JP4595594B2 - 画像処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、乳房の医用画像に画像処理を施す画像処理装置及びプログラムに関する。

従来、ＣＲ（Computed Radiography）、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）、ＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）等の各種モダリティによりデジタル画像として生成された医用画像は、各種画像処理が施された後、フィルムやモニタ上に出力されて診断や診察に利用されている。

特に、乳房を撮影した医用画像（以下、乳房画像という）を読影する際には、左右の乳房画像を並べて比較する比較読影が行われるが、左右の画像における乳房位置がずれていると、比較読影がしづらい。そこで、従来から、１対の乳房画像における乳房の位置合わせ処理を自動的に行う画像処理装置が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

上記画像処理装置における位置合わせ処理のアルゴリズムとしては様々なものが開発されている。例えば、乳房画像における乳房は一般的に乳頭を頂点とした略三角形状になりやすいのでこの特徴を利用し、左右の乳房画像における乳頭位置を検出してこの乳頭位置が左右で対応するように乳房画像を上下方向に移動する方法や、乳房領域の輪郭線（スキンライン）や胸筋領域、乳腺領域等を抽出し、スキンラインから胸壁までの距離が左右で近似する位置に、或いは乳腺領域又は胸筋領域の形状が左右で対称となるように、乳房画像を移動する方法等が挙げられる。
特開２０００−２８７９５７号公報 特開平９−２１５６８４号公報

しかしながら、もともと左右の乳房の形状や大きさが対称的でない、或いは手術により一部又は全部を摘出し、もとの乳房形状が大きく変化している場合がある。或いは、もとの乳房形状は一般的であるが、技師の撮影時のポジショニング（乳房位置の設定）によって乳房画像における乳房形状が略三角形とならない場合や乳房の位置が不自然である場合がある。このように乳房画像が例外的なパターンである場合には、通常と同じアルゴリズムで自動的に位置合わせを行った場合、うまく位置合わせがなされないことがある。

図１２（ａ）に示す一対の乳房画像ｎ１、ｎ２の例で説明する。左乳房画像ｎ２は、正常に撮影が行われ、略三角形状を呈しているが、右乳房画像ｎ１は、技師のポジショニングミスにより正常な位置設定ができなかったため、その乳房のスキンラインに凹凸が生じている。それにも拘わらず、通常と同様に、例えば乳頭位置（図中、矢印で示す位置）により位置合わせ処理を自動的に行うと、図１２（ｂ）に示すように、左右で乳房領域の配置位置が大きくずれることとなる。これでは、フィルムの出力範囲外に各画像ｎ１、ｎ２が配置されてしまうため、乳房領域が大きく欠けてしまう。

また、左右乳房のうち、一方を摘出している場合、或いは施設での方針や診察目的等によっては、左右何れか一方の乳房しか撮影されない場合がある。検査時には一の乳房について複数方向撮影されるのが一般的であるため、上記のように一方の乳房のみ撮影した場合でも複数画像が得られることとなる。通常位置合わせは左右の乳房を比較読影するために行われるが、上記のように同一乳房であって異なる撮影方向の乳房画像であっても、作業効率及びフィルムの節約のため、一のフィルムに出力する場合が考えられる。

このとき、位置合わせは医師や技師自身がマニュアル操作で行った方が良い場合があり、画像処理装置において自動位置合わせ処理を行うか否か、どのアルゴリズムで位置合わせを行うのかは、医師や施設の方針によって異なることが想定される。
しかし、従来の画像処理装置では、一様に同じアルゴリズムで位置合わせが行われているため、上記のような例外的な場合には対応することができない。

本発明の課題は、乳房画像の画像状態に応じた位置合わせを行うことができる画像処理装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、
一対の乳房画像の位置合わせを行う位置合わせ処理のアルゴリズムを複数有する画像処理装置において、
前記一対の乳房画像の画像状態として前記一対の乳房画像の撮影方向の組合せを判断するものであって、前記一対の乳房画像が異なる撮影方向であれば当該一対の乳房画像は例外的な組合せであると判断し、同一の撮影方向であれば当該一対の乳房画像は一般的な組合せであると判断する画像判断手段と、
前記画像判断手段における判断結果により、例外的な組合せに対応するアルゴリズム又は一般的な組合せに対応するアルゴリズムを選択する選択手段と、
前記選択されたアルゴリズムで前記一対の乳房画像に対して位置合わせ処理を実行する位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
一対の乳房画像の位置合わせを行う位置合わせ処理のアルゴリズムを複数有する画像処理装置において、
前記一対の乳房画像の画像状態として前記一対の乳房画像の乳房が左右何れであるかその組合せを判断するものであって、一対の乳房画像が左右異なる乳房であれば当該一対の乳房画像は一般的な組合せであると判断し、左右同一の乳房であれば当該一対の乳房画像は例外的な組合せであると判断する画像判断手段と、
前記画像判断手段における判断結果により、一般的な組合せに対応するアルゴリズム又は例外的な組合せに対応するアルゴリズムを選択する選択手段と、
前記選択されたアルゴリズムで前記一対の乳房画像に対して位置合わせ処理を実行する位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像処理装置において、
例外的な組合せの乳房画像に対して前記位置合わせ手段による位置合わせ処理を実行するか否かを予め設定可能であり、
前記選択手段は、前記一対の乳房画像が例外的な組合せの場合には前記位置合わせ手段による位置合わせ処理は実行しないと設定された場合、前記画像判断手段により例外的な組合せと判断された各乳房画像には位置合わせ処理を実行しないことを選択することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、コンピュータを、
請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラムであることを特徴とする。

請求項１、４に記載の発明によれば、撮影方向が異なる例外的な組合せ又は撮影方向が同一である一般的な組合せに応じたアルゴリズムで位置合わせ処理を行うことができる。通常、比較読影は同一撮影方向の画像を用いて行われるが、異なる撮影方向の画像を並べて出力したい場合も想定される。このような場合には、一対の乳房画像においてその乳房形状が異なるため、左右対称とならない。よって、異なる撮影方向の組合せに応じたアルゴリズムで位置合わせを行うことにより、適切な位置合わせ画像を得ることができる。

請求項２、４に記載の発明によれば、左右同じ乳房である例外的な組合せ又は左右異なる一般的な組合せに応じたアルゴリズムで位置合わせ処理を行うことができる。通常、比較読影は左右異なる乳房の画像を用いて行われるが、左右同一の乳房画像を並べて出力したい場合も想定される。このような場合には、単に並列に配置しただけでは左右対称とならず、位置合わせを行うことができない。よって、左右同一の乳房の組合せに応じたアルゴリズムで位置合わせを行うことにより、適切な位置合わせ画像を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、例外的な組合せの場合には、位置合わせ処理を施さないように設定することができる。例外的な組合せの場合、技師自身が乳房画像の移動操作を行って位置合わせを行った方が好ましい場合もある。よって、画像処理装置側で位置合わせ処理を自動的に施さないように設定することにより、技師が移動操作しやすい状態で一対の乳房画像を提供することができる。

〈第１実施形態〉
第１実施形態では、位置合わせを行う一組の乳房画像について、乳房画像の画像状態として乳房領域の形状が一般か例外かを判別し、その判別結果により乳房画像の組合せに応じた位置合わせ処理のアルゴリズムを選択する例を説明する。

まず、構成を説明する。
図１に、画像出力システム１００を示す。
画像出力システム１００は、医用画像を撮影し、当該医用画像の保存・管理を行うとともに、フィルム或いはモニタ等に出力するためのシステムである。
図１に示すように、画像出力システム１００は、画像生成装置１、第１実施形態における画像処理装置２、プリンタ３、画像サーバ４、ビューア５を備えて構成されている。これら各装置１〜５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の医療機関内で構築された通信ネットワークＮを介して相互にデータを送受信可能に接続されている。通信ネットワークＮの通信方式には、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格が適用されている。

以下、各構成装置１〜５について説明する。
画像生成装置１は、人体を撮影し、その撮影画像（医用画像）のデジタルデータを生成するものであり、例えばＣＲ、ＦＰＤ、ＣＴ、ＭＲＩ等のモダリティを適用可能である。本実施形態では、画像生成装置１として、左右乳房のＸ線撮影を行う乳房専用のＣＲを適用し、左乳房又は右乳房の乳房画像のデータが生成されるものとする。乳房の撮影は、複数方向から行われるのが一般的である。撮影方向としては、上下方向（以下、ＣＣという）、斜位方向（以下、ＭＬＯという）等があり、画像生成装置１は、これら複数方向からの乳房画像を生成して画像処理装置２に送信する。

なお、画像生成装置１は、上述したＤＩＣＯＭ規格に準拠した装置であり、生成した医用画像に付帯させる各種情報（例えば、医用画像が撮影された患者に関する患者情報や撮影又は検査に関する撮影情報、検査情報等。以下、付帯情報という）を外部から入力可能であるとともに、自動生成することもできる。画像生成装置１は、生成された医用画像に上記付帯情報をヘッダ情報として付加して通信ネットワークＮを介して画像処理装置２へ送信する。なお、ＤＩＣＯＭ規格に準拠していない場合には、図示しないＤＩＣＯＭ変換装置を用いて付帯情報を画像生成装置１に入力させることも可能である。

画像処理装置２は、画像生成装置１から供給される医用画像に対して各種画像処理を施すものである。画像処理された医用画像は、通信ネットワークＮを介してプリンタ３、画像サーバ４、ビューア５等に送信される。

プリンタ３は、画像処理装置２又は画像サーバ４から受信された医用画像のデータに基づいて、フィルム等に医用画像を出力する。

画像サーバ４は、画像ＤＢ４ａを備え、この画像ＤＢ４ａに、画像生成装置１により生成された医用画像（原画像）、画像処理装置２から受信された画像処理済みの医用画像（処理画像）を保存し、その入出力を管理する。

ビューア５は、診断用に医師により使用される表示手段であり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成されている。ビューア５は、医師の操作指示に応じて、指定された医用画像を画像サーバ４から取得して表示する。なお、診断に使用されることから、表示性能は高解像度であることが好ましい。

次に、本発明に係る画像処理装置２について詳細に説明する。
図２に、画像処理装置２の内部構成を示す。
図２に示すように、画像処理装置２は、制御部２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、記憶部２５、画像処理部２６を備えて構成されている。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、ＣＰＵにより記憶部２５から本発明に係る画像判断処理プログラム等の各種制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開する。そして、当該プログラムに従って画像判断処理（後述する）の実行を統括的に制御し、各部の動作を集中制御する。

操作部２２は、キーボードやマウス等を備えて構成され、キー操作やマウス操作に対応する操作信号を生成して制御部２１に出力する。

表示部２３は、ＬＣＤ等を備えて構成され、制御部２１の指示に従って、画像処理時の操作画面や処理後の医用画像等、各種表示を行う。

通信部２４は、ルータやモデム等の通信用インターフェイスを備え、制御部２１の指示に従って、通信ネットワークＮ上の外部装置と通信を行う。例えば、画像生成装置１から処理対象の医用画像を受信したり、処理済みの医用画像を画像サーバ４やプリンタ３に送信する。

記憶部２５は、各種制御プログラムやプログラムの実行に必要なパラメータ、或いは処理結果のデータを記憶している。

画像処理部２６は、医用画像に対して階調変換処理、鮮鋭度調整処理等の他、乳房画像の場合には位置合わせ処理等の各種画像処理を施す。なお、画像処理部２６は、位置合わせ処理のアルゴリズムを複数有しており、位置合わせ処理時には制御部２１により選択されたアルゴリズムで位置合わせ処理を実行する。

以下、図３を参照して、位置合わせ処理について説明する。なお、ここでは一例として、胸筋領域を元に位置合わせを行うアルゴリズムについて説明する。
図３は、ＭＬＯの撮影方向で撮影された乳房画像Ｓを示す図である。
（１）まず、画像処理部２６は、乳房画像Ｓにおける画素値の分散ヒストグラムを求め、判別分析法（分散ヒストグラムを２つのクラスに分割したとき２つのクラスでクラス内分散とクラス間分散の判別比（分散比）が最大となるように閾値を決定する方法）を用いて閾値を決定し、決定された閾値を用いて乳房画像を２値化する。

このとき、乳房画像Ｓにおいて素抜け領域（被写体部分に該当しない領域であり、Ｘ線が直接照射された領域）は、高濃度を呈しているため２値化により「１」となり、その他の被写体領域は「０」となることが予想される。よって、この２値化により乳房画像Ｓを被写体領域Ｓａとそれ以外の素抜け領域Ｓｂに分割することができる。なお、撮影方向がＣＣである場合には、被写体部分に胸筋は写りこまないため、被写体領域Ｓａが乳房領域Ｓａ１となる。

（２）一方、撮影方向がＭＬＯである場合、被写体部分に胸筋が写りこむため、次に被写体領域Ｓａから胸筋領域Ｓａ２を抽出する。胸筋領域Ｓａ２は、例えば被写体領域Ｓａにおける濃度勾配を算出し、当該濃度勾配から被写体領域Ｓａを胸筋領域Ｓａ２と乳房領域Ｓａ１とに分割する。なお、特開２００１−２３８８６８号公報に記載されているように局所領域を設定し、局所領域内の画素値に基づき閾値を設定して被写体領域Ｓａ内を２値化することにより、胸筋領域Ｓａ２及び乳房領域Ｓａ１を抽出することとしてもよい。

（３）上記の方法により左右の乳房画像Ｓについて、それぞれ胸筋領域Ｓａ２を抽出する。そして、図４に示すように、左乳房又は右乳房の乳房画像Ｌ、Ｒをその胸壁側が隣接するように配置し、各乳房画像から抽出された胸筋領域Ｓａ２の形状、面積が左右で対称となるように位置合わせを行い、その移動量Ｑを算出する。

以上が胸筋領域による位置合わせ処理のアルゴリズムの内容であるが、画像処理部２６は、スキンラインによるアルゴリズム、乳頭位置をもとに位置合わせを行うアルゴリズム等、その他のアルゴリズムも有している。
例えば、スキンラインを用いたアルゴリズムは、２値化による２領域（被写体領域と素抜け領域）の境界をスキンラインとして検出し、このスキンラインを元に左右に配置された乳房画像の位置合わせを行うものである。具体的には、スキンラインから胸壁までの距離について左右の画像間で差分を求める。この差分を一方の画像をずらしながらそのずらした位置で順次求め、それらの差分の和が最小となる位置に各乳房画像を合わせる。
また、乳頭位置を用いたアルゴリズムは、予め準備されたテンプレートを用いて左右の乳房画像から乳頭領域を検出し、上下方向における乳頭領域の位置が左右の乳房画像で一致するように位置合わせを行うものである。

また、画像処理部２６は、画像解析を行い、乳房領域についての各種画像特徴量（以下、特徴量と略す。）を算出する。算出された特徴量から、制御部２１により乳房画像が一般画像であるか例外画像であるかが判断される。一般画像とは、乳房領域が一般的な略三角形状や組織構造を有しており、かつ左右の乳房で対称的な形状及び大きさの乳房画像をいい、例外画像とは、例えば手術により乳房の一部を切除している、或いは撮影時のポジショニング（技師の設定ミス、病変があり圧迫できない等の理由により圧迫率が異なる場合等を含む）等に起因し、乳房領域が一般的な略三角形状を為さない、或いは略三角形の形状となるがもともと左右の乳房の大きさが異なる等、一般画像に該当しない乳房画像をいう。

一般画像か例外画像かは、乳房領域の面積やスキンラインから判断することができる。
乳房画像に座標を設定し、乳房画像から抽出されたスキンラインの座標値をプロットすると、一般画像は、図５（ａ）、（ｂ）に示すような形状となり、例外画像は、図５（ｃ）、（ｄ）に示すような形状となる。図５（ａ）、（ｃ）は撮影方向ＭＬＯの乳房画像であり、図５（ｂ）、（ｄ）は撮影方向ＣＣの乳房画像である。

図５から分かるように、撮影方向ＭＬＯの場合、一般画像では最高座標値をとるのは、乳頭又は胸筋の先端部分であり、撮影方向ＣＣの場合は乳頭である。また、凹部（座標値が落ち込んでいる部分。図中、二重丸で示す。）については撮影方向ＭＬＯでは、乳頭と胸筋の先端との間に１つ存在し、撮影方向ＣＣでは存在しない。
これに対して、例外画像では、撮影方向ＭＬＯ、ＣＣともに凹部の個数が増加している。また、最高座標値の位置もずれ、スキンラインにより囲まれる乳房領域の面積が減少している。

よって、特徴量として、例えば左右の乳房画像における乳房領域の面積比、面積差分値、乳房のスキンラインにおける座標情報（座標値）、凹凸形状の個数、最高座標値、左右端座標及び例外的な乳房形状を想定したテンプレートパターンとの一致度を求めることにより、一般画像か例外画像かを判断することができる。

次に、上記画像処理装置２の動作について説明する。
図６は、画像処理装置２により実行される画像判断処理を説明するためのフローチャートである。説明の前提として、画像生成装置１により左右の乳房について撮影され、それぞれの乳房画像が生成されているものとする。

図６に示す画像判断処理では、まず通信部２４を介して画像生成装置１から処理対象の乳房画像が入力されると（ステップＰ１）、技師は操作部２２を介して位置合わせ処理を行いたい乳房画像を２枚一組で選択する。ここでは、左右の乳房についての乳房画像が選択されたものとする。
画像処理装置２では、乳房画像が２枚選択されたか否かが制御部２１により判別され（ステップＰ２）、２枚選択されたと判別されると（ステップＰ２；Ｙ）、画像解析を行うステップＰ３に移行する。

ステップＰ３では、画像処理部２６により左右の乳房画像の画像解析が行われ、各種特徴量が算出される。そして、算出された特徴量に基づき、各乳房画像について一般画像であるか例外画像であるかが制御部２１により判断される（ステップＰ３）。この判断は、例えば各特徴量について予め定められている閾値と算出された特徴量とを比較することにより、行うこととしてもよい。また、予めサンプルデータにより一般画像か例外画像かを判別するように構築された多変量解析のロジック等を用いて、総合的に判断することとしてもよい。

左右の各乳房画像について一般画像か例外画像か、その画像状態が判断されると、その判断結果に基づいて、２枚の乳房画像の組合せは、一般タイプか例外タイプかが制御部２１により判断される（ステップＰ４）。つまり、左右の乳房画像が何れも一般画像と判断されればその組合せは一般タイプとであると判断され、何れか一方でも例外画像と判断されればその組合せは例外タイプであると判断される。

なお、ステップＰ３、Ｓ４の処理においては、左乳房の乳房画像（以下、Ｌ画像という）、右乳房の乳房画像（以下、Ｒ画像という）に対する画像状態の判断を、図７に示すように直列的に行うこととしてもよいし、図８に示すように並列的に行うこととしてもよい。

図７に示す直列的な処理では、まずＬ画像について特徴量が算出され、当該特徴量に基づいてＬ画像は一般画像か例外画像かが判断される（ステップＰ３１）。例外画像であれば、２枚の乳房画像の組合せは例外タイプであると判別される（ステップＰ４２）。一方、Ｌ画像が一般画像であれば、次にＲ画像の特徴量が算出されて、一般画像か例外画像かが判断される（ステップＰ３２）。Ｒ画像が一般画像であればＬ、Ｒ画像ともに一般であるので、一般タイプと判断される（ステップＰ４２）。一方Ｒ画像が例外画像であれば、例外タイプと判断される（ステップＰ４３）。
このような直列的な処理を行った場合、最初に判断を行った方の画像が例外画像であると判断された時点で、すぐに乳房画像の組合せは例外タイプと判断することができるので、その後の処理が必要なく、処理効率が良い。

一方、図８に示す並列的な処理を行った場合、Ｌ画像についての判断処理（ステップＰ３１）とＲ画像についての判断処理（ステップＰ３２）が同時に行われ、これらＬ、Ｒ画像の判断結果を受けて、Ｌ、Ｒ画像ともに一般画像であると判断されたか否かにより（ステップＰ４１）、総合的に画像の組合せのタイプが判断される（ステップＰ４２、Ｐ４３）。各画像の組合せが一般タイプであると判断するためには、各画像について一般画像であることを確認しなければならないため、並列処理を行った場合、Ｌ、Ｒ画像について同時に必要な特徴量演算を行うことができ、各画像の組合せが一般タイプである場合には、その演算時間が短縮化される。

次いで、乳房画像の組合せが一般タイプであると判断された場合（ステップＰ４；一般）、制御部２１により、位置合わせ処理のアルゴリズムとして一般タイプに対応するアルゴリズムが選択される（ステップＰ５）。一般タイプの場合、特にどのアルゴリズムを用いても位置合わせは適切に行うことができるので、何れのアルゴリズムをも選択することができるが、ここでは例えば乳頭位置やスキンライン等、乳房の形状を元に位置合わせを行うアルゴリズムが適用されることとする。

逆に、例外タイプであると判断された場合（ステップＰ４；例外）、例外タイプに対応するアルゴリズムが選択される（ステップＰ６）。例外タイプの場合、乳房の形状に基づいて位置合わせを行うと、大きく位置がずれることがあるため、胸筋領域を用いたアルゴリズム等、乳房の形状や内部構造の欠損に依拠しない位置合わせを行うことができるアルゴリズムを選択する。

このように、乳房画像の組合せに応じたアルゴリズムが選択されると、画像処理部２６において、当該選択されたアルゴリズムにより位置合わせ処理が実行され、乳房画像の移動量が算出される（ステップＰ７）。そして、算出された移動量に応じて乳房画像が移動されて１対の乳房画像の合成が行われ、当該合成された位置合わせ画像が生成される。この位置合わせ画像が表示部２３に表示されると（ステップＰ８）、本処理を終了する。

図９に、位置合わせ画像例を示す。
図９（ａ）は、Ｌ画像Ｌ１が一般画像、Ｒ画像Ｒ１が例外画像であるため、その組合せが例外タイプと判断され、胸筋領域を用いたアルゴリズムにより位置合わせが行われた画像を示すものである。各画像Ｌ１、Ｒ１は、それぞれの乳房領域の位置が適切に対応していることが分かる。
また、図９（ｂ）は、Ｌ画像Ｌ１、Ｒ画像Ｒ１が何れも一般画像であり、その組合せが一般タイプと判断されて、乳頭位置を用いたアルゴリズムにより位置合わせが行われた画像である。やはり、各画像Ｌ１、Ｒ１とも、それぞれの乳房領域の位置が適切に対応している。

以上のように、第１実施形態によれば、乳房画像の画像状態として乳房領域の形状を判断し、その判断結果に応じたアルゴリズムを選択して位置合わせ処理を行う。よって、乳房領域の形状が一般的な形状ではない場合には、形状に依拠しないアルゴリズムで位置合わせ処理を行うことができ、適切な位置合わせ画像を得ることができる。

〈第２実施形態〉
第２実施形態では、同一乳房についての１対の乳房画像を合成する場合を想定し、一組の乳房画像について、乳房画像の画像状態として乳房の同一性、撮影方向を判別し、その判別結果により一対の乳房画像の組合せに応じた位置合わせ処理のアルゴリズムを選択する例を説明する。

まず、構成を説明する。
第２実施形態における画像出力システム、画像処理装置は、第１実施形態の画像出力システム１００、画像処理装置２とその基本構成は同一であって動作が異なるのみである。よって、第２実施形態の画像出力システム、画像処理装置については第１実施形態と同一の符号を付してその図示を省略し、異なる動作についてのみ説明する。すなわち、画像出力システム１００は、画像生成装置１、画像処理装置２、プリンタ３、画像サーバ４、ビューア５を備えて構成されている。また、画像処理装置２は、制御部２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、記憶部２５、画像処理部２６を備えて構成されている。

次に、第２実施形態における画像処理装置２の画像判断処理について、図１０を参照して説明する。
一般に、乳房画像の場合、比較読影のため、左右の乳房に係る乳房画像を一対として位置合わせが行われるが、手術により一方の乳房を切除している等の事情により、何れか一方の乳房しか撮影されない場合がある。このような場合、フィルム削減のため、同一乳房に対して複数の撮影方向から撮影された乳房画像を合成する場合も考えられる。第２実施形態では、同一乳房について異なる撮影方向の乳房画像であっても位置合わせを行う場合を想定し、画像状態として撮影乳房及び撮影方向を判断して適切なアルゴリズムで位置合わせ処理を行う例を説明する。

なお、説明の前提として、同一乳房で異なる撮影方向の乳房画像を並べて同一フィルム上に出力する（或いは同一画面上に表示する）場合には、技師（又は医師）のマニュアル操作で位置合わせを行った方が好ましい場合もあるため、画像処理装置２による各乳房画像の位置合わせの自動処理を行うか否かは設定可能であり、画像判断処理前に予め設定されているものとする。

図１０に示すように、まず画像処理装置２では、通信部２４を介して画像生成装置１から処理対象の乳房画像が入力されると（ステップＴ１）、技師は操作部２２を介して位置合わせ処理を行いたい乳房画像を２枚一組で選択する。
画像処理装置２では、制御部２１により乳房画像が２枚選択されると（ステップＴ２）、画像状態を判別するステップＴ３の処理に移行する。

ステップＴ３では、選択された一対の乳房画像の付帯情報が制御部２１により読み出され、当該付帯情報に基づいて、各乳房画像の撮影方向は同一であるか否かが判別される（ステップＴ３）。撮影方向が同一ではない場合（ステップＴ３；Ｎ）、比較読影ではないが位置合わせ処理を実行するように設定されているか否かが判別される（ステップＴ４）。位置合わせ処理を行うように設定されている場合（ステップＴ４；Ｙ）、ステップＴ５の処理に移行し、位置合わせ処理を行わないように設定されている場合（ステップＴ４；Ｎ）、ステップＴ１０の処理に移行する。

まず、位置合わせ処理を行うように設定されている場合について説明する。
ステップＴ５では、撮影方向の際と同様に、乳房画像の付帯情報に基づいて、一対の乳房画像の撮影乳房が左右何れであるかが参照され、各乳房画像の撮影乳房は同一であるか否かが判別される。撮影乳房が同一ではない場合（ステップＴ５；Ｎ）、ステップＴ６の処理に移行し、撮影乳房が同一である場合（ステップＴ５；Ｙ）、ステップＴ１０の処理に移行する。

ステップＴ６では、一組の乳房画像は一般タイプである、つまり異なる乳房について同一の撮影方向で撮影された乳房画像の組合せであると判断され、位置合わせ処理のアルゴリズムとして、一般タイプに対応するアルゴリズムが制御部２１により選択される（ステップＴ７）。なお、一般タイプの場合、何れのアルゴリズムであっても位置合わせ処理は適切に行われるため、予め準備されているアルゴリズムの中から任意に選択できることとする。

次いで、画像処理部２６において選択されたアルゴリズムにより位置合わせ処理が実行され、乳房画像の移動量が算出される（ステップＴ８）。そして、算出された移動量に応じて乳房画像が移動されて各乳房画像の合成が行われ、当該合成された位置合わせ画像が生成される。この位置合わせ画像が表示部２３に表示されると（ステップＴ９）、本処理を終了する。乳房画像の組合せが一般タイプの場合は、図９（ｂ）に示すような位置合わせ画像が得られる。

次に、位置合わせ処理を行わないように設定されている場合について、ステップＴ１０の処理から説明する。
ステップＴ１０では、撮影乳房が同一であり、撮影方向が異なるため、乳房画像の組合せは例外タイプであると判断される。次いで、画像処理部２６により、一対の乳房画像のうち一方が１８０度回転され、他方の乳房画像と画像中の胸壁が互いに隣接するように配置される（ステップＴ１１）。

次いで、制御部２１により、撮影方向が異なり、撮影乳房が同一である場合でも位置合わせ処理を実行するよう設定されているか否かが再度判別される（ステップＴ１２）。位置合わせ処理を実行するよう設定されている場合（ステップＴ１２；Ｙ）、例外タイプに対応するアルゴリズムが選択される（ステップＴ１３）。各乳房画像は撮影乳房が同一で撮影方向が異なる、つまり位置合わせを行う対象は、形状が異なるとともにその内部の組織構造自体も異なるので、例外タイプに対応するアルゴリズムとして、乳房領域の胸壁の中央が一致するように位置合わせを行うアルゴリズム等が選択される。

そして、ステップＴ１１において隣接して配置された各乳房画像に対し、選択されたアルゴリズムにより画像処理部２６において位置合わせ処理が行われ、乳房画像の移動量が算出される（ステップＴ１４）。そして、算出された移動量に応じて乳房画像が移動されて各乳房画像の合成が行われ、当該合成された位置合わせ画像が生成される。この位置合わせ画像が表示部２３に表示されると（ステップＴ９）、本処理を終了する。

図１１（ａ）に、位置合わせ画像例を示す。
図１１（ａ）に示す位置合わせ画像では、左側に撮影方向ＭＬＯのＲ画像Ｒ２が正立像で、右側に撮影方向ＣＣのＲ画像Ｒ３が１８０度回転された逆転像で配置され合成されている。また、２つのＲ画像Ｒ２、Ｒ３は、その乳房領域の胸壁の中央がそれぞれ一致するように位置合わせ処理が行われている。

次に、ステップＴ１２において、位置合わせ処理を実行するよう設定されていなかった場合（ステップＴ１２；Ｎ）、ステップＴ１１において隣接して配置された各乳房画像に対し、乳房画像の移動量を０とする位置合わせ処理が画像処理部２６により行われ、各乳房画像が合成される（ステップＴ１５）。つまり、乳房画像の移動を行わずに合成が行われる。合成された位置合わせ画像は、技師のマニュアル操作による位置合わせが可能な状態で表示部２３に表示される（ステップＴ１６）。

図１１（ｂ）に、位置合わせ画像例を示す。
図１１（ｂ）に示す位置合わせ画像では、図１１（ａ）の場合と同様に、左側に撮影方向ＭＬＯのＲ画像Ｒ２が正立像で、右側に撮影方向ＣＣのＲ画像Ｒ３が１８０度回転された逆転像で配置され合成されている。表示部２３上では、技師のマニュアル操作によりＲ画像Ｒ３が上下に移動操作可能に表示されるので、技師は操作部２２の操作により、Ｒ画像Ｒ３を比較読影しやすい位置等、所望の位置に移動させることができる。

以上のように、第２実施形態によれば、同一乳房について異なる撮影方向の乳房画像の位置合わせを行う例外的な場合であっても、適切な位置合わせ処理を行うことができる。また、このような例外的な場合には、画像処理装置２における位置合わせの自動処理を行うか否かを予め設定することができ、行わない設定の場合は技師がマニュアル操作で位置合わせを行うことができる。例外的なパターンでは、どの位置で位置合わせを行うかは、読影を行う医師によって異なることが多い。よって、上記のようにマニュアル操作可能とすることにより好ましい位置合わせ画像を提供することができる。

また、同一乳房について異なる撮影方向の乳房画像を１対として合成する場合には、一方の乳房画像を１８０度回転して配置する。同一乳房の乳房画像を何れも正立像で配置すると、各乳房画像の乳房領域の間に高濃度の素抜け領域が存在することとなり、読影しづらい画像配置となる。よって、上記のように一方を１８０度回転することにより、各乳房画像の胸壁が隣接するように配置することができ、同一乳房の乳房画像を並べて出力する場合であっても読影しやすい画像配置とすることができる。

第１及び第２実施形態における画像処理装置を含む画像出力システムを示す図である。 画像処理装置の内部構成を示す図である。 乳房画像における被写体領域を示す図である。 胸筋領域を元に位置合わせを行った位置合わせ画像例を示す図である。 被写体領域の位置座標を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は一般的な乳房形状の場合の位置座標、（ｃ）、（ｄ）は例外的な乳房形状の場合の位置座標である。 第１実施形態における画像判断処理を説明するフローチャートである。 一対の乳房画像について直列的に画像判断を行う場合のフローチャートである。 一対の乳房画像について並列的に画像判断を行う場合のフローチャートである。 （ａ）は組合せが例外的と判断された一対の乳房画像の位置合わせ画像例であり、（ｂ）は組合せが一般的と判断された一対の乳房画像の位置合わせ画像例である。 第２実施形態における画像判断処理を説明するフローチャートである。 （ａ）は一対の乳房画像は例外的な組合わせと判断されたが、位置合わせ処理を行った場合の位置合わせ画像例を示す図であり、（ｂ）は一対の乳房画像は例外的な組合せと判断され、位置合わせ処理を行わなかった場合の合成画像例を示す図である。 従来の位置合わせ処理による処理結果を説明する図である。

符号の説明

１００ 画像出力システム
１ 画像生成装置
２ 画像処理装置
３ プリンタ
４ 画像サーバ
５ ビューア

Claims (4)

1. 一対の乳房画像の位置合わせを行う位置合わせ処理のアルゴリズムを複数有する画像処理装置において、
   前記一対の乳房画像の画像状態として前記一対の乳房画像の撮影方向の組合せを判断するものであって、前記一対の乳房画像が異なる撮影方向であれば当該一対の乳房画像は例外的な組合せであると判断し、同一の撮影方向であれば当該一対の乳房画像は一般的な組合せであると判断する画像判断手段と、
   前記画像判断手段における判断結果により、例外的な組合せに対応するアルゴリズム又は一般的な組合せに対応するアルゴリズムを選択する選択手段と、
   前記選択されたアルゴリズムで前記一対の乳房画像に対して位置合わせ処理を実行する位置合わせ手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 一対の乳房画像の位置合わせを行う位置合わせ処理のアルゴリズムを複数有する画像処理装置において、
   前記一対の乳房画像の画像状態として前記一対の乳房画像の乳房が左右何れであるかその組合せを判断するものであって、一対の乳房画像が左右異なる乳房であれば当該一対の乳房画像は一般的な組合せであると判断し、左右同一の乳房であれば当該一対の乳房画像は例外的な組合せであると判断する画像判断手段と、
   前記画像判断手段における判断結果により、一般的な組合せに対応するアルゴリズム又は例外的な組合せに対応するアルゴリズムを選択する選択手段と、
   前記選択されたアルゴリズムで前記一対の乳房画像に対して位置合わせ処理を実行する位置合わせ手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
3. 例外的な組合せの乳房画像に対して前記位置合わせ手段による位置合わせ処理を実行するか否かを予め設定可能であり、
   前記選択手段は、前記一対の乳房画像が例外的な組合せの場合には前記位置合わせ手段による位置合わせ処理は実行しないと設定された場合、前記画像判断手段により例外的な組合せと判断された各乳房画像には位置合わせ処理を実行しないことを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. コンピュータを、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。

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