JP7321671B2 - 情報処理装置、情報処理方法、情報処理システムおよびプログラム - Google Patents
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Description
実施形態1における情報処理装置は、医用画像に描出された異常陰影に対して、画像所見の種別(以下、「所見種別」と呼ぶ。)に応じて夫々画像解析の対象となる領域を設定し、夫々の領域において画像解析を行って所見種別に応じた特徴量を取得する。そして、所見種別に応じた特徴量を用いて、その所見種別に属する複数の項目の画像所見を導出する。以下では、医用画像は胸部X線CT画像とし、肺野内の塊状の異常陰影(肺結節)に係る複数の所見種別の夫々に属する複数の項目の画像所見を取得するものとする。
ステップS310において、抽出部102は、入力部200に要求を行い、情報処理装置100に入力された医用画像から異常陰影を抽出する。本実施形態では、異常陰影の抽出には公知のコンピュータ検出支援(Computer Aided Detection:CADe)技術を用いる。そして、例えば異常陰影は肺結節であって、肺結節の中心位置と肺結節領域の抽出結果を取得するものとする。
ステップS320において、関心領域取得部104は、ステップS310で抽出部102が取得した異常陰影に対する関心領域を取得する。関心領域は装置が自動で取得してもよいし、ユーザによる領域指定の指示に応じて取得してもよい。本実施形態では、関心領域取得部104は、ステップS310で取得した異常陰影に外接する領域(矩型)を関心領域として取得する。なお、本実施形態では異常陰影に外接する矩型領域を関心領域として取得したが、関心領域の取得方法はこれに限られない。以下、異常陰影に外接する矩型領域をVOI(Volume Of Interest)と称する。例えば、アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面上の夫々で座標が連動する矩型領域を設定することでVOIを指定する。なお、以下では簡単のためにVOIの各辺のサイズが同一であるものとし、lVで表す。もちろんこれは一例であり、幅、長さ、奥行きが夫々違うサイズであってもよい。また、VOIの形状は矩型に限定されず、球形や楕円体であってもよい。なお、関心領域は異常陰影に必ずしも外接している必要はなく、異常陰影を囲み、異常陰影の辺縁から所定の距離以内に端部を有する領域であればよい。すなわち、関心領域取得部104は、医用画像に含まれる異常陰影を囲む領域を関心領域として取得する関心領域取得手段の一例に相当する。
ステップS330において、設定部106は、ステップS320で関心領域取得部104が取得した関心領域に基づいて、各所見種別に対応する領域の大きさや位置を設定する。
ステップS340において、画像特徴量取得部108は、ステップS330で設定部106が設定した第1乃至第3の領域の夫々に対して画像解析を行い、該領域に対応する第1乃至第3の画像特徴量を夫々取得する。例えば、画像特徴量取得部108は、第1の領域に対して画像解析を行い第1の画像特徴量を、第2の領域に対して画像解析を行い第2の画像特徴量を、第3の領域に対して画像解析を行い第3の画像特徴量を取得する。すなわち、第1の画像特徴量は医用画像における第1の領域を解析することにより取得され、第2の画像特徴量または第3の特徴量は医用画像における第1の領域とは異なる第2の領域または第3の領域を解析することにより取得される。ここで、画像特徴量取得部108は、医用画像から第1の画像特徴量と第2の画像特徴量とを取得する画像特徴量取得手段の一例に相当する。
ステップS350において、導出部110は、ステップS340において、画像特徴量取得部108が取得した夫々の画像特徴量を用いて各所見種別に属する複数の項目の画像所見を導出する。例えば、画像特徴量が抽出された医用画像における領域と複数の項目(画像所見の項目)を含む所見種別とが対応付けられた情報が主メモリ1002に記憶されている。導出部110は、例えば、当該情報に基づいて所定の所見種別に対応する医用画像における領域を特定する。そして導出部101は画像特徴量取得部108から出力された特定した領域における画像特徴量を取得し、所見種別に属する複数項目の画像所見を導出する。
実施形態1では、ステップS320において関心領域取得部104が関心領域を取得していた。しかし、必ずしも関心領域を取得しなくてもよい。この場合、ステップS330における処理対象の領域は、関心領域に基づかずに設定する。例えば、ステップS310で抽出部102が取得した肺結節領域を第2の領域としてもよい。また、肺結節領域が属する肺野領域や肺結節領域の境界線から外側に数ボクセル拡大させた領域を第1の領域としてもよい。さらに、肺結節領域の境界線から内側に数ボクセル収縮させた領域を第3の領域とするようにしてもよい。なお、肺野領域は、例えば非特許文献2の手法により算出することができる。
実施形態1では、ステップS340において、画像特徴量取得部108が画像所見の種別(所見種別)に応じて共通の画像解析を行っていた。しかし、同一の所見種別に対して異なる画像解析を行ってもよい。例えば、DCNNの重みを共通化せず、画像所見毎に異なるDCNNで画像解析を行う構成であってもよい。さらに、一部の所見種別では共通した画像解析を行い、それ以外の所見種別では画像所見毎に異なる画像解析を行うようにしてもよい。
実施形態1では、画像特徴量取得部108と導出部110が一体の構成となっていた。しかし、分離した構成であってもよい。例えば、画像特徴量取得部108では所定の領域において公知の画像処理方法を用いて画像解析を行い、導出部110では公知の推論手法を用いて画像所見を導出するようにしてもよい。
上述の実施形態では、胸部X線CT画像における肺結節に関する画像所見を画像解析によって取得する例により説明したが、本発明はこれに限らない。対象とする医用画像は、CT装置、デジタルラジオグラフィ、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、SPECT(Single Photon Emission CT)装置、PET(Positron Emission Tomography)装置、超音波診断装置、眼底カメラ、光音響装置といった撮影装置の少なくともいずれかを用いて取得された医用画像でもよい。また、対象とする病変は肺結節影に限らず、被検体のいかなる部位の病変であってよい。
102 抽出部
104 関心領域取得部
106 設定部
108 画像特徴量取得部
110 導出部
Claims (17)
- 医用画像に含まれる異常陰影を囲む領域である関心領域に基づく領域であり、前記医用画像の部分領域である第1の領域を解析することにより第1の画像特徴量を取得し、
前記関心領域に基づく領域であって該第1の領域とは異なる領域であり、前記医用画像の部分領域である第2の領域を解析することにより第2の画像特徴量を取得する画像特徴量取得手段と、
前記第1の画像特徴量に基づいて第1の所見種別に属する複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見を導出し、前記第1の画像特徴量とは少なくとも一部が異なる前記第2の画像特徴量に基づいて前記第1の所見種別とは異なる第2の所見種別に属する複数の画像所見の項目のそれぞれに対応する画像所見とを導出する導出手段と、
を備え、
前記第1の領域は前記異常陰影の辺縁から所定の距離以内に端部を有する領域より広い領域であり、前記第2の領域は、前記異常陰影の辺縁から所定の距離以内に端部を有する領域であることを特徴とする情報処理装置。 - 前記関心領域を取得する関心領域取得手段をさらに備え、
前記第1の領域と前記第2の領域とは、前記関心領域に基づいた領域であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記異常陰影を囲む領域は、前記異常陰影に外接する領域であることを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
- 前記第1の領域は、前記第2の領域の少なくとも一部を包含することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記第1の領域のサイズは前記関心領域のサイズに1より大きい所定の係数を乗算したサイズであり、前記第2の領域のサイズは前記関心領域と同じサイズであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記第1の領域は前記医用画像に含まれる異常陰影に外接する領域より広い領域であり、前記第2の領域は前記異常陰影に外接する領域であることを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。
- 前記第1の領域は、前記第2の領域より大きい領域であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の情報処理装置。
- 前記第1の領域は、前記関心領域のサイズに1より大きい所定の係数を乗算した領域であることを特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。
- 前記第1の画像特徴量は、前記第1の領域のうち前記第2の領域と重複しない領域を解析することにより取得されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記画像特徴量取得手段は、前記第1の画像特徴量に対する前記第2の領域の影響を低減するように前記第1の領域のうち前記第2の領域と重複する部分の画素値が変更された前記医用画像における前記第1の領域を解析することで前記第1の画像特徴量を取得することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記第1の画像特徴量は、前記第1の領域のうち前記第2の領域と重複しない部分にエッジ強調フィルタをかけて解析することにより取得されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記導出手段は、前記第1の領域のうち前記第2の領域と重複する部分を除外した領域のみを解析することにより取得された前記第1の画像特徴量のみに基づいて前記第1の所見種別に属する複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見を導出し、前記第1の領域に少なくとも一部が包含された前記第2の領域のみを解析することにより取得された前記第2の画像特徴量のみに基づいて前記第2の所見種別に属する複数の項目の画像所見を導出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 医用画像に含まれる異常陰影を囲む領域である関心領域に基づく複数の領域のそれぞれの領域を解析することにより複数の画像特徴量を取得する取得手段と、
複数の所見種別のうち各所見種別に属する複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見を導出するための画像特徴量を、前記複数の画像特徴量から前記複数の所見種別間で画像特徴量が重複しないように選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された画像特徴量を用いて前記所見種別毎に複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見を導出する導出手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記第1の所見種別および前記第2の所見種別の少なくとも一方の所見種別は、異常陰影と他の組織との関係を示す画像所見、異常陰影の形状を示す画像所見、異常陰影の性状を示す画像所見、の何れかを含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記画像特徴量取得手段は、ニューラルネットワークを用いて前記第1の画像特徴量および前記第2の画像特徴量のうち、少なくとも一方の画像特徴量を取得することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 医用画像に含まれる異常陰影を囲む領域である関心領域に基づく領域であり、前記医用画像の部分領域である第1の領域を解析することにより第1の画像特徴量を取得し、
前記関心領域に基づく領域であって該第1の領域とは異なる領域であり、前記医用画像の部分領域である第2の領域を解析することにより第2の画像特徴量を取得する画像特徴量取得工程と、
前記第1の画像特徴量に基づいて導出される第1の所見種別に属する複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見と、前記第1の画像特徴量とは少なくとも一部が異なる前記第2の画像特徴量に基づいて導出される前記第1の所見種別とは異なる第2の所見種別に属する複数の画像所見項目のそれぞれに対応する画像所見とを導出する導出工程と、
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の情報処理装置の各手段をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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