JP5188966B2 - 画像診断支援装置及び画像診断支援プログラム - Google Patents
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Description
画像診断支援装置10は、被検体の画像を撮影する医用画像撮影装置2とLAN3等のネットワークによって接続される。
医用画像撮影装置2は、被検体の医用画像を撮影するものである。医用画像撮影装置2は、例えば、X線CT装置とMR装置と超音波撮影装置であるが、被検体の医用画像が撮影できればよくこれらの例示に限定されない。
CPU11は、各構成要素の動作を制御する制御装置である。主メモリ12は、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする。磁気ディスク13は、オペレーティングシステム(OS)、周辺機器のデバイスドライブ、臓器壁の厚さの計測等の処理を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフトや、医用画像撮影装置2によって撮影された医用画像をLAN3などのネットワークを介して受け取り記憶する。尚、CPU11は、上記プログラムを磁気ディスク13から読み出して主メモリ12にロードし、実行する。
表示メモリ14は、表示用データを一時記憶する。モニタ15は、表示メモリ14からのデータに基づいて画像を表示するCRTモニタや液晶モニタ等である。コントローラ16にはマウス17が接続される。コントローラ16は、操作者からのマウス17への入力情報を共通バス19を介してCPU11へ伝達する。マウス17は、モニタ15の画面上の操作者が所望する位置情報とその所望位置に存在する入力コマンドとを入力するデバイスである。キーボード18は、マウス17と同様にモニタ15の画面上の所望の位置情報も入力できる他、モニタ15の画像等の表示条件を入力可能である。共通バス19は、上記各構成要素を相互にデータ転送可能に接続する。
画像取得部61は、共通バス19を介してマウス17及びキーボード18と接続される。基準領域抽出部62、臓器領域抽出部63、臓器形態情報算出部64は、共通バス19を介して表示メモリ14と接続される。
基準領域抽出部62は、基準領域を抽出する。基準領域は、計測対象の臓器形態情報の基準となる領域である。基準領域としては正常時の臓器形態情報を用いてもよい。基準領域抽出部62は、画像取得部61によって取得された医用画像に対して画素値やCT値や濃度値に基づいて閾値処理を行って基準領域を抽出してもよい。基準領域抽出部62は、例えば、臓器形態情報として胸壁の厚さを計測する場合には、肋骨の領域を検出することによって基準領域を抽出するようにしてもよい。肋骨の領域そのものを基準領域としてもよいし、肋骨の近傍の領域(例えば、数画素分の領域)を含めて基準領域としてもよい。あるいは、肋骨を包む薄膜を含めた肋骨の端部や端部近傍の点を連結して基準線としてもよい。
臓器領域抽出部63は、画像取得部61によって取得された医用画像に対して画素値やCT値や濃度値に基づいて閾値処理を行って計測対象の臓器の領域を抽出する。また、臓器領域抽出部63は、部分的に臓器の形態に関する情報(厚さ、長さ、面積、体積等)を算出する。尚、骨領域の抽出処理で用いた閾値に基づいて、基準領域や臓器領域の抽出処理で用いる閾値を適宜決定するようにしてもよい。
臓器形態情報算出部64は、基準領域抽出部62によって抽出された基準領域と臓器領域抽出部63によって抽出された臓器領域とに基づいて、計測対象の臓器全体について臓器形態情報を算出する。臓器形態情報は、臓器の形態に関する情報であり、厚さ、長さ、面積、体積等、種類や次元を問わない。臓器形態情報は、例えば、胸壁の厚さである。臓器形態情報算出部64は、胸領域の外形と基準領域の外形との差分情報を算出することにより、胸壁の厚さ等の外形情報を算出する。
図2乃至図7を参照しながら第1の実施形態について説明する。
図2は、画像診断支援装置の処理を示すフローチャートである。
CPU11(画像取得部61)は、被検体の肺を撮影した医用画像(アキシャル画像や3次元画像等)を医用画像撮影装置2あるいは磁気ディスク13から取得して主メモリ12に展開する。
(ステップS101)
図3は、胸壁の厚さを算出する時の基準線を求める方法を示した説明図である。
CPU11(基準領域抽出部62)は、主メモリ12に展開されたアキシャル画像71に対して閾値処理を行い、左右それぞれの肋骨20A及び肋骨20Bを抽出する。CPU11(臓器領域抽出部63)は、主メモリ12に展開されたアキシャル画像71に対して閾値処理を行い、肺野30A及び肺野30Bを抽出する。閾値処理では、アキシャル画像71に対してCT値や濃度値や画素値に関する閾値を設定することにより領域抽出が行われる。
(ステップS102)
図4は、胸壁の厚さを算出する方法を示した説明図である。
CPU11(臓器領域抽出部63)は、肺野30A及び肺野30Bの重心32A及び重心32Bを算出する。CPU11(基準領域抽出部62)は、肋骨20A及び肋骨20Bの外周のうち、肺野30A及び肺野30Bの重心32A及び重心32Bに最も近い点を肋骨端22A及び肋骨端22Bとして算出する。
(ステップS103)
CPU11(基準領域抽出部62)は、肋骨端22A及び肋骨端22Bをスプライン曲線等の補間曲線で連結し、基準線34A及び基準線34Bとして算出する。基準線34A及び基準線34Bは、胸壁の厚さ計測における基準領域に相当する。
CPU11(臓器領域抽出部63)は、肺野30A及び肺野30Bの重心32A及び重心32Bと基準線34A及び基準線34B上の背側の点36A及び点36Bとを直線40A及び直線40Bで結ぶ。CPU11(臓器領域抽出部63)は、直線40A及び直線40Bに沿って閾値処理を行うことによって、背側の点36A及び点36Bでの胸壁の厚さWを算出する。CPU11(臓器形態情報算出部64)は、上記の処理を基準線34A及び基準線34Bに沿って背側の点36A及び点36Bから腹側の点38A及び点38Bまで行うことによって、胸壁全体に対して胸壁の厚さWを算出する。
CPU11(臓器形態情報算出部64)は、胸壁の厚さWに基づいて、胸壁の外形に関する胸壁情報を算出する。尚、第1の実施形態では、胸壁の厚さW自体を胸壁情報として扱う。
(ステップS106)
図5は、胸壁の厚さを算出する方法を示した説明図である。
CPU11は、胸壁情報が所定条件を満たすか否かを判断する。第1の実施形態では、CPU11は、(胸壁の厚さWの最大値WA及び最大値WB)<(所定値W’)、を満たすか否かを判断する。
図6は、画像表示画面の一例を示す図である。
CPU11は、胸壁情報が所定条件を満たすと判断した場合には処理を終了する(ステップS106のYes)。CPU11は、胸壁情報が所定条件を満たさないと判断した場合には、警告処理を行う(ステップS106のNo)。CPU11は、モニタ15にアキシャル画像72と共に、異常個所を実線で囲む警告表示50を表示する。尚、警告処理は、異常箇所を識別可能であればよく、上記の警告表示50に限られない。例えば、異常箇所に赤色等の異常色の表示を行うことによって異常箇所を明確にしてもよい。
図6では、アキシャル画像72と共に警告表示50が表示されたが、図7では、3次元画像73に警告表示50’が表示される。また、表示画面上に「中皮腫の疑いがあります」等の文章を表示してもよい。図7の警告表示50’は赤色の異常色の表示を行っているが、異常色は赤色でなくてもよいし、図6と同様に異常箇所を実線で囲んでもよい。
尚、上述の実施形態では、被検体の肺を撮影した医用画像(アキシャル画像や3次元画像等)を医用画像撮影装置2から画像診断支援装置10へ読み込んで処理を行うものとして説明したが、X線CT装置等によって被検体の肺を撮影した投影データを医用画像撮影装置2から画像診断支援装置10へ読み込み、画像診断支援装置10で3次元画像やアキシャル画像等を再構成してもよい。また、上述の実施形態では、アキシャル画像を用いて胸壁の厚さを算出したが、アキシャル画像に限らず、MPR(Multi Planar Reconstruction)画像等の断層画像であってもよい。また、上述の実施形態では、スプライン補間によって肋骨端22A及び肋骨端22Bを滑らかな補間曲線で連結したが、他の公知の補間法を用いてもよい。また、上述の実施形態では、背側の点36A及び点36Bから腹側の点38A及び点38Bに向かって胸壁の厚さWの算出を行うものとして説明したが、胸壁全体を網羅できればどのような順で算出を行ってもよい。
例えば、補間処理を行わずに、肋骨付近の濃度ヒストグラムを用いて正常胸壁の閾値を求め、この閾値より少し小さい値を異常胸壁の閾値として再設定し、この再設定された閾値を用いた閾値処理により胸壁の正常又は異常を区別してもよい。
また、肋骨の周りの領域の画素は、正常胸壁を抽出し、その抽出された正常胸壁よりも小さい値(経験値)を閾値に再設定し、この再設定された閾値を用いた閾値処理により異常胸壁を求めてもよい。
次に、図8を参照しながら第2の実施形態について説明する。
図8は、第2の実施形態における胸壁の厚さを算出する方法を示した説明図である。
ステップS101〜ステップS103及びステップS105〜ステップS107の処理は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図9を参照しながら第3の実施形態について説明する。
図9は、第3の実施形態における胸壁の厚さを算出する方法を示した説明図である。
ステップS101〜ステップS103及びステップS105〜ステップS107の処理は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図10を参照しながら第4の実施形態について説明する。
図10は、第4の実施形態における胸壁の面積を算出する方法を示した説明図である。
ステップS101〜ステップS104及びステップS107の処理は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
CPU11(臓器形態情報算出部64)は、胸壁の厚さWを、基準線34A及び基準線34Bに沿って背側の点36A及び点36Bから腹側の点38A及び点38Bまで総和し、胸壁の面積SA及び面積SBとして算出する。
ステップ106では、CPU11は、胸壁情報が所定条件を満たすか否かを判断する。第4の実施形態では、CPU11は、(胸壁の面積S(SA+SB))<(所定値S’)、を満たすか否かを判断する。
次に、図11を参照しながら第5の実施形態について説明する。
図11は、第5の実施形態における胸壁の体積を算出する方法を示した説明図である。
ステップS101〜ステップS104及びステップS107の処理は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
胸壁が撮影されている画像がn枚ある場合には、1枚目に撮影されている画像中の胸壁の面積をS1A及びS1B、2枚目に撮影されている画像中の胸壁の面積をS2A及びS2B、…、n枚目に撮影されている画像中の胸壁の面積をSnA及びSnB、各画像間の間隔をΔxとすると、CPU11(臓器形態情報算出部64)は、
VA=(S1A+S2A+ ・・・ +SnA)×Δx、
VB=(S1B+S2B+ ・・・ +SnB)×Δx、
として、第4の実施形態で算出した胸壁の面積Sから胸壁全体の体積Vを算出する。
ステップ106では、CPU11は、胸壁情報が所定条件を満たすか否かを判断する。第5の実施形態では、CPU11は、(胸壁の体積V(VA+VB))<(所定値V’)、を満たすか否かを判断する。
次に、第6の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、CPU11(基準領域抽出部62)は、肋骨端22A及び肋骨端22Bをスプライン曲線等の補間曲線で連結し、胸壁情報の計測における基準領域として基準線34A及び基準線34Bを算出するものとして説明したが、第6の実施形態では、CPU11(基準領域抽出部62)は、補間処理を行うことなく基準領域を算出する。
胸壁の厚さ計測に関する処理の場合、基準領域抽出用の閾値及び臓器領域抽出用の閾値は、肋骨抽出用の閾値に基づいて設定することが望ましい。
次に、第7の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、CPU11(基準領域抽出部62及び臓器領域抽出部63)は、閾値処理や補間処理を行うことにより、自動的に基準領域や臓器領域を抽出するものとして説明したが、第7の実施形態では、CPU11(基準領域抽出部62及び臓器領域抽出部63)は、操作者の手動操作を介して基準領域や臓器領域を抽出する。
操作者がマウス17やキーボード18を用いてアキシャル画像71上の1つあるいは複数の点や領域を指定すると、CPU11(基準領域抽出部62及び臓器領域抽出部63)は、指定点近傍あるいは指定領域近傍のCT値や画素値や濃度値に基づいて領域抽出処理を行って基準領域や臓器領域を抽出する。領域抽出処理としては、例えば、リージョングローイング法等を用いることができる。
Claims (14)
- 被検体の所望の臓器を含む断層像を取得する画像取得手段と、 前記画像取得手段によって取得された断層像から前記所望の臓器における基準を示す基準領域を抽出する基準領域抽出手段と、 前記画像取得手段によって取得された断層像から前記所望の臓器の領域を示す臓器領域を抽出する臓器領域抽出手段と、 前記基準領域抽出手段によって抽出された前記基準領域及び前記臓器領域抽出手段によって抽出された前記臓器領域から前記所望の臓器の形態に関する臓器形態情報を算出する臓器形態情報算出手段と、 前記臓器形態情報算出手段による前記臓器形態情報の算出結果を表示装置に表示する表示制御手段と、を具備し、 前記基準領域抽出手段は、前記断層像に対して閾値処理を行って肋骨領域を抽出し、前記肋骨領域の端部または端部近傍の点を連結して基準線を抽出し、 前記臓器形態情報算出手段は、前記肋骨領域の端部あるいは端部近傍の点が連結された前記基準線を基準として、胸壁の厚さまたは面積または体積のいずれかを含む胸壁に関する形態情報を算出することを特徴とする画像診断支援装置。
- 前記臓器形態情報算出手段は、前記基準線上の点から肺野側へ向かって閾値処理を行うことによって肺野の端部を算出し、前記基準線上の点ごとに、前記基準線上の点から前記肺野の端部までの距離を算出することによって胸壁全体に対して胸壁の厚さを算出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記臓器領域抽出手段は、肺野の重心と前記基準線上の各点とを結ぶ線上において閾値処理を行って胸壁を抽出し、
前記臓器形態情報算出手段は、前記抽出された基準線と前記抽出された胸壁とに基づいて前記胸壁に関する形態情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。 - 前記臓器領域抽出手段は、前記抽出された基準線を平行移動させた通過領域において閾値処理を行って胸壁を抽出し、 前記臓器形態情報算出手段は、前記抽出された基準線と前記抽出された胸壁とに基づいて前記胸壁に関する形態情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記臓器領域抽出手段は、前記基準線の肺野側法線上において閾値処理を行って胸壁の領域を抽出し、 前記臓器形態情報算出手段は、前記抽出された基準線と前記抽出された基準線と前記抽出された胸壁とに基づいて前記胸壁に関する形態情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記基準領域抽出手段は補間処理によって前記肋骨領域の端部または端部近傍の点を連結することによって前記基準線を抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記臓器形態情報算出手段によって算出された前記臓器形態情報が所定条件を満たさない場合には警告処理を行う警告手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記警告手段は、前記表示装置に表示された前記被検体の医用画像上において、前記臓器形態情報算出手段によって算出された前記臓器形態情報が所定条件を満たさない領域を異常箇所として識別可能に表示することを特徴とする請求項7に記載の画像診断支援装置。
- 前記基準領域抽出手段は、前記断層像に対して閾値処理を行って前記基準領域を抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記臓器領域抽出手段は、前記断層像に対して閾値処理を行って前記臓器領域を抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記断層像から前記基準領域を抽出するための閾値は、前記断層像から骨領域を抽出するための閾値に基づいて設定されることを特徴とする請求項9に記載の画像診断支援装置。
- 前記断層像から前記臓器領域を抽出するための閾値は、前記断層像から骨領域を抽出するための閾値に基づいて設定されることを特徴とする請求項10に記載の画像診断支援装置。
- 前記断層像上において前記基準領域または前記臓器領域の少なくともいずれかに属する指定点または指定領域を指定する指定手段を具備し、 前記基準領域抽出手段または前記臓器領域抽出手段の少なくともいずれかは、前記指定手段によって指定された指定点近傍または指定領域近傍の画素値に基づいて前記基準領域または前記臓器領域の少なくともいずれかを抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 被検体の所望の臓器を含む断層像を取得する画像取得ステップと、 前記画像取得ステップによって取得された断層像から前記所望の臓器における基準を示す基準領域を抽出する基準領域抽出ステップと、 前記画像取得ステップによって取得された断層像から前記所望の臓器の領域を示す臓器領域を抽出する臓器領域抽出ステップと、 前記基準領域抽出ステップによって抽出された前記基準領域及び前記臓器領域抽出ステップによって抽出された前記臓器領域から前記所望の臓器の形態に関する臓器形態情報を算出する臓器形態情報算出ステップと、 前記臓器形態情報算出ステップによる前記臓器形態情報の算出結果を表示装置に表示する表示制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであり、 前記基準領域抽出ステップは、前記断層像に対して閾値処理を行って肋骨領域を抽出し、前記肋骨領域の端部または端部近傍の点を連結して基準線を抽出し、 前記臓器形態情報算出ステップは、前記肋骨領域の端部あるいは端部近傍の点が連結された前記基準線を基準として、胸壁の厚さまたは面積または体積のいずれかを含む胸壁に関する形態情報を算出することを特徴とする画像診断支援プログラム。
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