JP2021186241A - 背部画像の読影支援装置、読影支援方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】脊柱側弯症のあらゆる症例に対して汎用的な計算機を用いて実時間内に背部画像の読影支援を行う。【解決手段】 読影支援装置は、被検者の背部画像上に中心線Ｃを作成する中心線作成部と、中心線Ｃに沿った任意の測定間隔Ｉの指定を受け付ける測定間隔指定部と、中心線Ｃの交差方向に向かう任意の測定幅Ｗの指定を受け付ける測定幅指定部と、測定間隔Ｉおきに中心線から左右両側に測定幅Ｗだけ離れた各測定点の奥行き座標を取得する測定点座標取得部とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、被検者の背部の画像の読影を支援するための装置や方法、プログラムに関する。本発明は、主に脊柱側弯症の検診を行うための医療機器として用いられる。

脊柱側弯症は小学校高学年から中学校時代に好発し、１３〜１４歳女児の有病率は２．５％との報告もある。側弯症による脊柱の変形は、腰痛、背部痛、および呼吸機能障害などを来たすことがある。重度になった際の手術は患者負担も大きく、入院の費用は高額であるため、側弯症を早期に発見し、進行を抑えることが重要であるとされている。とりわけ、２０１３年にアメリカ国立衛生研究所のサポートで行われたBracing in Adolescent Idiopathic Scoliosis Trial (BrAIST) studyにより、側弯症の軽度もしくは中程度の患者に対する装具治療の有効性の高さが証明され、側弯症の早期発見が再認識されている。本邦でも、学校保健安全法において、就学時及び定期的な学校健診での側弯症検診の実施が義務づけられている。

ここで、現在の側弯症検診は、第１次検診（学校検診）と第２次検診（精密検査）で構成されている。第１次検診は全生徒を対象に学校医、検診専門業者、開業医を中心に視診、触診あるいはモアレ検査で行われ、そこで側弯症の疑いがあると判断された場合は第２次検診に進み、Ｘ線撮影を実施して側弯の確定診断をすることとなる。しかしながら、第１次検診では、約９０％がモアレ検査ではなく視診及び触診によっておこなわれていることもあり、側弯症の見落とし（感度の低さ）や、偽陽性の多さ（特異度の低さ）が課題となっている。このような不利益があるにも関わらず、第１次検診において、客観的で記録性の高いモアレ検査が実施されていない。その一因として、専用のモアレ検査装置によって出力されるモアレ像を読影することが困難であることが、側弯症専門医等から指摘されている。

モアレ検査では、検診専門業者等が、専用のモアレ検査装置を用いて、被検査者の背部を撮影する。すると、被検査者の背部の表面形状が、等高線画像（すなわち、モアレ像）として撮影される。そして、検診専門業者等は、このモアレ像が被験者の背部において左右非対称であることなどの特徴を読影することにより、当該被験者が、第２次検診（精密検査）を受診するか否か判断することとなる。しかし、現状、被験者の背部のモアレ像の縞模様が左右で何縞異なるかを測るためには、熟練した読影者が、定規等を用いて、被験者の頭側の頚椎から、殿部側の仙椎を結ぶ中心線を想像し、その間、定規をスライドさせながら、左右の非対称度合いを測定している。これにより、ある程度客観的にモアレ像を読影することが可能にはなるものの、１枚あたりの読影時間が１分近くかかり、読影技能の習得に熟練を要するほか、実際にどこに中心線を想定して左右差を出したのかは記録に残らない。

ここで、特許文献１には、簡易且つ低コストで脊椎側弯症の定量的な評価を高精度で行うことのできる脊椎側弯症の評価システムが提案されている。特許文献１に記載の評価システムは、被検者の背部の３次元データに基づいて当該被験者の背部の垂直方向の中心線を検出するとともに、指定された特徴部位について当該中心線を境にした左右の凹凸のピーク位置の高低差を算出する。これにより、特徴部位の捻じれ具合を簡易且つ低コストで把握することができるとされている。また、特許文献２には、側弯症の早期発見を支援することが可能な側弯症診断支援装置、側弯症診断支援方法及びプログラムが提案されている。特許文献２に記載の側弯症診断支援装置は、被験者の背面の３次元形状と、当該３次元形状の矢状面を基準として鏡像の関係にある３次元形状との偏差の分布を取得しこれを側弯症の診断支援情報として出力するとされている。

国際公開ＷＯ２０１３／０８１０３０号パンフレット 国際公開ＷＯ２０１７／１７５７６１号パンフレット

ところで、特許文献１の評価システムは、人体の背部において脊柱の有る位置は凹状態の底になっており、この脊柱上を通る中心線の左右両側には必ず凸状のピーク位置が存在するということを前提としている。しかし、実際の脊柱側弯症では、必ずしも脊柱上が凹状態の底となっておらず、その反対に脊柱上が凸状態となっている症例や脊柱の左右どちらか一方にしか凸状のピーク位置が存在しない症例もある。このような症例の場合、特許文献１の評価システムでは中心線を境にした左右両側の高低差を適切に算出することができないという問題があった。

また、特許文献２の側弯症診断支援装置は、被験者の背面の背面メッシュ（背面形状情報が示す３次元形状）に対する主成分分析によって３つの主軸を求め、そのうちの２軸に基づいて矢状面を求め、この矢状面を基準として鏡像の関係にある背面メッシュ（背面形状情報が示す３次元形状）と反射対称メッシュ（反射対称情報が示す３次元形状）とにおいて対応する点を特定し、対応する点の間の各距離を偏差の分布として求める。しかし、実際の脊柱側弯症では、被験者の脊柱が弯曲しているため背部の３次元的な分布が一様ではない。そのため、特許文献２の側弯症診断支援装置のように、基準となる矢状面や対応する点間の距離を装置が逐一分析的に求める方法では、一度に数千枚の背部画像を処理することが求められる学校健診などにおいて、汎用的な計算機を用いてこれらを定められた時間内に適切に算出することができない場合がある、という問題があった。

そこで、本発明は、脊柱側弯症のあらゆる症例に対して汎用的な計算機を用いて実時間内に利用可能な背部画像の読影支援技術を提供することを主な目的とする。

本発明の発明者らは、上記目的を達成する手段について鋭意検討した結果、被検者の背部画像上の所定の中心線を作成するとともに、この中心線の左右両側の高低差を測定する測定点を設けるための測定間隔と測定幅とを任意に指定できるようにすることで、中心線の左右両側に凸状のピーク位置が存在しなくても、中心線を境とした左右両側の測定点の高低差を算出できるようになるという知見を得た。そして、本発明者らは、上記知見に基づけば、脊柱側弯症のあらゆる症例に対して汎用的に利用可能な装置及び方法を提供できることに想到し、本発明を完成させた。具体的に説明すると、本発明は以下の構成・工程を有する。

本発明の第１の側面は、被検者の背部画像の読影支援装置に関する。本発明に係る読影支援装置は、中心線作成部、測定間隔指定部、測定幅指定部、及び測定点座標取得部を含む。中心線作成部は、被検者の背部画像上に上下方向に延びる中心線を作成する。中心線は、後述するように、任意の複数のプロットの指定を受け付けた上で各プロットを通るようにして自動的に作成されるものであってもよい。また、中心線は、例えば特許文献１と同様に、被検者の背部の３次元データに基づいて中心線が自動的に作成されるものであってもよい。具体的には、人体の背部において脊柱の在る位置は凹状態となっているため、背部の凹凸状態の３次元データにおいて略中央で凹状態の底となっている所定位置を結んで中心線とすることとしてもよい。測定間隔指定部は、装置の操作者から、中心線に沿った任意の測定間隔の指定を受け付ける。測定間隔は、すべて等間隔とすることとしてもよいし、個別にあるいは所定のグルーごとに細かく指定できるようにしてもよい。測定間隔の指定方法としては、例えば間隔の長さ（ミリメートル等）を指定することとしてもよいし、中心線上に設定する間隔の個数を指定することとしてもよい。測定幅指定部は、装置の操作者から、中心線の交差方向に向かう任意の測定幅の指定を受け付ける。測定幅は、中心線を境界として左右等間隔であってもよいし、左右別々に指定できるようにしてもよい。また、測定間隔は、すべての測定間隔で同じ幅とすることとしてもよいし、測定間隔ごとに個別にあるいは所定のグループごとに細かく指定できるようにしてもよい。また、中心線の「交差方向」とは、中心線と直交する方向のみならず、中心線に対して直交せずに多少傾斜して延びる方向を含む。測定座標取得部は、測定間隔おきに、中心線から左右両側に測定幅だけ離れた各測定点の（少なくとも）奥行き座標を取得する。奥行き座標（奥行方向）とは、ｘｙｚの３次元の直交座標系において、被検者の背部画像をｘｙ平面とした場合に、この平面に対して直交するｚ軸方向をいう。なお、本願明細書では、ｘ軸方向を左右方向、ｙ軸方向を上下方向、ｚ軸方向を奥行方向ともいう。このように、本発明では、高低差の測定点は凸状のピーク位置に依存しておらず、操作者がこの測定点を設ける測定間隔と測定幅を任意に指定することが可能である。従って、本発明では、中心線を境とした左右両側の測定点の高低差を必ず算出することができる。その際、本発明によれば、基準となる面や左右の対応する点間の距離を逐一分析的に求める必要がないので、計算機の処理負荷を低減することができる。これにより、脊柱側弯症の症例が大量に存在する場合でも、汎用的な計算機を用いて実時間内に測定結果が得ることが可能である。

本発明に係る読影支援装置は、プロット指定部をさらに含んでいてもよい。プロット指定部は、被検者の背部画像上において任意の複数のプロットの指定を受け付ける。プロットの数は、最低２箇所あればよく、３箇所以上又は４箇所以上とすることも可能である。この場合に、中心線作成部は、背部画像上において指定された複数のプロットを通るように中心線を作成すればよい。このように、操作者は任意のプロットを指定することができ、読影支援装置はこのプロットを通る中心線を自動的に作成する。これにより、測定点の基準となる中心線を自由且つ簡単に作成することができる。

本発明に係る読影支援装置は、左右差算出部をさらに含んでいてもよい。左右差算出部は、測定間隔おきに中心線を挟んで配置された対となる左右の測定点の奥行き座標の左右差を算出する。奥行き座標とは、背部画像をｘｙ平面とした場合のｚ座標であり、すなわち被検者の背部の凹凸の高さを示す座標値である。対となる左右の測定点の奥行き座標の左右差が大きいほど、その測定点では弯曲が大きいことを意味する。このように、左右の測定点の奥行き座標の左右差を自動的に算出することで、操作者は、弯曲の度合いを定量的に把握することができる。

本発明に係る読影支援装置は、弯曲部位特定部をさらに含んでいてもよい。弯曲部位特定部は、対となる左右の測定点の左右差を測定間隔ごとに比較することで、左右差が最大となる位置を被検者の背部の弯曲の程度が高い弯曲部位であると特定する。このように、弯曲部位を自動的に特定することで、操作者が背部画像を読影するのに要する時間を短縮することができる。

本発明に係る読影支援装置は、高低差算出部をさらに含んでいてもよい。高低差算出部は、測定間隔おきに中心線を挟んで配置された対となる左右の測定点の奥行き座標と、当該左右の測定点の間における中心線上の奥行き座標との高低差を算出する。すなわち、高低差算出部では、左側の測定点の奥行き座標（Ａ座標）と、右側の測定点の奥行き座標（Ｂ座標）と、これら２つの測定点の間の中心線上の奥行き座標（Ｃ座標）を取得する。そして、Ａ座標とＣ座標の高低差とＢ座標とＣ座標の高低差をそれぞれ算出する。このように、中心線に対する左右の測定点の高低差を算出することで、操作者は、中心線に対する左右の測定点の相対的な弯曲の度合いを定量的に把握することができる。

本発明に係る読影支援装置は、３次元データ取得部、モアレ像変換部、統合画像作成部、及び表示部をさらに含んでいてもよい。３次元データ取得部は、被検者の背部の３次元データを取得する。３次元データは、公知の３次元センサにより取得されたものが３次元データ取得部に入力されてもよいし、既にローカルあるいはクラウド上のストレージに記憶されているものを３次元データ取得部が読み出すこととしてもよい。モアレ像変換部は、３次元データを２次元のモアレ像に変換する。モアレ像とは、検査者の背部の表面形状を等高線で表した画像である。統合画像作成部は、３次元データとモアレ像を対応付けた統合画像を作成する。すなわち、統合画像は、３次元データに含まれる３次元座標値等のメタデータがモアレ像に埋め込まれており、モアレ画像で任意の点を指定するとその点におけ３次元座標値を読み出すことができる。表示部は、この統合画像を背部画像として表示画面（ディスプレイ）上に表示する。このように、３次元データをモアレ像に対応付けた統合画像を作成して表示画面に表示することで、モアレ像を表示する従来の装置に慣れた者が、本発明に係る読影支援装置の操作方法を容易に習得できるようになる。特に、モアレ像（背部画像上）にプロットを指定して中心線を作成したり、その中心線に沿った測定間隔を指定したり、測定間隔ごとの測定幅を指定したりする作業が、従来の装置の操作に慣れた者にとって容易になる。

本発明に係る読影支援装置は、被検者の背部画像が複数枚ある場合に、各背部画像の測定点の奥行き座標を一括取得することとしてもよい。すなわち、プロット指定部は、複数画像に共通するプロットの指定を予め受け付ける。測定間隔指定部は、複数画像に共通する測定間隔の指定を予め受け付ける。測定幅指定部は、複数画像に共通する測定幅の指定を予め受け付ける。中心線作成部は、複数画像の夫々にプロットを通る中心線を作成する。測定点座標取得部は、複数画像の夫々における奥行き座標を一括で取得する。このように、被検者の背部画像が複数枚ある場合でも、これらの複数画像をバッチ処理することで、読影時間を大幅に短縮することができる。

本発明の第２の側面は、コンピュータプログラムに関する。本発明に係るプログラムは、汎用的なコンピュータを、上記した第１の側面に係る読影支援装置として機能させる。

本発明の第３の側面は、背部画像の読影支援方法に関する。本発明に係る読影支援方法は、被検者の背部画像上に前記プロットを通る中心線を作成する工程と、中心線に沿った任意の測定間隔の指定を受け付ける工程と、中心線の交差方向に向かう任意の測定幅の指定を受け付ける工程と、測定間隔おきに中心線から左右両側に前記測定幅だけ離れた各測定点の奥行き座標を取得する工程と、を含む。

本発明によれば、脊柱側弯症のあらゆる症例に対して汎用的に利用可能な背部画像の読影支援技術を提供することができる。

図１は、読影支援装置の機能構成を示したブロック図である。 図２は、読影支援装置の表示画面の一例を模式的に示している。 図３は、読影支援装置の操作方法を模式的に示している。 図４は、読影支援装置の操作方法を模式的に示している。 図５は、人体の脊柱の各領域とその名称を示している。 図６（ａ）は、従来技術（主に特許文献１）による高低差（ｈ）の測定方法を示しており、図６（ｂ）は、本発明による高低差（ｈ）の測定方法を示している。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。

図１は、本発明に係る読影支援装置１の一実施形態の機能構成を示している。読影支援装置１は、被検者の背部画像（被検者の背中を正面から写した画像）の読影を支援するための装置である。図１に示されるように、読影支援装置１は、中央処理装置２と、この中央処理装置２に接続された３次元センサ３、ディスプレイ４、及び入力装置５を含んで構成されている。中央処理装置２は、３次元センサ３で読み取った背部画像をディスプレイ４に表示させるとともに、入力装置５を介して操作者から所定の操作や背部画像読取用の所定の設定の入力を受け付ける。そして、中央処理装置２は、この入力情報に基づいて所定の演算処理を行ったうえで、その演算結果をディスプレイ４に表示されている背部画像上に反映させる。このようにして、読影支援装置１は、基本的に、操作者が背部画像を読影しやすいように背部画像を加工したり、この背部画像上に所定の補助情報を表示する。

中央処理装置２は、読影支援装置１全体の制御を担うものであり、３次元センサ３及び入力装置５から取得した情報を基に読影支援のための所定の演算処理を行うとともに、その結果をディスプレイ４に表示する。中央処理装置２としては、汎用的なコンピュータを用いることがでる。中央処理装置２は、ＣＰＵ等のプロセッサと記憶部１０とを備えており、記憶部１０に記憶されている読影支援用のプログラムをプロセッサによって実行することで、汎用的なコンピュータを本発明特有の中央処理装置２として機能させる。中央処理装置２は、主に記憶部１０と、プロッサによって実行される機能要素１１〜２２を含む。記憶部１０のストレージ機能は、例えばＨＤＤ及びＳＤＤといった不揮発性メモリによって実現できる。また、記憶部１０は、プロセッサよる演算処理の途中経過などを書き込む又は読み出すためのメモリとしての機能を有していてもよい。記憶部１０のメモリ機能は、ＲＡＭやＤＲＡＭといった揮発性メモリにより実現できる。その他、中央処理装置２が備える各機能要素１１〜２２の詳細については、後述する。

３次元センサ３は、被験者の背部を撮影してその３次元データを取得するための装置である。図１に示されるように、３次元センサ３は、被検者の背部と正対するように配置され、この背部を撮影することで、背部の凹凸状態を３次元データとして取得する。３次元センサ３としては、本願出願人が製造販売する一般医療機器「３Ｄバックスキャナー^TM」を採用することができる。「３Ｄバックスキャナー^TM」は、ＬＥＤ光源を使用し、被検者背部を３次元撮影し、背部の対称性を視覚的に描出するために、モアレ様画像へ変換することができる。その他、３次元センサ３としては、例えば公知のＴＯＦ（Time of Flight）方式のものやレーザパターン投影方式のものを採用することができる。ＴＯＦ方式の３次元センサは、例えば赤外線などの不可視の検査光を対象物体（被検者）に向けて照射する光源と、対象物で反射した検査光を受光するイメージセンサを備えており、パルス変調した検査光を画角内に照射し、イメージセンサでこのパルスの位相遅れを計測することで対象物までの往復の距離を求める。レーザパターン投影方式の３次元センサは、赤外線パターンを対象物体に照射して三角測量により距離画像を取得する。例えば、レーザパターン投影方式の３次元センサとしては、マイクロソフト社製のＫｉｎｅｃｔセンサ（登録商標）を採用することができる。３次元センサ３による検出情報は、ＵＳＢ等のバスを介して中央処理装置２に入力される。

ディスプレイ４は、主に被検者の背部画像と中央処理装置２による演算結果を表示するための装置である。ディスプレイ４としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの公知の表示装置を採用すればよい。

入力装置５は、操作者から中央処理装置２に対する情報の入力を受け付けるための装置である。入力装置５を介して入力された情報は、ＵＳＢ等のバスを介して中央処理装置２に入力される。入力装置５としては、コンピュータ周辺機器として利用されている種々の装置を採用することができる。入力装置５の例は、タッチパネル、キーボード、マウス、スタイラスペン、ボタン、カーソル、及びマイクロフォンであるがこれらに限定されない。また、タッチパネルである入力装置５とディスプレイ４とを重ねたタッチパネルディスプレイを採用してもよい。

続いて、３次元データとモアレ像を対応付けた統合画像をディスプレイ４に表示する処理について説明する。中央処理装置２の３次元データ取得部１１は、被検者の背部の３次元データを取得する。３次元データは、被検者の背部の凹凸状態を例えばｘｙｚの３次元座標値として記録した情報である。このため、３次元データによれば、被検者の背部のあるポイントをｘｙ座標で特定するとともに、そのポイントの３次元センサ３に対する奥行き（すなわち高さ）をｚ座標で特定することができる。本実施形態において、３次元データ取得部１１は、３次元センサ３によって測定した情報に基づいて、被検者の背部の３次元データを求めることとしている。ただし、３次元データ取得部１１は、予め記録された背部の３次元データをローカルの記憶部１０から読み出すこともできる。また、中央処理装置２がインターネットやイントラネット等のネットワークを介して別のサーバ装置と接続されている場合、３次元データ取得部１１は、このサーバ装置から予め記録された背部の３次元データを取得することとしてもよい。

モアレ画像変換部１２は、３次元データ取得部１１が取得した３次元データをモアレ画像１２に変換する。モアレ画像の例は、図２に示されている。すなわち、モアレ画像変換部１２は、被検者の背部の３次元座標を参照して、被検者の背部の撮影画像に、ｚ座標値が同じレベル（所定の閾値範囲）に属するのポイントを繋いだ等高線（モアレ縞）を重ねて表示することによって、図２に示したようなモアレ画像を生成する。ここで生成されたモアレ画像は、記憶部１０に記憶される。

統合画像作成部１３は、モアレ画像変換部１２によって作成されたモアレ画像に、３次元データ取得部１１によって取得した３次元データを対応付けた統合画像を作成する。すなわち、単なるモアレ画像は３次元座標のデータを含まないが、統合画像作成部１３は、モアレ画像の基となった３次元データをこのモアレ画像に対応付けることで、モアレ画像上の各ポイントにｘｙｚの３次元座標を紐付ける。これにより、例えばモアレ画像上のあるポイントを指定することで当該ポイントのｘｙｚ座標を取得可能な統合画像が得られる。

表示部１４は、統合画像作成部１３が作成した統合画像をディスプレイ４の表示画面上に表示させる。これにより、図２に示されるように、モアレ画像に３次元データが対応付けられた統合画像が背部画像として表示される。操作者は、この統合画像（モアレ画像）を目視で確認しながら、次に説明するプロット、測定間隔、及び測定幅の指定操作を行う。

続いて、プロット、測定間隔、及び測定幅の指定操作について説明する。図３は、ディスプレイ４上に表示された背部画像（統合画像）を模式的に示している。前述のとおり、背部画像にはモアレ画像が重畳表示されているが、ここでは図面の複雑化を防ぐためにモアレ縞は省略している。

図３のステップ１に示されるように、操作者は、入力装置５を介して、背部画像上に複数のプロットＰ１，Ｐ２を指定する。中央処理装置２のプロット指定部１５は、入力装置５からのプロットＰ１，Ｐ２の指定を受け付ける。プロットは、少なくとも２箇所必要であるが、３箇所以上又は４箇所以上のプロットを指定することも可能である。２箇所のプロットは、基本的に被検者の脊柱の上端付近（Ｐ１）と下端付近（Ｐ２）に指定される。２箇所のプロットＰ１，Ｐ２は、操作者が任意に指定することができる。ただし、例えばプロットＰ１とプロットＰ２がｘｙ平面である背部画像のｘ軸上に揃うように補助する機能がプロット指定部１５に備わっていてもよい。また、プロット指定部１５は、この上端付近と下端付近の２箇所のプロットＰ１，Ｐ２の間にさらに中間的なプロットの指定を、一又は複数で受け付けることとしてもよい。あるいは、プロット指定部１５は、、取得した３次元データを走査して、奥行きを示すｚ座標が所定値以下の点を被験者の背部の輪郭として抽出し、そのうちｙ軸方向上側（例えば首あるいは肩のライン）の輪郭の左右端と、下側（例えば腰のライン）の輪郭の左右端それぞれの座標を取得し、これらの左右端の中点として２箇所のプロットＰ１，Ｐ２を自動的に指定する機能を有していてもよい。

次に、図３のステップ２に示されるように、中心線作成部１６は、プロット指定部１５により指定を受け付けたプロットＰ１，Ｐ２を通過するように、背部画像上に直線的な中心線Ｃを作成する。この中心線ｃは、背部画像上において被検者の脊柱に沿った線となることを想定したものである。ただし、脊柱側弯症の症例によっては、中心線Ｃと実際の脊柱とがずれる場合もある。なお、中心線Ｃは、プロットＰ１，Ｐ２を通るものであれば、ｘｙ平面である背部画像のｘ軸に対して傾斜した線であってもよいし、背部画像のｘ軸に対して平行な垂線であってもよい。また、上記したように、プロット指定部１５が、プロットＰ１とプロットＰ２が背部画像のｘ軸上に揃うように補助する機能を有する場合、中心線Ｃは必ず背部画像のｘ軸に対して平行な垂線となる。

次に、図３のステップ３に示されるように、操作者は、入力装置５を介して、中心線Ｃに沿った任意の測定間隔Ｉを指定する。中央処理装置２の測定間隔指定部１７は、入力装置５からの測定間隔Ｉの指定を受け付ける。本実施形態では、測定間隔Ｉは、例えば任意の長さ（ｍｍ又はｃｍ）を入力することで指定できる。また、中心線Ｃ上の測定間隔Ｉを１つ指定することで、すべての測定間隔Ｉがこれと同じ間隔に設定される。ただし、測定間隔Ｉは、各間隔一つ一つを個別に設定できるようにしてもよいし、各間隔を複数のグループに分けてグループごとに測定間隔を設定できるようにしてもよい。また、測定間隔Ｉの指定方法としては、例えば中心線Ｃ上に設ける間隔の個数（Ｎ）の入力を求めることとしてもよい。この場合、中心線Ｃの長さを入力された間隔の個数（Ｎ）で割ることで測定間隔Ｉを自動算出することができる。

次に、図３のステップ４に示されるように、操作者は、入力装置５を介して、中心線の交差方向（具体的には直交する方向）に向かう任意の測定幅Ｗを指定する。中央処理装置２の測定幅指定部１８は、入力装置５からの測定幅Ｗの指定を受け付ける。本実施形態では、測定幅Ｗは、左右等間隔であり、またすべての測定間隔において同じ測定幅Ｗとなっている。このため、操作者は、測定幅Ｗを一つ入力すれば済む。ただし、測定幅Ｗは、各測定間隔ごとに一つ一つ個別に設定できるようにしてもよいし、各間隔を複数のグループに分けてグループごとに測定幅を設定できるようにしてもよい。

図３に示したステップ１〜４までが、操作者の入力操作を伴う処理である。これ以降の処理では、ここまでの各ステップで入力されたプロットＰ１，Ｐ２、測定間隔Ｉ、及び測定幅Ｗに基づいて、各測定点の座標値等が自動算出される。

図４のステップ５に示されるように、中央処理装置２の測定点座標取得部１９は、測定間隔Ｉおきに、中心線から左右両側に測定幅Ｗだけ離れた各測定点Ｌ，Ｒの３次元座標（ｘｙｚ座標）を取得する。特に、本発明においては、各測定点の奥行き座標（ｚ座標）が必要となる。なお、図４では、中心線Ｃの左側の測定点を符号Ｌ、右側の測定点を符号Ｒで示すとともに、上方の測定点から順にＬ１，Ｌ２又はＲ１，Ｒ２といったように番号を割り当てている。また、便宜的に、上からｎ番目の左右の測定点をそれぞれＬｎ，Ｒｎとする。前述したとおり、背部画像として表示されている統合画像は３次元データを含む。このため、背部画像上において測定点Ｌ，Ｒを特定することで、この統合画像に含まれる３次元データから、各測定点Ｌ，Ｒの３次元座標を取得することができる。また、測定点座標取得部１９は、左右の対となる測定点Ｌ，Ｒの間において、中心線Ｃ上の中間点のｘｙｚ座標を取得することとしてもよい。図４において、中心線上Ｃの中間点には上から順にＣ１，Ｃ２といったように符号を割り当てている。測定点座標取得部１９が取得した各測定点の座標値は、記憶部１０に記録される。

次に、図４のステップ６に示されるように、左右差算出部２０は、測定間隔Ｉおきに、中心線Ｃを境として対称位置に配置された対となる左右の測定点Ｌ，Ｒの奥行き座標（ｚ座標）の差（「左右差」という）を算出する。左右差算出部２０は、例えば、式：｜Ｌｎ（ｚ）−Ｒｎ（ｚ）｜にて左右の測定点Ｌ，Ｒの差の絶対値を求めればよい。

次に、図４のステップ７に示されるように、弯曲部位特定部２１は、左右差算出部２０が算出した左右の測定点Ｌ，Ｒの左右差を、測定間隔ごとに比較することで、この左右差が最大となる位置を被検者の背部の弯曲の程度が高い弯曲部位Ｍであると特定する。このように左右差が最大となる弯曲部位Ｍを特定することは、脊柱側弯症の診察において重要となる一つの過程である。この過程を自動化することで、操作者による背部画像の読影を効率的に支援できる。

また、人体の脊柱は、一般的に、図５に示したように頚椎、胸椎、腰椎、及び仙椎に領域分けされる。このため、本実施形態においても、人体の脊柱の領域に合わせて、背部画像上の中心線Ｃを４つの領域（頚椎、胸椎、腰椎、仙椎）に区分する。この場合に、弯曲部位特定部２１は、上記のようにして弯曲部位Ｍを特定した後、この弯曲部位Ｍが中心線のいずれの領域に属するのかを判定することとしてもよい。脊柱側弯症の診察においては、弯曲部位Ｍがどの領域に属するかの診断がなされるが、この過程を自動化することで、操作者による背部画像の読影をさらに効率的に支援できる。

次に、図４のステップ８に示されるように、高低差算出部２２は、測定間隔おきに、中心線Ｃを挟んで対称位置に配置された対となる左右の測定点のそれぞれについて、その奥行き座標と、当該左右の測定点の間における中心線上の中間点の奥行き座標との高低差を算出する。例えば、左側の測定点Ｌｎの奥行き座標をＬｎ（ｚ）とし、右側の測定点Ｒｎの奥行き座標をＲｎ（ｚ）とし、これらの左右の測定点Ｌｎ，Ｒｎの間に位置する中間点Ｃｎの奥行き座標をＣｎ（ｚ）とする。この場合に、高低差算出部２２は、式：Ｌｎ（ｚ）−Ｃｎ（ｚ）と、式：Ｒｎ（ｚ）−Ｃｎ（ｚ）の演算を行う。これにより、左右の測定点のそれぞれが中間点と比較してどの程度の高低差を持つかという情報を定量化する。

図１のブロック図に示したように、左右差算出部２０、弯曲部位特定部２１、及び高低差算出部２２によって求めた情報は、表示部１４へ伝達されて、この表示部１４からディスプレイ４へと出力される。図２には、ディスプレイ４に表示される画面の一例が示されている。まず、左右差算出部２０が求めた左右の測定点の左右差のうち、左右差が最大となる弯曲部位が背部画像において太線等で強調表示される。そして、その左右差の値が、「自動算出：最大差：ＸＸ．Ｘｍｍ」の欄に表示される。また、弯曲部位特定部２１によって特定された湾曲部位の属する領域が、「部位：胸椎」（「胸椎」は例示）の欄に表示される。さらに、高低差算出部２２が求めた左右の測定点と中間点との高低差が、背部画像上の各測定点に対応付けて表示される。また、高低差算出部２２が求めた高低差のうち、弯曲部位に相当する左側の測定点と右側の測定点の高低差の値が、「左：ＸＸ．Ｘｍｍ」及び「右：ＸＸ．Ｘｍｍ」の欄に表示される。このように、ディスプレイ４には、モアレ縞が付与された被検者の背部画像とともに、脊柱側弯症の診察に有用な各種の情報が一覧的に表示されることとなる。また、このように自動的に算出された左右差が最大となる弯曲部位に対して、利用者がずれていると判断した場合には、入力装置５の操作によって当該太線をｙ軸方向上下にずらして微調整することも可能である。その結果は、「手動算出：最大差：ＸＸ．Ｘｍｍ」の欄に表示される。

図５は、従来技術（特許文献１：国際公開ＷＯ２０１３／０８１０３０号）と本発明の相違点を模式的に示している。図５（ａ）に示されるように、従来技術では、被検者の背部のうち、脊柱を境とした左右両側に位置する凸状のピークを特定し、このピーク位置の高低差ｈを算出することとしている。しかしながら、図５（ｂ）に示したように、脊柱（中心線Ｃ）を境とした左右両側に凸状のピークが存在しない場合、従来技術は機能しない。これに対して、本発明は、図５（ｂ）に示したように、中心線Ｃを任意に指定可能であるとともに、この中心線Ｃから左右両側方向への測定幅Ｗをも任意に指定可能である。そして、本発明では、測定幅Ｗによって特定された左右の測定点Ｌｎ，Ｒｎの高低差ｈ（すなわち奥行き座標の左右差）を求める。このため、本発明は、凸状のピークに依存せず、中心線Ｃの左右両側にピークが存在しない場合であっても、左右の測定点Ｌｎ，Ｒｎの高低差ｈを求めることができる。このため、本発明の読影支援装置１は、脊柱側弯症のあらゆる症例に対して汎用的に適用することができる。

また、本発明の読影支援装置１は、読影対象の背部画像が複数ある場合に、この複数の背部画像を一括して処理することができる機能を持つ。なお、読影対象となる複数の背部画像は、すべて同一の被検者のものであることが好ましいが、異なる被検者の背部画像が含まれていても処理上の問題はない。まず、表示部１４は、複数の背部画像のうち、代表となる背部画像（代表画像）をディスプレイ４に表示させる。プロット指定部１５は、代表画像上において、読影対象となる複数の背部画像に共通する複数のプロットの指定を予め受け付ける。測定間隔指定部１７は、複数の背部画像に共通する測定間隔の指定を予め受け付ける。測定幅指定部１８は、複数の背部画像に共通する測定幅の指定を予め受け付ける。中心線作成部１６は、複数の背部画像の夫々に指定された複数のプロットを通る中心線を作成する。そして、測定点座標取得部１９は、複数の背部画像の夫々における測定点の３次元座標値（特に奥行き座標）を一括で取得する。その後の、左右差算出部２０、湾曲部位特定部２１、及び高低差算出部２２については、読影対象となる複数の背部画像のそれぞれについて、前述したものと同様の処理が行われる。このように、複数の背部画像に共通するプロット、測定間隔、測定幅の指定を受け付け、各背部画像の測定点の座標値を一括取得することで、少ない入力操作で複数の背部画像を同時に処理できる。これにより、読影処理の時間を大幅に短縮することが可能である。

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

１…読影支援装置 ２…中央処理装置
３…３次元センサ ４…ディスプレイ
５…入力装置 １０…記憶部
１１…３次元データ取得部 １２…モアレ画像変換部
１３…統合画像作成部 １４…表示部
１５…プロット指定部 １６…中心線作成部
１７…測定間隔指定部 １８…測定幅指定部
１９…測定点座標取得部 ２０…左右差算出部
２１…弯曲部位特定部 ２２…高低差算出部

Claims (10)

1. 被検者の背部画像上に中心線を作成する中心線作成部と、
   前記中心線に沿った任意の測定間隔の指定を受け付ける測定間隔指定部と、
   前記中心線の交差方向に向かう任意の測定幅の指定を受け付ける測定幅指定部と、
   前記測定間隔おきに、前記中心線から左右両側に前記測定幅だけ離れた各測定点の奥行き座標を取得する測定点座標取得部と、を含む
   背部画像の読影支援装置。
2. 前記背部画像上において任意の複数のプロットの指定を受け付けるプロット指定部を、さらに含み、
   前記中心線作成部は、前記背部画像上の前記プロットを通るように前記中心線を作成する
   請求項１に記載の読影支援装置。
3. 前記測定間隔おきに、前記中心線を挟んで配置された対となる左右の測定点の奥行き座標の左右差を算出する左右差算出部を、さらに含む
   請求項１又は請求項２に記載の読影支援装置。
4. 前記左右差を前記測定間隔ごとに比較することで、前記左右差が最大となる位置を被検者の背部の弯曲の程度が高い弯曲部位であると特定する弯曲部位特定部を、さらに含む
   請求項３に記載の読影支援装置。
5. 前記測定間隔おきに、前記中心線を挟んで配置された対となる左右の測定点の奥行き座標と、当該左右の測定点の間における前記中心線上の奥行き座標との高低差を算出する高低差算出部を、さらに含む
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の読影支援装置。
6. 前記被験者の背部の３次元データを取得する３次元データ取得部と、
   前記３次元データを２次元のモアレ像に変換するモアレ像変換部と、
   前記３次元データと前記モアレ像を対応付けた統合画像を作成する統合画像作成部と、
   前記統合画像を前記背部画像として表示画面上に表示する表示部と、をさらに含む
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の読影支援装置。
7. 前記中心線は、被験者の頚椎、胸椎、腰椎、及び仙椎に対応した領域に区分され、
   前記弯曲部位特定部は、前記弯曲部位を特定した後、さらに当該弯曲部位が前記中心線のいずれの領域に属するかを判定する、
   請求項４に記載の読影支援装置。
8. 前記被検者の背部画像が複数枚ある場合に、
   前記プロット指定部は、前記複数画像に共通する前記プロットの指定を予め受け付け、
   前記測定間隔指定部は、前記複数画像に共通する前記測定間隔の指定を予め受け付け、
   前記測定幅指定部は、前記複数画像に共通する前記測定幅の指定を予め受け付け、
   前記中心線作成部は、前記複数画像の夫々に前記プロットを通る中心線を作成し、
   前記測定点座標取得部は、前記複数画像の夫々における前記奥行き座標を一括で取得する
   請求項２に記載の読影支援装置。
9. コンピュータを請求項１から請求項８のいずれかに記載の読影支援装置として機能させるためのプログラム。
10. 被検者の背部画像上に前記プロットを通る中心線を作成する工程と、
    前記中心線に沿った任意の測定間隔の指定を受け付ける工程と、
    前記中心線の交差方向に向かう任意の測定幅の指定を受け付ける工程と、
    前記測定間隔おきに、前記中心線から左右両側に前記測定幅だけ離れた各測定点の奥行き座標を取得する工程と、を含む
    背部画像の読影支援方法。

Images