JP2021029639A - Medical image processing device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医用画像処理装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a medical image processing device and a program.
医療の分野では、CT(Computed Tomography)装置等のモダリティーが利用されている。X線CT検査においては、被検者の過剰な被ばくを抑制するため、被ばく線量を管理することが提案されている。 In the medical field, modality such as CT (Computed Tomography) equipment is used. In X-ray CT examination, it has been proposed to control the exposure dose in order to suppress excessive exposure of the subject.
被ばく線量管理の技術として、例えば、特許文献1には、CT画像等の形態画像とPET画像等の機能画像により、SUV値に基づいて、臓器ごとの内部被ばく線量を求める計測装置が記載されている。 As a technique for controlling the exposure dose, for example, Patent Document 1 describes a measuring device for obtaining an internal exposure dose for each organ based on an SUV value by using a morphological image such as a CT image and a functional image such as a PET image. There is.
また、特許文献2には、被検体の体重と、断層画像を得るべき部位を含むスキャノ像から算出した被検体の体径に基づいて撮影部位が頭部か胸腹部かを特定し、撮影条件に基づく被ばく線量と撮影部位に基づく被ばく線量を比較して、撮影条件に基づく被ばく線量が過剰である場合に注意を促す技術が記載されている。 Further, in Patent Document 2, it is specified whether the imaging site is the head or the thoracoabdominal region based on the body weight of the subject and the body diameter of the subject calculated from the scanno image including the site where the tomographic image should be obtained, and the imaging conditions. A technique for comparing the exposure dose based on the imaging site with the exposure dose based on the imaging site and calling attention when the exposure dose based on the imaging conditions is excessive is described.
X線CT検査後の外部被ばく線量管理のための一般的な線量指標としては、CTDIvolが用いられている。X線CT検査におけるスキャンごとの被検者の被ばく線量を表す指標は、CT装置から出力される線量情報であるCTDIvolにスキャンにおける撮影範囲の長さを乗算することで求められている。 CTDI vol is used as a general dose index for external exposure dose management after X-ray CT examination. An index representing the exposure dose of the subject for each scan in the X-ray CT examination is obtained by multiplying the CTDI vol , which is the dose information output from the CT apparatus, by the length of the imaging range in the scan.
ところで、X線CT検査における被ばく線量を検討する上で、撮影部位ごとの線量管理が要求されるが、X線CT検査では、あらかじめ設定した撮影プロトコルに基づいて、複数の部位を一度にスキャンすることが多い。そのため、検査により得られた複数の断層画像を部位ごとに分類することが困難であり、個々の部位ごとの被ばく線量を管理することが困難となっている。 By the way, in examining the exposure dose in the X-ray CT examination, dose management for each imaging site is required. In the X-ray CT examination, a plurality of sites are scanned at once based on a preset imaging protocol. Often. Therefore, it is difficult to classify a plurality of tomographic images obtained by the inspection for each part, and it is difficult to control the exposure dose for each part.
本発明の課題は、X線CT検査により得られた複数の断層画像を部位ごとに分類できるようにすることである。 An object of the present invention is to be able to classify a plurality of tomographic images obtained by X-ray CT examination by site.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の医用画像処理装置は、
被検者に対するX線CT検査において生成された前記被検者の複数の断層画像のそれぞれから信号値の分布を求め、求めた信号値の分布に基づいて、前記複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定する部位特定手段を備える。
In order to solve the above problems, the medical image processing apparatus according to claim 1 is
The distribution of signal values was obtained from each of the plurality of tomographic images of the subject generated in the X-ray CT examination of the subject, and each of the plurality of tomographic images was photographed based on the obtained distribution of the signal values. A site identification means for identifying a site is provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記部位特定手段は、さらに、前記X線CT検査における撮影プロトコルの情報を参照して、前記複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定する。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1.
The site identifying means further identifies the imaging site of each of the plurality of tomographic images with reference to the information of the imaging protocol in the X-ray CT examination.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記部位特定手段により特定された前記複数の断層画像のそれぞれの撮影部位及び前記X線CT検査時に取得された線量情報に基づいて、前記X線CT検査における撮影部位ごとの被ばく線量を表す指標を算出する算出手段をさらに備える。
The invention according to
Based on the respective imaging sites of the plurality of tomographic images identified by the site identifying means and the dose information acquired at the time of the X-ray CT examination, an index representing the exposure dose for each imaging site in the X-ray CT examination is used. A calculation means for calculating is further provided.
請求項4に記載の発明のプログラムは、
コンピューターを、
被検者に対するX線CT検査において生成された前記被検者の複数の断層画像のそれぞれから信号値の分布を求め、求めた信号値の分布に基づいて、前記複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定する部位特定手段、
として機能させる。
The program of the invention according to claim 4
Computer,
The distribution of signal values is obtained from each of the plurality of tomographic images of the subject generated in the X-ray CT examination of the subject, and each of the plurality of tomographic images is photographed based on the obtained distribution of the signal values. Site identification means to identify the site,
To function as.
本発明によれば、X線CT検査により得られた複数の断層画像を部位ごとに分類することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to classify a plurality of tomographic images obtained by X-ray CT examination for each site.
以下、本発明に係る医用画像処理装置の実施の形態について説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the medical image processing apparatus according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the illustrated examples.
図1に、医用画像システム100のシステム構成例を示す。
図1に示すように、医用画像システム100は、RIS(Radiology Information System)サーバー10、CT装置20、画像保管装置30、医用画像処理装置としての線量管理装置40等から構成され、各装置は、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークNを介してデータ送受信可能に接続されている。医用画像システム100を構成する各装置は、HL7(Health Level Seven)やDICOM(Digital Image and Communications in Medicine)規格に準じており、各装置間の通信は、HL7やDICOMに則って行われる。
FIG. 1 shows a system configuration example of the
As shown in FIG. 1, the
RISサーバー10は、放射線機器による検査や治療の予約、検査結果等の放射線科内の情報を管理する。RISサーバー10は、検査オーダー情報を管理し、検査対象のモダリティー(CT装置20等)に対して検査オーダー情報を送信する。
The RIS
検査オーダー情報には、検査依頼者(医師)、患者情報、検査情報等が含まれている。
患者情報は、患者(被検者)に関する情報である。患者情報には、患者ID、患者氏名、生年月日、年齢、性別、身長、体重等が含まれる。
検査情報は、検査に関する情報である。検査情報には、検査ID、検査日時、モダリティー(CT、DR、CR、US、MRI等)、検査部位、検査目的、検査記述、造影剤有無等が含まれる。
The examination order information includes the examination requester (doctor), patient information, examination information, and the like.
Patient information is information about a patient (subject). Patient information includes patient ID, patient name, date of birth, age, gender, height, weight, and the like.
Inspection information is information about inspection. The examination information includes an examination ID, an examination date and time, modality (CT, DR, CR, US, MRI, etc.), an examination site, an examination purpose, an examination description, the presence or absence of a contrast medium, and the like.
CT装置20は、被検者に対してX線CT検査を行い、所定方向に沿って間隔をあけて複数の断層画像を生成する。図2に、X線CT検査により生成される複数の断層画像を模式的に示す。図2では、体軸方向と直交する複数の断層画像(横断面の断層画像)が、体軸方向に沿ってスライス厚の間隔で生成されている。なお、X線CT検査により生成される複数の断層画像の間隔は、所定間隔(一定)の場合もあるし、一定でない場合もある。また、CT装置20は、横断面の断層画像の他、体軸方向に平行な縦断面の断層画像を生成することもできる。
The
CT装置20では、撮影前に、検査技師が、検査オーダー情報に従って撮影プロトコルを設定する。撮影プロトコルには、撮影方法、撮影範囲(又は、撮影範囲に変換可能な情報。例えば、頭部〜胸部等。)、造影剤有無等が含まれる。
In the
CT装置20は、DICOM規格に則って、CT画像(複数の断層画像)の画像ファイルのヘッダーに付帯情報を書き込むことにより、CT画像に付帯情報を付帯させる。付帯情報には、患者情報、検査情報、シリーズ情報、画像詳細情報、撮影プロトコル等が含まれる。
シリーズ情報は、シリーズに関する情報である。シリーズ情報には、シリーズ番号、シリーズ記述、スライス厚、画像の種類(例えば、横断面か縦断面か)等が含まれる。
画像詳細情報は、画像に関する情報である。画像詳細情報には、画像番号、スライス位置、画像生成時刻等が含まれる。画像番号は、1回のスキャンで生成された断層画像の撮影順を示す番号である。
The
Series information is information about the series. The series information includes a series number, a series description, a slice thickness, an image type (for example, a cross section or a vertical cross section) and the like.
Detailed image information is information about an image. The detailed image information includes an image number, a slice position, an image generation time, and the like. The image number is a number indicating the shooting order of the tomographic images generated in one scan.
また、CT装置20は、複数の断層画像とともに、RDSR(Radiation Dose Structured Report:放射線線量構造化レポート)を出力する。RDSRは、DICOM規格に則った情報であり、線量情報を表すデータ形式の一つである。RDSRには、患者情報、検査情報の他、X線CT検査におけるスキャン単位の線量情報(CTDIvol)が、各スキャンを識別するための情報であるシーケンス番号に対応付け記録されている。
Further, the
画像保管装置30は、CT装置20等のモダリティーにおいて生成された医用画像の画像データを、患者ごとに保存し、管理する。画像保管装置30は、PACS(Picture Archiving and Communication System)等から構成される。例えば、画像保管装置30は、患者ごと、検査ごとに、CT装置20により生成された複数の断層画像を保存し、管理する。また、画像保管装置30は、患者ごと、検査ごとに、当該検査に対応するRDSRを記憶している。
The
線量管理装置40は、例えば、CT装置20において生成された複数の断層画像及びRDSRをCT装置20又は画像保管装置30から取得し、X線検査における部位ごとの被ばく線量を表す指標を算出してデータベースに登録し、部位ごとの被ばく線量を管理する。
The
図3に、線量管理装置40の機能的構成を示す。
図3に示すように、線量管理装置40は、制御部41、通信部42、記憶部43等を備えて構成されており、各部はバスにより接続されている。
FIG. 3 shows the functional configuration of the
As shown in FIG. 3, the
制御部41は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等から構成され、線量管理装置40の各部の処理動作を統括的に制御する。具体的には、CPUは、ROMに記憶されている各種処理プログラムを読み出してRAMに展開し、当該プログラムとの協働により各種処理を行う。制御部41は、部位特定手段、算出手段として機能する。
The
通信部42は、ネットワークインターフェース等により構成され、通信ネットワークNを介して接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。例えば、通信部42は、CT装置20又は画像保管装置30からCT画像(複数の断層画像)及びRDSRを受信する。
The
記憶部43は、HDD(Hard Disk Drive)や不揮発性メモリー等により構成され、各種データを記憶している。
また、記憶部43には、線量管理DB(Data Base)431が記憶されている。線量管理DB431は、部位ごとに被ばく線量を表す指標を記録・管理するためのデータベースである。
The
Further, the
次に、線量管理装置40における動作について説明する。
図4は、線量管理装置40において実行される被ばく線量算出処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部41のCPUとROMに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。
Next, the operation of the
FIG. 4 is a flowchart showing an exposure dose calculation process executed by the
まず、制御部41は、X線CT検査によって生成された複数の断層画像及びRDSRを取得する(ステップS1)。
例えば、制御部41は、画像保管装置30に問い合わせを行って、CT装置20において生成され、画像保管装置30に保存されたX線CT検査の複数の断層画像及びRDSRを取得する。あるいは、CT装置20から画像保管装置30にX線CT検査の複数の断層画像及びRDSRが送信されると、画像保管装置30は、これらのデータを線量管理装置40に転送することとしてもよい。あるいは、X線CT検査において生成した複数の断層画像及びRDSRをCT装置20から直接線量管理装置40に送信することとしてもよい。
First, the
For example, the
次いで、制御部41は、取得した複数の断層画像から横断面のシリーズの断層画像(複数の断層画像)を特定して取得する(ステップS2)。
横断面のシリーズの断層画像は、例えば、各断層画像の付帯情報に含まれるシリーズ情報により特定することができる。
Next, the
The cross-sectional series of tomographic images can be specified, for example, by the series information included in the incidental information of each tomographic image.
次いで、制御部41は、取得した横断面のシリーズの断層画像のうちの複数の断層画像のそれぞれについて、CT値(断層画像の信号値)の分布を求める(ステップS3)。なお、全ての断層画像についてCT値の分布を求めなくともよい。一定枚数ごとにCT値の分布を求めてもよいし、ランダムに抽出した断層画像からCT値の分布を求めてもよいし、予め定められた箇所のCT値の分布を求めてもよい。
Next, the
次いで、制御部41は、ステップS3で算出した各断層画像のCT値の分布に基づいて、各断層画像の撮影部位を特定することにより、スキャンごとの一連の複数の断層画像における部位の境界(スライス位置)を特定する(ステップS4)。
ここで、図5(a)は、撮影プロトコルに含まれる撮影範囲が「頭部〜骨盤(腰部)」の場合の人体上での撮影範囲及びこの撮影プロトコルに基づく撮影により得られる各部位の断層画像を示す図である。図5(b)は、撮影プロトコルに含まれる撮影範囲が「胸部」の場合の人体上での撮影範囲及びこの撮影プロトコルに基づく撮影により得られる断層画像を示す図である。図5(c)は、撮影プロトコルに含まれる撮影範囲が「胸部〜腹部」の場合の人体上での撮影範囲及びこの撮影プロトコルに基づく撮影により得られる各部位の断層画像を示す図である。
Next, the
Here, FIG. 5A shows the imaging range on the human body when the imaging range included in the imaging protocol is “head to pelvis (lumbar region)” and the tomography of each part obtained by imaging based on this imaging protocol. It is a figure which shows the image. FIG. 5B is a diagram showing an imaging range on the human body when the imaging range included in the imaging protocol is the “chest” and a tomographic image obtained by imaging based on this imaging protocol. FIG. 5C is a diagram showing an imaging range on the human body when the imaging range included in the imaging protocol is “chest to abdomen” and a tomographic image of each part obtained by imaging based on this imaging protocol.
X線CT検査により得られる断層画像において、例えば、骨を表すCT値や各臓器を表すCT値が一般的にどのくらいであるかは、予め決まっている。また、図5(a)〜(c)に示すように、断層画像における骨や各臓器の分布(骨や各臓器がどのくらいの割合を占めるか)は部位ごとに異なっており、各部位の断層画像における骨や各臓器の分布は予め決まっている。
そこで、本実施形態においては、部位ごとにCT値の分布のテンプレートを予め作成して記憶部43に記憶しておき、各スキャンごとに、各断層画像のCT値の分布と部位ごとのCT値の分布のテンプレートとの比較に基づいて、例えば、分布が最も近いテンプレートを特定し、各断層画像がどの部位に該当するかを特定する。そして、各断層画像の部位に基づいて、スキャンごとの一連の複数の断層画像における部位の境界であるスライス位置を特定する。
In the tomographic image obtained by the X-ray CT examination, for example, the CT value representing the bone and the CT value representing each organ are generally determined in advance. Further, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c), the distribution of bones and each organ (how much the bones and each organ occupy) in the tomographic image is different for each part, and the tomography of each part is different. The distribution of bones and organs in the image is predetermined.
Therefore, in the present embodiment, a template of CT value distribution for each part is created in advance and stored in the
なお、撮影プロトコルには、上述のように各スキャンの撮影範囲を示す情報が含まれている。そこで、制御部41は、撮影プロトコルを参照して、各スキャンにおいて撮影された部位を予め特定しておくことで、各断層画像のCT値の分布と比較するテンプレートを撮影に含まれる部位のものに限定することができ、部位の特定精度の向上や部位の境界の特定にかかる処理時間の短縮を図ることができる。
As described above, the photographing protocol includes information indicating the photographing range of each scan. Therefore, the
次いで、制御部41は、特定された複数の断層画像のそれぞれの撮影部位か、またはスキャンごとの一連の複数の断層画像における部位の境界と、RDSRの線量情報とに基づいて、部位ごとに被ばく線量を表す指標を算出する(ステップS5)。なおRDSRの線量情報は、X線CT検査時に取得された線量情報のことである。
ここで、部位ごとの被ばく線量を表す指標は、以下の式により求めることができる。
被ばく線量を表す指標=CTDIvol×各部位の撮影範囲の長さ
各部位の撮影範囲の長さは、例えば、各部位の断層画像の枚数とスライス厚から算出することができる。
Next, the
Here, the index representing the exposure dose for each part can be obtained by the following formula.
Index representing the exposure dose = CTDI vol × Length of the imaging range of each site The length of the imaging range of each site can be calculated from, for example, the number of tomographic images of each site and the slice thickness.
次いで、制御部41は、部位ごとに算出した被ばく線量を表す指標を線量管理DB431に格納し(ステップS6)、被ばく線量算出処理を終了する。
図6に示すように、例えば、同一人について撮影プロトコルで指定されている撮影範囲が頭部〜骨盤のスキャンA、胸部のスキャンB、胸部〜腹部のスキャンCという3回のスキャンが行われた場合、線量管理DB431には、頭部の被ばく線量を表す指標としてスキャンAの頭部の被ばく線量を表す指標が格納される。また、胸部の被ばく線量を表す指標としてスキャンAの胸部の被ばく線量を表す指標+スキャンBの胸部の被ばく線量を表す指標+スキャンCの胸部の被ばく線量を表す指標が格納される。また、腹部の被ばく線量を表す指標としてスキャンAの腹部の被ばく線量を表す指標+スキャンCの腹部の被ばく線量を表す指標が格納される。また、骨盤の被ばく線量を表す指標としてスキャンAの骨盤の被ばく線量を表す指標が格納される。
Next, the
As shown in FIG. 6, for example, three scans were performed for the same person in the imaging range specified by the imaging protocol: head to pelvis scan A, chest scan B, and chest to abdomen scan C. In this case, the
線量管理装置40の制御部41は、線量管理DB431に格納された部位ごとの被ばく線量を表す指標に基づいて、部位ごとの被ばく線量管理を行う。例えば、所定期間ごと(例えば、1か月ごと、1年ごと等)に、線量管理DB431に格納されている部位ごとの被ばく線量を表す指標を医療被ばくガイドライン等により規定された部位ごとの被ばく線量の基準と比較し、比較結果を出力する。これにより、医療施設において、被ばく線量を表す指標が基準より高い部位については院内での被ばく線量を低減するように取り組む等の部位ごとの被ばく線量の管理が可能となる。
The
以上説明したように、線量管理装置40の制御部41によれば、被検者に対するX線CT検査において生成された前記被検者の複数の断層画像のそれぞれから信号値の分布を求め、求めた信号値の分布に基づいて、複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定する。したがって、X線CT検査により得られた複数の断層画像を部位ごとに分類することが可能となる。
As described above, according to the
また、X線CT検査における撮影プロトコルの情報を参照して、複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定することで、より精度よく撮影部位を特定することが可能となる。 Further, by referring to the information of the imaging protocol in the X-ray CT examination and identifying each imaging site of the plurality of tomographic images, it is possible to identify the imaging site more accurately.
また、特定された複数の断層画像のそれぞれの撮影部位に基づいて、X線CT検査における部位ごとの被ばく線量を表す指標を算出することが可能となる。 In addition, it is possible to calculate an index representing the exposure dose for each site in the X-ray CT examination based on each imaging site of the specified plurality of tomographic images.
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る医用画像処理装置の好適な一例であり、これに限定されるものではない。 The description in the above embodiment is a preferable example of the medical image processing apparatus according to the present invention, and is not limited thereto.
例えば、上記実施形態では、X線CT検査において生成された複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定した結果を、部位ごとの被ばく線量を表す指標の算出に用いる場合を例にとり説明したが、本実施形態で説明した撮影部位の特定手法は、被ばく線量を表す指標を算出するために限定されず、X線CT検査により得られた複数の断層画像を部位ごとに分類する際に広く用いることができる。 For example, in the above embodiment, the case where the result of identifying each imaging site of the plurality of tomographic images generated in the X-ray CT examination is used for calculating the index indicating the exposure dose for each site has been described as an example. The method for specifying the imaging site described in the present embodiment is not limited to calculating an index representing the exposure dose, and is widely used when classifying a plurality of tomographic images obtained by X-ray CT examination for each site. Can be done.
また、例えば、上記実施形態では、各処理を実行するためのプログラムを格納したコンピューター読み取り可能な媒体として半導体メモリーやHDDを使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、CD−ROM等の可搬型記録媒体を適用することも可能である。また、プログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ(搬送波)を適用することとしてもよい。
その他、医用画像処理装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
Further, for example, in the above embodiment, an example in which a semiconductor memory or an HDD is used as a computer-readable medium in which a program for executing each process is stored is disclosed, but the present invention is not limited to this example. As another computer-readable medium, a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. Further, a carrier wave may be applied as a medium for providing program data via a communication line.
In addition, the detailed configuration and detailed operation of each part constituting the medical image processing apparatus can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
10 RISサーバー
20 CT装置
30 画像保管装置
40 線量管理装置
41 制御部
42 通信部
43 記憶部
100 医用画像システム
431 線量管理DB
N 通信ネットワーク
10
N communication network
Claims (4)
被検者に対するX線CT検査において生成された前記被検者の複数の断層画像のそれぞれから信号値の分布を求め、求めた信号値の分布に基づいて、前記複数の断層画像のそれぞれの撮影部位を特定する部位特定手段、
として機能させるためのプログラム。 Computer,
The distribution of signal values is obtained from each of the plurality of tomographic images of the subject generated in the X-ray CT examination of the subject, and each of the plurality of tomographic images is photographed based on the obtained distribution of the signal values. Site identification means to identify the site,
A program to function as.
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