JP4265876B2 - 画像を幾何学的に計測するための計測処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を幾何学的に計測するための計測処理装置に関し、より詳細には、医用画像などに対して設定された計測点の位置情報と計測目的とに応じて、計測点間の距離や計測点を結ぶ２直線のなす角度などの幾何学情報を自動計測する計測処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、極めて広い放射線露出域にわたる放射線画像を得るものとしてＣＲ（Computed Radiography）システムが実用化され、医療現場において診断に利用されている。このＣＲシステムは、Ｘ線などの放射線を照射すると、この放射線エネルギの一部が蓄積され、その後、可視光や赤外光などの励起光を照射すると蓄積された放射線エネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体などの被写体の放射線画像情報が記録された蓄積性蛍光体シートを励起光で走査して輝尽発光光を発生させ、発生した輝尽発光光をフォトマルなどにより光電的に読み取ってデジタルの画像信号を得、この画像信号に基づきフィルム（写真感光材料）などの記録媒体やＣＲＴなどの表示装置に被写体の放射線画像を可視像として出力させるシステムである（例えば、本願出願人による特開昭55-12429号，同56-11395号，同55-163472 号，同56-104645 号，同55- 116340号など参照）。
【０００３】
ところで医療分野の中でも例えば整形外科などにおいては、放射線画像が出力されたフィルムを単に観察読影するに止まらず、例えば“これでわかる整形外科Ｘ線計測；廣島和夫・米延策雄著；金原出版”に記載のように、脊柱の側湾度（Cobb法、Ferguson法）、後湾指数（Kyphotic index）、尺側偏位（ulnar deviation） 、あるいは橈側回旋（radial rotaion）などの幾何学情報を計測する目的のためにも用いられており、放射線画像が出力されたフィルム上において実際に計測点を赤鉛筆などでマーキングし、定規や分度器などの計測器具を用いて、マーキングされた計測点間の距離や計測点を結ぶ２本の直線（交線）のなす角度などを手動で計測し、計測された距離などに基づいて上記側湾度などを計算により求めたり、計測点間の距離の比を求めたり、あるいは任意の多角形領域の面積を求めたりするなど、放射線画像の幾何学的な計測（解析）を行なっている。
【０００４】
また、例えば、心臓肥大の診断を行う場合は、胸部放射線画像を用いて、胸郭と心臓との各幅を計測し、これらの比（心胸郭比＝心臓幅／胸郭幅）を算出することにより心臓肥大であるか否かを判断するが、この場合にも、医師や放射線技師等は、胸部放射線画像に定規等を当てて、胸郭（左右両肺野を一括した領域）の幅と心臓の幅をそれぞれ計測し、この計測値に基づいて心胸郭比を算出していた。
【０００５】
一方、ＣＲシステムによって得られた放射線画像は、上述したようにデジタルの画像信号により表されるものであるため、ＣＲＴモニタなどの画像表示装置の表示面上に放射線画像を表示させて、この表示面上で計測点を設定し、予め計測目的（上記側湾度や心胸郭比など）や計測方法（例えば側湾度や心胸郭比などの計算方法）を記憶させておくことにより、側湾度や心胸郭比などを自動的に算出させることが可能になるなど放射線画像の幾何学的な計測を自動化することができ、医師や放射線技師などの計測者の計測に要する負担を大幅に軽減させることができると考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、幾何学情報の自動計測が可能になるとはいっても、表示面上で計測点を設定する作業は相変わらずオペレータに頼らざるを得ないのが実状である。つまり、計測方法や計測点の設定順序などを記載したマニュアルを見ながら計測点をマニュアル設定しなければならず、計測効率や診断効率は必ずしもよくないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、計測目的に応じた設定すべき計測点をマニュアル設定しなくても、画像の幾何学情報の計測を行なうことができる計測処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、例えば同一被写体について時系列的に撮影を行なって得た複数の放射線画像それぞれについて計測を行ない、複数の計測結果を比較して治療経過を判断する場合には、各放射線画像中の骨の形状や曲がり具合の差は小さく、今回計測対象としている画像上に設定すべき計測点の位置は過去に計測した画像においてもほぼ同じような位置に現れるから、この微小差を自動判別することにより計測点に関してもオペレータに頼ることなく自動的に設定できるということに気が付いた。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の画像を幾何学的に計測するための計測処理装置は、計測対象画像を担持する画像データと、該計測対象画像と対応する計測基準画像について設定された計測点の位置情報とに基づいて、前記計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定する計測点設定手段と、この計測対象画像について設定された計測点の位置情報に基づいて該計測対象画像を幾何学的に計測する幾何学情報計測手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の計測処理装置において取り扱う計測基準画像は、計測対象画像上に計測点を自動設定する際の指標となり得る画像（参照画像）であればよく、例えば計測対象画像が表す部位の代表的な画像（勿論同一被写体のものに限らない）などを使用することができる。また、患者の病状を経過観察するという観点においては、該計測基準画像は、計測対象画像の計測以前に行なった計測で対象とした計測過去画像であるのが好ましい。すなわち、本発明の計測処理装置においては、計測基準画像として計測過去画像を使用するのがよい。
【００１１】
なお、患者の病状を経過観察するという観点においては、計測対象画像および計測基準画像はともに同一被写体についての略同一部位の放射線画像であるのが望ましく、例えば同一被写体について時系列的に撮影を行なって得た撮影時点が異なる放射線画像がその代表的なものである。
【００１２】
計測対象画像と計測過去画像とは、前述のように、計測における時系列における前後によって各画像を区別して称しているもので、画像取得の時系列順序と計測の時系列順序とが逆になるものであってもよい。また計測過去画像は１つに限らず複数であってもよいが、あまりにも多くの画像を用いるのは好ましくなく、むしろ１つの方が好ましい。また同一画像について複数回計測する際の最後の計測時の画像が計測対象画像であり、それ以外の計測時の画像が計測過去画像であることも含む。この場合、位置合わせ表示を行なうと、複数の画像が完全に重なって表示されることになる。
【００１３】
なお通常の比較観察においては、時系列的に先に取得した放射線画像を先に計測しておき、この計測結果と、後に取得した放射線画像を計測して得た計測結果とを比較する。つまり、計測対象画像よりも時系列的に先に取得された画像を計測過去画像として取り扱うのが一般的である。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、後に取得した放射線画像を先に計測しておき、この計測結果と、先に取得した放射線画像を計測して得た計測結果とを比較するものであってもよい。
【００１４】
また、計測過去画像などの計測基準画像は、この計測過去画像などを対象として計測を行なった際に設定した計測点（以下対応計測点ともいう）をも示すものであることが望ましい。
【００１５】
計測点は計測対象画像や計測過去画像などの計測基準画像を幾何学的に計測するための中心点や線分などを設定するために画像上に指定するポイントなどを総称したものであり、「計測点を設定する」とは、画像上に「点」を指定することのみを意味するものではない。例えば、直線を表示面上に表示させ、この直線をマウスなどで移動させたり回転させたりして測定すべき角度を決めたり、あるいはマウスを移動させるなどして矩形ＲＯＩの幅や円の半径を決めるなどすることも「計測点を設定する」に含むものとする。
【００１６】
本発明の計測処理装置においては、計測点設定手段を、計測対象画像中の、計測基準画像について設定された計測点の位置情報に対応する位置に予め注目領域を設定し、この設定した注目領域内において、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものとすることが望ましい。
【００１７】
計測対象画像中の、計測基準画像について設定された計測点の位置情報に対応する位置に予め注目領域を設定するとは、計測対象画像中に、計測基準画像について設定された計測点と対応する位置（同一座標位置）を含む所定の大きさの注目領域を設定することを意味する。所定の大きさは、計測点を自動的する処理アルゴリズムに応じた適当な大きさとすればよい。
【００１８】
なお、注目領域を設定するに際しては、例えばオペレータがマウス操作などによって、計測基準画像について設定された計測点と対応する位置（同一座標位置）を含むように所定サイズのＲＯＩ枠を設定するなどの方法を用いてもよい。勿論、データ処理によってこの注目領域を自動設定するようにしてもよい。
【００１９】
本発明の計測処理装置においては、計測点設定手段を、計測対象画像と計測基準画像とを予め位置合わせした後に、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものとすることが望ましい。位置合わせを行なうに際しては、例えばアフィン変換を用いて平行移動と回転を行なうなどの公知の手法を用いることができる。
【００２０】
本発明の計測処理装置においては、計測過去画像などの計測基準画像についての対応計測点の位置情報と該計測基準画像を担持する画像データとを対応付けて所定の記憶媒体に保管する保管手段を備えたものとするとともに、計測点設定手段を、この保管手段から読み出した計測基準画像についての対応計測点の位置情報および画像データ並びに計測対象画像を担持する画像データとに基づいて、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものとすることが望ましい。
【００２１】
なお、計測基準画像についての対応計測点の位置情報に加えて該対応計測点の設定順序に関する情報も該対応計測点に対応付けて保管しておき、計測点設定手段による計測対象画像についての計測点の自動設定の際に、この保管しておいた設定順序に関する情報と同じ順序で計測点を設定するようにするとよい。
【００２２】
また、本発明の計測処理装置においては、計測点設定手段を、パターンマッチング処理を用いて計測基準画像について設定された計測点の近傍の画像部分と対応する計測対象画像中における対応画像部分を求め、この対応画像部分における計測基準画像について設定された計測点と対応する位置に計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものとすることが望ましい。
【００２３】
つまり、計測過去画像などの計測基準画像において設定した対応計測点近傍の画像と計測対象画像との間でパターンマッチングを行なうことにより、計測対象画像中の前記対応計測点に対応する計測点の位置を見つけ出すということである。この際には、各対応計測点ごとに該対応計測点近傍の画像を切り出してからパターンマッチングを行なうと、処理対象画像範囲が狭くなる分だけ処理速度が高速になる。
【００２４】
また、計測点設定手段を、計測基準画像について設定された計測点の位置と対応する計測対象画像中の対応位置の近傍においてエッジを探索し、該探索の結果に基づいて、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものとすることもできる。
【００２５】
探索の結果に基づいて計測点を自動的に設定するとは、探索の結果検出されたエッジに基づいて、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものを意味する。ここで、計測基準画像および計測対象画像を胸部画像とし、計測点を心胸郭比を計測するための点とした場合には、計測点設定手段は、例えば、胸郭エッジの最大径を表わす２点および心臓エッジの最大径を表わす２点を計測点として求めるものなどを意味する。
【００２６】
また、前述したように計測点とは画像上に設定される「点」のみを意味するものではなく、線分などを設定するためのポイントを総称するものであるから、上記の「探索の結果に基づいて計測点を自動的に設定する」とは、例えば計測基準画像において設定された曲線状テンプレートを構成する点の集まりを計測点としたときにこの計測点に含まれる一部の点に対応するエッジを計測対象画像中に見つけることができなかった場合には、エッジを見つけることができた他の点に対応するエッジの位置に基づいて、見つけることができなかったエッジの位置を推定して、計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものを意味するものとすることもできる。
【００２７】
なお、本発明の計測処理装置において、計測対象画像および計測基準画像を胸部画像とし、計測点を心胸郭比を計測するためのものとすることもできる。
【００２８】
なお、本発明の計測処理装置においては、計測点設定手段により自動設定された計測点の位置を確認するための表示手段を設けるとともに、自動設定された位置が適当でない場合など必要に応じてこの自動設定された計測点の位置を修正するための計測点修正手段を設けるようにしてもよい。
【００２９】
この計測点修正手段としては、マウスなどのポインティングデバイスを用いるのがよい。
【００３０】
本発明の計測処理装置における幾何学情報計測手段としては、計測目的に応じて計測点間の距離や交線のなす角度などの幾何学情報を自動計測するアルゴリズム（計測プログラム）を記憶しておき、側湾度や心胸郭比などを自動的に算出する構成のものであるのがよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の計測処理装置によれば、計測過去画像などの計測基準画像について設定された対応計測点の位置情報と計測対象画像を担持する画像データとに基づいて計測対象画像についての計測点を自動的に設定する計測点設定手段を設けるようにしたので、オペレータに頼ることなく、計測基準画像上に設定した対応計測点に対応するように計測対象画像上に計測点を自動設定することができ、画像の幾何学情報の自動計測を効率よく行なうことができるようになる。
【００３２】
また、計測点設定手段を、計測対象画像中の対応計測点の位置情報に対応する位置に予め注目領域を設定し、この設定した注目領域内において計測点を自動的に設定するものとすれば、設定すべき計測点の位置が見つけ易すくなる。
【００３３】
また、計測点設定手段を、計測対象画像と計測基準画像とを予め位置合わせした後に計測点を自動的に設定するものとすれば、設定すべき計測点の位置が一層見つけ易すくなる。
【００３４】
また、計測基準画像についての対応計測点の位置情報と該計測基準画像を担持する画像データとを対応付けて所定の記憶媒体に保管する保管手段を設けるようにすれば、例えば経過観察など複数の画像を比較観察する際、計測対象画像よりも時系列的に先に取得された画像を計測した後、この画像を計測過去画像として計測点を示す位置情報とともに保存しておき、後に比較対象となる画像を撮影して計測を行なう際に計測過去画像を読み出すことができるから便利である。
【００３５】
また、計測点の自動設定に際して、パターンマッチング処理を用いて、計測過去画像などの計測基準画像について設定された対応計測点に対応する計測対象画像上の計測点を見つけ出すようにすれば、比較的簡単且つ精度よく計測点を設定することができる。
【００３６】
また、計測基準画像について設定された計測点の位置と対応する計測対象画像中の対応位置の近傍においてエッジを探索した結果に基づいて、計測対象画像上の計測点を自動的に設定するようにすれば、特に心胸郭比を計測するための計測点を設定する際に、設定すべき位置が見つけ易く心胸郭比計測処理の高速化が期待できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３８】
図１は本発明の計測処理装置の一実施形態である放射線画像計測装置を含む画像計測システムを示すブロック図、図２は本実施形態の放射線画像計測装置の詳細を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示すように、この画像計測システムは、入力された放射線画像を計測対象画像としこの計測対象画像を幾何学的に計測するための放射線画像計測装置１と、この放射線画像計測装置１から入力された計測情報と計測済みの放射線画像（以下計測過去画像ともいう）とを関連付けて所定の記憶媒体３に保管する放射線画像保管装置２とからなる。
【００４０】
本実施形態で取り扱う画像は、経過観察を行なう目的のため、同一被写体について時系列的に撮影を行なって得た撮影時点が異なる２つの画像とする。また時系列的に先に取得した放射線画像を先に計測しておき、この計測結果と、後に取得した放射線画像を計測して得た計測結果とを比較する、つまり計測対象画像よりも時系列的に先に取得された画像を計測過去画像として取り扱うこととする。
【００４１】
放射線画像保管装置２は、本願出願人が特願平 11-321463号に提案しているものであって、計測対象である計測点を含む計測済みの放射線画像を表す放射線画像情報（放射線画像データ）Ｐ１並びに放射線画像計測装置１において設定（指定）された計測点の位置情報や設定順序情報および設定された計測点に基づいて計測された計測結果からなる計測情報Ｊが入力され、これら入力された計測情報Ｊと放射線画像情報Ｐ１とを関連付けた放射線画像情報Ｐ’を生成し、この放射線画像情報Ｐ’を所定の記憶媒体３に保管する計測情報保管手段２０を備えた構成である。
【００４２】
放射線画像情報Ｐ’は、例えば計測情報Ｊを放射線画像情報Ｐ１の付帯情報とするものでもよいし、放射線画像情報Ｐ１により表された画像に計測位置と対応付けて計測情報Ｊを埋め込んだものでもよい。
【００４３】
なお、計測過去画像は、計測基準画像の一例として用いられるものであり、前回計測対象としたこの計測過去画像のどの部位を計測したかを今回の計測時に正確かつ容易に認識することができるように、この計測過去画像を対象として計測を行なった際に設定した計測点（対応計測点）および設定順序をも示すものとする。例えば、予め前記対応計測点を示す可視情報を計測済みの放射線画像に埋め込んで、この対応計測点を示す可視情報が埋め込まれた放射線画像を表すものを放射線画像情報Ｐ１として使用して放射線画像情報Ｐ’を生成し、この放射線画像情報Ｐ’を所定の記憶媒体３に保管するとよい。
【００４４】
計測情報保管手段２０としては、計測情報Ｊと放射線画像情報Ｐ１とを関連づけた放射線画像情報Ｐ’を１つの記憶媒体３に保管するものの他、計測情報Ｊを放射線画像情報Ｐ１と関連付けた上で、放射線画像情報Ｐ１を第１の記憶媒体に保管する一方、計測情報Ｊを第１の記憶媒体とは異なる第２の記憶媒体に保管するものとすることもできる。
【００４５】
本実施形態の放射線画像計測装置１は、図１に示すように、入力された計測対象画像に対して計測目的に応じた計測点を自動設定する計測点設定手段１４５と、この計測対象画像について設定された計測点の位置情報に基づいて該計測対象画像を幾何学的に自動計測する幾何学情報計測手段（以下計測手段という）１５０とを備えた構成である。
【００４６】
計測点設定手段１４５は、入力された同一被写体についての略同一部位を表す複数の画像のうちの計測対象画像の計測以前に行なった計測で対象とした計測過去画像を幾何学的に計測するために設定された計測点の位置情報と前記計測対象画像を担持する画像データとに基づいて、該計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するように構成されている。
【００４７】
計測手段１５０は、脊柱の側湾度、後湾指数、尺側偏位、橈側回旋、あるいは心胸郭比などの計測すべき幾何学情報の計測目的に応じて、計測点間の距離や交線のなす角度などを自動計測する計測プログラムをＲＯＭに記憶しておき、計測目的に応じて側湾度などを自動的に算出する構成のものとする。
【００４８】
次に本実施形態の放射線画像計測装置１について図２を用いて詳細に説明する。この図２に示す放射線画像計測装置１は、計測点設定手段１４５により自動設定された計測点を必要に応じて修正することができるように、画像を表示出力させるためのＣＲＴモニタなどの画像表示手段１９０と、画像表示手段１９０の表示面上に表示された計測対象画像上に自動設定された計測点の位置を該表示面上で修正するための計測点修正手段１４０と、計測対象画像と計測過去画像とを所定の表示方法に従って画像表示手段１９０に表示させる表示制御手段１８０とを備えた構成である。
【００４９】
計測点修正手段１４０としては、マウスなどのポインティングデバイスを用いた構成とする。
【００５０】
本実施形態の表示制御手段１８０としては、計測対象画像Ｑ１の近傍に該計測対象画像Ｑ１の計測以前に行なった計測で対象とした計測過去画像Ｑ２を表示させるように構成する。なお、このような表示方法に限らず、計測対象画像Ｑ１と計測過去画像Ｑ２とを、該計測対象画像Ｑ１の基準点と計測過去画像Ｑ２における計測対象画像Ｑ１の基準点と対応する対応基準点とが画像表示手段１９０の表示面上の略同じ位置に表示されるように位置合わせを行なって重ね表示させる構成とすることもできる。あるいは前述のように位置合わせを行なって２つの画像を切替表示させる構成としてもよい。
【００５１】
また図２に示すように、放射線画像計測装置１は、所定の計測の対象とされる計測点を含む人体の脊柱を撮影した原放射線画像Ｐ０が計測対象画像として入力され、この原放射線画像Ｐ０を縮小処理し、得られた放射線画像の全体画像Ｐ１を画像表示手段１９０の表示面上の左半分の領域に表示させる全体画像出力手段１１０と、表示された全体画像Ｐ１中において全体画像Ｐ１の一部分を指し示す第１の十字カーソルＣ１と、原放射線画像Ｐ０が入力されこの原放射線画像Ｐ０を拡大処理して得た放射線画像のうち、前記第１の十字カーソルＣ１で指し示された点（指示点）およびこの指示点近傍の領域からなる部分に対応する部分の画像Ｐ２およびＰ３を画像表示手段１９０の表示面の右半分の領域にそれぞれ表示させる拡大画像出力手段１２０と、拡大表示された各部分の画像Ｐ２，Ｐ３中において、計測点（計測の基準となる点）Ｋ１，Ｋ２などを設定する第２の十字カーソルＣ２と、設定された計測点Ｋ１，Ｋ２などの位置に基づき、予め記憶された所定の計測のアルゴリズムに従って計測結果（例えば計測点Ｋ１とＫ２との間の距離など）を算出する計測手段１５０と、得られた計測結果を画像表示手段１９０の表示面上に表示された全体画像Ｐ１に重ねて表示させる計測結果出力手段１５５と、拡大画像出力手段１２０による拡大率と全体画像出力手段１１０による縮小率との比（拡大率／縮小率）に応じて、拡大表示された一部分の画像Ｐ２およびＰ３中における第２の十字カーソルＣ２が、全体画像Ｐ１中における第１の十字カーソルＣ１の移動に連動して移動する指示モードＭ１と、全体画像Ｐ１中における第１の十字カーソルＣ１が、拡大表示された一部分の画像Ｐ２およびＰ３中における第２の十字カーソルＣ２の移動に連動して移動する設定モードＭ２とを切り替えるモード切替手段１４２と、前記各モードにしたがって、各カーソルＣ１，Ｃ２をそれぞれの表示画像内で任意に移動させるインターフェイスであるマウス１４１とを備えている。
【００５２】
図示するように、マウス１４１とモード切替手段１４２とにより計測点修正手段１４０が構成されている。
【００５３】
全体画像出力手段１１０は、計測対象画像Ｑ１として入力された原放射線画像Ｐ０に対して縮小処理する縮小処理手段１１２と、縮小処理して得られた全体画像Ｐ１を記憶させる第１メモリ１１１とを備えた構成である。一方、拡大画像出力手段１２０は、入力された原放射線画像Ｐ０に対して拡大処理する拡大処理手段１２２と、拡大処理して得られた放射線画像を記憶させる第２メモリ１２１とを備えた構成である。そして、第１メモリ１１１と第２メモリ１２１とは、その一部を図３に示すように、各原点Ｏ１，Ｏ２を基準として上記比の値（拡大率／縮小率；例えば「４」）に応じて位置関係が予め対応づけられている。すなわち、第１メモリ１１１上における１画素は第２メモリ１２１上における４画素分に相当するサイズとなり、画像表示手段１９０の表示面上の全体画像Ｐ１中で第１の十字カーソルＣ１を１画素移動させると、拡大表示された一部分の画像Ｐ２およびＰ３は４画素分スクロールするようになっている。
【００５４】
次にこの放射線画像計測装置１の作用について説明する。
【００５５】
まず原放射線画像Ｐ０が全体画像出力手段１１０および拡大画像出力手段１２０にそれぞれ入力される。全体画像出力手段１１０に入力された原放射線画像Ｐ０は、縮小処理手段１１２により縮小処理されて第１メモリ１１１に格納され、画像表示手段１９０の表示面の左半分の領域に、縮小された全体画像Ｐ１として表示される。一方、拡大画像出力手段１２０に入力された原放射線画像Ｐ０は、拡大処理手段１２２により拡大処理されて第２メモリ１２１に格納される。
【００５６】
記憶媒体３には、今回の計測する放射線画像（計測対象画像Ｑ１）の被写体と同一被写体についての略同一部位を表す計測過去画像Ｑ２にその計測の際に設定した対応計測点を示す可視情報が埋め込まれて放射線画像情報Ｐ’として記憶・保管されている。
【００５７】
表示制御手段１８０は、記憶媒体３から今回の計測対象画像Ｑ１に対応する計測過去画像Ｑ２、すなわち計測対象画像Ｑ１の被写体と同一被写体についての略同一部位を表す計測過去画像Ｑ２を表す放射線画像情報Ｐ’を読み出す。計測対象画像Ｑ１と計測過去画像Ｑ２との対応付けに際しては、例えばＩＤコードや患者情報（氏名、性別、生年月日など）などを利用するとよい。そして、表示制御手段１８０は、放射線画像情報Ｐ’により表される計測過去画像Ｑ２を参照画像として画像表示手段１９０の右上１／４に表示出力させる。この際、計測過去画像Ｑ２上には過去に計測した際の対応計測点および設定順序を示す可視情報（マル付き数字）が示されている。
【００５８】
この状態で、オペレータがマウス１４１を操作して計測点の自動設定を指令すると、計測点設定手段１４５は、入力された計測対象画像Ｑ１に対応する計測過去画像Ｑ２を幾何学的に計測するために設定された対応計測点の位置情報、設定順序情報、および計測対象画像Ｑ１を担持する画像データに基づいて、計測対象画像Ｑ１を幾何学的に計測するための計測点を前記対応計測点の設定順序と同じになるように自動的に設定する。
【００５９】
この計測点の自動設定に際しては、例えばアフィン変換を用いて平行移動と回転を行なうなどの公知の手法を使用して計測対象画像Ｑ１と計測過去画像Ｑ２とを予め位置合わせしておく。アフィン変換などの位置合わせ処理に関しては説明を省略する。
【００６０】
そして、計測過去画像Ｑ２において設定した対応計測点近傍の画像を切り出して計測対象画像Ｑ１との間でパターンマッチングを行なうことにより、計測対象画像Ｑ１中の前記対応計測点に対応する計測点の位置を見つけ出すこととする。この際には例えば本願出願人が特願平 11-172506号において提案しているように、２画像間の相関値を利用した方法を用いるとよい。
【００６１】
具体的には、図４に示すように、先ず計測過去画像Ｑ２中の対応計測点を囲むように所定サイズのテンプレート領域を設定する（テンプレート画像の切り出しに相当）。次に計測対象画像Ｑ１中に上記対応計測点と同じ座標を中心とし且つテンプレート領域よりも大きな探索領域を注目領域として設定する（探索領域画像の切り出しに相当）。探索領域を設定するに際しては、例えばオペレータがマウス操作などによって、計測過去画像Ｑ２について設定された対応計測点と対応する位置（同一座標位置）を含むようにＲＯＩ枠を設定するとよい。そして、この探索領域の画像上で前記テンプレート領域の画像を走査して、各走査位置における２画像間の相関値を計算し、この相関値が最大となるときの前記対応計測点と対する座標位置を計測対象画像Ｑ１についての計測点として設定する。そして、この自動設定した計測点に関する情報を、全体画像出力手段１１０、拡大画像出力手段１２０、および計測手段１５０に入力する。計測過去画像Ｑ２および計測対象画像Ｑ１のいずれについても、原画像よりも小さな所定サイズの画像を切り出した処理としているから、処理対象のデータ量が少なくなり、位置合わせ処理（パターンマッチング処理）を高速に行なうことができる。
【００６２】
このような処理を、計測過去画像Ｑ２について設定された全ての対応計測点について行なう。これにより、例えば２つの計測点Ｋ１，Ｋ２の位置（計測点として設定すべき位置）を示す第１の十字カーソルＣ１が計測対象画像Ｑ１を示す全体画像Ｐ１上に表示される。
【００６３】
このようにして計測点の自動設定が終了したら、オペレータは画像表示手段１９０の表示面上に表示された画像を確認して、自動設定された計測点の位置に問題がなければ、マウス１４１を操作して計測スタートを指令する。なお、計測点の確認の際には、全体画像Ｐ１および拡大画像Ｐ２のいずれを用いてもよい。
【００６４】
一方、自動設定された計測点の位置が適当でないときには、マウス１４１を操作して計測点修正モードに移行させる。そして、表示画像を見ながらマウス１４１を操作して、計測点の位置を以下のようにして修正する。
【００６５】
モード切替手段１４２は最初、第２の十字カーソルＣ２が全体画像Ｐ１中における第１の十字カーソルＣ１の移動に連動して移動する指示モードＭ１に切り替えられており、拡大画像出力手段１２０は全体画像Ｐ１上で第１の十字カーソルＣ１が指示している第１の計測点Ｋ１の候補に対応する第２メモリ１２１に格納されている拡大された放射線画像上の点を算出し、この算出された点を中心とした近傍領域を画像表示手段１９０の表示面上の右下１／４の領域に４倍の大きさに拡大された一部分の画像Ｐ２として表示する。
【００６６】
オペレータは、マウス１４１を操作して、第１の十字カーソルＣ１を全体画像Ｐ１上で移動させると、拡大画像Ｐ２の表示領域内で、第１の十字カーソルＣ１の動きに連動して拡大画像Ｐ２が第１の十字カーソルＣ１の移動量の４倍の量だけスクロールする。オペレータがマウス４１により全体画像Ｐ１上における計測点Ｋ１近傍を第１の十字カーソルＣ１で指し示すと、このとき表示面の右下１／４の拡大画像表示領域には、計測点Ｋ１を含む拡大画像Ｐ２が表示される。ここで、オペレータがマウス１４１からモード切替手段１４２に対して、カーソルの連動モードを計測点の設定モードＭ２に切り替える操作を行ない、これにより、拡大表示画像Ｐ２内での第２の十字カーソルＣ２の固定が解除され、オペレータは、拡大表示画像Ｐ２上で計測点Ｋ１に第２の十字カーソルＣ２が重なるようにマウス１４１を操作して第２の十字カーソルＣ２を移動させる。このとき第１の十字カーソルＣ１は、拡大表示画像Ｐ２内での第２の十字カーソルＣ１の動きに連動して全体画像Ｐ１上で僅かに移動する。
【００６７】
拡大表示画像Ｐ２は、全体画像Ｐ１よりも４倍の分解能で表示されているため、オペレータは拡大表示画像Ｐ２上で第２の十字カーソルＣ２を設定すべき計測点Ｋ１に精度よく一致させることができ、一致させた後は、計測点設定確定の指示をマウス１４１を操作して拡大画像出力手段１２０に入力する。
【００６８】
拡大画像出力手段１２０は入力された計測点設定確定の指示により、拡大表示画像Ｐ２上における第２の十字カーソルＣ２の位置を計測手段１５０に入力するとともに、この拡大表示画像Ｐ２の表示を固定する。
【００６９】
続いてオペレータは、他の計測点Ｋ２を修正するために、マウス１４１を上述同様に操作して、計測点Ｋ２を設定し確定させる。このとき、拡大表示手段２２０は、全体画像Ｐ１上で第１の十字カーソルＣ１が設定している第２の計測点Ｋ２に対応する、第２メモリ２２１に格納されている拡大された放射線画像上の点を算出し、その算出された点を中心とした近傍領域を、画像表示手段１９０の表示面上の右下１／４の領域に、４倍の大きさに拡大された一部分の画像（拡大画像）Ｐ３として表示する。
【００７０】
なお、オペレータが計測点を修正するためにマウス１４１を操作している際には、全体画像Ｐ１上で第１の十字カーソルＣ１がそれぞれ指示していた点の近傍に、画像表示手段１９０の表示面上の右下１／４の領域に表示された計測点に対応した拡大表示画像を表す記号、例えば「Ｐ２」、「Ｐ３」の文字を表示する。これにより、全体画像Ｐ１における概略位置が明示される。
【００７１】
このようにして計測目的として必要な計測点が自動設定されもしくはその後に修正された後には、計測手段１５０が各計測点の位置情報および設定順序情報（計測過去画像におけるものと同じ）に基づいて、予め記憶された計測処理のアルゴリズムにしたがって例えば所定の計測点間の長さなどの幾何学情報を算出し、この算出結果を計測結果出力手段１５５に入力する。
【００７２】
計測結果出力手段１５５は、入力された計測結果を画像表示手段１９０の表示面上に表示させる（図２において、例えば全体画像Ｐ１中に表示された「２２０．５」の数字）。
【００７３】
計測処理が終了した後には、全体画像出力手段１１０と拡大画像出力手段１２０とから、画像表示手段１９０の表示面に表示された全体画像Ｐ１および拡大表示画像Ｐ２，Ｐ３が放射線画像情報Ｐとして放射線画像保管装置２に入力され、計測手段１５０から計測点Ｋ１，Ｋ２の拡大表示画像Ｐ２上における位置情報（例えば計測点Ｋ１，Ｋ２の位置を表すマーク「・」および記号「Ｋ１」，「Ｋ２」）および計測結果（数値「２２０．５」）並びに計測点の設定順序を示す情報が計測情報Ｊとして入力される。
【００７４】
放射線画像保管装置２の計測情報保管手段２０は、入力された計測情報Ｊを放射線画像情報Ｐに該放射線画像情報Ｐの計測位置と対応づけて放射線画像情報Ｐ’を生成し、計測情報Ｊを含む放射線画像情報Ｐ’を記憶媒体３に保管する。
【００７５】
この計測済みの放射線画像情報Ｐ’は、さらなる次の計測処理に際して、計測過去画像や計測順序情報の生成に利用され得る。
【００７６】
このように、本実施形態の放射線画像計測装置１によれば、計測過去画像Ｑ２上に設定した対応計測点に対応するように計測対象画像Ｑ１上に適正順序で計測点を自動設定することができ、画像の幾何学情報の自動計測を効率よく行なうことができる。
【００７７】
また、計測対象画像Ｑ１近傍には対応計測点が示された計測過去画像Ｑ２が表示されるので、前回計測対象とした画像（計測過去画像Ｑ２）のどの部位を計測したかを今回の計測時に正確かつ容易に認識することができ、計測対象画像Ｑ１上に自動設定された計測点の位置が適正かどうかを簡単且つ正確に認識できるから、比較対象となる今回計測対象とする画像（計測対象画像Ｑ１）について設定すべき前記対応計測点に対応する計測点を正確に修正設定することもできる。
【００７８】
加えて、計測点Ｋ１などの位置関係の把握を容易にする放射線画像の全体画像Ｐ１と計測点Ｋ１などの設定を精度よく行なうことができる拡大表示画像Ｐ２などとを画像表示手段１９０の同一表示面上に表示するとともに、全体画像Ｐ１中において計測点Ｋ１などの概略位置を指示するためのカーソルＣ１で指し示された領域を拡大表示画像Ｐ２などとすることで、計測点Ｋ１などの位置関係を正確に把握しつつ、計測点Ｋ１などを精度よく修正することができるため、このように設定された計測点Ｋ１などに基づいて正確な計測を行なうこともできる。
【００７９】
なお上記実施形態では、計測点を自動設定した後に、この自動設定された計測点の位置を修正することができるように構成していたが、自動設定した後、直ちに幾何学情報の計測を行なうように構成してもよい。
【００８０】
また、計測点を自動設定した後には、予め記憶された計測処理のアルゴリズムにしたがって幾何学情報を自動的に算出するようにしていたが、例えば計測点を自動設定した後に計測すべき情報（例えば２点間の距離や交線のなす角度）を指定してから計測をスタートさせる構成のものであってもよい。
【００８１】
上記実施形態では、計測基準画像として計測対象画像が表す同一被写体同一部位についての計測過去画像を用いたが、計測基準画像は、計測対象画像上に計測点を自動設定する際の指標となり得る画像（参照画像）であればよく、その他の画像を用いることもできる。
【００８２】
例えば、計測対象画像が表す部位の代表的な画像を用いてもよい。このように同一被写体同一部位の画像でなくても、設定すべき計測点の数が少ないときには、十分に使用に耐え得る。
【００８３】
次に、本発明の放射線画像計測装置１において計測対象の幾何学情報を心胸郭比とした場合の計測点の設定方法および計測結果の算出方法の具体的な実施形態について以下に例示する。
【００８４】
原放射線画像Ｐ０として胸部を撮影した胸部計測対象画像Ｑ１′が放射線画像計測装置１に入力されオペレータが計測点の自動設定を指令すると、計測点設定手段１４５は、入力された胸部計測対象画像Ｑ１′に対応する胸部計測過去画像Ｑ２′に設定された対応計測点の位置情報、および胸部計測対象画像Ｑ１′を担持する画像データに基づいて、胸部計測対象画像Ｑ１′に対して計測点を自動的に設定する。胸部計測過去画像Ｑ２′は胸部計測対象画像Ｑ１′の被写体と同一被写体の過去画像であり、胸部計測過去画像Ｑ２′に対して設定された対応計測点を示す可視情報が埋め込まれた放射線画像情報Ｐ′は記憶媒体３に記憶・保管されている。オペレータが計測点の自動設定を指令した際には、胸部計測対象画像Ｑ１′の被写体のＩＤコードなどに基づいて、同一被写体の胸部計測過去画像Ｑ２′を表す放射線画像情報Ｐ′が記憶媒体３から計測点設定手段１４５に入力され、計測点の自動設定処理に供される。なお、この計測点の自動設定の際、アフィン変換や特願2001-129554号に記載の概略位置合わせ等を用いて胸部計測対象画像Ｑ１′と胸部計測過去画像Ｑ２′とを予め位置合わせしておく。
【００８５】
胸部計測過去画像Ｑ２′に設定されている対応計測点とは心胸郭比を計測するための点であり、具体的には図５（１）に示すように、画像中の胸郭エッジの最大径（Ｌ２＝Ｌａ＋Ｌｂ）を表わす２点Ｘ１，Ｘ４と、心臓エッジの最大径（Ｌ１＝ａ＋ｂ）を表わす２点Ｘ２，Ｘ３として設定されている。計測点設定手段１４５は、胸部計測過去画像Ｑ２′に設定されている対応計測点Ｘ１〜Ｘ４の位置情報と、胸部計測対象画像Ｑ１′を担持する画像データに基づいて、各対応計測点Ｘ１〜Ｘ４の位置に対応する胸部計測対象画像Ｑ１′上の各対応位置の近傍においてエッジを探索し、胸郭エッジの最大径Ｌ２′を表わす計測点Ｘ１′，Ｘ４′および心臓エッジの最大径Ｌ１′を表わす計測点Ｘ２′，Ｘ３′を自動的に設定する（図５（２）参照）。この際、胸郭エッジの最大径Ｌ２′を表わす計測点Ｘ１′，Ｘ４′、および心臓エッジの最大径Ｌ１′を表わす計測点Ｘ２′，Ｘ３′は、背骨の略中心位置に設けられた中心線Ｃから各エッジまでの水平方向の距離が最大となる位置に設けられる。
【００８６】
計測点の自動設定処理が終了しオペレータが計測スタートを指令すると、計測手段１５０は、各計測点Ｘ１′〜Ｘ４′の位置情報に基づき、予め記憶された計測処理のアルゴリズムにしたがって心胸郭比（Ｌ１′／Ｌ２′）を算出し、算出結果を計測結果出力手段１５５に入力する。
【００８７】
本実施形態による計測点の設定方法によれば、胸部計測過去画像Ｑ２′に設定された対応計測点Ｘ１〜Ｘ４の位置に対応する胸部計測対象画像Ｑ１′上の各対応位置の近傍においてエッジを探索するから、心胸郭比を算出するための計測点Ｘ１′〜Ｘ４′を設定すべきエッジを迅速に見つけることが可能になり心胸郭比算出の処理効率の向上に繋がる。すなわち、胸部計測対象画像Ｑ１′において、胸部計測過去画像Ｑ２′上の対応計測点Ｘ１〜Ｘ４の位置と対応する位置の近傍においてエッジを探索すれば、探索範囲が限定され、画像全体においてエッジを探索する場合と比較して各計測点Ｘ１′〜Ｘ４′を設定すべきエッジをより速く且つ正確に見つけることができる。
【００８８】
次に、心胸郭比を計測するための計測点のうち、心臓エッジの最大径Ｌ１′を表わす計測点Ｘ２′，Ｘ３′の具体的な別の設定方法について説明する。なお、この設定方法においても、アフィン変換等を用いて、胸部計測対象画像Ｑ１′と胸部計測過去画像Ｑ２′とを予め位置合わせしておく。
【００８９】
まず、対応計測点として胸部計測過去画像Ｑ２′上に心陰影テンプレートを設定する。心陰影テンプレートとは、図６に示すように、画像中の心臓エッジの輪郭に沿って設定されたｎ個の構成点ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）により形成される曲線状のテンプレートであり、計測点設定手段１４５は、胸部計測過去画像Ｑ２′上に設定された心陰影テンプレートの各構成点ｑｉの位置情報と、胸部計測対象画像Ｑ１′を担持する画像データに基づいて、各構成点ｑｉの位置に対応する胸部計測対象画像Ｑ１′上の各対応位置の近傍においてエッジを探索する。エッジを探索した結果、胸部計測対象画像Ｑ１′上にエッジを見つけることができなかった構成点ｑｉについては、胸部計測過去画像Ｑ２′上に設定された心陰影テンプレートと胸部計測対象画像Ｑ１′上の心臓エッジとが相似な形を有すると仮定してエッジの位置を推定し、胸部計測対象画像Ｑ１′上の心臓エッジの最大径Ｌ１′を表わす計測点Ｘ２′，Ｘ３′を設定する。
【００９０】
本実施形態による計測点の設定方法によれば、胸部計測過去画像Ｑ２′上に設定された心陰影テンプレートの構成点ｑｉに基づいて胸部計測対象画像Ｑ１′上のエッジを探索し、エッジを見つけることができなかった構成点ｑｉについては心陰影テンプレートに基づいてエッジの位置を推定し、計測点Ｘ２′，Ｘ３′を設定するから、胸部計測対象画像Ｑ１′において心陰影の輪郭が部分的に明確に見えない場合でも計測点Ｘ２′，Ｘ３′を正確に設定することができる。特に有疾患者の場合には心陰影の輪郭が部分的に明確に見えないことがあるため、このような場合でも計測点Ｘ２′，Ｘ３′を正確に設定することができれば、診断支援性能の向上が期待できる。
【００９１】
また、計測結果出力手段１５５が、上記各実施形態により設定された計測点に基づいて算出された計測結果を入力し、入力された計測結果を画像表示手段１９０の表示画面上に表示させる際には、上述したように「２２０．５」などの数字のみを表示させる形態のほか、計測結果の数値とともに経過診断結果を表示させるようにしてもよい。例えば、心胸郭比を計測する際に、計測結果に基づく経過診断を自動的に行い、計測結果として求められた「０．５」「５０％」等の数値とともに、「良化」「悪化」「変化なし」等の経過診断結果を表示させるようにしてもよい。経過診断を行なう際に必要となる過去の計測結果は、記憶媒体３に保管されている計測情報Ｊを含む放射線画像情報Ｐ′に基づいて必要の都度算出して利用してもよいし、予め記憶媒体３に放射線画像情報Ｐ′とともに保管し、必要の都度取り出して利用するようにしてもよい。
【００９２】
また、計測対象画像Ｑ１，Ｑ１′として放射線画像を例に説明したが、計測対象画像Ｑ１，Ｑ１′は、幾何学情報を計測することを目的とするものである限りどのようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の計測処理装置の一実施形態である放射線画像計測装置を含む画像計測システムを示すブロック図
【図２】放射線画像計測装置の詳細を示すブロック図
【図３】第１メモリと第２メモリとの位置の対応関係を示す図
【図４】パターンマッチング処理を行なって計測点を自動設定する具体例を示した図
【図５】胸部計測過去画像Ｑ２′と胸部計測対象画像Ｑ１′に設定される計測点と心臓の幅Ｌ１，Ｌ１′および胸郭の幅Ｌ２，Ｌ２′を示す図
【図６】胸部計測過去画像Ｑ２′に設定される心陰影テンプレートを示す図
【符号の説明】
１ 放射線画像計測装置
２ 放射線画像保管装置
３ 記憶媒体
２０ 計測情報保管手段
１１０ 全体画像出力手段
１１１ 第１メモリ
１１２ 縮小処理手段
１２０ 拡大画像出力手段
１２１ 第２メモリ
１２２ 拡大処理手段
１３０ 画像処理手段
１３５ 画像処理手段
１４０ 計測点修正手段
１４１ マウス
１４２ モード切替手段
１４５ 計測点設定手段
１５０ 幾何学情報計測手段
１５５ 計測結果出力手段
１８０ 表示制御手段
１９０ 画像表示手段
Ｐ１ 全体画像
Ｐ２，Ｐ３ 拡大画像
Ｑ１ 計測対象画像
Ｑ２ 計測過去画像

Claims (8)

1. 同一被写体の同一部位を時系列的に放射線撮影して得られた複数の計測対象画像を担持する画像データと、該各計測対象画像と対応する１つの計測基準画像について設定された計測点の位置情報とに基づいて、各計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定する計測点設定手段と、
   前記各計測対象画像について設定された計測点の位置情報に基づいて、各計測対象画像を幾何学的に計測する幾何学情報計測手段とを備えたことを特徴とする画像を幾何学的に計測するための計測処理装置。
2. 前記計測点設定手段が、前記計測対象画像中の、前記計測基準画像について設定された計測点の位置情報に対応する位置に予め注目領域を設定し、この設定した注目領域内において、前記計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものであることを特徴とする請求項１記載の計測処理装置。
3. 前記計測点設定手段が、前記計測対象画像と前記計測基準画像とを予め位置合わせした後に、前記計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の計測処理装置。
4. 前記計測基準画像についての前記計測点の位置情報と該計測基準画像を担持する画像データとを対応付けて所定の記憶媒体に保管する保管手段を備え、
   前記計測点設定手段が、前記保管手段から読み出した前記計測基準画像についての計測点の位置情報および画像データ並びに前記計測対象画像を担持する画像データとに基づいて、該計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の計測処理装置。
5. 前記計測点設定手段が、パターンマッチング処理を用いて前記計測基準画像について設定された前記計測点の近傍の画像部分と対応する前記計測対象画像中における対応画像部分を求め、この対応画像部分における前記計測基準画像について設定された計測点と対応する位置に前記計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１記載の計測処理装置。
6. 前記計測点設定手段が、前記計測基準画像について設定された前記計測点の位置と対応する前記計測対象画像中の対応位置の近傍においてエッジを探索し、該探索の結果に基づいて、前記計測対象画像を幾何学的に計測するための計測点を自動的に設定するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１記載の計測処理装置。
7. 前記計測基準画像が、前記計測対象画像の計測以前に行なった計測で対象とした計測過去画像であることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の計測処理装置。
8. 前記計測対象画像および前記計測基準画像が胸部画像であり、前記計測点が心胸郭比を計測するためのものであることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の計測処理装置。

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