JP6442309B2 - 核医学画像解析技術 - Google Patents
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Description
・ 当該核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
・ 前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示することと;
・ 前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しないことと;
を特徴とする。
・ 核医学画像データに含まれる画素群から、骨に相当する領域の画素群を取得することと;
・ 前記取得した画素群のうち少なくとも一部の画素値に基づいて標準偏差を求めることと;
・ 前記標準偏差に基づいて、骨腫瘍画素群を抽出することと;
を特徴とする。
・ 前記核医学画像データにおいて、腫瘍を含む領域内に基準点を設定することと;
・ 前記基準点から3次元放射状に画素を走査し、各走査方向において画素値プロファイルを作成することと;
・ 前記画素値プロファイル又は前記画素値プロファイルにスムージング処理を適用したものに対して、勾配強度プロファイルを作成することと;
・ 前記画素値プロファイル又は前記画素値プロファイルにスムージング処理を適用したものに対して、輪郭判定範囲を設定することと;
・ 前記輪郭判定範囲の中で、対応する前記勾配強度プロファイル又は前記勾配強度プロファイルにスムージング処理を適用したものにおいて、最大の尖度を有する頂点に基づいて、当該画素値プロファイルにおける腫瘍輪郭点を決定することと;
を特徴とする。
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しないことと;
を遂行させるように構成される、コンピュータプログラムである。
本発明の好適な実施形態の別の一例は、処理手段と、上記コンピュータプログラムを格納する記憶手段とを有する、システムである。
本発明の好適な実施形態の別の一例は、システムの処理手段がプログラム命令を実行することにより、前記システムが遂行する、核医学画像データを解析する方法であって:
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しないことと;
を含む、方法である。
なお、骨領域の抽出に用いる閾値は、骨領域を示すハンスフィールド値として当業者に一般に知られている値を用いることができる。本実施例では、152を用いている。
周向栄, 藤田広志, 「体幹部領域の単純CT 画像における解剖学的正常構造の認識」, MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY, Vol.24 No.3, May 2006, p.167-172
SUV={減衰補正された関心領域内放射能量(kBq)÷関心領域体積(ml)}/{放射能投与量(MBq)÷被験者の体重(kg)}
T = BaseValue + α・SD
ここでαは定数である。αが大きいと、腫瘍画素として抽出される画素の数が少なくなり、αが小さいと抽出される画素の数が多くなる。このため、核医学検査装置の違いや医師の好みによって、αの値は調節できるように構成されていることが好ましい。核医学画像解析プログラム120(又は腫瘍抽出プログラムモジュール124)は、αの任意設定を可能にするように構成されることが好ましい。しかしながら、本願発明者の調査によれば、αとして0.5を採用すれば、多くの場合で適切な結果を得ることができることが判明している。
閾値 = 平均値+β・標準偏差
のように設定してもよい。また、実施形態によっては、ステップ506で抽出した全ての画素群を用いて、上記の平均値や標準偏差を計算して、上記の閾値を設定してもよい。さらに、実施形態によっては、各画素をSUVに変換せずに、元の画素値のままで上記の平均値や標準偏差を計算して、上記の閾値を設定してもよい。これらの手法によって閾値を設定しても、腫瘍画素群を良好に抽出できる場合があることが、本願発明者によって調べられている。なおβは正の数であり、ユーザが任意に設定可能な値であるが、β=1とすれば、多くの場合で腫瘍画素群を良好に抽出できることが、本願発明者によって調べられている。
(1)画像データ130をコピーする。
(2)コピーした画像データにおいて、腫瘍領域を自動抽出すると共に、抽出した腫瘍領域以外の画素の画素値を全てNULLに設定する。腫瘍領域の抽出方法は、例えばステップ708に関連して上に説明したようなものであることができる。
(3)自動抽出した腫瘍領域内で最大の画素値を有する画素を含む断面を切り出す。
(4)当該断面内に含まれる腫瘍領域において、2つの端点を設定する。はじめ、第1の端点は、一方の軸(例えばX軸)の座標値が最も小さな画素とする。また第2の端点は、当該座標値が最も大きな画素とする。
(5)第1の端点と第2の端点との中間点に位置する画素を、基準点の候補とする。
(6)基準点の候補とされた画素の画素値がNULLでない場合は、当該画素を最終的な基準点として決定する。
(7)基準点の候補とされた画素の画素値がNULLである場合は(4)に戻り、腫瘍領域内で第1の端点または第2の端点を少し(例えば1画素分)ずらし、(5)以降を再実行する。
(サブステップ1)ステップ720で設定された判定範囲において、スムージング済みの勾配強度プロファイルの頂点を検索する。すなわち、極大値を与える極値点を検索する。
(サブステップ2)サブステップ1において頂点が一つしか検索されなかった場合は、その頂点に対応する、画素値プロファイル上の点を、腫瘍輪郭点と決定する。
(サブステップ3)サブステップ1において頂点が複数検索された場合は、各頂点に対して尖度を計算し、最大尖度を有する頂点に対応する、画素値プロファイル上の点を、腫瘍輪郭点と決定する。ここで尖度は、勾配強度プロファイル上で、頂点(極大値点)から、隣接する極小値点(極小値を与える極値点)へ伸びる2本のベクトルの間の角度(θ)の余弦(cosθ)として定義される。すなわち、頂点から隣接する極小値点への方向ベクトルをそれぞれ:
としたとき、尖度cos(θ)は次のように定義される。
102 CPU
104 主記憶装置
106 大容量記憶装置
107 ディスプレイ・インターフェース
108 周辺機器インタフェース
109 ネットワーク・インターフェース
110 オペレーティングシステム
120 核医学画像解析プログラム
130−138 データ
Claims (10)
- 核医学画像データを解析するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは第1のプログラム命令群及び第2のプログラム命令群を備え、
前記第1のプログラム命令群は、システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しないことと;
を遂行させるように構成され、
前記第2のプログラム命令群は、前記処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域の画素群を取得することと;
前記取得した画素群のうち少なくとも一部の画素値に基づいて標準偏差を求めることと;
前記標準偏差に基づいて、骨腫瘍領域を抽出することと;
を遂行させるように構成され、
前記コンピュータプログラムは更に、前記処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記取得した画素群の画素値に基づいて、ヒストグラムを作成することと;
前記ヒストグラムのピーク値を特定することと;
前記ヒストグラムにおいて、度数が、前記ピーク値の所定の割合になる2つの階級値を決定することと;
を遂行させるように構成され、ここで前記取得した画素群のうちの前記少なくとも一部とは、前記2つの階級値で定まる区間に含まれる画素値を有する画素の群である、コンピュータプログラム。 - 前記CT画像データから骨領域を抽出することは、
前記CT画像データのうち、所定の閾値以上の画素値または前記閾値を超える画素値を有する画素群を抽出することと;
前記抽出された画素群に対してクロージング処理を行うことと;
を含む、請求項1に記載のコンピュータプログラム。 - 前記標準偏差に基づいて骨腫瘍領域を抽出することは、前記2つの階級値のうち大きな方と、前記標準偏差とに基づいて、骨腫瘍領域を抽出することを含む、請求項1または2に記載のコンピュータプログラム。
- 前記標準偏差に基づいて骨腫瘍領域を抽出することは、前記取得した画素群のうちの前記少なくとも一部の画素値に基づいて計算した平均値と、前記標準偏差とに基づいて、骨腫瘍領域を抽出することを含む、請求項1または2に記載のコンピュータプログラム。
- 請求項1から4のいずれかに記載のコンピュータプログラムであって、更に第3のプログラム命令群を有し、該第3のプログラム命令群は、前記処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記標準偏差に基づいて抽出した骨腫瘍領域において基準点を設定することと;
前記基準点から3次元放射状に画素を走査し、各走査方向において画素値プロファイルを作成することと;
前記画素値プロファイル又は前記画素値プロファイルにスムージング処理を適用したものに対して、勾配強度プロファイルを作成することと;
前記画素値プロファイル又は前記画素値プロファイルにスムージング処理を適用したものに対して、輪郭判定範囲を設定することと;
前記輪郭判定範囲の中で、対応する前記勾配強度プロファイル又は前記勾配強度プロファイルにスムージング処理を適用したものにおいて、最大の尖度を有する頂点に基づいて、当該画素値プロファイルにおける腫瘍輪郭点を決定することと;
を遂行させるように構成され、ただし、
前記核医学画像データは3次元の核医学画像データであり、
前記尖度は、前記勾配強度プロファイル又は前記勾配強度プロファイルにスムージング処理を適用したものにおいて、極大値を与える極値点から、隣接する極値点であって極小値を与える極値点へ伸びる2本のベクトル間の角度の余弦である、
コンピュータプログラム。 - 前記輪郭判定範囲を設定することは、前記画素値プロファイル又は前記画素値プロファイルにスムージング処理を適用したものの極値点に基づいて行う、請求項5に記載のコンピュータプログラム。
- 核医学画像データに対して腫瘍の自動抽出を行うためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
前記核医学画像データ中で所定の閾値以上の画素値を有する領域であって、前記抽出した骨領域に重なる領域を、強調表示することと;
前記核医学画像データ中で所定の閾値以上の画素値を有する領域であっても、前記抽出した骨領域に重ならない領域については、強調表示しないことと;
を遂行させるように構成されるプログラム命令群を備え、
さらに前記コンピュータプログラムは、システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域の画素群を取得することと;
前記取得した画素群のうち少なくとも一部の画素値に基づいて標準偏差を求めることと;
前記標準偏差に基づいて、骨腫瘍領域を抽出することと;
を遂行させるように構成されるプログラム命令群を備え、
さらに前記コンピュータプログラムは、システムの処理手段に実行されることにより、前記システムに、
前記取得した画素群の画素値に基づいて、ヒストグラムを作成することと;
前記ヒストグラムのピーク値を特定することと;
前記ヒストグラムにおいて、度数が、前記ピーク値の所定の割合になる2つの階級値を決定することと;
を遂行させるように構成されるプログラム命令群を備え、ここで前記取得した画素群のうちの前記少なくとも一部とは、前記2つの階級値で定まる区間に含まれる画素値を有する画素の群である、コンピュータプログラム。 - 処理手段と;
請求項1から7のいずれかに記載のコンピュータプログラムを格納する記憶手段と;
を有する、システム。 - システムの処理手段がプログラム命令を実行することにより、前記システムが遂行する、核医学画像データを解析する方法であって:
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示することと;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しないことと;
を含み、
さらに方法は、
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域の画素群を取得することと;
前記取得した画素群のうち少なくとも一部の画素値に基づいて標準偏差を求めることと;
前記標準偏差に基づいて、骨腫瘍領域を抽出することと;
を含み、
さらに前記方法は、
前記取得した画素群の画素値に基づいて、ヒストグラムを作成することと;
前記ヒストグラムのピーク値を特定することと;
前記ヒストグラムにおいて、度数が、前記ピーク値の所定の割合になる2つの階級値を決定することと;
を含み、ここで前記取得した画素群のうちの前記少なくとも一部とは、前記2つの階級値で定まる区間に含まれる画素値を有する画素の群である、方法。 - 核医学画像データを解析する装置であって、
前記核医学画像データとの位置合わせ済みのCT画像データから骨領域を抽出する手段と;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域のデータについては表示する手段と;
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重ならない領域のデータについては表示しない手段と;
を備え、更に前記装置は、
前記核医学画像データのうち、前記抽出した骨領域に重なる領域の画素群を取得する手段と;
前記取得した画素群のうち少なくとも一部の画素値に基づいて標準偏差を求める手段と;
前記標準偏差に基づいて、骨腫瘍領域を抽出する手段と;
を備え、更に前記装置は、
前記取得した画素群の画素値に基づいて、ヒストグラムを作成する手段と;
前記ヒストグラムのピーク値を特定する手段と;
前記ヒストグラムにおいて、度数が、前記ピーク値の所定の割合になる2つの階級値を決定する手段と;
を備え、ここで前記取得した画素群のうちの前記少なくとも一部とは、前記2つの階級値で定まる区間に含まれる画素値を有する画素の群である、装置。
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