WO2024128085A1 - 医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラム - Google Patents

医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラム Download PDF

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WO2024128085A1
WO2024128085A1 PCT/JP2023/043594 JP2023043594W WO2024128085A1 WO 2024128085 A1 WO2024128085 A1 WO 2024128085A1 JP 2023043594 W JP2023043594 W JP 2023043594W WO 2024128085 A1 WO2024128085 A1 WO 2024128085A1
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image processing
image
dimensional
medical image
medical
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Application number
PCT/JP2023/043594
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 杉本
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing

Definitions

  • the present invention relates to a medical image processing device, a medical image processing method, and a program, and in particular to a technique for specifying a three-dimensional region of a three-dimensional image.
  • Patent Document 1 proposes a method for calculating the height in the normal direction and acquiring a rectangular parallelepiped region of interest when two end points on a tomographic image are specified by a user operation.
  • Patent Document 1 identifies corresponding tomographic images based on the amount of deformation at multiple positions included in the region of interest, and does not provide information about the region of interest.
  • the present invention has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide a medical image processing device, a medical image processing method, and a program that reduce the burden on the user when specifying a three-dimensional region and improve the accuracy and efficiency of interpretation.
  • the medical image processing device includes at least one processor and at least one memory that stores instructions to be executed by the at least one processor, and the at least one processor displays a first image, which is a tomographic image or cross-sectional image orthogonal to a first direction of three-dimensional medical image data, on a display device, accepts a rectangular area specified in the displayed first image, determines the length of a normal to the first image based on the rectangular area, determines a three-dimensional area of the three-dimensional medical image data surrounded by a rectangular parallelepiped defined by the rectangular area and the normal, applies image processing to the determined three-dimensional area, and displays the results of the image processing on the display device.
  • a first image which is a tomographic image or cross-sectional image orthogonal to a first direction of three-dimensional medical image data
  • This embodiment reduces the burden on the user when specifying a three-dimensional region, and improves the accuracy and efficiency of interpreting the three-dimensional region.
  • At least one processor receives the length of the corrected normal, corrects the three-dimensional area according to the length of the corrected normal, and performs image processing on the corrected three-dimensional area. This makes it possible to display the results of image processing of the three-dimensional area corrected to an appropriate size.
  • At least one processor accepts a specification for enlarging and/or reducing a specified rectangular area, and modifies the length of the normal line in conjunction with the specification for enlarging and/or reducing. This makes it possible to modify the size of a three-dimensional area by modifying the size of the rectangular area.
  • At least one processor accepts a square rectangular area and determines the length of the normal to be the length of one side of the square. This makes it possible to determine the length of the normal to be an appropriate length.
  • At least one processor displays the first image and the result of the image processing side by side. This can improve the efficiency of interpretation.
  • At least one processor applies image processing to a past three-dimensional region corresponding to a determined three-dimensional region in the past three-dimensional medical image data corresponding to the three-dimensional medical image data, and further displays the results of the image processing of the past three-dimensional region side by side. This can improve the efficiency of interpretation.
  • At least one processor causes a slider bar representing the position in the first direction of a first image in the three-dimensional medical image data to be displayed on a display device, and causes the slider bar to display a range corresponding to the normal line. This allows the user to check the range of the normal line.
  • At least one processor displays, on a display device, numerical values representing a range corresponding to a normal line in a first direction of the three-dimensional medical image data. This allows the user to confirm the range of the normal line.
  • At least one processor defines a rectangular parallelepiped with a rectangular region located at the center in the first direction. This makes it possible to determine the three-dimensional region in an appropriate position.
  • the image processing includes three-dimensional reconstruction, and the result of the image processing includes at least one of an axial cross-sectional image, a sagittal cross-sectional image, and a coronal cross-sectional image. This can improve the accuracy of interpretation.
  • a medical image processing method is a medical image processing method in which at least one processor displays a first image, which is a tomographic image or cross-sectional image perpendicular to a first direction of three-dimensional medical image data, on a display device, accepts a rectangular area specified in the displayed first image, determines the length of a normal to the first image based on the rectangular area, determines a three-dimensional area of the three-dimensional medical image data surrounded by a rectangular parallelepiped defined by the rectangular area and the normal, applies image processing to the determined three-dimensional area, and displays the results of the image processing on a display device.
  • a first image which is a tomographic image or cross-sectional image perpendicular to a first direction of three-dimensional medical image data
  • This embodiment reduces the burden on the user when specifying a three-dimensional region, and improves the accuracy and efficiency of interpreting the three-dimensional region.
  • the program according to the twelfth aspect of the present disclosure is a program that causes a computer to execute the medical image processing method of the eleventh aspect.
  • a non-transitory computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) that stores the program according to the twelfth aspect, is also included in the present disclosure.
  • the present invention reduces the burden on the user when specifying a three-dimensional region and improves the accuracy and efficiency of reading three-dimensional regions.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a medical image processing system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the medical image processing apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the medical image processing apparatus.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a medical image processing method.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of three-dimensional image data made up of a plurality of tomographic images.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a displayed tomographic image.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a rectangular area specified in the first image.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of normals determined in the first image.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a three-dimensional area surrounded by a rectangular parallelepiped.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a three-dimensional area surrounded by a rectangular parallelepiped.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a displayed image processing result
  • a medical image processing system will be used as an example of a medical image processing device, a medical image processing method, and a program according to the present invention.
  • the medical image processing system is a system that determines a three-dimensional region including a region of interest in three-dimensional medical image data from a displayed two-dimensional tomographic image or cross-sectional image, performs image processing on the determined three-dimensional region, and displays the processing results.
  • a doctor obtains information about the region of interest from the image processing results of the displayed three-dimensional region, and creates an interpretation report. This reduces the burden on the user when specifying the three-dimensional region, and improves the accuracy and efficiency of interpretation.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a medical image processing system 10. As shown in FIG. 1, the medical image processing system 10 is configured with a medical image inspection device 12, a medical image database 14, a user terminal device 16, an image interpretation report database 18, and a medical image processing device 20.
  • the medical image inspection equipment 12, medical image database 14, user terminal device 16, image interpretation report database 18, and medical image processing device 20 are connected via a network 22 so that they can send and receive data.
  • the network 22 includes a wired or wireless LAN (Local Area Network) that connects various devices within the medical institution for communication.
  • the network 22 may also include a WAN (Wide Area Network) that connects the LANs of multiple medical institutions.
  • the medical imaging inspection equipment 12 is an imaging device that captures the area of the subject to be examined and generates a medical image.
  • medical imaging inspection equipment 12 include an X-ray device, a CT (Computed Tomography) device, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, a PET (Positron Emission Tomography) device, an ultrasound device, a CR (Computed Radiography) device using a flat X-ray detector, and an endoscopic device.
  • the medical image database 14 is a database that manages medical images taken by the medical image inspection equipment 12.
  • the medical image database 14 is implemented using a computer equipped with a large-capacity storage device for saving medical images.
  • Software that provides the functions of a database management system is installed in the computer.
  • the medical image may be a plurality of cross-sectional images taken by a CT device, an MRI device, etc., or a three-dimensional reconstructed image reconstructed using a plurality of cross-sectional images. It may also be a cross-sectional image in any direction of the three-dimensional reconstructed image.
  • the format of medical images can be in accordance with the Dicom (Digital Imaging and Communications in Medicine) standard. Supplementary information (Dicom tag information) defined in the Dicom standard may be added to medical images.
  • image in this specification includes not only the image itself, such as a photograph, but also image data, which is a signal that represents an image.
  • the user terminal device 16 is a terminal device for the doctor to create and view the image interpretation report, and includes viewer software for the doctor to view the medical images.
  • the user terminal device 16 is, for example, a personal computer.
  • the user terminal device 16 may be a workstation or a tablet terminal.
  • the user terminal device 16 has an input device 16A and a display device 16B.
  • the input device 16A may include a mouse and a keyboard.
  • the doctor inputs an instruction to display the medical image using the input device 16A.
  • the user terminal device 16 displays the medical image on the display 16B.
  • the user terminal device 16 also displays the results of image processing in the medical image processing device 20, which will be described later, on the display 16B.
  • the doctor creates an image interpretation report by inputting a finding statement, which is the result of the image interpretation of the medical image, using the input device 16A based on the medical image displayed on the display 16B and the image processing result.
  • the image interpretation report database 18 is a database that manages image interpretation reports generated by doctors on the user terminal device 16.
  • the image interpretation report may include the image processing results in the medical image processing device 20.
  • the image interpretation report database 18 is implemented by a computer equipped with a large-capacity storage device for saving image interpretation reports.
  • the computer is equipped with software that provides the functions of a database management system.
  • the medical image database 14 and the image interpretation report database 18 may be configured on a single computer.
  • the medical image processing device 20 is a device that performs image processing on a specified region of interest of a medical image.
  • the medical image processing device 20 can be a personal computer or a workstation (an example of a "computer").
  • Figure 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the medical image processing device 20. As shown in Figure 2, the medical image processing device 20 includes a processor 20A, a memory 20B, and a communication interface 20C.
  • Processor 20A executes instructions stored in memory 20B.
  • the hardware structure of processor 20A is various processors as shown below.
  • the various processors include a CPU (Central Processing Unit), which is a general-purpose processor that executes software (programs) and acts as various functional units, a GPU (Graphics Processing Unit), which is a processor specialized for image processing, a PLD (Programmable Logic Device), which is a processor whose circuit configuration can be changed after manufacture such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a dedicated electrical circuit, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which is a processor with a circuit configuration designed specifically to execute specific processing.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • PLD Programmable Logic Device
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • a single processing unit may be configured with one of these various processors, or may be configured with two or more processors of the same or different types (for example, multiple FPGAs, or a combination of a CPU and an FPGA, or a combination of a CPU and a GPU).
  • Multiple functional units may also be configured with one processor.
  • multiple functional units As an example of configuring multiple functional units with one processor, first, there is a form in which one processor is configured with a combination of one or more CPUs and software, as represented by a computer such as a client or server, and this processor acts as multiple functional units. Second, there is a form in which a processor is used that realizes the functions of the entire system including multiple functional units with a single IC (Integrated Circuit) chip, as represented by a SoC (System On Chip). In this way, the various functional units are configured using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware structure.
  • IC Integrated Circuit
  • the hardware structure of these various processors is an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
  • Memory 20B stores instructions to be executed by processor 20A.
  • Memory 20B includes a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), not shown.
  • Processor 20A uses the RAM as a working area, executes software using various programs and parameters, including the medical image processing program described below, stored in the ROM, and also executes various processes of the medical image processing device 20 by using parameters stored in the ROM, etc.
  • the communication interface 20C controls communication with the medical image inspection equipment 12, the medical image database 14, the user terminal device 16, and the image interpretation report database 18 via the network 22 according to a specific protocol.
  • the medical image processing device 20 may be a cloud server accessible from multiple medical institutions via the Internet.
  • the processing performed by the medical image processing device 20 may be a cloud service with a fee-based or fixed-fee system.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the medical image processing device 20.
  • Each function of the medical image processing device 20 is realized by the processor 20A executing a medical image processing program stored in the memory 20B.
  • the medical image processing device 20 includes an image acquisition unit 32, a rectangular region acquisition unit 34, a normal line determination unit 36, a rectangular parallelepiped region determination unit 38, an image processing unit 40, and an output unit 42.
  • the output unit 42 outputs various data to the user terminal device 16 and displays it on the display 16B.
  • the image acquisition unit 32 acquires a three-dimensional medical image (an example of "three-dimensional medical image data") from the medical image database 14, and displays a two-dimensional medical image (an example of a "first image") on the display 16B via the output unit 42.
  • the image acquisition unit 32 may acquire a plurality of tomographic images taken by the medical imaging inspection equipment 12 along the subject's body axis direction at a constant slice interval and a constant slice thickness as a three-dimensional medical image, and display any one of the plurality of tomographic images as a two-dimensional medical image.
  • a doctor can display a tomographic image including a region of interest such as a lesion by selecting a tomographic image at a desired slice position from the plurality of tomographic images using the input device 16A.
  • the image acquisition unit 32 may acquire high-resolution virtual thin-slice tomographic images with relatively small slice intervals and slice thicknesses as three-dimensional medical images.
  • the thin-slice tomographic images are generated from low-resolution thick-slice tomographic images with relatively large slice intervals and slice thicknesses captured by the medical image inspection equipment 12 as three-dimensional medical images.
  • the image acquisition unit 32 may acquire the thin-slice tomographic images from the medical image database 14, or may acquire the six-slice tomographic images from the medical image database 14 to generate the thin-slice tomographic images.
  • a doctor can display the thin-slice tomographic images including the region of interest as a two-dimensional medical image by selecting a tomographic image at a desired slice position from the thin-slice tomographic images using the input device 16A.
  • the image acquisition unit 32 may acquire a three-dimensional reconstructed image reconstructed using a plurality of tomographic images as a three-dimensional medical image, and display a cross-sectional image cut out from a cross section perpendicular to any direction of the three-dimensional reconstructed image as a two-dimensional medical image.
  • a doctor can display a cross-sectional image including a region of interest by selecting the cross-sectional direction and cross-sectional position of the cross-sectional image to be displayed using the input device 16A.
  • the image acquisition unit 32 may acquire medical images of the same subject previously captured by the medical imaging inspection equipment 12 as three-dimensional medical images, and display a two-dimensional medical image based on the previously captured medical images as a two-dimensional image.
  • the image acquisition unit 32 displays on the display 16B a first image, which is a tomographic image or a cross-sectional image perpendicular to the first direction.
  • the first direction is, for example, the body axis direction of the subject.
  • the rectangular area acquisition unit 34 accepts and acquires from the user terminal device 16 a rectangular area specified in the first image displayed on the display 16B.
  • the doctor specifies a rectangular area including a region of interest for the displayed first image using the input device 16A.
  • the doctor may enlarge and/or reduce the size of the rectangular area using the input device 16A.
  • the normal determination unit 36 determines the length of the normal of the displayed first image based on the rectangular area acquired by the rectangular area acquisition unit 34.
  • the normal of the first image is a straight line parallel to the first direction. If the rectangular area acquisition unit 34 acquires a square rectangular area, the normal determination unit 36 may determine the length of the normal to be the same as the length of one side of the square. If the rectangular area acquisition unit 34 accepts a specification for enlarging and/or reducing the rectangular area, the normal determination unit 36 may modify the length of the normal in conjunction with the specification for enlarging and/or reducing.
  • the rectangular parallelepiped region determination unit 38 determines a three-dimensional region contained in the three-dimensional medical image, which is surrounded by a rectangular parallelepiped defined by the rectangular region acquired by the rectangular region acquisition unit 34 and the normal determined by the normal determination unit 36.
  • the rectangular parallelepiped region determination unit 38 may define a rectangular parallelepiped with the rectangular region located at the center in the first direction.
  • the rectangular parallelepiped region determination unit 38 calculates the range corresponding to the normal in the three-dimensional medical image including the first image based on the length of the normal determined by the normal determination unit 36.
  • the rectangular parallelepiped region determination unit 38 may visually display the calculated range on a slider bar described below, or may overlay a numerical value representing the calculated range on the first image displayed on the display 16B.
  • the image processing unit 40 applies image processing to the three-dimensional region determined by the rectangular parallelepiped region determination unit 38.
  • the image processing unit 40 may reconstruct the three-dimensional region to generate a two-dimensional or three-dimensional image.
  • the image processing unit 40 outputs the image processing result to the user terminal device 16 via the output unit 42, and displays it on the display 16B.
  • the image processing unit 40 may display the first image and the image processing result side by side.
  • ⁇ Medical image processing method> 4 is a flowchart showing a medical image processing method using the medical image processing device 20.
  • the medical image processing method is a method of determining a three-dimensional region including a region of interest of a three-dimensional medical image from a displayed two-dimensional tomographic image or cross-sectional image, performing image processing on the determined three-dimensional region, and displaying the processing result.
  • the medical image processing method is realized by the processor 20A executing a medical image processing program stored in the memory 20B.
  • the medical image processing program may be provided by a computer-readable non-transitory storage medium or via the Internet.
  • step S1 the doctor starts the viewer software of the user terminal device 16 and selects the examination of the subject to be interpreted.
  • the image acquisition unit 32 acquires medical images taken in the selected examination from the medical image database 14.
  • the image acquisition unit 32 also displays a first image based on the medical images on the display 16B via the output unit 42.
  • the image acquisition unit 32 acquires a three-dimensional image consisting of multiple tomographic images and displays one of the multiple tomographic images.
  • the image acquisition unit 32 may also acquire a three-dimensional reconstructed image and display a cross-sectional image obtained by cutting out a cross section perpendicular to any direction of the three-dimensional reconstructed image.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a three-dimensional image made up of multiple tomographic images.
  • the three-dimensional image 100 includes multiple tomographic images 102-1, 102-2, ... 102-i, ... 102-n that are perpendicular to the Z direction, which is the body axis direction. Note that n is a natural number, and i is a natural number smaller than n.
  • the multiple tomographic images 102-1 to 102-n are images having slice planes parallel to the XY plane, captured at a constant slice interval and a constant slice thickness along the Z direction.
  • the image acquisition unit 32 displays the slice plane of any of the multiple tomographic images 102-1 to 102-n on the display 16B in response to an input from the input device 16A.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a displayed tomographic image.
  • the tomographic image 104 displayed on the display 16B in FIG. 6 is a tomographic image selected by the doctor from among the multiple tomographic images 102-1 to 102-n.
  • a slider bar 120 is displayed on the display 16B together with the tomographic image 104.
  • the slider bar 120 indicates the range of the three-dimensional image 100 in the Z direction.
  • the upper end of the slider bar 120 indicates the slice position of the tomographic image 102-1
  • the lower end of the slider bar 120 indicates the slice position of the tomographic image 102-n.
  • the slider bar 120 is provided with a slider 122 indicating the slice position of the tomographic image 104 displayed on the display 16B.
  • the doctor can change the slice position of the three-dimensional image by changing the position of the slider 122 using the input device 16A, and can display the tomographic image 104 at the desired slice position on the display 16B.
  • step S2 the doctor specifies a two-dimensional rectangular area of interest in the first image displayed on the display 16B using the input device 16A.
  • the rectangular area acquisition unit 34 accepts and acquires the specified rectangular area in the first image from the user terminal device 16.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a rectangular area specified in the first image.
  • rectangular area 106 is specified in tomographic image 104.
  • Rectangular area 106 is an area specified in tomographic image 104 by a doctor using input device 16A, and is, for example, an area surrounding a region of interest shown in tomographic image 104.
  • rectangular area 106 is a square area with a side length of L.
  • step S3 the normal determination unit 36 determines the length of the normal (a line perpendicular to the XY plane) of the first image displayed on the display 16B based on the rectangular area acquired in step S2.
  • the normal determination unit 36 may also determine the length of the normal in the forward direction (-Z direction) and the length of the normal in the backward direction (+Z direction).
  • FIG. 8 shows an example of a normal determined in the first image.
  • a normal 108 of length L is determined in the tomographic image 104.
  • the length of the normal 108 is equal to the length of one side of the square rectangular region 106. Note that the normal 108 is virtual and is not displayed on the display 16B.
  • step S4 the rectangular parallelepiped region determination unit 38 determines a three-dimensional region contained in the three-dimensional image, which is surrounded by a rectangular parallelepiped defined by the rectangular region acquired in step S2 and the normals determined in step S3.
  • FIG. 9 and 10 are diagrams showing an example of a three-dimensional region surrounded by a rectangular parallelepiped.
  • FIG. 9 is a diagram of the three-dimensional image 100 viewed from the Y direction
  • FIG. 10 is a diagram showing the three-dimensional image 100 in the same way as FIG. 5.
  • the rectangular parallelepiped defined by the rectangular region acquired in step S2 and the normal determined in step S3 is a rectangular parallelepiped whose upper surface is a rectangle obtained by translating the rectangular region 106 by a first length in the Z direction and whose lower surface is a rectangle obtained by translating the rectangular region 106 by a second length in the -Z direction, and the sum of the first length and the second length is the length of the normal.
  • the rectangular parallelepiped region determination unit 38 determines the three-dimensional region 110 surrounded by a rectangular parallelepiped in which the tomographic image 104 having the rectangular region 106 at its center in the Z direction is located. That is, the first length and the second length are both L/2.
  • doctors can easily specify any three-dimensional area from a three-dimensional image by simply specifying a rectangular area in a two-dimensional image.
  • step S5 the image processing unit 40 applies image processing to the three-dimensional region determined in step S4.
  • step S6 the image processing unit 40 causes the display 16B to display the processing results.
  • step S7 the rectangular parallelepiped region determination unit 38 causes the display 16B to display the range corresponding to the normal determined in step S3 in the three-dimensional medical image including the first image.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a displayed image processing result.
  • the tomographic image 104 in which the rectangular region 106 is arranged and the image processing result 112 are displayed side by side on the display 16B.
  • the image processing result 112 is a two-dimensional image generated by reconstructing the three-dimensional region 110, and includes an axial section image 112A, a sagittal section image 112B, and a coronal section image 112C.
  • the axial section image 112A, the sagittal section image 112B, and the coronal section image 112C are displayed superimposed on the tomographic image 104.
  • the image processing result 112 may include at least one of the axial section image 112A, the sagittal section image 112B, and the coronal section image 112C.
  • a slider bar 120 is displayed on the display 16B.
  • the slider bar 120 is provided with a range display section 124.
  • the range display section 124 represents the range corresponding to the normal line 108 in the three-dimensional medical image.
  • the range of the normal line 108 is the range in which the tomographic image 104 is located at the center in the Z direction, and therefore in FIG. 11, the range display section 124 is shown as having the same length both above and below the slider 122 as the center.
  • image processing result 114 is displayed side by side on display 16B together with tomographic image 104 and image processing result 112.
  • Image processing result 114 is a three-dimensional region of past three-dimensional image data corresponding to three-dimensional image 100, and is a three-dimensional region corresponding to three-dimensional region 110 subjected to similar image processing.
  • Past three-dimensional image data corresponding to three-dimensional image 100 is, for example, a three-dimensional image of the same subject captured before three-dimensional image 100 was captured.
  • a three-dimensional region corresponding to three-dimensional region 110 is a three-dimensional region of a past three-dimensional image, and is a three-dimensional region in which the same position of the subject as the three-dimensional region of three-dimensional image 100 was captured. In other words, it is not necessarily a region at the same coordinate position of an image with the same slice number as the three-dimensional region of three-dimensional image 100. In order to extract such a three-dimensional region from a past three-dimensional image, it is necessary to align three-dimensional image 100 with the past three-dimensional image. Alignment of three-dimensional images can be performed using known methods.
  • the image processing result 114 includes an axial section image 114A, a sagittal section image 114B, and a coronal section image 114C, each of which is displayed superimposed on the tomographic image 104.
  • the axial section image 114A, the sagittal section image 114B, and the coronal section image 114C are images of sections at the same positions as the axial section image 112A, the sagittal section image 112B, and the coronal section image 112C, respectively. This makes it possible to compare the current region of interest with a region at the same position in the past.
  • the image processing result 114 may include any one of the axial section image 114A, the sagittal section image 114B, and the coronal section image 114C.
  • the medical image processing device 20 determines whether the rectangular region has been modified.
  • the doctor can modify the position and size of the rectangular region 106 using the input device 16A.
  • step S2 If the rectangular area 106 has been modified, the process returns to step S2 and the same process is performed. That is, the modified rectangular area 106 is received (step S2), the length of the normal 108 corresponding to the modified rectangular area 106 is determined (step S3), the three-dimensional area is determined (step S4), image processing is performed on the three-dimensional area (step S6), and the processing results are displayed (step S7).
  • the normal determination unit 36 may modify the length of the normal 108 to be longer in conjunction with the enlargement specification in step S3. For example, the normal determination unit 36 may lengthen the normal 108 according to the enlargement ratio of the rectangular region 106. Also, if the doctor performs an operation to reduce the rectangular region 106 in step S8, the normal determination unit 36 may modify the length of the normal 108 to be shorter in conjunction with the reduction specification in step S3. For example, the normal determination unit 36 may shorten the normal 108 according to the reduction ratio of the rectangular region 106.
  • the doctor may change the displayed tomographic image 104 by moving the slider 122 using the input device 16A. In this case, the doctor may return to step S1 and perform the same process.
  • the medical image processing device 20 and the medical image processing method can reduce the burden on the user when specifying a three-dimensional region and improve the accuracy and efficiency of image interpretation.
  • the medical image processing device, the medical image processing method, and the medical image processing program according to the present embodiment can also be applied to an image processing device, an image processing method, and an image processing program that use natural images other than medical images.
  • the present invention can be applied to a technology for specifying a three-dimensional area from three-dimensional image data of social infrastructure facilities such as transportation, electricity, gas, and water.

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Abstract

３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、３次元的領域の読影精度及び効率を向上させる医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラムを提供する。３次元医用画像データの第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像を表示装置に表示させ、表示された第１の画像において指定された矩形領域を受け付け、矩形領域に基づいて、第１の画像の法線の長さを決定し、３次元医用画像データのうちの矩形領域及び法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定し、決定された３次元的領域に画像処理を施し、画像処理の結果を表示装置に表示させる。

Description

医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラム
　本発明は医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラムに係り、特に３次元の画像の３次元的領域を指定する技術に関する。
　ＣＴ（Computed Tomography）装置、又はＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等で撮影された複数の断層画像の指定された断層画像を表示するビューア上で、３次元の領域を指定して画像処理を行う場合、各断層画像で該当する領域を指定するのは手間がかかる。
　このような課題に対し、特許文献１には、ユーザ操作により断層画像上の２端点が指定されると、法線方向の高さを算出して直方体の関心領域を取得する方法が提案されている。
特開２０１３－１８０１５３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法は、関心領域に含まれる複数の位置の変形量に基づいて対応する断層画像を特定するものであり、関心領域について情報を提供するものではなかった。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、読影精度及び効率を向上させる医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本開示の第１態様に係る医用画像処理装置は、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに実行させるための命令を記憶する少なくとも１つのメモリと、を備え、少なくとも１つのプロセッサは、３次元医用画像データの第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像を表示装置に表示させ、表示された第１の画像において指定された矩形領域を受け付け、矩形領域に基づいて、第１の画像の法線の長さを決定し、３次元医用画像データのうちの矩形領域及び法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定し、決定された３次元的領域に画像処理を施し、画像処理の結果を表示装置に表示させる医用画像処理装置である。
　本態様によれば、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、３次元的領域の読影精度及び効率を向上させることができる。
　本開示の第２態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、修正された法線の長さを受け付け、修正された法線の長さによって３次元的領域を修正し、修正された３次元的領域に画像処理を施すことが好ましい。これにより、適切なサイズに修正された３次元的領域の画像処理の結果を表示させることができる。
　本開示の第３態様に係る医用画像処理装置は、第２態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、指定された矩形領域の拡大及び／又は縮小の指定を受け付け、拡大及び／又は縮小の指定に連動して法線の長さを修正することが好ましい。これにより、矩形領域のサイズを修正することで３次元的領域のサイズを修正することができる。
　本開示の第４態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、正方形の矩形領域を受け付け、法線の長さを正方形の一辺の長さに決定することが好ましい。これにより、法線の長さを適切な長さに決定することができる。
　本開示の第５態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、第１の画像と画像処理の結果とを並べて表示させることが好ましい。これにより、読影の効率を向上させることができる。
　本開示の第６態様に係る医用画像処理装置は、第５態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、３次元医用画像データに対応する過去の３次元医用画像データのうちの決定された３次元的領域に対応する過去の３次元的領域に画像処理を施し、過去の３次元的領域の画像処理の結果をさらに並べて表示させることが好ましい。これにより、読影の効率を向上させることができる。
　本開示の第７態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、３次元医用画像データにおける第１の画像の第１の方向の位置を表すスライダーバーを表示装置に表示させ、スライダーバーに法線に対応する範囲を表示させることが好ましい。これにより、ユーザが法線の範囲を確認することができる。
　本開示の第８態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、３次元医用画像データの第１の方向について法線に対応する範囲を表す数値を表示装置に表示させることが好ましい。これにより、ユーザが法線の範囲を確認することができる。
　本開示の第９態様に係る医用画像処理装置は、第１態様に係る医用画像処理装置において、少なくとも１つのプロセッサは、第１の方向の中心に矩形領域が位置する直方体を規定することが好ましい。これにより、３次元的領域を適切な位置に決定することができる。
　本開示の第１０態様に係る医用画像処理装置は、第１態様から第９態様のいずれかに係る医用画像処理装置において、画像処理は、３次元再構成を含み、画像処理の結果は、アキシャル断面の画像、サジタル断面の画像、及びコロナル断面の画像のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。これにより、読影の精度を向上させることができる。
　上記目的を達成するために、本開示の第１１態様に係る医用画像処理方法は、少なくとも１つのプロセッサが、３次元医用画像データの第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像を表示装置に表示させ、表示された第１の画像において指定された矩形領域を受け付け、矩形領域に基づいて、第１の画像の法線の長さを決定し、３次元医用画像データのうちの矩形領域及び法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定し、決定された３次元的領域に画像処理を施し、画像処理の結果を表示装置に表示させる医用画像処理方法である。
　本態様によれば、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、３次元的領域の読影精度及び効率を向上させることができる。
　上記目的を達成するために、本開示の第１２態様に係るプログラムは、第１１態様の医用画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムである。第１２態様に係るプログラムを記憶したＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）等の非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体も本開示に含まれる。
　本発明によれば、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、３次元的領域の読影精度及び効率を向上させることができる。
図１は、医用画像処理システムの全体構成図である。 図２は、医用画像処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図３は、医用画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、医用画像処理方法を示すフローチャートである。 図５は、複数の断層画像からなる３次元画像データの一例を示す図である。 図６は、表示された断層画像の一例を示す図である。 図７は、第１の画像において指定された矩形領域の一例を示す図である。 図８は、第１の画像において決定された法線の一例を示す図である。 図９は、直方体で囲まれる３次元的領域の一例を示す図である。 図１０は、直方体で囲まれる３次元的領域の一例を示す図である。 図１１は、表示された画像処理結果の一例を示す図である。 図１２は、表示された画像処理結果の他の例を示す図である。
　以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。ここでは、本発明に係る医用画像処理装置、医用画像処理方法及びプログラムの一例として、医用画像処理システムを例に説明する。
　＜医用画像処理システム＞
　本実施形態に係る医用画像処理システムは、表示された２次元の断層画像又は断面画像から３次元医用画像データの関心領域を含む３次元的領域を決定し、決定された３次元的領域について画像処理を施して処理結果を表示させるシステムである。医師は、表示された３次元的領域の画像処理結果から関心領域に関する情報を取得し、読影レポートを作成する。これにより、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、読影精度及び効率を向上させる。
　図１は、医用画像処理システム１０の全体構成図である。図１に示すように、医用画像処理システム１０は、医用画像検査機器１２と、医用画像データベース１４と、ユーザ端末装置１６と、読影レポートデータベース１８と、医用画像処理装置２０と、を備えて構成される。
　医用画像検査機器１２と、医用画像データベース１４と、ユーザ端末装置１６と、読影レポートデータベース１８と、医用画像処理装置２０とは、ネットワーク２２を介してそれぞれデータを送受信可能に接続される。ネットワーク２２は、医療機関内の各種機器を通信接続する有線、又は無線のＬＡＮ（Local Area Network）を含む。ネットワーク２２は、複数の医療機関のＬＡＮ同士を接続するＷＡＮ（Wide Area Network）を含んでもよい。
　医用画像検査機器１２は、被検体の検査対象部位を撮像し、医用画像を生成する撮影装置である。医用画像検査機器１２の例として、Ｘ線撮影装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、超音波装置、平面Ｘ線検出器を用いたＣＲ（Computed Radiography）装置、及び内視鏡装置が挙げられる。
　医用画像データベース１４は、医用画像検査機器１２によって撮影された医用画像を管理するデータベースである。医用画像データベース１４は、医用画像を保存するための大容量ストレージ装置を備えるコンピュータが適用される。コンピュータには、データベース管理システムの機能を提供するソフトウェアが組み込まれる。
　医用画像は、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等によって撮影された複数の断層画像であってもよいし、複数の断層画像を用いて再構成された３次元再構成画像であってもよい。３次元再構成画像の任意の方向の断面画像であってもよい。
　医用画像のフォーマットは、Ｄｉｃｏｍ（Digital Imaging and COmmunications in Medicine）規格を適用可能である。医用画像は、Ｄｉｃｏｍ規格において規定された付帯情報（Ｄｉｃｏｍタグ情報）が付加されてもよい。なお、本明細書における画像という用語には、写真等の画像自身の意味の他に、画像を表す信号である画像データの意味が含まれる。
　ユーザ端末装置１６は、医師が読影レポートを作成、及び閲覧するための端末機器であり、医師が医用画像を閲覧するビューアソフトウェアを含む。ユーザ端末装置１６は、例えばパーソナルコンピュータが適用される。ユーザ端末装置１６は、ワークステーションであってもよいし、タブレット端末であってもよい。ユーザ端末装置１６は、入力装置１６Ａ及び表示装置であるディスプレイ１６Ｂを備える。入力装置１６Ａは、マウス、及びキーボードを含んでもよい。医師は、入力装置１６Ａを使用して医用画像の表示の指示を入力する。ユーザ端末装置１６は、医用画像をディスプレイ１６Ｂに表示させる。また、ユーザ端末装置１６は、医用画像処理装置２０における後述する画像処理の結果をディスプレイ１６Ｂに表示させる。医師は、ディスプレイ１６Ｂに表示された医用画像及び画像処理結果に基づいて、入力装置１６Ａを使用して医用画像の読影結果である所見文を入力することで、読影レポートを作成する。
　読影レポートデータベース１８は、ユーザ端末装置１６において医師が生成した読影レポートを管理するデータベースである。読影レポートは、医用画像処理装置２０における画像処理結果を含んでもよい。読影レポートデータベース１８は、読影レポート保存するための大容量ストレージ装置を備えるコンピュータが適用される。コンピュータには、データベース管理システムの機能を提供するソフトウェアが組み込まれる。医用画像データベース１４と読影レポートデータベース１８とは、１つのコンピュータで構成されてもよい。
　医用画像処理装置２０は、医用画像の指定された関心領域に画像処理を施す装置である。医用画像処理装置２０は、パーソナルコンピュータ、又はワークステーション（「コンピュータ」の一例）を適用可能である。図２は、医用画像処理装置２０の電気的構成を示すブロック図である。図２に示すように、医用画像処理装置２０は、プロセッサ２０Ａと、メモリ２０Ｂと、通信インターフェース２０Ｃと、を備える。
　プロセッサ２０Ａは、メモリ２０Ｂに記憶された命令を実行する。プロセッサ２０Ａのハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の機能部として作用する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、画像処理に特化したプロセッサであるＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
　１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されていてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、あるいはＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の機能部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の機能部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント又はサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組合せで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の機能部として作用させる形態がある。第２に、ＳｏＣ（System On Chip）等に代表されるように、複数の機能部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の機能部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
　さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。
　メモリ２０Ｂは、プロセッサ２０Ａに実行させるための命令を記憶する。メモリ２０Ｂは、不図示のＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。プロセッサ２０Ａは、ＲＡＭを作業領域とし、ＲＯＭに記憶された後述する医用画像処理プログラムを含む各種のプログラム及びパラメータを使用してソフトウェアを実行し、かつＲＯＭ等に記憶されたパラメータを使用することで、医用画像処理装置２０の各種の処理を実行する。
　通信インターフェース２０Ｃは、所定のプロトコルに従って、ネットワーク２２を介した医用画像検査機器１２、医用画像データベース１４、ユーザ端末装置１６、及び読影レポートデータベース１８との通信を制御する。
　医用画像処理装置２０は、インターネットを介して複数の医療機関からアクセス可能なクラウドサーバであってもよい。医用画像処理装置２０で行う処理は、課金制、又は固定料金制のクラウドサービスであってもよい。
　〔医用画像処理装置の機能構成〕
　図３は、医用画像処理装置２０の機能構成を示すブロック図である。医用画像処理装置２０の各機能は、プロセッサ２０Ａがメモリ２０Ｂに記憶された医用画像処理プログラムを実行することで具現化される。図３に示すように、医用画像処理装置２０は、画像取得部３２と、矩形領域取得部３４と、法線決定部３６と、直方体領域決定部３８と、画像処理部４０と、出力部４２と、を備える。
　出力部４２は、各種データをユーザ端末装置１６に出力し、ディスプレイ１６Ｂに表示させる。
　画像取得部３２は、医用画像データベース１４から３次元の医用画像（「３次元医用画像データ」の一例）を取得し、出力部４２を介してディスプレイ１６Ｂに２次元の医用画像（「第１の画像」の一例）を表示させる。画像取得部３２は、３次元の医用画像として医用画像検査機器１２によって被検体の体軸方向に沿って一定のスライス間隔及び一定のスライス厚で撮影された複数の断層画像を取得し、２次元の医用画像として複数の断層画像のうちのいずれかの断層画像を表示させてもよい。医師は、入力装置１６Ａによって複数の断層画像のうちの所望のスライス位置の断層画像を選択することで、病変等の関心領域を含む断層画像を表示させることができる。
　画像取得部３２は、３次元の医用画像としてスライス間隔及びスライス厚が相対的に小さい高解像度の仮想的な複数のシンスライス（Thin slice）の断層画像を取得してもよい。シンスライスの断層画像は、３次元の医用画像として医用画像検査機器１２によって撮影されたスライス間隔及びスライス厚が相対的に大きい低解像度の複数のシックスライス（Thick slice）の断層画像から生成される。画像取得部３２は、シンスライスの断層画像を医用画像データベース１４から取得してもよいし、シックスライスの断層画像を医用画像データベース１４から取得してシンスライスの断層画像を生成してもよい。医師は、入力装置１６Ａによって複数のシンスライスの断層画像のうちの所望のスライス位置の断層画像を選択することで、２次元の医用画像として関心領域を含むシンスライスの断層画像を表示させることができる。
　画像取得部３２は、３次元の医用画像として複数の断層画像を用いて再構成された３次元再構成画像を取得し、２次元の医用画像として３次元再構成画像の任意の方向に直交する断面を切り出した断面画像を表示させてもよい。医師は、入力装置１６Ａによって表示させる断面画像の断面方向及び断面位置を選択することで、関心領域を含む断面画像を表示させることができる。
　画像取得部３２は、３次元の医用画像として過去に医用画像検査機器１２によって同一被検体が撮影された医用画像を取得し、２次元の画像として過去に撮影された医用画像に基づく２次元の医用画像を表示させてもよい。
　ここでは、画像取得部３２は、第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像をディスプレイ１６Ｂに表示させる。第１の方向は、例えば被検体の体軸方向である。
　矩形領域取得部３４は、ディスプレイ１６Ｂに表示された第１の画像において指定された矩形領域をユーザ端末装置１６から受け付け、取得する。医師は、表示された第１の画像に対して、入力装置１６Ａによって関心領域を含む矩形領域を指定する。医師は、入力装置１６Ａによって矩形領域のサイズを拡大及び／又は縮小してもよい。
　法線決定部３６は、矩形領域取得部３４が取得した矩形領域に基づいて、表示された第１の画像の法線の長さを決定する。第１の画像の法線とは、第１の方向に平行な直線である。矩形領域取得部３４が正方形の矩形領域を取得した場合、法線決定部３６は、法線の長さを正方形の一辺と同じ長さに決定してもよい。矩形領域取得部３４が矩形領域の拡大及び／又は縮小の指定を受け付けた場合、法線決定部３６は、拡大及び／又は縮小の指定に連動して法線の長さを修正してもよい。
　直方体領域決定部３８は、３次元医用画像に含まれる３次元的領域であって、矩形領域取得部３４が取得した矩形領域及び法線決定部３６が決定した法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定する。直方体領域決定部３８は、第１の方向の中心に矩形領域が位置する直方体を規定してもよい。
　直方体領域決定部３８は、法線決定部３６によって決定された法線の長さに基づいて、第１の画像を含む３次元医用画像における法線に対応する範囲を算出する。直方体領域決定部３８は、算出した範囲を視認可能に後述するスライダーバーに表示させてもよいし、算出した範囲を表す数値をディスプレイ１６Ｂに表示されている第１の画像にオーバーレイ表示させてもよい。
　画像処理部４０は、直方体領域決定部３８によって決定された３次元的領域に画像処理を施す。画像処理部４０は、３次元的領域を再構成して２次元又は３次元の画像を生成してもよい。画像処理部４０は、出力部４２を介して画像処理結果をユーザ端末装置１６に出力し、ディスプレイ１６Ｂに表示させる。画像処理部４０は、第１の画像と画像処理結果とを並べて表示させてもよい。
　＜医用画像処理方法＞
　図４は、医用画像処理装置２０を用いた医用画像処理方法を示すフローチャートである。医用画像処理方法は、表示された２次元の断層画像又は断面画像から３次元医用画像の関心領域を含む３次元的領域を決定し、決定された３次元的領域について画像処理を施して処理結果を表示させる方法である。医用画像処理方法は、プロセッサ２０Ａがメモリ２０Ｂに記憶された医用画像処理プログラムを実行することで実現される。医用画像処理プログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体によって提供されてもよいし、インターネットを介して提供されてもよい。
　ステップＳ１では、医師はユーザ端末装置１６のビューアソフトウェアを起動し、読影対象の被検体の検査を選択する。画像取得部３２は、選択された検査において撮影された医用画像を医用画像データベース１４から取得する。また、画像取得部３２は、出力部４２を介してディスプレイ１６Ｂに医用画像に基づく第１の画像を表示させる。例えば、画像取得部３２は、複数の断層画像からなる３次元画像を取得し、複数の断層画像のうちのいずれかの断層画像を表示させる。画像取得部３２は、３次元再構成画像を取得し、３次元再構成画像の任意の方向に直交する断面を切り出した断面画像を表示させてもよい。
　図５は、複数の断層画像からなる３次元画像の一例を示す図である。３次元画像１００は、体軸方向であるＺ方向に直交する複数の断層画像１０２－１、１０２－２、…１０２－ｉ、…、１０２－ｎを含む。なお、ｎは自然数であり、ｉはｎより小さい自然数である。複数の断層画像１０２－１～１０２－ｎは、Ｚ方向に沿って一定のスライス間隔及び一定のスライス厚で撮影されたＸＹ平面に平行なスライス面を有する画像である。画像取得部３２は、入力装置１６Ａからの入力に応じて複数の断層画像１０２－１～１０２－ｎのうちのいずれかの断層画像のスライス面をディスプレイ１６Ｂに表示させる。
　図６は、表示された断層画像の一例を示す図である。図６においてディスプレイ１６Ｂに表示されている断層画像１０４は、複数の断層画像１０２－１～１０２－ｎのうちの医師によって指定された断層画像である。ディスプレイ１６Ｂには、断層画像１０４とともにスライダーバー１２０が表示されている。スライダーバー１２０は、３次元画像１００のＺ方向の範囲を示している。例えば、スライダーバー１２０の上端は断層画像１０２－１のスライス位置を示し、スライダーバー１２０の下端は断層画像１０２－ｎのスライス位置を示す。スライダーバー１２０には、ディスプレイ１６Ｂに表示される断層画像１０４のスライス位置を示すスライダー１２２が設けられている。医師は、入力装置１６Ａによりスライダー１２２の位置を変更することにより、３次元画像のスライス位置を変更し、所望のスライス位置の断層画像１０４をディスプレイ１６Ｂに表示させることができる。
　ステップＳ２では、医師は、ディスプレイ１６Ｂに表示された第１の画像の関心領域を入力装置１６Ａによって２次元の矩形領域で指定する。矩形領域取得部３４は、第１の画像において指定された矩形領域をユーザ端末装置１６から受け付け、取得する。
　図７は、第１の画像において指定された矩形領域の一例を示す図である。ここでは、断層画像１０４において矩形領域１０６が指定されている。矩形領域１０６は、断層画像１０４において医師が入力装置１６Ａによって指定した領域であり、例えば断層画像１０４に写った関心領域を囲む領域である。ここでは、矩形領域１０６は、一辺の長さがＬの正方形の領域である。
　ステップＳ３では、法線決定部３６は、ステップＳ２で取得した矩形領域に基づいて、ディスプレイ１６Ｂに表示された第１の画像の法線（ＸＹ平面に垂直な線）の長さを決定する。法線決定部３６は、法線の手前方向（－Ｚ方向）の長さ、及び奥方向（＋Ｚ方向）の長さをそれぞれ決定してもよい。
　図８は、第１の画像において決定された法線の一例を示す図である。ここでは、断層画像１０４において長さＬの法線１０８が決定されている。すなわち、法線１０８の長さは、正方形の矩形領域１０６の一辺の長さに等しい。なお、法線１０８は、仮想的なものであり、ディスプレイ１６Ｂには表示されない。
　ステップＳ４では、直方体領域決定部３８は、３次元画像に含まれる３次元的領域であって、ステップＳ２で取得した矩形領域及びステップＳ３で決定した法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定する。
　図９及び図１０は、直方体で囲まれる３次元的領域の一例を示す図である。図９は、３次元画像１００をＹ方向から見た図であり、図１０は、３次元画像１００を図５と同様に示した図である。図９及び図１０に示すように、ステップＳ２で取得した矩形領域及びステップＳ３で決定した法線によって規定される直方体とは、矩形領域１０６をＺ方向に第１の長さだけ平行移動した矩形を上面とし、矩形領域１０６を－Ｚ方向に第２の長さだけ平行移動した矩形を下面とする直方体であり、第１の長さ及び第２の長さの合計は法線の長さである。ここでは、直方体領域決定部３８は、Ｚ方向の中心に矩形領域１０６を有する断層画像１０４が位置する直方体で囲まれる３次元的領域１１０を決定している。すなわち、第１の長さ及び第２の長さは、ともにＬ／２である。
　このように、医師は、２次元画像において矩形領域を指定するだけで、３次元画像から任意の３次元的領域を容易に指定することができる。
　ステップＳ５では、画像処理部４０は、ステップＳ４で決定された３次元的領域に画像処理を施す。また、ステップＳ６では、画像処理部４０は、処理結果をディスプレイ１６Ｂに表示させる。さらに、ステップＳ７では、直方体領域決定部３８は、第１の画像を含む３次元医用画像におけるステップＳ３で決定された法線に対応する範囲を表示させる。
　図１１は、表示された画像処理結果の一例を示す図である。ここでは、矩形領域１０６が配置された断層画像１０４と画像処理結果１１２とがディスプレイ１６Ｂに並べて表示されている。画像処理結果１１２は、３次元的領域１１０を再構成して生成された２次元の画像であり、アキシャル断面の画像１１２Ａ、サジタル断面の画像１１２Ｂ、及びコロナル断面の画像１１２Ｃを含む。アキシャル断面の画像１１２Ａ、サジタル断面の画像１１２Ｂ、及びコロナル断面の画像１１２Ｃは、断層画像１０４に重ねて表示される。画像処理結果１１２は、アキシャル断面の画像１１２Ａ、サジタル断面の画像１１２Ｂ、及びコロナル断面の画像１１２Ｃのうちの少なくとも１つを含めばよい。
　また、図１１に示すように、ディスプレイ１６Ｂにはスライダーバー１２０が表示される。スライダーバー１２０には範囲表示部１２４が設けられている。範囲表示部１２４は、３次元医用画像における法線１０８に対応する範囲を表している。ここでは、法線１０８の範囲はＺ方向の中心に断層画像１０４が位置する範囲であるため、図１１では、範囲表示部１２４はスライダー１２２を中心として上下に同じ長さとして示されている。
　図１２は、表示された画像処理結果の他の例を示す図である。ここでは、断層画像１０４、及び画像処理結果１１２とともに、画像処理結果１１４がディスプレイ１６Ｂに並べて表示されている。画像処理結果１１４は、３次元画像１００に対応する過去の３次元画像データの３次元的領域であって、３次元的領域１１０に対応する３次元的領域に同様の画像処理を施したものである。３次元画像１００に対応する過去の３次元画像データとは、例えば同一被検体を３次元画像１００の撮影よりも以前に撮影した３次元画像である。３次元的領域１１０に対応する３次元的領域とは、過去の３次元画像の３次元的領域であって、３次元画像１００の３次元的領域と同じ被検体の位置が撮影された３次元的領域である。すなわち、３次元画像１００の３次元的領域と同じスライス番号の画像の同じ座標位置の領域とは限らない。過去の３次元画像からこのような３次元的領域を抽出するためには、３次元画像１００と過去の３次元画像との位置合わせが必要となる。３次元画像同士の位置合わせについては、公知の方法によって行えばよい。
　図１２に示す例では、画像処理結果１１４は、アキシャル断面の画像１１４Ａ、サジタル断面の画像１１４Ｂ、及びコロナル断面の画像１１４Ｃを含み、それぞれ断層画像１０４に重ねて表示される。アキシャル断面の画像１１４Ａ、サジタル断面の画像１１４Ｂ、及びコロナル断面の画像１１４Ｃは、それぞれアキシャル断面の画像１１２Ａ、サジタル断面の画像１１２Ｂ、及びコロナル断面の画像１１２Ｃと同じ位置の断面の画像である。これにより、現在の関心領域と過去の同じ位置の領域とを比較することができる。画像処理結果１１４は、アキシャル断面の画像１１４Ａ、サジタル断面の画像１１４Ｂ、及びコロナル断面の画像１１４Ｃのうちのいずれか１つを含めばよい。
　このように、決定した３次元的領域についての画像処理結果を表示させることで、読影精度及び効率を向上させることができる。
　続くステップＳ８では、医用画像処理装置２０は、矩形領域が修正されたか否かを判断する。医師は、入力装置１６Ａを用いて、矩形領域１０６の位置、及び大きさを修正することができる。
　矩形領域１０６が修正された場合は、ステップＳ２に戻り、同様の処理を行う。すなわち、修正後の矩形領域１０６を受け付け（ステップＳ２）、修正後の矩形領域１０６に対応する法線１０８の長さを決定し（ステップＳ３）、３次元的領域を決定し（ステップＳ４）、３次元的領域に画像処理を施し（ステップＳ６）、処理結果を表示させる（ステップＳ７）。
　ステップＳ８において医師が矩形領域１０６を拡大する操作を行った場合、ステップＳ３では、法線決定部３６は、拡大の指定に連動して法線１０８の長さを長く修正してもよい。例えば、法線決定部３６は、矩形領域１０６の拡大比率に応じて法線１０８を長くしてもよい。また、ステップＳ８において医師が矩形領域１０６を縮小する操作を行った場合、ステップＳ３では、法線決定部３６は、縮小の指定に連動して法線１０８の長さを短く修正してもよい。例えば、法線決定部３６は、矩形領域１０６の縮小比率に応じて法線１０８を短くしてもよい。
　医師は、入力装置１６Ａによりスライダー１２２を移動させることにより、表示される断層画像１０４を変更してもよい。この場合、ステップＳ１に戻り、同様の処理を行えばよい。
　以上のように、医用画像処理装置２０及び医用画像処理方法によれば、３次元的領域の指定時のユーザの負荷を軽減し、読影精度及び効率を向上させることができる。
　＜その他＞
　本実施形態に係る医用画像処理装置、医用画像処理方法及び医用画像処理プログラムは、医用画像以外の自然画像を用いる画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムにも適用可能である。例えば、交通、電気、ガス、及び水道等の社会的インフラ設備の３次元画像データから３次元的領域を指定する技術に適用することができる。
　本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
１０…医用画像処理システム
１２…医用画像検査機器
１４…医用画像データベース
１６…ユーザ端末装置
１６Ａ…入力装置
１６Ｂ…ディスプレイ
１８…読影レポートデータベース
２０…医用画像処理装置
２０Ａ…プロセッサ
２０Ｂ…メモリ
２０Ｃ…通信インターフェース
２２…ネットワーク
３２…画像取得部
３４…矩形領域取得部
３６…法線決定部
３８…直方体領域決定部
４０…画像処理部
４２…出力部
１００…３次元画像
１０２－１…断層画像
１０２－２…断層画像
１０２－ｉ…断層画像
１０２－ｎ…断層画像
１０４…断層画像
１０６…矩形領域
１０８…法線
１１０…３次元的領域
１１２…画像処理結果
１１２Ａ…画像
１１２Ｂ…画像
１１２Ｃ…画像
１１４…画像処理結果
１１４Ａ…画像
１１４Ｂ…画像
１１４Ｃ…画像
１２０…スライダーバー
１２２…スライダー
１２４…範囲表示部
Ｓ１～Ｓ８……医用画像処理方法のステップ

Claims (13)

  1. 　少なくとも１つのプロセッサと、
    　前記少なくとも１つのプロセッサに実行させるための命令を記憶する少なくとも１つのメモリと、
    　を備え、
    　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　３次元医用画像データの第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像を表示装置に表示させ、
    　前記表示された第１の画像において指定された矩形領域を受け付け、
    　前記矩形領域に基づいて、前記第１の画像の法線の長さを決定し、
    　前記３次元医用画像データのうちの前記矩形領域及び前記法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定し、
    　前記決定された３次元的領域に画像処理を施し、
    　前記画像処理の結果を前記表示装置に表示させる、
    　医用画像処理装置。
  2. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　修正された前記法線の長さを受け付け、
    　前記修正された前記法線の長さによって前記３次元的領域を修正し、
    　前記修正された３次元的領域に前記画像処理を施す、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  3. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記指定された矩形領域の拡大及び／又は縮小の指定を受け付け、
    　前記拡大及び／又は縮小の指定に連動して前記法線の長さを修正する、
    　請求項２に記載の医用画像処理装置。
  4. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　正方形の前記矩形領域を受け付け、
    　前記法線の長さを前記正方形の一辺の長さに決定する、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  5. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記第１の画像と前記画像処理の結果とを並べて表示させる、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  6. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記３次元医用画像データに対応する過去の３次元医用画像データのうちの前記決定された３次元的領域に対応する過去の３次元的領域に前記画像処理を施し、
    　前記過去の３次元的領域の前記画像処理の結果をさらに並べて表示させる、
    　請求項５に記載の医用画像処理装置。
  7. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記３次元医用画像データにおける前記第１の画像の前記第１の方向の位置を表すスライダーバーを前記表示装置に表示させ、
    　前記スライダーバーに前記法線に対応する範囲を表示させる、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  8. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記３次元医用画像データの前記第１の方向について前記法線に対応する範囲を表す数値を前記表示装置に表示させる、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  9. 　前記少なくとも１つのプロセッサは、
    　前記第１の方向の中心に前記矩形領域が位置する直方体を規定する、
    　請求項１に記載の医用画像処理装置。
  10. 　前記画像処理は、３次元再構成を含み、
    　前記画像処理の結果は、アキシャル断面の画像、サジタル断面の画像、及びコロナル断面の画像のうちの少なくとも１つを含む、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  11. 　少なくとも１つのプロセッサが、
    　３次元医用画像データの第１の方向に対して直交する断層画像又は断面画像である第１の画像を表示装置に表示させ、
    　前記表示された第１の画像において指定された矩形領域を受け付け、
    　前記矩形領域に基づいて、前記第１の画像の法線の長さを決定し、
    　前記３次元医用画像データのうちの前記矩形領域及び前記法線によって規定される直方体で囲まれる３次元的領域を決定し、
    　前記決定された３次元的領域に画像処理を施し、
    　前記画像処理の結果を前記表示装置に表示させる、
    　医用画像処理方法。
  12. 　請求項１１に記載の医用画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
  13. 　非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体であって、請求項１２に記載のプログラムが記録された記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012085833A (ja) * 2010-10-20 2012-05-10 Hitachi Medical Corp ３次元医用画像データの画像処理システム、その画像処理方法及びプログラム
JP2015177928A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社東芝 医用画像診断装置

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