ｘ線検出器の検出結果から該被検体のＣＴ断層像のデータを生成するＸ線ＣＴ装置の前記ＣＴ断層像データを処理し、前記被検体の身体に対応する領域である身体領域を前記ＣＴ断層像から抽出する身体領域抽出方法であって、
前記ＣＴ断層像データを二値化して、二値化断層像を形成する二値化ステップと、
前記二値化断層像から閉領域を形成している輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
前記輪郭線で囲まれた複数の領域のそれぞれの面積値を算出するステップと、
前記抽出された輪郭線の中から、閉領域の面積が所定の閾値よりも大きい輪郭線を選択する輪郭線選択ステップと、
前記二値化断層像上に、前記選択された輪郭線が形成する閉領域の全てが含まれ、且つ該閉領域に接するように矩形枠を設定して、該矩形枠の中心の位置を特定する中心位置特定ステップと、
前記中心が、輪郭線により形成される閉領域の内側に位置するか否かを判定する判定ステップと、
前記中心が輪郭線により形成される閉領域の内側に位置するときは、その閉領域を身体領域として設定し、前記中心が輪郭線の外側に位置するときは、該中心を挟んで両側に位置する２個の閉領域を身体領域として設定する、身体領域設定ステップと
を備える身体領域抽出方法。 - 請求項６又は７に記載の身体領域抽出方法において、さらに、
前記輪郭線選択ステップによって選択された輪郭線のうち、前記身体領域として設定された閉領域を形成する輪郭線を除く輪郭線によって形成される閉領域の重心の位置を求める重心位置算出ステップと、
前記身体領域の下側端部を特定する下側端部特定ステップと
を備え、
前記身体領域設定ステップが、前記輪郭線選択部によって選択された輪郭線のうち、前記求められた重心が、前記下側端部よりも前記中心が位置する側にある閉領域を、さらに身体領域として設定する、身体領域抽出方法。
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| JPH09187444A (ja) * | 1996-01-05 | 1997-07-22 | Ge Yokogawa Medical Syst Ltd | 人体部分抽出方法および医用装置 |
| JP2003070782A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-11 | Hitachi Medical Corp | 画像処理装置 |
| JP2015205064A (ja) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 株式会社東芝 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びスキャン計画設定支援装置 |
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