医用画像処理装置、シェーマの作成方法及びプログラム
【課題】患者の個体差に対応したシェーマを提供する。
【解決手段】医用画像処理装置は、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し(ステップS1)、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し(ステップS2)、シェーマを作成する制御手段を備える。前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する。前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像である。
【解決手段】医用画像処理装置は、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し(ステップS1)、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し(ステップS2)、シェーマを作成する制御手段を備える。前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する。前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、医用画像処理装置、シェーマの作成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
医師が作成する画像診断のレポートには、シェーマと呼ばれる被写体の概略図が用いられるのが一般的である。シェーマにより、レポートの読者に対し、より理解しやすい形で読影結果を伝達することができる。
【0003】
レポートを手書きする際には、患者に拘わらず1つの標準的なシェーマが利用されるが、患者によって被写体の大きさや位置等には個体差があり、1つのシェーマのみでは個体差を反映することはできなかった。そこで、コンピュータにより被写体毎にシェーマを作成する方法が提案されている。例えば、シェーマとして、撮影画像をそのまま縮小した画像を作成する方法や、視認しやすくなるようにエッジ検出のような簡易的な画像処理を施した画像を用いる方法もある。しかし、これらの方法は様々な構造物がシェーマに含まれるため、利用し難い。
【0004】
これに対し、過去撮影された多数の正常な胸部を表す胸部画像から、肋骨モデル形状を含む肋骨モデル画像を多数作成し、これをシェーマのテンプレートとして用いる方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、過去の撮影画像から作成されたシェーマのテンプレートの中から、読影対象の医用画像の肋骨モデル形状に最も近いテンプレートが相互相関により探索され、シェーマとして用いられる。
【0005】
また、複数のポイントが設定された標準的なシェーマのテンプレートを準備し、医師によるポイントの操作に従ってテンプレートを変形して、シェーマを作成する方法についても開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−181146号公報
【特許文献2】特開2007−7378号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献1の方法の場合、患者の個体差に対応するためには、多くのテンプレートを準備しておかなければならない。読影対象の医用画像の肋骨モデル形状を表すテンプレートがなければ、患者に応じたシェーマを提供することができない。
【0008】
また、上記特許文献2の方法によれば、所望の形状にシェーマのテンプレートを変形できるので、シェーマに患者毎の差異を詳細に表すことができる。しかし、レポート作成時に、逐一手動操作によってシェーマを作成するのは煩雑である。医師の負担が大きく、非効率的である。
【0009】
本発明の課題は、患者の個体差に対応したシェーマを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する医用画像処理装置が提供される。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する請求項1に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、
前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像であり、
前記制御手段は、前記乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出されたスキンライン、胸筋の輪郭、乳頭の輪郭を描画してシェーマを作成する請求項2に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0014】
請求項5に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3又は4に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0015】
請求項6に記載の発明によれば、
医用画像処理装置によるシェーマの作成方法であって、
制御手段により、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する工程と、
制御手段により、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する工程と、
を含むシェーマの作成方法が提供される。
【0016】
請求項7に記載の発明によれば、
コンピュータを、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する制御手段として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、医用画像から抽出した被写体の構成部分をシェーマとして用いるので、患者の個体差に詳細に対応したシェーマを提供することができる。また、被写体の構成部分の輪郭のみ描画するので、シェーマに不要な組織部分の画像を除外することができ、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施の形態における医用画像処理装置の機能的構成を示す図である。
【図2】レポート作成画面の一例である。
【図3】医用画像処理装置により実行されるシェーマ作成処理のフローチャートである。
【図4】各構成部分を抽出する際の処理を示すフローチャートである。
【図5】乳房画像に含まれる乳房の領域、スキンライン、胸筋の領域、胸筋ラインを示す図である。
【図6】胸筋ラインの探索開始点を決定するために設定される探索ラインを示す図である。
【図7】胸筋ラインを決定するために設定される探索ラインを示す図である。
【図8】スキンライン上の画素について求められた2次微分値を示す図である。
【図9】作成されたシェーマの一例である。
【図10】乳房画像から求められる乳房の上部、中央部、下部の境界線、乳頭中央から所定距離内の領域の境界線を示す図である。
【図11】図8に示すシェーマに補助図形が描画された例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
図1は、本実施形態における医用画像処理装置1の機能的構成を示す。
医用画像処理装置1は、例えばPACS(Picture Archiving and Communication System)に組み込まれ、読影医が読影用に医用画像を表示させ、レポートを作成するために用いられる。
図1に示すように、医用画像処理装置1は、制御部11、操作部12、表示部13、通信部14、記憶部15を備えて構成されている。
【0021】
制御部11は、記憶部15に記憶されているプログラムとの協働により、各種演算を行い、医用画像処理装置1の各部の動作を集中制御して、各種処理を実行する制御手段である。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)を備えて構成することができる。
【0022】
例えば、後述するシェーマ作成処理において、制御部11は医用画像から被写体の構成部分を抽出する。被写体とは患者の撮影部位をいう。制御部11は抽出された構成部分の医用画像における位置に応じて、抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する。また、制御部11は抽出された構成部分の医用画像における位置を元に、作成したシェーマ上に補助図形を描画する。補助図形はシェーマの把握を補助する線や円等の図形の他、記号も含む。
【0023】
操作部12はキーボードやマウスを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部11に出力する。
表示部13はディスプレイを備え、制御部11の表示制御に従って各種操作画面や医用画像を表示する。例えば、表示部13はビューア画面を表示し、ビューア画面上に読影対象の医用画像を表示する。また、表示部13はレポート作成画面を表示し、レポート画面上に制御部11により作成されたシェーマを表示する。
【0024】
通信部14は、通信用のインターフェイスを備え、ネットワーク上の外部装置と通信を行う。例えば、通信部14は医用画像を配信するサーバから読影対象の医用画像を受信する。
【0025】
記憶部15は、制御部11により実行されるプログラム、当該プログラムの実行に用いられるファイルやデータを記憶している。記憶部15としては、ハードディスクを用いることができる。
【0026】
次に、医用画像処理装置1の動作を説明する。
サーバから医用画像処理装置1に読影対象の医用画像が配信されると、表示部13にビューア画面が表示され、配信された医用画像がビューア画面上に表示される。以下、乳房を被写体とする乳房画像が配信され、表示される例を説明する。
配信された医用画像が乳房画像である場合、比較読影のため、左右の乳房の乳房画像が並べて表示される。左右の乳房画像の撮影方向は同じである。医師はビューア画面に表示された左右の乳房画像の読影を行う。
【0027】
読影終了後、表示部13にレポート作成画面が表示される。図2はレポート作成画面の一例を示している。図2に示すように、レポート作成画面には、シェーマd1や所見の入力領域d2が表示されるので、医師はレポート作成画面において所見の入力操作を行ったり、シェーマd1に付すコメントの入力操作を行ったりすることができる。このレポート作成画面に表示されるシェーマd1は、医用画像処理装置1がシェーマ作成処理を実行することによって作成される。
【0028】
図3を参照して、医用画像処理装置1により実行されるシェーマ作成処理を説明する。
図3に示すように、シェーマ作成処理において、制御部11は乳房画像から、乳房を構成するスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出する(ステップS1)。図4を参照して抽出方法を詳細に説明するが、当該抽出方法は一例であり、構成部分を抽出できるのであれば何れの抽出方法を採用してもよい。
【0029】
図4に示すように、制御部11は乳房画像にフィルタ処理を施し、エッジ強調処理を実行する(ステップS11)。フィルタ処理には、Prewittフィルタ、Sobelフィルタ等を用いることができる。エッジ強調処理後の乳房画像は、各画素の画素値がエッジ強度を示す値からなる。
【0030】
次に、制御部11はエッジ強調処理によりエッジが強調された乳房画像を用いてスキンラインの抽出を行う(ステップS12)。スキンラインは乳房の輪郭である。
図5は乳房画像の一例を示している。図5において、乳頭〜胸壁の方向にX軸、X軸と垂直な方向にY軸を設定し、乳房画像の各画素の位置を座標(X,Y)により示している。また、座標(X,Y)の位置にある画素の画素値をV(X,Y)により示す。X軸方向の画像端をXmax、Y軸方向の画像端をYmaxにより示す。
【0031】
制御部11は、図5に示す乳房画像の各X座標(0〜Xmax)においてY軸方向に各画素を走査し、その画素値V(X,Y)が最大となる画素の座標S(X,Y)を抽出する。抽出された座標S(X,Y)は、図5に示すように、被写体である乳房の領域Saと、被写体を透過せずにX線が直接照射された乳房外領域Sbとの境界点である。各座標S(X,Y)を結ぶことにより、乳房の輪郭、つまりスキンラインSLを抽出することができる。
【0032】
次に、制御部11は乳房画像において胸筋ラインの探索開始点を決定する(ステップS13)。胸筋ラインは乳房の領域Saと胸筋の境界線であり、胸筋の輪郭である。
図6に示すように、制御部11はV(0,Y)が最大となる座標S(0,Y)(X座標が0の画像端とスキンラインSLとの交点)より数画素下の座標Aの画素を基準点に設定する。制御部11は基準点を中心として、X軸に対し角度0°〜−30°の範囲内で1°毎に探索ラインla0〜la30を設定する。探索ラインla0〜la30の長さは、乳房画像のX軸方向の幅の1/5である。制御部11は、探索ラインla0〜la30毎に、探索ラインla0〜la30上にある画素の画素値の平均値を算出する。
【0033】
制御部11は座標Aから始めてY軸方向に基準点を1画素ずつずらしながら、上記の平均値を算出する処理を繰り返し行う。制御部11は各基準点において算出された平均値が最大となる探索ラインの基準点を、胸筋ラインの探索開始点Bとして決定する。
なお、胸筋ラインの探索開始点Bが画像下端(Y=Ymaxの画像端)に近い場合、例えば下端から10画素以内の位置にある場合、制御部11は乳房画像に胸筋の領域が無いと判断する。また、各基準点において算出された平均値が予め定められた閾値、例えば300より小さい場合も、制御部11は胸筋の領域が無いと判断する。胸筋の領域が無いと判断された場合はエラーが発生したとして、本処理を終了する。
【0034】
探索開始点Bが決定されると、制御部11は胸筋ラインの探索を行う(ステップS14)。
図7は図6に示す乳房画像の胸筋付近を拡大した図である。図7に示すように、制御部11は胸筋ラインの探索開始点Bを起点として、X軸に対し角度±9°の範囲内で1°毎に探索ラインlb0〜lb18を設定する。探索ラインla0〜la18の長さは乳房画像のX軸方向の幅の1/5である。制御部11は探索ラインlb0〜lb18毎に、探索ラインlb0〜lb18上の画素値の平均値を算出し、平均値が最大となる探索ラインlbn(n=0、…、18)を胸筋ラインPLとして決定する。
【0035】
次いで、制御部11は決定された胸筋ライン上で、探索開始点Bから乳房画像のX軸方向の幅の1/10だけ移動した地点を新たに探索点として、上記と同様の処理により胸筋ラインを決定する。このように、胸筋ラインを決定する毎に前回探索点とした地点から新たに探索点を設定し胸筋ラインを決定するという処理が、画像端に到達するまで繰り返される。図7に示すように、最終的にはそれぞれの探索点で決定された胸筋ラインが結ばれた胸筋ラインPLが得られる。
【0036】
なお、各探索点で求められた最大の平均値が予め定められた閾値、例えば300より小さい場合、制御部11は不明瞭な胸筋ラインと判断する。探索ラインlb0〜lb18の最大の平均値が閾値より大きい探索点が2以上ある場合、制御部11はそれらの探索点から2次の近似曲線を描き、この近似曲線を胸筋ラインとして決定する。また、探索ラインlb0〜lb18の最大の平均値が閾値より大きい探索点が1以下である場合、制御部11は探索開始点BをX軸方向に1画素分ずらして上記処理を実行する。
【0037】
胸筋ラインPLが決定されると、制御部11は、図5に示すように、決定された胸筋ラインPLと、画像端(胸壁側の画像端)に囲まれた領域を胸筋の領域M1として抽出する(ステップS15)。
【0038】
次に、制御部11は乳頭の領域を抽出する(ステップS16)。
制御部11は、スキンラインSL上の画素の画素値に対し2次微分の値を算出する。図8に示すように、2次微分値は乳頭以外では略一定の値となるが、乳頭の領域の境界点において急激に変化する。制御部11は2次微分値の変曲点Q1、Q2を結ぶ直線と、スキンラインSLとで囲まれる領域を乳頭の領域Scとして抽出する。
【0039】
制御部11は左右の乳房画像について、上述の各構成部分の抽出を行う。その後、図3に示すように、制御部11はスキンライン(乳房の輪郭)、胸筋の輪郭(胸筋ライン)、乳頭の輪郭を描画し、シェーマを作成する(ステップS2)。描画は元の乳房画像における各構成部分の位置に対応するように行われる。図9は、作成されたシェーマの一例を示している。図9に示すように、左右の乳房画像からそれぞれ抽出されたスキンラインSL、胸筋ラインPL(胸筋の領域M1の輪郭)、乳頭の領域Scの輪郭が描画される。
【0040】
次に、制御部11は乳頭の領域Scにおいて乳頭中央を求め、当該乳頭中央とスキンラインSLの位置を元に、乳房の領域Saを上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を、作成したシェーマ上に描く(ステップS3)。境界線は各領域を判別しやすいように描かれる補助図形であり、上端、中央、下端の3つの境界線がある。
図10に示すように、まず制御部11は乳頭の領域ScのスキンラインSL上の画素のうち、変曲点Q1とQ2を結ぶ直線との最短距離が最大となる画素を乳頭中央Q3として求める。制御部11は、乳頭中央Q3を通るY軸に並行な線を中央の境界線LMとして描く。
【0041】
次に、制御部11は乳房画像のスキンラインSLの形状が凹形状となる部分を検出する。例えば、スキンラインSLに対して円弧(胸壁側が凹む円弧)の曲率を算出し、曲率が最大となる部分か、或いは曲率が閾値(例えば1/1000(mm))より大きくなる部分を凹形状として検出すればよい。曲率は円弧の半径の逆数で表され、曲率が大きい(円弧の半径が小さい)ほどスキンラインSLのカーブの程度が大きいことを示す。制御部11は凹形状の底部分に該当する画素を通るY軸に並行な線を下端の境界線LLとして描く。凹形状の部分が検出されない場合、X=Xmaxとなる画像端を乳房の下端とすればよい。
次に、制御部11は中央の境界線LMより上側に、中央の境界線LMと下端の境界線LL間の距離だけ移動した位置に上端の境界線LUを描画する。
【0042】
次に、制御部11は乳頭中央Q3の位置を元に、乳頭中央Q3から所定距離、例えば2cm内の領域の境界線を、作成したシェーマ上に描画する(ステップ4)。制御部11は乳房の領域Sa内に乳頭中央Q3から半径2cmの円弧を境界線CLとして描く。
【0043】
最後に、制御部11は作成したシェーマに、左右何れの乳房画像であるかを示す記号の他、乳房の上部、中央部、下部の各領域を示す記号、胸筋の領域を示す記号を描画し、シェーマを完成させる。
【0044】
図11は、補助図形が描画されたシェーマの一例を示している。図11に示すシェーマは、図10に示すシェーマに各境界線と記号が描き足されている。図11において、Rの記号は右の乳房を示し、Lの記号は左の乳房を示す。Xの記号は胸筋の領域を示し、Uの記号は乳房の領域の上部、Mの記号は乳房の中央部、Lの記号は乳房の下部を示している。Sの記号は乳頭中央から2cm内の領域を示している。
作成されたシェーマは、上述のようにレポート作成画面上に表示され、レポートに利用される。
【0045】
以上のように、本実施形態によれば、制御部11は乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出された各構成部分の乳房画像における位置に応じて、抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する。乳房画像から抽出した構成部分を描画するので、患者の個人差に詳細に対応したシェーマを作成することができる。医師自身がシェーマを作成する手間が省け、読影作業の効率化を図ることができる。また、シェーマに必要な乳房の構成部分のみを描画するので、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【0046】
また、制御部11は、抽出された各構成部分の乳房画像における位置を元に、シェーマ上に補助図形を描画する。例えば、乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として描画する。また、乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する。これにより、乳房の各領域を把握しやすく、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【0047】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態では撮影方向が斜位方向(MLO)の乳房画像についてシェーマを作成するため、斜位方向の乳房画像に含まれる乳房の構成部分を抽出し、描画していたが、他の撮影方向によっては乳房の構成部分が変わる場合もあるため、乳房画像にどの構成部分が含まれるかによって抽出する構成部分を変えるようにすればよい。補助図形についても同様であり、撮影方向によっては被写体の領域の分類が異なるため、その分類に応じて必要な補助図形を描画すればよい。
【0048】
また、乳房画像のシェーマに限らず、胸部画像のように他の被写体の医用画像についてシェーマを作成する際にも本発明を適用することができる。シェーマの作成に必要な被写体の構成部分を医用画像から抽出し、描画するとともに、シェーマに必要な補助図形を各構成部分との位置関係から算出して描画すればよい。
【0049】
また、レポートだけでなく、電子カルテで利用されるシェーマについても本発明を適用できる。
【0050】
本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ROM、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。
【符号の説明】
【0051】
1 医用画像処理装置
11 制御部
12 操作部
13 表示部
14 通信部
15 記憶部
SL スキンライン
PL 胸筋ライン
Sa 乳房の領域
Sc 乳頭の領域
M1 胸筋の領域
Q3 乳頭中央
【技術分野】
【0001】
本発明は、医用画像処理装置、シェーマの作成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
医師が作成する画像診断のレポートには、シェーマと呼ばれる被写体の概略図が用いられるのが一般的である。シェーマにより、レポートの読者に対し、より理解しやすい形で読影結果を伝達することができる。
【0003】
レポートを手書きする際には、患者に拘わらず1つの標準的なシェーマが利用されるが、患者によって被写体の大きさや位置等には個体差があり、1つのシェーマのみでは個体差を反映することはできなかった。そこで、コンピュータにより被写体毎にシェーマを作成する方法が提案されている。例えば、シェーマとして、撮影画像をそのまま縮小した画像を作成する方法や、視認しやすくなるようにエッジ検出のような簡易的な画像処理を施した画像を用いる方法もある。しかし、これらの方法は様々な構造物がシェーマに含まれるため、利用し難い。
【0004】
これに対し、過去撮影された多数の正常な胸部を表す胸部画像から、肋骨モデル形状を含む肋骨モデル画像を多数作成し、これをシェーマのテンプレートとして用いる方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、過去の撮影画像から作成されたシェーマのテンプレートの中から、読影対象の医用画像の肋骨モデル形状に最も近いテンプレートが相互相関により探索され、シェーマとして用いられる。
【0005】
また、複数のポイントが設定された標準的なシェーマのテンプレートを準備し、医師によるポイントの操作に従ってテンプレートを変形して、シェーマを作成する方法についても開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−181146号公報
【特許文献2】特開2007−7378号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献1の方法の場合、患者の個体差に対応するためには、多くのテンプレートを準備しておかなければならない。読影対象の医用画像の肋骨モデル形状を表すテンプレートがなければ、患者に応じたシェーマを提供することができない。
【0008】
また、上記特許文献2の方法によれば、所望の形状にシェーマのテンプレートを変形できるので、シェーマに患者毎の差異を詳細に表すことができる。しかし、レポート作成時に、逐一手動操作によってシェーマを作成するのは煩雑である。医師の負担が大きく、非効率的である。
【0009】
本発明の課題は、患者の個体差に対応したシェーマを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する医用画像処理装置が提供される。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する請求項1に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、
前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像であり、
前記制御手段は、前記乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出されたスキンライン、胸筋の輪郭、乳頭の輪郭を描画してシェーマを作成する請求項2に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0014】
請求項5に記載の発明によれば、
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3又は4に記載の医用画像処理装置が提供される。
【0015】
請求項6に記載の発明によれば、
医用画像処理装置によるシェーマの作成方法であって、
制御手段により、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する工程と、
制御手段により、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する工程と、
を含むシェーマの作成方法が提供される。
【0016】
請求項7に記載の発明によれば、
コンピュータを、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する制御手段として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、医用画像から抽出した被写体の構成部分をシェーマとして用いるので、患者の個体差に詳細に対応したシェーマを提供することができる。また、被写体の構成部分の輪郭のみ描画するので、シェーマに不要な組織部分の画像を除外することができ、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施の形態における医用画像処理装置の機能的構成を示す図である。
【図2】レポート作成画面の一例である。
【図3】医用画像処理装置により実行されるシェーマ作成処理のフローチャートである。
【図4】各構成部分を抽出する際の処理を示すフローチャートである。
【図5】乳房画像に含まれる乳房の領域、スキンライン、胸筋の領域、胸筋ラインを示す図である。
【図6】胸筋ラインの探索開始点を決定するために設定される探索ラインを示す図である。
【図7】胸筋ラインを決定するために設定される探索ラインを示す図である。
【図8】スキンライン上の画素について求められた2次微分値を示す図である。
【図9】作成されたシェーマの一例である。
【図10】乳房画像から求められる乳房の上部、中央部、下部の境界線、乳頭中央から所定距離内の領域の境界線を示す図である。
【図11】図8に示すシェーマに補助図形が描画された例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
図1は、本実施形態における医用画像処理装置1の機能的構成を示す。
医用画像処理装置1は、例えばPACS(Picture Archiving and Communication System)に組み込まれ、読影医が読影用に医用画像を表示させ、レポートを作成するために用いられる。
図1に示すように、医用画像処理装置1は、制御部11、操作部12、表示部13、通信部14、記憶部15を備えて構成されている。
【0021】
制御部11は、記憶部15に記憶されているプログラムとの協働により、各種演算を行い、医用画像処理装置1の各部の動作を集中制御して、各種処理を実行する制御手段である。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)を備えて構成することができる。
【0022】
例えば、後述するシェーマ作成処理において、制御部11は医用画像から被写体の構成部分を抽出する。被写体とは患者の撮影部位をいう。制御部11は抽出された構成部分の医用画像における位置に応じて、抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する。また、制御部11は抽出された構成部分の医用画像における位置を元に、作成したシェーマ上に補助図形を描画する。補助図形はシェーマの把握を補助する線や円等の図形の他、記号も含む。
【0023】
操作部12はキーボードやマウスを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部11に出力する。
表示部13はディスプレイを備え、制御部11の表示制御に従って各種操作画面や医用画像を表示する。例えば、表示部13はビューア画面を表示し、ビューア画面上に読影対象の医用画像を表示する。また、表示部13はレポート作成画面を表示し、レポート画面上に制御部11により作成されたシェーマを表示する。
【0024】
通信部14は、通信用のインターフェイスを備え、ネットワーク上の外部装置と通信を行う。例えば、通信部14は医用画像を配信するサーバから読影対象の医用画像を受信する。
【0025】
記憶部15は、制御部11により実行されるプログラム、当該プログラムの実行に用いられるファイルやデータを記憶している。記憶部15としては、ハードディスクを用いることができる。
【0026】
次に、医用画像処理装置1の動作を説明する。
サーバから医用画像処理装置1に読影対象の医用画像が配信されると、表示部13にビューア画面が表示され、配信された医用画像がビューア画面上に表示される。以下、乳房を被写体とする乳房画像が配信され、表示される例を説明する。
配信された医用画像が乳房画像である場合、比較読影のため、左右の乳房の乳房画像が並べて表示される。左右の乳房画像の撮影方向は同じである。医師はビューア画面に表示された左右の乳房画像の読影を行う。
【0027】
読影終了後、表示部13にレポート作成画面が表示される。図2はレポート作成画面の一例を示している。図2に示すように、レポート作成画面には、シェーマd1や所見の入力領域d2が表示されるので、医師はレポート作成画面において所見の入力操作を行ったり、シェーマd1に付すコメントの入力操作を行ったりすることができる。このレポート作成画面に表示されるシェーマd1は、医用画像処理装置1がシェーマ作成処理を実行することによって作成される。
【0028】
図3を参照して、医用画像処理装置1により実行されるシェーマ作成処理を説明する。
図3に示すように、シェーマ作成処理において、制御部11は乳房画像から、乳房を構成するスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出する(ステップS1)。図4を参照して抽出方法を詳細に説明するが、当該抽出方法は一例であり、構成部分を抽出できるのであれば何れの抽出方法を採用してもよい。
【0029】
図4に示すように、制御部11は乳房画像にフィルタ処理を施し、エッジ強調処理を実行する(ステップS11)。フィルタ処理には、Prewittフィルタ、Sobelフィルタ等を用いることができる。エッジ強調処理後の乳房画像は、各画素の画素値がエッジ強度を示す値からなる。
【0030】
次に、制御部11はエッジ強調処理によりエッジが強調された乳房画像を用いてスキンラインの抽出を行う(ステップS12)。スキンラインは乳房の輪郭である。
図5は乳房画像の一例を示している。図5において、乳頭〜胸壁の方向にX軸、X軸と垂直な方向にY軸を設定し、乳房画像の各画素の位置を座標(X,Y)により示している。また、座標(X,Y)の位置にある画素の画素値をV(X,Y)により示す。X軸方向の画像端をXmax、Y軸方向の画像端をYmaxにより示す。
【0031】
制御部11は、図5に示す乳房画像の各X座標(0〜Xmax)においてY軸方向に各画素を走査し、その画素値V(X,Y)が最大となる画素の座標S(X,Y)を抽出する。抽出された座標S(X,Y)は、図5に示すように、被写体である乳房の領域Saと、被写体を透過せずにX線が直接照射された乳房外領域Sbとの境界点である。各座標S(X,Y)を結ぶことにより、乳房の輪郭、つまりスキンラインSLを抽出することができる。
【0032】
次に、制御部11は乳房画像において胸筋ラインの探索開始点を決定する(ステップS13)。胸筋ラインは乳房の領域Saと胸筋の境界線であり、胸筋の輪郭である。
図6に示すように、制御部11はV(0,Y)が最大となる座標S(0,Y)(X座標が0の画像端とスキンラインSLとの交点)より数画素下の座標Aの画素を基準点に設定する。制御部11は基準点を中心として、X軸に対し角度0°〜−30°の範囲内で1°毎に探索ラインla0〜la30を設定する。探索ラインla0〜la30の長さは、乳房画像のX軸方向の幅の1/5である。制御部11は、探索ラインla0〜la30毎に、探索ラインla0〜la30上にある画素の画素値の平均値を算出する。
【0033】
制御部11は座標Aから始めてY軸方向に基準点を1画素ずつずらしながら、上記の平均値を算出する処理を繰り返し行う。制御部11は各基準点において算出された平均値が最大となる探索ラインの基準点を、胸筋ラインの探索開始点Bとして決定する。
なお、胸筋ラインの探索開始点Bが画像下端(Y=Ymaxの画像端)に近い場合、例えば下端から10画素以内の位置にある場合、制御部11は乳房画像に胸筋の領域が無いと判断する。また、各基準点において算出された平均値が予め定められた閾値、例えば300より小さい場合も、制御部11は胸筋の領域が無いと判断する。胸筋の領域が無いと判断された場合はエラーが発生したとして、本処理を終了する。
【0034】
探索開始点Bが決定されると、制御部11は胸筋ラインの探索を行う(ステップS14)。
図7は図6に示す乳房画像の胸筋付近を拡大した図である。図7に示すように、制御部11は胸筋ラインの探索開始点Bを起点として、X軸に対し角度±9°の範囲内で1°毎に探索ラインlb0〜lb18を設定する。探索ラインla0〜la18の長さは乳房画像のX軸方向の幅の1/5である。制御部11は探索ラインlb0〜lb18毎に、探索ラインlb0〜lb18上の画素値の平均値を算出し、平均値が最大となる探索ラインlbn(n=0、…、18)を胸筋ラインPLとして決定する。
【0035】
次いで、制御部11は決定された胸筋ライン上で、探索開始点Bから乳房画像のX軸方向の幅の1/10だけ移動した地点を新たに探索点として、上記と同様の処理により胸筋ラインを決定する。このように、胸筋ラインを決定する毎に前回探索点とした地点から新たに探索点を設定し胸筋ラインを決定するという処理が、画像端に到達するまで繰り返される。図7に示すように、最終的にはそれぞれの探索点で決定された胸筋ラインが結ばれた胸筋ラインPLが得られる。
【0036】
なお、各探索点で求められた最大の平均値が予め定められた閾値、例えば300より小さい場合、制御部11は不明瞭な胸筋ラインと判断する。探索ラインlb0〜lb18の最大の平均値が閾値より大きい探索点が2以上ある場合、制御部11はそれらの探索点から2次の近似曲線を描き、この近似曲線を胸筋ラインとして決定する。また、探索ラインlb0〜lb18の最大の平均値が閾値より大きい探索点が1以下である場合、制御部11は探索開始点BをX軸方向に1画素分ずらして上記処理を実行する。
【0037】
胸筋ラインPLが決定されると、制御部11は、図5に示すように、決定された胸筋ラインPLと、画像端(胸壁側の画像端)に囲まれた領域を胸筋の領域M1として抽出する(ステップS15)。
【0038】
次に、制御部11は乳頭の領域を抽出する(ステップS16)。
制御部11は、スキンラインSL上の画素の画素値に対し2次微分の値を算出する。図8に示すように、2次微分値は乳頭以外では略一定の値となるが、乳頭の領域の境界点において急激に変化する。制御部11は2次微分値の変曲点Q1、Q2を結ぶ直線と、スキンラインSLとで囲まれる領域を乳頭の領域Scとして抽出する。
【0039】
制御部11は左右の乳房画像について、上述の各構成部分の抽出を行う。その後、図3に示すように、制御部11はスキンライン(乳房の輪郭)、胸筋の輪郭(胸筋ライン)、乳頭の輪郭を描画し、シェーマを作成する(ステップS2)。描画は元の乳房画像における各構成部分の位置に対応するように行われる。図9は、作成されたシェーマの一例を示している。図9に示すように、左右の乳房画像からそれぞれ抽出されたスキンラインSL、胸筋ラインPL(胸筋の領域M1の輪郭)、乳頭の領域Scの輪郭が描画される。
【0040】
次に、制御部11は乳頭の領域Scにおいて乳頭中央を求め、当該乳頭中央とスキンラインSLの位置を元に、乳房の領域Saを上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を、作成したシェーマ上に描く(ステップS3)。境界線は各領域を判別しやすいように描かれる補助図形であり、上端、中央、下端の3つの境界線がある。
図10に示すように、まず制御部11は乳頭の領域ScのスキンラインSL上の画素のうち、変曲点Q1とQ2を結ぶ直線との最短距離が最大となる画素を乳頭中央Q3として求める。制御部11は、乳頭中央Q3を通るY軸に並行な線を中央の境界線LMとして描く。
【0041】
次に、制御部11は乳房画像のスキンラインSLの形状が凹形状となる部分を検出する。例えば、スキンラインSLに対して円弧(胸壁側が凹む円弧)の曲率を算出し、曲率が最大となる部分か、或いは曲率が閾値(例えば1/1000(mm))より大きくなる部分を凹形状として検出すればよい。曲率は円弧の半径の逆数で表され、曲率が大きい(円弧の半径が小さい)ほどスキンラインSLのカーブの程度が大きいことを示す。制御部11は凹形状の底部分に該当する画素を通るY軸に並行な線を下端の境界線LLとして描く。凹形状の部分が検出されない場合、X=Xmaxとなる画像端を乳房の下端とすればよい。
次に、制御部11は中央の境界線LMより上側に、中央の境界線LMと下端の境界線LL間の距離だけ移動した位置に上端の境界線LUを描画する。
【0042】
次に、制御部11は乳頭中央Q3の位置を元に、乳頭中央Q3から所定距離、例えば2cm内の領域の境界線を、作成したシェーマ上に描画する(ステップ4)。制御部11は乳房の領域Sa内に乳頭中央Q3から半径2cmの円弧を境界線CLとして描く。
【0043】
最後に、制御部11は作成したシェーマに、左右何れの乳房画像であるかを示す記号の他、乳房の上部、中央部、下部の各領域を示す記号、胸筋の領域を示す記号を描画し、シェーマを完成させる。
【0044】
図11は、補助図形が描画されたシェーマの一例を示している。図11に示すシェーマは、図10に示すシェーマに各境界線と記号が描き足されている。図11において、Rの記号は右の乳房を示し、Lの記号は左の乳房を示す。Xの記号は胸筋の領域を示し、Uの記号は乳房の領域の上部、Mの記号は乳房の中央部、Lの記号は乳房の下部を示している。Sの記号は乳頭中央から2cm内の領域を示している。
作成されたシェーマは、上述のようにレポート作成画面上に表示され、レポートに利用される。
【0045】
以上のように、本実施形態によれば、制御部11は乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出された各構成部分の乳房画像における位置に応じて、抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する。乳房画像から抽出した構成部分を描画するので、患者の個人差に詳細に対応したシェーマを作成することができる。医師自身がシェーマを作成する手間が省け、読影作業の効率化を図ることができる。また、シェーマに必要な乳房の構成部分のみを描画するので、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【0046】
また、制御部11は、抽出された各構成部分の乳房画像における位置を元に、シェーマ上に補助図形を描画する。例えば、乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として描画する。また、乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する。これにより、乳房の各領域を把握しやすく、読影結果の伝達手段として利用しやすいシェーマを提供することができる。
【0047】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態では撮影方向が斜位方向(MLO)の乳房画像についてシェーマを作成するため、斜位方向の乳房画像に含まれる乳房の構成部分を抽出し、描画していたが、他の撮影方向によっては乳房の構成部分が変わる場合もあるため、乳房画像にどの構成部分が含まれるかによって抽出する構成部分を変えるようにすればよい。補助図形についても同様であり、撮影方向によっては被写体の領域の分類が異なるため、その分類に応じて必要な補助図形を描画すればよい。
【0048】
また、乳房画像のシェーマに限らず、胸部画像のように他の被写体の医用画像についてシェーマを作成する際にも本発明を適用することができる。シェーマの作成に必要な被写体の構成部分を医用画像から抽出し、描画するとともに、シェーマに必要な補助図形を各構成部分との位置関係から算出して描画すればよい。
【0049】
また、レポートだけでなく、電子カルテで利用されるシェーマについても本発明を適用できる。
【0050】
本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ROM、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。
【符号の説明】
【0051】
1 医用画像処理装置
11 制御部
12 操作部
13 表示部
14 通信部
15 記憶部
SL スキンライン
PL 胸筋ライン
Sa 乳房の領域
Sc 乳頭の領域
M1 胸筋の領域
Q3 乳頭中央
【特許請求の範囲】
【請求項1】
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する医用画像処理装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する請求項1に記載の医用画像処理装置。
【請求項3】
前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像であり、
前記制御手段は、前記乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出されたスキンライン、胸筋の輪郭、乳頭の輪郭を描画してシェーマを作成する請求項2に記載の医用画像処理装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3に記載の医用画像処理装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3又は4に記載の医用画像処理装置。
【請求項6】
医用画像処理装置によるシェーマの作成方法であって、
制御手段により、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する工程と、
制御手段により、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する工程と、
を含むシェーマの作成方法。
【請求項7】
コンピュータを、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項1】
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する医用画像処理装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置を元に、前記シェーマ上に補助図形を描画する請求項1に記載の医用画像処理装置。
【請求項3】
前記医用画像は、乳房を被写体とする乳房画像であり、
前記制御手段は、前記乳房画像に含まれる乳房のスキンライン、胸筋、乳頭の各構成部分を抽出し、抽出されたスキンライン、胸筋の輪郭、乳頭の輪郭を描画してシェーマを作成する請求項2に記載の医用画像処理装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央と前記抽出されたスキンラインの位置を元に、乳房を上部、中央部、下部の各領域に分類する境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3に記載の医用画像処理装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記抽出された乳頭の領域において乳頭中央を求め、当該乳頭中央の位置を元に、当該乳頭中央から一定距離内の領域の境界線を補助図形として前記シェーマに描画する請求項3又は4に記載の医用画像処理装置。
【請求項6】
医用画像処理装置によるシェーマの作成方法であって、
制御手段により、医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出する工程と、
制御手段により、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する工程と、
を含むシェーマの作成方法。
【請求項7】
コンピュータを、
医用画像に含まれる被写体の構成部分を抽出し、前記抽出された構成部分の前記医用画像における位置に応じて、前記抽出された構成部分の輪郭を描画し、シェーマを作成する制御手段として機能させるためのプログラム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−227215(P2010−227215A)
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−76571(P2009−76571)
【出願日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
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