JP2008006187A - 医用画像表示処理装置、及び、医用画像表示処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】モダリティによって被検体を撮像検査することにより取得された１シリーズの軸位断画像の内のユーザが所望する部位の軸位断画像を容易に表示することが可能な装置等を提供する。
【解決手段】被検体を撮像検査することによって得られた１シリーズの軸位断画像を表す画像データに基づいて軸位断画像を画像表示端末３に表示させる画像サーバ２であって、１シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を認識する部位認識部１２と、１シリーズの軸位断画像に含まれている１つの軸位断画像を画像表示端末３に表示させると共に、部位変更指示を受けた場合に、部位認識部１２による認識結果に基づいて、画像表示端末３に表示されている軸位断画像の部位と異なる部位を表す軸位断画像を画像表示端末３に表示させる表示処理部１４とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療用撮像モダリティによって取得された画像データに基づいて医用画像を表示するための医用画像表示処理装置、及び、そのような装置において用いられる医用画像表示処理プログラムに関する。

近年、医療診断においては、生体の内部が表示された医用画像が多く用いられており、そのような医用画像を取得するために、Ｘ線撮影や、Ｘ線ＣＴ（computed tomography：コンピュータ断層撮影）装置や、超音波（ＵＳ）診断装置や、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging：磁気共鳴撮像）装置や、ＰＥＴ（positron emission tomography：ポジトロン断層撮影）等の様々な技術や装置（モダリティ）が広く利用されている。それらの装置の多くはディジタル化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められている。また、それらの撮像技術の内でも、ＣＴやＭＲＩは生体の軸位断画像を比較的狭い間隔で取得して表示できるので、生体の病変部位の発見や評価に大きな成果を上げている。ここで、軸位断画像とは、被検体の体軸に直交又はほぼ直交する面（所謂、輪切り面）が表された断層像のことをいう。以下において、軸位断画像のことを、単にスライス画像とも言う。

ところで、ＣＴ検査等の断層撮像を行う際には、１回の検査において、必ずしも１部位のみ（例えば、胸部のみ、腹部のみ等）が撮像されるのではなく、複数の部位に渡って（例えば、胸部〜腹部、頭部〜胸部等）撮像が行われることが多い。そして、撮像によって得られた一連（１シリーズ）のスライス画像は、通常、千数百枚〜数千枚に上るので、読影医が所望する部位のスライス画像を表示させるための手間や負担はかなり大きい。

関連する技術として、本出願人は、利用者によって指定された断面画像を再現表示することが可能な画像表示装置を提案した（下記の特許文献１参照）。この画像表示装置は、被写体を表す３次元の医用画像データに基づき、表示する断面画像の断面を該断面に垂直な方向を軸として移動させながら、軸の方向に連続的な複数の断面画像を順次表示する画像表示装置において、順次表示される複数の断面画像のうち、利用者の所望する断面画像を指定する指定手段と、該指定手段によって指定された断面画像の該断面に垂直な方向の位置を含む、断面画像の表示のための第１の表示パラメータを記憶する第１の記憶手段と、利用者の要求に応じて、第１の記憶手段が記憶した第１の表示パラメータに基づき、指定された断面画像を表示する第１の画像表示手段とを備えている（第２頁、図２）。即ち、特許文献１においては、利用者が所望する断面画像を指定し、指定された断面画像の表示のための第１の表示パラメータを記憶し、記憶した第１の表示パラメータに基づき、指定された断面画像を表示している。

特許文献１においては、利用者が所望する断面画像を指定する必要があるが、１シリーズのスライス画像は、通常、千数百枚〜数千枚に上るので、利用者が所望するスライス画像を指定するための手間や負担は大きい。

また、関連する技術として、特許文献２には、医用画像から画像処理によって自動的に撮像装置、部位、撮像方向等の撮像属性情報を抽出して管理情報に付加し、膨大な量の医用画像の効率的な管理を可能にするためのシステムが開示されている。この医用画像識別システムは、医用画像を記憶・管理するシステムであって、入力画像を分類する手段と、該分類ごとに識別すべきカテゴリに関するテンプレート画像を記憶するテンプレート画像記憶手段と、該テンプレート画像記憶手段から、入力画像の分類結果を用いて識別の候補となる複数のカテゴリのテンプレート画像を選択する手段と、選択されたテンプレート画像と入力画像とを比較し、最もよく一致するテンプレート画像のカテゴリを判定する画像識別手段と、上記テンプレート画像が有する管理情報を入力画像の管理情報に付加する手段とを有している（第２頁、図１）。即ち、特許文献２においては、入力画像のサイズや入力画像における矩形領域の数等に基づいて入力画像を分類し、その分類に応じて複数のカテゴリのテンプレート画像を選択し、選択されたテンプレート画像の内から、入力画像の濃淡情報やそのモザイク画像に一致するものを抽出し、そのテンプレート画像に付与されていた管理情報（例えば、撮像部位）を入力画像の管理情報として付与することにより、入力画像の撮像部位等を判断している。

しかしながら、１枚の医用画像には、常に１つの部位のみが表されているわけではない。例えば、画像の一部の領域には胸部が表示されており、別の一部の領域には腹部が表示されているというように、複数部位が表示されていることも多い。ところが、特許文献２には、複数部位が表示された画像に対する部位認識については一切記載されていない。
特開２００４−１６７０４２号公報（第２頁、図２） 特開２００２−２５３５３９号公報（第２頁、図１）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＣＴやＭＲＩ等のモダリティによって被検体を撮像検査することにより取得された１シリーズの軸位断画像の内のユーザが所望する部位の軸位断画像を容易に表示することが可能な装置と、そのような装置において用いられるプログラムと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１つの観点に係る医用画像表示処理装置は、被検体を撮像検査することによって得られた１シリーズの軸位断画像を表す画像データに基づいて軸位断画像を表示部に表示させる装置であって、１シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を認識する部位認識手段と、１シリーズの軸位断画像に含まれている１つの軸位断画像を表示部に表示させると共に、部位変更指示を受けた場合に、部位認識手段による認識結果に基づいて、表示部に表示されている軸位断画像の部位と異なる部位を表す軸位断画像を表示部に表示させる表示処理手段とを具備する。

また、本発明の１つの観点に係る医用画像表示処理プログラムは、被検体を撮像検査することによって得られた１シリーズの軸位断画像を表す画像データに基づいて軸位断画像を表示部に表示させるためのプログラムであって、１シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を認識する手順（ａ）と、１シリーズの軸位断画像に含まれている１つの軸位断画像を表示部に表示させる手順（ｂ）と、部位変更指示を受けた場合に、手順（ａ）における認識結果に基づいて、表示部に表示されている軸位断画像の部位と異なる部位を表す軸位断画像を表示部に表示させる手順（ｃ）とをＣＰＵに実行させる。

本発明によれば、軸位断画像について部位認識を行い、その認識結果に基づいて、ユーザが所望する部位の軸位断画像を表示することができる。これにより、ユーザの手間や負担を軽減することが可能となる。

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表示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。この医用画像撮影システムは、被検体について医用画像の撮像検査を行うモダリティ１と、本発明の第１の実施形態に係る医用画像表示処理装置としての画像サーバ２と、画像表示端末３と、読影用端末４とを含んでいる。これらの装置１〜４は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に準拠している。

モダリティ１は、ＣＴ装置１ａや、ＣＲ（computed radiography）装置１ｂや、ＭＲＩ装置１ｃや、ＰＥＴ装置１ｄや、超音波診断装置（ＵＳ）１ｅ等の医用画像撮像装置を含んでいる。これらのモダリティ１ａ〜１ｅは、撮像検査を行うことにより画像データを生成して、画像付帯情報と共に画像サーバ２に出力する。

画像サーバ２は、モダリティ１によって取得された画像データを保管及び管理するＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医用画像情報システム）用のサーバである。画像サーバ２は、後述する読影用端末４の要求に従って、画像データを画像表示端末３に出力する。

図１に示すように、画像サーバ２は、制御部１１と、部位認識部１２と、格納部１３と、表示処理部１４と、初期表示スライス情報格納部１５とを有している。制御部１１、部位認識部１２、及び、表示処理部１４は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と本実施形態に係る医用画像表示処理プログラムによって構成されている。

制御部１１は、モダリティ１から出力された画像データを格納部１３に格納させる。また、制御部１１は、入力された画像データによって表される画像の方向（軸位断（axial）、冠状断（coronal）、矢状断方向（sagittal）等）を確認し、軸位断方向である場合には、その画像データを部位認識部１２にも出力する。なお、画像の方向は、例えば、ＤＩＣＯＭタグ（００２０，００３７）：Image Orientation(Patient)、又は、（００２０，００２０）：Patient Orientationが付された画像付帯情報によって取得される。

部位認識部１２は、１シリーズの画像データによって表される複数の軸位断画像（以下において、「スライス画像」ともいう）に基づいて、各軸位断画像に被検体のどの部位が表されているかを認識する。そして、認識結果（部位）を含む情報（部位情報）を生成し、画像データに関連付けて格納部１３に格納させる。部位は、例えば、「Ｈｅａｄ（頭）」、「Ｎｅｃｋ（頸）」、「Ｃｈｅｓｔ（胸）」等のように、文字列によって示されても良いし、１：ｈｅａｄ、２：ｎｅｃｋ、３：ｃｈｅｓｔ等のように、予めコード化された整数値によって示されても良い。

格納部１３は、例えば、画像サーバ２に内蔵されているハードディスクドライブであり、制御部１１の制御の下で、画像データ及びその画像付帯情報や、部位認識部１２によって生成された部位情報や、部位認識部１２を動作させるための制御プログラム等を格納する。なお、記録媒体としては、ハードディスクの他に、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いても良く、その場合には、それらの記録媒体を駆動する駆動装置が、画像サーバ２に内蔵され、又は、画像サーバ２の外部に接続される。

表示処理部１４は、ユーザが所望する部位を指示するための表示部位指示情報やユーザが所望するスライス画像を指示するための表示スライス画像指示情報を読影用端末４から受信し、１シリーズの画像データによって表される複数のスライス画像の中の表示部位指示情報や表示スライス画像指示情報に応じた部位のスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

初期表示スライス情報格納部１５は、初期（例えば、ユーザ（読影医）が読影用端末４を操作して読影を開始したとき等）において表示処理部１４が画像表示端末３に表示させるスライス画像を決定するための初期表示スライス情報を格納する。初期表示スライス情報は、スライス番号（例えば、「１」（１シリーズの軸位断画像の内の第１番目のスライス画像を表す）等）であっても良いし、部位（例えば、「腹部上端」等）であっても良い。初期表示スライス情報が初期表示スライス情報格納部１５に格納されていない場合には、表示処理部１４が、１シリーズの軸位断画像の内のいずれかの軸位断画像を表示するようにしても良い。なお、初期表示スライス情報は、読影用端末４から書き込み又は更新可能としても良い。また、格納部１３と初期表示スライス情報格納部１５とを１つの記録媒体で実現することとしても良い。

画像表示端末３は、検査画像が表示される端末装置であり、高精細なディスプレイを備えている。なお、図１に示す画像表示端末３の画面３ａには、複数の軸位断画像が模式的に示されている。
読影用端末４は、ユーザ（読影医）が、画像表示端末３に表示された検査画像を参照しながら読影レポート等を作成するために用いられる装置であり、読影レポート等を表示する画面４ａや、キーボード等の入力デバイス４ｂ等を備えている。

次に、図１に示す部位認識部１２の構成及び動作について、図２〜図４を参照しながら説明する。
図２は、図１に示す部位認識部１２の機能を示すブロック図である。図２に示すように、部位認識部１２は、特徴量計算部２１と、部位確信度計算部２２と、スコアテーブル記憶部２２ａと、部位決定処理部２３と、部位情報記憶部２４と、部位修正処理部２５とを含んでいる。この内の特徴量計算部２１〜部位決定処理部２３は、各スライス画像について、そこに表された部位を暫定的に決定するように動作し、部位修正処理部２５は、複数のスライス画像の部位情報に基づいて、各スライス画像について暫定的に決定された部位を修正するように動作する。なお、スライス画像の部位情報については後述する。

図３は、部位認識部１２の動作を示すフローチャートである。制御部１１（図１）において軸位断画像を表すものであると判断された画像データが部位認識部１２に入力されると、以下に説明する部位認識動作が開始される。
ステップＳ１において、画像データ及びその画像付帯情報は、１スライス分ごとに、特徴量計算部２１に入力される。ここで、画像付帯情報には、画像の方向を表す情報（（００２０，００３７）：Image Orientation(Patient)、又は、（００２０，００２０）：Patient Orientation）や、１画素のピッチを表す情報（（００２８，００３０）：Pixel Spacing）や、スライスの厚さを表す情報（（００１８，００５０）：Slice Thickness）や、１行及び１列に含まれる画素数を表す情報（（００２８，００１０）：Raws、及び、（００２８，００１１）：Columns）や、画像の左上位置の３次元座標を表す情報（（００２０，００３２）：Image Position(Patient)）等が含まれる。ここで、括弧内は、各情報のＤＩＣＯＭタグ及び属性名を示している。

ステップＳ２において、特徴量計算部２１は、１つのスライス画像について特徴量を算出する。ここで、特徴量とは、スライス画像に表された体部の特徴を数値化したものである。特徴量は、例えば、次の（ａ）に示すように、スライス画像に表された体部の形状に基づいて算出される。また、各画素データの値（即ち、画素の輝度）が体部の特性（組織性状等）に対応している場合には、次の（ｂ）や（ｃ）に示すように、その値に応じて特徴量を算出しても良い。例えば、ＣＴ画像における画素データの値はＣＴ値によって決定されるが、この値は、体部を透過した放射線量を表す物理量である。なお、水のＣＴ値は０ＨＵであり、空気領域のＣＴ値は−１０００ＨＵ程度であり、骨領域のＣＴ値は２５０ＨＵ〜３０００ＨＵ程度である。

（ａ）体部全体の円形度
円形度ρは、対象領域の面積Ｓ及びその周囲の長さＬを用いて、次式（１）によって算出される。
ρ＝４πＳ／Ｌ^２ …（１）
円形度ρは、対象領域の形状が真円に近づくほど１．０に近づき、形状が真円から離れるほど（例えば、楕円率が１から離れるほど）小さくなる。例えば、対象領域が頭部である場合には、円形度は比較的高くなる。反対に、対象領域が胸部や腹部である場合には、円形度は比較的低くなる。
（ｂ）空気領域特徴量：（空気領域を示すＣＴ値の画素数）／（体部全体の画素数）
例えば、対象領域が胸部である場合には、肺が存在しているために空気領域は比較的広くなる。反対に、対象領域が頭部である場合には、空気領域はほぼゼロとなる。
（ｃ）骨領域特徴量：（骨領域を示すＣＴ値の画素数）／（体部全体の画素数）
例えば、対象領域が腹部である場合には、体部全体に対する骨部の領域は比較的狭い範囲となる。反対に、対象領域が脚部である場合には、体部全体に対して骨部が多くの割合を占める。

次に、ステップＳ３において、部位確信度計算部２２は、特徴量計算部２１によって計算された特徴量に基づいて、部位確信度を算出する。ここで、部位確信度とは、対象部位が、「ある部位」である可能性（「頭部」らしさ、「胸部」らしさ等）を数値化したものである。本実施形態において、部位確信度は、予め用意されているスコアテーブルを用いて算出される。

図４は、部位確信度の算出に用いられるスコアテーブルの例を示している。このスコアテーブルは、空気領域特徴量（空気量）の値に基づいて、「頭部」らしさ、「胸部」らしさ、「腹部」らしさ、及び、「脚部」らしさを求める際に用いられる。この他に、部位の項目として、「骨盤部」を挙げても良い。また、隣接する２つの部位の境界（境界領域）や、複数の部位が混在している領域（混在領域、例えば、頭部と頸部、又は、胸部と腹部等）を示す項目（例えば、「頭頸部」又は「胸腹部」）を挙げても良い。

例えば、あるＣＴ画像に表された体部の空気領域特徴量が６０％である場合に、スコアテーブルにおいて６０％が含まれる「４０〜８０％」の欄を参照すると、その体部の「頭部」らしさのスコアは−１．０であり、「胸部」らしさのスコアは０．８であり、「腹部」らしさのスコアは−０．２であり、「脚部」らしさのスコアは−１．０であることがわかる。
このようなスコアテーブルは、特徴量ごとに作成され、スコアテーブル記憶部２２ａに記憶されている。スコアテーブルは、統計に基づいて作成されても良いし、ユーザ（医師等）の経験等に基づいて意図的に作成されても良い。

部位確信度計算部２２は、そのようなスコアテーブルを参照することによって、各特徴量について各「部位」らしさのスコアを求め、それらのスコアを部位ごとに加算する。そのようにして得られた部位ごとのスコアの総和が、部位確信度となる。

再び図３を参照すると、ステップＳ４において、部位決定処理部２３は、ステップＳ３において得られた部位確信度の内で値が最も大きいものを、そのスライス画像に表された体部の部位として仮決定する。その際に、部位確信度の値が大きい部位が複数あり、それらの差が所定の範囲内（例えば、１０％以内）である場合には、両方の部位を採用しても良い。例えば、胸部と腹部の部位確信度が大きい場合には、そのスライスの部位を「胸部」又は「腹部」とする。或いは、境界領域又は混在領域を示す項目（例えば、「胸腹部」）がある場合には、それを採用しても良い。

ステップＳ５において、部位情報記憶部２４は、ステップＳ２において得られた特徴量や、ステップＳ３において得られた部位確信度や、ステップＳ４において仮決定された部位を、そのスライス画像の部位情報（部位に関する情報）として保存する。なお、特徴量については、必ずしも全てを記憶しておく必要はなく、所定の特徴量（例えば、後述するステップＳ８において用いられる特徴量）のみを保存するようにしても良い。
このようなステップＳ１〜Ｓ５の動作は、１シリーズに含まれる全てのスライス画像について行われる（ステップＳ６）。

全てのスライス画像についての部位情報が得られると、ステップＳ７において、部位修正処理部２５は、部位情報記憶部２４に保存されている部位情報を、スライス順に整列する。モダリティ１（図１）において生成された画像データは、画像サーバ２にスライス順に送信されるとは限らないからである。なお、スライスの順序は、画像付帯情報の内の画像位置情報（（００２０，００３２）：Image Position (Patient)）に基づいて判断される。或いは、ステップＳ７の替わりに、部位情報記憶部２４が、ステップＳ５において、画像位置情報に基づいて部位情報をスライス順に整列しながら保存するようにしても良い。

次に、ステップＳ８において、部位修正処理部２５は、各スライスについて仮決定された部位を、複数のスライス画像の部位情報を用いて修正する。修正方法としては、例えば、次の（１）〜（３）に示す方法が挙げられる。
（１）隣接スライスの部位情報を用いる方法
この方法は、隣接スライスの位置関係に基づいて、あるスライス画像について仮決定された部位を修正する方法である。
仮決定された部位が、例えば、第１〜第５スライスにおいて頸部（ｎｅｃｋ）、第６スライスにおいて頭部（ｈｅａｄ）、第７〜第１０スライスにおいて頸部（ｎｅｃｋ）、第１１〜第１５スライスにおいて胸部（ｃｈｅｓｔ）、第１６スライスにおいて脚部（ｌｅｇ）、第１７〜第２０スライスにおいて胸部（ｃｈｅｓｔ）、第２１〜第３０スライスにおいて腹部（ａｂｄｏｍｅｎ）となっている場合について検討する。この場合に、第６スライスの前後のスライスにおいて頸部となっているので、第６スライスが頭部であるというのは認識誤りであり、正しくは頸部である。また、第１６スライスの前後のスライスにおいては胸部となっているので、第１６スライスが脚部であるというのは認識誤りであり、正しくは胸部である。このように、あるスライス画像について仮決定された部位が前後のスライス画像の部位と異なっている場合には、前後のスライス画像を参照することにより、そのスライス画像の部位が修正される。

（２）特徴量を用いる方法
この方法は、体軸方向における特徴量の変化に基づいて、あるスライス画像について仮決定された部位を修正する方法である。
図５の（ａ）は、空気領域特徴量をスライス位置（体軸方向）順に示す図であり、図５の（ｂ）は、空気領域特徴量の微分値を示す図である。図５の（ｂ）に示すように、空気領域特徴量の変化を被検体の上部（頭部側）から下部（脚部側）に向けて観察すると、空気領域特徴量が突然増加し始める部分が存在する。この部分を胸部の開始位置とする。また、さらに脚部側に向けて観察すると、空気領域特徴量が減少から増加に転じる部分が存在する。この部分を胸部と腹部の境界とする。そして、胸部の開始位置から胸部と腹部との境界との間に、胸部以外の部位が仮決定されているスライス画像が存在する場合には、そのスライス画像の部位が胸部に修正される。

（３）マッチングカーブを利用する方法
この方法は、被検体（例えば、人体）における部位の通常の配置を参照することにより、各スライス画像について仮決定された部位を修正する方法である。
まず、図６に示すように、各スライス画像について仮決定された部位を、被検体の上部（頭部側）から下部（脚部側）に向けてスライス順に配置する。図６に示すとおり、この部位認識結果には、頭部（Ｈｅａｄ）と頸部（Ｎｅｃｋ）とが交互に現れている領域や、胸部（Ｃｈｅｓｔ）の間に頸部が現れている領域が見られることから、仮決定された部位には多くの認識誤りが含まれるものと考えられる。

次に、図７に示すように、図６に示す部位認識結果と予め作成された参照部位との間のマッチングカーブを探索する。ここで、人体の部位は、頭部→頸部→胸部→腹部の順に配置されているので、図７の縦軸に示すように、それらの部位がこのような順序で配置された参照部位を予め作成しておく。

マッチングカーブを探索する際には、部位認識結果と参照部位とが不一致である場合にコストがかかるようにし、コストが最小となるようなカーブを求める。探索手法としては、最適化問題を解くための様々な手法を適用することができる。以下に、その１つとして良く知られている動的計画法（dynamic programming）を用いたマッチングカーブの探索方法を説明する。

まず、図８に示すような重みマップを作成する。図８において、列はスライス番号に対応しており、行は部位に対応している。この重みマップにおいて、仮決定されている部位は、重みがゼロになるように設定されている（太枠の領域）。例えば、図６を参照すると、最初のスライスは頭部と仮決定されているので、重みマップにおけるスライス番号１の頭部（Ｈｅａｄ）のセルの値は「０．０」となっている。また、それ以外のセルについては、ゼロより大きい値が設定される。具体的には、各スライス画像について確信度が算出されている場合には、その確信度と仮決定された部位の確信度との差の値を設定しても良いし、それとは異なる所定の値の値を設定しても良い。

次に、図９に示すようなコストマップを作成する。図９において、各セル（ｎ，ｍ）のコストは次のように設定される。ここで、ｎはスライス番号を示しており、ｍは部位番号（１：Ｈｅａｄ、２：Ｎｅｃｋ、３：Ｃｈｅｓｔ、４：Ａｂｄｏｍｅｎ）を示している。
（１，１）：重みマップにおける（１，１）の値（図８参照）
（ｎ，１）：重みマップにおける（ｎ−１，１）の値＋所定の値
（１，ｍ）：重みマップにおける（１，ｍ−１）の値＋所定の値
（ｎ，ｍ）：次の（ｉ）〜（iii）の内の最小値
（ｉ）コストマップにおける（ｎ−１，ｍ−１）の値
＋重みマップにおける（ｎ，ｍ）の値
（ii）コストマップにおける（ｎ，ｍ−１）の値
＋重みマップにおける（ｎ，ｍ）の値＋所定の値
（iii）コストマップにおける（ｎ−１，ｍ）の値
＋重みマップにおける（ｎ，ｍ）の値＋所定の値

次に、コストマップを、右側から左側に向かって、周辺の最小値を順次辿って行く。それにより、スライス番号と部位との対応マップが作成される。
図７に示すように、そのようにして得られたマッチングカーブに基づいて、仮決定された部位を参照部位における対応部位に置き換えることにより、部位の修正が行われる。

再び、図３を参照すると、ステップＳ８において、部位修正処理部２５は、修正後の部位情報を画像付帯情報として格納部１３に出力して保存させる。部位認識部１２から出力された部位情報は、画像情報データベースによって管理するようにしても良いし、格納部１３に既に格納されている画像データに、タグとして書き込むようにしても良い。

以上説明したように、本実施形態においては、１シリーズに含まれる複数のスライス画像の各々について部位認識を行った後で、複数スライスに関する部位情報の相互関係を用いて、各スライスの部位情報を修正する。このように、２つの段階を経て部位認識を行う利点は、次の通りである。即ち、１シリーズの全ての画像データがサーバ２に入力されるのを待つことなく、入力されたスライス順に部位認識処理を開始できるので、比較的高速に部位認識結果を得ることができる。また、各スライスについて得られた部位認識結果を、複数のスライス画像の集合によって表される被検体の３次元情報に基づいて修正するので、大きな部位認識誤りを低減することができる。従って、効率良く、且つ、正確な部位認識を行うことが可能となる。

ここで、本実施形態において、部位認識部１２（図２）は、入力された全てのスライス画像について部位認識処理を行っている。しかしながら、部位認識処理を開始する前にＤＩＣＯＭタグを参照し、撮像部位を表す情報（（００１８，００１５）：Body Part）が存在しないスライス画像のみに対して部位認識処理を行うようにしても良い。撮像段階において部位が付される場合もあるからである。

或いは、部位認識部１２は、連続して入力されるスライス画像に対して、所定のスライス間隔で間引きしながら部位認識処理を行うようにしても良い。その場合には、全体として処理を高速化することが可能となる。さらに、部位認識部１２は、連続して入力されるスライス画像の内の所定の範囲についてのみ、部位認識処理を行うようにしても良い。例えば、診断対象が被検体の腹部である場合には、腹部の開始領域（又は、胸部及び腹部の混在領域）が認識できれば良い。その場合には、例えば、スライス画像の３次元座標を表す情報（ＤＩＣＯＭタグ（００２０，００３２）：Image Position(Patient)）から判断して明らかに脚部と考えられる範囲については、部位認識処理を省略しても良い。

また、本実施形態においては、ステップＳ３及びＳ４においてスライスに表された体部の部位を仮決定する際に、スコアテーブルを用いているが、その替わりに、ニューラルネットワーク等の機械学習法を利用して部位を認識しても良い。
ここで、ニューラルネットワークを利用して部位を仮決定する方法を説明する。
図１０に示すように、スライス画像に表された体部の特徴量（例えば、ステップＳ２において説明した特徴量（ａ）〜（ｃ））を、ニューラルネットに入力する。そして、そのスライス画像に表された部位に一致する部位に対して１を出力し、それ以外の部位に対してゼロを出力するように、ニューラルネットを学習させる。例えば、スライス画像に頭部が表されている場合には、「Ｈｅａｄ」の出力を１とし、「Ｎｅｃｋ」、「Ｃｈｅｓｔ」及び「Ａｂｄｏｍｅｎ」の出力をゼロとする。このように学習させたニューラルネットを利用することにより、入力された特徴量に対応する部位が取得される。

また、本実施形態においては、部位認識部１２が、１シリーズに含まれる複数のスライス画像の各々について部位認識を行った後で複数スライスに関する部位情報の相互関係を用いて各スライスの部位情報を修正することとしているが、テンプレート画像とスライス画像とを比較することで部位を認識する（上記した特許文献２参照）ようにしても良い。

次に、図１に示す表示処理部１４の動作について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は、図１に示す表示処理部１４の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、表示処理部１４は、初期表示スライス情報格納部１５から初期表示スライス情報を読み出し、初期表示スライス情報によって決定されるスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

ステップＳ１２において、表示処理部１４は、表示部位指示情報を読影用端末４から受信したか否かをチェックし、表示部位指示情報を読影用端末４から受信した場合には、処理をステップＳ１３に移し、表示部位指示情報を読影用端末４から受信していない場合には、処理をステップＳ１４に移す。

ステップＳ１３において、表示処理部１４は、表示部位指示情報に応じた部位のスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

一方、ステップＳ１４において、表示処理部１４は、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信したか否かをチェックし、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信した場合には、処理をステップＳ１５に移し、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信していない場合には、処理をステップＳ１２に戻す。

ステップＳ１５において、表示処理部１４は、表示スライス指示情報に応じたスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

次に、表示処理部１４の動作について、具体例を挙げて説明する。ここでは、格納部１３に格納されている１シリーズの画像データが、第１〜第２０の画像データを含むものとする。そして、部位認識部１２が、第１〜第１０の画像データが胸部のスライス画像を表す画像データであり、第１１〜第２０の画像データが腹部のスライス画像を表す画像データであると部位認識したものとする。そして、初期表示スライス情報格納部１５には、初期表示スライス情報としてスライス番号「１５」が格納されているものとする。

この場合に、表示処理部１４は、初期において、第１５の画像データ（腹部のスライス画像を表す）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる（ステップＳ１１参照）。
ここで、ユーザ（読影医）が、所定の第１のキー（例えば、カーソル上方向移動キー（「↑」キー）等）を押下すると（ステップＳ１２参照）、表示処理部１４が、現在表示されているスライス画像の部位である腹部の上部において隣接する部位である胸部の下端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第１０の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（胸部）を画像表示端末３に表示させる（ステップＳ１３参照）。

次に、ユーザが、所定の第２のキー（例えば、カーソル左方向移動キー（「←」キー）等）を押下すると（ステップＳ１４参照）、表示処理部１４が、現在表示されているスライス画像（第１０の画像データに基づく）の１つ上のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第９の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（胸部）を画像表示端末３に表示させる（ステップＳ１５参照）。

次に、ユーザが、所定の第３のキー（例えば、カーソル下方向移動キー（「↓」キー）等）を押下すると（ステップＳ１２参照）、表示処理部１４が、現在表示されているスライス画像の部位である胸部の下部において隣接する部位である腹部の上端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第１１の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（腹部）を画像表示端末３に表示させる（ステップＳ１３参照）。

次に、ユーザが、所定の第４のキー（例えば、カーソル右方向移動キー（「→」キー）等）を押下すると（ステップＳ１４参照）、表示処理部１４が、現在表示されているスライス画像（第１１の画像データに基づく）の１つ下のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第１２の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（腹部）を画像表示端末３に表示させる（ステップＳ１５参照）。

以上説明したように、本実施形態によれば、１シリーズに含まれる複数のスライス画像の各々について部位認識を行い、この部位認識結果に基づいて、ユーザ（読影医）が所望する部位のスライス画像を画像表示端末３に表示させることができる。これにより、ユーザ（読影医）の負担を軽減することが可能となる。

なお、部位認識部１２が、各部位の上端部及び／又は下端部を表す軸位断画像を識別するための識別情報を作成するようにしても良い。例えば、格納部１３に格納されている１シリーズの画像データが第１〜第２０の画像データを含んでおり、第１〜第１０の画像データが胸部のスライス画像を表す画像データであり、第１１〜第２０の画像データが腹部のスライス画像を表す画像データである場合に、部位認識部１２が、第１０の画像データが胸部の下端部を表す画像データであり、第１１の画像データが腹部の上端部を表す画像データであることを識別するための識別情報を作成するようにしても良い。この識別情報は、第１０及び第１１画像データに画像付帯情報又はタグとして付加されても良いし、画像データとは独立したデータとして格納部１３に格納されても良い。このように識別情報が作成されることとすれば、胸部の下端部及び腹部の上端部のスライス画像を表す第１０及び第１１の画像データの読み出しを高速に行うことが可能となる。

本実施形態において、部位認識部１２は、モダリティ１から直接画像サーバ２に入力された画像データについて部位認識処理を行っている。しかしながら、モダリティ１において生成された後で一旦記録媒体に格納された画像データを画像サーバ２に読み込むことにより、部位認識処理を行っても良い。また、表示処理部１４が画像表示端末３に画像を表示する際に、部位認識処理を行っても良い。

次に、本発明の第２の実施形態に係る医用画像表示処理装置について説明する。
図１２は、本実施形態に係る医用画像表示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。この医用画像撮影システムは、モダリティ１と、本発明の第２の実施形態に係る医用画像表示処理装置としての画像サーバ６０と、画像表示端末３と、読影用端末４とを含んでいる。これらの装置１、３、４、及び、６０は、ＤＩＣＯＭ規格に準拠している。

画像サーバ６０は、モダリティ１によって取得された画像データを保管及び管理するＰＡＣＳ用のサーバである。画像サーバ６０は、後述する読影用端末４の要求に従って、画像データを画像表示端末３に出力する。

図１２に示すように、画像サーバ６０は、先に説明した制御部１１、部位認識部１２、格納部１３、表示処理部１４、及び、初期表示スライス情報格納部１５に加えて、シェーマ（Schema）表示処理部１６を更に有している。シェーマ表示処理部１６は、例えば、ＣＰＵと制御プログラムによって構成されている。

シェーマ表示処理部１６は、人体を模式的に表すシェーマを画像表示端末３に表示させる。ユーザ（読影医）は、画像表示端末３に表示されたシェーマにおいて、所望の部位を選択することができる。

次に、図１２に示す表示処理部１４及びシェーマ表示処理部１６の動作について、図１３を参照しながら説明する。
図１３は、図１２に示す表示処理部１４及びシェーマ表示処理部１６の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２１において、シェーマ表示処理部１６は、シェーマを画像表示端末３に表示させる。
ステップＳ２２において、表示処理部１４は、初期表示スライス情報格納部１５から初期表示スライス情報を読み出し、初期表示スライス情報によって決定されるスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

ステップＳ２３において、表示処理部１４は、表示部位指示情報を読影用端末４から受信したか否かをチェックし、表示部位指示情報を読影用端末４から受信した場合には、処理をステップＳ２４に移し、表示部位指示情報を読影用端末４から受信していない場合には、処理をステップＳ２５に移す。

ステップＳ２４において、表示処理部１４は、表示部位指示情報に応じた部位のスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

一方、ステップＳ２５において、表示処理部１４は、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信したか否かをチェックし、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信した場合には、処理をステップＳ２６に移し、表示スライス指示情報を読影用端末４から受信していない場合には、処理をステップＳ２３に戻す。

ステップＳ２６において、表示処理部１４は、表示スライス指示情報に応じたスライス画像を表示するための画像データを格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像を画像表示端末３に表示させる。

次に、表示処理部１４及びシェーマ表示処理部１６の動作について、具体例を挙げて説明する。ここでは、格納部１３に格納されている１シリーズの画像データが、第１〜第４５の画像データを含むものとする。そして、部位認識部１２が、第１〜第５の画像データが頸部のスライス画像を表す画像データであり、第６〜第２５の画像データが胸部のスライス画像を表す画像データであり、第２６〜第３５の画像データが胸腹部のスライス画像を表す画像データであり、第３６〜第４５の画像データが腹部のスライス画像を表す画像データであると部位認識したものとする。そして、初期表示スライス情報格納部１５には、初期表示スライス情報として「１シリーズのスライス画像の内の最後のスライス画像」（ここでは、第４５の画像データに基づくスライス画像（腹部）に相当）が格納されているものとする。

図１４は、画像表示端末３の表示画面の例を示す図である。図１４に示すように、画像表示端末３の表示画面３ａの領域７１内には、シェーマ７２が表示されている（ステップＳ２１参照）。本実施形態においては、格納部１３に格納されている１シリーズの画像データが被検体の頸部〜腹部を撮像して得られたものであると部位認識されているので、シェーマ７２の頸部〜腹部が、強調表示（ここでは、ハッチング）されている。また、シェーマ７２の頭部と頸部との境界、頸部と胸部との境界、胸部と胸腹部との境界、胸腹部と腹部との境界、腹部と骨盤部との境界、及び、骨盤部と脚部との境界の図中右方向には、ボタン７３ａ〜７３ｆが、それぞれ表示されている。本実施形態においては、被検体の頸部と胸部との境界、胸部と胸腹部との境界、及び、胸腹部と腹部との境界が撮像されているので、これらの図中右方向に位置するボタン７３ｂ〜７３ｄが、強調表示（ここでは、黒塗り表示）されている。一方、本実施形態においては、被検体の頭部と頸部との境界、腹部と骨盤部との境界、及び、骨盤部と脚部との境界は撮像されていないので、ボタン７３ａ、７３ｅ、及び、７３ｆは、強調表示されていない。

また、画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内には、初期表示スライス情報格納部１５に初期表示スライス情報として「１シリーズのスライス画像の内の最後のスライス画像」（ここでは、第４５の画像データに基づくスライス画像（腹部）に相当）が格納されているので、第４５の画像データに基づくスライス画像（腹部）が表示されている（ステップＳ２２参照）。

ここで、ユーザ（読影医）が、ボタン７３ｃ（胸部と胸腹部との境界の図中右方向に位置）をクリックすると（ステップＳ２３参照）、表示処理部１４が、胸部の下端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第２５の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（胸部）を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内に表示させる（ステップＳ２４参照）。

図１５は、このときの画像表示端末３の表示画面３ａを示す図である。図１５に示すように、画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内には、第２５の画像データに基づくスライス画像（胸部）が表示されている。なお、ボタン７３ｃがクリックされた場合に、表示処理部１４が、胸腹部の上端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第２６の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（胸腹部）を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内に表示させても良い。

また、ユーザが、ボタン７３ｄ（胸腹部と腹部との境界の図中右方向に位置）をクリックすると（ステップＳ２３参照）、表示処理部１４が、胸腹部の下端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第３５の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（胸腹部）を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内に表示させる（ステップＳ２４参照）。

図１６は、このときの画像表示端末３の表示画面３ａを示す図である。図１６に示すように、画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内には、第３５の画像データに基づくスライス画像（腹部）が表示されている。なお、ボタン７３ｄがクリックされた場合に、表示処理部１４が、腹部の上端部のスライス画像を表示するための画像データ（ここでは、第３６の画像データ）を格納部１３から読み出し、読み出した画像データに基づくスライス画像（腹部）を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内に表示させても良い。

なお、所定のキー（例えば、カーソル移動キー等）が押下された場合における動作は、先に説明した第１の実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態によれば、シェーマ７２を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７１内に表示させ、シェーマ７２においてユーザが選択した部位を表すスライス画像を画像表示端末３の表示画面３ａの領域７４内に表示させることができる。これにより、ユーザ（読影医）の負担を軽減することが可能となる。

本発明は、医療用撮像モダリティによって取得された画像データに基づいて軸位断画像を表示するための医用画像表示処理装置、及び、そのような装置において用いられる医用画像表示処理プログラムにおいて利用することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る医用画像表示処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示す図である。 図１に示す部位認識部の機能を示すブロック図である。 図１に示す部位認識部の動作を示すフローチャートである。 空気領域特徴量を用いた部位確信度スコアテーブルを示す図である。 空気領域特徴量及びその微分値を示す図である。 仮決定された部位（部位認識結果）をスライス順に配置した図である。 部位認識結果と参照部位との間のマッチングカーブを示す図である。 動的計画法によるマッチングカーブの探索に用いられる重みマップである。 動的計画法によるマッチングカーブの探索に用いられるコストマップである。 ニューラルネットを利用した部位の仮決定方法を説明するための図である。 図１に示す表示処理部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表示処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示す図である。 図１２に示す表示処理部及びシェーマ表示処理部１６の動作を示すフローチャートである。 図１２に示す画像表示端末に表示される画像の例を示す図である。 図１２に示す画像表示端末に表示される画像の例を示す図である。 図１２に示す画像表示端末に表示される画像の例を示す図である。

符号の説明

１ モダリティ
１ａ コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置
１ｂ コンピュータ放射線撮影（ＣＲ）装置
１ｃ 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置
１ｄ ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置
１ｅ 超音波撮像（ＵＳ）装置
２、６０ 画像サーバ
３ 画像表示端末
３ａ、４ａ 画面
４ 読影用端末
４ｂ 入力デバイス
１１ 制御部
１２ 部位認識部
１３ 格納部
１４ 表示処理部
１５ 初期表示スライス情報格納部
１６ シェーマ表示処理部
２１ 特徴量計算部
２２ 部位確信度計算部
２２ａ スコアテーブル記憶部
２３ 部位決定処理部
２４ 部位情報記憶部
２５ 部位修正処理部
７１、７４ 領域
７２ シェーマ
７３ａ〜７３ｆ ボタン

Claims (12)

1. 被検体を撮像検査することによって得られた１シリーズの軸位断画像を表す画像データに基づいて軸位断画像を表示部に表示させる装置であって、
   １シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を認識する部位認識手段と、
   １シリーズの軸位断画像に含まれている１つの軸位断画像を前記表示部に表示させると共に、部位変更指示を受けた場合に、前記部位認識手段による認識結果に基づいて、前記表示部に表示されている軸位断画像の部位と異なる部位を表す軸位断画像を前記表示部に表示させる表示処理手段と、
   を具備する医用画像表示処理装置。
2. 前記部位認識手段が、隣接する２つの部位の境界部に位置する２つの軸位断画像を識別するための識別情報を作成し、
   前記表示処理手段が、部位変更指示を受けた場合に、前記識別情報を用いることにより、ユーザが所望する部位の境界部に位置する軸位断画像を前記表示部に表示させる、
   請求項１記載の医用画像表示処理装置。
3. 前記表示処理手段が、部位変更指示を受けていない場合に、１シリーズの軸位断画像の内の予め設定された初期表示情報に応じた軸位断画像を前記表示部に表示させる、請求項１又は２記載の医用画像表示処理装置。
4. 部位選択のために人体を表すシェーマを前記表示部に表示させるシェーマ表示処理手段を更に具備し、
   前記表示処理手段が、前記シェーマにおいて選択された部位を表す軸位断画像を前記表示部に表示させる、
   請求項１〜３のいずれか１項記載の医用画像表示処理装置。
5. 前記部位認識手段が、
   １シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を暫定的に決定する部位決定手段と、
   １シリーズの軸位断画像に関する情報に基づいて、前記部位決定手段により少なくとも１つの軸位断画像について暫定的に決定された部位を修正する部位修正手段と、
   を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の医用画像表示処理装置。
6. 前記部位認識手段が、頭部と、頸部と、胸部と、腹部と、骨盤部と、脚部と、それらの内の隣接する２つの境界領域又はそれらの内の複数の領域を含む混在領域との内の少なくとも２つを部位として認識する、請求項１〜５のいずれか１項記載の医用画像表示処理装置。
7. 被検体を撮像検査することによって得られた１シリーズの軸位断画像を表す画像データに基づいて軸位断画像を表示部に表示させるためのプログラムであって、
   １シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を認識する手順（ａ）と、
   １シリーズの軸位断画像に含まれている１つの軸位断画像を前記表示部に表示させる手順（ｂ）と、
   部位変更指示を受けた場合に、手順（ａ）における認識結果に基づいて、前記表示部に表示されている軸位断画像の部位と異なる部位を表す軸位断画像を前記表示部に表示させる手順（ｃ）と、
   をＣＰＵに実行させる医用画像表示処理プログラム。
8. 手順（ａ）が、隣接する２つの部位の境界部に位置する２つの軸位断画像を識別するための識別情報を作成することを含み、
   手順（ｃ）が、部位変更指示を受けた場合に、前記識別情報を用いることにより、ユーザが所望する部位の境界部に位置する軸位断画像を前記表示部に表示させることを含む、
   請求項７記載の医用画像表示処理プログラム。
9. 手順（ｂ）が、１シリーズの軸位断画像の内の予め設定された初期表示情報に応じた軸位断画像を前記表示部に表示させることを含む、請求項７又は８記載の医用画像表示処理プログラム。
10. 部位選択のために人体を表すシェーマを前記表示部に表示させる手順（ｂ'）をさらにＣＰＵに実行させ、
    手順（ｃ）が、前記シェーマにおいて選択された部位を表す軸位断画像を前記表示部に表示させる手順を含む、請求項７〜９のいずれか１項記載の医用画像表示処理プログラム。
11. 手順（ａ）が、
    １シリーズの軸位断画像の各々に表された体部の部位を暫定的に決定する手順（ａ１）と、
    １シリーズの軸位断画像に関する情報に基づいて、手順（ａ１）において少なくとも１つの軸位断画像について暫定的に決定された部位を修正する手順（ａ２）と、
    を含む、請求項７〜１０のいずれか１項記載の医用画像表示処理プログラム。
12. 手順（ａ）が、頭部と、頸部と、胸部と、腹部と、骨盤部と、脚部と、それらの内の隣接する２つの境界領域又はそれらの内の複数の領域を含む混在領域との内の少なくとも２つを部位として認識することを含む、請求項７〜１１のいずれか１項記載の医用画像表示処理プログラム。