医用画像表示装置
【課題】大腰筋領域を精度良く抽出することができる画像処理技術を提供することを目的とする。
【解決手段】
被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像から脊椎領域を二値化処理で抽出し（Ｓ２１）、前記大腰筋を含む軟部組織を抽出するために所定の閾値を設定して二値化処理で抽出し（Ｓ２２）、前記断層像を被検体の左右方向に分割する対称中心線を設定し対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出し（Ｓ２３）、脊椎領域の左右にある領域として近似的大腰筋領域を抽出し（Ｓ２４）、この近似的大腰筋領域に基づいて、二値化医用画像から対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する（Ｓ２５）
【解決手段】
被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像から脊椎領域を二値化処理で抽出し（Ｓ２１）、前記大腰筋を含む軟部組織を抽出するために所定の閾値を設定して二値化処理で抽出し（Ｓ２２）、前記断層像を被検体の左右方向に分割する対称中心線を設定し対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出し（Ｓ２３）、脊椎領域の左右にある領域として近似的大腰筋領域を抽出し（Ｓ２４）、この近似的大腰筋領域に基づいて、二値化医用画像から対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する（Ｓ２５）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像診断表示装置に係り、特に、被検体の断層像から大腰筋領域を抽出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大腰筋の体積は年齢と共に縮小し、わずかな突起にもつまずいてころぶようになる。縮小した場合は受診者に知らせ、リハビリを促す必要がある。この場合、ＣＴ画像を用いて大腰筋領域を抽出するのが便利であり、医師要求が高い。なお、大腰筋の体積は、へその写っているスライス画像の大腰筋面積と相関があり、医師はこの面積測定で代用する場合が多い。
【０００３】
ここで、大腰筋について図１７に基づき説明する。大腰筋は、脊椎を挟んで左右に位置する。この左右の大腰筋Ａ、Ｂは他の周辺の臓器Ａ、Ｂ（例えば腎臓）と接触していているため、単純なしきい値処理では抽出できない。
【０００４】
そこで、医用画像から大腰筋領域を抽出する技術の一つとして、例えば特許文献１には、二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除する画像処理技術が開示されている。特許文献１の画像処理技術は、図１８（ａ）のように、複数の画素点からなるｘ軸に平行な点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５を設定し、ａ１＝ａ５＝０ ならａ２＝ａ３＝ａ４＝０とする。また、複数の画素点からなるｙ軸に平行な点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を設定し、ｂ１＝ｂ４＝０ならｂ２＝ｂ３＝０とする。これにより、点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５及び点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を切断または削除し、二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除する。
【特許文献１】特開２００２-３２５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の画像処理技術により二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除すると、図１８（ｂ）に示すように、切断個所が直線状になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大腰筋領域を精度良く抽出することができる画像処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明に係る医用画像表示装置は、被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像を取得する画像取得手段と、前記取得された医用画像に所定の閾値を設定して前記大腰筋を含む軟部組織を抽出した抽出画像を生成する手段と、前記抽出画像を所望に分割する対称中心線を設定する手段と、前記抽出画像において、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出することによって近似的大腰筋領域を抽出する第一抽出手段と、前記近似的大腰筋領域に基づいて、前記抽出画像から前記対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する第二抽出手段と、前記第二抽出手段によって抽出された前記全大腰筋領域を表示する表示手段と、を備える。
【０００８】
また、前記第二抽出手段は、前記近似的大腰筋領域の輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し、前記ライン上の画素点が前記所定の閾値を満たす場合には前記画素点を大腰筋領域として抽出する。
【０００９】
また、前記表示手段に表示された前記抽出画像のうち所定の領域を領域指定するための位置座標入力手段を、更に備える。
【００１０】
また、前記第二抽出手段によって抽出された前記対称中心線によって分割される全大腰筋領域の面積を算出して比較し、面積の差が所望の範囲にあるか否かを判定する面積差判定手段と、前記面積差判定手段が、前記面積の差が所望の範囲に無いと判定した場合に前記面積の差が所望の範囲に無い旨を通知する通知手段と、を更に備え、前記通知がされた場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる大腰筋領域を指定して抽出する。
【００１１】
上述の「第二抽出手段」は、前記抽出画像において大腰筋領域が隣り合う軟部組織と接している場合に、前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記二値化画像に含まれる大腰筋領域の輪郭線上の任意の２点を通り、かつ前記傾き角度に基づいて決定された傾き角度を有する線分を設定し、該線分の長さが極小となる位置を算出し、該位置より前記大腰筋領域の外側であって前記傾き角度を有する所定の傾斜領域を削除して抽出してもよい。
【００１２】
また「第二抽出手段」は、前記抽出画像において大腰筋領域が隣り合う軟部組織と接している場合に、前記大腰筋領域に接する軟部組織の重心から同心円を設定し、該同心円上の任意の２点において画素値が０となる場合に前記任意の２点を結ぶ円弧上の画素点の画素値を０にすることにより前記軟部組織と前記大腰筋領域と分離し、更に、前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記分離された大腰筋領域の輪郭線上の任意の２点を通り、かつ前記傾き角度に基づいて決定された傾き角度を有する線分を設定し、該線分上において前記閾値を満たす画素点を大腰筋領域として抽出してもよい。
【００１３】
また「医用画像表示装置」は、前記医用画像から脊椎領域を抽出する脊椎抽出手段を更に備えてもよい。そして、「第一抽出手段」は、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のうち、脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の両側に位置する画素点を近似的大腰筋領域として抽出してもよい。
【００１４】
更に、脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記画像取得手段は、前記断層像に相当する被検体の部位付近を撮影した他の医用画像を取得し、該他の医用画像に基づいて全大腰筋領域の抽出処理を行ってもよい。
【００１５】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる脊椎領域を指定して抽出してもよい。
【００１６】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記画像取得手段に前記被検体の断層像を撮影した他の医用画像を取得させ該他の医用画像に基づいて脊椎領域を抽出する処理を行なうか、又は前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる脊椎領域を指定して抽出するか、を操作者に選択させるための選択手段を更に備えてもよい。
【００１７】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさず、大腰筋領域が脊椎領域の一部と隣接して広領域を形成する場合に、前記脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の重心及び前記断層像に写ったへそ領域の重心を通る直線または前記断層像における体表輪郭線の中心線上にあって、前記脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の重心から所定の範囲にある画素点を仮中心点として抽出し、該仮中心点から前記広範囲領域の輪郭線上の画素点までの距離を算出することにより前記広範囲領域の重心を算出し、該広範囲領域の重心を本中心点とする同心円を設定し、該同心円上にある任意の２点の画素値が０である場合に、前記任意の２点を結ぶ円弧上の画素点の画素値を０にすることにより、前記大腰筋領域と前記脊椎領域の一部とを分離する脊椎領域分離手段を更に備えてもよい。
【００１８】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさず、大腰筋領域が脊椎領域の一部と隣接して広領域を形成する場合に、前記第一抽出手段が抽出した前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記広範囲領域の輪郭線上の任意の２点を通りかつ前記傾き角度に基づいて決定される傾き角度を有する線分を設定し、該線分の長さが極小となる位置において前記広範囲領域を分割することにより前記大腰筋領域と前記脊椎領域の一部とを分離する脊椎領域分離手段を更に備えてもよい。
【００１９】
また、前記第二抽出手段が抽出した前記全大腰筋領域から、該全大腰筋領域に含まれる脂肪領域の面積を算出する脂肪面積算出手段を更に備えてもよい。
【００２０】
また、前記第二抽出手段が抽出した前記全大腰筋領域の面積を算出し、該全大腰筋領域の面積から前記脂肪面積算出手段が算出した前記脂肪領域の面積を減算処理し、減算後の大腰筋領域の面積を算出する大腰筋面積算出手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大腰筋の非対称性を利用して近似的大腰筋領域を算出し、更に近似的大腰筋領域に基づいて医用画像に含まれる大腰筋領域を精度良く抽出することができる。そして、抽出した大腰筋領域を利用して、大腰筋の面積を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像表示装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
図１は、発明の一実施の形態に係る医用画像表示システム１の構成を示すハードウェア構成図である。
【００２４】
図１の医用画像表示システム１は、Ｘ線ＣＴ装置２と、ＭＲ装置３と、Ｘ線ＣＴ装置２及びＭＲ装置３が撮影して得た医用画像を格納する画像データベース４と、医用画像を表示する医用画像表示装置１０とを備え、Ｘ線ＣＴ装置２、ＭＲ装置３、画像データベース４、及び医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５等のネットワークにより互いに接続される。
【００２５】
医用画像表示装置１０は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする主メモリ１２と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、周辺機器のデバイスドライブ、医用画像から大腰筋領域を抽出する処理等を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等が格納される磁気ディスク１３と、表示用データを一時記憶する表示メモリ１４と、この表示メモリ１４からのデータに基づいて画像を表示するＣＲＴモニタや液晶モニタ等のモニタ１５と、キーボード１６と、位置座標入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してモニタ１５上のマウスポインタの位置やマウス１７の状態等の信号をＣＰＵ１１に出力するコントローラ１８と、上記各構成要素を接続する共通バス１９とを備える。
【００２６】
本実施の形態においては、医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５を介して画像データベース４から医用画像を読み出すが、医用画像表示装置１０に接続された記憶装置、例えばＦＤＤ、ＣＤ−ＲＷドライブ、ＭＯドライブ、ＺＩＰドライブ等から医用画像を読み込んでも良い。また、ＬＡＮ５を経由してＸ線ＣＴ装置２やＭＲ装置３から直接医用画像を取得してもよい。
【００２７】
次に、図２乃至５、図１５及び１６に基づいて、本実施の形態に係る医用画像表示装置１０を用いて医用画像から大腰筋領域を抽出する手順について説明する。図２は、大腰筋領域の抽出手順を示すフローチャートである。図３は、ステップＳ２３の処理結果画像であって、二値化画像に対称中心線を設定し、対称性を満たした画素のみを残す処理により残った領域を示す模式図である。図４（ａ）はステップＳ２４の処理結果画像であって、脊椎の左右に隣接領域として、近似的大腰筋領域を抽出した状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の近似的大腰筋領域に領域拡張法を適用して大腰筋領域を求める方法を示す模式図である。図５（ａ）は、大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第一の処理方法をしめす模式図であり、図５（ｂ）は大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第二の処理方法をしめす模式図である。図１５は、脊椎領域が鮮明に写った原画像例、図１６は、脊椎領域が不鮮明に写った原画像例を示す。以下図２の各ステップ順に説明する。
【００２８】
（ステップＳ２１）
原画像（例えば図１５、１６に示す被検体のへそ位置で撮影した断層像を示す医用画像）から脊椎のＣＴ値に基づいて閾値（例えば、CT値がｔ２より大）を設定して閾値処理し、脊椎領域を二値化抽出する（Ｓ２１）。予め、脊椎の一部を囲む矩形で領域を限定しておくと処理が少なくなる。
【００２９】
このとき、抽出された脊椎領域の面積は所定の範囲内か否かを、また脊椎領域の重心座標は所定の範囲内にあるか否を判定するための自動チェック処理を行なう。これは、例えば図１５に示す原画像１５０には高濃度の脊椎１５１が写っているが、図１６に示す原画像には、撮影スライス位置が骨の間に位置したため、大部分の領域１６１が低濃度で写っており、閾値処理だけでは脊椎領域の全部を抽出できない場合があるためである。この脊椎領域の自動チェック処理については図６に基づいて後述する。
【００３０】
（ステップＳ２２）
原画像から大腰筋のＣＴ値に基づいて閾値を設定して閾値処理し、大腰筋を含む軟部組織領域を二値化抽出する（Ｓ２２）。
【００３１】
（ステップＳ２３）
対称中心線４０を設定し、その対称中心線４０を基準として対称に存在する画素のみを残す（Ｓ２３）。
【００３２】
対称中心線４０は、（１）脊椎領域の重心とへそ位置（へそを示す凹部領域の重心）とを通る直線、（２）へそが写ってない場合は、脊椎領域よりも背中側に位置する筋肉（図１７における筋肉Ａ，Ｂ）の両端を検出し、筋肉Ａ，Ｂの両端を結ぶ線分の中点を通り、かつ垂直方向な直線、又は（３）脊椎と被検体の体組織領域の重心を通る直線を設定することにより求める。
【００３３】
そして、ステップＳ２２でもとめた軟部組織領域のうち、対称中心線４０を基準として対称となる位置に存在する画素のみを残す。このステップＳ２３の処理結果を図３に示す。図３に示すように、大腰筋３０Ａ，３０Ｂ、他の臓器３１Ａ，３１Ｂ、筋肉３２など、対称中心線４０に対して対称な画素点のみが抽出される。また、脊椎のＣＴ値が高い場合には脊椎領域は抽出されない。
【００３４】
通常、人体の構成は、対称中心線４０に対して完全に対称な位置に大腰筋や他の臓器、筋肉などが位置せず、また各大腰筋や臓器、筋肉の形状は非対称形をなしている。一方、ステップＳ２３では、対称中心線４０を挟んで対称な画素のみを抽出するため、ステップＳ２３で結果抽出される領域は、隣り合う臓器から分離されて（接していない状態で）抽出される。
【００３５】
（ステップＳ２４）
脊椎領域の左右に存在する領域のみを抽出することにより、図４（a）に示すように近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを求める（Ｓ２４）。このとき、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積は所定の範囲内か否かを、また近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの重心座標は所定の範囲内にあるか否を判定するための自動チェック処理を行なう。これにより、正しく近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを抽出しているか否か、例えば図３に示す二値化画像において、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂに隣接する臓器領域３１Ａ、３１Ｂを誤って近似的大腰筋領域として抽出していないかどうかをチェックすることができる。
【００３６】
この自動チェック処理については図１２に基づいて後述する。
【００３７】
（ステップＳ２５）
ステップＳ２４で求めた近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの情報をもとに高精度の大腰筋領域抽出処理を行なう（Ｓ２５）。すなわち、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂは、大腰筋領域のうち対称中心線４０を基準として左右対称に位置する画素点のみを抽出している。そのため、実際の大腰筋領域よりも小さく抽出している。そこで、対称中心線４０を基準として非対称に位置する画素点も抽出して、大腰筋領域を構成する画素点を全て抽出する。
【００３８】
そのための一つの方法として、図４（ｂ）のように、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを領域拡張することによって非対称な画素を含む大腰筋領域を高精度に抽出する方法がある。より詳細には、ステップＳ２３で抽出した二値化された近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し（ライン４１）、このライン４１上の画素点のうち近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを抽出するために設定した閾値の条件を満たす画素点を抽出する。そして、ライン４１の長さが極小となる位置で領域拡張処理を止める。
【００３９】
また、他の方法として、例えば図５のように、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの情報をもとに、ステップＳ２２で作成した二値化画像から大腰筋以外の領域を削除して目的とする大腰筋領域のみを残す方法がある。
【００４０】
図５（ａ）では、ステップＳ２４で算出した近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの輪郭線上の２点のうち最も距離が長い２点を求める。そしてその２点の座標を基に、二値化画像における大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの傾き角度を求める。そして、その傾き角度をもち、かつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの輪郭線上の２点を結ぶ線分Ｄ１を設定する。その線分Ｄ１を１ラインずつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの外側にずらし、線分Ｄ１の長さが０となる位置を求める。そして、この線分Ｄ１の長さが０となる位置よりも大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの外側であり、かつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの傾き角度と同じ傾斜角度を有する所定領域を削除領域５３として設定する。この削除領域５３を削除することにより、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂのみを抽出し、隣接する臓器領域５１Ａ、５１Ｂから分離する。
【００４１】
図５（ｂ）では、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂに基づいてステップＳ２２で作成した二値化画像における大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂを特定する。そして、例えば、大腰筋領域５０Ａに隣接する他の臓器領域５１Ａの重心５１Ａｐを算出する。この重心５１Ａｐを中心とする円を設定し、円周上の２点ｐ１、ｐ２点で画素値が０の場合、円弧ｐ１ｐ２をゼロクリアすることにより、他の臓器領域５１Ａを大腰筋領域５０Ａから分離する。その後、ステップＳ２４で抽出した近似的大腰筋領域３０Ａの中心点（重心点）を開始点とする領域拡張方法などにより、大腰筋領域５０Ａのみを残す。他の大腰筋領域５０Ｂについても同様である。
【００４２】
上記図４（ｂ）、図５（ａ）、又は図５（ｂ）による近似的大腰筋領域の情報に基づく高精度の大腰筋領域の抽出処理が終了すると、図２に示す大腰筋抽出処理を終了する。
【００４３】
次に図６に基づいて、上記ステップＳ２１で行なう脊椎領域が抽出されているか否かの自動チェック処理について説明する。
【００４４】
（ステップＳ６１）
ステップＳ２１で抽出した脊椎領域の面積を算出し、その面積が所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ６１）。所定の範囲にある場合にはステップＳ６２へ、所定の範囲に無い場合にはステップＳ６３へ進む。
【００４５】
（ステップＳ６２）
ステップＳ２１で抽出した脊椎領域の重心座標を算出し、その重心座標が所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ６２）。所定の範囲にある場合には、脊椎領域が正しく抽出できたと判定して、自動チェック処理を終了する。所定の範囲に無い場合にはステップＳ６３へ進む。
【００４６】
（ステップＳ６３）
ステップＳ２１では抽出できなかった脊椎領域の一部について脊椎抽出処理を行なう（Ｓ６３）。この脊椎領域の一部について抽出するための第一の処理方法を図７、図８に基づいて説明する。図７は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャートである。図８は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法を示す模式図である。
【００４７】
（ステップＳ７１）
ステップＳ２２と同様、原画像１６０に対して大腰筋領域を抽出するための閾値を設定して二値化処理を行なう（Ｓ７１）。この結果、脊椎も骨と骨の間の場合はＣＴ値が低く大腰筋のＣＴ値に近いため、図８に示すように同時に抽出される。そのため、以下では、脊椎領域と大腰筋領域とを分離する処理を行う。なお、脊椎領域を含む矩形領域９０を設定することにより、より処理速度を向上させることができる。
【００４８】
（ステップＳ７２）
ステップＳ２３と同様、背中側の三角状の脊椎領域８３の一部（例えば重心）とへそ位置（へそ領域８１の重心）とを結ぶ対称中心線Ｌを設定し、この対称中心線Ｌを基準として対称な画素だけを残す（Ｓ７２）。一般に、大腰筋面積の測定はへそ領域８１が写っているスライスを用いる習慣になっている。そのため、へそ領域８１の重心を算出して、対称中心線Ｌを設定するために用いることができる。脊椎領域８３とへそ位置８１とを結ぶ直線の代わりに、体表輪郭の中心線（脊椎領域８３の重心と体組織の重心とを結ぶ直線）を用いてもよい。
【００４９】
（ステップＳ７３）
距離変換(エッジまでの最短距離をその点での濃度とする)で大腰筋領域と脊椎領域とからなる広領域の中心を求める（Ｓ７３）。
【００５０】
円形な脊椎領域８２は、解剖学的にみると、背中側の三角状の脊椎領域８３の一部（重心）とへそ位置（へそ領域８１の重心）とを結ぶ直線（本実施の形態においてはステップＳ７２で算出した対称中心線Lに一致する）上であって、背中側の三角状の脊椎領域８３から一定割合の点（Ｃ１、Ｃ２…、Ｃｎとする）に位置する。このＣ１、Ｃ２…、Ｃｎ点から広領域のエッジ（輪郭線上の画素点）までの最短距離を算出し、この最短距離をＣ１、Ｃ２…、Ｃｎ点における濃度（画素値）とする。そして、上記Ｃ１、Ｃ２…、Ｃｎ点全てについて最短のエッジまでの距離を濃度に変換する処理を行い、最も濃度が濃い点を広領域の中心Ｃ点とする。
【００５１】
（ステップＳ７４）
広領域間の境界、すなわち円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとを切断する（Ｓ７４）。
【００５２】
ステップＳ７３で求めた広領域の中心Ｃ点から同心円を拡張しながら描き、同心円上の任意の２点ｐ１、ｐ２の画素値が共に０であれば、円弧ｐ１ｐ２上の画素点の画素値に０を格納する。これにより、円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとを分離する。
【００５３】
（ステップＳ７５）
円形の脊椎領域８２を、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとの接触から防ぐため、削除する（Ｓ７５）。なお、脊椎領域８２を削除する代わりに、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂに数値１を記録し、脊椎領域８２に数値２を記録するなどすれば区別してもよい。そして、脊椎領域の一部についての抽出処理を終了する。その後、ステップＳ２４へ進み近似的大腰筋領域を求め、更にステップＳ２５へ進み高精度の大腰筋領域抽出を行う。
【００５４】
ステップＳ２１では抽出できなかった脊椎領域の一部を抽出するための第二の処理方法を図９乃至図１３に基づいて説明する。以下、図９のステップ順に沿って説明する。図９は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャートである。図１０脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法を示す模式図である。図1１は、脊椎領域が正しく抽出されていない場合に、操作者に処理を選択させるための表示を示す画面表示例である。図１２は、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャートである。図１３は、大腰筋領域から不必要な突起を削除する方法を示す模式図である。
【００５５】
以下図９の各ステップ順に沿って説明する。
【００５６】
（ステップＳ９１及びＳ９２）
ステップＳ７１及びＳ７２と同様、原画像から大腰筋領域を抽出するために二値化し（Ｓ９１）、脊椎領域８３とへそ領域８１とを結ぶ対称中心線Ｌに対称な画素のみを残す（Ｓ９１乃至Ｓ９２）。
【００５７】
（ステップＳ９３）
大腰筋領域５０Ａ及び５０Ｂの傾き角度と平行で、円形の脊椎領域８２のエッジ上の２点を通る線分Ｄ２を設定し、その線分Ｄ２の長さを算出する。線分Ｄ２を大腰筋領域５０Ａ又は５０Ｂに向かって１ラインずつ拡張し、その都度長さＤを算出する。
【００５８】
（ステップＳ９４）
ステップＳ９３で求めた線分Ｄ２の長さが極小となる箇所で線分Ｄ２上の画素点に画素値０を格納することにより、広領域間すなわち円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ又は５０Ｂとを切断する（Ｓ９４）。
【００５９】
（ステップＳ９５）
ステップＳ７５と同様、脊椎領域８２を削除または大腰筋領域５０Ａ及び５０Ｂと区別する処理を行なう（Ｓ９５）。その後、脊椎抽出処理を終了し、ステップＳ６４へ進む。
【００６０】
（ステップＳ６４）
ステップＳ６３により脊椎領域が抽出できたか否かを判定する（Ｓ６４）。
【００６１】
脊椎領域８２が抽出できた場合には、自動チェック処理を終了する。脊椎領域９３が抽出できなった場合には、ステップＳ６５へ進む。
【００６２】
（ステップＳ６５）
マウス１７で脊椎領域８２をトレースして脊椎領域８２を抽出する。又は代用する画像を選択する（Ｓ６５）。付近の画像（隣のスライス画像）には、骨の隙間から外れて脊椎領域が鮮明に写っている場合が多い。そこで、両付近の画像を用いて、ＭＩＰ（最大値投影）画像を作っても良い。上述の例では、ステップＳ６１又はＳ６２において脊椎領域が正しく抽出されていないと判定された場合に、脊椎領域の自動抽出処理（Ｓ６３）を行い、それでも自動抽出ができない場合にマウス１７を用いるトレース、または代用する医用画像の取り込み（Ｓ６５）を行うように順番を予め決め、自動的に順次処理した。しかし、図１１のように、モニタ１５に代用する医用画像の取り込みを選択するためのメッセージ１１１、例えば「隣のスライスを使います」と、マウス１７でトレースをすることを選択するためのメッセージ１１２、例えば「マウスでトレースします」と、脊椎領域の中心を指定するためのメッセージ１１３、例えば「脊椎中心を指示します」と、を表示して操作者に選択させてもよい。
【００６３】
次にステップＳ２４で行なう近似的大腰筋領域が正しく抽出できているか否かの自動チェック処理を図１２に基づいて説明する。図１２は、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャートである。以下、図１２のステップ順に沿って説明する。
【００６４】
（ステップＳ１２０１）
ステップＳ２４で抽出した左右の近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積は所定の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１２０１）。所定の範囲にある場合には、ステップＳ１２０２へ、所定の範囲に無い場合にはステップＳ１２０３へ進む。
【００６５】
（ステップＳ１２０２）
左右各々の近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積の重心座標は、所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ１２０２）。所定の範囲としては、例えば脊椎領域の重心座標からみた角度及び距離に基づいて設定してもよい。所定の範囲にある場合には、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたとして自動チェック処理を終了する。所定の範囲に無い場合にはステップＳ１２０３へ進む。
【００６６】
（ステップＳ１２０３）
大腰筋領域が抽出できないため、操作者にマウス１７でトレースを促すメッセージを表示する。そして、操作者が大腰筋領域をマウス１７でトレースすることにより大腰筋領域を抽出する（Ｓ１２０３）。そして、近似的大腰筋領域の自動チェック処理を終了する。
【００６７】
なお、上記実施の形態で抽出した大腰筋領域に不自然な突起などが残る場合は、図１３に示すように大腰筋領域の輪郭線上に点列Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と点列Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とを設定し、点列Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と点列Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３との間をスプライン補間して、補間した曲線で切断してもよい。これにより、大腰筋領域から不必要な突起を曲線状に切断処理することができる。
【００６８】
大腰筋領域が抽出できたら、左右の大腰筋領域の面積をそれぞれ算出し、面積の差を計算する。そして、面積の差が所望する範囲外であれば、その旨を伝えるメッセージを表示し、操作者にマウス１７を用いて大腰筋領域を手動入力させても良い。
【００６９】
上記により、大腰筋領域が正常に抽出できると、大腰筋領域を指定して脂肪組織に沿ったＣＴ値に基づいて閾値を設定して抽出処理を行うことにより、脂肪領域を抽出することができる。そして、抽出した脂肪領域及び大腰筋領域の面積をそれぞれ算出し、大腰筋領域の面積から脂肪領域の面積を減算処理することにより、大腰筋領域のうち筋肉領域のみの面積を算出することができる。この大腰筋領域のうち筋肉領域のみの面積が所定値以下である場合には、図１４に示すように、リハビリを促すメッセージ１４１を表示させてもよい。更に、抽出した脂肪領域の面積１４２及び大腰筋面積１４３を表示させてもよい。
【００７０】
また、被検体の大腰筋領域を体軸方向に沿って複数枚撮影して得た各断層像について、上記実施の形態に係る大腰筋領域の抽出処理及び大腰筋面積の算出処理を行い、その面積を体軸方向に積算することによって大腰筋領域の体積を算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】医用画像表示システムの構成を示すハードウェア構成図。
【図２】大腰筋領域の抽出手順を示すフローチャート。
【図３】ステップＳ２３の処理結果画像であって、二値化画像に対称中心線を設定し、対称性を満たした画素のみを残す処理により残った領域を示す模式図。
【図４】図４（ａ）はステップＳ２４の処理結果画像であって、脊椎の左右に隣接領域として、近似的大腰筋領域を抽出した状態を示す模式図、図４（ｂ）は図４（ａ）の近似的大腰筋領域に領域拡張法を適用して大腰筋領域を求める方法を示す模式図。
【図５】図５（ａ）は、大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第一の処理方法をしめす模式図、図５（ｂ）は大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第二の処理方法をしめす模式図。
【図６】ステップＳ２２で行なう脊椎領域が正しく抽出されたかを自動チェックする処理の手順を示すフローチャート。
【図７】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャート。
【図８】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法を示す模式図。
【図９】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャート。
【図１０】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法を示す模式図。
【図１１】脊椎領域が正しく抽出されていない場合に、操作者に処理を選択させるための表示を示す画面表示例。
【図１２】近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャート。
【図１３】大腰筋領域から不必要な突起を削除する方法を示す模式図。
【図１４】大腰筋領域から脂肪領域を抽出してメッセージを表示した画面表示例を示す模式図。
【図１５】脊椎領域が鮮明に写った原画像例。
【図１６】脊椎領域が不鮮明に写った原画像例。
【図１７】被検体の断層像における大腰筋領域の位置を示す模式図。
【図１８】先行技術による大腰筋領域処理を説明する模式図。
【符号の説明】
【００７２】
１…医用画像表示システム、２…Ｘ線ＣＴ装置、３…ＭＲ装置、４…画像データベース、５…ＬＡＮ、１０…医用画像表示装置、１１…ＣＰＵ、１２…主メモリ、１３…磁気ディスク、１４…表示メモリ、１５…モニタ、１６…キーボード、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…共通バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像診断表示装置に係り、特に、被検体の断層像から大腰筋領域を抽出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大腰筋の体積は年齢と共に縮小し、わずかな突起にもつまずいてころぶようになる。縮小した場合は受診者に知らせ、リハビリを促す必要がある。この場合、ＣＴ画像を用いて大腰筋領域を抽出するのが便利であり、医師要求が高い。なお、大腰筋の体積は、へその写っているスライス画像の大腰筋面積と相関があり、医師はこの面積測定で代用する場合が多い。
【０００３】
ここで、大腰筋について図１７に基づき説明する。大腰筋は、脊椎を挟んで左右に位置する。この左右の大腰筋Ａ、Ｂは他の周辺の臓器Ａ、Ｂ（例えば腎臓）と接触していているため、単純なしきい値処理では抽出できない。
【０００４】
そこで、医用画像から大腰筋領域を抽出する技術の一つとして、例えば特許文献１には、二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除する画像処理技術が開示されている。特許文献１の画像処理技術は、図１８（ａ）のように、複数の画素点からなるｘ軸に平行な点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５を設定し、ａ１＝ａ５＝０ ならａ２＝ａ３＝ａ４＝０とする。また、複数の画素点からなるｙ軸に平行な点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を設定し、ｂ１＝ｂ４＝０ならｂ２＝ｂ３＝０とする。これにより、点列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５及び点列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を切断または削除し、二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除する。
【特許文献１】特開２００２-３２５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の画像処理技術により二値化画像の部分的な出っ張り領域を削除すると、図１８（ｂ）に示すように、切断個所が直線状になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大腰筋領域を精度良く抽出することができる画像処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明に係る医用画像表示装置は、被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像を取得する画像取得手段と、前記取得された医用画像に所定の閾値を設定して前記大腰筋を含む軟部組織を抽出した抽出画像を生成する手段と、前記抽出画像を所望に分割する対称中心線を設定する手段と、前記抽出画像において、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出することによって近似的大腰筋領域を抽出する第一抽出手段と、前記近似的大腰筋領域に基づいて、前記抽出画像から前記対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する第二抽出手段と、前記第二抽出手段によって抽出された前記全大腰筋領域を表示する表示手段と、を備える。
【０００８】
また、前記第二抽出手段は、前記近似的大腰筋領域の輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し、前記ライン上の画素点が前記所定の閾値を満たす場合には前記画素点を大腰筋領域として抽出する。
【０００９】
また、前記表示手段に表示された前記抽出画像のうち所定の領域を領域指定するための位置座標入力手段を、更に備える。
【００１０】
また、前記第二抽出手段によって抽出された前記対称中心線によって分割される全大腰筋領域の面積を算出して比較し、面積の差が所望の範囲にあるか否かを判定する面積差判定手段と、前記面積差判定手段が、前記面積の差が所望の範囲に無いと判定した場合に前記面積の差が所望の範囲に無い旨を通知する通知手段と、を更に備え、前記通知がされた場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる大腰筋領域を指定して抽出する。
【００１１】
上述の「第二抽出手段」は、前記抽出画像において大腰筋領域が隣り合う軟部組織と接している場合に、前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記二値化画像に含まれる大腰筋領域の輪郭線上の任意の２点を通り、かつ前記傾き角度に基づいて決定された傾き角度を有する線分を設定し、該線分の長さが極小となる位置を算出し、該位置より前記大腰筋領域の外側であって前記傾き角度を有する所定の傾斜領域を削除して抽出してもよい。
【００１２】
また「第二抽出手段」は、前記抽出画像において大腰筋領域が隣り合う軟部組織と接している場合に、前記大腰筋領域に接する軟部組織の重心から同心円を設定し、該同心円上の任意の２点において画素値が０となる場合に前記任意の２点を結ぶ円弧上の画素点の画素値を０にすることにより前記軟部組織と前記大腰筋領域と分離し、更に、前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記分離された大腰筋領域の輪郭線上の任意の２点を通り、かつ前記傾き角度に基づいて決定された傾き角度を有する線分を設定し、該線分上において前記閾値を満たす画素点を大腰筋領域として抽出してもよい。
【００１３】
また「医用画像表示装置」は、前記医用画像から脊椎領域を抽出する脊椎抽出手段を更に備えてもよい。そして、「第一抽出手段」は、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のうち、脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の両側に位置する画素点を近似的大腰筋領域として抽出してもよい。
【００１４】
更に、脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記画像取得手段は、前記断層像に相当する被検体の部位付近を撮影した他の医用画像を取得し、該他の医用画像に基づいて全大腰筋領域の抽出処理を行ってもよい。
【００１５】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる脊椎領域を指定して抽出してもよい。
【００１６】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさない場合に、前記画像取得手段に前記被検体の断層像を撮影した他の医用画像を取得させ該他の医用画像に基づいて脊椎領域を抽出する処理を行なうか、又は前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる脊椎領域を指定して抽出するか、を操作者に選択させるための選択手段を更に備えてもよい。
【００１７】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさず、大腰筋領域が脊椎領域の一部と隣接して広領域を形成する場合に、前記脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の重心及び前記断層像に写ったへそ領域の重心を通る直線または前記断層像における体表輪郭線の中心線上にあって、前記脊椎抽出手段が抽出した脊椎領域の重心から所定の範囲にある画素点を仮中心点として抽出し、該仮中心点から前記広範囲領域の輪郭線上の画素点までの距離を算出することにより前記広範囲領域の重心を算出し、該広範囲領域の重心を本中心点とする同心円を設定し、該同心円上にある任意の２点の画素値が０である場合に、前記任意の２点を結ぶ円弧上の画素点の画素値を０にすることにより、前記大腰筋領域と前記脊椎領域の一部とを分離する脊椎領域分離手段を更に備えてもよい。
【００１８】
また、前記脊椎領域抽出手段により抽出された前記脊椎領域が所望の条件を満たさず、大腰筋領域が脊椎領域の一部と隣接して広領域を形成する場合に、前記第一抽出手段が抽出した前記近似的大腰筋領域の傾き角度を算出し、前記広範囲領域の輪郭線上の任意の２点を通りかつ前記傾き角度に基づいて決定される傾き角度を有する線分を設定し、該線分の長さが極小となる位置において前記広範囲領域を分割することにより前記大腰筋領域と前記脊椎領域の一部とを分離する脊椎領域分離手段を更に備えてもよい。
【００１９】
また、前記第二抽出手段が抽出した前記全大腰筋領域から、該全大腰筋領域に含まれる脂肪領域の面積を算出する脂肪面積算出手段を更に備えてもよい。
【００２０】
また、前記第二抽出手段が抽出した前記全大腰筋領域の面積を算出し、該全大腰筋領域の面積から前記脂肪面積算出手段が算出した前記脂肪領域の面積を減算処理し、減算後の大腰筋領域の面積を算出する大腰筋面積算出手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大腰筋の非対称性を利用して近似的大腰筋領域を算出し、更に近似的大腰筋領域に基づいて医用画像に含まれる大腰筋領域を精度良く抽出することができる。そして、抽出した大腰筋領域を利用して、大腰筋の面積を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像表示装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
図１は、発明の一実施の形態に係る医用画像表示システム１の構成を示すハードウェア構成図である。
【００２４】
図１の医用画像表示システム１は、Ｘ線ＣＴ装置２と、ＭＲ装置３と、Ｘ線ＣＴ装置２及びＭＲ装置３が撮影して得た医用画像を格納する画像データベース４と、医用画像を表示する医用画像表示装置１０とを備え、Ｘ線ＣＴ装置２、ＭＲ装置３、画像データベース４、及び医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５等のネットワークにより互いに接続される。
【００２５】
医用画像表示装置１０は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする主メモリ１２と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、周辺機器のデバイスドライブ、医用画像から大腰筋領域を抽出する処理等を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等が格納される磁気ディスク１３と、表示用データを一時記憶する表示メモリ１４と、この表示メモリ１４からのデータに基づいて画像を表示するＣＲＴモニタや液晶モニタ等のモニタ１５と、キーボード１６と、位置座標入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してモニタ１５上のマウスポインタの位置やマウス１７の状態等の信号をＣＰＵ１１に出力するコントローラ１８と、上記各構成要素を接続する共通バス１９とを備える。
【００２６】
本実施の形態においては、医用画像表示装置１０は、ＬＡＮ５を介して画像データベース４から医用画像を読み出すが、医用画像表示装置１０に接続された記憶装置、例えばＦＤＤ、ＣＤ−ＲＷドライブ、ＭＯドライブ、ＺＩＰドライブ等から医用画像を読み込んでも良い。また、ＬＡＮ５を経由してＸ線ＣＴ装置２やＭＲ装置３から直接医用画像を取得してもよい。
【００２７】
次に、図２乃至５、図１５及び１６に基づいて、本実施の形態に係る医用画像表示装置１０を用いて医用画像から大腰筋領域を抽出する手順について説明する。図２は、大腰筋領域の抽出手順を示すフローチャートである。図３は、ステップＳ２３の処理結果画像であって、二値化画像に対称中心線を設定し、対称性を満たした画素のみを残す処理により残った領域を示す模式図である。図４（ａ）はステップＳ２４の処理結果画像であって、脊椎の左右に隣接領域として、近似的大腰筋領域を抽出した状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の近似的大腰筋領域に領域拡張法を適用して大腰筋領域を求める方法を示す模式図である。図５（ａ）は、大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第一の処理方法をしめす模式図であり、図５（ｂ）は大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第二の処理方法をしめす模式図である。図１５は、脊椎領域が鮮明に写った原画像例、図１６は、脊椎領域が不鮮明に写った原画像例を示す。以下図２の各ステップ順に説明する。
【００２８】
（ステップＳ２１）
原画像（例えば図１５、１６に示す被検体のへそ位置で撮影した断層像を示す医用画像）から脊椎のＣＴ値に基づいて閾値（例えば、CT値がｔ２より大）を設定して閾値処理し、脊椎領域を二値化抽出する（Ｓ２１）。予め、脊椎の一部を囲む矩形で領域を限定しておくと処理が少なくなる。
【００２９】
このとき、抽出された脊椎領域の面積は所定の範囲内か否かを、また脊椎領域の重心座標は所定の範囲内にあるか否を判定するための自動チェック処理を行なう。これは、例えば図１５に示す原画像１５０には高濃度の脊椎１５１が写っているが、図１６に示す原画像には、撮影スライス位置が骨の間に位置したため、大部分の領域１６１が低濃度で写っており、閾値処理だけでは脊椎領域の全部を抽出できない場合があるためである。この脊椎領域の自動チェック処理については図６に基づいて後述する。
【００３０】
（ステップＳ２２）
原画像から大腰筋のＣＴ値に基づいて閾値を設定して閾値処理し、大腰筋を含む軟部組織領域を二値化抽出する（Ｓ２２）。
【００３１】
（ステップＳ２３）
対称中心線４０を設定し、その対称中心線４０を基準として対称に存在する画素のみを残す（Ｓ２３）。
【００３２】
対称中心線４０は、（１）脊椎領域の重心とへそ位置（へそを示す凹部領域の重心）とを通る直線、（２）へそが写ってない場合は、脊椎領域よりも背中側に位置する筋肉（図１７における筋肉Ａ，Ｂ）の両端を検出し、筋肉Ａ，Ｂの両端を結ぶ線分の中点を通り、かつ垂直方向な直線、又は（３）脊椎と被検体の体組織領域の重心を通る直線を設定することにより求める。
【００３３】
そして、ステップＳ２２でもとめた軟部組織領域のうち、対称中心線４０を基準として対称となる位置に存在する画素のみを残す。このステップＳ２３の処理結果を図３に示す。図３に示すように、大腰筋３０Ａ，３０Ｂ、他の臓器３１Ａ，３１Ｂ、筋肉３２など、対称中心線４０に対して対称な画素点のみが抽出される。また、脊椎のＣＴ値が高い場合には脊椎領域は抽出されない。
【００３４】
通常、人体の構成は、対称中心線４０に対して完全に対称な位置に大腰筋や他の臓器、筋肉などが位置せず、また各大腰筋や臓器、筋肉の形状は非対称形をなしている。一方、ステップＳ２３では、対称中心線４０を挟んで対称な画素のみを抽出するため、ステップＳ２３で結果抽出される領域は、隣り合う臓器から分離されて（接していない状態で）抽出される。
【００３５】
（ステップＳ２４）
脊椎領域の左右に存在する領域のみを抽出することにより、図４（a）に示すように近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを求める（Ｓ２４）。このとき、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積は所定の範囲内か否かを、また近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの重心座標は所定の範囲内にあるか否を判定するための自動チェック処理を行なう。これにより、正しく近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを抽出しているか否か、例えば図３に示す二値化画像において、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂに隣接する臓器領域３１Ａ、３１Ｂを誤って近似的大腰筋領域として抽出していないかどうかをチェックすることができる。
【００３６】
この自動チェック処理については図１２に基づいて後述する。
【００３７】
（ステップＳ２５）
ステップＳ２４で求めた近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの情報をもとに高精度の大腰筋領域抽出処理を行なう（Ｓ２５）。すなわち、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂは、大腰筋領域のうち対称中心線４０を基準として左右対称に位置する画素点のみを抽出している。そのため、実際の大腰筋領域よりも小さく抽出している。そこで、対称中心線４０を基準として非対称に位置する画素点も抽出して、大腰筋領域を構成する画素点を全て抽出する。
【００３８】
そのための一つの方法として、図４（ｂ）のように、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを領域拡張することによって非対称な画素を含む大腰筋領域を高精度に抽出する方法がある。より詳細には、ステップＳ２３で抽出した二値化された近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し（ライン４１）、このライン４１上の画素点のうち近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂを抽出するために設定した閾値の条件を満たす画素点を抽出する。そして、ライン４１の長さが極小となる位置で領域拡張処理を止める。
【００３９】
また、他の方法として、例えば図５のように、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの情報をもとに、ステップＳ２２で作成した二値化画像から大腰筋以外の領域を削除して目的とする大腰筋領域のみを残す方法がある。
【００４０】
図５（ａ）では、ステップＳ２４で算出した近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの輪郭線上の２点のうち最も距離が長い２点を求める。そしてその２点の座標を基に、二値化画像における大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの傾き角度を求める。そして、その傾き角度をもち、かつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの輪郭線上の２点を結ぶ線分Ｄ１を設定する。その線分Ｄ１を１ラインずつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの外側にずらし、線分Ｄ１の長さが０となる位置を求める。そして、この線分Ｄ１の長さが０となる位置よりも大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの外側であり、かつ大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂの傾き角度と同じ傾斜角度を有する所定領域を削除領域５３として設定する。この削除領域５３を削除することにより、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂのみを抽出し、隣接する臓器領域５１Ａ、５１Ｂから分離する。
【００４１】
図５（ｂ）では、近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂに基づいてステップＳ２２で作成した二値化画像における大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂを特定する。そして、例えば、大腰筋領域５０Ａに隣接する他の臓器領域５１Ａの重心５１Ａｐを算出する。この重心５１Ａｐを中心とする円を設定し、円周上の２点ｐ１、ｐ２点で画素値が０の場合、円弧ｐ１ｐ２をゼロクリアすることにより、他の臓器領域５１Ａを大腰筋領域５０Ａから分離する。その後、ステップＳ２４で抽出した近似的大腰筋領域３０Ａの中心点（重心点）を開始点とする領域拡張方法などにより、大腰筋領域５０Ａのみを残す。他の大腰筋領域５０Ｂについても同様である。
【００４２】
上記図４（ｂ）、図５（ａ）、又は図５（ｂ）による近似的大腰筋領域の情報に基づく高精度の大腰筋領域の抽出処理が終了すると、図２に示す大腰筋抽出処理を終了する。
【００４３】
次に図６に基づいて、上記ステップＳ２１で行なう脊椎領域が抽出されているか否かの自動チェック処理について説明する。
【００４４】
（ステップＳ６１）
ステップＳ２１で抽出した脊椎領域の面積を算出し、その面積が所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ６１）。所定の範囲にある場合にはステップＳ６２へ、所定の範囲に無い場合にはステップＳ６３へ進む。
【００４５】
（ステップＳ６２）
ステップＳ２１で抽出した脊椎領域の重心座標を算出し、その重心座標が所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ６２）。所定の範囲にある場合には、脊椎領域が正しく抽出できたと判定して、自動チェック処理を終了する。所定の範囲に無い場合にはステップＳ６３へ進む。
【００４６】
（ステップＳ６３）
ステップＳ２１では抽出できなかった脊椎領域の一部について脊椎抽出処理を行なう（Ｓ６３）。この脊椎領域の一部について抽出するための第一の処理方法を図７、図８に基づいて説明する。図７は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャートである。図８は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法を示す模式図である。
【００４７】
（ステップＳ７１）
ステップＳ２２と同様、原画像１６０に対して大腰筋領域を抽出するための閾値を設定して二値化処理を行なう（Ｓ７１）。この結果、脊椎も骨と骨の間の場合はＣＴ値が低く大腰筋のＣＴ値に近いため、図８に示すように同時に抽出される。そのため、以下では、脊椎領域と大腰筋領域とを分離する処理を行う。なお、脊椎領域を含む矩形領域９０を設定することにより、より処理速度を向上させることができる。
【００４８】
（ステップＳ７２）
ステップＳ２３と同様、背中側の三角状の脊椎領域８３の一部（例えば重心）とへそ位置（へそ領域８１の重心）とを結ぶ対称中心線Ｌを設定し、この対称中心線Ｌを基準として対称な画素だけを残す（Ｓ７２）。一般に、大腰筋面積の測定はへそ領域８１が写っているスライスを用いる習慣になっている。そのため、へそ領域８１の重心を算出して、対称中心線Ｌを設定するために用いることができる。脊椎領域８３とへそ位置８１とを結ぶ直線の代わりに、体表輪郭の中心線（脊椎領域８３の重心と体組織の重心とを結ぶ直線）を用いてもよい。
【００４９】
（ステップＳ７３）
距離変換(エッジまでの最短距離をその点での濃度とする)で大腰筋領域と脊椎領域とからなる広領域の中心を求める（Ｓ７３）。
【００５０】
円形な脊椎領域８２は、解剖学的にみると、背中側の三角状の脊椎領域８３の一部（重心）とへそ位置（へそ領域８１の重心）とを結ぶ直線（本実施の形態においてはステップＳ７２で算出した対称中心線Lに一致する）上であって、背中側の三角状の脊椎領域８３から一定割合の点（Ｃ１、Ｃ２…、Ｃｎとする）に位置する。このＣ１、Ｃ２…、Ｃｎ点から広領域のエッジ（輪郭線上の画素点）までの最短距離を算出し、この最短距離をＣ１、Ｃ２…、Ｃｎ点における濃度（画素値）とする。そして、上記Ｃ１、Ｃ２…、Ｃｎ点全てについて最短のエッジまでの距離を濃度に変換する処理を行い、最も濃度が濃い点を広領域の中心Ｃ点とする。
【００５１】
（ステップＳ７４）
広領域間の境界、すなわち円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとを切断する（Ｓ７４）。
【００５２】
ステップＳ７３で求めた広領域の中心Ｃ点から同心円を拡張しながら描き、同心円上の任意の２点ｐ１、ｐ２の画素値が共に０であれば、円弧ｐ１ｐ２上の画素点の画素値に０を格納する。これにより、円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとを分離する。
【００５３】
（ステップＳ７５）
円形の脊椎領域８２を、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂとの接触から防ぐため、削除する（Ｓ７５）。なお、脊椎領域８２を削除する代わりに、大腰筋領域５０Ａ、５０Ｂに数値１を記録し、脊椎領域８２に数値２を記録するなどすれば区別してもよい。そして、脊椎領域の一部についての抽出処理を終了する。その後、ステップＳ２４へ進み近似的大腰筋領域を求め、更にステップＳ２５へ進み高精度の大腰筋領域抽出を行う。
【００５４】
ステップＳ２１では抽出できなかった脊椎領域の一部を抽出するための第二の処理方法を図９乃至図１３に基づいて説明する。以下、図９のステップ順に沿って説明する。図９は、脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャートである。図１０脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法を示す模式図である。図1１は、脊椎領域が正しく抽出されていない場合に、操作者に処理を選択させるための表示を示す画面表示例である。図１２は、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャートである。図１３は、大腰筋領域から不必要な突起を削除する方法を示す模式図である。
【００５５】
以下図９の各ステップ順に沿って説明する。
【００５６】
（ステップＳ９１及びＳ９２）
ステップＳ７１及びＳ７２と同様、原画像から大腰筋領域を抽出するために二値化し（Ｓ９１）、脊椎領域８３とへそ領域８１とを結ぶ対称中心線Ｌに対称な画素のみを残す（Ｓ９１乃至Ｓ９２）。
【００５７】
（ステップＳ９３）
大腰筋領域５０Ａ及び５０Ｂの傾き角度と平行で、円形の脊椎領域８２のエッジ上の２点を通る線分Ｄ２を設定し、その線分Ｄ２の長さを算出する。線分Ｄ２を大腰筋領域５０Ａ又は５０Ｂに向かって１ラインずつ拡張し、その都度長さＤを算出する。
【００５８】
（ステップＳ９４）
ステップＳ９３で求めた線分Ｄ２の長さが極小となる箇所で線分Ｄ２上の画素点に画素値０を格納することにより、広領域間すなわち円形の脊椎領域８２と大腰筋領域５０Ａ又は５０Ｂとを切断する（Ｓ９４）。
【００５９】
（ステップＳ９５）
ステップＳ７５と同様、脊椎領域８２を削除または大腰筋領域５０Ａ及び５０Ｂと区別する処理を行なう（Ｓ９５）。その後、脊椎抽出処理を終了し、ステップＳ６４へ進む。
【００６０】
（ステップＳ６４）
ステップＳ６３により脊椎領域が抽出できたか否かを判定する（Ｓ６４）。
【００６１】
脊椎領域８２が抽出できた場合には、自動チェック処理を終了する。脊椎領域９３が抽出できなった場合には、ステップＳ６５へ進む。
【００６２】
（ステップＳ６５）
マウス１７で脊椎領域８２をトレースして脊椎領域８２を抽出する。又は代用する画像を選択する（Ｓ６５）。付近の画像（隣のスライス画像）には、骨の隙間から外れて脊椎領域が鮮明に写っている場合が多い。そこで、両付近の画像を用いて、ＭＩＰ（最大値投影）画像を作っても良い。上述の例では、ステップＳ６１又はＳ６２において脊椎領域が正しく抽出されていないと判定された場合に、脊椎領域の自動抽出処理（Ｓ６３）を行い、それでも自動抽出ができない場合にマウス１７を用いるトレース、または代用する医用画像の取り込み（Ｓ６５）を行うように順番を予め決め、自動的に順次処理した。しかし、図１１のように、モニタ１５に代用する医用画像の取り込みを選択するためのメッセージ１１１、例えば「隣のスライスを使います」と、マウス１７でトレースをすることを選択するためのメッセージ１１２、例えば「マウスでトレースします」と、脊椎領域の中心を指定するためのメッセージ１１３、例えば「脊椎中心を指示します」と、を表示して操作者に選択させてもよい。
【００６３】
次にステップＳ２４で行なう近似的大腰筋領域が正しく抽出できているか否かの自動チェック処理を図１２に基づいて説明する。図１２は、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャートである。以下、図１２のステップ順に沿って説明する。
【００６４】
（ステップＳ１２０１）
ステップＳ２４で抽出した左右の近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積は所定の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１２０１）。所定の範囲にある場合には、ステップＳ１２０２へ、所定の範囲に無い場合にはステップＳ１２０３へ進む。
【００６５】
（ステップＳ１２０２）
左右各々の近似的大腰筋領域３０Ａ、３０Ｂの面積の重心座標は、所定の範囲にあるか否かを判定する（Ｓ１２０２）。所定の範囲としては、例えば脊椎領域の重心座標からみた角度及び距離に基づいて設定してもよい。所定の範囲にある場合には、近似的大腰筋領域が正しく抽出されたとして自動チェック処理を終了する。所定の範囲に無い場合にはステップＳ１２０３へ進む。
【００６６】
（ステップＳ１２０３）
大腰筋領域が抽出できないため、操作者にマウス１７でトレースを促すメッセージを表示する。そして、操作者が大腰筋領域をマウス１７でトレースすることにより大腰筋領域を抽出する（Ｓ１２０３）。そして、近似的大腰筋領域の自動チェック処理を終了する。
【００６７】
なお、上記実施の形態で抽出した大腰筋領域に不自然な突起などが残る場合は、図１３に示すように大腰筋領域の輪郭線上に点列Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と点列Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とを設定し、点列Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と点列Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３との間をスプライン補間して、補間した曲線で切断してもよい。これにより、大腰筋領域から不必要な突起を曲線状に切断処理することができる。
【００６８】
大腰筋領域が抽出できたら、左右の大腰筋領域の面積をそれぞれ算出し、面積の差を計算する。そして、面積の差が所望する範囲外であれば、その旨を伝えるメッセージを表示し、操作者にマウス１７を用いて大腰筋領域を手動入力させても良い。
【００６９】
上記により、大腰筋領域が正常に抽出できると、大腰筋領域を指定して脂肪組織に沿ったＣＴ値に基づいて閾値を設定して抽出処理を行うことにより、脂肪領域を抽出することができる。そして、抽出した脂肪領域及び大腰筋領域の面積をそれぞれ算出し、大腰筋領域の面積から脂肪領域の面積を減算処理することにより、大腰筋領域のうち筋肉領域のみの面積を算出することができる。この大腰筋領域のうち筋肉領域のみの面積が所定値以下である場合には、図１４に示すように、リハビリを促すメッセージ１４１を表示させてもよい。更に、抽出した脂肪領域の面積１４２及び大腰筋面積１４３を表示させてもよい。
【００７０】
また、被検体の大腰筋領域を体軸方向に沿って複数枚撮影して得た各断層像について、上記実施の形態に係る大腰筋領域の抽出処理及び大腰筋面積の算出処理を行い、その面積を体軸方向に積算することによって大腰筋領域の体積を算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】医用画像表示システムの構成を示すハードウェア構成図。
【図２】大腰筋領域の抽出手順を示すフローチャート。
【図３】ステップＳ２３の処理結果画像であって、二値化画像に対称中心線を設定し、対称性を満たした画素のみを残す処理により残った領域を示す模式図。
【図４】図４（ａ）はステップＳ２４の処理結果画像であって、脊椎の左右に隣接領域として、近似的大腰筋領域を抽出した状態を示す模式図、図４（ｂ）は図４（ａ）の近似的大腰筋領域に領域拡張法を適用して大腰筋領域を求める方法を示す模式図。
【図５】図５（ａ）は、大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第一の処理方法をしめす模式図、図５（ｂ）は大腰筋領域と脊椎領域とを分離するための第二の処理方法をしめす模式図。
【図６】ステップＳ２２で行なう脊椎領域が正しく抽出されたかを自動チェックする処理の手順を示すフローチャート。
【図７】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャート。
【図８】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第一の脊椎分離処理方法を示す模式図。
【図９】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法の手順を示すフローチャート。
【図１０】脊椎が鮮明に写っておらず、しきい値処理では抽出できない場合に行う第二の脊椎分離処理方法を示す模式図。
【図１１】脊椎領域が正しく抽出されていない場合に、操作者に処理を選択させるための表示を示す画面表示例。
【図１２】近似的大腰筋領域が正しく抽出されたかを自動チェックする手順を示すフローチャート。
【図１３】大腰筋領域から不必要な突起を削除する方法を示す模式図。
【図１４】大腰筋領域から脂肪領域を抽出してメッセージを表示した画面表示例を示す模式図。
【図１５】脊椎領域が鮮明に写った原画像例。
【図１６】脊椎領域が不鮮明に写った原画像例。
【図１７】被検体の断層像における大腰筋領域の位置を示す模式図。
【図１８】先行技術による大腰筋領域処理を説明する模式図。
【符号の説明】
【００７２】
１…医用画像表示システム、２…Ｘ線ＣＴ装置、３…ＭＲ装置、４…画像データベース、５…ＬＡＮ、１０…医用画像表示装置、１１…ＣＰＵ、１２…主メモリ、１３…磁気ディスク、１４…表示メモリ、１５…モニタ、１６…キーボード、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…共通バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像を取得する画像取得手段と、
前記取得された医用画像に所定の閾値を設定して前記大腰筋を含む軟部組織を抽出した抽出画像を生成する手段と、
前記抽出画像を所望に分割する対称中心線を設定する手段と、
前記抽出画像において、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出することによって近似的大腰筋領域を抽出する第一抽出手段と、
前記近似的大腰筋領域に基づいて、前記抽出画像から前記対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する第二抽出手段と、
前記第二抽出手段によって抽出された前記全大腰筋領域を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
前記第二抽出手段は、前記近似的大腰筋領域の輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し、前記ライン上の画素点が前記所定の閾値を満たす場合には前記画素点を大腰筋領域として抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段に表示された前記抽出画像のうち所定の領域を領域指定するための位置座標入力手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項１又は２の一つに記載の医用画像表示装置。
【請求項４】
前記第二抽出手段によって抽出された前記対称中心線によって分割される全大腰筋領域の面積を算出して比較し、面積の差が所望の範囲にあるか否かを判定する面積差判定手段と、
前記面積差判定手段が、前記面積の差が所望の範囲に無いと判定した場合に前記面積の差が所望の範囲に無い旨を通知する通知手段と、を更に備え、
前記通知がされた場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる大腰筋領域を指定して抽出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の医用画像表示装置。
。
【請求項１】
被検体のへそ位置で撮影した断層像であって、へそ領域、大腰筋を含む軟部組織、及び脊椎領域が撮影された医用画像を取得する画像取得手段と、
前記取得された医用画像に所定の閾値を設定して前記大腰筋を含む軟部組織を抽出した抽出画像を生成する手段と、
前記抽出画像を所望に分割する対称中心線を設定する手段と、
前記抽出画像において、前記対称中心線を基準に対称となる位置に存在する画素点のみを抽出することによって近似的大腰筋領域を抽出する第一抽出手段と、
前記近似的大腰筋領域に基づいて、前記抽出画像から前記対称中心線を基準として非対称となる位置に存在する画素点を含む全大腰筋領域を抽出する第二抽出手段と、
前記第二抽出手段によって抽出された前記全大腰筋領域を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
前記第二抽出手段は、前記近似的大腰筋領域の輪郭線の形状に沿って１ラインずつ拡張し、前記ライン上の画素点が前記所定の閾値を満たす場合には前記画素点を大腰筋領域として抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段に表示された前記抽出画像のうち所定の領域を領域指定するための位置座標入力手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項１又は２の一つに記載の医用画像表示装置。
【請求項４】
前記第二抽出手段によって抽出された前記対称中心線によって分割される全大腰筋領域の面積を算出して比較し、面積の差が所望の範囲にあるか否かを判定する面積差判定手段と、
前記面積差判定手段が、前記面積の差が所望の範囲に無いと判定した場合に前記面積の差が所望の範囲に無い旨を通知する通知手段と、を更に備え、
前記通知がされた場合に、前記位置座標入力手段により前記抽出画像に含まれる大腰筋領域を指定して抽出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の医用画像表示装置。
。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１４９４４６（Ｐ２００６−１４９４４６Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４０８４１（Ｐ２００４−３４０８４１）
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]