JP4401121B2

JP4401121B2 - 異常陰影検出装置

Info

Publication number: JP4401121B2
Application number: JP2003275883A
Authority: JP
Inventors: 良洋後藤; 宮崎　　靖; 謙石川; 哲彦高橋; 毅三竹; 博西村; 悦治山本
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP2005034473A

Description

本発明は異常陰影検出装置に係り、特に全身に適用可能な異常陰影検出装置に関するものである。

コンピュータ支援診断装置（以下、ＣＡＤという）を用いて患者の異常陰影を検出することが行われている。異常陰影の検出では、胸部、肝臓、大腸等の部位によって異なるＣＡＤが用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
"OmniCAD(TM)"、［online］、2003年、R2 Technology, Inc. 、［平成１５年７月１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ： HYPERLINK "http://www.r2tech.com/prd/shared/pdf/OmniCad.pdf" http://www.r2tech.com/prd/shared/pdf/OmniCad.pdf＞

しかしながら、上述のような従来の異常陰影検出では、患者の全身を診断するためには部位によって異なるＣＡＤを用いなければならず、また時間の経過による陰影の変化を捕らえにくいものであった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、患者の全身に適用可能で陰影の経時変化を容易に確認できる異常陰影検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る異常陰影検出装置は、異なる日時に取得された被検体の頭部、頸部、胸部、腹部、及び脚部の少なくとも一以上を含む部位の医用画像を、取得日時と関連付けて格納する画像格納手段と、被検体の部位ごとの異常陰影検出アルゴリズムを記憶する記憶手段と、前記医用画像に撮影されている前記被検体の部位を、前記医用画像に基づいて判断し、前記記憶手段に記憶された異常陰影検出アルゴリズムから、前記判断された医用画像の部位に対する異常陰影検出アルゴリズムを選択する選択手段と、該選択された異常陰影検出アルゴリズムを用いて、前記画像格納手段に格納された医用画像の異常陰影の検出を行う検出手段と、前記検出手段によって検出された結果を表示する表示手段と、を備えている。

請求項１に係る異常陰影検出装置は、異なる日時に取得された医用画像と、医用画像の部位に応じた異常陰影検出アルゴリズムを用いて異常陰影の検出を行うので、患者の全身に適用可能で陰影の経時変化を容易に確認できる。

請求項２に係る異常陰影検出装置は、請求項１に記載の異常陰影検出装置において、前記医用画像は所定のスライス間隔で取得された断層像であって、前記画像格納手段には該断層像が格納されており、前記検出手段は、異常陰影を検出する際に、前記断層像を前記スライス間隔以下の間隔で補間した断層像を作成することを特徴としている。

請求項２に係る異常陰影検出装置では、断層像のスライス厚以下の間隔で異常陰影の検出を行うことができる。また、多数の断層像をあらかじめ格納しておく必要がなく、必要な部位の断層像を異常陰影検出の際に作成すればよいので、記憶容量を削減できる。

請求項３に係る異常陰影検出装置は、請求項２に記載の異常陰影検出装置において、前記検出手段は、異常陰影を検出する際に、前記作成した断層像から取得日時の異なる同一位置の断層像を選択し、該選択した断層像を差分演算し、差分演算して得られた差分画像に対して前記選択された異常陰影検出アルゴリズムを適用して異常陰影の検出を行う、ことを特徴としている。

請求項３に係る異常陰影検出装置では、取得日時の異なる同一位置の断層像を選択して差分演算を行うので、異常陰影の経時変化をいっそう容易に確認することができる。
また、請求項４に係る異常陰影検出装置は、請求項３に記載の異常陰影検出装置であって、前記断層像は、所定のスライス間隔で取得された断層像からなる複数セットの断層像であり、前記検出手段は、前記複数セットの断層像のスライス間隔が一致するように、前記断層像を前記スライス間隔以下の間隔で補間することを特徴とする。
また、請求項５に係る異常陰影検出装置では、請求項２、３、又は４に記載の異常陰影検出装置において、前記検出手段は、部位及び年齢の少なくとも一つに対応させた成長の割合に基づいて、前記補間により作成する断層像の枚数を部位毎に変更することを特徴とする。

本発明に係る異常陰影検出装置は患者の全身に適用でき、陰影の経時変化を容易に確認することができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る異常陰影検出装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１に、本実施の形態が適用された異常陰影検出システム１０の構成を示す。異常陰影検出システム１０は、異常陰影検出装置２０、ＣＴ装置４０、及びＭＲＩ装置５０を含み、これらの装置がＬＡＮ６０を介して接続されている。

異常陰影検出装置２０は本発明の異常陰影検出装置に係るもので、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）２２、主メモリ２４、磁気ディスク２６、表示メモリ２８、ＣＲＴ３０、コントローラ３２、マウス３４、キーボード３６を備えており、これらは共通バス３８を介して接続されている。

磁気ディスク２６には、ＣＴ装置４０やＭＲＩ装置５０で撮影した画像のデータが保存されたデータベース１００や異常陰影検出プログラム２００が格納されており、ＣＰＵ２２はこのプログラムに従って所定の処理を行う。処理に際しては、主メモリ２４が画像やデータの一時記憶、処理用の領域として用いられる。処理結果は表示メモリ２８を介してＣＲＴ３０に表示されるとともに磁気ディスク２６に格納され、再表示や結果参照に利用される。

ＣＴ装置４０やＭＲＩ装置５０は、断層像やＤＲ画像等、患者の医用画像を撮影するもので、撮影した画像のデータは、ＬＡＮ６０を介して磁気ディスク２６に格納されたデータベース１００に保存できるようになっている。

次に、異常陰影検出システム１０での異常陰影検出手順を図３に基づいて説明する。なお、以下では、断層像に対する異常陰影検出を行う場合について説明している。

まず、図２に示すように、ＣＴ装置４０やＭＲＩ装置５０を用いてＮ１才時に全身の断層像を撮影し、画像データを異常陰影検出装置２０のデータベース１００に保存する（ステップ３０）。

次に、ＣＴ装置４０やＭＲＩ装置５０を用いてＮ２才時に全身の断層像を撮影し、画像データをセットにしてデータベース１００に保存する（ステップ３１）。その後も、定期的あるいは不定期的に（Ｎｘ才時に）、ＣＴ装置４０やＭＲＩ装置５０を用いて全身を撮影した断層像のデータをセットにして保存する。これらのデータを用いて、異常陰影検出装置２０が異常陰影の検出を行う。

異常陰影検出の際には、経時的に保存しておいた複数セットの断層像を用いて各セットの対応する断層像間で引き算をするが、断層像のスライス間隔（例えば５mmから１０mm程度）は各セットの間で異なっている場合もあるので、断層像の引き算を行う前に、撮影時のスライス間隔以下で断層像を補間する（ステップ３２）。補間により作成する断層像の間隔（例えば、１mm）は、引き算を行うセットの間でそろえておく。

ここで、図３の例に示すように、肩峰と肋骨端の間、肋骨端と骨盤の上端、骨盤の上端と尾骨の間、尾骨からつま先までという具合に、区間や年齢により成長の割合が異なるため、補間により作成する断層像の枚数は異なる。例えば図３では、頭部なら断層像の枚数が１．０３倍になり、脚部では１．０７倍になる。またこの際、例えば胸部用アルゴリズムは図７の肩峰から肋骨端まで有効であることを予め調べておく。

補間演算後、断層像間で引き算をする（ステップ３３）。断層像の引き算は、解剖学的に同位置の断層像同士で行う。引き算後、断層像の部位に応じたアルゴリズムで異常陰影検出を行って（ステップ３４）、結果をＣＲＴ３０に表示する（ステップ３５）。ステップ３４では、部位に応じて円形度等の特徴量を用いて異常陰影を検出してもよいし、各部位用のＣＡＤと同様の方法により異常陰影を検出してもよい。

なお、解剖学的に同位置であっても、撮影時期や撮影条件の違いによって、断層像中の被検体の位置や大きさが異なる場合がある。このため、画像の引き算の際に、位置合わせ（移動、回転）や大きさ合わせ（拡大、縮小）を行うようにしてもよい。

このように、異常陰影検出装置２０では、補間演算により作成した断層像間の引き算を行うので、異常陰影の経時変化を容易に確認することができる。

以上は各部位ごとの異常陰影検出の説明である。次に、全身データを連続的に処理する手順を、図６を用いて説明する。

まず、異なる日時（例えば、Ｎ１歳とＮ２歳）に撮影した断層像のセットを入力する（ステップ４７）。次に、それぞれの断層像を、スライス間隔以下の間隔（例えば１ｍｍ）で補間して断層像を作成する（ステップ４８）。この補間間隔は、セット間でそろえておく。

このように、異常陰影検出装置２０では多数の断層像をあらかじめ格納しておく必要がなく、必要な部位の断層像を異常陰影検出の際に作成すればよいので、記憶容量を削減することができる。また、補間により間隔をそろえればよいので、セット間で断層像のスライス間隔が異なる場合でも異常陰影の検出を行うことができる。

各セットについて作成した断層像の中から、解剖学的に同位置となる断層像を選択する（ステップ４９）。この際、各セットの断層像同士で相関をとり、最も相関が高くなる２つの画像を同位置とすることができる。ステップ４９で選択した断層像について、以下の処理を行う。

画像を頭部用に分類するか否かを判断する（ステップ５０）。頭蓋骨に対応するＣＴ値の高い楕円状の領域が画像に存在する間は頭部と判断するようにしてもよいし、頭蓋骨の端が写っている画像から調べていき、目が画像に現れたのを認識できるまで頭部と判断するようにしてもよい。

どのような画像を頭部と判断するかは、医学的区別ではなく、用いるアルゴリズムの性質に依存する。具体的には、頭部か否かの判断を、頭蓋骨に相当するＣＴ値１０００以上で中空の閉領域が存在するか否かにより行うこともできる。

判断が肯定されると、ステップ５５へ進んで頭部用アルゴリズムで演算をした後にステップ６０へ進む。ステップ５５の演算では、上述のステップ３０から３４で説明したように、異なる時期に撮影した断層像を補間して解剖学的に同位置となる断層像を作成し、それらの断層像間で引き算をした後に頭部用アルゴリズムで異常陰影の検出を行う。一方、判断が否定されると次のステップ５１へ進む。

ステップ５１では、画像が頸部か否かを判断する。頸部領域であることは、頭部スライスから連続的な領域になっているので分かる。例えば、図７の肩峰が画像中に認識できるまで頸部と判断する。判断が肯定されると、ステップ５６へ進んで頸部用アルゴリズムで演算をした後にステップ６０へ進む。ステップ５６の演算では、異なる時期に撮影した断層像を補間して解剖学的に同位置となる断層像を作成し、それらの断層像間で引き算をした後に頸部用アルゴリズムで異常陰影の検出を行う。一方、ステップ５１で判断が否定されると次のステップ５２へ進む。

ステップ５２では、画像が胸部か否かを判断する。胸部か否かの判断は、ＣＴ値がマイナス９００以下で中空の閉領域が存在するか否かで行うことができる。判断が肯定されると、ステップ５７へ進んで胸部・腹部用アルゴリズムで演算した後にステップ６０へ進む。ステップ５７の演算では、異なる時期に撮影した断層像を胸部・腹部に適用される補間して解剖学的に同位置となる断層像を作成し、それらの断層像間で引き算をした後に胸部・腹部用アルゴリズムで異常陰影の検出を行う。一方、ステップ５２で判断が否定されると次のステップ５３に進む。

ステップ５３では、画像が腹部か否かを判断する。腹部領域であることは、胸部スライスから連続的な領域になっているので分かる。判断が肯定されると、ステップ５８へ進んで胸部・腹部用アルゴリズムで演算した後にステップ６０へ進む。ステップ５８の演算では、異なる時期に撮影した断層像を補間して解剖学的に同位置となる断層像を作成し、それらの断層像間で引き算をした後に腹部用アルゴリズムで異常陰影の検出を行う。一方、ステップ５３で判断が否定されると次のステップ５４へ進む。

ステップ５４では、画像が脚部か否かを判断する。脚部であることは、足の骨に相当するＣＴ値１０００以上の領域の周りに筋肉に相当する低いＣＴ値を持つ領域が取り囲んでいるのを認識して判断する。判断が肯定されると、ステップ５９へ進んで脚部用アルゴリズムで演算した後にステップ６０へ進む。ステップ５９の演算では、撮影時期の異なる断層像を補間して解剖学的に同位置となる断層像を作成し、それらの断層像間で引き算をした後に脚部用アルゴリズムで異常陰影の検出を行う。一方、ステップ５４で判断が否定されると次のステップ６０へ進む。

上記ステップ５５からステップ５９における異常陰影検出は、部位に応じて円形度などの特徴量を用いて行ってもよいし、各部位用のＣＡＤと同様の方法で行ってもよい。

ステップ６０では、全身データの処理を終了したか否かを判断する。肯定されるとステップ６１へ進んで異常陰影の検出結果を表示した後に本処理ルーチンを終了し、否定されるとステップ４９へ戻って断層像の選択と異常陰影検出処理を繰り返す。

このように、異常陰影検出装置２０は、異なる日時に取得された断層像について、撮影部位を識別し、その結果に基づいて選択したアルゴリズムを用いて異常陰影の検出を行うので、患者の全身に適用可能で異常陰影の経時変化を容易に確認することができる。

なお、本実施例では断層像に対する異常陰影検出を行う場合について説明しているが、本発明に係る異常陰影検出方法及び装置は断層像だけでなく、ＤＲ画像などのレントゲン画像等、他の医用画像にも適用可能である。

本発明の一の実施の形態に係る異常陰影検出システムの構成を示すブロック図である。本発明の一の実施の形態に係り、異常陰影検出システムの概要を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、患者の部位に応じた補間比率の設定を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、異常陰影検出システムでの処理の流れを示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、患者の部位に応じた異常陰影検出アルゴリズムの選択を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、全身のデータ処理を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、肩峰を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、尾骨を示す図である。本発明の一の実施の形態に係り、脚部の外側半月を示す図である。

符号の説明

１０…異常陰影検出システム、２０…異常陰影検出装置、４０…ＣＴ装置、５０…ＭＲＩ装置、６０…ＬＡＮ、１００…データベース

Claims

異なる日時に取得された被検体の頭部、頸部、胸部、腹部、及び脚部の少なくとも一以上を含む部位の医用画像を、取得日時と関連付けて格納する画像格納手段と、
被検体の部位ごとの異常陰影検出アルゴリズムを記憶する記憶手段と、
前記医用画像に撮影されている前記被検体の部位を、前記医用画像に基づいて判断し、前記記憶手段に記憶された異常陰影検出アルゴリズムから、前記判断された医用画像の部位に対する異常陰影検出アルゴリズムを選択する選択手段と、
該選択された異常陰影検出アルゴリズムを用いて、前記画像格納手段に格納された医用画像の異常陰影の検出を行う検出手段と、
前記検出手段によって検出された結果を表示する表示手段と、
を備える異常陰影検出装置。
前記医用画像は所定のスライス間隔で取得された断層像であって、前記画像格納手段には該断層像が格納されており、
前記検出手段は、異常陰影を検出する際に、前記断層像を前記スライス間隔以下の間隔で補間した断層像を作成することを特徴とする、
請求項１に記載の異常陰影検出装置。
前記検出手段は、異常陰影を検出する際に、前記作成した断層像から取得日時の異なる同一位置の断層像を選択し、該選択した断層像を差分演算し、差分演算して得られた差分画像に対して前記選択された異常陰影検出アルゴリズムを適用して異常陰影の検出を行うことを特徴とする、
請求項２に記載の異常陰影検出装置。
前記断層像は、所定のスライス間隔で取得された断層像からなる複数セットの断層像であり、
前記検出手段は、前記複数セットの断層像のスライス間隔が一致するように、前記断層像を前記スライス間隔以下の間隔で補間する、
ことを特徴とする請求項３に記載の異常陰影検出装置。
前記検出手段は、部位及び年齢の少なくとも一つに対応させた成長の割合に基づいて、前記補間により作成する断層像の枚数を部位毎に変更することを特徴とする、
請求項２、３、又は４に記載の異常陰影検出装置。