JP2005028037A - 医用画像処理装置及び医用画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マンモ画像における胸壁の存在方向を自動的に検出することが可能な医用画像処理装置及び医用画像処理方法を提供する。
【解決手段】 この医用画像処理装置は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を、所定の通信プロトコルを用いて入力するインタフェース４６と、インタフェースにおいて用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の向きを表す画像回転情報を生成する画像回転情報生成手段４１ａとを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線撮影等の診断目的の撮影によって得られた画像データを処理して画像を表示又は出力する医用画像処理装置及び医用画像処理方法に関する。

従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を用いた撮影方法は様々な分野で利用されており、特に医療分野においては、診断のための最も重要な手段の一つとなっている。最初のＸ線写真が実現されてから、Ｘ線写真法は数々の改良を重ねられ、現在では蛍光スクリーンとＸ線フィルムを組み合わせた方法が主流となっている。一方、近年においては、Ｘ線ＣＴや超音波、ＭＲＩ等の様々なディジタル化された装置が実用化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められようとしている。Ｘ線画像についてもディジタル化するための多くの研究がなされてきたが、輝尽性蛍光体を用いた放射線撮影方法が確立され、従来のＸ線写真法に置き換わるものとして注目されている。

輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）とは、放射線を照射するとその放射線エネルギの一部が蓄積され、その後、可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光する物質であり、その存在は従来から知られていた。これを用いた放射線撮影方法は、画像撮影装置を用いて、輝尽性蛍光体を塗布したシートに人体等の被写体の放射線画像を撮影記録し、画像読取装置を用いて、この輝尽性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査すると輝尽発光光が生じるので、この光を光電的に読み取ることにより画像データを得るものである。さらに、画像処理装置を用いて、この画像データを適切に処理した後、ＣＲＴ等のディスプレイに出力したり、レーザプリンタ等によりフィルムに印刷して、放射線画像を可視画像として表示することができる。

このような放射線撮影方法は、撮影感度や画質の面で、従来のＸ線写真法に匹敵する性能を持っている。例えば、従来のＸ線写真法と比較して、露光域が極めて広く、また、露光量に対する輝尽発光光の応答が露光域全域に渡ってほぼ比例している。このため、被写体をどのような放射線量で撮影しても、画像の存在する発光域をとらえ、過不足なく正規化してディジタル信号化することができる。また、このようにして得た信号を適切な画像処理方法と組み合わせることにより、様々な撮影条件の下でも定常的に良質な画像を提供することが可能である。さらに、直接、ディジタル化された画像情報を得ているので、画像の劣化を招くことなく、大量のデータを長期保存することが可能になるばかりか、医療診断情報システムへの発展等も可能になる。

上記のような放射線撮影方法は、乳がん検診等におけるマンモグラフィ（***Ｘ線撮影）にも適用されている。一般に、マンモグラフィにより得られた左右一対のマンモ（***）画像は、医療診断の効率を向上させるために、マンモ領域端を背中合わせとして対称に配置されてディスプレイ画面に表示されたり、フィルム上に印刷される。しかしながら、マンモ領域端を合わせるために、それぞれのマンモ画像に対して、胸壁の存在方向を手動で指定する必要があるという問題があった。

また、マンモ画像には、高輝度の白抜け領域が発生する場合がある。図２３に、マンモグラフィの放射線画像を示す。図２３に示すように、***領域１００の放射線画像と共に、白抜け領域１０１が発生している。

マンモグラフィの放射線画像において、このような白抜け領域が発生する原因は、以下の通りである。輝尽性蛍光体を塗布したシートを搬送して放射線画像を読み取る画像読取装置は、シートの搬送ずれを起こすことがある。この搬送ずれにより所望の画像領域（例えば***領域１００）全ての画像データが得られなくなることを防ぐために、読み取り開始のタイミングを遅らせて、所望の画像領域全ての画像データが得られるように調整が行われる。しかしながら、読み取り開始のタイミングを遅らせることにより、シート以外の部分を読み取る状況が発生し、その部分は、フィルム上に可視化すると透明な白抜け領域１０１となる。特に、マンモ画像においては、マンモ領域端までの全ての画像データを得るために、胸壁の存在方向におけるシート以外の部分が白抜け領域となる。フィルムの背後から光を当てた際に、白抜け領域１０１は高輝度となるので、胸壁付近の画像の視認性の低下や眼性疲労を招くという問題があった。

そこで、従来より、白抜け領域に対して画素の輝度を低減して、その領域を黒色にする黒化処理が行われている。しかしながら、白抜け領域に対して黒化処理を行うために、この場合にも、マンモ画像に対して、胸壁の存在方向を手動で指定する必要があるという問題があった。

関連する技術として、下記の特許文献１には、左右一対の***画像を対称に位置を合わせて表示して診断効率を向上させる***画像表示装置について述べられている。
この***画像表示装置によれば、左右一対の***画像上の***領域端の中央位置を検出し、該左右の***画像の***領域端がかかる辺同志を互いに向き合わせた上で各中央位置をあわせて表示するので、左右の***画像の***領域を対称に配置して表示手段に表示することができ、左右の***の比較診断効率を向上させることができる。しかしながら、特許文献１においては、胸壁の存在方向の指定については述べられていない。

また、下記の特許文献２には、診断のための観察読影性能を向上した画像を提供することのできる計算機支援画像診断装置について述べられている。
この計算機支援画像診断装置によれば、単一の表示手段の同一表示面上に、全体画像と異常陰影を含む局所画像とを同時に表示することにより、全体画像における異常陰影の位置付けの理解が容易になり、これによって診断性能の向上を図ることができる。しかしながら、特許文献２においては、一方の***の全体画像を全体画像表示手段の表示面の右半分に、他方の***の全体画像を同じ全体画像表示手段の表示面の左半分に、これらを背中合わせにして同時に表示する例について述べられているが、胸壁の存在方向の指定については述べられていない。
特開平９−２１５６８４号公報（第１，３頁、図３） 特開平８−２９４４７９号公報（第４，１６頁、図１４）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、マンモ画像における胸壁の存在方向を自動的に検出することが可能な医用画像処理装置及び医用画像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る医用画像処理装置は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を、所定の通信プロトコルを用いて入力するインタフェースと、インタフェースにおいて用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の向きを表す画像回転情報を生成する画像回転情報生成手段とを具備する。

本発明の第２の観点に係る医用画像処理装置は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するインタフェースと、インタフェースによって入力された画像データによって表されるマンモ画像の複数の分割領域における輝度の平均値を算出する平均値算出手段と、平均算出手段によって算出された複数の分割領域における輝度の平均値を比較することにより、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定する胸壁方向判定手段とを具備する。

本発明の第３の観点に係る医用画像処理装置は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するインタフェースと、インタフェースによって入力された画像データによって表されるマンモ画像の輝度又は輝度の微分値に関する重心の位置を算出する重心算出手段と、重心算出手段によって算出された重心の位置に基づいて、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定する胸壁方向判定手段とを具備する。

また、本発明の第１の観点に係る医用画像処理方法は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を、所定の通信プロトコルを用いて入力するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の向きを表す画像回転情報を生成するステップ（ｂ）とを具備する。

本発明の第２の観点に係る医用画像処理方法は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において入力された画像データによって表されるマンモ画像の複数の分割領域における輝度の平均値を算出するステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において算出された複数の分割領域における輝度の平均値を比較することにより、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定するステップ（ｃ）とを具備する。

本発明の第３の観点に係る医用画像処理方法は、診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において入力された画像データによって表されるマンモ画像の輝度又は輝度の微分値に関する重心の位置を算出するステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において算出された重心の位置に基づいて、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定するステップ（ｃ）とを具備する。

本発明によれば、画像データ及び画像付帯情報を入力する際に用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報や、画像データによって表されるマンモ画像の輝度を利用することにより、マンモ画像における胸壁の存在方向を自動的に検出することが可能となる。その結果、マンモ画像の白抜け領域に黒化処理を施したり、複数のマンモ画像を１枚の画面にマンモ領域端を背中合わせとして表示したりすることが容易となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この医用画像撮影システムは、被検者に放射線を照射して撮影を行うことにより記録シート（輝尽性蛍光体シート）１に放射線画像を記録する医用画像撮影装置１０と、記録シート１に記録されている放射線画像等の情報を光電的に読み取って画像データを生成する医用画像読取装置２０と、医用画像読取装置２０から画像データを入力して各種の処理を行い、画像を表示又は出力する医用画像処理装置３０とによって構成される。さらに、必要に応じて、データベースサーバ、ＩＤカードリーダ、又は、端末装置等の外部装置８０が、ネットワークＮ１に接続される。

医用画像撮影装置１０は、記録シート１の位置を上下に移動させることにより被検者における撮影位置を昇降させる撮影位置昇降機構１１と、被検者の足の位置を決める撮影台１２と、被検者に放射線を照射する放射線発生部１３と、与えられた撮影条件に従って放射線発生部１３等を制御する撮影制御部１４と、各種の命令や撮影条件を入力するために用いられる入力部１５とを含んでいる。撮影制御部１４は、ネットワークＮ１に接続されており、ネットワークＮ１を介して撮影条件を設定することも可能である。

放射線撮影に用いられる記録シート１は、輝尽性蛍光体物質を塗布したものであり、放射線が照射されることにより被写体の情報が記録される。所定の撮影条件の下で被検者の放射線撮影が行われ、その放射線画像が記録シート１に記録される。撮影後、記録シート１は、医用画像読取装置２０の所定の位置にセットされる。

医用画像読取装置２０において、レーザ光源２１から出射した光ビームは、光走査部２２を通って記録シート１の表面を走査する。この走査により光ビームが記録シート１に照射され、光ビームが照射された箇所から蓄積記録された放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光が生じる。輝尽発光光は、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）２３により光電的に検出され、アナログ信号として出力されて増幅器２４により増幅され、Ａ／Ｄ変換器２５によりディジタル化される。このようにして生成された画像データが、画像付帯情報と共に、ネットワークＮ１を介して医用画像処理装置３０に入力される。

医用画像処理装置３０は、各種の命令や表示形式についての設定等を入力するために用いられる入力部３１と、画像を表示する表示部３２と、画像をフィルム等に印刷するプリンタ３３と、処理部４０とを含んでいる。処理部４０は、入力された画像データを処理すると共に、１つの画面に複数の画像を同時に表示するための画像データを構成する。

図２は、図１に示す医用画像処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。処理部４０は、中央演算装置（以下、ＣＰＵという）４１と、入力された画像データ及び画像付帯情報を一旦記憶するメモリ４２と、記録媒体としてのハードディスク４３と、ハードディスク制御部４４と、インタフェース４５と、ネットワークインタフェース４６とを含んでいる。これらは、バスラインＢＬを介して相互に接続されている。

ＣＰＵ４１は、インタフェース４５を介して、キーボードやマウス等の入力部３１や、ＣＲＴディスプレイ等の表示部３２及びプリンタ３３に接続されており、ネットワークインタフェース４６及びネットワークＮ１を介して、医用画像撮影装置１０及び医用画像読取装置２０に接続されている。また、ハードディスク４３には、ＣＰＵ４１に動作を行わせるためのソフトウェア（プログラム）が記録されている。なお、記録媒体としては、内蔵のハードディスク４３の他に、外付けハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることもできる。

次に、ＣＰＵ４１とソフトウェア（プログラム）とによって構成される機能ブロック４１ａ〜４１ｆについて説明する。図３に、医用画像読取装置から医用画像処理装置に入力される画像データによって表されるマンモ画像の例を示す。このマンモ画像においては、マンモ領域２、マンモ外領域３、及び、読み取り開始のタイミングを遅らせたために発生した白抜け領域４が存在する。

画像回転情報生成部４１ａは、医用画像読取装置２０と医用画像処理装置３０との間の通信プロトコルに基づいて、撮影された画像における胸壁方向、又は、胸壁方向及び表裏を表す画像回転情報を生成する。なお、通信プロトコルは、各装置をネットワークに接続する際に設定される。

例えば、医用画像読取装置２０と医用画像処理装置３０との間の通信プロトコルがＦＲＵＰ（Fuji reader unit protocol：フジ・リーダー・ユニット・プロトコル）である場合には、医用画像読取装置２０から出力される画像データによって表される画像の胸壁方向が下方向となるので、画像回転情報生成部４１ａは、胸壁方向が「下」かつ画像が「表」向きであることを表す画像回転情報を生成する。

一方、医用画像読取装置２０と医用画像処理装置３０との間のプロトコルがＤＩＣＯＭ（digital imaging and communications in medicine：医用ディジタル画像通信）プロトコルである場合には、画像回転情報生成部４１ａは、画像データに付帯されているＩＩＰ（internet imaging protocol：インターネット画像プロトコル）内部回転反転フラグに基づいて、胸壁方向及び表裏を表す画像回転情報を生成する。

ＤＩＣＯＭ規格とは、病院内外及び医用画像機器メーカー等を問わず、ネットワーク上において医用画像データ等の送受信を可能とするために開発された規格である。ＤＩＣＯＭ規格に準ずる医用画像読取装置においては、記録シートの配置方向及び走査方向に基づいて画像データが生成され、その画像データによって表される画像の表示パターンが、ＩＩＰ内部回転反転フラグで示される。

一般に、記録シートはカセッテに収納されており、マンモ画像を撮影する場合には、図４に示すように、一方の長辺側の枠が外されたマンモ画像撮影用のカセッテが使用される。マンモ画像の撮影は、図５に示すように、マンモ画像撮影用カセッテの枠をはずした長辺側に胸壁を当てて行われる。

また、ＤＩＣＯＭ規格に準ずる医用画像読取装置においては、装置毎に決められた方向で挿入されたカセッテ内の記録シートを走査することにより画像データが生成されるため、その画像データによって表される画像の向きとＩＩＰ内部回転反転フラグとが一意的に対応する。

図６は、ＤＩＣＯＭ規格におけるＩＩＰ内部回転反転フラグ及びＩＩＰ内部回転反転フラグに対応する画像を示す図である。図６の（ａ）に、短辺１８ｃｍ×長辺２４ｃｍの記録シートを用いて撮影された画像データに付帯されているＩＩＰ内部回転反転フラグ、及び、そのＩＩＰ内部回転反転フラグに対応する画像を示す。なお、画像中の太線はマンモ画像の胸壁方向を表し、画像の表裏を表すために、マンモ画像の代わりに「Ｆ」を用いている。ここで、「Ｆ」が正面方向に描かれている画像を表向きとする。

図６の（ａ）に示すように、ＩＩＰ内部回転反転フラグ（００１）に対応する画像においては、胸壁方向が「左」かつ画像が「表」向きで表される。また、ＩＩＰ内部回転反転フラグ（１０１）に対応する画像においては、胸壁方向が「右」かつ画像が「表」向きで表される。同様にして、表裏と上下左右の胸壁方向とを組み合わせた合計８パターンで表される画像に対応して、ＩＩＰ内部回転反転フラグが定められている。

図６の（ｂ）に、短辺２４ｃｍ×長辺３０ｃｍの記録シートを用いて撮影された画像データに付帯されているＩＩＰ内部回転反転フラグ及びそのＩＩＰ内部回転反転フラグに対応する向きの画像を示す。この図における画像の描き方は、図６の（ａ）を参照しながら説明したものと同様である。

図６の（ｂ）に示すように、ＩＩＰ内部回転反転フラグ（１００）に対応する画像においては、胸壁方向が「左」かつ画像が「表」向きで表される。また、ＩＩＰ内部回転反転フラグ（０００）に対応する画像においては、胸壁方向が「右」かつ画像が「表」向きで表される。同様にして、上下左右の胸壁方向と表裏とを組み合わせた合計８パターンの画像に対応して、ＩＩＰ内部回転反転フラグが定められている。そこで、本実施形態においては、胸壁方向及び表裏を表す画像回転情報に基づいて、白抜け領域を黒化処理したり、医療診断の効率を向上させるためにマンモ領域端を背中合わせにする回転処理を自動的に行っている。

再び図２を参照すると、白抜け領域識別部４１ｂは、画像回転情報及び画像データのＱＬ値に基づいて、撮影された画像の中から白抜け領域を識別する。ここで、ＱＬ値とは、記録シートから生じる輝尽発光光の強さを表す輝度値を量子化した値である。即ち、本実施形態においては、記録シートに光ビームを照射することにより生じる輝尽発光光を光電的に検出して得られた電気信号を画素ごとにＡ／Ｄ変換した値が、ＱＬ値に相当する。ＱＬ値が小さいと、表示される画像の輝度は大きくなり、ＱＬ値が大きいと、表示される画像の輝度は小さくなる。

ここで、白抜け領域の識別について説明する。白抜け領域識別部４１ｂは、まず、図７に示す方向Ｄ_１に沿ってＱＬ値を差分処理し、以下同様に、方向Ｄ_２、Ｄ_３、・・・、Ｄｎに沿ってＱＬ値を差分処理する。これら複数の方向Ｄ_１〜Ｄｎは、画像データによって表される画像において、画像回転情報に基づいて判定される胸壁方向側の辺の中央位置Ｏから、他の辺における端部に向かう放射状の方向であり、本実施形態においては、等角度間隔で設定されている。

さらに、白抜け領域識別部４１ｂは、複数の方向Ｄ_１〜ＤｎにおけるＱＬ値の差分値に基づいて、白抜け領域４とマンモ領域２との境界、及び、白抜け領域４とマンモ外領域３との境界であると推定される境界候補点を求める。即ち、マンモ領域２及びマンモ外領域３内におけるＱＬ値は、輝尽発光光が生じない白抜け領域４内におけるＱＬ値よりも明らかに高い値となるので、例えば方向Ｄ_２における画像信号のレベルは、図８の（ａ）に示すような変化を有する。従って、このＱＬ値の差分値は、図８の（ｂ）に示すように、白抜け領域４とマンモ外領域３との境界において大きく変化する。

そこで、白抜け領域識別部４１ｂは、ＱＬ値の差分の絶対値がしきい値を越える点（境界候補点）の内で最も中央位置Ｏから近い点を検出して、境界点を求める。また、白抜け領域識別部４１ｂは、検出された複数の境界点の座標に基づいて、直線又は所定の曲線で表される幾つかの境界線を推定し、それらの境界線よりも胸壁方向の領域を白抜け領域４として認識する。

次に、黒化処理について説明する。図２に示す黒化処理部４１ｃは、入力された画像データに対して、白抜け領域４に対応する画像データの黒化処理を施す。即ち、黒化処理部４１ｃは、白抜け領域４内の画素のＱＬ値を、最大値（表示の際の黒レベル）若しくはマンモ外領域３の画素のＱＬ値と同程度にする。図９は、図７に示す画像に黒化処理を施した画像を示す図である。このように、胸壁方向を自動的に検出することにより、白抜け領域４を黒化処理することが容易となる。

図２に示す画像処理部４１ｄは、黒化処理が施された画像データに対して、規格化処理や階調処理等の各種の画像処理を施す。画像処理部４１ｄにおいて各種の画像処理を施された画像データは、出力部４１ｆからインタフェース４５を介して表示部３２に供給され、表示部３２において画像が表示される。

次に、画像の回転処理について説明する。オペレータは、図２に示す表示部３２において表示されている画像を確認し、図１０に示すようにマンモ画像を背中合わせに表示させる旨の指示を、入力部３１を用いて入力する。マンモ画像を背中合わせに表示させる旨の指示が入力されると、画像構成部４１ｅは、画像回転情報生成部４１ａにおいて生成された画像回転情報と、白抜け領域識別部４１ｂにおいて識別された白抜け領域とに基づいて、表示部３２に表示し、又は、プリンタ３３に出力するための画像のレイアウトを構成する。

マンモ画像を背中合わせに表示させる旨の指示が入力された場合には、画像構成部４１ｅは、左右のマンモ画像を表す画像データに対して白抜け領域に対応する画像データを切り取り、画像回転情報に基づいて、それぞれの画像データに対して画像回転処理を施し、胸壁側を合わせた画像のレイアウトを構成する。さらに、画像構成部４１ｅは、一方のマンモ画像を表示画面上で上下方向に移動させることにより、２つのマンモ画像の対応位置を表示画面上において自動的に揃える。

画像構成部４１ｅは、画像回転情報生成部４１ａにおいて生成された画像回転情報と、右側のマンモ画像であるか左側のマンモ画像であるかを表す部位情報（画像付帯情報に含まれている）とに基づいて、画像データに画像回転処理を施す。画像回転処理においては、表示画面内において画像が回転するように画像データが処理されたり、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にして画像が回転して表裏が逆となるように画像データが処理されたりする。

まず、左側のマンモ画像を作成するための処理について説明する。ここでは、左側のマンモ画像を画面の右側に表示するために、胸壁方向が左側となり画像が表向きとなるように画像情報を処理している。

画像回転情報が「左」かつ「表」を表している場合には、画像回転処理は不要である。一方、画像構成部４１ｅは、画像回転情報が「右」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「右」かつ「裏」を表している場合には、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「左」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が１８０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理する。

あるいは、画像構成部４１ｅは、画像回転情報が「下」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が時計回り方向に９０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「上」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が反時計回りに９０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「下」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が反時計回りに９０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「上」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が時計回りに９０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理する。

次に、右側のマンモ画像を作成するための処理について説明する。ここでは、右側のマンモ画像を画面の左側に表示するために、胸壁方向が右側となり画像が表向きとなるように画像情報を処理している。

画像回転情報が「右」かつ「表」を表している場合には、画像回転処理は不要である。一方、画像構成部４１ｅは、画像回転情報が「左」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「右」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が１８０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「左」かつ「裏」を表している場合には、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理する。

あるいは、画像構成部４１ｅは、画像回転情報が「下」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が反時計回り方向に９０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「上」かつ「表」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が時計回りに９０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「下」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が時計回りに９０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理し、画像回転情報が「上」かつ「裏」を表している場合には、表示画面内においてマンモ画像が反時計回りに９０度回転し、さらに、胸壁方向側の辺と平行な軸を中心にしてマンモ画像が１８０度回転するように画像データを処理する。

以上においては、左右のマンモ画像を胸壁側を合わせて表示する例について説明したが、異なる時点において撮影された２枚の左（又は右）のマンモ画像を、表裏で胸壁側を合わせて表示するようにしても良い。その他、画像構成部４１ｅは、複数の画像を左右方向又は上下方向に並べて表示させる等の表示ウインドウパターンを設定したり、撮影部位に応じて画像を所望の表示形式で表示させるように自動設定することも可能である。

オペレータは、入力部３１を用いて、複数種類の表示形式の内から１種類の表示形式を設定することができる。また、何れの表示形式を設定するかをオペレータ毎に決定できるようにすれば、それぞれのオペレータの好みに合わせた表示形式の自動設定ができる。さらに、複数の医用画像処理装置３０がネットワークＮ１に接続されている場合に、１つの医用画像処理装置３０において設定された表示形式をオペレータ毎に記録しておき、他の医用画像処理装置３０において同一の表示形式がオペレータ毎に自動設定されるようにしておけば、オペレータの操作が非常に容易となる。

画像のレイアウトが構成された画像データは、出力部４１ｆからインタフェース４５を介して表示部３２又はプリンタ３３に出力され、画像がディスプレイに表示されたりフィルム等に印刷される。なお、規格化処理や階調処理等の画像処理は、黒化処理の前に行うようにしても良い。さらに、白抜け領域が問題とならない場合には、黒化処理を省略しても良い。

本実施形態においては、画像回転情報生成部４１ａ、白抜け領域識別部４１ｂ、黒化処理部４１ｃ、画像処理部４１ｄ、画像構成部４１ｅ、及び、出力部４１ｆを、ＣＰＵとソフトウェアで構成したが、ディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作について、図１、図２及び図１１を参照しながら説明する。図１１は、この医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１において、医用画像撮影装置１０が、被検者に放射線を照射することにより放射線画像を撮影し、記録シート１に放射線画像を記録する。ステップＳ１２において、医用画像読取装置２０が、記録シート１に記録されている放射線画像を読み取り、画像データを生成する。

ステップＳ１３において、医用画像処理装置３０の画像回転情報生成部４１ａが、通信プロトコルがＦＲＵＰである場合には、胸壁方向が「下」かつ画像が「表」向きであることを表す画像回転情報を生成し、通信プロトコルがＤＩＣＯＭプロトコルである場合には、画像読取装置２０から入力される画像データに付帯されているＩＩＰ内部回転反転フラグに基づいて、ＩＩＰ内部回転反転フラグに対応する画像回転情報を生成する。

ステップＳ１４において、白抜け領域識別部４１ｂが、画像回転情報及びＱＬ値に基づいて、画像データによって表される画像の中から白抜け領域を識別する。ステップＳ１５において、黒化処理部４１ｃが、入力された画像データに対して、白抜け領域における黒化処理を施す。

ステップＳ１６において、画像処理部４１ｄが、規格化処理や階調処理等の各種の画像処理を施す。ステップＳ１７において、オペレータが、所望の表示形式で画像を表示させる旨の指示を、入力部３１を用いて入力する。ステップＳ１８において、画像構成部４１ｅが、指示された表示形式に従って、マンモ画像を表す画像データに対して必要な画像回転処理等を施し、マンモ画像のレイアウトを構成する。ステップＳ１９において、マンモ画像が、インタフェース４５を介して表示部３２に表示されたり、プリンタ３３に印刷される。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像情報処理装置について説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。この医用画像処理装置においては、画像回転情報生成部４１ａの替わりに、画像回転情報生成部５０が、画像回転情報を生成する。その他の構成については、図２に示す医用画像処理装置と同様である。

画像回転情報生成部５０は、画像読取装置２０から出力される画像データによって表されるマンモ画像を複数の領域に分割し、各領域においてＱＬ値の平均を算出するＱＬ値平均算出部５１と、ＱＬ値平均算出部５１によって算出された各領域におけるＱＬ値の平均に基づいて胸壁方向を判定する胸壁方向判定部５２とを含んでいる。なお、ＱＬ値平均算出部５１及び胸壁方向判定部５２の各々は、ＣＰＵとソフトウェアで構成しても良いし、ディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１３は、この医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、図１１に示すステップＳ１３の替わりに、ステップＳ２１及びＳ２２において、画像回転情報を生成する。ここでは、画像が裏向きとなるように画像データが生成されることはないと仮定して、画像の表裏の反転は行っていない。しかしながら、画像が裏向きとなって表示される場合には、画像の表裏を目視で確認できる「鉛文字」に従って、画像が表向きとなるように画像データの処理を行うようにしても良い。その他の動作については、図１１に示すのと同様である。

ステップＳ２１において、ＱＬ値平均算出部５１が、マンモ画像を複数の領域に分割して、各領域に対応する画像データにおけるＱＬ値の平均を算出する。図１４は、マンモ画像の分割の一例を示す図である。図１４に示すように、マンモ画像を９つの領域に分割する。ＱＬ値平均算出部５１は、分割された領域の内、分割領域５ａ〜５ｄに対して、領域内のＱＬ値の平均を算出する。

次に、ステップＳ２２において、胸壁方向判定部５２が、ＱＬ値平均算出部５１によって得られたＱＬ値の平均に基づいて、平均が最も小さい領域の方向を胸壁方向と判定し、画像回転情報を生成する。マンモ外領域は、輝尽発光光の光量が大きいためにＱＬ値が大きくなり、白抜け領域は、輝尽発光光が生じないためにＱＬ値が小さくなる。また、マンモ領域については、それらのＱＬ値の中間をとる。即ち、マンモ領域及び白抜け領域を大きく含む胸壁方向の領域は、その他の領域に対してＱＬ値の平均が小さくなる。したがって、図１４に示す例においては、マンモ領域の一部及び白抜け領域の一部を含む分割領域５ｃにおいてＱＬ値の平均が最も小さくなるので、画像の下側が胸壁方向であることが分かる。

なお、胸壁は画像の長辺方向に存在するので、画像の長辺方向が予め分かっている場合には、分割領域５ａにおけるＱＬ値の平均と分割領域５ｃにおけるＱＬ値の平均とを比較するようにしても良い。また、各分割領域の面積は等しくなくても良いし、図１５に示すように胸壁方向が分かるような分割方法であれば、どのように画像を分割しても良い。さらに、規格化処理や階調処理等の画像処理を施した画像データに基づいて、画像回転情報を算出しても良い。

次に、本発明の第３の実施形態に係る画像情報処理装置について説明する。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。この医用画像処理装置においては、画像回転情報生成部５０の替わりに、画像回転情報生成部６０が、画像回転情報を生成する。その他の構成については、図１２に示す医用画像処理装置と同様である。

画像回転情報生成部６０は、入力された画像データに基づいてＱＬ値の微分値を求める微分処理部６１と、ＱＬ値の微分値の絶対値を密度とみなして、質量分布の中心、即ち重心を算出する重心算出部６２と、重心算出部６２によって算出された重心に基づいて胸壁方向を判定する胸壁方向判定部６３とを含んでいる。なお、微分処理部６１、重心算出部６２及び胸壁方向判定部６３の各々は、ＣＰＵとソフトウェアで構成しても良いし、ディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作について、図１６及び図１７を参照しながら説明する。図１７は、この医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、図１３に示すステップＳ２１及びＳ２２の替わりに、ステップＳ３１〜Ｓ３３において、画像回転情報を生成する。その他の動作については、図１３に示すものと同様である。

ステップＳ３１において、微分処理部６１が、医用画像読取装置から入力される画像データに対して線形１次空間微分フィルタ（プレヴィットフィルタ）を用いてフィルタリング処理を施すことにより、微分データを求める。ここで、線形１次空間微分とは、注目画素及びそれに隣接する上下左右の画素の計９つのＱＬ値に対して、所定の係数をそれぞれ乗算したＱＬ値の合計を算出することにより、複数の画素におけるＱＬ値の変化に対応する微分値を得るものである。

図１８に、プレヴィットフィルタの係数を示す。図１８の（ａ）は、水平方向に微分するための係数であり、図１８の（ｂ）は、垂直方向に微分するための係数である。それぞれの方向において、マンモ領域のようにＱＬ値の変化が大きい部分は、微分値の絶対値が大きくなり、それ以外の領域のようにＱＬ値の変化が小さい部分は、微分値の絶対値が小さくなる。従って、微分値の絶対値の重心を算出することにより、マンモ領域の中心を求めることが可能である。

なお、画像の特性に応じて、図１８の（ａ）及び（ｂ）に示す係数のいずれか一方を使用するようにしても良いし、両方を組み合わせて使用するようにしても良い。例えば、図１８の（ａ）に示す係数を使用して求めた微分値に基づいて重心を算出することも可能であり、又は、図１８の（ａ）及び（ｂ）に示す係数を使用して求めた微分値に基づいて重心を算出することも可能である。なお、プレヴィットフィルタの替りに、図１９に示すロベルツフィルタや、図２０に示すゾーベルフィルタ等を用いるようにしても良い。

再び図１７を参照すると、ステップＳ３２において、重心算出部６２が、次式（１）を用いて微分値の絶対値の重心Ｇ１（Ｇ１_ｉ，Ｇ１_ｊ）を算出する。

但し、ｉは画像の水平方向の座標、ｊは画像の垂直方向の座標、Ｉは画像の水平方向の画素数、Ｊは画像の垂直方向の画素数、ｄ_ｉｊは座標（ｉ，ｊ）の画素における微分値の絶対値、Ｄは次式（２）に示す全画素における微分値の絶対値の総和である。

次に、ステップＳ３３において、胸壁方向判定部６３が、重心Ｇ１と画像の各辺との間の距離を算出し、それらの距離を比較することにより、重心Ｇ１から最も近い辺の方向を胸壁方向と認識し、その方向に基づいて画像回転情報を生成する。

なお、画像の長辺方向が予め分かっている場合には、重心Ｇ１と２つの長辺との間の距離を比較することにより画像回転情報を生成しても良いし、画像の長辺方向及び短辺の長さが予め分かっている場合には、重心Ｇ１と一方の長辺との間の距離と短辺の長さの半分とを比較することにより画像回転情報を生成しても良い。

次に、本発明の第４の実施形態に係る画像情報処理装置について説明する。図２１は、本発明の第４の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。この医用画像処理装置においては、画像回転情報生成部６０の替わりに、画像回転情報生成部７０が、画像回転情報を生成する。その他の構成については、図１６に示す医用画像処理装置と同様である。

画像回転情報生成部７０は、所定の値からＱＬ値を減算する減算処理部７１と、所定の値からＱＬ値を減算した値を密度とみなして、質量分布の中心、即ち重心を算出する重心算出部７２と、重心算出部７２によって算出された重心に基づいて胸壁方向を判定する胸壁方向判定部７３とを含んでいる。なお、減算処理部７１、重心算出部７２及び胸壁方向判定部７３の各々は、ＣＰＵとソフトウェアで構成しても良いし、ディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作について、図２１及び図２２を参照しながら説明する。図２２は、この医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、図１７に示すステップＳ３１〜Ｓ３３の替わりに、ステップＳ４１〜Ｓ４３において、画像回転情報を生成する。その他の動作については、図１７に示すものと同様である。

ステップＳ４１において、減算処理部７１が、所定の値からＱＬ値を減算することにより、減算データを得る。ここで、所定の値としては、全画素におけるＱＬ値の平均よりも大きければ良いが、ＱＬ値の最大値以上であることが望ましい。

ステップＳ４２において、重心算出部７２が、次式（３）を用いて減算値の重心Ｇ２（Ｇ２_ｉ，Ｇ２_ｊ）を算出する。

但し、ｉは画像の水平方向の座標、ｊは画像の垂直方向の座標、Ｉは画像の水平方向の画素数、Ｊは画像の垂直方向の画素数、ｓ_ｉｊは座標（ｉ，ｊ）の画素における減算値、Ｓは次式（４）に示す全画素における減算値の総和である。

次に、ステップＳ４３において、胸壁方向判定部７３が、重心Ｇ２と画像の各辺との間の距離を算出し、それらの距離を比較することにより、重心Ｇ２から最も近い辺の方向を胸壁方向と認識し、その方向に基づいて画像回転情報を生成する。

なお、画像の長辺方向が予め分かっている場合には、重心Ｇ２と２つの長辺との間の距離を比較することにより画像回転情報を生成しても良いし、画像の長辺方向及び短辺の長さが予め分かっている場合には、重心Ｇ２と一方の長辺との間の距離と短辺の長さの半分とを比較することにより画像回転情報を生成しても良い。

以上説明したように、本発明によれば、マンモ画像における胸壁の存在方向を自動的に検出することが可能となり、黒化処理や画像の回転処理を自動的に行う医用画像処理装置において利用できる。

本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す医用画像処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。 マンモ医用画像読取装置から医用画像処理装置に入力される画像データによって表される画像の例を示す図である。 マンモ画像撮影用カセッテを示す図である。 マンモ画像用カセッテとマンモとの配置を示す図である。 ＤＩＣＯＭ規格におけるＩＩＰ内部回転反転フラグ及びＩＩＰ内部回転反転フラグに対応する画像を示す図である。 図２に示す医用画像処理装置において、白抜け領域を認識する方法について説明するための図である。 白抜け領域が存在する場合に、画像データに基づいて表示される画像の一方向におけるＱＬ値及び差分値の変化を示す図である。 図７に示す画像に黒化処理を施した画像を示す図である。 マンモ画像を背中合わせに表示する表示形式を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 マンモ画像の分割の一例を示す図である。 マンモ画像の分割の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 プレヴィットフィルタの係数を示す図である。 ロベルツフィルタの係数を示す図である。 ゾーベルフィルタの係数を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 マンモグラフィの放射線画像を示す図である。

符号の説明

１ 記録シート（輝尽性蛍光体シート）
２ マンモ領域
３ マンモ外領域
４ 白抜け領域
５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄ 分割領域
１０ 医用画像撮影装置
１１ 撮影位置昇降機構
１２ 撮影台
１３ 放射線発生部
１４ 撮影制御部
１５ 入力部
２０ 医用画像読取装置
２１ レーザ光源
２２ 光走査部
２３ フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）
２４ 増幅器
２５ Ａ／Ｄ変換器
３０ 医用画像処理装置
３１ 入力部
３２ 表示部
３３ プリンタ
４０ 処理部
４１ 中央演算装置（ＣＰＵ）
４１ａ、５０、６０、７０ 画像回転情報生成部
４１ｂ 白抜け領域識別部
４１ｃ 黒化処理部
４１ｄ 画像処理部
４１ｅ 画像構成部
４１ｆ 出力部
４２ メモリ
４３ ハードディスク
４４ ハードディスク制御部
４５ インタフェース
４６ ネットワークインタフェース
５１ ＱＬ値平均算出部
５２、６３、７３ 胸壁方向判定部
６１ 微分処理部
６２、７２ 重心算出部
７１ 減算処理部
８０ 外部装置
１００ ***領域
１０１ 白抜け領域

Claims (16)

1. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を、所定の通信プロトコルを用いて入力するインタフェースと、
   前記インタフェースにおいて用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の向きを表す画像回転情報を生成する画像回転情報生成手段と、
   を具備する医用画像処理装置。
2. 前記画像回転情報生成手段によって生成された画像回転情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の一部に黒化処理を施す黒化処理手段をさらに具備する請求項１記載の医用画像処理装置。
3. 前記画像回転情報生成手段によって生成された画像回転情報に基づいて、複数の医用画像を１枚の画面に表示するためのレイアウトを構成する画像構成手段をさらに具備する請求項１記載の医用画像処理装置。
4. 前記通信プロトコルがＤＩＣＯＭ（医用ディジタル画像通信）プロトコルである場合に、前記画像回転情報生成手段が、画像付帯情報に含まれている所定のフラグに基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の平面内の向きと画像の表裏とを表す画像回転情報を生成する、請求項１〜３のいずれか１項記載の医用画像処理装置。
5. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するインタフェースと、
   前記インタフェースによって入力された画像データによって表されるマンモ画像の複数の分割領域における輝度の平均値を算出する平均値算出手段と、
   前記平均算出手段によって算出された複数の分割領域における輝度の平均値を比較することにより、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定する胸壁方向判定手段と、
   を具備する医用画像処理装置。
6. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するインタフェースと、
   前記インタフェースによって入力された画像データによって表されるマンモ画像の輝度又は輝度の微分値に関する重心の位置を算出する重心算出手段と、
   前記重心算出手段によって算出された重心の位置に基づいて、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定する胸壁方向判定手段と、
   を具備する医用画像処理装置。
7. 前記胸壁方向判定手段の判定結果に基づいて、入力された画像データによって表されるマンモ画像の一部に黒化処理を施す黒化処理手段をさらに具備する請求項５又は６記載の医用画像処理装置。
8. 前記胸壁方向判定手段の判定結果に基づいて、複数のマンモ画像を１枚の画面に表示するためのレイアウトを構成する画像構成手段をさらに具備する請求項５又は６記載の医用画像処理装置。
9. 前記黒化処理手段によって黒化処理が施された画像、又は、前記画像構成手段によってレイアウトが構成された画像を表示する表示手段をさらに具備する請求項７又は８記載の医用画像処理装置。
10. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を、所定の通信プロトコルを用いて入力するステップ（ａ）と、
    ステップ（ａ）において用いられた通信プロトコルの種類又は入力された画像付帯情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の向きを表す画像回転情報を生成するステップ（ｂ）と、
    を具備する医用画像処理方法。
11. ステップ（ｂ）において生成された画像回転情報に基づいて、入力された画像データによって表される医用画像の一部に黒化処理を施すステップ（ｃ）をさらに具備する請求項１０記載の医用画像処理方法。
12. ステップ（ｂ）において生成された画像回転情報に基づいて、複数の医用画像を１枚の画面に表示するためのレイアウトを構成するステップ（ｃ）をさらに具備する請求項１０記載の医用画像処理方法。
13. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するステップ（ａ）と、
    ステップ（ａ）において入力された画像データによって表されるマンモ画像の複数の分割領域における輝度の平均値を算出するステップ（ｂ）と、
    ステップ（ｂ）において算出された複数の分割領域における輝度の平均値を比較することにより、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定するステップ（ｃ）と、
    を具備する医用画像処理方法。
14. 診断目的の撮影によって得られた画像データ及び画像付帯情報を入力するステップ（ａ）と、
    ステップ（ａ）において入力された画像データによって表されるマンモ画像の輝度又は輝度の微分値に関する重心の位置を算出するステップ（ｂ）と、
    ステップ（ｂ）において算出された重心の位置に基づいて、該画像データによって表されるマンモ画像における胸壁方向を判定するステップ（ｃ）と、
    を具備する医用画像処理方法。
15. ステップ（ｃ）における判定結果に基づいて、入力された画像データによって表されるマンモ画像の一部に黒化処理を施すステップ（ｄ）をさらに具備する請求項１３又は１４記載の医用画像処理方法。
16. ステップ（ｃ）における判定結果に基づいて、複数のマンモ画像を１枚の画面に表示するためのレイアウトを構成するステップ（ｄ）をさらに具備する請求項１３又は１４記載の医用画像処理方法。

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