JP7236948B2 - 画像処理システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

画像処理システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム Download PDF

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Description

本開示は、画像処理システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム読影支援装置、読影支援方法、及び読影支援プログラムに関する。
一般に、マンモグラフィ装置により撮影された放射線画像を医師等が読影することにより、乳房の病変等の診断を行う技術が知られている。この種の放射線画像として、いわゆるトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像や、複数の投影画像を再構成処理することにより生成される断層画像が知られている。また、この主の放射線画像として、複数の投影画像及び複数の断層画像のうちから選択された複数の画像から生成される合成2次元画像が知られている。
読影において、合成2次元画像等の2次元放射線画像と、断層画像とを相互に参照して診断を行う場合がある。例えば、特許文献1には、合成2次元画像上の各位置と各位置に対応する断層面の深さ方向の位置である深さ情報とを対応づけた深さマップを作成し、合成2次元画像において特定の位置が指定された場合に、指定された位置の深さに対応する断層画像を抽出し、表示する技術が記載されていつ。
国際公開第2014/203531号
特許文献1に記載の技術では、読影を行う場合、読影者が参照可能な複数の断層画像が必要になる。一般に、断層画像は画像に含まれる情報量が多く、また枚数が比較的多いこと等から、参照可能に用意される複数の断層画像を記憶しておくために多くの記憶容量が必要となる場合がある。また、例えば、このような複数の断層画像を、読影者の読影に応じてリアルタイムで生成する場合、処理時間が長くなったり、断層画像の生成を行う画像処理装置の処理負荷が大きくなったりする場合があった。
このように、従来の技術では、合成2次元画像と断層画像とを相互に参照して診断を行う場合、断層画像の扱いに伴う負荷が大きな場合があった。
本開示は、上記事情を考慮して成されたものであり、断層画像の扱いに伴う負荷を低減することができる、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本開示の第1の態様の画像処理システムは、放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得する取得部と、
複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像と、合成2次元画像における位置と位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報と、を受信する受信部と、合成2次元画像を表示装置に表示させる制御を行う表示制御部と、表示装置に表示された合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付ける受付部と、受付部が領域情報を受け付けた場合、合成2次元画像における指定領域に対応し、対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、複数の投影画像から生成する指定断層画像生成部と、を備え、表示制御部は、生成された指定断層画像を表示装置に表示させる制御をさらに行う。
本開示の第2の態様の画像処理システムは、第1の態様の画像処理システムにおいて、指定断層画像は、指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、指定領域に対応する部分の断層画像である。
本開示の第3の態様の画像処理システムは、第1の態様の画像処理システムにおいて、指定断層画像は、指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、乳房全体の画像を含む断層画像である。
本開示の第4の態様の画像処理システムは、第1の態様の画像処理システムにおいて、指定断層画像は、指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、指定領域を含む予め定められた範囲の領域に対応する部分の断層画像である。
本開示の第5の態様の画像処理システムは、第1の態様から第4の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、指定断層画像生成部は、指定断層画像の深さから予め定められた前後の深さの断層面の断層画像をさらに生成し、表示制御部は、生成された前後の深さの断層面の断層画像も表示装置に表示させる制御をさらに行う。
本開示の第6の態様の画像処理システムは、第1の態様から第5の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、表示制御部は、合成2次元画像と、指定断層画像とを並べて表示装置に表示させる制御を行う。
本開示の第7の態様の画像処理システムは、第1の態様から第5の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、表示制御部は、合成2次元画像及び指定断層画像の少なくとも一部が重畳する状態で表示装置に表示させる制御を行う。
本開示の第8の態様の画像処理システムは、第1の態様から第7の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、合成2次元画像及び対応関係情報の受信後、複数の断層画像が記憶部に記憶されている場合、複数の断層画像を記憶部から削除する制御を行う記憶制御部をさらに備える。
本開示の第9の態様の画像処理システムは、第1の態様から第8の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、合成2次元画像、対応関係情報、及び指定断層画像を表示装置に送信する送信部、取得部、及び指定断層画像生成部を含む画像処理装置と、画像処理装置から合成2次元画像、対応関係情報、及び指定断層画像を受信する受信部、表示制御部、及び受付部を含む表示装置と、を備える。
本開示の第10の態様の画像処理システムは、第1の態様から第8の態様のいずれか1態様の画像処理システムにおいて、複数の投影画像、合成2次元画像、及び対応関係情報を表示装置に送信する送信部、取得部を含む画像処理装置と、画像処理装置から複数の投影画像、合成2次元画像、及び対応関係情報を受信する受信部、指定断層画像生成部、表示制御部、及び受付部を含む表示装置と、を備える。
また、上記目的を達成するために本開示の第11の態様の画像処理方法は、合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付け、複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像における位置と位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報、合成2次元画像の作成に用いたトモシンセシス撮影による複数の投影画像、及び領域情報から、合成2次元画像における指定領域に対応し、対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、複数の投影画像から生成し、生成された指定断層画像を出力する、処理をコンピュータが実行する方法である。
また、上記目的を達成するために本開示の第12の態様の画像処理プログラムは、放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得し、複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像と、合成2次元画像における位置と位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報と、を受信し、合成2次元画像を表示装置に表示させる制御を行い、表示装置に表示された合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付け、領域情報を受け付けた場合、合成2次元画像における指定領域に対応し、対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、複数の投影画像から生成し、生成された指定断層画像を表示装置に表示させる制御をさらに行う、処理をコンピュータに実行させるためのものである。
また、本開示の画像処理システムは、プロセッサを有する画像処理システムであって、プロセッサが、放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得し、複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された複数の断層画像から生成された合成2次元画像と、合成2次元画像における位置と位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報と、を受信し、合成2次元画像を表示装置に表示させる制御を行い、表示装置に表示された合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付け、受付部が領域情報を受け付けた場合、合成2次元画像における指定領域に対応し、対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、複数の投影画像から生成し、生成された指定断層画像を表示装置に表示させる制御をさらに行う。
本開示によれば、断層画像の扱いに伴う負荷を低減することができる。
第1実施形態の医療システムにおける全体の構成の一例を概略的に表した構成図である。 第1実施形態の画像保存システムの構成の一例を表したブロック図である。 第1実施形態の画像処理装置の構成の一例を表したブロック図である。 第1実施形態の読影装置の構成の一例を表したブロック図である。 第1実施形態の画像処理装置及び読影装置の機能の一例を表す機能ブロック図である。 深さマップの一例を説明するための図である。 第1実施形態の画像生成処理装置における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートである。 第1実施形態の読影処理装置における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートである。 合成2次元画像の表示形態の一例を示す図である。 読影者による領域の指定の一例を説明するための図である。 読影者による領域の指定の他の例を説明するための図である。 合成2次元画像及び指定断層画像の表示形態の一例を示す図である。 合成2次元画像及び指定断層画像の表示形態の他の例を示す図である。 第2実施形態の画像処理装置及び読影装置の機能の一例を表す機能ブロック図である。 第2実施形態の画像生成処理装置における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートである。 第2実施形態の読影処理装置における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートである。 合成2次元画像、指定断層画像、及び指定断層画像の前後の断層像の表示形態の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各実施形態は本発明を限定するものではない。
[第1実施形態]
まず、本実施形態の画像処理システムを備えた医療システムにおける、全体の構成の一例について説明する。図1には、本実施形態の医療システム1における、全体の構成の一例を表す構成図が示されている。
図1に示すように、本実施形態の医療システム1は、放射線画像撮影システム2及び画像処理システム3を備える。
放射線画像撮影システム2は、マンモグラフィ装置4と、コンソール6とを含む。
本実施形態のコンソール6は、無線通信LAN(Local Area Network)等を介して、図示を省略したRIS(Radiology Information System)等から取得した撮影オーダ及び各種情報と、技師等により直接行われた指示等とを用いて、マンモグラフィ装置4の制御を行う機能を有している。一例として、本実施形態では、サーバーコンピュータをコンソール6として用いている。
一方、本実施形態のマンモグラフィ装置4は、図示を省略した放射線源、及び放射線検出器等を備える。マンモグラフィ装置4は、コンソール6の制御に応じて、被検者の乳房を被写体として、乳房に放射線源から放射線(例えば、X線)を照射し、放射線検出器により乳房の放射線画像を撮影する。なお、マンモグラフィ装置4は、被検者が起立している状態(立位状態)のみならず、被検者が椅子(車椅子を含む)等に座った状態(座位状態)において、被検者の乳房を撮影する装置であってもよい。なお、本実施形態では、詳細を後述する、投影画像、断層画像、合成2次元画像等、複数種類の放射線画像について言及するが、種類を区別せずに総称する場合等では、単に「放射線画像」という場合がある。
本実施形態のマンモグラフィ装置4では、放射線画像の撮影について、複数種類の撮影を行うことができる。具体的には、マンモグラフィ装置4は、乳房に対して、撮影方向が頭尾方向である、CC(Cranio-Caudal)撮影、及び撮影方向が内外斜位方向であるMLO(Medio-Lateral Oblique)撮影の2種類のいわゆる、単純撮影を行うことができる。
また、本実施形態のマンモグラフィ装置4は、放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影を行うことができる。
一方、本実施形態の画像処理システム3は、画像保存システム8と、画像処理装置10と、読影装置12とを含む。
まず、画像保存システム8の構成について説明する。
本実施形態の画像保存システム8は、放射線画像撮影システム2により撮影された放射線画像の画像データや、画像処理装置10により生成された放射線画像の画像データを保存するシステムである。画像保存システム8は、保存している放射線画像から、コンソール6、画像処理装置10、及び読影装置12等からの要求に応じた画像を取り出して、要求元の装置に送信する。画像保存システム8の具体例としては、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)が挙げられる。
図2には、本実施形態の画像保存システム8の一例のブロック図が示されている。図2に示すように、本実施形態の画像保存システム8は、制御部20、記憶部22、及びI/F(Interface)部28を備える。制御部20、記憶部22、I/F部28は、システムバスやコントロールバス等のバス29を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。
本実施形態の制御部20は、画像保存システム8の全体の動作を制御する。制御部20は、CPU(Central Processing Unit)20A、ROM(Read Only Memory)20B、及びRAM(Random Access Memory)20Cを備える。ROM20Bには、CPU20Aで実行される、各種のプログラム等が予め記憶されている。RAM20Cは、各種データを一時的に記憶する。
記憶部22には、放射線画像の画像データを、撮影オーダや被検者に関する情報等の各種情報と関連付けて記憶する、いわゆるデータベースである。記憶部22の具体例としては、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等が挙げられる。I/F部28は、無線通信または有線通信により、コンソール6、画像処理装置10、及び読影装置12との間で各種情報の通信を行う機能を有している。
次に、画像処理装置10の構成について説明する。
本実施形態の画像処理装置10は、放射線画像に対して、所望の画像処理を行うための装置である。画像処理装置10の具体例としては、画像処理用ワークステーションが挙げられる。
図3には、本実施形態の画像処理装置10の一例のブロック図が示されている。図3に示すように、本実施形態の画像処理装置10は、制御部30、記憶部32、表示部34、操作部36、及びI/F部38を備える。制御部30、記憶部32、表示部34、操作部36、及びI/F部38は、システムバスやコントロールバス等のバス39を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。
本実施形態の制御部30は、画像処理装置10の全体の動作を制御する。制御部30は、CPU30A、ROM30B、及びRAM30Cを備える。ROM30Bには、CPU30Aで実行される、画像生成処理プログラム31を含む各種のプログラム等が予め記憶されている。RAM30Cは、各種データを一時的に記憶する。
記憶部32には、放射線画像の画像データや、その他の各種情報等が記憶される。記憶部32の具体例としては、HDDやSSD等が挙げられる。操作部36は、放射線画像に対して行う画像処理に関する指示等をユーザが入力するために用いられる。操作部36は特に限定されるものではなく、例えば、各種スイッチ、タッチパネル、タッチペン、及びマウス等が挙げられる。表示部34は、放射線画像を含む各種情報を表示する。なお、表示部34と操作部36とを一体化してタッチパネルディスプレイとしてもよい。I/F部38は、無線通信または有線通信により、コンソール6、画像保存システム8、及び読影装置12との間で放射線画像の画像データを含む、各種情報の通信を行う。
次に、読影装置12の構成について説明する。
本実施形態の読影装置12は、医師等の読影者が、放射線画像撮影システム2により撮影された放射線画像の読影を行うための装置である、読影装置12の具体例としては、いわゆるビューアが挙げられる。
図4には、本実施形態の読影装置12の一例のブロック図が示されている。図4に示すように、本実施形態の読影装置12は、制御部40、記憶部42、表示部44、操作部46、及びI/F部48を備える。制御部40、記憶部42、表示部44、操作部46、及びI/F部48は、システムバスやコントロールバス等のバス49を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。
本実施形態の制御部40は、読影装置12の全体の動作を制御する。制御部40は、CPU40A、ROM40B、及びRAM40Cを備える。ROM40Bには、CPU40Aで実行される、読影処理プログラム41を含む各種のプログラム等が予め記憶されている。RAM40Cは、各種データを一時的に記憶する。本実施形態の読影処理プログラム41及び画像生成処理プログラム31が、本開示の画像処理プログラムの一例である。
記憶部42には、放射線画像の画像データや、その他の各種情報等が記憶される。記憶部42の具体例としては、HDDやSSD等が挙げられる。操作部46は、放射線画像の読影に関する指示等を読影者が入力するために用いられる。操作部46は特に限定されるものではなく、例えば、各種スイッチ、タッチパネル、タッチペン、及びマウス等が挙げられる。表示部44は、放射線画像を含む各種情報を表示する。なお、表示部44と操作部46とを一体化してタッチパネルディスプレイとしてもよい。I/F部48は、無線通信または有線通信により、画像保存システム8、及び画像処理装置10との間で放射線画像の画像データを含む、各種情報の通信を行う。
さらに、図5には、本実施形態の画像処理装置10及び読影装置12の構成の一例の機能ブロック図を示す。図5に示すように本実施形態の画像処理装置10は、取得部50、断層画像生成部52、指定断層画像生成部53、合成2次元画像生成部54、情報生成部56、記憶制御部58、送信部60、及び受信部62を備える。
一例として本実施形態の画像処理装置10は、制御部30のCPU30AがROM30Bに記憶されている画像生成処理プログラム31を実行することにより、制御部30が、取得部50、断層画像生成部52、指定断層画像生成部53、合成2次元画像生成部54、情報生成部56、記憶制御部58、送信部60、及び受信部62の各々として機能する。
取得部50は、マンモグラフィ装置4によって撮影された複数の投影画像を取得し、取得した複数の投影画像を断層画像生成部52、指定断層画像生成部、及び合成2次元画像生成部54に出力する。なお、取得部50が、複数の投影画像を取得する取得元は限定されず、例えば、画像保存システム8またはコンソール6が取得元であってもよいし、記憶部32に予め記憶されている場合は、記憶部32が取得元であってもよい。
断層画像生成部52は、取得部50から入力された複数の投影画像の全部または一部を再構成することにより、断層画像を生成する。断層画像生成部52は、乳房の複数の断層面の各々における複数の断層画像(以下、「断層画像33」という)を生成する。断層画像生成部52によって生成された断層画像33は、記憶部32に一旦、記憶される。
一方、指定断層画像生成部53は、受信部62が深さ情報を受信した場合、深さ情報によって特定される乳房の断層面における断層画像を指定断層画像として生成する。なお、指定断層画像生成部53が生成する指定断層画像の大きさ等は、任意である。例えば、指定断層画像を、特定される断層面における、読影装置12において読影者が指定した領域(以下、「指定領域」という)に対応する部分の断層画像としてもよい。この場合、指定断層画像生成部53は、特定される断層面における指定領域以外に対応する部分の断層画像生成は生成しなくてもよい。換言すると、乳房全体の断層面の一部の領域のみの断層画像を生成する形態であってもよい。
また例えば、指定断層画像を、指定領域を含む予め定められた範囲の領域に対応する部分の断層画像としてもよい。この場合、指定領域が関心物の一部を含む領域である場合に、指定領域、及び関心物全体を含む領域の断層画像を指定断層画像とすることができる。
また例えば、指定断層画像を、乳房全体の画像を含む大きさの断層画像としてもよく、例えば、断層画像生成部52が生成する断層画像33と同等の範囲(大きさ)の断層画像としてもよい。
なお、指定断層画像をどのような断層画像、例えば、上記のようにどのような大きさの断層画像とするかは、予め定められていてもよいし、読影者により設定及び変更が可能であってもよい。
このように、断層画像生成部52は、乳房における複数の断層面(深さ)の全てに各々対応する複数の断層画像を生成し、指定断層画像生成部53は、特定の断層面(深さ)の断層画像を指定断層画像として生成する。
なお、断層画像生成部52及び指定断層画像生成部53の各々が複数の投影画像から断層画像を生成する方法は特に限定されず、例えば、フィルタ補正逆投影法(FBP(Filtered Back Projection)法)や単純逆投影法等の逆投影法、若しくはシフト加算法等の公知の手法を用いることができる。
合成2次元画像生成部54は、複数の投影画像及び複数の断層画像のうちから選択された複数の放射線画像から合成2次元画像を生成する。合成2次元画像生成部54により生成された合成2次元画像は、情報生成部56に出力される。合成2次元画像生成部54が合成2次元画像を生成するのに用いる複数の放射線画像は、特に限定されず、予め定められていてもよいし、読影者等により選択が可能であってもよい。
合成2次元画像生成部54が、合成2次元画像を生成する方法は特に限定されず、公知の手法を用いることができる。一例として、本実施形態の合成2次元画像生成部54は、米国特許第8983156号明細書に記載の手法を用いている。米国特許第8983156合名最初には、断層画像から検出された関心物(ROI:Region Of Interest)を2次元画像にブレンド(合成)して合成2次元画像を生成することにより、断層画像から検出された病変等が反映された合成2次元画像を生成する技術が記載されている。なお、断層画像から関心物を検出する方法も特に限定されず、例えば、公知のコンピュータ支援画像診断(CAD: Computer Aided Diagnosis、以下CADという)のアルゴリズムを用いて、断層画像から関心物を表す特定構造を抽出する方法が挙げられる。CADによるアルゴリズムにおいては、断層画像における画素が関心物であることを表す確率(例えば、尤度)を導出し、その確率が予め定められた閾値以上の場合に、その画素を関心物の画像を構成する画素として検出することが好ましい。また例えば、関心物を抽出するためのフィルタによるフィルタリング処理等によって、断層画像から関心物を抽出する手法を用いてもよい。
なお、合成2次元画像生成部54が合成2次元画像を生成する方法としては、例えば、特開2014-128716号公報には、複数の断層画像、または複数の断層画像の少なくとも1つ及び複数の投影画像の少なくとも1つを乳房における断層面が並ぶ深さ方向に投影する、または最小値投影方を用いることにより、合成2次元画像を生成する手法を用いてもよい。また例えば、特許第6208731号公報には、複数の断層画像、複数の断層画像または複数の断層画像の少なくとも1つ及び複数の投影画像の少なくとも1つを、フィルタ補正逆投影法、最尤再構成法、反復再構成法、代数的方法を使用する再構成法、及び三次元再構成法等のいずれかの方法により再構成することにより合成2次元画像を生成する手法を用いてもよい。
情報生成部56は、合成2次元画像における位置と、本位置に対応する断層面の深さとの対応関係を表す深さマップ43を生成する。本実施形態の深さマップ43が、本開示の対応関係情報の一例である。
情報生成部56が深さマップ43を生成する方法は特に限定されず、公知の手法を用いることができる。例えば、国際公開第2014/203531号に記載された手法を用いて作成してもよい。国際公開第2014/203531号に記載された手法は、まず、合成2次元画像を複数の局所領域に分割し、分割により得られる各領域と複数の断層画像との相関を求める。例えば、図6に示すように、合成2次元画像80を48(6×8)個の局所領域に分割し、分割した各領域について、複数の断層画像との相関を導出する。そして、相関が最も大きくなった領域を含む断層画像の断層面の基準位置からの深さを、合成2次元画像80における各領域の位置と対応づけて深さマップ43を作成する。基準位置は、例えば、マンモグラフィ装置4により乳房を撮影した際の乳房を圧迫する圧迫板(図示省略)と乳房との接触面とすればよい。ここで、断層画像を生成する際の断層面の位置は既知である。従って、図6に示した例では、深さマップ43を参照すれば、合成2次元画像80における、48個の局所領域の各々に対応する断層面の位置を特定することができる。なお、深さマップ43の生成において、上記局所領域の数及び領域の形状は特に限定されない。局所領域の数及び領域の形状の各々は、合成2次元画像80の大きさ、及び所望の精度等に応じて予め定められていてもよいし、読影者等によりに設定が可能であってもよい。
送信部60は、合成2次元画像生成部54により生成された合成2次元画像、情報生成部56により生成された深さマップ43、及び指定断層画像生成部53により生成された指定断層画像を読影装置12に送信する。
受信部62は、読影装置12から、詳細を後述する深さ情報を受信し、指定断層画像生成部53に出力する。
記憶制御部58は、合成2次元画像生成部54が合成2次元画像を生成しかつ、情報生成部56が深さマップ43を生成した場合、断層画像33を、記憶部32から削除する制御を行う。一例として、本実施形態の記憶制御部58は、送信部60が合成2次元画像及び深さマップ43を読影装置12に送信した場合、記憶部32から断層画像33を削除する。
一方、図5に示すように本実施形態の読影装置12は、受信部70、表示制御部72、受付部74、及び送信部76を備える。
一例として本実施形態の読影装置12は、制御部40のCPU40AがROM40Bに記憶されている読影処理プログラム41を実行することにより、制御部40が、受信部70、表示制御部72、受付部74、及び送信部76の各々として機能する。
受信部70は、画像処理装置10から送信された、合成2次元画像、深さマップ43、及び指定断層画像を受信する。受信部70が受信した合成2次元画像及び指定断層画像は、表示制御部72に出力される。また、受信部70が受信した深さマップ43は、記憶部42に記憶される。
表示制御部72は、合成2次元画像及び指定断層画像の各々を表示部44に表示させる制御を行う。受付部74は、表示制御部72が表示部44に表示させた合成2次元画像に対して、読影者が操作部46によって指定した指定領域を表す領域情報を受け付け、受け付けた領域情報を送信部76に出力する。送信部76は、領域情報を画像処理装置10へ送信する。
次に、本実施形態の画像処理システム3の作用について図面を参照して説明する。
本実施形態の画像処理システム3では、一例として、読影装置12において読影者が、放射線画像の読影を行う旨の指示を操作部36により行った場合、画像処理装置10が画像生成処理を実行し、読影装置12が読影処理を実行する。
まず、画像処理装置10が実行する画像生成処理について説明する。画像処理装置10は、読影を行う旨の指示が行われると、制御部30のCPU30Aが、ROM30Bに記憶されている画像生成処理プログラム31を実行することにより、図7に一例を示した画像生成処理を実行する。図7には、本実施形態の画像処理装置10における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートが示されている。
図7に示した画像生成処理では、まず、ステップS100で取得部50は、ユーザの指示に応じて、上述したように、読影対象に対応する複数の投影画像を取得する。
次のステップS102で断層画像生成部52は、上述したように、複数の投影画像の全部または一部を再構成して複数の断層画像33を生成する。次のステップS104で合成2次元画像生成部54は、上述したように、複数の投影画像及び複数の断層画像33のうちから選択された複数の放射線画像から合成2次元画像を生成する。次のステップS106で情報生成部56は、上述したように、合成2次元画像及び断層画像33から深さマップ43を生成する。
次のステップS108で送信部60は、上記ステップS104で生成された合成2次元画像、及び上記ステップS106で生成された深さマップ43を読影装置12に送信する。詳細は後述するが、合成2次元画像及び深さマップ43を受信した読影装置12では、表示部44に合成2次元画像が表示される(図9A参照)。
次のステップS110で記憶制御部58は、上述したように、記憶部32から断層画像33を削除する。
次のステップS112で受信部62は、上述した深さ情報を受信したか否か判定する。読影装置12から深さ情報を受信するまで、ステップS112の判定が否定判定となる。一方、読影装置12から深さ情報を受信するとステップS112の判定が肯定判定となり、ステップS114へ移行する。
ステップS114で指定断層画像生成部53は、深さ情報が表す深さの断層面における断層画像を指定断層画像として生成する。次のステップS116で送信部60は、生成された指定断層画像を読影装置12に出力する。
次のステップS118で受信部62は、本画像生成処理を終了するか否か判定する。一例として本実施形態では、読影装置12において、読影装置12が放射線画像の表示を終了する場合、換言すると読影者が読影を終了する場合、読影装置12から送信された終了指示(図8、ステップS218参照)を受信部62が受信する。そのため、受信部62が終了指示を受信するまでステップS118の判定が否定判定となり、ステップS112に戻り、上記ステップS114~S118の処理を繰り返す。一方、受信部62が終了指示を受信した場合、ステップS118の判定が肯定判定となり、本画像生成処理を終了する。
次に、読影装置12が実行する読影処理について説明する。読影装置12は、読影を行う旨の指示が行われると、制御部40のCPU40Aが、ROM40Bに記憶されている読影処理プログラム41を実行することにより、図8に一例を示した読影処理を実行する。図8には、本実施形態の読影装置12における読影処理の流れの一例を表したフローチャートが示されている。
図8に示した読影処理では、まず、ステップS200で受信部70は、合成2次元画像及び深さマップ43を受信したか否か判定する。上記画像生成処理(図7参照)のステップS108の処理により画像処理装置10から送信された合成2次元画像及び深さマップ43を受信部70が受信するまで、ステップS200の判定が否定判定となる。一方、画像処理装置10から合成2次元画像及び深さマップ43を受信するとステップS200の判定が肯定判定となり、ステップS202へ移行する。ステップS202で受信部70は、受信した深さマップ43を、記憶部42に記憶させる。
次のステップS204で表示制御部72は、合成2次元画像を表示部44に表示させる。図9Aには、表示部44に表示された合成2次元画像82の表示形態の一例を示す。図9Aに示した合成2次元画像82には、関心物86を含む乳房画像WGが含まれている。
読影者は、合成2次元画像82に対し、操作部36を用いて断層画像を参照したい領域(上記の指定領域)を指定する。読影者が指定領域を指定する方法は特に限定されない。
例えば、図9Bでは、図9Aに示した合成2次元画像82の乳房画像WGに含まれる関心物86上を、読影者が操作部36を操作することによって現れる矢印形のアイコン90で指定した場合の一例を示している。一例として本実施形態では、図9Aに示したように関心物86上をアイコン90で指定した場合、受付部74は、関心物86を内接する矩形状の領域を指定領域とした領域情報を受け付ける。
また、図9Cに示すように、読影者が、アイコン90を合成2次元画像82上で動かした場合、受付部74は、アイコン90の軌跡92により囲われた領域を指定領域とした領域情報を受け付ける。なお、この場合、軌跡92を現す線画像を合成2次元画像82に付加することが好ましい。
このようにして読影者により指定領域が指定されると、受付部74が指定領域を表す領域情報を受け付ける。そのため、次のステップS206で受付部74は、領域情報を受け付けたか否かを判定する。受付部74が領域情報を受け付けていない場合、ステップS206の判定が否定判定となり、ステップS216へ移行する。一方、受付部74が領域情報を受け付けた場合、ステップS206の判定が肯定判定となり、ステップS208へ移行する。
ステップS208で受付部74は、深さマップ43を参照し、受け付けた領域情報によって特定された合成2次元画像上の位置に対応付けられている深さを表す深さ情報を導出する。
次のステップS210で送信部76は、受付部74が導出した深さ情報を画像処理装置10に送信する。上述したように、画像処理装置10は、画像生成処理(図7参照)のステップS114~S116の処理により、深さ情報が表す深さに応じた指定断層画像を生成し、読影装置12に出力する。そのため、次のステップS212で受信部70は、指定断層画像を受信したか否かを判定する。受信部70が指定断層画像を受信するまでステップS212の判定が否定判定となる。一方、受信部70が指定断層画像を受信するとステップS212の判定が肯定判定となり、ステップS214へ移行する。
ステップS214で表示制御部72は、表示部44に指定断層画像を表示させる。表示制御部72が指定断層画像を表示部44に表示させる表示形態は特に限定さない。例えば、図10Aに示すように、指定断層画像94を、合成2次元画像82の指定領域上に重畳させた状態で表示部44に表示させる形態としてもよい。なおこの場合、合成2次元画像82と、指定断層画像94の全てを重畳させる形態としていてもよいし、一部を重畳させる形態であってもよい。また、図10Aに示した表示形態では、指定断層画像94の断層面の深さ方向の位置を表すスケール96および断層面の深さを表す数値98も合わせて表示させることにより、関心物86の位置を認識し易くしている。
また例えば、図10Bに示すように、合成2次元画像82と、指定断層画像94とを並べて表示部44に表示させる形態としてもよい。また、図10Bに示すように、合成2次元画像82に比べて拡大した、指定断層画像94を表示させる形態とすることにより、関心物86の読影を行い易くすることができる。
次のステップS216で送信部60は、読影を終了するか否か判定する。一例として本実施形態では、読影を終了する場合、読影者が終了する旨を操作部46により指示するため、送信部60は、読影を終了する旨の指示が行われたか否かにより、終了するか否かを判定する。読影を終了しない場合、換言すると、読影を終了する旨の指示が行われていない場合、ステップS216の判定が否定判定となり、ステップS206に戻り、上記ステップS208~S214の処理を繰り返す。一方、読影を終了する場合、換言すると、読影を終了する旨の指示が行われた場合、ステップS216の判定が肯定判定となり、ステップS218へ移行する。
ステップS218で送信部76は、読影を終了することを表す終了指示を画像処理装置10に送信する。次のステップS220で表示制御部72は、表示部44に表示させていた合成2次元画像82及び指定断層画像94の表示を終了した後、本読影処理を終了する。
なお、生成した合成2次元画像及び深さマップ43を対応付けて画像保存システム8等に記憶させておくことにより、次回以降、読影装置12において本合成2次元画像の読影を行う場合、画像生成処理のステップS100~S110の処理を省略することができる。またこの場合、読影装置12における読影処理のステップS200で受信部70は、画像保存システム8等から合成2次元画像及び深さマップ43を受信すればよい。
[第2実施形態]
第1実施形態では、画像処理装置10が指定断層画像を生成する形態について説明したが、本実施形態の画像処理システム3では、読影装置12が指定断層画像を生成する形態について説明する。
図11には、本実施形態の画像処理装置10及び読影装置12の構成の一例の機能ブロック図を示す。図11に示すように本実施形態の画像処理装置10は、第1実施形態の画像処理装置10(図5参照)に比べて、受信部62及び指定断層画像生成部53が設けられていない点が異なっている。
また、本実施形態の画像処理装置10の送信部60は、取得部50が取得した複数の投影画像を読影装置12に送信する点で第1実施形態の画像処理装置10と異なっている。
一方、図11に示すように、本実施形態の読影装置12は、第1実施形態の読影装置12(図5参照)に比べて、指定断層画像生成部53が設けられており、送信部76が設けられていない点が異なっている。
また、本実施形態の読影装置12の受信部70は、読影装置12から複数の投影画像45を受信して、記憶部42に投影画像45を記憶させる点で第1実施形態の受信部70と異なっている。
なお、画像処理装置10の送信部60及び読影装置12の受信部70以外の画像処理装置10及び読影装置12における各部は、設けられている装置が異なっていても、各々第1実施形態と同様の機能を有している。
次に、本実施形態の画像処理システム3の作用について説明する。
図12には、本実施形態の画像処理装置10における画像生成処理の流れの一例を表したフローチャートが示されている。図12に示した画像生成処理は、第1実施形態の画像生成処理(図7参照)に比べて、ステップS108の処理に代わりステップS109の処理が設けられ、ステップS112~S118の処理が設けられていない点が異なっている。
図12に示すようにステップS109で送信部60は、合成2次元画像、深さマップ43、及び投影画像45を読影装置12へ送信する。上述したように、本実施形態の送信部60は、指定断層画像を生成するために必要となる複数の投影画像を読影装置12に送信する。
また、図12に示すように、本実施形態の画像生成処理では、ステップS110で記憶制御部58が、記憶部32から断層画像33を削除すると、本画像生成処理が終了する。
一方、図13には、本実施形態の読影装置12における読影処理の流れの一例を表したフローチャートが示されている。図13に示した読影処理は、第1実施形態の読影処理(図8参照)に比べて、ステップS202の処理に代わりステップS203の処理が設けられ、ステップS210及びステップS212の処理に代わりステップS211の処理が設けられ、ステップS218の処理が設けられていない点が異なっている。
図13に示すようにステップS203で受信部70は、深さマップ43及び投影画像45を記憶部42に記憶させる。
また、図13に示すように、ステップS208で深さ情報が導出されると、次のステップS211で断層画像生成部52は、第1実施形態の画像生成処理(図7参照)のステップS114と同様に、深さ情報が表す深さの断層面における断層画像を指定断層画像として生成した後、ステップS214へ移行する。
また、図13に示すように、読影を終了する旨の指示が行われてステップS216の判定が肯定判定となった場合、ステップS220へ移行する。
このように本実施形態の画像処理システム3では、読影装置12が指定断層画像を生成するための複数の投影画像45を受信して記憶しておくことにより、読影装置12が指定断層画像を生成することができるため、画像処理装置10は指定断層画像を生成しなくてよい。本実施形態の読影装置12は、指定断層画像の生成に伴い処理量が多くなるものの、予め複数の投影画像45を記憶しておけば、合成2次元画像、深さマップ43、及び複数の投影画像45を画像処理装置10から受信した後は、画像処理装置10と何ら情報の送受信を行う必要がない。そのため、通信にかかる付加を低減することができる。特に本実施形態の画像処理システム3は、読影者が何度も指定断層画像の生成を繰り返させる場合に高い効果が得られる。
以上説明したように、上記各実施形態の画像処理システム3は、取得部50、断層画像生成部52、指定断層画像生成部53、合成2次元画像生成部54、情報生成部56、表示制御部72、及び受付部74を備える。取得部50は、放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得する。断層画像生成部52は、複数の投影画像から、乳房の複数の断層面の各々における複数の断層画像を生成する。合成2次元画像生成部54は、複数の投影画像及び複数の断層画像のうちから選択された複数の画像から合成2次元画像を生成する。情報生成部56は、合成2次元画像における位置と、位置に対応する断層面の深さとの対応関係を表す深さマップ43を生成する。表示制御部72は、合成2次元画像を表示部44に表示させる制御を行う。受付部74は、表示部44に表示された合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付ける。指定断層画像生成部53は、受付部74が領域情報を受け付けた場合、合成2次元画像における指定領域に対応する、深さマップ43に基づいて特定された深さの断層面における断層画像を指定断層画像として生成する。また、表示制御部72は、指定断層画像が生成された場合、生成された指定断層画像を表示部44に表示させる制御をさらに行う。
上記構成を有することにより、上記各実施形態の画像処理システム3は、合成2次元画像から指定領域が指定された場合、深さマップ43に基づいて特定した深さの断層面の指定断層画像を生成して表示させることができる。従って、合成2次元画像及び深さマップ43を生成した後は、断層画像生成部52が生成した複数の断層画像33を記憶しておかなくてもよい。
従って、上記構成を有することにより上記実施形態の画像処理システム3では、断層画像の扱いに伴う負荷を低減することができる。
なお、上記各実施形態では、指定断層画像生成部53が、深さ情報に応じた深さの断層面に対応する1つの指定断層画像を生成する形態について説明したが、指定断層画像生成部53が生成する指定断層画像は、本形態に限定されない。例えば、深さ情報に応じた深さの前後の深さの断層面に対応する断層画像も指定断層画像生成部53が生成し、表示部44に表示させる形態としてもよい。図14には、深さ情報に応じた深さの指定断層画像94、及び前後の深さの断層面に対応する断層画像95及び95を表示部44に表示させた場合の表示形態の一例を示す。この場合、断層画像が複数表示されるため、指定断層画像94、及び断層画像95、95の各々の断層面の深さを表す数値99~99も合わせて表示させることが好ましい。
なお、上記各実施形態では、指定領域について、受付部74が深さマップ43から深さを特定する形態について説明したが、指定断層画像生成部53が深さマップ43から深さを特定する形態としてもよい。
また、上記各実施形態の画像処理システム3では、断層画像生成部52及び指定断層画像生成部53を別々の生成部として備える形態について説明したが、本実施形態に限定されない。画像処理システム3が、断層画像生成部52及び指定断層画像生成部53の機能を有する1つの生成部を有する形態であってもよい。
また、上記各実施形態では、画像処理システム3が画像保存システム8、画像処理装置10、及び読影装置12を備える形態について説明したが、本実施形態に限定されず、例えば、画像保存システム8と画像処理装置10とを一体化した装置とした形態としてもよい。
上記各実施形態において、例えば断層画像生成部52、指定断層画像生成部53、合成2次元画像生成部54、情報生成部56、記憶制御部58、送信部60、受信部62、受信部70、表示制御部72、受付部74、及び送信部76といった各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(processor)を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPUに加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device :PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせや、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態が挙げられる。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態が挙げられる。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。
また、上記各実施形態では、画像生成処理プログラム31がROM30Bに予め記憶(インストール)され、また読影処理プログラム41がROM40Bに予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。画像生成処理プログラム31及び読影処理プログラム41の各々は、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、画像生成処理プログラム31及び読影処理プログラム41の各々は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
その他、上記各実施形態で説明した医療システム1、放射線画像撮影システム2、及び 画像処理システム3等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。また、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよいこともいうまでもない。
1 医療システム
2 放射線画像撮影システム
3 画像処理システム
4 マンモグラフィ装置
6 コンソール
8 画像保存システム
10 画像処理装置
12 読影装置
20、30、40 制御部
20A、30A、40A CPU、20B、30B、40B ROM、20C、30C、40C RAM
22、32、42 記憶部
28、38、48、 I/F部
29、39、49 バス
31 画像生成処理プログラム
33 断層画像
34、44 表示部
36、46 操作部
41 読影処理プログラム
43 深さマップ
45 投影画像
50 取得部
52 断層画像生成部
53 指定断層画像生成部
54 合成2次元画像生成部
56 情報生成部
58 記憶制御部
60、76 送信部
62、70 受信部
72 表示制御部
74 受付部
80、82 合成2次元画像
86 関心物
90 アイコン
92 軌跡
94 指定断層画像
95、95 断層画像
96 スケール
98、99~99 数値

Claims (12)

  1. 放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得する取得部と、
    前記複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像と、前記合成2次元画像における位置と前記位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報と、を受信する受信部と、
    前記合成2次元画像を表示装置に表示させる制御を行う表示制御部と、
    前記表示装置に表示された前記合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付ける受付部と、
    前記受付部が前記領域情報を受け付けた場合、前記合成2次元画像における前記指定領域に対応し、前記対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、前記複数の投影画像から生成する指定断層画像生成部と、
    を備え、
    前記表示制御部は、生成された前記指定断層画像を前記表示装置に表示させる制御をさらに行う、
    画像処理システム。
  2. 前記指定断層画像は、前記指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、前記指定領域に対応する部分の断層画像である、
    請求項1に記載の画像処理システム。
  3. 前記指定断層画像は、前記指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、前記乳房全体の画像を含む断層画像である、
    請求項1に記載の画像処理システム。
  4. 前記指定断層画像は、前記指定領域の位置に応じて特定される深さの断層面における、前記指定領域を含む予め定められた範囲の領域に対応する部分の断層画像である、
    請求項1に記載の画像処理システム。
  5. 前記指定断層画像生成部は、前記指定断層画像の深さから予め定められた前後の深さの断層面の断層画像をさらに生成し、
    前記表示制御部は、生成された前記前後の深さの断層面の断層画像も前記表示装置に表示させる制御をさらに行う、
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  6. 前記表示制御部は、前記合成2次元画像と、前記指定断層画像とを並べて前記表示装置に表示させる制御を行う、
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  7. 前記表示制御部は、前記合成2次元画像及び前記指定断層画像の少なくとも一部が重畳する状態で前記表示装置に表示させる制御を行う、
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  8. 前記合成2次元画像及び前記対応関係情報の受信後、前記複数の断層画像が記憶部に記憶されている場合、前記複数の断層画像を前記記憶部から削除する制御を行う記憶制御部をさらに備えた、
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  9. 前記合成2次元画像、前記対応関係情報、及び前記指定断層画像を前記表示装置に送信する送信部、前記取得部、及び前記指定断層画像生成部を含む画像処理装置と、
    前記画像処理装置から前記合成2次元画像、前記対応関係情報、及び前記指定断層画像を受信する受信部、前記表示制御部、及び前記受付部を含む前記表示装置と、
    を備えた請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  10. 前記複数の投影画像、前記合成2次元画像、及び前記対応関係情報を前記表示装置に送信する送信部、前記取得部を含む画像処理装置と、
    前記画像処理装置から前記複数の投影画像、前記合成2次元画像、及び前記対応関係情報を受信する受信部、前記指定断層画像生成部、前記表示制御部、及び前記受付部を含む前記表示装置と、
    を備えた請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像処理システム。
  11. 複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付け、
    前記合成2次元画像における位置と前記位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報、前記合成2次元画像の作成に用いたトモシンセシス撮影による複数の投影画像、及び前記領域情報から、前記合成2次元画像における前記指定領域に対応し、前記対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、前記複数の投影画像から生成し、
    生成された前記指定断層画像を出力する、
    処理をコンピュータが実行する画像処理方法。
  12. 放射線源により異なる照射角度から乳房に対して放射線を照射して放射線検出器により照射角度毎に投影画像を撮影するトモシンセシス撮影により得られた複数の投影画像を取得し、
    前記複数の投影画像から再構成された複数の断層画像を使用して生成された合成2次元画像と、前記合成2次元画像における位置と前記位置に対応する、前記複数の断層画像の各々に応じた断層面の深さとの対応関係を表す対応関係情報と、を受信し、
    前記合成2次元画像を表示装置に表示させる制御を行い、
    前記表示装置に表示された前記合成2次元画像に対して指定された指定領域を表す領域情報を受け付け、
    前記領域情報を受け付けた場合、前記合成2次元画像における前記指定領域に対応し、前記対応関係情報に基づいて指定される深さの断層面における断層画像を指定断層画像として、前記複数の投影画像から生成し、
    生成された前記指定断層画像を前記表示装置に表示させる制御をさらに行う、
    処理をコンピュータに実行させるための画像処理方法。
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