JP2015217120A - 画像診断支援装置、その処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像診断支援装置は、3次元医用画像から得られる断層像を表示画面に表示し、表示画面におけるユーザの視線位置を検出する。画像診断支援装置は、検出された視線位置に基づいて、断層像における観察済みの領域を判定し、断層像における観察済みと判定された領域に基づいて、3次元医用画像における観察済みの領域を識別する。
【選択図】図1
Description
3次元医用画像から得られる断層像を表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面におけるユーザの視線位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された視線位置に基づいて、前記断層像における観察済みの領域を判定する判定手段と、
前記判定手段で判定された前記断層像における観察済みの領域に基づいて、前記3次元医用画像における観察済みの領域を識別する識別手段と、を備える
第1実施形態に係る画像診断支援装置は、診断対象の症例に係る医用情報(医用画像や電子カルテの情報など)やユーザからの入力情報(ユーザの視線情報やGUIの操作情報など)を取得し、当該症例に係る診断支援を行う。以下では、3次元医用画像の一例として胸部X線CT画像を扱う場合を想定し、主に、アキシャル断面(axial断面:水平断面)を用いて読影する場合について説明する。もちろん支援対象はこれに限定されるものではなく、以下に示す実施形態は、何れも画像診断支援装置の処理を説明するための一例に過ぎない。
上述の第1実施形態では、表示部36のどのピクセル(1ピクセル)を見ているかの情報を視線情報としていた。しかし、必ずしも視線情報を1ピクセルとしなくてもよい。例えば人間の視野を考慮し、視線が検出されたピクセルに対して一定の距離にある複数のピクセル(例えば8近傍や4近傍)を視線情報としてもよい。ピクセルの拡張については図11により詳述する。
上記第1実施形態では、ステップS205において、マーカ生成部47が観察済みと判定する条件として、(1)表示輝度が適正(たとえば1〜244の範囲)であること、(2)一度でも視線位置が検出された領域(ピクセル)であること、を用いた。しかしながら、判定するための条件はこれに限られるものではない。たとえば、(1)の条件として、1〜244以外の他の輝度値範囲(たとえば、50〜200など)を用いてもよい。また、(2)の条件に関して、例えば、累積で3秒以上観測された領域を観察済の領域と識別してもよい。たとえばサンプリングレートが0.1秒の場合は、30回以上視線位置が検出された領域(ピクセル)に相当する。あるいは、視線の滞留時間を考慮し、1秒以上連続で観測された領域を観察済の領域としてもよい。なお、ここで挙げた数値は説明の例として挙げた数値でありこの数値に限定されない。
第1実施形態では、ステップS205において、マーカ生成部47は未観察の領域を他の領域から識別可能にするために、対応するピクセルを赤色としたレイヤで重畳表示を行うようなマーカを生成していた。しかしながら、マーカの形態はこれに限られるものではなく、例えば、三角や四角などの図形を重畳表示してもよいし、色を反転させてもよい。なお、図形を重畳表示する場合は、たとえば、表示する図形の重心と未観察の領域の重心を一致させて表示すればよい。もちろん、これらの例に限定されず、他の領域と区別がつくような方法であれば、どのような表示方法を採用してもよい。
第1実施形態では、表示輝度が0または255の領域では適切な読影はできないものとして、そのような領域はたとえ視線情報が検出されても観察済と識別しないようにした。しかしながら、適切な読影が出来ないのは、表示輝度が0または255の場合だけではない。例えば、正常な肝臓は60〜70程度のCT値、脂肪肝は20〜40のCT値を取るが、表示条件によっては20〜70のCT値がほとんど同じ輝度となってしまう。この場合、肝臓の表示に関して十分なコントラスト差が付かないため、正常な肝臓と脂肪肝を識別するのは難しい。したがって、そのような状態で読影を行ったとしても、適切な読影が難しい。
上記第2実施形態では、ステップS205において既定のCT値範囲を用いて、表示条件との関係から観察済の領域の識別を行っていた。しかしながら、CT値範囲は動的に設定されてもよい。たとえば、表示条件から動的にCT値の範囲を決定してもよいし、ユーザがCT値の範囲を設定できるようにしてもよい。
第1実施形態、第2実施形態では、表示条件と輝度値を基に表示状態が読影に適しているかどうかを判定し、読影に適していないと判定された場合には視線が検出されても観察済と識別しないようにしている。他方、例えば金属のように医師がさほど注意を向ける必要がない領域においても、CT値が高く輝度が255になることが多い。そのため、そのような領域は観察済とは識別されないことになる。第3実施形態に関わる画像診断支援装置10では、医師が注意を向ける必要のないそのような領域に関しては表示条件に関わらず観察済の領域として識別するようにする。これによれば、たとえば、医師が注意を向ける必要のないような領域が視線情報や表示状態とは無関係に観察済みに分類されるので、医師が無駄な領域へ注意を向けることを不要とすることができる。
第3実施形態では、ステップS205において既定のCT値範囲をもとに、視線情報が検出されたかどうかに関わらず、既定のCT値範囲(−1000〜+4000)外の全てのボクセルを観察済の領域と識別していた。しかしながら、視線情報が検出された領域について上記の方法を適用するようにしてもよい。すなわち、マーカ生成部47は、視線情報が検出されたにも関わらず観察済の領域と識別されなかった領域のボクセルであっても、上記既定のCT値範囲外のCT値を有するボクセルは、観察済の領域と識別する。この方法によれば、既定のCT値範囲外のCT値を有する場合であっても、視線が検出されていない領域は未観察と識別されるため、より質の高い読影漏れ防止技術を提供することができる。
また、第3実施形態では、ステップS205において、臨床的にはあまり意味のないCT値を基にCT値範囲を既定していた。しかし、CT値範囲はそのような値に限定されるものではない。例えば、表示条件を基に、表示条件範囲外のCT値を全て観察済の領域と識別するようにしてもよい。また、ユーザが任意のCT値範囲を設定できるようにしてもよい。
第3実施形態では、ステップS205において、CT値範囲をもとに医師が注意を向ける必要のない領域を判定し、注意を向ける必要が無いと判定された全ての領域を観察済の領域と識別していたが、CT値範囲を利用する方法に限定されるものではない。例えば、制御部38が医用画像を解析して被検者の体表を検出し、体表外の領域を医師が注意を向ける必要のない領域と判断し、その体表外の領域を全て観察済の領域と識別するようにしてもよい。
第1乃至第3実施形態では、単一の断層方向の断層像を読影する例を示した。しかしながら、3次元医用画像の読影においては、異なる断層方向に沿って生成された複数の断層像を用いて読影することも頻繁に行われる。特許文献1に記載されているような一般的な画像診断支援装置では、ある断層方向の断層像上で検出された視線情報を、他の断層方向の断層像上の位置と関連付ける思想が無い。その結果、ある断層方向の断層像において観察済の領域と識別された領域であっても、他の断層方向の断層像においては未観察の領域と識別されてしまう。加えて、特定の領域は複数の断層方向から観察すべきという読影医のニーズがあるが、特許文献1では複数の断層方向において同じ領域を観察したかどうかを考慮していないため、適切に観察したか識別できない。
・体の上下(頭尾)に平行な体軸方向に直交する横断面の断層像(以下、アキシャル断層像(axial))、
・体の前後(腹背)に平行な冠状方向に直交する冠状面の断層像(以下、コロナル断層像(coronal))、
・体の左右に平行な矢状方向に直交する矢状面の断層像(以下、サジタル断層像(sagittal))、を用いる。もちろん支援対象はこれに限定されるものではなく、以下に示す実施形態は、何れも画像診断支援装置10の処理を説明するための一例に過ぎない。
第4実施形態では、ステップS602において、観察領域情報Otにおける位置情報Otpは、視線情報Etにより示されるピクセルが対応する3次元医用画像のボクセルを示していた。すなわち、視線情報に対応する1つのボクセルをOtpとしたが、必ずしもピクセルと1対1に対応するボクセルのみである必要は無い。例えば人間の視野を考慮し、視線情報Etが検出された断層像において、Etの示すピクセルから所定の距離以内にあるピクセルに対応する複数のボクセルをOtpとしてもよい。
第4実施形態では、ステップS604において、識別条件を「観察領域情報Otにおいて、Otdに関わらず、1回以上出現したOtpを観察済みのボクセルと識別する」とした。しかし、識別条件はこれに限られるものではない。例えば、読影時の医師の注目時間を考慮し、断層像において視線位置が検出された累積時間または累積回数が第1の閾値を超えた領域を、3次元医用画像における観察済みの領域と識別するようにしてもよい。この場合、たとえば、断層像で観測された累積時間が第1の閾値以上である領域を、3次元医用画像における観察済の領域と識別してもよい。たとえば、第1の閾値を3秒とした場合、サンプリングレートが0.1秒であれば、観察領域情報において30回以上出現したOtpの領域が観察済みと判定されることになる。
第4実施形態では、全ての断層方向のうちのいずれかの断層像において観察済みと識別された領域は、3次元医用画像全体で観察済みの領域として識別した。第5実施形態では、全ての断層方向のうちの複数の断層方向の断層像で同一の領域が観察済みとなった場合に、その領域を3次元医用画像全体で観察済みの領域と識別する。第5実施形態によれば、例えば、アキシャル断層像とコロナル断層像で同一の領域が観察された場合に、3次元医用画像における観察済みの領域として識別する。他方、アキシャル断層像のみやコロナル断層像のみで観察された領域は、3次元医用画像における観察済みの領域として識別されない。なお、第5実施形態に係る画像診断支援装置10の構成は第4実施形態と同様である。また、第4実施形態と同様に、制御部38の各機能部はソフトウェアにより実現されているものとする。以下、第5実施形態の処理について図6のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態では、ステップS605において、識別条件を「個々の断層像で観察済と判定された領域であって、複数の断層像にわたって観測済みとなっている領域を3次元医用画像における観察済の領域と識別する」としていたがこれに限られるものではない。たとえば、複数の断層像による観測結果を用いるのではなく、同じ断層像において複数回観察済みとなった領域を、3次元医用画像における観察済みの領域として識別するようにしてもよい。その場合、識別条件は、「個々の断層像で観察済みと判定された領域であって、個々の断層像で複数回観察された領域を、3次元医用画像における観察済の領域と識別する」となる。たとえば、アキシャル断層像において連続1秒以上の視線位置の検出が2度以上行われた領域が、3次元医用画像における観察済の領域として識別される。
第4実施形態、第5実施形態では、既定の識別条件と生成条件に基づいてマーカを生成して画像に重畳表示していた。第6実施形態に関わる画像診断支援装置では、ユーザが指定した識別条件や生成条件に基づいて、複数種類の識別結果を生成し、これら識別結果を複数のマーカを用いて同時に重畳表示する。なお、本施形態に係る画像診断支援装置10の構成は第4実施形態と同様である。また、第4実施形態と同様に、各部はソフトウェアにより実現されているものとする。以下、図6のフローチャートを参照して、第6実施形態による画像診断支援装置10の処理を説明する。
本実施形態では、指示領域1700において、チェックボックスを用いて複数の条件を指定できるようにしていたが、その他の方法であってもよい。例えば、自然言語で条件を入力し、不図示の解析装置を用いて自然言語処理を行い、条件を抽出してもよい。また、ラジオボタンを用いて、条件を一つだけ指定できるようにしてもよい。あるいはコンボボックスを用意して、コンボボックスから任意個の条件を選択できるようにしてもよい。あるいは、各断層像の名称(アキシャル、コロナル、サジタルなど)と一般的な論理演算式(AND、OR、NAND、NOR、NOTなど)を用いて条件を指定できるようにしてもよい。もちろん、ここで挙げた例に限定されない。
本実施形態では、ステップS605において、全ての識別条件と生成条件に対して異なる色のレイヤがあらかじめ割り当てられていた。しかし、その他の方法であってもよい。例えば、条件に対するマーカの色や形状をユーザが任意に設定できてもよい。その場合は、ユーザが条件ごとにマーカを生成する機能を別途設けてもよい。
ユーザがいずれかの識別条件において「未観察」の領域に対しマーカを生成する生成条件を選択し、その生成条件でマーカが生成された場合には警告を促すようにしてもよい。すなわち、設定された識別条件において未観察と識別された領域が存在する場合に警告が発生されるようにしてもよい。警告表示はメッセージボックスのようなGUIで出してもよいし、ビープ音を発するようにしてもよい。警告を促すタイミングは、マーカが生成されるタイミングでもよいし、読影を終了するタイミングでもよい。あるいは「未観察」の領域が無くなるまで読影を終了できないような仕組みを設けてもよい。なお、既定の識別条件に対して前述の方法を適用してもよい。
第4実施形態乃至第6実施形態では、3次元医用画像の互いに直行する複数の断層方向の断層像を表示して読影する場合を例にして説明してきた。しかし、本発明はこのような形態に限られるものではなく、同一の3次元医用画像から構築された複数の画像であれば、断層方向以外の違いであっても適用可能である。第7実施形態では、表示条件の異なる2つのアキシャル断層像を用いて読影を行う例を示す。第7実施形態で示す表示条件は、断層像の種類(断層方向)を示すものではなく、ウインドウレベル(WL)とウインドウ幅(WW)を指すものとなる。もちろん表示条件はこれに限定されるものではない。
第7実施形態では、表示情報として、画面上の各ピクセル(Pix)がどの表示条件で表示されているかという情報(表示内容Disp)を格納していたが、他のものを格納してもよい。例えば、画像表示領域801や画像表示領域1900のように、表示領域を分割して使用する場合、その分割された領域ごとにIDを割り当てて、表示内容DispにはIDを保存するようにしてもよい。具体的には、肺野条件のアキシャル断層像を表示する領域には1を、縦隔条件のアキシャル断層像を表示する領域には2を割り当てて保存する。この方法によれば、画像表示中に表示条件を変えた場合であっても、分割領域の情報をもとに、観測済の領域であるか識別を行うことができる。そのため、より柔軟な方法で、効率よく読影漏れ防止を図ることができる。
第7実施形態では、同一の3次元医用画像から構築された複数の画像を表示して読影する形態に適応する例について説明した。しかし、同一の投影データに対して別の再構成関数を用いて再構成された別の3次元医用画像にたいしても適応可能である。一般にX線CT装置において作成されるCT画像は、被写体を撮像することで得られる投影データと所定の再構成関数とをコンボリューションすることで得られる。再構成関数の設計には任意性があり、臨床目的によって適当な再構成関数が利用される。また、同一の投影データに対して複数の再構成関数を用いて、複数のCT画像を作成することがある。例えば、胸部CT画像の場合には、一般に肺野条件再構成画像と縦隔条件再構成画像が作成されることがある。肺野条件再構成画像とは、肺野内を観察するために適した再構成関数を利用して作成された医用画像であり、縦隔条件再構成画像とは縦隔を観察するために適した再構成関数を利用して作成された医用画像である。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (19)
- 3次元医用画像から得られる断層像を表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面におけるユーザの視線位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された視線位置に基づいて、前記断層像における観察済みの領域を判定する判定手段と、
前記判定手段で判定された前記断層像における観察済みの領域に基づいて、前記3次元医用画像における観察済みの領域を識別する識別手段と、を備えることを特徴とする画像診断支援装置。 - 前記判定手段は、前記断層像において前記視線位置が検出されたピクセルと、該断層像における該ピクセルから所定の距離以内のピクセルと、を前記断層像における観察済みの領域と判定することを特徴とする請求項1に記載の画像診断支援装置。
- 前記判定手段は、前記断層像において視線位置が検出された累積時間が閾値を超える領域を観察済みの領域として判定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像診断支援装置。
- 前記判定手段は、前記断層像において視線位置が検出された回数が閾値を超える領域を観察済みの領域として判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記判定手段は、前記断層像において連続して視線位置が検出された時間が閾値を超える領域を観察済みの領域として判定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記判定手段は、前記3次元医用画像から得られる複数の断層像のそれぞれで、異なる閾値を用いることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記判定手段は、前記断層像から抽出された領域または前記断層像を分割して得られた領域に応じて異なる閾値を用いることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記識別手段は、前記3次元医用画像から取得される複数の断層像の少なくとも1つの断層像において観察済みと判定された領域を、前記3次元医用画像における観察済みの領域として識別することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記識別手段は、前記3次元医用画像から取得される複数の断層像のうちの2つ以上の断層像において観察済みと判定された領域を、前記3次元医用画像における観察済みの領域として識別することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記識別手段は、前記3次元医用画像から取得される複数の断層像の少なくとも1つの断層像において、複数回観察済みと判定された領域を、前記3次元医用画像における観察済みの領域として識別することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記識別手段により観察済みと識別された領域またはそれ以外の領域をユーザが識別可能に表示する識別表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記3次元医用画像から得られる複数の断層像のうち、前記判定手段および前記識別手段が用いる1つ以上の断層像または断層像の組合せを指示する指示手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記指示手段は、指示された前記断層像または断層像の組合せのそれぞれについて、観察済みと識別された領域と未観察と識別された領域のいずれにマーカを表示するかをさらに指示することを特徴とする請求項12に記載の画像診断支援装置。
- 前記指示手段による指示に応じて前記識別手段により観察済みと識別された領域またはそれ以外の領域を識別可能に表示する識別表示手段をさらに備え、
前記識別表示手段は、指示された断層像または断層像の組合せごとに、および、観察済みの領域か未観察の領域かに応じて異なる態様で表示することを特徴とする請求項13に記載の画像診断支援装置。 - 前記3次元医用画像から得られる複数の断層像は、前記3次元医用画像から得られる異なる断層方向の断層像で構成されることを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 前記複数の断層像は、アキシャル断層像、サジタル断層像、コロナル断層像を含むことを特徴とする請求項15に記載の画像診断支援装置。
- 前記3次元医用画像から得られる複数の断層像は、前記3次元医用画像を撮影した装置が用いる画素値の全範囲のうちの前記表示画面への表示に用いられる範囲を示す表示条件が異なる断層像で構成されることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像診断支援装置。
- 画像診断支援装置の制御方法であって、
3次元医用画像から得られる断層像を表示画面に表示する表示工程と、
前記表示画面におけるユーザの視線位置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された視線位置に基づいて、前記断層像における観察済みの領域を判定する判定工程と、
前記判定工程で判定された前記断層像における観察済みの領域に基づいて、前記3次元医用画像における観察済みの領域を識別する識別工程と、を有することを特徴とする画像診断支援装置の制御方法。 - 請求項18に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (3)
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