JP5399278B2 - 乳腺含有率推定装置及び方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明に係る乳腺含有率推定装置を含むシステム構成図である。
図2はマンモグラフィ撮影装置40の実施の形態を示す構成図である。
次に、本発明に係る乳腺含有率推定方法の原理について説明する。
[数2]式及び[数3]式から分かるように、平均減弱係数は入射X線のスペクトルや被写体の厚みによって変化する値である。
図6に示すように、光子エネルギに対して乳腺組織の減弱係数μg(E)は、脂肪組織の減弱係数μa(E)よりも大きい値になっている。
[数9]式([数1]式)により、乳腺含有率を求めるためには、脂肪画像A(x,y)を推定する必要がある。
乳腺の体積をVg,***全体の体積をVとすると、乳腺の体積割合は、次式により表すことができる。
次に、本発明に係る乳腺含有率推定方法の実施の形態について説明する。
ワーク50を介して取得するようにしてもよいし、マンモグラフィ撮影装置40により撮影されると、マンモグラフィ撮影装置40からネットワーク50を介して自動的に取得するようにしてもよい。なお、以降の解析処理を高速化するために、取得した***画像は縮小しておくことが望ましい。
続いて、CPU12は、取得した***画像から脂肪画像の推定を行う(ステップS12−S16)。脂肪画像の推定を行うために、***画像の領域分割を行う(ステップS12)。図10に示すように***画像の領域分割は、***画像(図10(A))を基に該***画像を各構造物の領域(***全体領域、乳腺領域、脂肪領域、大胸筋領域、素抜け領域(非***領域))に分割する(図10(B)参照)。
[数15]
Y=a*exp(-bx)+c
(但し、X:スキンライン距離、Y:脂肪画素値)
として、シンプレックス法で係数を推定する。初期値は、a=画素値の最大値−最小値、b=10/スキンラインの最大距離(経験値)、c=画素値の最小値とする。
(1)乳腺含有率あるいは乳腺の体積割合の表示
上記のようにして算出した乳腺含有率あるいは乳腺の体積割合を、モニタ装置の画面に表示するようにしても良い。各画素毎に乳腺含有率が求まるため、乳腺含有率を画像化したりグラフ化(ヒストグラム)して表示しても良い。また、乳腺の体積割合は、1画像に1つ値が求まるため、その値を画像とともに表示しても良い。尚、これらの情報は、DICOMファイルのヘッダに格納され、撮影画像とともに画像DB44に保存することができる。医師が読影する際には、撮影画像を表示するとともに、診断の補助となるように、これらの情報を同時に表示するようにする。
乳腺含有率の高い領域と低い領域では病変の見えが異なるため、検出アルゴリズムを変化させることが望ましい。また、乳腺の体積割合が高い場合は、医師が病変を見落とす可能性が高いと言えるので、病変の検出個数が多くなるようにしても良い。
乳腺の体積割合が高いほど、乳腺のコントラストが低く、病変を見つけづらい画像となる。そのため、乳腺の体積割合に応じて、コントラストの強調度合いを変えるようにしても良い。
(1)乳腺領域の抽出結果に基づいて乳腺濃度をコントロールする。
(2)画像毎のダイナミックレンジに応じて、ダイナミックレンジ圧縮処理の強度をコントロールする。
(3)乳腺内の局所的なコントラスト値に応じて、階調の傾きをコントロールする。
被曝線量の評価として一般的に用いられている平均乳腺量(AGD)は、通常、乳腺含有率50%を前提に算出される。乳腺含有率を画像から算出することで、より正確な平均乳腺腺量の評価が可能となる。また、各画素毎に乳腺含有率を算出するため、平均乳腺線量だけでなく、最大乳腺線量を算出するようにしても良い。
特定の乳腺含有率を持つ領域を抽出可能であるため、ある乳腺含有率を持つ領域内でノイズ量を推定することで、予め決められた適切なノイズ量との比較により、撮影線量が適切かどうかを判断することが可能となる。ノイズ量の推定は、例えば高周波成分の分散値で算出できる。ノイズ量がある閾値以上となり、適切でないと判断した場合は、警告表示を行い、撮影技師に再撮影を促す。
この実施の形態では、***画像の画素値は、透過線量の対数に比例している値としたが、透過線量の対数に反比例している値であっても前述した[数1]式は成立する。この場合、素抜け領域の画素値としては、観測される画素値のうちの最小値を求めることにより取得することができる。また、入力する***画像としては、RAWデータなどの階調変換等の画像処理が施されていない画像データが好ましい。ただし、ヒール効果や線束の広がりによって不均一になるX線の照射強度分布を均一にする補正処理は施されていることが望ましい。
Claims (12)
- マンモグラフィ撮影装置により***をX線撮影して得られた***画像を取り込む***画像取得手段と、
前記取得した***画像に基づいて***全体が脂肪組織のみで構成されていると仮定した場合に得られる脂肪画像を推定する脂肪画像推定手段と、
前記取得した***画像から素抜け領域の画素値を取得する手段と、
前記取得した***画像、前記推定した脂肪画像、及び前記取得した素抜け領域の画素値に基づいて、前記***画像の各画素毎に乳腺含有率を算出する乳腺含有率算出手段と、
を備えたことを特徴とする乳腺含有率推定装置。 - 請求項1に記載の乳腺含有率推定装置において、更に、乳腺と脂肪との平均減弱係数の比率を表す所定値を記憶する記憶手段を備え、前記乳腺含有率算出手段は、前記取得した***画像、前記推定した脂肪画像、前記取得した素抜け領域の画素値、及び更に前記記憶した平均減弱係数の比率を表す所定値に基づいて、前記***画像の各画素毎に乳腺含有率を算出することを特徴とする乳腺含有率推定装置。
- 前記[数1]式の(I0−A(x,y))を重みとして、前記乳腺含有率G(x,y)の重み付け平均を算出することにより、乳腺の体積割合を算出する乳腺体積割合算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の乳腺含有率推定装置。
- 前記乳腺と脂肪との平均減弱係数の比率を表す所定値は、前記マンモグラフィ撮影装置による平均的な撮影条件下で平均的な***を撮影した場合の乳腺の平均減弱係数と脂肪の平均減弱係数の比率を表す固定値であることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の乳腺含有率推定装置。
- 前記乳腺と脂肪との平均減弱係数の比率を表す所定値は、約1.778であることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の乳腺含有率推定装置。
- 前記脂肪画像推定手段は、前記取得した***画像に基づいて***領域と素抜け領域との境界を示すスキンラインを抽出するスキンライン抽出手段と、前記スキンラインからの法線方向の距離に応じて撮影される***の厚みが決まると仮定し、前記スキンラインから等距離にある画素の画素値を、該スキンラインからの距離に応じて決定した画素値にすることで前記脂肪画像を作成する脂肪画像作成手段と、を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の乳腺含有率推定装置。
- 前記脂肪画像作成手段は、前記取得した***画像に基づいて前記スキンラインから等距離にある画素の画素値から脂肪組織を代表する代表値を算出する手段であって、前記スキンラインから異なる距離毎にそれぞれ代表値を算出する手段と、前記算出された代表値に基づいて前記スキンラインからの距離と前記脂肪画像の画素値との関係式を推定する手段と、を備え、
前記推定した関係式に基づいて前記スキンラインからの距離に応じた脂肪画像の画素値を決定することを特徴とする請求項7に記載の乳腺含有率推定装置。 - マンモグラフィ撮影装置により***をX線撮影して得られた***画像を取り込む工程と、
前記取得した***画像に基づいて***全体が脂肪組織のみで構成されていると仮定した場合に得られる脂肪画像を推定する工程と、
前記取得した***画像から素抜け領域の画素値を取得する工程と、
前記取得した***画像、前記推定した脂肪画像、及び前記取得した素抜け領域の画素値に基づいて、前記***画像の各画素毎に乳腺含有率を算出する工程と、
を含むことを特徴とする乳腺含有率推定方法。 - 請求項9に記載の乳腺含有率推定方法において、更に、乳腺と脂肪との平均減弱係数の比率を表す所定値を予め記憶手段に記憶させる工程を備え、前記乳腺含有率を算出する工程は、前記取得した***画像、前記推定した脂肪画像、前記取得した素抜け領域の画素値、及び更に前記記憶した平均減弱係数の比率を表す所定値に基づいて、前記***画像の各画素毎に乳腺含有率を算出することを特徴とする乳腺含有率推定方法。
- 前記[数1]式の(I0−A(x,y))を重みとして、前記乳腺含有率G(x,y)の重み付け平均を算出することにより、乳腺の体積割合を算出する乳腺体積割合算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項11に記載の乳腺含有率推定方法。
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