JP6687352B2 - 医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法 - Google Patents

医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、医用画像に関連付けられた付帯情報を処理する医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法に関する。
医用画像は、一般にＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格を用いて記憶される。ＤＩＣＯＭ規格では、医用画像は医用画像データセットとして記憶される。医用画像データセットには、画像情報と、付帯情報とが含まれる。画像情報は、画素情報等の画像に関する情報である。付帯情報は、医用画像をカテゴライズするため、かつ、医用画像の出自等を表すための情報であり、例えば、患者ＩＤ、氏名、生年月日、性別、検査日、検査時間、検査部位、医用画像を得るために使用されるモダリティ、及びモダリティの設定情報等である。
ＤＩＣＯＭ規格では、付帯情報及び画像情報のデータ本体にいかなる情報が格納されているかを、タグにより示す。タグは、グループ番号及びエレメント番号から構成される。タグの値が何を意味するかは、例えば、Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)，Part 6：Data Dictionary，National Electrical Manufactures Association出版，1300 N. 17th Street，Rosslyn，Virginia 22209，USAに提示されている。
ＤＩＣＯＭ規格では、医用画像データセットに、複数の付帯情報を含めることが可能である。しかしながら、画像情報に対して設定可能な付帯情報であっても、医用画像データセットに含まれない場合がしばしばある。また、医用画像データセットに含まれる付帯情報が、この医用画像データセットに含まれる画像情報に対して適切でない場合があり得る。そして、これらの問題は、付帯情報が、解剖学的データ、例えば、スキャンの対象である特定の解剖学的特徴又は領域を表す場合に多い。
特開２０１３−０４５１５９号公報
目的は、画像情報に適した付帯情報を医用画像データセットに自動的に設定させること、又は、医用画像データセットに設定されている付帯情報が画像情報に適したものであるかを検証することが可能な医用画像データ処理装置と、この装置で用いられる医用画像データ処理方法とを提供することにある。
実施形態によれば、医用画像データ処理装置は、構造識別部及びメタデータ部を具備する。構造識別部は、医用画像データセットに含まれる画像情報の少なくとも１つの第１の解剖学的構造を識別する。メタデータ部は、前記医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される第２の解剖学的構造と、前記第１の解剖学的構造とが整合するか否かを判断する。
図１は、本実施形態に係る医用画像データ処理装置を含む画像管理システムの概略を示す構成図である。 図２は、図１に示される医用画像データ処理装置の機能構成を表すブロック図である。 図３は、図２に示される処理回路１５が医用画像データセットに含まれる付帯情報を検証する際の動作を示すフローチャートである。 図４は、医用画像データセットに含まれる画像情報から得られる医用画像を示す図である。 図５は、図４に示される医用画像と、この医用画像と対応する位置の仮想解剖画像とを表す図である。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る医用画像データ処理装置１０が設けられる画像管理システム１の概略を示す構成図である。図１に示される画像管理システム１は、医用画像データ処理装置１０、サーバ２０及びユーザワークステーション３０を備える。
医用画像データ処理装置１０は、モダリティからＤＩＣＯＭスタディの一部を形成する医用画像データセットを受け取る。モダリティは、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置、核医学診断装置等を含む。
医用画像データセットは、例えば、ボリュメトリック医用画像データセットである。ボリュメトリック医用画像データセットは、複数の２次元ＤＩＣＯＭ画像ファイルを含む。２次元ＤＩＣＯＭ画像ファイルにより表される２次元の医用画像が複数合わさることで、立体形状が形成される。
医用画像データセットは、画像情報と、付帯情報とを含む。画像情報は、ピクセルデータ等の画像に関する情報である。付帯情報は、医用画像をカテゴライズするため、かつ、医用画像の出自等を表すための情報であり、例えば、患者ＩＤ、氏名、生年月日、性別、検査日、検査時間、検査部位、医用画像を得るために使用されるモダリティ、及びモダリティの設定情報等を含む。ＤＩＣＯＭ規格によれば、付帯情報は、医用画像データセットに含まれるＤＩＣＯＭ画像ファイル毎に反復され得る。なお、Ｅｎｈａｎｃｅ ＤＩＣＯＭ規格では、共通する付帯情報を医用画像間で共有することが可能である。
医用画像データ処理装置１０は、後に詳述する方法により医用画像データセットに対し、画像情報に適した付帯情報を設定する。または、医用画像データ処理装置１０は、後に詳述する方法により、医用画像データセットに設定されている付帯情報が画像情報に適しているか否かを検証する。医用画像データ処理装置１０は、処理を施した医用画像データセットをサーバ２０へ送信する。なお、医用画像データ処理装置１０は、処理を施した医用画像データセットをユーザワークステーション３０へ送信しても構わない。
サーバ２０は、医用画像データ処理装置１０から医用画像データセットを受け取る。サーバ２０は、受け取った医用画像データを記憶する。なお、サーバ２０は、ワークステーションであっても構わない。
ユーザワークステーション３０は、医用画像データ処理装置１０から送信される医用画像データセットを受け取る。または、ユーザワークステーション３０は、サーバ２０から医用画像データセットを読み出す。
ユーザワークステーション３０は、臨床医等のユーザの指示に従い、医用画像データセットに基づく医用画像をモニタに表示する。医用画像データセットにレポートファイル及び患者ファイルがリンクされている場合、ユーザワークステーション３０は、医用画像と共に、レポート及び患者情報をモニタに表示してもよい。
画像管理システム１は、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）又はレポートシステムとして運用されてもよいし、これらのシステムの一部として運用されてもよい。
図２は、図１に示される医用画像データ処理装置１０の機能構成を示すブロック図である。図２に示される医用画像データ処理装置１０は、記憶回路１１、表示回路１２、入力インタフェース回路１３、ネットワークインタフェース回路１４及び処理回路１５を備える。
記憶回路１１は、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等により実現される。記憶回路１１は、処理回路１５で実行される動作プログラムを記憶する。また、記憶回路１１は、モダリティから提供される医用画像データセットを記憶する。また、記憶回路１１は、処理回路１５において実行される処理に必要な種々の情報を記憶する。
表示回路１２は、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及びプラズマディスプレイ等の表示デバイスにより実現される。表示回路１２は、処理回路１５の制御に従った表示画面を表示する。
入力インタフェース回路１３は、例えばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路１３は、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路１５へ出力する。なお、本実施形態において入力インタフェース回路１３はマウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１５へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路の例に含まれる。
ネットワークインタフェース回路１４は、例えば、通信ポート等により実現される。ネットワークインタフェース回路１４は、ＬＡＮとの間のネットワーク通信のインタフェースとなる。ネットワークインタフェース回路１４は、処理回路１５から出力される医用画像データセットを予め設定した方式に則ってＬＡＮへ出力する。
処理回路１５は、医用画像データセットに含まれる画像情報に関する少なくとも１つの解剖学的構造を自動的に識別し、識別した解剖学的構造に基づいて医用画像データセットに含まれる付帯情報を検証する、又は、識別した解剖学的構造に基づいて医用画像データセットに付帯情報を設定するプロセッサである。処理回路１５は、記憶回路１１から動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで構造識別機能１５１及びメタデータ機能１５２を実現する。
図３は、図２に示される処理回路１５が医用画像データセットに含まれる付帯情報を検証する際の動作を示すフローチャートである。なお、図３の説明では、モダリティにより医用画像が取得された際、医用画像に関連付けられた付帯情報のセットが自動的に生成されるものとする。すなわち、モダリティの操作者が検査プロトコル、例えば、患者の頭部をスキャンするのに適切な検査プロトコルを選択すると、そのスキャンが頭部に関することを示すように１つ又は複数の付帯情報が、医用画像データセットに自動的に設定される。また、操作者は、例えば、フリーテキストフィールドにスキャンされている解剖学的構造を入力することで、医用画像データセットに付帯情報を手動で追加してもよい。また、付帯情報は、ＤＩＣＯＭ規格であるかどうかを問わず、任意のフォーマットであってよく、自動的、手動的、または自動プロセスと手動プロセスとの組み合わせで生成されてよい。なお、付帯情報、特に操作者によって手動で追加される付帯情報は、紛失する可能性、不完全である可能性、又は、規格外の形態となる可能性があることが見出されている。
まず、処理回路１５は、構造識別機能１５１を実行する。構造識別機能１５１において、処理回路１５は、医用画像データセットを記憶回路１１から読み出す（ステップＳ５０）。なお、処理回路１５は、外部に設けられる記憶回路、例えば、ＰＡＣＳの一部を形成し得るサーバ２０から医用画像データセットを受け取るようにしても構わない。また、処理回路１５は、医用画像データセットをモダリティから直接受け取るようにしても構わない。
続いて、処理回路１５は、構造識別機能１５１において、ランドマーク位置アルゴリズムを使用し、医用画像データセットに含まれる画像情報における既知の解剖学的ランドマークを自動的に検出する。処理回路１５は、画像情報についての座標系における各解剖学的ランドマークの位置を決定する（ステップＳ５２）。
解剖学的ランドマークは、一般的に、解剖構造において明確な点である。なお、本実施形態では、解剖構造は、人間の解剖構造を意味するが、任意の動物の解剖構造であっても構わない。解剖学的ランドマークは、骨、血管、又は臓器のような解剖学的構造に関連して解剖学的に決定される。解剖学的ランドマークの例としては、右眼の中心、及び右肺の肺尖がある。ランドマークの解剖学的な定義は、医用画像データセット又は仮想解剖構造において、ランドマークを解剖学的に決定する際に利用される。例えば、処理回路１５は、右眼の中心が存在する任意の医用画像データセット又は仮想解剖構造において、右眼の中心をランドマークとして決定する。このとき、ランドマークは、解剖構造において位置を決定できる任意の手動的又は自動的方法によって決定される。
本実施形態では、１２７個の既知の解剖学的ランドマークからなるセットを使用する。解剖学的定義が解剖学的ランドマークについて予め設定されている。なお、既知の解剖学的ランドマークのセットは、所定のセットに限定される訳ではなく、異なるセットであっても構わない。異なるセットのランドマークは、異なるランドマークを備えてよい。例えば、右眼の中心は、あるセットでは解剖学的ランドマークとして含まれるが、別のセットでは解剖学的ランドマークとして含まれないことがある。また、異なるセットのランドマークは、異なる個数のランドマークを備えていてもよい。例えば、セットに含まれるランドマークの数は１００個であってもよい。
具体的には、処理回路１５は、関連する解剖構造が存在するかどうかを判定するための分類方法を用いることによって、セットの１２７個の解剖学的ランドマークが医用画像データセット内の画像情報に存在するか否かを判定する。例えば、処理回路１５は、右眼の中心で定義された解剖学的ランドマークについて、知識の蓄積された分類器（classifier）を用い、右眼の中心が医用画像データセット内の画像情報に存在するか否かを判定する。該当する解剖構造が存在しない場合、処理回路１５は、医用画像データセットにおける解剖学的ランドマークの座標を返さない。
該当する解剖構造が存在する場合、処理回路１５は、医用画像データセット内の画像情報における解剖学的ランドマークに対応する位置を、画像情報に関する座標空間内における座標として決定する。例えば、処理回路１５は、右眼の中心の位置を画像情報内の点として決定し、決定した点の位置の座標を返す。ランドマークが決定された位置は、医用画像データセットに固有である。検出及び位置決定に関する同様のプロセスが、セットの１２７個の既知の解剖学的ランドマークのそれぞれについて行われる。
処理回路１５は、分類器を使用し、画像情報における解剖学的ランドマークを自動的に検出する。このときの検出は、例えば、単純な画像特徴を使用する分類フォレスト（classification forest）によって行われる。検出結果は、ランドマーク間の空間的関係を参照して調整される。
なお、検出の方法は、分類フォレストを利用するものに限定されない。検出の方法は、例えば、Criminisi、Shotton、Robertson及びKonukoglu（２０１１）、「Regression forests for efficient anatomy detection and localization in CT studies」、Medical Computer Vision. Recognition Techniques and Applications in Medical Imaging、１０６〜１１７；Donner、Menze、Bichof and Langs（２０１３）、「Global localization of 3D anatomical structures by pre-filtered Hough forests and discrete optimization」、Medical Image Analysis、１７（８）、１３０４〜１３１４、doi：１０．１０１６／ｊ．ｍｅｄｉａ．２０１３．０２．００４；or Liu and Zhou、「Anatomical landmark detection using nearest neighbor matching and submodular optimization」、Medical image computing and computer-assisted intervention (MICCAI)、７５１２、３９３〜４０１に記載される方法であってもよい。
図４は、医用画像データセットに含まれる画像情報から得られる医用画像を示す。図４において、複数の解剖学的ランドマークが医用画像上に示されている。なお、ランドマークの代わりに、解剖学的識別子が使用されても構わない。
続いて、処理回路１５は、構造識別機能１５１において、人間の解剖構造を構成する解剖学的構造の位置及び形状を含む仮想解剖構造と、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造との位置を合わせる（ステップＳ５４）。図５は、図４に示される医用画像と、この医用画像と対応する位置の仮想解剖画像とを表す。
具体的には、処理回路１５は、記憶回路１１又は代替的な記憶回路から、仮想解剖データセットと、仮想解剖データセットに関連付けられた仮想解剖ランドマーク位置のセットとを読み出す。仮想解剖データセットは、例えば、メッシュベースの仮想解剖構造に関するデータである。仮想解剖データセットは、各メッシュの頂点の座標についての情報と、メッシュの頂点間を結ぶ辺についての情報とを含む。なお、仮想解剖構造は、メッシュベースに限定されない。仮想解剖構造は、例えば、ボリュメトリックであってもよい。
関連付けられた仮想解剖ランドマーク位置は、仮想解剖データセット内のランドマークの位置を表す。本実施形態では、専門家が、仮想解剖データセットにおける解剖学的ランドマークのそれぞれの位置を識別して決定する。ランドマーク位置は、図３に示される処理が開始される前に記憶回路１１に記憶される。なお、ランドマーク位置について専門家による決定は、図３に示される処理が開始される前に関わらず、いつ行われてよい。また、仮想解剖データセットにおけるランドマークは、グランドトゥルース（ground truth）されたものとしてもよい。
また、本実施形態では、仮想解剖データセットと、関連付けられた仮想解剖ランドマーク位置のセットとは、別個のデータセットであるが、他の実施形態では、仮想解剖データセットが仮想解剖構造内のランドマークの位置を含んでいてもよい。
また、本実施形態では、仮想解剖データセットは人体全体を表す。したがって、例えば、解剖学的ランドマークが１２７個である場合、仮想解剖データセットにおいても１２７個のランドマークが存在する。他の実施形態では、仮想解剖データセットに、一般的人体に関して解剖学的に定義されるよりも少ないランドマークが存在するようにしてもよい。例えば、１２７個のランドマークが人体上で解剖学的に定義されているのに対し、仮想解剖データセットに存在するのはそのうち９０個であってもよい。
処理回路１５は、医用画像データセットにおける画像情報に対して決定した各ランドマークの位置と、位置を決定したランドマークと対応する、仮想解剖データセットに関連付けられた仮想解剖ランドマークの位置との間の対応関係を確立する。例えば、処理回路１５は、医用画像データセットにおける画像情報に対して決定された胸骨の下端についてのランドマークの位置と、仮想解剖データセットに関連付けられる胸骨の下端についての仮想解剖ランドマークの位置とを想定する。処理回路１５は、医用画像データセットにおける胸骨の下端についてのランドマークの位置を、仮想解剖データセットにおける胸骨の下端についてのランドマークの位置と関連付ける。
医用画像データセットに含まれる画像情報についてのランドマークの位置と、仮想解剖データセットに関連付けられる仮想解剖ランドマークの位置とは、異なることが見込まれる。これは、患者の各解剖学的構造が、仮想の解剖学的構造とはサイズ、形状、及び位置において異なるためである。また、患者が、仮想解剖構造とは空間的に異なるように配置されるためである。
処理回路１５は、対応するランドマーク位置間の関係を用いて、医用画像データセットに含まれる画像情報と仮想解剖データセットとのレジストレーションを行う。
医用画像データセット内に含まれる画像情報において決定された各解剖学的ランドマークの位置は、仮想解剖データセットに関連付けられる仮想解剖練度マークの位置と対応する。位置合わせプロセスの目的は、医用画像データセットについての座標空間から仮想解剖構造についての座標空間への最適な変換係数を決定すること、又は、仮想解剖構造についての座標空間から医用画像データセットについての座標空間への最適な変換係数を決定することである。変換係数が最適化されていると考えられるのは、最適化された変換係数を使用して医用画像データセットに含まれる画像情報を仮想解剖座標空間に変換した場合、変換された画像情報における各解剖学的ランドマークの位置が、そのランドマークに対応し、かつ、仮想解剖データセットに関連付けられる仮想解剖ランドマークの位置と可能な限り近く一致することである。
本実施形態では、医用画像データにおける画像情報についての解剖学的ランドマークの位置と、仮想解剖データにおける解剖学的ランドマークの位置とに基づいて変換係数が決定され、その変換係数が最適化される。各ランドマークの位置は一組の座標を有する。本実施形態では、変換係数の決定に、ランドマークの位置のみが使用される。変換係数を決定する際に使用する情報には、例えば、解剖学的ランドマークに関連付けられた強度情報は含まれない。
変換は、医用画像データセットの座標空間における座標から仮想解剖データセットの座標空間における座標への写像である。本実施形態では、医用画像データセットに含まれる画像情報の全ての頂点が変換される。
変換では距離が計算されてもよい。例えば、距離は、変換された医用画像データセットに含まれる画像情報における各解剖学的ランドマーク位置と、仮想解剖データセットにおいて対応する仮想解剖ランドマーク位置との間の平均ユークリッド距離を含む。処理回路１５は、変換された医用画像データセットに含まれる画像情報における解剖学的ランドマークと、仮想解剖データセットにおいて対応する仮想解剖ランドマークとの間の平均ユークリッド距離を最小化することによって、最適な変換係数を決定する。なお、最適な変換係数を決定する際、平均ユークリッド距離以外の距離が用いられてもよいし、他の適切な計量が使用されてもよい。
また、本実施形態では、勾配降下法を用いて変換が最適化される。なお、任意の適切な最適化方法が用いられても構わない。
変換は、回転、平行移動、及び拡大縮小を備える剛体変換である。他の実施形態では、変換は、回転、平行移動、拡大縮小、及びせん断を備えるアフィン変換、又は、局所変形を含み得る変形を備える非剛体変換である。
本実施形態では、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造と、仮想解剖構造との位置合わせでは、医用画像データセットに含まれる画像情報についての解剖学的ランドマークの位置と、仮想解剖データセットに関連付けられる仮想解剖ランドマークの位置とに基づいて、変換係数が決定される。他の実施形態では、任意の適切な位置合わせ方法が使用され得る。
続いて、処理回路１５は、構造識別機能１５１において、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造と、仮想解剖構造との位置合わせを使用して、例えば、画像データセットの境界ボリューム又は外側境界に基づいて、画像データセットにおける解剖学的構造を識別する（ステップＳ５６）。
画像情報により示される医用画像の境界ボリュームは、医用画像において境界により閉じられた座標空間の体積とすることができる。医用画像の境界ボリュームは、画像境界ボリュームと呼ばれることがある。画像境界ボリュームは、スキャンの範囲全体を表すことができる。
処理回路１５は、ステップＳ５４で決定された変換係数を使用し、仮想解剖データセットの座標空間で、医用画像データセットに含まれる画像情報についての画像境界ボリュームを計算する。
本実施形態では、仮想解剖データセットは、それが含む解剖学的構造のおおよその範囲を画定する境界ボックスを含む。本実施形態では、境界ボックスは仮想解剖データセットの一部分であるが、他の実施形態では、境界ボックスは別個のデータセットを形成するようにしても構わない。また、本実施形態では、境界ボックスにより解剖学的構造の範囲を画定するが、他の実施形態では、例えば、軸平行境界ボックス、非軸平行境界ボックス、複合ボリューム又はメッシュ等の技法によって解剖学的構造の範囲を画定するようにしてもよい。
処理回路１５は、仮想解剖データセットにおける解剖学的構造のそれぞれについて、解剖学的構造の境界ボックスにより画定される範囲と、仮想解剖空間で計算された画像境界ボリュームとの間の交差テストを行う。
境界ボックスにより画定される範囲と、画像境界ボリュームとが交差する場合、その解剖学的構造が画像情報により示される医用画像に表されるものとして識別される。なお、識別の方法は、これに限定されず、任意の方法を採用可能である。また、解剖学的構造が識別されたときに識別の確度が計算されるようにしてもよい。
処理回路１５は、医用画像に表されるものとして識別された解剖学的構造のリストを作成する。医用画像に表されるものとして識別された各解剖学的構造が、解剖学的構造のリストに追加される。
なお、本実施形態では、解剖学的構造が識別されて解剖学的構造のリストに追加される例を説明するが、これに限定されない。解剖学的領域が識別されてリストに加えられても構わない。以下の解剖学的構造についての言及は、解剖学的領域についての言及であってもよい。
処理回路１５は、どの解剖学的構造が、医用画像において識別されている解剖学的構造のリストに追加すべきかを判定するため、確度の閾値を使用してもよい。例えば、処理回路１５は、識別の確度が少なくとも９０％の解剖学的構造のみを解剖学的構造のリストに追加する。
本実施形態では、処理回路１５は、境界ボックスにより仮定される範囲が仮想解剖空間における画像境界ボリュームと交差する場合に、解剖学的構造が医用画像に表されると識別するが、これに限定されない。例えば、処理回路１５は、境界ボックスにより画定される範囲が画像境界ボリューム内に完全に含まれる場合のみ、解剖学的構造は医用画像に表されると識別してもよい。ここで、処理回路１５は、境界ボックスにより画定される範囲の一部分のみが画像境界ボリューム内にある場合、すなわち、解剖学的構造の一部分のみが医用画像に表される場合、解剖学的構造は医用画像に表されるものとして識別されない。
続いて、処理回路１５は、メタデータ機能１５２において、医用画像に関連付けられた付帯情報のセットを受け取る。本実施形態では、付帯情報のセットには、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄ（０００８、００１５）を含むタグのセットが含まれる。処理回路１５は、構造識別機能１５１によりステップＳ５６にて作成される解剖学的構造のリストを受け取る（ステップＳ５８）。
処理回路１５は、解剖学的構造のリストと、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄ（０００８、００１５）のタグを含む付帯情報の内容とを比較する。処理回路１５は、整合性テストを実行する。処理回路１５は、整合性テストにおいて、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報の内容が、解剖学的構造のリスト内の解剖学的構造と整合するかどうかを判定する。なお、本実施形態では、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報を対象とするが、他の実施形態では、他のタグを含む付帯情報又は非ＤＩＣＯＭメタデータが対象となってもよい。
処理回路１５は、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報の内容と解剖学的構造のリストとの間の整合性を判定する際に解剖学オントロジーを使用する。解剖学オントロジーは、解剖学的特徴間の関係を定義する。例えば、解剖学オントロジーは、どの構造が他の構造の一部分であるかを定義することができる。例えば、解剖学オントロジーは、耳、眼、及び口が頭部の一部分であり、左大腿が左脚の一部分であることを定義することができる。また、解剖学オントロジーは、どの構造が他の構造と連結されているかを定義することもできる。解剖学オントロジーは、外国語の用語又は一般的なつづり違いを含み得る身体部位に対する代替的用語を含むことができる。なお、処理回路１５は、整合性判定に解剖学オントロジーを使用しなくても構わない。
本実施形態では、仮想解剖構造において境界ボックスが存在する各解剖学的構造が、ＳＮＯＭＥＤ用語集によって定義されるような関連付けられた解剖学的領域の用語を有する。解剖学的構造のリストは、そのような解剖学的領域の用語のリストである。他の実施形態では、解剖学的構造に対して異なる名前が使用され得る。
本実施形態では、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報で言及される各構造が、解剖学的構造のリスト内のそれぞれの構造と整合する場合に、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報の内容が解剖学的構造のリストと整合すると認められる。
第１の構造が第２の構造と同じ場合、第１の構造は第２の構造と整合するとみなされる。これは、同じ構造について異なる名前が使用される場合、例えば、第１の構造が「脚（leg）」と名付けられ、第２の構造が「足（jambe）」と名付けられる場合を含む。また、第１の構造が第２の構造の一部分である場合、例えば、第１の構造が膝であり第２の構造が脚である場合も、第１の構造は第２の構造と整合する。また、第２の構造が第１の構造の一部分である場合、例えば、第１の構造が脚であり第２の構造が膝である場合も、第１の構造は第２の構造と整合する。スキャンによっては、ＤＩＣＯＭファイルが小規模の特徴を特定する一方でランドマーク方法がより大きな構造を識別する場合があり、その逆の場合もある。
さらに別の実施形態では、医用画像データセット内の画像情報において識別された解剖学的構造は、画像情報において識別された解剖学的構造と、解剖学的構造のリストに含まれる解剖学的構造とが人体又は動物体の実質的に同じ領域に存在することが期待される場合に、解剖学的構造のリストに含まれる解剖学的構造と整合する。
Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグが含まれる付帯情報で示される各構造が解剖学的構造のリスト内の少なくとも１つの構造と整合し、かつ、解剖学的構造のリスト内の少なくとも１つの構造とも整合しないＢｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグが含まれる付帯情報で示される構造が存在しない場合、処理回路１５は、医用画像データセットが整合性テストに合格したと判定する。
本実施形態では、整合性テストに合格した場合、処理回路１５は、それ以上の動作を行わず、図３のプロセスが終了する。なお、整合性テストに合格した場合、処理回路１５は、表示回路１２に、例えば、「データチェック完了」等のメッセージを表示してもよい。また、処理回路１５は、プロセスが終了したことを示す任意の表示を、表示回路１２に表示してもよい。
整合性テストに失敗した場合、処理回路１５は、エラーコードを返す。エラーコードは、不整合が発生したことを他のソフトウェア構成要素に通知するために使用される。なお、プログラミング言語が例外処理をサポートする場合においては、処理回路１５は、エラーコードでなく、例外を発生させるようにしてもよい。
処理回路１５は、エラーコードの結果として、警告メッセージ４８を表示回路１２に表示させる警告信号を作成する。警告メッセージは、例えば、患者の名前、スキャンのモダリティ、付帯情報に含まれる１つ又は複数のＢｏｄｙ Ｐａｒｔの名称、及び、「ＷＡＲＮＩＮＧ！！不整合が検出されました。Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔを確認してください。」とのメッセージが含まれる、表示回路１２上のテキスト表示である。なお、警告信号により実行されるのは警告メッセージの表示に限られない。処理回路１５は、例えば、任意の所望のテキスト表示、識別表示、又は、音による警告等を実行させる警告信号を作成してもよい。識別表示とは、例えば、ファイル名が赤くする表示である。音による警告とは、例えば、ビープ音による警告である。また、処理回路１５は、警告メッセージを例えば、電子メールで送付することで、ユーザへ不整合があったことを伝えても良い。
なお、エラーコードは、エラーコードに基づいて動作を行うことができる任意の他のソフトウェア構成要素又はユニットに渡されるようにしてもよい。例えば、エラーコードは、データセットの完全性の検査、アルゴリズムの開始、又は、境界条件の検証に使用される。
付帯情報で示される構造が解剖学的構造のリスト内のいずれの構造とも整合しない場合、処理回路１５は、整合性テストが失敗したと判断する。例えば、付帯情報では膝が示されているが、画像情報に基づいて取得される解剖学的構造のリスト内には、膝、膝を含む構造（例えば、脚）、及び、膝の一部分である構造（例えば、膝蓋）のいずれも存在しない場合、処理回路１５は、整合性テストが失敗したと判断する。また、処理回路１５は、ＤＩＣＯＭデータ要素が空である場合も、整合性テストが失敗したと判断する。また、識別できない１つ又は複数の用語が付帯情報に含まれる場合も、処理回路１５は、整合性テストが失敗したと判断する。
本実施形態における判断では、付帯情報で示されるすべての構造が、解剖学的構造のリスト内のそれぞれの構造と整合する必要があるが、逆は当てはまらない場合がある。付帯情報で示されるいかなる構造とも整合しない解剖学的構造のリスト内の構造があるときに（解剖学的構造のリスト内の構造と整合しない、付帯情報で示される構造が存在しない限り）、整合性テストに合格することがある。
実際、多くの場合、解剖学的構造のリストは、付帯情報で示されたものより多くの構造を含むことが期待される。これは、スキャンが、臨床医によって必要とされるよりも広い面積を撮像することが多いからである。例えば、心臓のみを示す付帯情報が含まれる、心臓を画像化するスキャンは、肺、肋骨、大動脈、椎骨、又は他の近くの身体部位の少なくとも一部を含むこともある。
本実施形態では、解剖学的構造のリストは、構造の境界ボックスが（仮想解剖空間で）画像境界ボリュームと交差する全ての構造を含む。したがって、構造の一部分のみが画像に含まれる全ての構造が解剖学的構造のリスト内に指定されることになる。
整合性テストに失敗した場合、エラーコード又は例外が上述のように生成される。警告メッセージ４８は、表示回路１２に表示される。警告メッセージ４８は、医用画像データ内に存在する１つ又は複数の身体部位と、付帯情報により示される１つ又は複数のＢｏｄｙ Ｐａｒｔとの間に不一致があるかどうかを確認するため、医用画像データを検査するように、臨床医又は他の操作者に促すことができる。このときの警告メッセージは、例えば、医用画像データセットから取得される画像の表示を、臨床医又は他の操作者に要求することである。
本実施形態では、テキストの警告メッセージ４８のみが表示される場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、医用画像データセットから取得される画像、又は、ステップＳ５８で得られる解剖学的構造のリストが、テキストの警告メッセージ４８と同時に自動的に表示されるようにしても構わない。また、画像内で決定された構造と、付帯情報により示される構造とを列挙するテーブルが表示されるようにしてもよい。
本実施形態では、警告メッセージ４８に対するユーザによる処置は必要とされない場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、ユーザが所定のボタンをクリックしない限り、警告メッセージ４８が消えないようにしてもよい。また、ユーザに医用画像データセットから得られた画像を閲覧させ、付帯情報が正しい場合に所定の入力（例えば、所定の第１のボタンのクリック）を選択させ、付帯情報が間違っている場合に、別の所定の入力（例えば、所定の第２のボタンのクリック）を選択するようにしてもよい。このような場合、メタデータ機能１５２において、処理回路１５が整合性テストに失敗したと間違って判定した場合、ユーザは、整合性テストの結果を無効にすることが可能となる。なお、処理回路１５が整合性テストに失敗したと間違って判定する場合とは、例えば、解剖学オントロジーで知られていない外国語の用語が使用され、その外国語の用語が医用画像データセット内に存在する構造を正しく記述している場合である。また、ユーザは、警告メッセージ４８に応答し、又は、任意の他の例外処理手順の一部として、付帯情報又は他のデータに手動でエントリ又は変更を行ってもよい。
また、ユーザが、患者のファイルにメモすることを可能にするインタフェースが表示されても構わない。このとき、ユーザは、ユーザが付帯情報を正しいと考えるかどうかに関し、ファイルにメモしてもよい。
また、医用画像データセットに関連付けられたデータ、例えばデータファイルをユーザが追加することを可能にするインタフェースが表示されても構わない。例えば、ユーザは、付帯情報が調べられて裏付けられたこと、若しくは、間違いであることが確認され、又は、発見されたことを示すために、上記のことを表す付帯情報を医用画像データセットに追加することが可能である。間違いである場合、ユーザは、正しい解剖学的構造を表す付帯情報を医用画像データセットに追加することも可能である。インタフェースは、ユーザが、識別された解剖学的構造を使用してメモ又は他のファイルを作成することを可能にする。ほとんどの実施形態では、元のＤＩＣＯＭデータは、それが間違いであることが分かっても保持される。
図３で示されるプロセスは、複数の医療的な状況で使用され得る。
例えば、図３に示されるプロセスは、初期のエラーチェックのために使用されてもよい。例えば、モダリティで画像データが取得されたときに、図３のプロセスが使用される。具体的には、ユーザは、キーボードを使用して、又は、ドロップダウンメニューから選択をすることで、スキャンパラメータをモダリティに入力する。ユーザによって入力されるパラメータのうちには、検査部位用のフリーテキストフィールドがある。次いで、ユーザは、ＣＴスキャンを開始する。これにより、医用画像データセットが取得される。医用画像データセットは、画像情報と、この画像情報に関連付けられる付帯情報を有する。ユーザにより検査部位用のフィールドに入力されたテキストが、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄ（０００８、００１５）のタグを含む付帯情報に書き込まれる。
医用画像データセットを、例えば、ＰＡＣＳ等の医療情報システムに保存する前に、医用画像データセットは、処理回路１５に渡される。処理回路１５は、ＰＡＣＳ又はレポートシステムの一部であってもよい。なお、構造識別機能１５１及びメタデータ機能１５２は、モダリティ又は関連付けられたワークステーションの一部分であるとしてもよい。
医用画像データセットの即時又はほぼ即時の分析が、図３に示されるプロセスを使用して行われるようにしてもよい。構造識別機能１５１において、処理回路１５は、モダリティにより取得される医用画像データセットから解剖学的構造のリストを生成する。次いで、メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、解剖学的構造のリストに対して関連する付帯情報（例えば、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報）を検証して、付帯情報により示される構造（例えば、ユーザによって入力された用語）が、医用画像データセット内に存在するものとして識別されているかどうかを判定する。
本実施形態では、整合性テストに合格した場合、ユーザに何ら表示が与えられない場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。医用画像データセットは、例えば、ＰＡＣＳ等の医療情報システムに記憶される。メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、整合性テストに合格したこと、及び／又は、医用画像データセットの保存に成功したことを表すメッセージをユーザに表示するようにしてもよい。
本実施形態では、整合性テストに失敗した場合、エラーコードが生成される、又は、例外が発生される。ユーザは、警告メッセージによって警告される。処理回路１５は、ユーザに間違いを訂正する機会を与えるように、取得した医用画像データセットを保存する前に警告メッセージを表示するようにしてもよい。
警告メッセージを受け取ると、ユーザは、検査部位用のテキストボックス内へのユーザの入力を変更することを選ぶことができる。ユーザは、テキストボックスに当初入力されたのと異なるテキストを入力することができる。なお、ユーザにテキスト入力を求める、例えば、ポップアップ画面のような警告メッセージと共に追加的なインタフェースが表示されるようにしてもよい。このとき、ユーザは、元のテキストが入力されたのとは異なるテキストボックスに新しいテキストを入力することが可能である。
ユーザが検査部位用の新しいテキスト入力を行うと、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグを含む付帯情報内のテキストが新しいテキストを含むように更新される。保存されるＤＩＣＯＭスタディは、元のテキストの代わりに新しいテキストを含む。なお、両方のテキストのセットが保存されるようにしてもよい。例えば、ＤＩＣＯＭファイルは、新しいテキストを含むことができるが、古いテキストは、それが古いバージョンであるという表示とともに関連付けられたファイルに保存され得る。
本実施形態では、整合性テストに失敗した場合、ユーザが警告メッセージを見たということをユーザが示すまで、ユーザはデータの保存に進めない場合がある。ユーザは、ユーザの元の入力が正しいと判定することもでき、その場合、ユーザは警告メッセージを無効にすることができる。ユーザにより入力された元のテキストがＤＩＣＯＭファイルに保存される。なお、ユーザによる無効化が不可能である場合、医用画像データセットが保存される前にテキストボックス内でテキストを変更するように要求される。
ユーザがテキストボックス内のテキストを変更した場合、処理回路１５は、新しいテキストの整合性をテストするために図３に示されるプロセスを繰り返してもよい。構造識別機能１５１において、処理回路１５は、識別された解剖学的構造と整合するテキストが入力されたと判断すると、医用画像データセットを保存する。
図３に示されるプロセスは、医用画像データセットがＰＡＣＳ又は別の記憶システムに保存されたときに実行されるようにしてもよい。このとき、図３に示されるプロセスは、ＰＡＣＳ、レポートシステム、又は他の医療情報システムにおいて実行される。図３に示されるプロセスは、医用画像データセットの取得の際に実行されていてもされていなくても構わない。
医用画像データセットがＰＡＣＳ、又は、別の記憶システムに保存されると、医用画像データセットに対して図３に示されるプロセスが実行される。医用画像データセットに含まれる画像情報から特定される構造と、医用画像データセットに含まれる付帯情報に示される構造との間に不一致が識別される場合、エラーコードが生成される、又は、例外が発生される。
また、発見された任意の不整合を記述するレポートが生成されるようにしてもよい。例えば、多数の医用画像データセットが１つのバッチデータとしてＰＡＣＳに追加される場合、医用画像データセットに含まれる画像情報から特定される構造と、医用画像データセットに含まれる付帯情報に示される構造との間の不整合を有する医用画像データセットがいずれであるかを識別するレポートが作成される。なお、日、週、又は月にＰＡＣＳに追加された医用データセットに対し、不整合が発見された全ての医用画像データセットを識別するレポートをそれぞれ、日、週、又は月毎に生成するようにしてもよい。
また、処理回路１５は、不整合を発見した付帯情報に、フラグを付加するようにしてもよい。付加したフラグは、フラグを付加した付帯情報がシステムによる検索で容易に識別できるようにする。フラグを付加することで、不整合が発見されているファイルをユーザが開こうとするときに、そのユーザに通知を与えることが可能となる。
また、ユーザが医用画像データセットを選択するとき、又は、ユーザが医用画像データセットを開くときに、図３に示されるプロセスが医用画像データセットに対して実行されるようにしてもよい。例えば、ユーザがボタンをクリックすることにより、又は、ユーザがテキストコマンドを打ち込むことにより、図３に示されるプロセスが医用画像データセットに対して実行される。
図３に示されるプロセスは、例えば、データクリーンアッププロジェクトの一部として、記憶されたデータに対して実行されてもよい。例えば、図３に示されるプロセスは、アーカイブ内に記憶される各医用画像データセットに対して実行され得る。医用画像データセットのそれぞれについて不整合が発見された場合、エラーコードが生成され、又は、例外が発生される。また、アーカイブに記憶される医用画像データセットのいずれが不整合を有するかを示すレポートが生成されるようにしてもよい。
また、図３に示されるプロセスは、同じ患者に関する複数の医用画像データセットに対して実行されてもよい。また、図３に示されるプロセスは、同じモダリティにより取得された複数の医用画像データセット、又は、同じスキャン操作者により取得された複数の医用画像データセットに対して実行されてもよい。例えば、特定のモダリティ又は特定のスキャン操作者が付帯情報を正しくポピュレートしない履歴を有すると判定された場合、処理回路１５は、そのモダリティ又は操作者により取得された医用画像データセットに対して図３に示されるプロセスを使用する。
上記では、医用画像データセットに含まれる画像情報により識別される構造と、医用画像データセットに含まれる付帯情報が示す構造との不整合により、エラーコード、例外、警告メッセージ、レポート又はフラグが生成される場合を説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、医用画像データセットに不整合が発見された場合、付帯情報に示される構造が解剖学的リスト内の構造と置き換えられるようにしてもよい。しかしながら、このような置換処理は、元のデータを保持することが適切または必要な場合がある病院の環境では用途が限定されることがある。そのような環境では、追加のファイルが医用画像データセットに追加されてもよく、あるいは患者の記録にメモが付けられてもよい。
また、ステップＳ５６で識別された解剖学的構造が、医用画像データセットに１つ又は複数の付帯情報を付加するために、ステップＳ５８で使用されても構わない。例えば、該当する付帯情報が付加されていない医用画像データセットを識別する。メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、識別された解剖学的構造を示す付帯情報を作成する。処理回路１５は、作成した付帯情報を医用画像データセットにポピュレートする。なお、処理回路１５は、付帯情報が医用画像データセットにポピュレートされる前にユーザの確認を要求するようにしても構わない。
図３に示されるプロセスは、患者がスキャンされたときに、付帯情報を自動的にポピュレートするために使用されてもよい。例えば、解剖学的構造の識別の確度が所定の閾値（例えば、９９．９％）を満たす場合に、識別された解剖学的構造が付帯情報に書き込まれ、医用画像データセットにポピュレートされる。しかしながら、臨床手順において、図３に示されるプロセスは付帯情報の検証のみに使用され、付帯情報を付加するためには使用されないことが多い。臨床手順によっては、自動的にポピュレートされた付帯情報に対し、ユーザによる承認を必須としてもよい。
図３に示されるプロセスは、患者がスキャンされたときに、医用画像データセットに含まれる画像情報における解剖学的構造を自動的に識別するために使用されてもよい。構造識別機能１５１において、処理回路１５は、医用画像データセットに含まれる画像情報についての解剖学的構造のリストを決定する。処理回路１５は、決定した解剖学的構造のリスト、例えば、ドロップダウンリストをユーザに表示する。ユーザは、付帯情報として医用画像データセットにポピュレートしたい解剖学的構造を選択する。次いで、メタデータ機能１５２において処理回路１５は、選択された解剖学的構造を付帯情報に含め、医用画像データセットに追加する。
上記ではＢｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグが含まれる付帯情報について、図３に示されるプロセスが実行される場合を例に説明した。しかしながら、図３に示されるプロセスは、他のタグを含む付帯情報、例えば、Ａｎａｔｏｍｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（０００８、２２０８）又はＡｎａｔｏｍｉｃ Ｒｅｇｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（０００８、２２１８）を検証するため、又は、これらを医用画像データセットにポピュレートするために使用されてもよい。
また、図３に示されるプロセスは、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ Ａｎａｔｏｍｙ Ｍａｎｄａｔｏｒｙ Ｍａｃｒｏ（一般解剖学的構造必須マクロ）（ＤＩＣＯＭ ＰＳ３．３ 表１０−５）又はＧｅｎｅｒａｌ Ａｎａｔｏｍｙ Ｏｐｔｉｏｎａｌ Ｍａｃｒｏ（一般解剖学的構造オプションマクロ）（ＤＩＣＯＭ ＰＳ３．３ 表１０−７）などの一般解剖学的構造マクロにおける、他の情報オブジェクト定義に対応するデータ要素を検証するため、又は、これらを医用画像データセットにポピュレートするために使用されてもよい。
また、構造識別機能１５１において、処理回路１５は、識別された解剖学的構造を使用して患者の少なくとも１つの特性を決定してもよい。例えば、処理回路１５は、識別された解剖学的構造を使用して、スキャン中の患者の方向を決定することが可能である。また、例えば、処理回路１５は、識別された解剖学的構造の相対的位置に基づき、患者が初めに頭部をスキャンされたか、それとも初めに脚をスキャンされたかを識別することが可能である。また、例えば、処理回路１５は、識別された解剖学的構造に基づき、ズーム、拡大レベル、若しくは、スキャン面積又は体積の大きさを特性として決定する。
また、患者の特性は性別でもよい。処理回路１５は、医用画像データセットに含まれる画像情報内の適切な解剖学的構造を検出することによって、患者の性別を決定することが可能である。また、患者の特性は年齢でもよい。また、患者の特性は、患者の異常、例えば、失った器官でもよい。また、患者の特性は医学的症状の存在でもよい。
メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、決定された少なくとも１つの患者の特性に基づき、付帯情報を検証する、又は、医用画像データセットにポピュレートすることが可能である。決定された特性に基づいて付帯情報を検証すること、及び、付帯情報を医用画像データセットにポピュレートすることは、決定された特性と付帯情報とが整合するか否かを判定することを含む。
例えば、付帯情報は、方向に関係するデータ、例えば、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（００１８、５１００）のタグを含む。Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎは、撮像機器の空間に対する患者の位置、例えば、患者が初めに脚をスキャンされるか、それとも初めに頭部をスキャンされるか、及び、患者がうつ伏せであるか、それとも仰向けであるかを示す。構造識別機能１５１において処理回路１５は、識別された解剖学的構造に基づいて方向を決定する。処理回路１５は、決定された方向と、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎのタグが含まれる付帯情報に示される方向とに対して整合性テストを行う。決定された方向と、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎのタグが含まれる付帯情報に示される方向とが整合する場合、それ以上の処置は行われない。決定された方向と、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎのタグが含まれる付帯情報に示される方向との間に不一致がある場合、処理回路１５は、警告メッセージをユーザに表示する、フラグをファイルに追加する、又は、任意の他の適切な処置を実施する。また、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（患者方向コードシーケンス）（００５４、０４１０）のタグが含まれる付帯情報が検証されるか、又は、医用画像データセットにポピュレートされてもよい。方向の検証は、あり得る左右逆転エラーの検出に関連し得る。
また、付帯情報は、Ｉｍａｇｅ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｐａｔｉｅｎｔ（画像方向患者）（００２０、００３７）のタグを含んでも構わない。Ｉｍａｇｅ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｐａｔｉｅｎｔ（００２０、００３７）は、方向を記述するタグである。また、付帯情報は、心軸とのアライメントのような視野方向の他の構成要素の指定を可能にするＶｉｅｗ Ｃｏｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（視野コードシーケンス）（００５４、０２２０）のタグを含んでも構わない。
また、構造識別機能１５１において、処理回路１５により識別された患者の性別が、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｓｅｘ（患者の性別）（００１０、００４０）のタグを含む付帯情報を検証するため、又は、医用画像データセットにポピュレートするために使用されてもよい。識別された患者の性別は、Ｐａｔｉｅｎｔ Ｓｅｘのタグを含む付帯情報の内容と比較され、不一致があれば強調表示され得る。
構造識別機能１５１において処理回路１５によって決定される任意の特性は、任意の適切な付帯情報の検証で使用されてもよい。構造識別機能１５１により決定された特性と、付帯情報により示される特性とは、異なっていてもよい。例えば、メタデータ機能１５２において処理回路１５は、構造識別機能１５１により決定された性別を、付帯情報で示される医学的症状と比較する。一例として、構造識別機能１５１により、患者が女性であることが識別されるが、付帯情報では、その患者が通常は男性のみにある疾患を有することが示される。メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、特性とメタデータの間に不整合があると判定し、警告メッセージを生成する。
図３に示されるプロセスは、他の形態のメタデータ、例えば、ＤＩＣＯＭ以外の異なるタイプのファイルに関連付けられたメタデータ、標準のＤＩＣＯＭ属性ではない属性、又は、医用画像データセットに関連付けられる追加のファイルを、検証する、又は、医用画像データセットにポピュレートするために使用されてもよい。メタデータは、タグ、ラベル、レコード、ファイル、又は、画像データに対して追加的な任意の他の適切な形態のデータを含むことができ、画像データに関連付けられる。メタデータは、ＭＩＮＴ（medical imaging network transport：医用画像ネットワークトランスポート）、Ｆｉｎｄｉｎｇｓ、またはＳｎａｐｓｈｏｔｓのような独自仕様、又は、半独自仕様のフォーマットを含む。
また、図３に示されるプロセスは、ＸＤＳエントリを作成するデバイスにおいて適切なＸＤＳメタデータ情報を作成するため、又は、既存のＸＤＳメタデータ情報を検証するために使用されてもよい。
また、図３に示されるプロセスは、ＨＬ７臨床データにおいて解剖学的情報を検証する、又は、ポピュレートするために使用されるようにしてもよい。例えば、撮像結果を符号化するＨＬ７ ＣＤＡ（Clinical Document Architecture：診療文書アーキテクチャ）文書は、ＤＩＣＯＭスタディに基づく解剖学的情報を含むことができる。ＨＬ７ ＦＨＩＲ（Fast Healthcare Interoperability Resources：迅速な医療情報相互運用のためのリソース）撮像スタディリソースは、解剖学的情報を含むＤＩＣＯＭスタディの要約を含む。
本実施形態では、医用画像データセットに含まれる付帯情報は、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造と、仮想解剖構造との位置を合わせて識別される解剖学的構造に基づいて検証される。検証された付帯情報は、追加のデータ、例えば、患者のファイル又は要求されたスキャンの詳細のデータとさらに比較されてもよい。
医用画像データセットにおいて識別された解剖学的構造のリストは、追加のデータ、例えば、患者のファイル又は要求されたスキャンの詳細のデータと比較されてもよい。例えば、解剖学的構造のリストは、要求された身体部位に対して比較される。当初要求された身体部位と、医用画像データセットにおいて識別された解剖学的構造との間のいかなる不一致も詳細に示すメッセージ又はレポートが生成される。
本実施形態では、ランドマークを使用して医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造が仮想解剖構造と位置合わせされる場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。任意の他の位置合わせの方法が使用されてもよい。位置合わせは、剛体変換、アフィン、又は非剛体変換が例えば使用され得る。
本実施形態では、画像情報から認識される構造は、解剖学的ランドマークを使用して、医用画像データセットの座標空間から、仮想解剖データセットの座標空間への写像を確立することで、メッシュベースの仮想解剖構造に対して位置合わせされるようにしている。しかしながら、これに限定されない。例えば、画像情報は、画像ベースの位置合わせを使用することによって、ボリュメトリックな仮想解剖構造に対して位置合わせしてもよい。しかしながら、画像ベースの位置合わせは、ランドマーク間の写像よりも計算集約的であるため、処理の遅延が発生しうる。また、仮想解剖構造は、１セットのみの境界ボックスを備え得る。医用画像データセットは、任意の適切なさらなるデータセットに対して位置合わせされてもよい。例えば、現実の患者データに基づくアトラスが仮想解剖構造の代わりに使用され得る。
ランドマークを使用することにより、患者データとメッシュベースの仮想解剖データとの位置合わせを、比較的迅速かつ高計算効率で実行することが可能となる。各医用画像データセットに含まれる画像情報内の比較的少数の点（例えば、上述の実施形態では１２７個又はそれ未満の点）が、仮想解剖構造に対応付けられる。ランドマークを使用する位置合わせは、既知の方法を用いて実行される。解剖学的ランドマークが解剖学的に明確に定義され得るので、対応する点を異なるデータセット間で正確にマッチングすることが可能となる。
本実施形態では、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造を、仮想解剖構造に対して位置合わせする場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、検出されたランドマークは、位置合わせを行うことなく、また仮想解剖データを参照することなく、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される構造を自動的に識別するために使用されてもよい。
例えば、検出されたランドマークはタグ付け機構として使用されてもよい。構造識別機能１５１において、処理回路１５は、例えば、分類器又は任意の他の適切なランドマーク検出方法を用いることにより、上述のように医用画像データセットに含まれる画像情報についてのランドマークを検出する。各ランドマークは解剖学的定義を有する。例えば、あるランドマークは右腎の上極をマーキングし、別のランドマークは右肺の肺尖をマーキングする。
構造識別機能１５１において処理回路１５は、各ランドマークの解剖学的定義を使用して、医用画像データセットに含まれる画像情報内に存在する解剖学的構造を識別する。例えば、右腎の上極をマーキングするランドマークが医用画像データセットに含まれる画像情報内に存在することが発見された場合、処理回路１５は、画像情報内に右腎が存在することを識別する。右肺の肺尖をマーキングするランドマークが医用画像データセットに含まれる画像情報内に存在することが発見された場合、処理回路１５は、画像情報内に右肺が存在することを識別する。
次いで、メタデータ機能１５２において、処理回路１５は、識別された解剖学的構造を使用して、医用画像データセットに含まれる付帯情報を検証する、又は、付帯情報を医用画像データセットにポピュレートする。メタデータ機能１５２において処理回路１５は、各医用画像データセットに含まれる画像情報から識別される構造と、各医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される構造とに対して整合性テストを行う。例えば、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄのタグが含まれる付帯情報により示される各解剖学的構造が、ランドマークを使用して識別されている構造と整合する場合、整合性テストに合格する。付帯情報により示される各解剖学的構造が、ランドマークにより識別されている構造のいずれとも整合しない場合、整合性テストに失敗する。関連する付帯情報が空である場合（例えば、付帯情報に解剖学的構造が示されていない場合）、整合性テストに失敗する。
位置合わせを使用しない実施形態における整合性の判定は、位置合わせを使用する実施形態に関して上述されたものと同様であってもよい。例えば、第１の解剖学的構造が第２の解剖学的構造と同じである場合、第１の解剖学的構造が第２の解剖学的構造の一部分である場合、又は第２の解剖学的構造が第１の解剖学的構造の一部分である場合、第１の解剖学的構造は、第２の解剖学的構造と整合するとみなされ得る。
ランドマークを直接使用するが、位置合わせは使用せずに解剖学的構造が識別される実施形態では、より厳密でない整合性の規格が適用される。例えば、解剖学的構造が隣接している場合、又は、同じ身体領域にある場合である解剖学的構造が第２の解剖学的構造と整合するとみなされることがある。また、身体内の定義されたランドマークの数（例えば１２７個のランドマーク）は、身体における解剖学的構造の数よりも実質的に少ないことがある。このような場合においても、整合性のテストが使用され得る。
本実施形態では、医用画像データセットに含まれる画像情報から認識される解剖学的構造は、ランドマークを使用して識別される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、解剖学的構造を識別する任意の方法が用いられてもよい。例えば、ランドマーク検出に加えて、又は、その代わりにセグメント化が使用されてもよい。
また、図３に示されるプロセスは、単一のスキャンで複数の検査オーダを実施する手順が使用される際に、付帯情報を検証するために用いられてもよい。図３に示されるプロセスでは、各医用画像データセットに含まれる画像情報における解剖学的構造が識別され、識別された解剖学的構造が、各医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される構造と比較される。これにより、元のデータが正しく分割されていることを確かめることが可能になる。
また、図３に示されるプロセスは、自動分類システムを補助するために使用されてもよい。自動分類システムは、使用時に、付帯情報に含まれるタグの値を入力として取り込み、取り込んだ値に応じて患者データを記憶することができる。図３に示されるプロセスは、付帯情報が画像情報の内容を実際に反映しているかを確認するのに用いられる。これにより、図３に示されるプロセスは、誤分類を回避することが可能となる。
図３を参照して概説された検証アルゴリズムによれば、ＤＩＣＯＭ規格を使用して記憶されている患者の医用画像データセットを検証するための自動的機構を提供することができる。図３に示されるプロセスは、リンクされたレポートのような添付臨床データのみを分析するのではなく、医用画像データセットに含まれる画像情報を分析して、画像情報に含まれる解剖学的内容を決定する。
解剖学的構造の識別は以下の処理により実行される。すなわち、画像情報から認識される解剖学的ランドマークを自動的に検出し、解剖学的ランドマークを使用して、画像情報から認識される解剖学的構造を仮想解剖構造と位置合わせし、仮想解剖空間における画像情報についての境界ボリュームを計算し、計算された境界ボリュームと仮想解剖構造に含まれる解剖学的構造との間の交差テストを行い、画像情報に含まれる解剖学的構造を決定する。
付帯情報の検証において、画像情報において識別される構造と、付帯情報により示される構造との間の不整合が検出された場合、警告が生成される。
したがって、本実施形態に係る医用画像データ処理装置１０によれば、医用画像データセットに設定されている付帯情報が画像情報に適したものであるかを検証することができる。
また、本実施形態では、処理回路１５は、画像情報に含まれていると識別された解剖学的構造を含む付帯情報を作成する。処理回路１５は、作成した付帯情報を、付帯情報が付加されていない医用画像データセットに設定する。これにより、医用画像データ処理装置１０は、画像情報に含まれる構造を示す付帯情報を、医用画像データセットにポピュレートすることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る医用画像データ処理装置１０によれば、画像情報に適した付帯情報を医用画像データセットに自動的に設定させることができる。
医用画像データと仮想解剖データとの位置合わせは、剛体位置合わせであってもよい。また、医用画像データと仮想解剖データとの位置合わせは、非剛体位置合わせであってもよい。
また、特定の実施形態が上記で説明されているが、任意の実施形態の特徴が任意の他の実施形態の特徴と組み合わされ得る。
ランドマークは、医用画像データセット内の単一点、例えば、単一のピクセル又はボクセルにより表されるようにしても構わないし、任意の適切な画像データ項目、例えば、単一のピクセル又はボクセルよりも大きな領域を表すブロックの画像データにより表されても構わない。また、ランドマークの代わりに他の解剖学的識別子が使用されてもよい。
また、従来のシステムでは、例えば、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄ（検査部位）（０００８、００１５）又はＡｎａｔｏｍｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（解剖学的構造）（０００８、２２０８）等のタグを含む付帯情報を医用画像データ設置に設定する際、規格の用語の選択に制約されずに、ユーザがテキスト又は他のデータを自由に選択できる場合がある。例えば、ＤＩＣＯＭ規格においてＡｎａｔｏｍｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（０００８、２２０８）が含まれる付帯情報を設定する際、ＳＮＯＭＥＤ用語集によって定義された解剖学的領域コードを使用するように推奨されているシステムもあるが、それは必須ではない。つまり、解剖学的特徴又は領域が、特定の医用画像データセットの画像情報に関連付けられる１つ又は複数の付帯情報において適切に識別された場合でも、同じ解剖学的特徴又は領域が、別のセットに含まれる画像情報に関連付けられる付帯情報により異なる用語を使用して識別される可能性がある。さらに、テキスト又は他のデータを入力するときに、入力又は他の誤りが発生することがある。
さらに、付帯情報に含めることが可能な、解剖学的特徴を表す用語の間に曖昧さ又は重複がある。例えば、スキャンが、例えば、頭部及び頸部のように、複数の身体部位又は領域をカバーする場合、付帯情報にどの用語を含めるべきか、操作者側で混乱があり得る。本実施形態に係る医用画像データ処理装置１０によれば、付帯情報の検証において、臨床オントロジーを利用するようにしている。また、医用画像データ処理装置１０は、画像情報において識別された解剖学的構造と、解剖学的構造のリストに含まれる解剖学的構造とが人体又は動物体の実質的に同じ領域に存在することが期待される場合、画像情報において識別された解剖学的構造は、解剖学的構造のリストに含まれる解剖学的構造と整合すると判断するようにしている。これにより、医用画像データ処理装置１０は、付帯情報により示される構造と、リストに記載される構造とで互いに関連し、かつ、異なる用語が用いられている場合であっても、付帯情報を検証することが可能となる。
また、従来のシステムでは、解剖学的特徴に関する特定のタグ（例えば、Ｂｏｄｙ Ｐａｒｔ Ｅｘａｍｉｎｅｄ）を含む付帯情報は、例えば、検査プロトコルの選択等の操作者による撮像パラメータの選択に基づき、自動的に設定される場合がある。例えば、患者の頭部をスキャンするのに適切なスキャナの検査プロトコルを操作者が選択する場合、スキャナによってその選択に基づいて撮像パラメータが選択される。そして、そのスキャンが頭部のスキャンであることを示すように１つ又は複数の付帯情報が自動的に画像情報にポピュレートされる。しかしながら、操作者が、選択する検査プロトコルのスキャンパラメータに応じて高い画質がもたらされる見込みがあることを認識している場合、別の解剖学的領域（例えば、腹部）に関するスキャンであっても、操作者は、ある解剖学的領域（例えば、頭部）のための検査プロトコルを選択することができる。このため、不正確な解剖学的情報を含む付帯情報が、自動的に画像情報にポピュレートされるおそれがある。
付帯情報が医用画像データセットに不正確に設定された場合、特に、ＰＡＣＳ及び他の大規模医療データ記憶システムに記憶される非常に大量の医用画像データセットに設定された場合、大きな潜在的な課題がある。例えば、医用画像データセットが不正確に分類されることにより、医用画像データセットが削除されるおそれがあること、及び、分類検索の対象から漏れ、医用画像データセットが無視されるおそれがあること等である。また、場合によっては、不正確な付帯情報の付加が診断の誤りにつながることもあり得る。本実施形態に係る医用画像データ処理装置１０によれば、画像情報により示される構造と、付帯情報により示される構造との整合性を判断することで、付帯情報を検証するようにしている。これにより、上述のような問題を解消することが可能となる。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…画像管理システム、１０…医用画像データ処理装置、１１…記憶回路、１２…表示回路、１３…入力インタフェース回路、１４…ネットワークインタフェース回路、１５…処理回路、１５１…構造識別機能、１５２…メタデータ機能、２０…サーバ、３０…ユーザワークステーション

Claims (9)

  1. 医用画像データセットに含まれる画像情報から少なくとも１つの第１の解剖学的構造を識別する構造識別部と、
    前記医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される第２の解剖学的構造と、前記第１の解剖学的構造とが整合するか否かを判断し、整合しない場合、エラーコードを生成するか、又は、例外を発生するメタデータ部と
    を具備し、
    前記メタデータ部は、前記構造識別部で識別された第１の解剖学的構造を示す付帯情報を作成し、前記作成した付帯情報を、付帯情報が付加されていない前記医用画像データセットに設定する、医用画像データ処理装置。
  2. 前記メタデータ部は、前記第１の解剖学的構造と、前記第２の解剖学的構造とが実質的に同じ領域に存在する場合に、前記第１及び第２の解剖学的構造が整合すると判断する請求項１記載の医用画像データ処理装置。
  3. 前記メタデータ部は、解剖学オントロジーデータを参照し、前記第１及び第２の解剖学的構造が整合するか否かを判断する請求項１記載の医用画像データ処理装置。
  4. 前記構造識別部は、前記第１の解剖学的構造に基づき、被検体に関する第１の特性を決定し、
    前記メタデータ部は、前記医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される第２の特性と、前記第１の特性とが整合するか否かを判断する請求項１記載の医用画像データ処理装置。
  5. 前記メタデータ部は、前記第１の特性と、前記第２の特性とが整合しない場合、エラーコードを生成するか、又は、例外を発生する請求項４記載の医用画像データ処理装置。
  6. 前記構造識別部は、前記第１の解剖学的構造に基づき、被検体に関する第１の特性を決定し、
    前記メタデータ部は、前記第１の特性を示す付帯情報を作成し、前記付帯情報を前記医用画像データセットに設定する請求項１記載の医用画像データ処理装置。
  7. 前記構造識別部は、解剖学的識別子を用い、前記画像情報における前記第１の解剖学的構造を識別する請求項１乃至６のいずれかに記載の医用画像データ処理装置。
  8. 前記構造識別部は、
    前記画像情報と、他のデータセットとの位置関係を取得し、
    前記画像情報における閉空間に対応する前記他のデータセットにおける第１の領域を、前記位置関係に基づいて決定し、
    前記他のデータセットにおいて所定の構造を表す第２の領域と、前記第１の領域とが所定の関係を満たす場合、前記所定の構造を前記第１の解剖学的構造とする請求項１乃至７のいずれかに記載の医用画像データ処理装置。
  9. 医用画像データセットに含まれる画像情報から少なくとも１つの第１の解剖学的構造を識別し、
    前記医用画像データセットに含まれる付帯情報により示される第２の解剖学的構造と、前記第１の解剖学的構造とが整合するか否かを判断し、
    整合しない場合、エラーコードを生成するか、又は、例外を発生し、
    前記識別された第１の解剖学的構造を示す付帯情報を作成し、
    前記作成した付帯情報を、付帯情報が付加されていない前記医用画像データセットに設定する医用画像データ処理方法。
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