JP7151464B2

JP7151464B2 - 肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システム

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Publication number: JP7151464B2
Application number: JP2018240087A
Authority: JP
Inventors: 康貴森脇; 信浩宮▲崎▼; 浩明武部; 孝之馬場
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2022-10-12
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP2020099539A

Description

本発明は、肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システムに関する。

医師の画像診断では、過去の確定診断のついた類似症例のＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を参考にして病名候補を絞り込むことがある。一方、過去の類似症例のＣＴスライス画像を人手により探す作業は時間や手間がかかることが多く、医師が診断する上で大きな負担となっている。このため、過去の類似症例のＣＴスライス画像を自動で検索して提示する技術の実現が望まれている。

先行技術としては、たとえば、２次元ＣＴスライス画像を空気領域と軟部組織領域とに分け、軟部組織領域から体表を検出し、ＣＴ装置の撮影限界と接するロスト肺野領域が空気領域内に存在する場合に、ロスト肺野領域をも含めて肺野領域全体の抽出を行うものがある。また、現在のスライス画像内の構成要素を接続性基準に基づき前のスライス画像内の対応する構成要素と関連付け、先のスライス画像の構成要素と関連付けられる現在のスライス画像内の構成要素をアクティブオブジェクトとして標識化し、その長さに基づきアクティブオブジェクトを気管として識別する技術がある。また、心臓をＣＴ撮影して得たボリュームデータから心臓部分を抽出し、視線方向から見て前側の心臓部分の表面から視線方向に所定の深さまでの範囲のデータを抽出し、抽出したデータに対して最大値投影を行って画像を作成する技術がある。

特開２００８－２５３２９３号公報特表２０１７－５２２９１２号公報特開２００９－０２８０７７号公報

しかしながら、従来技術では、ＣＴ装置などで撮影される肺の断面画像において、気管支を含む肺野領域の輪郭を精度よく特定することができない場合がある。断面画像における肺野領域の輪郭を適切に特定できなければ、たとえば、過去の類似症例の断面画像を検索する際の精度が低下するおそれがある。

１つの側面では、本発明は、気管支が写る肺の断面画像であっても肺野領域の輪郭を精度よく特定することができる肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、１つの実施態様では、肺の断面画像から肺野領域を抽出し、抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出し、算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正し、補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システムが提案される。

本発明の一側面によれば、気管支が写る肺の断面画像であっても肺野領域の輪郭を精度よく特定することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる肺画像処理方法の一例を示す説明図である。図２は、肺野の中枢領域および末梢領域の一例を示す説明図である。図３は、実施の形態にかかる肺画像処理システムの一例を示す図である。図４は、肺画像処理装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５は、肺画像処理装置１００の機能的構成例を示すブロック図である。図６は、肺画像処理装置１００による肺野領域の輪郭補正の一例を示す図（その１）である。図７は、肺画像処理装置１００による肺野領域の輪郭補正の一例を示す図（その２）である。図８は、肺画像処理装置１００による２分曲線の算出の一例を示す図である。図９は、肺画像処理装置１００による肺画像処理の一例を示すフローチャートである。図１０は、肺画像処理装置１００による右肺の輪郭補正処理の一例を示すフローチャートである。図１１は、肺画像処理システム３００における類似症例画像検索処理の一例を示すシーケンス図である。図１２は、肺画像処理装置１００による類似ＣＴ画像の表示の一例を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明にかかる肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システムの実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
（実施の形態にかかる肺画像処理方法）
図１は、実施の形態にかかる肺画像処理方法の一例を示す説明図である。図１において、肺画像処理装置１００は、肺野の断面画像から肺野領域の輪郭を特定するコンピュータである。肺野とは肺のことである。肺野の断面画像は、肺野の断面（直立状態での水平方向の断面）を撮影した画像であり、たとえば、人体のある断面を映像化するＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置により撮影されるＣＴスライス画像である。たとえば、ＣＴ装置により肺野を撮影する場合、１０００枚程度のＣＴスライス画像が撮影される。

医師の画像診断では、びまん性肺疾患などの、病変が広範囲にわたって複数領域に分布する症例の診断が難しいといわれている。このような症例を診断する際には、医師は、過去の確定診断のついた類似症例のＣＴスライス画像を参考にして病名候補を絞り込むことが多い。

また、病変が広範囲にわたって複数領域に分布する症例では、病変が臓器に対してどのように分布しているかという点が診断上重要な情報となる。たとえば、びまん性肺疾患の診断では、異常陰影などの病変が、肺野領域の中枢側および末梢側のいずれに存在するのかが重要な情報となる。中枢側とは、人体の中心側である。末梢側とは、人体の中心と反対側である。以下の説明では、肺野領域の中枢側を「中枢領域」と表記し、肺野領域の末梢側を「末梢領域」と表記する場合がある。

ここで、肺野の中枢領域および末梢領域について説明する。図２は、肺野の中枢領域および末梢領域の一例を示す説明図である。図２においては、人体の肺野２００の断面（直立状態での水平方向の断面）を示している。肺野２００は、右肺野２１０および左肺野２２０を含む。図２の中枢２０１はからだの中心である。

右肺野２１０は、中枢領域２１１および末梢領域２１２を含む。中枢領域２１１は、右肺野２１０のうち区域気管支（不図示）から中枢２０１側の領域である。末梢領域２１２は、右肺野２１０のうち亜区域気管支（不図示）から末梢側（中枢２０１とは反対側）の領域である。

左肺野２２０は、中枢領域２２１および末梢領域２２２を含む。中枢領域２２１は、左肺野２２０のうち区域気管支（不図示）から中枢２０１側の領域である。末梢領域２２２は、左肺野２２０のうち亜区域気管支（不図示）から末梢側の領域である。

右肺野２１０および左肺野２２０のそれぞれの組織は、肺門（たとえば図１に示した肺門１３１ａ，１３１ｂ）から３次元的に広がる。肺野２００のＣＴスライス画像群において、中枢領域２１１，２２１の面積は、肺門のあるＣＴスライス画像（たとえば図１に示したＣＴスライス画像１２０）で最大となり、肺門のあるＣＴスライス画像から離れるほど小さくなる。

病変が肺野領域の中枢側および末梢側のいずれに存在するのかを判断するためには、類似症例のＣＴスライス画像を検索するにあたり、診断対象の画像において、肺野領域を、画像診断に適した中枢領域と末梢領域とに分割することが求められる。たとえば右肺野２１０については、中枢領域２１１と末梢領域２１２とに分割することが求められる。肺野領域を適切に分割することができれば、中枢領域と末梢領域における特徴量（たとえば病変の分布）に基づいて、類似症例のＣＴスライス画像を検索することが可能となる。

肺野領域を中枢領域と末梢領域とに分割する処理は、たとえば肺野領域の輪郭に基づいて行われる。この場合に、ＣＴ装置などで撮影される肺野のＣＴスライス画像において、気管支がＣＴスライス画像に写っていると、肺野領域の輪郭を特定することが難しい。すなわち、肺野領域の中枢側に存在する気管支の領域は、本来は肺野領域の内部として判定すべきであるが、誤って肺野領域の外部として判定されることがある。

これは、ＣＴスライス画像において、肺野領域のうちの気管支の領域は、肺野領域のうちの空気を多く含む気管支以外の領域に比べて白く写る（輝度が高くなる）傾向があるためである。このため、ＣＴ装置などで撮影される肺野のＣＴスライス画像において、気管支を含む肺野領域の輪郭を精度よく特定することができない場合がある。

そして、ＣＴスライス画像における肺野領域の輪郭を適切に特定できなければ、肺野領域を中枢領域と末梢領域とに精度よく分割することができず、その結果、類似症例のＣＴスライス画像を検索する際の精度が低下するおそれがある。これに対して、肺画像処理装置１００は、肺野のＣＴスライス画像において、気管支を含む肺野領域の輪郭を精度よく特定することができる。

たとえば、肺画像処理装置１００は、図１の処理過程１０１に示すように、ＣＴ装置などで撮影された肺野のＣＴスライス画像１２０を取得する。ＣＴスライス画像１２０には、右肺野１３０ａおよび左肺野１３０ｂなどが写っている。肺門１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ右肺野１３０ａおよび左肺野１３０ｂの肺門である。肺門とは、肺の入り口にある中枢の気管支である。気管支１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ右肺野１３０ａおよび左肺野１３０ｂ内の気管支である。

つぎに、肺画像処理装置１００は、処理過程１０２に示すように、ＣＴスライス画像１２０に写った右肺野１３０ａおよび左肺野１３０ｂの肺野領域を抽出する。ここでは右肺野１３０ａに関する処理について説明する。輪郭１４０は、処理過程１０２において抽出された右肺野１３０ａの肺野領域の輪郭である。

肺野領域の抽出は、ＣＴスライス画像１２０の各画素における輝度に基づいて行われる。そして、ＣＴスライス画像１２０において、右肺野１３０ａのうち気管支１３２ａがない部分は空洞が多いため輝度が低いが、右肺野１３０ａのうち気管支１３２ａがある部分は空洞が少ないため輝度が高くなる。

このため、処理過程１０２において抽出された右肺野１３０ａの肺野領域は、実際の右肺野１３０ａの肺野領域のうち、気管支１３２ａの一部（特に気管支１３２ａの中枢側の太い部分）を除いた領域になっている。肺画像処理装置１００は、輪郭１４０を、上述の気管支１３２ａの一部を含むように補正する。

拡大図１５０は、処理過程１０２における輪郭１４０の一部を拡大して示している。肺画像処理装置１００は、輪郭１４０上の第１の点１４１から輪郭１４０の外側に向かって伸ばした第１の線１４２と輪郭１４０とが交わる第２の点１４３までの距離ｄを算出する。第１の線１４２は、たとえば、第１の点１４１から輪郭１４０の外側に向かって法線方向に伸ばした線、すなわち、第１の点１４１において輪郭１４０と接する接線と第１の点１４１において直交する線である。

そして、肺画像処理装置１００は、算出した距離ｄが所定値以下の場合に、処理過程１０３に示すように、第１の点１４１と第２の点１４３とを接続するあらたな補助線１４４により輪郭１４０を補正する。補正後の輪郭１４０を輪郭１４０ａとする。肺画像処理装置１００は、補正した輪郭１４０ａをあらわす情報をＣＴスライス画像１２０と対応付けて出力する。

輪郭１４０ａをあらわす情報は、上述した肺野領域を中枢領域と末梢領域とに分割する処理に用いられる。この場合に、輪郭１４０ａは上述の気管支１３２ａの一部を含むように補正したものであるため、気管支１３２ａを含む右肺野１３０ａの肺野領域を中枢領域と末梢領域とに精度よく分割することができる。このため、類似症例のＣＴスライス画像を検索する際の精度を向上させることができる。

右肺野１３０ａに関する処理について説明したが、肺画像処理装置１００は、左肺野１３０ｂに関する処理についても同様に行うことができる。類似症例のＣＴスライス画像の検索は、たとえば、右肺野１３０ａについての分割結果および左肺野１３０ｂについての分割結果に基づいて行われてもよいし、これらのいずれかに基づいて行われてもよい。

このように、肺画像処理装置１００は、図１に示した肺画像処理方法により、肺野領域の輪郭を気管支も含めて精度よく特定することができる。これにより、たとえば、肺野領域の輪郭に基づいて、中枢領域と末梢領域との境界である曲線を精度よく算出することができる。この曲線の算出については後述する（たとえば図８参照）。

（実施の形態にかかる肺画像処理システム）
図３は、実施の形態にかかる肺画像処理システムの一例を示す図である。図３に示すように、実施の形態にかかる肺画像処理システム３００は、肺画像処理装置１００と、サーバ３０１と、ＣＴ装置３０２と、を含む。肺画像処理装置１００、サーバ３０１およびＣＴ装置３０２は、ネットワーク３１０を介して互いに接続されている。ネットワーク３１０は、たとえば、インターネット、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）またはこれらの組み合わせなどである。

肺画像処理システム３００において、肺画像処理装置１００は、医師などのユーザが使用するパーソナルコンピュータなどの情報処理装置である。ＣＴ装置３０２は、人体の肺野を撮影し、撮影により得られたＣＴスライス画像を、ネットワーク３１０を介して肺画像処理装置１００へ送信する。ＣＴ装置３０２による撮影やＣＴスライス画像の送信は、ＣＴ装置３０２に対するユーザの操作によって行われてもよいし、ネットワーク３１０を介した肺画像処理装置１００からの制御によって行われてもよい。

肺画像処理装置１００は、ＣＴ装置３０２から受信したＣＴスライス画像に対して上述の肺画像処理方法を実行する。そして、肺画像処理装置１００は、ＣＴスライス画像と、上述の肺画像処理方法により得られた肺野領域の輪郭をあらわす情報と、を対応付けて、ネットワーク３１０を介してサーバ３０１へ送信する。

サーバ３０１は、画像ＤＢ３２０を有する。画像ＤＢ３２０には、過去の確定診断のついた類似症例のＣＴスライス画像が、診察結果を示す情報と対応付けて複数格納されている。サーバ３０１は、肺画像処理装置１００から受信したＣＴスライス画像と、肺野領域の輪郭をあらわす情報と、に基づいて、画像ＤＢ３２０から類似症例のＣＴスライス画像の検索を行う。そして、サーバ３０１は、検索により得られた類似症例のＣＴスライス画像とその診察結果を示す情報とを、ネットワーク３１０を介して肺画像処理装置１００へ送信する。

肺画像処理装置１００は、サーバ３０１から受信した類似症例のＣＴスライス画像を診察結果とともに肺画像処理装置１００のユーザに表示する。これにより、肺画像処理装置１００のユーザである医師が、過去の確定診断のついた類似症例のＣＴスライス画像を参考にして病名候補を絞り込むことができる。

肺画像処理システム３００において、肺画像処理装置１００、サーバ３０１およびＣＴ装置３０２は、ネットワーク３１０を介して互いに接続されている構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、肺画像処理システム３００において、肺画像処理装置１００およびサーバ３０１は一個のコンピュータであってもよい。この場合は、上述の肺画像処理方法による肺野領域の輪郭をあらわす情報の生成、類似症例のＣＴスライス画像の検索、類似症例のＣＴスライス画像の表示は一個のコンピュータにより行われる。

（肺画像処理装置１００のハードウェア構成）
図４は、肺画像処理装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図４において、肺画像処理装置１００は、プロセッサ４０１と、メモリ４０２と、ディスクドライブ４０３と、ディスク４０４と、を有する。また、肺画像処理装置１００は、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４０５と、ディスプレイ４０６と、入力装置４０７と、可搬型記録媒体Ｉ／Ｆ４０８と、可搬型記録媒体４０９と、を有する。また、各構成部はバス４００によってそれぞれ接続される。

ここで、プロセッサ４０１は、肺画像処理装置１００の全体の制御を司る。プロセッサ４０１は、複数のコアを有していてもよい。プロセッサ４０１は、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）やＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

メモリ４０２は、たとえば、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）およびフラッシュＲＯＭなどを有する記憶部である。たとえば、フラッシュＲＯＭやＲＯＭが各種プログラムを記憶し、ＲＡＭがプロセッサ４０１のワークエリアとして使用される。メモリ４０２に記憶されるプログラムは、プロセッサ４０１にロードされることで、コーディングされている処理をプロセッサ４０１に実行させる。

ディスクドライブ４０３は、プロセッサ４０１の制御に従ってディスク４０４に対するデータのリード／ライトを制御する。ディスク４０４は、ディスクドライブ４０３の制御で書き込まれたデータを記憶する。ディスク４０４としては、たとえば、磁気ディスク、光ディスクなどが挙げられる。

通信Ｉ／Ｆ４０５は、通信回線を通じてネットワーク３１０に接続され、ネットワーク３１０を介して外部装置に接続される。また、通信Ｉ／Ｆ４０５は、ネットワーク３１０と自装置内部とのインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。

ディスプレイ４０６は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する表示装置である。ディスプレイ４０６としては、たとえば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを採用することができる。

入力装置４０７は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを有し、データの入力を行う。入力装置４０７は、キーボードやマウスなどであってもよく、また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。

可搬型記録媒体Ｉ／Ｆ４０８は、プロセッサ４０１の制御に従って可搬型記録媒体４０９に対するデータのリード／ライトを制御する。可搬型記録媒体４０９は、可搬型記録媒体Ｉ／Ｆ４０８の制御で書き込まれたデータを記憶する。可搬型記録媒体４０９としては、たとえば、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）メモリなどが挙げられる。

なお、肺画像処理装置１００は、上述した構成部のうち、たとえば、ディスクドライブ４０３、ディスク４０４などを有さないことにしてもよい。また、肺画像処理装置１００は、上述した構成部のほかに、たとえば、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）、スキャナ、プリンタなどを有することにしてもよい。

（肺画像処理装置１００の機能的構成例）
図５は、肺画像処理装置１００の機能的構成例を示すブロック図である。図５において、肺画像処理装置１００は、取得部５０１と、抽出部５０２と、算出部５０３と、補正部５０４と、出力部５０５と、を含む。これらの各機能部は、たとえば、図４に示したメモリ４０２、ディスク４０４などの記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサ４０１に実行させることにより、または、通信Ｉ／Ｆ４０５により、その機能を実現する。これらの各機能部の処理結果は、たとえばメモリ４０２やディスク４０４などの記憶装置に記憶される。

取得部５０１は、肺のＣＴスライス画像を取得する。たとえば、取得部５０１は、通信Ｉ／Ｆ４０５を用いて、ＣＴスライス画像１２０から送信されたＣＴスライス画像を受信することにより、ＣＴスライス画像を取得する。たとえば図１に示した例では、取得部５０１は、ＣＴスライス画像１２０を取得する。取得部５０１は、取得した肺のＣＴスライス画像を抽出部５０２および出力部５０５へ出力する。

抽出部５０２は、取得部５０１から出力された肺のＣＴスライス画像から肺野領域を抽出する。たとえば、抽出部５０２は、ＣＴスライス画像の各画素の輝度に基づいて、機械学習を用いたパターンマッチングなどを用いて肺野領域を抽出する。このとき、抽出部５０２は、右肺の肺野領域と左肺の肺野領域とを区別して抽出してもよい。たとえば図１に示した例では、抽出部５０２は、輪郭１４０により囲まれる領域を抽出する。抽出部５０２は、抽出した肺野領域を示す情報を算出部５０３および補正部５０４へ出力する。

また、抽出部５０２は、たとえば、抽出した肺野領域を示す情報として、たとえばＣＴスライス画像を２値化、または３値化した画像を生成する。たとえば、抽出部５０２は、ＣＴスライス画像のうち、抽出した肺野領域の各画素を０以外の値（たとえば１）とし、抽出した肺野領域以外の領域の各画素を０としたビットマップ画像を生成する。または、抽出部５０２は、抽出した右肺の肺野領域の各画素を０以外の第１の値（たとえば１２７）とし、抽出した左肺の肺野領域の各画素を０以外の第２の値（たとえば２５５）とし、それ以外の領域の各画素を０としたビットマップ画像を生成する。

算出部５０３は、抽出部５０２から出力された情報が示す肺野領域の輪郭上の第１の点からその肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線とその肺野領域の輪郭とが交わる第２の点を特定し、第１の点から第２の点までの距離を算出する。

たとえば、算出部５０３は、肺野領域の輪郭のうちの中枢側の輪郭上の第１の点を選択し、選択した第１の点から肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と肺野領域の輪郭とが最初に交わる第２の点を特定する。そして、算出部５０３は、選択した第１の点と、特定した第２の点との距離を算出する。また、算出部５０３は、この距離を算出する際に、肺野領域の輪郭のうちの中枢側の輪郭の上下の２つの端点のうちのいずれかの端点を起点として、中枢側の輪郭上の位置をずらしながら第１の点を順次選択してもよい。

たとえば図１に示した例では、算出部５０３は、輪郭１４０上の第１の点１４１から輪郭１４０の外側に向かって伸ばした第１の線１４２と輪郭１４０とが交わる第２の点１４３を特定し、第１の点１４１から第２の点１４３までの距離ｄを算出する。この距離の算出については後述する（たとえば図６，図７参照）。算出部５０３は、算出した距離を示す情報を補正部５０４へ出力する。

補正部５０４は、算出部５０３から出力された情報が示す距離が所定値以下の場合に、第１の点と第２の点とを接続するあらたな輪郭線により、抽出部５０２から出力された情報が示す肺野領域の輪郭を補正する。たとえば図１に示した例では、補正部５０４は、補助線１４４により輪郭１４０を補正して輪郭１４０ａとする。この輪郭の補正方法については後述する（たとえば図７参照）。補正部５０４は、補正した肺野領域の輪郭を示す情報を出力部５０５へ出力する。

出力部５０５は、補正部５０４から出力された情報を、取得部５０１から出力された断面画像と対応付けて出力する。たとえば図１に示した例では、出力部５０５は、ＣＴスライス画像１２０と輪郭１４０ａとを対応付けて出力する。出力部５０５の出力形式としては、たとえば、メモリ４０２、ディスク４０４などの記憶装置への記憶、通信Ｉ／Ｆ４０５による他のコンピュータへの送信、ディスプレイ４０６による表示などがある。

たとえば、出力部５０５は、断面画像に対して輪郭を重ねた画像を表示する。これにより、肺画像処理装置１００のユーザである医師は、断面画像に写った肺野領域の輪郭を明確に認識して画像診断を行うことができる。

また、肺画像処理装置１００は、補正部５０４から出力された情報に基づいて肺野領域を２分する曲線を算出する算出部を備え、出力部５０５は、その算出部によって算出された曲線をあらわす情報を断面画像と対応付けて出力してもよい。たとえば、曲線をあらわす情報を断面画像と対応付けてサーバ３０１へ送信する。

なお、肺画像処理装置１００の各機能部は、肺画像処理システム３００内の肺画像処理装置１００とは異なる他のコンピュータ、たとえば、サーバ３０１で実現することにしてもよい。また、肺画像処理装置１００の各機能部は、肺画像処理システム３００内の複数のコンピュータ（たとえば、肺画像処理装置１００とサーバ３０１）により実現されることにしてもよい。

（肺画像処理装置１００による肺野領域の輪郭補正）
図６および図７は、肺画像処理装置１００による肺野領域の輪郭補正の一例を示す図である。まず、肺画像処理装置１００は、処理過程６０１のように、取得した肺野のＣＴスライス画像から肺野領域６１０を抽出する。このとき、肺画像処理装置１００は、ＣＴスライス画像から、右肺野の領域である肺野領域６１０と左肺野の領域（不図示）とを抽出する。以下、右肺野の領域である肺野領域６１０に対する輪郭補正について説明するが、左肺野の領域に対する輪郭補正も同様である。

ここで、肺野領域６１０の図６における左右方向をＸ軸方向とし、肺野領域６１０の図６における上下方向をＹ軸方向とし、肺野領域６１０の図６における奥行方向をＺ軸方向とする。なお、直立した人体においては、Ｘ軸方向は左右方向に対応し、Ｙ軸方向は前後方向に対応し、Ｚ軸方向は高さ方向に対応する。

処理過程６０１に示すように、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０のうち右上の点６１１および右下の点６１２を特定する。右上の点６１１は、肺野領域６１０の上半分のうち最も右に位置する点である。右下の点６１２は、肺野領域６１０の下半分のうち最も右に位置する点である。

たとえば、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０のうちＹ軸方向の座標値の最小値Ｙ１と最大値Ｙ２を特定し、特定した最小値Ｙ１と最大値Ｙ２の中央値Ｙ３を算出する。また、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０のうちＹ軸方向の座標値がＹ３より大きい部分の中でＸ軸方向の座標値が最大となる点を上述の右上の点６１１として特定する。また、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０のうちＹ軸方向の座標値がＹ３より小さい部分の中でＸ軸方向の座標値が最大となる点を上述の右下の点６１２として特定する。

つぎに、処理過程６０２に示すように、肺画像処理装置１００は、たとえば特定した点６１１または点６１２を起点として、肺野領域６１０のうち気管支の付け根部分の探索を行う。ここでは点６１２を起点として探索を行う場合について説明する。

まず、肺画像処理装置１００は、点６１２から肺野領域６１０の外に向かって伸ばした法線６１２ａを算出する。そして、肺画像処理装置１００は、法線６１２ａが肺野領域６１０の輪郭（対象の点は除く）と交わるか否かを判断する。

図６に示す例では法線６１２ａが肺野領域６１０の輪郭と交わらないため、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０の輪郭上において点６１２より点６１１に近い点６１３から肺野領域６１０の外に向かって伸ばした法線６１３ａを算出する。そして、肺画像処理装置１００は、法線６１３ａが肺野領域６１０の輪郭と交わるか否かを判断する。

図６に示す例では法線６１３ａが肺野領域６１０の輪郭と交わらないため、肺画像処理装置１００は、肺野領域６１０の輪郭上において点６１３より点６１１に近い点６１４から肺野領域６１０の外に向かって伸ばした法線６１４ａを算出する。そして、肺画像処理装置１００は、法線６１４ａが肺野領域６１０の輪郭と交わるか否かを判断する。

図６に示す例では法線６１４ａが肺野領域６１０の輪郭と点６１４ｂにおいて最初に交わるため、肺画像処理装置１００は、点６１４，６１４ｂの間の距離ｄを算出し、算出した距離ｄが１ｃｍ以下であるか否かを判断する。図６に示す例では、点６１４，６１４ｂの間の距離ｄが１ｃｍ以下でない（＞１ｃｍ）であるとする。

この場合に、肺画像処理装置１００は、図７に示す処理過程６０３のように、肺野領域６１０の輪郭上において点６１４より点６１１に近い点６１５から肺野領域６１０の外に向かって伸ばした法線６１５ａを算出する。そして、肺画像処理装置１００は、法線６１５ａが肺野領域６１０の輪郭と交わるか否かを判断する。

図７に示す例では法線６１５ａが肺野領域６１０の輪郭と点６１５ｂにおいて交わるため、肺画像処理装置１００は、点６１５，６１５ｂの間の距離ｄを算出し、算出した距離ｄが１ｃｍ以下であるか否かを判断する。図７に示す例では、点６１５，６１５ｂの間の距離ｄが１ｃｍ以下である（≦１ｃｍ）であるとする。

この場合に、図７の推定結果６０４に示すように、肺野領域６１０の輪郭と、点６１５，６１５ｂを結ぶ線と、によって囲まれる領域６２０は気管支の領域であると推定することができる。また、点６１５，６１５ｂは気管支の付け根部分であると推定することができる。たとえば、上述のように気管支は肺門から３次元的に放射状に広がっており、気管支の直径は約１ｃｍ以下である。この気管支の特徴を利用して、上述のように、肺野領域６１０の中枢側の輪郭の点と、その点から伸ばした法線が肺野領域６１０の輪郭と交わる点と、の間の距離を求めることにより、その距離が１ｃｍ以下となる部分を気管支の付け根部分として推定できる。

肺画像処理装置１００は、処理過程６０５に示すように、点６１５，６１５ｂをスプライン補間などにより補助線６３０でつなぐことにより肺野領域６１０の輪郭を補正する。これにより、気管支を含むように肺野領域６１０の輪郭を補正することができる。このため、気管支が写る肺野のＣＴスライス画像であっても、肺野領域の輪郭を気管支も含めて精度よく特定することができる。

なお、点６１５，６１５ｂをつなぐ補助線６３０を算出する処理には、スプライン補間に限らず、たとえばラグランジュ補間、エルミート補間など各種の非線形補間を用いることができる。また、点６１５，６１５ｂをつなぐ処理は、点６１５，６１５ｂを直線によりつなぐ処理などであってもよい。

図６，図７に示した例では、点６１２を起点として、点６１２，６１３，６１４，６１５の順に法線を算出する処理について説明したが、法線を算出する各点は、これに限らず、たとえば１画素間隔の各点であってもよい。また、点６１１を起点とする各点について法線を算出する処理としてもよい。

（肺画像処理装置１００による２分曲線の算出）
図８は、肺画像処理装置１００による２分曲線の算出の一例を示す図である。図８に示す肺野領域８００は、たとえば、図７に示した処理過程６０５における肺野領域６１０、すなわち気管支を含むように輪郭が補正された肺野領域である。図８に示す気管分岐部８０１は、肺野領域８００が示す肺野の気管支が最初に分岐する部分（中枢）である。

気管分岐部８０１の位置は、たとえばＣＴ装置により撮影された複数のＣＴスライス画像に基づいてより特定される。たとえば、肺画像処理装置１００は、複数のＣＴスライス画像のそれぞれについて、気管の位置を画像マッチング等により特定する。また、肺画像処理装置１００は、特定した気管が１箇所であったＣＴスライス画像のうち最も低い位置（足側の位置）に対応するＣＴスライス画像を特定する。

そして、肺画像処理装置１００は、特定したＣＴスライス画像が対応するＺ軸方向の位置を気管分岐部８０１のＺ軸方向の位置として特定する。また、肺画像処理装置１００は、特定したＣＴスライス画像における気管のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を、気管分岐部８０１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置として特定する。

肺画像処理装置１００は、気管分岐部８０１を起点として伸びる、それぞれ異なる方向の半直線８１１～８１８を算出する。そして、肺画像処理装置１００は、半直線８１１～８１８と肺野領域８００の輪郭との交点Ａ₁～Ａ₈，Ｂ₁～Ｂ₈を算出する。交点Ａ₁～Ａ₈は、それぞれ半直線８１１～８１８と肺野領域８００の中枢側（気管分岐部８０１に近い側）の輪郭との交点である。交点Ｂ₁～Ｂ₈は、それぞれ半直線８１１～８１８と肺野領域８００の末梢側（気管分岐部８０１から遠い側）の輪郭との交点である。

また、肺画像処理装置１００は、交点Ａ_k，Ｂ_kを結ぶ線分の中点Ｃ_kを算出する（ｋ＝１，２，…，８）。そして、肺画像処理装置１００は、中点Ｃ₁～Ｃ₈をつなぎ合わせた曲線を、肺野領域８００を２分する２分曲線８２０として算出する。２分曲線８２０は、たとえば、中点Ｃ₁～Ｃ₈をスプライン補間、ラグランジュ補間、エルミート補間など各種の非線形補間によりつなぎ合わせることにより算出することができる。また、２分曲線８２０は、中点Ｃ₁～Ｃ₈を線形補間によりつなぎ合わせることにより算出した近似的な曲線であってもよい。

上述した類似症例のＣＴスライス画像の検索は、この２分曲線８２０を用いて肺野領域８００を中枢領域と末梢領域に分割し、分割した各領域の特徴量（たとえば病変の分布）を用いて行われる。ここで、肺画像処理装置１００によれば、気管支を含むように肺野領域の輪郭を補正し、その輪郭に基づいて２分曲線８２０を算出するため、肺野領域８００を中枢領域と末梢領域に精度よく分割可能な２分曲線８２０を得ることができる。このため、類似症例のＣＴスライス画像の検索の際の精度を向上させることができる。

（肺画像処理装置１００による肺画像処理）
図９は、肺画像処理装置１００による肺画像処理の一例を示すフローチャートである。肺画像処理装置１００は、たとえば図９に示す肺画像処理を実行する。まず、肺画像処理装置１００は、肺野のＣＴスライス画像を取得する（ステップＳ９０１）。つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０１により取得したＣＴスライス画像から肺野領域を抽出する（ステップＳ９０２）。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０３により抽出した肺野領域のうち右肺の肺野領域を選択する（ステップＳ９０３）。たとえば図６，図７に示した例では肺野領域６１０が選択される。つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０３により選択した右肺の肺野領域の輪郭を補正する輪郭補正処理を行う（ステップＳ９０４）。輪郭補正処理については後述する（たとえば図１０参照）。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０３により抽出した肺野領域のうち左肺の肺野領域を選択する（ステップＳ９０５）。つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０５により選択した左肺の肺野領域の輪郭を補正する輪郭補正処理を行う（ステップＳ９０６）。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０４による輪郭補正処理後の右肺の肺野領域と、ステップＳ９０６による輪郭補正処理後の左肺の肺野領域と、のそれぞれを対象として、以下の処理を行う。すなわち、肺画像処理装置１００は、気管分岐部（たとえば図８に示した気管分岐部８０１）から伸びる線について、対象の肺野領域の中枢側の輪郭との交点Ａ_kと、末梢側の輪郭との交点Ｂ_kと、を算出する（ステップＳ９０７）。ここで、ｋ＝１，２，…，Ｋである。右肺の肺野領域については、たとえば図８に示した例では、Ｋ＝８であり、交点Ａ₁～Ａ₈，Ｂ₁～Ｂ₈が算出される。

つぎに、肺画像処理装置１００は、右肺の肺野領域と左肺の肺野領域とのそれぞれについて、ステップＳ９０７により算出した交点Ａ_k，Ｂ_kに基づく各線分Ａ_k－Ｂ_kの中点Ｃ_kを算出する（ステップＳ９０８）。ここで、ｋ＝１，２，…，Ｋである。右肺の肺野領域については、たとえば図８に示した例では、Ｋ＝８であり、中点Ｃ₁～Ｃ₈が算出される。

つぎに、肺画像処理装置１００は、右肺の肺野領域と左肺の肺野領域とのそれぞれについて、肺野領域を２分する曲線を算出する（ステップＳ９０９）。右肺の肺野領域については、たとえば図８に示した例では２分曲線８２０が算出される。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０１により取得したＣＴスライス画像と対応付けて、ステップＳ９０９により右肺の肺野領域と左肺の肺野領域とのそれぞれについて算出した各曲線を示す曲線データを出力する（ステップＳ９１０）。そして、肺画像処理装置１００は、一連の肺画像処理を終了する。このとき、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０４による輪郭補正処理後の右肺の肺野領域と、ステップＳ９０６による輪郭補正処理後の左肺の肺野領域と、を示す情報をさらに出力してもよい。

図９においては右肺の肺野領域および左肺の肺野領域のそれぞれについて輪郭補正処理を行って曲線を算出する処理について説明したが、右肺の肺野領域および左肺の肺野領域の一方の輪郭補正処理を行って曲線を算出する処理としてもよい。

（肺画像処理装置１００による右肺の輪郭補正処理）
図１０は、肺画像処理装置１００による右肺の輪郭補正処理の一例を示すフローチャートである。肺画像処理装置１００は、たとえば図９に示したステップＳ９０４において、輪郭補正処理としてたとえば図１０に示す処理を実行する。

まず、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０３により選択した右肺の肺野領域（以下、「対象の肺野領域」と称する。）の右上の点を特定する（ステップＳ１００１）。図６，図７に示した例では右上の点６１１が特定される。また、肺画像処理装置１００は、対象の肺野領域の右下の点を特定する（ステップＳ１００２）。図６，図７に示した例では点６１２が特定される。

つぎに、肺画像処理装置１００は、肺野輪郭点数ｎを算出する（ステップＳ１００３）。肺野輪郭点数ｎは、対象の肺野領域の輪郭上における、ステップＳ１００１により特定した点からステップＳ１００２により特定した点までの画素ごとの各点の数である。このｎ個の各点を点Ｐ１～Ｐｎとする。

つぎに、肺画像処理装置１００は、インデックスｉを初期化（ｉ＝１）する（ステップＳ１００４）。インデックスｉは、点Ｐ１～Ｐｎのうち現在の処理対象の点を示す情報であり、たとえば図４に示したメモリ４０２に記憶される。つぎに、肺画像処理装置１００は、現在のインデックスｉに基づく点Ｐｉを選択する（ステップＳ１００５）。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ１００５により選択した点Ｐｉから対象の肺野領域の外側に向かって伸ばした法線と、その対象の肺野領域の輪郭と、が最初に交わる点Ｐｉ’の検出を行う（ステップＳ１００６）。点Ｐｉから伸ばした法線は、たとえば、点Ｐｉと、肺野領域の輪郭上の各点のうち点Ｐｉに隣接する各点と、の各座標に基づいて算出される。

つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ１００６により点Ｐｉ’が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１００７）。点Ｐｉ’が検出されていない場合（ステップＳ１００７：Ｎｏ）は、肺画像処理装置１００は、インデックスｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する（ステップＳ１００８）。つぎに、肺画像処理装置１００は、インデックスｉがステップＳ１００３により算出した肺野輪郭点数ｎを超えたか否かを判断する（ステップＳ１００９）。

ステップＳ１００９において、インデックスｉが肺野輪郭点数ｎを超えていない場合（ステップＳ１００９：Ｎｏ）は、肺画像処理装置１００は、ステップＳ１００５へ戻る。インデックスｉが肺野輪郭点数ｎを超えた場合（ステップＳ１００９：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１００１，Ｓ１００２により特定した各点の間に気管支の付け根部分が検出されなかったことになる。この場合に、肺画像処理装置１００は、対象の肺野領域の輪郭の補正を行わずに、一連の輪郭補正処理を終了し、図９の処理に戻る。

ステップＳ１００６により点Ｐｉ’が検出された場合（ステップＳ１００７：Ｙｅｓ）は、肺画像処理装置１００は、点Ｐｉと点Ｐｉ’との間の距離ｄｉを算出する（ステップＳ１０１０）。つぎに、肺画像処理装置１００は、ステップＳ１０１０により算出した距離ｄｉが１ｃｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０１１）。

ステップＳ１０１１において、距離ｄｉが１ｃｍ以下でない場合（ステップＳ１０１１：Ｎｏ）は、点Ｐｉおよび点Ｐｉ’は気管支の付け根部分でないと推定できる。この場合に、肺画像処理装置１００は、ステップＳ１００８へ移行する。距離ｄｉが１ｃｍ以下である場合（ステップＳ１０１１：Ｙｅｓ）は、点Ｐｉおよび点Ｐｉ’が気管支の付け根部分であると推定できる。この場合に、肺画像処理装置１００は、点Ｐｉと点Ｐｉ’とをつなぐ補助線（たとえば図７に示した補助線６３０）により対象の肺野領域の輪郭を補正し（ステップＳ１０１２）、一連の輪郭補正処理を終了し、図９の処理に戻る。

図９に示したステップＳ９０４による右肺の輪郭補正処理について説明したが、図９に示したステップＳ９０６による左肺の輪郭補正処理についても同様である。ただし、左肺の輪郭補正処理のステップＳ１００１，Ｓ１００２においては、肺画像処理装置１００は、ステップＳ９０５により選択した左肺の領域の左上の点および左下の点を特定する。

ステップＳ１１０１における距離ｄｉの閾値として１ｃｍを用いる処理について説明したが、距離ｄｉの閾値は、たとえば診断対象の人物の性別、年齢、身長、体重等に応じて変更してもよい。

（肺画像処理システム３００における類似症例画像検索処理）
図１１は、肺画像処理システム３００における類似症例画像検索処理の一例を示すシーケンス図である。図１１に示す例では、サーバ３０１の画像ＤＢ３２０（図３参照）には、過去の確定診断のついた類似症例のＣＴスライス画像が、診察結果を示す情報と対応付けて複数格納されているものとする。

まず、ＣＴ装置３０２が、患者の肺のＣＴ画像を撮影する（ステップＳ１１０１）。ＣＴ画像には、患者の肺の複数の高さにおける各断面を撮影した複数の（たとえば１００００枚程度の）ＣＴスライス画像が含まれる。ＣＴ画像の撮影に際して、肺画像処理装置１００には患者情報が入力される。つぎに、ＣＴ装置３０２が、ステップＳ１１０１の撮影により得られたＣＴ画像を診察対象のＣＴ画像として肺画像処理装置１００へ送信する（ステップＳ１１０２）。

つぎに、肺画像処理装置１００が、ステップＳ１１０２により送信されたＣＴ画像を取得し、取得したＣＴ画像に含まれる各ＣＴスライス画像について、肺野領域を２分する曲線を示す曲線データを生成する（ステップＳ１１０３）。ステップＳ１１０３は、たとえば図９に示した肺画像処理のステップＳ９０１～Ｓ９０９を、ＣＴ画像に含まれる各ＣＴスライス画像について実行することによって行われる。

つぎに、肺画像処理装置１００が、取得した診察対象のＣＴ画像と、ステップＳ１１０３によって生成した曲線データと、を対応付けてサーバ３０１へ送信する（ステップＳ１１０４）。ステップＳ１１０４は、たとえば図９に示した肺画像処理のステップＳ９１０によって行われる。

つぎに、サーバ３０１が、ステップＳ１１０４により送信された診察対象のＣＴ画像と類似するＣＴ画像（類似ＣＴ画像）を画像ＤＢ３２０の中から検索する（ステップＳ１１０５）。このとき、サーバ３０１は、ステップＳ１１０５によりＣＴ画像と対応付けて送信された曲線データを用いて類似ＣＴ画像を検索する。ステップＳ１１０５における類似ＣＴ画像については後述する。

つぎに、サーバ３０１が、ステップＳ１１０５の検索により得られた類似ＣＴ画像と、その類似ＣＴ画像と対応付けて画像ＤＢ３２０に登録された診察結果と、を対応付けて肺画像処理装置１００へ送信する（ステップＳ１１０６）。

つぎに、肺画像処理装置１００が、ステップＳ１１０６により送信された類似ＣＴ画像および診察結果を表示し（ステップＳ１１０７）、一連の処理を終了する。ステップＳ１１０７による表示は、たとえば図４に示したディスプレイ４０６などにより行うことができる。ステップＳ１１０７による表示例については後述する（たとえば図１２参照）。

ステップＳ１１０７において、肺画像処理装置１００は、類似ＣＴ画像とともに、ステップＳ１１０２により取得されたＣＴ画像を表示してもよい。これにより、読影医等は、診断対象のＣＴ画像と類似ＣＴ画像とを参照しながら、比較読影により診断対象のＣＴ画像について画像診断を行うことができる。

ステップＳ１１０５における類似ＣＴ画像について説明する。たとえば、画像ＤＢ３２０に登録されたＣＴ画像には、ＣＴスライス画像ごとに、右肺の中枢領域、右肺の末梢領域、左肺の中枢領域および左肺の末梢領域（以下、「４領域」と称する。）のそれぞれにおける異常陰影の数を示す度数分布が対応付けられている。この対応付けは、サーバ３０１において行われてもよいし、サーバ３０１へＣＴ画像を登録する肺画像処理装置（たとえば肺画像処理装置１００）において行われてもよい。

サーバ３０１は、ステップＳ１１０５において、ステップＳ１１０４により送信された診察対象のＣＴ画像のＣＴスライス画像ごとに異常陰影の検出を行う。異常陰影の検出は、たとえば機械学習を用いたパターンマッチングにより行うことができる。

また、サーバ３０１は、診察対象のＣＴ画像のＣＴスライス画像ごとに上述の４領域を判定する。このとき、サーバ３０１は、たとえば機械学習を用いたパターンマッチングにより右肺の領域と左肺の領域とを判定することができる。また、サーバ３０１は、ＣＴスライス画像ごとの曲線データを用いて中枢領域と末梢領域とを判定することができる。

そして、サーバ３０１は、異常陰影の検出結果と、４領域の判定結果と、に基づいて、診察対象のＣＴ画像のＣＴスライス画像ごとに、４領域のそれぞれにおける異常陰影の数を示す度数分布を生成する。つぎに、サーバ３０１は、診察対象のＣＴ画像の各ＣＴスライス画像について生成した度数分布と、画像ＤＢ３２０に登録されたＣＴ画像の各ＣＴスライス画像と対応付けられた度数分布と、の類似度を判定することにより上述の検索を行う。ただし、曲線データを用いた類似ＣＴ画像の検索方法はこれに限らず各種の方法とすることができる。

（肺画像処理装置１００による類似ＣＴ画像の表示）
図１２は、肺画像処理装置１００による類似ＣＴ画像の表示の一例を示す図である。たとえば、図１１に示したステップＳ１１０７において、肺画像処理装置１００は、ディスプレイ４０６などにより図１２に示す画像診断画面１２００を表示する。

肺画像処理システム３００には、診断対象のＣＴ画像１２１０と、検索結果１２４０と、類似ＣＴ画像１２５０と、が含まれる。ＣＴ画像１２１０は、たとえば図１１に示したステップＳ１１０２において肺画像処理装置１００がＣＴ装置３０２から取得した診察対象のＣＴ画像である。

検索結果１２４０は、たとえば図１１に示したステップＳ１１０５においてサーバ３０１により検索された、ＣＴ画像１２１０と類似する類似ＣＴ画像のリストである。たとえば、検索結果１２４０は、検索された類似ＣＴ画像ごとに、その類似ＣＴ画像のＩＤ、サムネイルおよび類似度を含む。サムネイルは、対応する類似ＣＴ画像を縮小した画像である。類似度は、対応する類似ＣＴ画像のＣＴ画像１２１０に対する類似度である。

類似ＣＴ画像１２５０は、検索結果１２４０が示す類似ＣＴ画像のうちユーザによって選択された類似ＣＴ画像である。たとえば、ユーザが図４に示した入力装置４０７によって検索結果１２４０のサムネイルのいずれかを指定すると、指定されたサムネイルに対応する類似ＣＴ画像が類似ＣＴ画像１２５０として表示される。これにより、読影医等は、診断対象のＣＴ画像１２１０と類似ＣＴ画像１２５０とを参照しながら、比較読影により診断対象のＣＴ画像１２１０について画像診断を行うことができる。

このように、実施の形態にかかる肺画像処理装置１００は、肺の断面画像から抽出した肺野領域の輪郭上の第１の点からその肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線とその肺野領域の輪郭とが交わる第２の点を特定する。また、肺画像処理装置１００は、第１の点から第２の点までの距離を算出する。

そして、肺画像処理装置１００は、算出した距離が所定値以下の場合に、第１の点と第２の点とを接続するあらたな輪郭線により肺野領域の輪郭を補正し、補正した肺野領域の輪郭をあらわす情報を断面画像と対応付けて出力する。これにより、肺の断面画像における気管支を含む肺野領域の輪郭を精度よく特定することができる。

また、上述の第１の線は、たとえば、肺野領域の輪郭上の第１の点からその肺野領域の輪郭の外側に向かって法線方向に伸ばした線とすることができる。これにより、肺野領域の輪郭上の互いに対向する各部分の間の距離を算出し、肺野領域における気管支の付け根部分を精度よく判定することができる。このため、気管支を含む肺野領域の輪郭を精度よく特定することができる。

なお、断面画像に右肺野および左肺野が写っている場合に、上述の第２の点は、たとえば、その右肺野または左肺野の肺野領域のうち第１の点を含む肺野領域の輪郭と第１の線とが最初に交わる点である。たとえば、第１の点が右肺野の肺野領域の輪郭上の点であるとすると、第２の点は、右肺野の肺野領域の輪郭と第１の線とが最初に交わる点である。また、第１の点が左肺野の肺野領域の輪郭上の点であるとすると、第２の点は、左肺野の肺野領域の輪郭と第１の線とが最初に交わる点である。

また、肺画像処理装置１００は、上述の距離を算出する処理を、たとえば以下のように行う。すなわち、肺画像処理装置１００は、肺野領域の輪郭のうちの中枢側の輪郭上の第１の点を選択し、選択した第１の点から肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と肺野領域の輪郭とが最初に交わる第２の点を特定する。そして、肺画像処理装置１００は、選択した第１の点と、特定した第２の点との間の距離を算出する。

これにより、気管支の付け根部分となる点を探索する際に、肺野領域の輪郭のうち中枢側の輪郭、すなわち気管支がある側の輪郭に処理の対象を絞ることができる。このため、気管支を含む肺野領域の輪郭を特定する処理の量を削減することができる。

たとえば、肺画像処理装置１００は、図６，図７に示したように、肺野領域の輪郭のうち中枢側の輪郭の上下の２つの端点（たとえば点６１１，６１２）のうちのいずれかの端点を起点として、その中枢側の輪郭上の位置をずらしながら第１の点を順次選択する。これにより、気管支の付け根部分を精度よく探索することができる。たとえば、肺野領域の内部の入り組んだ部分が気管支の付け根部分として特定されることを防ぐことができる。

また、肺画像処理装置１００は、補正した肺野領域の輪郭をあらわす情報に基づいて、肺野領域を２分する曲線を算出し、算出した曲線をあらわす情報を断面画像と対応付けて出力してもよい。これにより、肺野領域を中枢領域と末梢領域とに精度よく２分する曲線を得ることができる。このため、たとえば、断面画像の肺野領域を中枢領域と末梢領域とに分割した結果に基づいてその断面画像と類似する断面画像を検索する際の精度を向上させることができる。

なお、上述の実施の形態においては、肺野領域の抽出、肺野領域の輪郭の補正、２分曲線の算出などの処理を肺画像処理装置１００が行う構成について説明したが、これらの処理の少なくとも一部を肺画像処理装置１００とは異なる装置が行う構成としてもよい。たとえば、図３に示した構成において、肺画像処理装置１００が肺野領域の抽出を行ってその結果を肺画像処理装置１００がサーバ３０１へ送信し、サーバ３０１が肺野領域の輪郭の補正や２分曲線の算出を行う構成としてもよい。または、肺画像処理装置１００がＣＴ装置３０２からのＣＴスライス画像をサーバ３０１へ送信し、サーバ３０１が肺野領域の抽出、肺野領域の輪郭の補正、２分曲線の算出などの処理を行う構成としてもよい。

また、上述のサーバ３０１による処理の一部を肺画像処理装置１００が行う構成としてもよい。たとえば、肺画像処理装置１００は、２分曲線に基づいて上述の度数分布を算出してその結果をサーバ３０１へ送信し、サーバ３０１は肺画像処理装置１００からの度数分布に基づいて上述の検索を行ってもよい。

また、上述の肺画像処理装置１００を複数のコンピュータにより実現してもよい。たとえば、図５に示した肺画像処理装置１００の各機能部を、互いに通信可能な複数のコンピュータにより実現してもよい。

以上説明したように、肺画像処理プログラム、肺画像処理方法および肺画像処理システムによれば、気管支が写る肺の断面画像であっても肺野領域の輪郭を精度よく特定することができる。

なお、本実施の形態で説明した肺画像処理方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。この肺画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、この肺画像処理プログラムはインターネット等のネットワークを介して配布してもよい。

また、本実施の形態で説明した肺画像処理装置１００は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、「ＡＳＩＣ」と称する。）やＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。たとえば、上述した肺画像処理装置１００の機能（取得部５０１～出力部５０５）をＨＤＬ（ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ）記述によって機能定義してもよい。この場合、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与えることにより、肺画像処理装置１００を製造することができる。

上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）肺の断面画像から肺野領域を抽出し、
抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出し、
算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正し、
補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする肺画像処理プログラム。

（付記２）前記第１の線は、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって法線方向に伸ばした線であることを特徴とする付記１に記載の肺画像処理プログラム。

（付記３）前記距離を算出する処理は、
前記肺野領域の輪郭のうちの中枢側の輪郭上の前記第１の点を選択し、
選択した前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした前記第１の線と前記肺野領域の輪郭とが最初に交わる前記第２の点を特定し、
選択した前記第１の点と、特定した前記第２の点との距離を算出する、
処理であることを特徴とする付記１または２に記載の肺画像処理プログラム。

（付記４）前記距離を算出する処理は、前記中枢側の輪郭の上下の２つの端点のうちのいずれかの端点を起点として、前記中枢側の輪郭上の位置をずらしながら第１の点を順次選択する処理であることを特徴とする付記３に記載の肺画像処理プログラム。

（付記５）補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報に基づいて、前記肺野領域を２分する曲線を算出し、
算出した前記曲線をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする付記１～４のいずれか一つに記載の肺画像処理プログラム。

（付記６）前記第２の点は、前記断面画像に写る右肺野または左肺野の肺野領域のうち、前記第１の点を含む肺野領域の輪郭と前記第１の線とが最初に交わる点であることを特徴とする付記１～５のいずれか一つに記載の肺画像処理プログラム。

（付記７）肺の断面画像から肺野領域を抽出し、
抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出し、
算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正し、
補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする肺画像処理方法。

（付記８）肺の断面画像から肺野領域を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正する補正部と、
前記補正部が補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する出力部と、
を含むことを特徴とする肺画像処理システム。

１００肺画像処理装置
１０１～１０３，６０１～６０３，６０５処理過程
１２０ＣＴスライス画像
１３０ａ，２１０右肺野
１３０ｂ，２２０左肺野
１３１ａ，１３１ｂ肺門
１３２ａ，１３２ｂ気管支
１４０，１４０ａ輪郭
１４１第１の点
１４２第１の線
１４３第２の点
１４４，６３０補助線
１５０拡大図
２００肺野
２０１中枢
２１１，２２１中枢領域
２１２，２２２末梢領域
３００肺画像処理システム
６０４推定結果
６１０，８００肺野領域
６１１～６１４，６１４ｂ，６１５，６１５ｂ点
６１２ａ，６１３ａ，６１４ａ，６１５ａ法線
６２０領域
８０１気管分岐部
８１１～８１８半直線
８２０２分曲線
１２００画像診断画面
１２１０ＣＴ画像
１２４０検索結果
１２５０類似ＣＴ画像

Claims

肺の断面画像から肺野領域を抽出し、
抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出し、
算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正し、
補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする肺画像処理プログラム。
前記第１の線は、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって法線方向に伸ばした線であることを特徴とする請求項１に記載の肺画像処理プログラム。
前記距離を算出する処理は、
前記肺野領域の輪郭のうちの中枢側の輪郭上の前記第１の点を選択し、
選択した前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした前記第１の線と前記肺野領域の輪郭とが最初に交わる前記第２の点を特定し、
選択した前記第１の点と、特定した前記第２の点との距離を算出する、
処理であることを特徴とする請求項１または２に記載の肺画像処理プログラム。
前記距離を算出する処理は、前記中枢側の輪郭の上下の２つの端点のうちのいずれかの端点を起点として、前記中枢側の輪郭上の位置をずらしながら第１の点を順次選択する処理であることを特徴とする請求項３に記載の肺画像処理プログラム。
補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報に基づいて、前記肺野領域を２分する曲線を算出し、
算出した前記曲線をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の肺画像処理プログラム。
肺の断面画像から肺野領域を抽出し、
抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出し、
算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正し、
補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする肺画像処理方法。
肺の断面画像から肺野領域を抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出した前記肺野領域の輪郭上の第１の点から、前記第１の点から前記肺野領域の輪郭の外側に向かって伸ばした第１の線と前記肺野領域の輪郭とが交わる第２の点までの距離を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記距離が所定値以下の場合に、前記第１の点と前記第２の点とを接続するあらたな輪郭線により前記肺野領域の輪郭を補正する補正部と、
前記補正部が補正した前記肺野領域の輪郭をあらわす情報を前記断面画像と対応付けて出力する出力部と、
を含むことを特徴とする肺画像処理システム。