JP4925111B2 - Similar image search device - Google Patents

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Description

本発明は、医療分野の、特に胃生検診断において、画像処理を用いて過去の類似の症例画像を検索することにより、医師の診断の支援が可能な類似画像検索装置に関する。   The present invention relates to a similar image retrieval apparatus capable of supporting a diagnosis by a doctor by retrieving past similar case images using image processing in the medical field, particularly in gastric biopsy diagnosis.

従来、病理診断を支援する画像処理技術として以下のような手法が提案されている。病理組織診断における知見として、癌細胞では細胞内に占める核と細胞質の割合(核−細胞質比:nucleocytoplasmic ratio)が正常細胞と比較して顕著に増大することが知られている。このような基本的かつ重要な知見を病理組織診断に盛り込むことができれば、診断精度が大きく向上するものと考えられる。   Conventionally, the following methods have been proposed as image processing techniques for supporting pathological diagnosis. As a finding in histopathological diagnosis, it is known that the ratio of nucleus to cytoplasm (nucleocytoplasmic ratio) in cancer cells significantly increases as compared with normal cells. If such basic and important knowledge can be incorporated into the histopathological diagnosis, it is considered that the diagnostic accuracy is greatly improved.

そこで、下記の特許文献1に示される従来手法は、この核−細胞質比を利用して、核が分布すると推定する領域の画素数Shと、細胞質が分布すると推定する領域の画素数Seの合計Sh+Seが所定の閾値Tsより小さい場合、または、Sh+Seが所定の閾値Ts以上の場合であり且つSh/Seが所定の閾値Trより小さい場合にはその特定領域は癌部位を含まないと推定し、Sh+Seが所定の閾値Ts以上の場合でありかつSh/Seが所定の閾値Tr以上である場合にはその特定領域は癌部位を含むと推定して、診断支援を行っている。
特開2004−286666号公報
Therefore, the conventional method shown in Patent Document 1 below uses this nucleus-cytoplasm ratio to sum the pixel number Sh of the region where the nucleus is estimated to be distributed and the pixel number Se of the region where the cytoplasm is estimated to be distributed. When Sh + Se is smaller than a predetermined threshold Ts, or when Sh + Se is greater than or equal to a predetermined threshold Ts and Sh / Se is smaller than a predetermined threshold Tr, it is estimated that the specific region does not include a cancer site, When Sh + Se is equal to or greater than a predetermined threshold Ts and Sh / Se is equal to or greater than a predetermined threshold Tr, the specific region is estimated to include a cancer site, and diagnosis support is performed.
JP 2004-286666 A

病理医が目視によって診断を行う場合、核および腔の形状や分布を総合的に判断し、診断を下すことが知られている。前記従来手法では、核−細胞質比の閾値判断で診断画像の特定局所領域が癌であるか判断している。しかしながら従来手法では、対象局所領域が癌であるかの診断を行えるが、画像全体に対して医師の画像診断の観点から2つの画像間の類似度を算出することはできなかった。   When a pathologist makes a diagnosis visually, it is known to make a diagnosis by comprehensively determining the shape and distribution of the nucleus and cavity. In the conventional method, it is determined whether the specific local region of the diagnostic image is cancer by the threshold value determination of the nucleus-cytoplasm ratio. However, although the conventional method can diagnose whether the target local region is cancer, the similarity between the two images cannot be calculated for the entire image from the viewpoint of the image diagnosis of the doctor.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、核−細胞質比を利用して、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出し、これを応用することで、対象病理組織標本と医師が主観的に類似していると感じる病理組織標本を過去のデータベースから検索し、医師の診断の支援を行うことが可能な類似画像検索装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and extracts a component having a high medically subjective similarity using the nucleus-cytoplasm ratio and applies it to the target pathological tissue specimen. It is an object of the present invention to provide a similar image search apparatus capable of searching a pathological tissue sample that a doctor feels subjectively similar from a past database and assisting the diagnosis of the doctor.

前記の目的を達成するために、本発明は、標本組織の画像データを保持する画像データベースと、標本組織の画像データが入力される画像データ入力手段と、画像全体あるいは指定されたROI領域全体に対して、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出する医学的主観類似度算出部と、前記により抽出された類似度を基に類似する画像データを前記画像データベースから検索する類似度検索手段と、前記画像データ入力手段から入力された画像データと前記類似度検索手段で検索された画像データベースからの画像データを表示する検索結果出力手段とを具備し、前記医学的主観類似度算出部が、前記画像データ入力手段に入力された画像データを、細胞質領域と背景・腔領域とに分離する画像データ背景分離手段と、前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域から細胞核を抽出する細胞核抽出手段と、前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域と前記細胞核抽出手段で抽出された細胞核が占める面積とに基づいて局所的に細胞核−細胞質面積比を算出する局所細胞核−細胞質比算出手段と、前記局所細胞核−細胞質比算出手段で算出された局所細胞核−細胞質面積比を総合して画像全体に対する局所細胞核−細胞質面積比の度数分布を求め、該度数分布から画像全体が持つ特徴量を算出する広域特徴量算出手段とで構成され、前記類似度検索手段は、前記広域特徴量算出手段で算出された前記画像全体が持つ特徴量を基に前記画像データベースに蓄積されている画像データとの類似度を算出することにより、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出する点に第1の特徴がある。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an image database for storing specimen tissue image data, an image data input means for inputting specimen tissue image data, and an entire image or an entire designated ROI region. On the other hand, a medical subjective similarity calculation unit that extracts components having a high medically subjective similarity, and a similarity search for searching similar image data from the image database based on the extracted similarity Means for displaying the image data input from the image data input means and the image data from the image database searched by the similarity search means, and the medical subjective similarity calculation unit. Image data background separation means for separating the image data input to the image data input means into a cytoplasm region and a background / cavity region; and the image data background separation A cell nucleus extracting means for extracting cell nuclei from the cytoplasmic region separated by the means, a cell nucleus locally based on the cytoplasmic region separated by the image data background separating means and the area occupied by the cell nucleus extracted by the cell nucleus extracting means -Local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means for calculating the cytoplasm area ratio, and the local cell nucleus-cytoplasm area ratio calculated by the local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means. And a wide area feature amount calculating means for calculating a characteristic amount of the entire image from the frequency distribution, and the similarity search means is a feature amount of the entire image calculated by the wide area feature amount calculating means. by calculating the similarity between the image data stored in the image database based on the point of extracting medically highly subjective similarity components There is a first feature.

また、前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域から色情報を抽出する色情報抽出手段を具備し、前記類似度検索手段は、該色情報に類似する画像データを前記画像データベースから検索するようにした点に第の特徴がある。 A color information extracting unit configured to extract color information from the cytoplasm region separated by the image data background separating unit; and the similarity search unit searches the image database for image data similar to the color information. There is a second feature in this way.

また、前記画像データ背景分離手段における背景領域の決定及び/または前記細胞核抽出手段における細胞核の抽出を、輝度値または色情報を用いて判別分析法で行うようにした点に第の特徴がある。 The third feature is that the determination of the background region in the image data background separation unit and / or the extraction of the cell nucleus in the cell nucleus extraction unit is performed by a discriminant analysis method using luminance values or color information. .

本発明によれば対象病理組織標本に対して医学的に主観的な類似度の高い病理組織標本を過去のデータベースから検索し、医師の診断の支援を行うことが可能な類似画像検索装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a similar image search device capable of searching a pathological tissue sample having a high medically subjective similarity to a target pathological tissue sample from a past database and supporting a doctor's diagnosis. can do.

また本発明によれば、細胞質に対する細胞核の分布を定量的に定め、該分布を標本画像間の類似度として利用するようにしているので、特別な閾値を設定せずに医師の診断の支援を行える類似画像を提供することができるようになる。   Further, according to the present invention, the distribution of cell nuclei with respect to the cytoplasm is quantitatively determined, and the distribution is used as the similarity between the sample images. Therefore, the doctor can support diagnosis without setting a special threshold. Similar images can be provided.

なお、本発明は、胃癌の診断において特に有用であるが、同様の特徴を持つ大腸・肝臓その他数多くの標本組織画像にも適用可能である。   The present invention is particularly useful in the diagnosis of gastric cancer, but can also be applied to a large number of specimen tissue images such as the large intestine, liver and the like.

以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1は本発明の類似画像検索装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a similar image search apparatus of the present invention.

図において、画像データベース1には、過去の症例の画像データ、該画像データの中の着目したい領域(ROI;Region of Interest)画像の類似度の特徴量(細胞核−細胞質面積比、色情報など)、および画像に対する医師の所見データ等が保存されている。該画像データと医師の所見データとは、互いにリンクされている。   In the figure, the image database 1 includes image data of past cases, and feature amounts of similarity of a region of interest (ROI; Region of Interest) image in the image data (cell nucleus-cytoplasmic area ratio, color information, etc.) , And doctor's findings data etc. for images are stored. The image data and the doctor's findings data are linked to each other.

画像データ入力装置2には、一般的な画像フォーマットであるJPEGやBITMAP等、あるいは医療画像フォーマットであるDICOM画像等の画像データを入力することができる。また入力する際に、画像データの特定の領域を検索するためにROIを指定することができる。   The image data input device 2 can input image data such as JPEG and BITMAP, which are general image formats, or DICOM images, which are medical image formats. Also, when entering, ROI can be specified to search for a specific area of image data.

図2は、該画像データ入力装置2に入力される画像データの一例を示す。この画像データ10は、胃の生検画像例を示し、HE染色液により染色されたものである。HE染色液は、ヘマトキシリンとエオジンからなる周知の染色液であり、対象画像の細胞領域と細胞核領域とを異なる色に染色する。なお、画像データ10の透けて見えている色の薄い領域(図2の、例えばA、B領域)は背景領域、その他の領域は細胞質領域であり、その中の色の濃い領域(図2の、例えばC領域)は細胞核領域である。なお、前記B領域は一般的には腔領域と呼ばれるが、本発明では背景領域とみなされる。   FIG. 2 shows an example of image data input to the image data input device 2. This image data 10 shows an example of a biopsy image of a stomach and is stained with HE staining liquid. The HE staining solution is a well-known staining solution composed of hematoxylin and eosin, and stains the cell region and the cell nucleus region of the target image in different colors. It should be noted that the light-colored regions (for example, regions A and B in FIG. 2) of the image data 10 are the background region and the other regions are the cytoplasmic regions, and the dark-colored regions (FIG. 2) , For example, C region) is a cell nucleus region. The region B is generally called a cavity region, but is regarded as a background region in the present invention.

医学的主観類似度算出部3は、画像全体あるいは指定されたROI領域全体に対して、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出するものであり、画像データ背景分離装置31、細胞核抽出装置32、局所細胞核−細胞質比算出手段33、および広域特徴量算出手段34から構成されている。   The medical subjective similarity calculation unit 3 extracts components having high medically subjective similarity for the entire image or the entire designated ROI region. The image data background separation device 31, cell nucleus extraction The apparatus 32 includes a local nucleus-cytoplasm ratio calculating unit 33 and a wide area feature amount calculating unit 34.

画像データ背景分離装置31は、入力画像から背景領域を分離し、細胞質領域31aを出力する。背景領域は細胞質領域とは輝度が異なり、ほとんど均一な輝度の傾向がある。また背景領域の一部は画面端(図2のE)に接していることが多い。このため、画像全体に対して輝度値を用いて、周知の判別分析法(大津,“ 判別および最小2 乗基準に基づく自動閾値選定法,”電子通信学会論文誌,Vol.J63-D,No.4,pp.349-356,1980.)にて背景領域候補を得る。背景領域候補のうち画面端に接している領域の輝度値の平均と分散を求め、この平均値から該分散に相関するある一定の閾値α内の領域、すなわち、(平均±α)内の領域を背景領域と判断する。この手法により、固定閾値によらないロバストな背景領域の分離を行うことができる。   The image data background separation device 31 separates the background region from the input image and outputs the cytoplasm region 31a. The background area has a luminance different from that of the cytoplasm area and tends to have almost uniform luminance. In addition, a part of the background area often touches the screen edge (E in FIG. 2). For this reason, using the luminance value for the entire image, a well-known discriminant analysis method (Otsu, “Automatic threshold selection method based on discriminant and least-squares criteria,” IEICE Transactions, Vol. J63-D, No. .4, pp.349-356, 1980.) Obtain background area candidates. The average and variance of the luminance values of the background region candidates that are in contact with the screen edge are obtained, and the region within a certain threshold α that correlates to the variance from this average value, that is, the region within (average ± α). Is determined to be the background area. By this method, it is possible to perform robust background region separation independent of a fixed threshold.

該画像データ背景分離装置31の上記した処理をフローチャートで表すと図3のようになる。ステップS1では、画像データ入力装置2から画像データが入力する。ステップS2では、該入力画像全体に対して輝度値を用いて画像を2値化し、前記判別分析法により背景領域候補を得る。ステップS3では、該背景領域候補のうち、画面端に接する領域を取得する。ステップS4では、該画面端Eに接する領域の輝度値の平均値と分散値とを計算する。ステップS5では、前記平均値±αの領域を背景と判断する。ステップS6では、前記画像データから背景領域を除去する。したがって、該画像データ背景分離装置31からは、画像データの中の細胞質領域31aが出力される。   The above-described processing of the image data background separation device 31 is represented by a flowchart as shown in FIG. In step S1, image data is input from the image data input device 2. In step S2, the entire input image is binarized using luminance values, and background region candidates are obtained by the discriminant analysis method. In step S3, an area in contact with the screen edge is acquired from the background area candidates. In step S4, the average value and the variance value of the luminance values in the area in contact with the screen edge E are calculated. In step S5, the area of the average value ± α is determined as the background. In step S6, a background area is removed from the image data. Accordingly, the image data background separation device 31 outputs the cytoplasmic region 31a in the image data.

次に、細胞核抽出装置32では、該細胞質領域を、細胞核領域とその他の領域(以下、細胞領域という)に分離する。前記したように、画像データは例えばHE染色液により染色されたものであるので、対象画像の細胞領域と細胞核領域とは異なる色に染色されている。そこで、前記画像データ背景分離装置31により背景領域を除去された画像は、該細胞領域と細胞核領域の色情報の違い(RGB色空間においてR(赤)成分)を利用して、R成分による判別分析法を用いて正確な細胞核領域32aを抽出される。なお、図2の画像では、概略、黒さが濃い程R成分は大きいと考えることができる。   Next, in the cell nucleus extraction apparatus 32, the cytoplasm region is separated into a cell nucleus region and other regions (hereinafter referred to as cell regions). As described above, since the image data is stained with, for example, an HE staining solution, the cell region and the cell nucleus region of the target image are stained in different colors. Therefore, the image from which the background area has been removed by the image data background separation device 31 is discriminated by the R component using the difference in color information between the cell area and the cell nucleus area (R (red) component in the RGB color space). An accurate cell nucleus region 32a is extracted using an analysis method. In the image of FIG. 2, it can be generally considered that the darker the black, the larger the R component.

局所細胞核−細胞質比算出装置33では、図4に示すように、図2の画像10を予め定められた大きさの方形状(例えば、正方形)のブロックに分割する。次いで、分割された方形領域10a、10b、10c、・・、10p、・・、10n内にて細胞核−細胞質面積比を計算する。すなわち、全ての方形領域の各々について、例えば図5に代表として示されている方形領域10pの画像から背景領域または腔領域を除去した細胞質の面積に対して細胞核が占める面積の占有率を、100分率で表現する。   In the local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation device 33, as shown in FIG. 4, the image 10 of FIG. 2 is divided into square (for example, square) blocks having a predetermined size. Next, the nucleus-cytoplasm area ratio is calculated within the divided rectangular regions 10a, 10b, 10c,..., 10p,. That is, for each of all the square regions, for example, the occupation ratio of the area occupied by the cell nucleus to the cytoplasm area obtained by removing the background region or the cavity region from the image of the square region 10p representatively shown in FIG. Expressed as a fraction.

広域特徴量算出手段34では、全ての方形領域における細胞核の占有率を、度数分布のヒストグラムで表現する。対象方形領域がすべて背景領域の場合はヒストグラムに加算しない。次に、好ましくは、ヒストグラムの正規化、次元圧縮を行う。これらの特徴はベクトルで表現される。   In the wide area feature amount calculation means 34, the occupancy rate of the cell nuclei in all square areas is expressed by a histogram of frequency distribution. If all the target square areas are background areas, they are not added to the histogram. Next, preferably, histogram normalization and dimension compression are performed. These features are expressed as vectors.

例えば、前記度数分布のヒストグラムが図6のような場合(横軸;%、縦軸;頻度)、度数の小さい所は考慮外とし、度数の大きい範囲Pに次元圧縮する。次元圧縮された範囲Pの特徴は、(p1,p2,・・・・,pn)=(V,V,・・・・,V)とベクトルで表現される。 For example, when the histogram of the frequency distribution is as shown in FIG. 6 (horizontal axis;%, vertical axis; frequency), the small frequency is not taken into consideration, and the dimension is compressed into the range P having the large frequency. The features of the dimension-compressed range P are expressed as (p1, p2,..., Pn) = (V 1 , V 2 ,..., V n ) and a vector.

類似度検索装置6では、前記広域特徴量算出手段34で求められた特徴(ベクトル)に基づき、画像データベース1に蓄積されている画像データとの類似度を算出する。例えば、類似度をベクトルのユークリッド距離で表現する。2つの画像a、bの特徴量ベクトルをVa、Vbとし、それぞれのk番目のベクトルをVak、Vbkとする時、類似度Dは下記の(1)式で表される。   In the similarity search device 6, the similarity with the image data stored in the image database 1 is calculated based on the features (vectors) obtained by the wide area feature quantity calculation means 34. For example, the similarity is expressed by a vector Euclidean distance. When the feature vectors of the two images a and b are Va and Vb, and the respective k-th vectors are Vak and Vbk, the similarity D is expressed by the following equation (1).

検索結果出力装置7では、前記類似度Dに基づいて検索結果を表示する。例えば、予め定められた大きさ以上の類似度Dを有する画像データについて、あるいは予め定められた画像データ数について、好ましくは該類似度の大きさ順に、前記入力画像とデータベース1上の画像とを、該データベース1上の医師の所見データを付けて表示する。   The search result output device 7 displays the search result based on the similarity D. For example, the input image and the image on the database 1 are preferably used for image data having a similarity D equal to or greater than a predetermined size, or for a predetermined number of image data, preferably in the order of the similarity. , The doctor's findings data on the database 1 are attached and displayed.

以上のように、本実施形態によれば、対象病理組織標本と類似の病理組織標本をデータベースから検索し医師等に提供できるので、医師の診断の支援を行うことができる。また、固定閾値によらないロバストな類似画像を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, a pathological tissue specimen similar to the target pathological tissue specimen can be searched from the database and provided to a doctor or the like, so that a doctor's diagnosis can be supported. In addition, a robust similar image that does not depend on a fixed threshold value can be provided.

次に、本発明の第2実施形態を、図7のブロック図を参照して説明する。図7において、8は色情報抽出装置を示し、他の符号は図1と同一または同等物を示す。この実施形態が前記第1実施形態と異なる所は、色情報抽出装置8を付加した点にある。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 7, reference numeral 8 denotes a color information extracting device, and other reference numerals are the same as or equivalent to those in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that a color information extraction device 8 is added.

色情報抽出装置8は、図4のように方形状に分割し、該方形の細胞質領域の色情報を抽出し、広域特徴量算出装置34に送出する。広域特徴量算出装置34は、色情報の特徴を例えばヒストグラムで表現する。細胞質領域は色空間の全てのレンジに分布していることは少なく、色空間のレンジを圧縮しても良い。さらに、画像サイズに柔軟な性質をもつように正規化を行うこともでき、また計算速度向上のためわずかな色差に対するロバスト性を保つため次元を圧縮してもよい。これらの特徴はベクトルで表現される。   The color information extraction device 8 divides into squares as shown in FIG. 4, extracts color information of the rectangular cytoplasmic region, and sends it to the wide area feature amount calculation device 34. The wide area feature amount calculation device 34 expresses the feature of the color information by, for example, a histogram. The cytoplasm region is rarely distributed over the entire range of the color space, and the range of the color space may be compressed. Furthermore, normalization can be performed so that the image size has a flexible property, and the dimensions may be compressed to maintain robustness against slight color differences in order to improve calculation speed. These features are expressed as vectors.

例えば、前記色情報のヒストグラムが図8のような場合(横軸;色の濃度(8ビットで表現)、縦軸;頻度)、色空間は例えば図のQの範囲に分布している場合が多いので、レンジQに次元圧縮する。次元圧縮された範囲Qの特徴は、(q1,q2,・・・・,qn)=(V,V,・・・・,V)とベクトルで表現される。 For example, when the histogram of the color information is as shown in FIG. 8 (horizontal axis; color density (represented by 8 bits), vertical axis; frequency), the color space may be distributed in the range of Q in the figure, for example. Since there are many, dimension compression is carried out to the range Q. Features of dimensions compressed range Q is, (q1, q2, ····, qn) = (V 1, V 2, ····, V n) is represented by a vector.

類似度検索装置6は、前記と同様に、前記方形状毎の抽出された特徴(ベクトル)に基づき、画像データベース1に蓄積されている画像データとの類似度を算出する。そして、該色情報の特徴の類似度と前記細胞核−細胞質面積比の類似度の両方に基づいて検索結果を表示する。上記以外は前記第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   Similar to the above, the similarity search device 6 calculates the similarity with the image data stored in the image database 1 based on the extracted feature (vector) for each square. Then, a search result is displayed based on both the similarity of the feature of the color information and the similarity of the cell nucleus-cytoplasm area ratio. Since other than the above is the same as the first embodiment, the description thereof is omitted.

この実施形態によれば、細胞核−細胞質面積比の類似度と色情報の特徴の類似度との両方で画像データベースを検索できるので、より精度の良い検索結果を得ることができる。   According to this embodiment, the image database can be searched with both the similarity of the cell nucleus-cytoplasm area ratio and the similarity of the feature of the color information, so that a more accurate search result can be obtained.

また、本発明の変形例として、図1、図7に点線で示したように、画像データ、核−細胞質比算出装置33,色情報抽出装置8で得たデータは、所見データを付されて画像データベース1に記憶される。   As a modification of the present invention, as shown by the dotted lines in FIGS. 1 and 7, the image data, the data obtained by the nucleus-cytoplasm ratio calculation device 33, and the color information extraction device 8 are attached with the observation data. Stored in the image database 1.

また、前記画像データ入力装置に入力される画像データは、胃癌に限らず、肝臓、大腸等のあらゆる生検画像を対象とする画像データとすることができる。また、前記所見データは、疾患名、疾患部位、治療方法、所見、患者名、患者性別、患者年齢、担当医師名、撮影日時、撮影手段、および経過観察情報のうちの少なくとも一つとすることができる。   The image data input to the image data input device is not limited to gastric cancer, and can be image data for any biopsy image such as the liver and large intestine. The finding data may be at least one of a disease name, a disease site, a treatment method, a finding, a patient name, a patient sex, a patient age, a doctor name in charge, an imaging date and time, imaging means, and follow-up information. it can.

本発明の第1実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of this invention. HE染色液により染色された生検画像例を示す図である。It is a figure which shows the example of a biopsy image dye | stained with HE dye liquid. 図1の画像データ背景分離装置の処理例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process example of the image data background separation apparatus of FIG. HE染色液により染色された生検画像を方形状にブロック分割する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of dividing a biopsy image dye | stained with HE dye | staining liquid into a square block. 1つのブロック内の生検画像例を示す図である。It is a figure which shows the biopsy image example in one block. 細胞核−細胞質面積比のヒストグラムの説明図である。It is explanatory drawing of the histogram of cell nucleus-cytoplasm area ratio. 本発明の第2実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of this invention. 細胞質の色情報のヒストグラムの説明図である。It is explanatory drawing of the histogram of color information of cytoplasm.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・画像データベース、2・・・画像データ入力装置、3・・・医学的主観類似度算出部、6・・・類似度検索装置、7・・・検索結果出力装置、8・・・色情報抽出装置、10・・・画像データ、10a、10b、・・、10n・・・ブロック、31・・・画像データ背景分離装置、32・・・細胞核抽出装置、33・・・局所細胞核−細胞質比算出装置、34・・・広域特徴量算出手段、31a・・・細胞質領域、32a・・・細胞核領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image database, 2 ... Image data input device, 3 ... Medical subjective similarity calculation part, 6 ... Similarity search device, 7 ... Search result output device, 8 ... Color information extraction device, 10... Image data, 10a, 10b,..., 10n block, 31 ... image data background separation device, 32 ... cell nucleus extraction device, 33 ... local cell nucleus- Cytoplasm ratio calculation device, 34... Wide area feature amount calculation means, 31 a... Cytoplasm region, 32 a.

Claims (11)

標本組織の画像データを保持する画像データベースと、
標本組織の画像データが入力される画像データ入力手段と、
画像全体あるいは指定されたROI領域全体に対して、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出する医学的主観類似度算出部と、
前記により抽出された類似度を基に類似する画像データを前記画像データベースから検索する類似度検索手段と、
前記画像データ入力手段から入力された画像データと前記類似度検索手段で検索された画像データベースからの画像データを表示する検索結果出力手段とを具備し、
前記医学的主観類似度算出部が、
前記画像データ入力手段に入力された画像データを、細胞質領域と背景・腔領域とに分離する画像データ背景分離手段と、
前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域から細胞核を抽出する細胞核抽出手段と、
前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域と前記細胞核抽出手段で抽出された細胞核が占める面積とに基づいて局所的に細胞核−細胞質面積比を算出する局所細胞核−細胞質比算出手段と、
前記局所細胞核−細胞質比算出手段で算出された局所細胞核−細胞質面積比を総合して画像全体に対する局所細胞核−細胞質面積比の度数分布を求め、該度数分布から画像全体が持つ特徴量を算出する広域特徴量算出手段とで構成され、
前記類似度検索手段は、前記広域特徴量算出手段で算出された前記画像全体が持つ特徴量を基に前記画像データベースに蓄積されている画像データとの類似度を算出することにより、医学的に主観的な類似度の高い成分を抽出することを特徴とする類似画像検索装置。
An image database holding image data of the specimen tissue;
Image data input means for inputting the image data of the specimen tissue;
A medical subjective similarity calculation unit that extracts components with high medically subjective similarity for the entire image or the entire designated ROI region;
Similarity search means for searching similar image data from the image database based on the similarity extracted in the above;
Search result output means for displaying image data input from the image data input means and image data from the image database searched by the similarity search means,
The medical subjective similarity calculation unit,
Image data background separation means for separating the image data input to the image data input means into a cytoplasm region and a background / cavity region;
Cell nucleus extraction means for extracting cell nuclei from the cytoplasm region separated by the image data background separation means;
A local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means for locally calculating a cell nucleus-cytoplasm area ratio based on the cytoplasm region separated by the image data background separation means and the area occupied by the cell nucleus extracted by the cell nucleus extraction means;
The local cell nucleus-cytoplasmic area ratio calculated by the local cell nucleus-cytoplasm ratio calculating means is combined to determine the frequency distribution of the local cell nucleus-cytoplasmic area ratio with respect to the entire image, and the feature amount of the entire image is calculated from the frequency distribution. It consists of wide area feature quantity calculation means,
The similarity search means medically calculates a similarity with the image data stored in the image database based on the feature quantity of the whole image calculated by the wide area feature quantity calculation means. A similar image retrieval apparatus that extracts a component having a high subjective similarity .
請求項1に記載の類似画像検索装置において、
前記画像データベースは、画像データに加えて該画像データに対する医師の所見データを保持し、該画像データと医師の所見データとが検索結果として表示されることを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to claim 1,
The image database stores doctor's findings data for the image data in addition to the image data, and the image data and doctor's findings data are displayed as search results.
請求項に記載の類似画像検索装置において、
前記画像データ背景分離手段で分離された細胞質領域から色情報を抽出する色情報抽出手段をさらに具備し、
前記類似度検索手段は、該色情報を加味して、類似する画像データを前記画像データベースから検索することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to claim 1 ,
Further comprising color information extraction means for extracting color information from the cytoplasm region separated by the image data background separation means,
The similarity search means searches for similar image data from the image database in consideration of the color information.
請求項に記載の類似画像検索装置において、
前記画像データ入力手段に入力された画像データ、および前記局所細胞核−細胞質比算出手段で算出された細胞核−細胞質面積比に所見データを付して、前記画像データベースに登録することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to claim 1 ,
Similarity characterized in that the image data input to the image data input means and the nuclear nucleus-cytoplasm ratio ratio calculated by the local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means are attached to the finding data and registered in the image database. Image search device.
請求項に記載の類似画像検索装置において、
前記画像データ入力手段に入力された画像データ、前記局所細胞核−細胞質比算出手段で算出された細胞核−細胞質面積比、および前記色情報抽出手段で抽出された色情報に所見データを付して、前記画像データベースに登録することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to claim 3 ,
The image data input to the image data input means, the cell nucleus-cytoplasm area ratio calculated by the local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means, and the color information extracted by the color information extraction means, with the findings data, A similar image retrieval apparatus that registers in the image database.
請求項ないしのいずれかに記載の類似画像検索装置において、
前記画像データ背景分離手段は、画像データ全体に対して輝度値を用いて判別分析法で背景領域候補を得、該背景領域候補のうち画面端に接する背景領域の輝度値の平均値と分散値を基に、前記画像データの背景領域を判定することを分離することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to any one of claims 1 to 5 ,
The image data background separation means obtains a background region candidate by discriminant analysis using the luminance value for the entire image data, and an average value and a variance value of the luminance values of the background region in contact with the screen edge among the background region candidates A similar image retrieval apparatus characterized in that determination of a background area of the image data is separated based on the image data.
請求項ないしのいずれかに記載の類似画像検索装置において、
前記細胞核抽出手段は、前記細胞質領域に対して色成分を用いて判別分析法で細胞核を抽出することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to any one of claims 1 to 6 ,
The similar image retrieval apparatus, wherein the cell nucleus extraction means extracts a cell nucleus by a discriminant analysis method using a color component for the cytoplasm region.
請求項ないしのいずれかに記載の類似画像検索装置において、
前記局所細胞核−細胞質比算出手段は、画像をブロックに分割しそのブロック内における細胞核−細胞質面積比を計算することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to any one of claims 1 to 7 ,
The local cell nucleus-cytoplasm ratio calculation means divides an image into blocks and calculates a cell nucleus-cytoplasm area ratio in the block.
請求項8に記載の類似画像検索装置において、
前記広域特徴量算出手段は、前記局所細胞核−細胞質面積比のブロック全体の度数分布(ヒストグラム)を求め、これをベクトル化することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to claim 8,
The wide area feature amount calculation unit obtains a frequency distribution (histogram) of the entire block of the local cell nucleus-cytoplasm area ratio, and vectorizes the frequency distribution (histogram).
請求項1ないしのいずれかに記載の類似画像検索装置において、
前記検索結果出力手段は、前記画像データに類似する類似画像と、これに付属する所見データとを、類似度の順位をつけて表示することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to any one of claims 1 to 9 ,
The similar image search device, wherein the search result output means displays similar images similar to the image data and finding data attached to the similar images, with rankings of similarities.
請求項1ないし10のいずれかに記載の類似画像検索装置において、
前記画像データ入力手段は、ROI指定された画像データを入力することを特徴とする類似画像検索装置。
The similar image search device according to any one of claims 1 to 10 ,
The image data input means, similar image retrieval apparatus characterized by inputting image data ROI specified.
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