JP6697274B2 - 医用情報処理装置、医用画像診断装置、医用情報処理方法および医用情報処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用情報処理装置、医用画像診断装置、医用情報処理方法および医用情報処理プログラムに関する。

医用画像技術の発展に伴って、医用画像診断装置の適用が広がっている。医用画像診断装置によって取得した画像は、膨大な量の情報を有する。医者のような専門家は、検査対象の関心領域に含まれるボクセルを抽出し、その後、ボクセルごとに取得したデータを検査し、これらのデータに基づいて、例えば、病変を発生する恐れのある位置を判断する。この方法は、ボクセルごとに操作を行うことになるので、正常なボクセルと比較して顕著に変化したボクセルおよびその変化のレベルを高速的、かつ、有効的に識別することができず、かつ、この前に病変を発生したボクセルを見逃す可能性がある。また、専門家ごとの経験の違いにより、判断が正確ではない可能性がある。

このため、顕著に変化したボクセルを高速、自動的、かつ正確に識別して関心領域を見出してさらに検査する技術が望まれている。さらに、上述した技術により同一患者の同一部位の状況に対して追跡や比較を行えることが望ましい。

特開２０１０−１１０５６７号公報

本発明が解決しようとする課題は、磁気共鳴スペクトルの閲覧性を向上させることができる医用情報処理装置、医用画像診断装置、医用情報処理方法および医用情報処理プログラムを提供することである。

実施形態の医用情報処理装置は、判定部と、表示制御部とを備える。判定部は、医用画像データに設定された関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを前記複数の代謝物ごとに判定する。表示制御部は、前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを識別する識別情報を、前記関心領域に対応付けて表示させる。

図１は、本発明の一実施形態によるデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態によるデータ処理装置における異常検出ユニットの構成の一例を示すブロック図である。 図３は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置におけるスキャン計画ユニットの構成の一例を示すブロック図である。 図５は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の一実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。 図８は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。 図９は、図８におけるステップＳ２２のサブステップを示すフローチャートである。 図１０は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態に係るデータ処理装置１００の適用例について説明するための図である。 図１２は、実施形態に係るデータ処理装置１００の適用例について説明するための図である。 図１３は、本発明の一実施形態による医学画像装置を示すブロック図である。 図１４は、本発明の実施形態／実施例を実現可能なコンピュータの構成の一例を示すブロック図である。

以下において、本発明の基本的理解のために、本発明の幾つかの実施形態についての概要を紹介する。この概要は、本発明のキーになる領域あるいは重要な領域を確定するものではなく、また本発明の範囲を限定するものでもない。その目的は、ただ簡略的に説明することによって、その後に説明する更に詳細な説明の導入として説明するものである。

本発明の一実施形態によれば、データ処理装置は、対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするデータロードユニットと、データから取得した特徴パラメータに対して比較を行うことで変化したボクセルを検出し、変化が特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超える異常検出ユニットと、ディスプレイにより変化が発生したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示する異常表示ユニットと、を具備する。なお、データ処理装置は、医用情報処理装置の一例である。

本発明の別の実施形態によれば、医学画像装置は、本発明の上記実施形態によるデータ処理装置を具備する。なお、医学画像装置は、医用画像診断装置の一例である。

本発明の別の一実施形態によれば、データ処理方法であって、対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするステップと、データから取得した特徴パラメータを使用して比較を行うことで変化が発生したボクセルを検出し、変化は、特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えることであるステップと、ディスプレイにより変化が発生したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示するステップと、を具備する。なお、データ処理方法は、医用情報処理方法の一例である。

また、本発明の別の一実施形態は、さらにデータ処理方法を実現するためのコンピュータプログラムをさらに提供する。例えば、本発明の別の一実施形態は、コンピュータプログラムとして、医用情報処理プログラムを提供する。

また、本発明の別の一実施形態は、さらに、少なくともコンピュータ読み取り可能な媒体形式のコンピュータプログラム製品を提供し、その上でデータ処理方法を実現するためのコンピュータプログラムコードを記録する。

本発明のデータ処理方法、データ処理装置およびデータ画像装置において、複数のボクセルのスキャンデータを同時にロードし、比較することで変化が発生したボクセルの自動検出を実現し、関心領域を見出してさらに検査する。それは、変化したボクセルの高速、有効、かつ正確な識別を実現することができる。

以下、図面を参照しながら本実施形態を説明することにより、さらに本実施形態の目的、特徴、メリットを理解し易くすることができる。図面中の構成は、ただ本実施形態の原理を示すためのものである。図面において、同じ或いは類似の技術的特徴あるいは構成は、同様の或いは類似の図面表記を用いて表現することとする。

以下、図面を参照しながら本実施形態について説明をする。なお、説明において、一つの図面あるいは一つの実施形態において記載した構成や特徴は、一つあるいは複数の他の図面あるいは実施形態において示した構成や特徴と組み合わせることができる。さらに、明瞭にするため、図面や説明において本実施形態と無関係な内容や、当業者にとって周知の構成や処理については、表示や記載を省略する。

図１は、本発明の一実施形態によるデータ処理装置１００の構成を示すブロック図であり、データ処理装置１００は、医用画像データ（医学画像データ）に対して処理を行うためのものであり、図１に示すように、データ処理装置１００は、被検体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするデータロードユニット１０１と、データから取得した特徴パラメータを使用して比較することで変化したボクセルを検出し、変化は、特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えることである異常検出ユニット１０２と、ディスプレイにより変化が発生したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示する異常表示ユニット１０３と、を具備する。なお、本実施形態では、特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えることを、「変化」若しくは「異常」と表記する。

本実施形態の説明において、医学イメージング装置によりスキャンしようとする被検体の特定部位に対してスキャンを行うことで必要な１つまたは複数のボクセルの画像データを取得する。単一回のスキャンのボクセル数量に基づいて、スキャンは、単一ボクセルスキャンと複数ボクセルスキャンとを含むことができる。単一ボクセルスキャンを採用すると、複数のボクセルをスキャンする必要がある場合、複数回のスキャンを行ってそれぞれスキャンデータを記憶する必要があるが、複数ボクセルスキャンを採用する場合、一回のスキャンにおいて複数のボクセルに対して操作してデータを記憶することができる。

データロードユニット１０１は、このように取得したデータをロードして後続の処理に用いられる。具体的には、データロードユニット１０１は、同一組のデータであるようにそれぞれ記憶、または共同に記憶した複数のボクセルのデータをロードすることができる。例えば、手動で複数の単一ボクセルスキャンデータをロードする必要がないので、処理効率を向上することができる。

スキャンの対象は、人または動物であっても良く、身体の特定部位は、脳、肺、心臓、肝臓、腎臓などの各器官または組織を含むが、これに限定されていない。ここでの医学イメージング装置は、医用画像診断装置とも称することができ、Ｘ線イメージング診断装置、超音波診断装置、コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、または陽電子放出断層スキャン（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＰＥＴ）装置などを含むことができるが、これに限定されるものではない。

データをロードした後、異常検出ユニット１０２は、データから関連した特徴パラメータを取得し、特徴パラメータを使用して比較を行うことで変化が発生したボクセルを見出すことができる。具体的には、各ボクセルに対して、特徴パラメータが基準値を有し、取得した特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えると、ボクセルが変化が発生したことを表明する。すなわち、判定部としての異常検出ユニット１０２は、医用画像データに設定された関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを複数の代謝物ごとに判定する。

その後、異常表示ユニット１０３は、変化したボクセルの位置をディスプレイによりユーザに表示すると同時に、変化のレベルを表示することができる。複数のボクセルの場合、最も重大なボクセルがある位置を判断する時間を節約することができる。変化のレベルは特徴パラメータの平均値と分散に基づいて限定することができる。すなわち、表示制御部としての異常表示ユニット１０３は、複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを識別する識別情報を、関心領域に対応付けて表示させる。

一実施形態において、基準値は、経験値、対称ボクセルの対応値および歴史値のうちの少なくとも１つを含む。つまり、参照値は、実験により得られた実験値、関心領域の位置に対称な領域に対応する対応値、及び、過去に測定された過去値のうち少なくとも一つである。

図２は、本発明の一実施形態によるデータ処理装置１００における異常検出ユニット１０２の構成の一例を示すブロック図である。経験に基づいて、抽出した特徴パラメータが正常である場合、ある値またはある範囲内の値を有するはずであるので、異常検出ユニット１０２は実験値比較モジュール２００１を含むことができ、図２に示すように、実験値比較モジュール２００１は、取得した特徴パラメータと予め設定した経験値とを比較する。

一実施形態において、経験値は、特定部位、スキャンシーケンス、対象人種、対象年齢のうちの少なくとも１つに関し、かつ予め訓練したデータベースから取得する。経験値は、経験に基づいて取得した閾値であってもよい。

また、人体または動物体は、通常、対称（例えば、左右対称）であるので、対称位置にある２つのボクセルの相応の特徴パラメータを比較することでそのうちの１つのボクセルが変化したかどうかを判断する。図２に示すように、異常検出ユニット１０２は、１つのボクセルに対して位置がそれと対称となるボクセルを取得する位置合わせモジュール２００２と、２つのボクセルの特徴パラメータを比較して、そのうちの１つのボクセルが変化したかどうかを判断する対称比較モジュール２００３と、を具備する。具体的には、２つの単独のボクセルに対して自動位置合わせを行い、合わせた２つのボクセルの特徴パラメータを比較し、比較結果が、例えば、この２つのボクセルの特徴パラメータが大きく違う時、１つのボクセルにおいて変化が発生したことを判断することができる。図２における各モジュールを点線で示し、それが選択可能であることを示す。

取得した特徴パラメータと歴史値とを比較することで、変化したかどうかを判断することができる。図３乃至図５を参照しながら取得した特徴パラメータと歴史値との比較を如何に実現することを詳しく描画する。

図３は、本発明の他の一実施形態によるデータ処理装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、図１を参照しながら説明したデータロードユニット１０１、異常検出ユニット１０２および異常表示ユニット１０３だけでなく、データ処理装置２００は、同一対象身体の特定部位について記憶したボクセルの過去データをロードする過去データロードユニット２０１と、過去データに基づいて現在、スキャンしようとする位置とスキャンパラメータを設け、データロードユニット１０１がロードした現在データは、スキャンの位置とスキャンパラメータに基づいて対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで得られるスキャン計画ユニット２０２と、をさらに具備する。

過去データロードユニット２０１とスキャン計画ユニット２０２とを含むことで、データ処理装置２００は、歴史スキャンと同じボクセルを見出して現在のスキャンを実行することができ、したがってボクセルの特徴パラメータの経時の変化を取得することができる。例えば、経過観察の場合、医者に、疾患の進行状況を正確に了解させる。

過去データは、データ処理装置２００内に設けられた、またはデータ処理装置２００に接続した記憶装置に記憶することができる。記憶装置は、例えば、（ここに限定されていない）電気、磁気、光、電磁、赤外線、または半導体のシステム、デバイスまたは装置、或いはの何らかの適当な組合せのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むことができる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のより具体的な例（本発明のキーになる領域あるいは重要な領域を確定するものではない）は、１つまたは複数の導線の電気接続、ハンディタイプコンピュータ磁気ディスク、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去・プログラム可能型読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバー、ハンディタイプ光ディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、或いはのそれぞれの何らかの適当な組合せを含む。一方、過去データは、有線通信または無線通信で、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワークなどのネットワークを介して取得することができる。

過去データを取得した後、スキャン計画ユニット２０２は、過去データに基づいて過去のスキャンに対応したスキャン位置および過去のスキャンが使用したスキャンパラメータを取得し、言い換えれば、できるだけ過去のスキャンの対象と条件を復元させる。

図４は、本発明の一実施形態によるデータ処理装置２００におけるスキャン計画ユニット２０２の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、スキャン計画ユニット２０２は、対象身体に対してプレスキャンを行い、スキャン位置決め図を取得するプレスキャンモジュール２０２１と、スキャン位置決め図と過去データとを位置合わせ、現在、スキャンしようとする位置と過去データにおけるスキャン位置とが同じである位置合わせモジュール２０２２と、を具備する。

プレスキャンモジュール２０２１が行ったプレスキャンは、非常に高速的であり、人体構成を代表したスキャン位置決め図を取得するだけためのものである。位置合わせモジュール２０２２は、過去データに基づいて高速的にスキャンしようとする部位を見出し、時間を節約して比較の正確性を向上させる。既存の各種の位置合わせ技術を使用して位置合わせを行うことができる。例えば、スキャン位置マップにおいてプレスキャンした画像と共に、過去データにおけるスキャン位置に相当するスキャン位置を示し、この過程は自動的に行われる。また、データ処理装置を磁気共鳴イメージングに適用する時、示したスキャン位置において、後述したように色合いによって複数の代謝産物の変化程度を示すことができ、かつ代謝産物の経時変化の変化傾向を示すことができることが好ましい。

図５は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置３００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、図１を参照しながら説明したデータロードユニット１０１、異常検出ユニット１０２および異常表示ユニット１０３、図３を参照しながら説明した過去データロードユニット２０１、スキャン計画ユニット２０２だけでなく、データ処理装置３００は、データロードユニット１０１がロードした現在のデータと過去データに基づいて各ボクセルの特徴パラメータの経時の変化傾向を確定する傾向確定ユニット３０１をさらに具備する。データ処理装置３００は、各ボクセルの状態の経時の変更を正確に見え、したがって医師の診断と治療の基準とする。

また、図６は、本発明の別の一実施形態によるデータ処理装置４００の構成を示すブロック図である。図６に示すように、図１を参照しながら説明したデータロードユニット１０１、異常検出ユニット１０２および異常表示ユニット１０３、図３を参照しながら説明した過去データロードユニット２０１、スキャン計画ユニット２０２、および図５を参照しながら説明した傾向確定ユニット３０１だけでなく、データ処理装置４００は、ユーザ入力により１つまたは複数のボクセルを選択するユーザ選択ユニット４０１と、選択した１つまたは複数のボクセルの特徴パラメータに関する情報を表示する詳細表示ユニット４０２と、を具備する。図６における点線で示したモジュールが選択可能なものである。

例えば、変化したボクセルを確定した時、その内の１つのボクセルを選択してその特徴パラメータまたは特徴パラメータに基づいて取得した関連情報、例えば、経験値、または対称ボクセルの値との比較等を具体的に検査する。これらの情報は、例えば、リストまたはカーブ（グラフ）の形式で示すことができる。ユーザ（操作者）は、変化しないボクセルを選択して検査することができる。一実施形態において、ユーザは、マウス、キーボード、音声入力装置などによって所望のボクセルを選択することができる。

一例として、データ処理装置１００、２００、３００または４００を含む磁気共鳴イメージング （ＭＲＩ）装置を採用して磁気共鳴スペクトル（ＭＲＳ）分析を行い、それは、人体内の代謝産物の改変を研究した非侵襲式分析技術であり、かつ広く適用されており、代謝産物の測定結果に対して後処理、例えば、化学変位イメージングを行うことでスペクトル線図と代謝産物濃度値とを取得することができる。

一例において、特徴パラメータは、代謝産物の代謝濃度、スペクトル線ピーク値高度、その他の代謝産物の代謝濃度またはスペクトル線ピーク値高度の相対値のうちの少なくとも１つを含む。脳に対するスキャンを例とし、関心のある代謝産物として、例えば、ＮＡＡ、コリン（ｃｈｏｌｉｎｅ）、イノシトール、クレアチンなどを含むことができる。

本発明の適用範囲は、ＭＲＳに限定されるものではなく、特徴パラメータもの例に限定されておらず、上記の例はただ説明を目的とし、限定するものではない。本発明の各実施形態は、適当に変更して各種のほかの応用に適用する。

本発明によるデータ処理装置において、異常表示ユニット１０３は、色合いで変化のレベルを表示し、かつ複数種の代謝産物の特徴パラメータがある時、それぞれ異なる色により異なる代謝産物を表示する。このように、ユーザがより直感にボクセルが何種のレベルおよび何種の類型の変化が発生したことを見つけることができる。

例えば、異常検出ユニット１０２は、ＭＲＳによって測定した代謝産物の量（例えば、代謝濃度、スペクトル線ピーク値高度など）または複数の代謝産物の間の比率と経験値の正常範囲、対称ボクセルの対応値または歴史値などに対して比較して該代謝産物の値が異常値であるかどうかを判断し、判定時、特定部位、スキャンシーケンス、対象種類、年齢などの要素を考慮する。異常表示ユニット１０３は、その値を異常値と判断する代謝産物をグラフまたはカラーマップとして表示する。

一例として、異常表示ユニット１０３は、さらに、スキャンした画像（例えば、ＭＲＩ画像）においてボクセル位置と形状を示す線を表示し、かつ各ボクセルを複数の領域（例えば、９つの格子）に分けて、異なる領域においてそれぞれ異なる色で対応した代謝産物の変化程度を示す。このように、一つまたは複数のボクセルにおいて複数種の代謝産物の変化程度を示すことができる。また、異常表示ユニット１０３は、各領域においてそれぞれ代謝産物の特徴パラメータと代謝産物の変化程度を示す。それは、実際要求によって設定する。

異常表示ユニット１０３は、色と代謝産物との間の対応関係を示す凡例（レジェンド）を表示し、例えば、赤色系はＮＡＡを示し、青色系がコリンを示し、紫色系がイノシトールを示し、黄色系がクレアチンを示す。色が濃いほど、相応した代謝産物の変化程度が高い。この凡例（レジェンド）は、画像における固定位置（例えば、右上隅）またはキーではない位置に示すことができる。

以上のように、本発明によるデータ処理装置１００、２００、３００または４００を使用して、変化したボクセルおよび変化のレベルを高速、自動的、かつ正確に見出し、関心領域を見出してさらに検査し、識別効率を向上させる。

以上において、実施形態におけるデータ処理装置に対する説明過程において、いくつかの処理または方法について記述した。以下、上述した実施形態と重複しない場合、それらの方法について詳細な説明を行うこととする。なお、データ処理装置の説明過程において記述された方法は必ずしもユニットを採用しなくても良く、または、ユニットにより実行しなくても良い。例えば、ハードウエアおよび／またはファームウエアを一部として、または完全に使用してデータ処理装置の実施形態を実現しても良く、以下に記述するデータ処理方法もまた、完全にコンピュータ実行可能なプログラムにより実現しても良いし、データ処理装置のハードウエアおよび／またはファームウエアを採用する形態でも良い。

図７は、本発明の一実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。データ処理方法は、対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするステップ（Ｓ１１）と、データから取得した特徴パラメータを使用して比較を行うことで変化したボクセルを検出し、変化が特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えることであるステップ（Ｓ１２）と、ディスプレイに変化したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示するステップ（Ｓ１３）と、を含む。

基準値は、経験値、対称ボクセルの対応値および過去値のうちの少なくとも１つを含む。相応的には、ステップＳ１２における比較は、取得した特徴パラメータと予め設定した実験値とを比較することを含む。実験値は、実験的な閾値であってもよい。また、実験値が特定部位、スキャンシーケンス、対象人種、対象年齢のうちの少なくとも１つに関し、予め訓練したデータベースから取得する。

一実施形態において、１つのボクセルに対して位置がそれと対称となるボクセルを取得し、２つのボクセルの特徴パラメータを比較し、そのうちの１つのボクセルが変化したかどうかを判断することで変化したボクセルを検出することができる。この方式は人体が基本的に対称な構成であるという原理に基づく。

図８は、他の実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。図７を参照して説明したステップＳ１１〜Ｓ１３だけでなく、データ処理方法は、ステップＳ１１の前の、同一対象身体の特定部位に対して記憶したボクセルの過去データをロードするステップ（Ｓ２１）と、過去データに基づいて現在、スキャンしようとする位置とスキャンパラメータを設けるステップ（Ｓ２２）とを含み、ロードした現在のデータは、スキャンの位置とスキャンパラメータに基づいて対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得する。この２つのステップを含むことで、スキャンデータ取得の一貫性を実現し、同一ボクセルの状態変化に対して正確に比較と分析を行うことができる。

また、図８におけるデータ処理方法は、点線ブロックで示した、ロードした現在データと過去データに基づいて各ボクセルの特徴パラメータの経時の変化傾向を確定するステップ（Ｓ３１）をさらに含むことができる。

図９は、図８におけるステップＳ２２のサブステップを示すフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ２２は、対象身体に対してプレスキャンを行い、スキャン位置決め図を取得するステップ（Ｓ２２１）と、スキャン位置決め図と過去データとを位置合わせ、現在、スキャンしようとする位置と過去データにおけるスキャン位置とが同じであるステップ（Ｓ２２２）とを含む。既存の各種の技術を採用してステップＳ２２２を実行することができる。

図１０は、本発明の他の一実施形態によるデータ処理方法を示すフローチャートである。ステップＳ１１〜Ｓ１３のほか、データ処理方法は、ユーザ入力により１つまたは複数のボクセルを選択すするステップ（Ｓ４１）と、選択した１つまたは複数のボクセルの特徴パラメータに関する情報を表示するステップ（Ｓ４２）とを含む。データ処理方法は、点線で示したステップＳ２１〜Ｓ２２またはＳ２１〜Ｓ２２およびＳ３１を含むことができる。

非制限性な一例として、特徴パラメータは、代謝産物の代謝濃度、スペクトル線ピーク値高度、そのほかの代謝産物の代謝濃度またはスペクトル線ピーク値高度の相対値のうちの少なくとも１つを含むことができる。これらのパラメータは、磁気共鳴スペクトル分析により取得することができる。データ処理方法は、これに限定されるものではなく、上記の例は説明だけを目的とする。

上記各実施形態において、変化のレベルは、特徴パラメータの平均値と分散に基づいて限定することができる。

一実施形態において、ステップＳ１３にて、色合いで変化のレベルを表示し、複数種の代謝産物の特徴パラメータがある時、それぞれ異なる色で異なる代謝産物を表示する。このように、より直感的に表示することができる。

ここで、上記の実施形態の適用例について説明する。図１１及び図１２は、実施形態に係るデータ処理装置１００の適用例について説明するための図である。図１１及び図１２には、実施形態に係るデータ処理装置１００による表示画面の一例を例示する。

図１１に示すように、例えば、異常表示ユニット１０３は、被検体の頭部（脳）が撮影された医用画像と、２つのリストを表示する。ここで、このリストは、医用画像上に設定された関心領域内の代謝物に関する情報を表示するものである。図１１の例では、上側のリストは、上側の関心領域に対応する情報を表し、下側のリストは、下側の関心領域に対応する情報を表す。

例えば、異常表示ユニット１０３は、上側のリストに、代謝物としてｔＮＡＡに関する情報を表示する。具体的には、異常表示ユニット１０３は、関心領域内の磁気共鳴スペクトルに基づくｔＮＡＡのｐｐｍと、ＦＷＨＭ（半値全幅）と、ｈｅｉｇｈｔ（スペクトルのピーク値）と、ａｒｅａ（面積）と、Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／Ｎｏｒｍａｌ（正常値に対する濃度比）とを対応付けて表示する。そして、異常表示ユニット１０３は、この正常値に対する濃度比に対応する色で関心領域を表示する。具体的には、異常検出ユニット１０２は、ｔＮＡＡの濃度比と、参照値（例えば、任意の閾値）とを比較して、ｔＮＡＡの濃度比が異常であるか否かを判定する。そして、異常表示ユニット１０３は、異常検出ユニット１０２によって判定された判定結果に応じた色で、関心領域を表示する。例えば、ｔＮＡＡの濃度比が異常であれば「赤」、異常でなければ「青」で関心領域の内側を塗りつぶして表示する。

また、例えば、異常表示ユニット１０３は、下側のリストに、代謝物としてｔＮＡＡとＧｌｘに関する情報を表示する。具体的には、異常表示ユニット１０３は、関心領域内の磁気共鳴スペクトルに基づくｔＮＡＡとＧｌｘについて、ｐｐｍと、ＦＷＨＭ（半値全幅）と、ｈｅｉｇｈｔ（スペクトルのピーク値）と、ａｒｅａ（面積）と、Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／Ｎｏｒｍａｌ（正常値に対する濃度比）とを対応付けて表示する。そして、異常表示ユニット１０３は、この正常値に対する濃度比に対応する色で関心領域を表示する。ここで、下側のリストには２つの代謝物の情報が含まれる。この場合、異常表示ユニット１０３は、ｔＮＡＡの判定結果と、Ｇｌｘの判定結果とをそれぞれ表示する。図１１の例では、異常表示ユニット１０３は、ｔＮＡＡの判定結果に対応する色を関心領域の左側に表示し、Ｇｌｘの判定結果に対応する色を関心領域の右側に表示する。

また、例えば、異常表示ユニット１０３は、図１２に示すように、異常の程度を色の濃淡で表示する。例えば、異常検出ユニット１０２は、ＮＡＡ、Ｃｈｏ、Ｃｒ、Ｌａｃのそれぞれについて、異常であるか否かに加えて、異常の程度を判定する。例えば、異常検出ユニット１０２は、各代謝物の濃度比が閾値からどれだけ離れているかに応じて、異常の程度を判定する。そして、異常表示ユニット１０３は、各代謝物の濃度比が閾値から離れているほど濃い色で、ＮＡＡ、Ｃｈｏ、Ｃｒ、Ｌａｃのそれぞれを表示する。なお、異常でなければ、関心領域は無色で表示される。

データ処理方法の各ステップに対するより具体的な詳細およびより多くのステップに関しては、以上の本発明の実施形態によるデータ処理装置における各ユニットに対する関連記述を参照することができるので、ここでは重複して説明はしない。

図１３は、本発明の一実施形態による医学画像装置を示すブロック図である。図１３において医用画像装置の他の可能なユニットを省略する。医用画像装置１１００は、変化したボクセルを自動的に検出して、変化したボクセルの位置と変化のレベルをユーザに提供するデータ処理装置１１１０を含む。データ処理装置１１１０は、上述したいずれかの一実施形態によるデータ処理装置１００や、２００、３００、４００であっても良い。医用画像装置１１００は、例えば、Ｘ線イメージング装置、ＵＬ診断イメージング装置、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、またはＰＥＴ装置などであるが、特に制限されない。

データ処理装置を医用画像装置に設ける時に使用することができる具体的手段または形態は当業者にとって周知のものであり、ここでは重複して説明はしない。

一例として、データ処理方法の各ステップおよびデータ処理装置の各構成および／または部分はソフトウエア、ファームウエア、ハードウエアあるいはそれらの組み合わせとして実施しても良い。ソフトウエアあるいはファームウエアを介して実現した場合、データ処理方法のソフトウエアプログラムを実施するため、メモリ媒体からあるいはネットワークを介して専用のハードウエア構造のコンピュータ（例えば、図１４に示す汎用コンピュータ１２００）へダウンロードして構成することができ、該コンピュータに各種プログラムがダウンロードされた状態で、各種機能等を実施することができる。

図１４は、本発明の実施形態／実施例を実現可能なコンピュータの構成を示すブロック図である。図１４において、演算処理部（即ち、ＣＰＵ）１２０１は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２０２の中に記憶されているプログラム、あるいは、記憶部１２０８からランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１２０３へ書き込まれたプログラムに基づいて、各種処理を実施する。ＲＡＭ１２０３では、必要に応じて、ＣＰＵ１２０１が各種処理等を実施するときに必要なデータも記憶しておく。ＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２およびＲＡＭ１２０３は、ライン１２０４を経由してそれぞれ接続されている。入力／出力インターフェース１２０５も、ライン１２０４につながっている。

下記の各部は、入力／出力インターフェース１２０５に接続されている：入力部１２０６（キーボード、マウス等を含む）、出力部１２０７（モニタ、例えば、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶モニタ（ＬＣＤ）等や、スピーカ等を含む）、記憶部１２０８（ハードディスクを含む）、通信部１２０９（ネットワークインターフェースカード、例えば、ＬＡＮカード、モデム等）。通信部１２０９は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して通信処理を実施する。必要に応じて、駆動器１２１０も入力／出力インターフェース１２０５に接続可能である。取り外し可能な媒体１２１１は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、ＭＯ、半導体メモリ等であって、必要に応じて駆動器１２１０に装着され、必要に応じてコンピュータプログラムを読み出して、記憶部１２０８へダウンロードされる。

ソフトウエアを介してシステム処理を実施する場合、ネットワーク（例えば、インターネット）あるいは記憶媒体（例えば、取り外し可能な媒体１２１１）からソフトウエアを構成するプログラムをダウンロードしても良い。

当業者においては、図１４に示すようなプログラムを記憶した記憶媒体は、装置とは離れたところからユーザにプログラムを提供する取り外し可能な媒体１２１１に限らない。取り外し可能な媒体１２１１の例としては、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを含む）、磁気光ディスク（ＭｉｎｉＤｉｓｃ（ＭＤ、登録商標）を含む）、半導体メモリを含む。また、記憶媒体はＲＯＭ１２０２、記憶部１２０８に含まれるハードディスク等であっても良く、その中にプログラムが記憶され、それらを含む装置からユーザへプログラムが送られる形態でも良い。

本発明では、更に、メモリとして、機器読み取り可能なコマンドコードを記憶しているプログラム製品でも応用でき、コマンドコードが機器を介して読み取られると、本発明のデータ処理方法が実施される。

機器読み取り可能なコマンドコードを記憶しているプログラム製品を受け入れるための記憶媒体も本発明に適用できる。その記憶媒体は、ハードディスク、光ディスク、磁気光ディスク、メモリカード、メモリスティックには限定されない。

上記の具体的実施形態においては、一つの実施方式に示す特徴について、同様の方法を一つあるいは複数の他の実施方法の中で適用したり、その他の実施方法と組み合わせたり、あるいはその他の実施方法における特徴に替えるといったことも可能である。

さらに、“包含する／含む”といった用語を使用したときは、特徴・構成・ステップあるいは構造の存在を指し示す。ただし、その他の特徴・構成・ステップあるいは構造の存在や付加の排除を意味するものではない。

上記実施形態においては、数字構成の図番記号を用いて各ステップや構成を表記している。ただし、これらの図番記号は単なる説明や画図の都合への考慮によるものであって、その順序やいかなる他の限定を表すものではない、と当業者は理解すべきである。

このほか、本実施形態の方法は、詳細な説明の欄において説明された時間順序に沿って実施されるものに限らず、その他の時間順序に沿って、同時に、あるいは独立して実施されても良い。それゆえ、本願の詳細な説明において説明された方法の実施順序は、本実施形態の技術範囲に対する構成を制限するものではない。

上記では、既に、本実施形態の具体的実施形態の説明をもって、本実施形態の説明を行っているものの、上述下すべての実施形態はすべて単なる例示に過ぎず、限定するものではない。当業者は、特許請求の主旨や範囲において、本実施形態の各種手直し・改良あるいは同等物の設計を行うことが可能である。これらの手直し・改良あるいは同等物は、本実施形態の保護範囲内に含まれるものである。

以上の説明によれば、本発明に係る実施形態は以下の技術方案を提供する。

付記１、医療医学画像データに対して処理を行うデータ処理装置であって、
対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするデータロードユニットと、
前記データから取得した特徴パラメータに対して比較を行うことで変化したボクセルを検出し、前記変化が前記特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えることである異常検出ユニットと、
ディスプレイにより前記変化したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示する異常表示ユニットと、を具備することを特徴とするデータ処理装置。

付記２、前記基準値は、経験値、対称ボクセルの対応値および歴史値のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする付記１に記載のデータ処理装置。

付記３、前記異常検出ユニットは、取得した特徴パラメータと予め設定した前記経験値とを比較する経験値比較モジュールを具備することを特徴とする付記２に記載のデータ処理装置。

付記４、前記異常検出ユニットは、１つのボクセルに対して位置がそれと対称となるボクセルを取得する位置合わせモジュールと、
２つの前記ボクセルの特徴パラメータを比較して、そのうちの１つのボクセルが前記変化が発生したかどうかを確定する対称比較モジュールと、を具備することを特徴とする付記２に記載のデータ処理装置。

付記５、同一対象身体の特定部位について記憶したボクセルの過去データをロードする過去データロードユニットと、
前記過去データに基づいて現在、スキャンしようとする位置とスキャンパラメータを設けるスキャン計画ユニットと、をさらに具備し、
前記データロードユニットがロードした現在データは、前記スキャンの位置とスキャンパラメータに基づいて対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで得られることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。

付記６、前記データロードユニットがロードした前記現在データと前記過去データに基づいて各ボクセルの特徴パラメータの経時の変化傾向を確定する傾向確定ユニットを、さらに具備することを特徴とする付記５に記載のデータ処理装置。

付記７、前記スキャン計画ユニットは、
前記対象身体に対してプレスキャンし、スキャン位置決め図を取得するプレスキャンモジュールと、
前記スキャン位置決め図と前記過去データとを位置合わせ、現在、スキャンしようとする位置と前記過去データにおけるスキャン位置とが同じである位置合わせモジュールと、を具備することを特徴とする付記５に記載のデータ処理装置。

付記８、前記特徴パラメータは、代謝産物の代謝濃度、スペクトル線ピーク値高度、そのほかの代謝産物の代謝濃度またはスペクトル線ピーク値高度の相対値のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。

付記９、前記経験値は、特定部位、スキャンシーケンス、対象人種、対象年齢のうちの少なくとも１つに関し、予め訓練したデータベースから取得することを特徴とする付記２または３に記載のデータ処理装置。

付記１０、前記変化のレベルは、前記特徴パラメータの平均値と分散に基づいて限定することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。

付記１１、前記異常表示ユニットは、色合いで前記変化のレベルを表示し、複数種の代謝産物の特徴パラメータがある時、それぞれ異なる色を使用して異なる代謝産物を表示することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。

付記１２、 ユーザ入力により１つまたは複数のボクセルを選択するユーザ選択ユニットと、
選択した１つまたは複数のボクセルの特徴パラメータに関する情報を表示する詳細表示ユニットと、をさらに具備することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。

付記１３、付記１乃至１２のいずれか一項に記載のデータ処理装置を含むことを特徴とする医学画像装置。

付記１４、前記医学画像装置は磁気共鳴イメージング装置であることを特徴とする付記１３に記載の医学画像装置。

付記１５、医学画像データに対して処理を行うデータ処理方法であって、
対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得した１つまたは複数のボクセルのデータをロードするステップと、
前記データから取得した特徴パラメータを使用して比較を行うことで変化したボクセルを検出し、前記変化が前記特徴パラメータと基準値との差が所定レベルを超えるステップと、
ディスプレイにより前記変化したボクセルの位置および変化のレベルをユーザに表示するステップと、を具備することを特徴とするデータ処理方法。

付記１６、前記基準値は、経験値、対称ボクセルの対応値および歴史値のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする付記１５に記載のデータ処理方法。

付記１７、前記比較は、取得した特徴パラメータと予め設定した前記経験値とを比較することを特徴とする付記１６に記載のデータ処理方法。

付記１８、変化したボクセルを検出することは、
１つのボクセルに対して位置がそれと対称したボクセルを取得し、
２つの前記ボクセルの特徴パラメータを比較し、そのうちの１つのボクセルにおいて前記変化が発生したかどうかを確定することを含むことを特徴とする付記１６に記載のデータ処理方法。

付記１９、同一対象身体の特定部位に対して記憶したボクセルの過去データをロードし、
前記過去データに基づいて現在、スキャンしようとする位置とスキャンパラメータを設けることを含み、
ロードした現在データは、前記スキャンの位置とスキャンパラメータに基づいて対象身体の特定部位に対してスキャンを行うことで取得することを特徴とする付記１５乃至１８のいずれか一項に記載のデータ処理方法。

付記２０、ロードした前記現在データと前記過去データに基づいて各ボクセルの特徴パラメータの経時の変化傾向を確定することを特徴とする付記１９に記載のデータ処理方法。

付記２１、前記過去データに基づいて現在、スキャンしようとする位置とスキャンパラメータとを設けることは、
前記対象身体に対してプレスキャンを行い、スキャン位置決め図を取得し、
前記スキャン位置決め図と前記過去データとを位置合わせし、現在、スキャンしようとする位置と前記過去データにおけるスキャン位置とを一致させることを含むことを特徴とする付記１９に記載のデータ処理方法。

付記２２、前記特徴パラメータは、代謝産物の代謝濃度、スペクトル線ピーク値高度、他の代謝産物の代謝濃度またはスペクトル線ピーク値高度の相対値のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする付記１５乃至１８のいずれか一項に記載のデータ処理方法。

付記２３、前記経験値が特定部位、スキャンシーケンス、対象人種、対象年齢のうちの少なくとも１つに関し、かつ予め訓練したデータベースから取得することを特徴とする付記１６に記載のデータ処理方法。

付記２４、前記変化のレベルは、前記特徴パラメータの平均値と分散に基づいて限定されることを特徴とする付記１５乃至１８のいずれか一項に記載のデータ処理方法。

付記２５、ユーザに前記変化したボクセルの位置および変化のレベルを表示することは、色合いで前記変化のレベルを表示し、複数の代謝産物の特徴パラメータがある時、それぞれ異なる色で異なる代謝産物を表示する付記１５乃至１８のいずれか一項に記載のデータ処理方法。

付記２６、ユーザ入力により１つまたは複数のボクセルを選択し、
選択した１つまたは複数のボクセルの特徴パラメータに関する情報を表示することを、含むことを特徴とする付記１５乃至１８のいずれか一項に記載のデータ処理方法。

付記２７、付記１５乃至２６のいずれか一項に記載のデータ処理方法を実現することを特徴とするコンピュータプログラム。

付記２８、その上で付記１５乃至２６のいずれか一項に記載のデータ処理方法を実現するためのコンピュータプログラムコードを記録することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、磁気共鳴スペクトルの閲覧性を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら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。

１００ データ処理装置
１０２ 異常検出ユニット
１０３ 異常表示ユニット

Claims (21)

1. 医用画像データに設定された共通の関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを前記複数の代謝物ごとに判定する判定部と、
   前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを示す複数の測定結果それぞれに対応する複数の異なる色を、前記共通の関心領域の内側に表示させる表示制御部と、
   を備える、医用情報処理装置。
2. 前記判定部は、更に、前記複数の代謝物それぞれの量の異常の程度を判定し、
   前記表示制御部は、前記測定結果として、前記複数の代謝物それぞれの量の異常の程度を含む情報を表示させる、
   請求項１に記載の医用情報処理装置。
3. 前記判定部は、複数の前記関心領域について、前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを判定し、
   前記表示制御部は、前記測定結果を、前記複数の関心領域のそれぞれに対応付けて表示させる、
   請求項１又は２に記載の医用情報処理装置。
4. 前記参照値は、実験により得られた実験値、前記関心領域の位置に対称な領域に対応する対応値、及び、過去に測定された過去値のうち少なくとも一つである、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
5. 前記判定部は、前記複数の代謝物それぞれの量と、予め設定された前記実験値とを比較する、
   請求項４に記載の医用情報処理装置。
6. 前記判定部は、前記関心領域の位置に対称な領域に含まれる前記複数の代謝物それぞれの量の情報を前記対応値として取得し、取得した対応値と、前記複数の代謝物それぞれの量とを比較する、
   請求項４に記載の医用情報処理装置。
7. 前記医用画像データと同一の被検体について記録された過去の医用画像データに関する情報を取得する取得部と、
   前記過去の医用画像データに関する情報に基づいて、撮影条件及び前記関心領域を設定する設定部とを更に備える、
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
8. 前記医用画像データと、前記過去の医用画像データに関する情報とに基づいて、前記複数の代謝物それぞれの量の変化の傾向を特定する特定部を更に備える、
   請求項７に記載の医用情報処理装置。
9. 前記設定部は、プレスキャンによって撮影された位置決め画像と、前記過去の医用画像データとの位置合わせを行って、前記過去の医用画像データのスキャン範囲に対応する位置のスキャン範囲を、前記撮影条件として設定する、
   請求項７に記載の医用情報処理装置。
10. 前記複数の代謝物それぞれの量は、各代謝物の濃度、前記磁気共鳴スペクトルのピーク値、及び、他の代謝物の濃度又はピーク値に対する相対値のうち少なくとも１つを含む、
    請求項１〜９のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
11. 前記実験値は、所定の部位、スキャンシーケンス、被検体の人種、被検体の年齢のうち少なくとも１つに対応し、かつ、予め訓練されたデータベースから取得される、
    請求項４又は５に記載の医用情報処理装置。
12. 前記判定部は、前記複数の代謝物それぞれの量の平均値及び分散値を各代謝物の参照値と比較して、前記異常の程度を判定する、
    請求項２に記載の医用情報処理装置。
13. 前記表示制御部は、前記複数の代謝物それぞれを異なる色で表示させる、
    請求項１〜１２のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
14. 前記表示制御部は、前記異常の程度を色の濃淡で表示させる、
    請求項２に記載の医用情報処理装置。
15. 前記表示制御部は、更に、前記医用画像データにおける前記関心領域の位置及び形状を表す線の画像を表示させる、
    請求項１〜１４のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
16. 前記表示制御部は、前記複数の代謝物それぞれと、各代謝物の色との対応関係を示す凡例の画像を表示させる、
    請求項１３に記載の医用情報処理装置。
17. 前記関心領域を選択する指示を操作者から受け付ける受付部を更に備え、
    前記表示制御部は、前記指示により選択された関心領域内の前記複数の代謝物に関する情報を表示させる、
    請求項１〜１６のいずれか一つに記載の医用情報処理装置。
18. 医用画像データに設定された共通の関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを前記複数の代謝物ごとに判定する判定部と、
    前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを示す複数の測定結果それぞれに対応する複数の異なる色を、前記共通の関心領域の内側に表示させる表示制御部と、
    を備える、医用画像診断装置。
19. 磁気共鳴イメージング装置である、
    請求項１８に記載の医用画像診断装置。
20. 医用画像データに設定された共通の関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを前記複数の代謝物ごとに判定し、
    前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを示す複数の測定結果それぞれに対応する複数の異なる色を、前記共通の関心領域の内側に表示させる、
    ことを含む、医用情報処理方法。
21. 医用画像データに設定された共通の関心領域内の磁気共鳴スペクトルに含まれる複数の代謝物それぞれの量を各代謝物の参照値と比較して、当該複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを前記複数の代謝物ごとに判定し、
    前記複数の代謝物それぞれの量が異常であるか否かを示す複数の測定結果それぞれに対応する複数の異なる色を、前記共通の関心領域の内側に表示させる、
    各処理をコンピュータに実行させる、医用情報処理プログラム。