(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体部分の画素と非人体部分の画素とを区別するための閾値を用いてＣＴ画像から第１の２値化画像を作成し、
その第１の２値化画像に対して雑音除去処理を施して第２の２値化画像を作成し、
人体部分と非人体部分とを区別するための規定面積と前記第２の２値化画像中の各人体部分候補領域の面積とを比較して各人体部分候補領域が人体部分か非人体部分かを判定することを特徴とする人体部分抽出方法。
【請求項２】
人体部分の画素と非人体部分の画素とを区別するための閾値を用いてＣＴ画像から第１の２値化画像を作成する２値化処理手段と、
前記第１の２値化画像に対して雑音除去処理を施して第２の２値化画像を作成する雑音除去処理手段と、
人体部分と非人体部分とを区別するための規定面積と前記第２の２値化画像中の各人体部分候補領域の面積とを比較して各人体部分候補領域が人体部分か非人体部分かを判定する比較判定手段とを具備したことを特徴とする医用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人体部分抽出方法および医用装置に関し、さらに詳しくは、診断画像中の人体部分を自動的に且つ正確に抽出できる人体部分抽出方法および医用装置に関する。
特に、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎｅｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）画像のような診断画像に基づいて放射線治療計画を行う放射線治療計画装置やＣＴシミュレータにおいて有用である。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の放射線治療計画装置の概略ブロック図である。
この放射線治療計画装置５００は、操作者の入力を受け付ける操作部１と、全体の作動を制御するシステム制御部２と、断層像や２値化画像などの表示を行う表示部３と、Ｘ線ＣＴ装置Ｘで被検体をスキャンして得られた断層像（ＣＴ画像）を記憶する断層像記憶部４と、断層像に対して２値化処理を行って２値化画像を作成する２値化処理部５と、２値化画像中の人体部分候補領域の輪郭を抽出しその輪郭の内部を人体部分とする輪郭抽出部７とを具備して構成される。
【０００３】
図１０は、上記放射線治療計画装置５００における人体部分抽出処理のフローチャートである。
ステップＢ１では、図１１に示すように、断層像Ｑを表示する。図１１に示す断層像Ｑには、被検体の胴体Ｄ，左腕ＨＬ，右腕ＨＲおよび撮影テーブルＴが映っている。なお、説明の都合上、胴体Ｄ，左腕ＨＬおよび右腕ＨＲの画素値を“１００”とし、撮影テーブルＴの表面付近の画素値を“１００”，内部の画素値を“８０”とし、空間の画素値を“１０”とする。撮影テーブルＴの表面付近の画素値（ここでは“１００”）が内部の画素値（ここでは“８０”）より大きくなるのは、Ｘ線の散乱やゴムシートなどの附属品の影響である。
ステップＢ２では、人体部分の画素と非人体部分の画素とを大体区別するための閾値を操作者が設定する。例えば、図１２に示すように、胴体Ｄの表面付近の点Ｐを指定すると、その点Ｐの画素の画素値（ここでは“１００”）が閾値として設定される。
ステップＢ３では、２値化処理部５により、画素値が閾値以上なら画素値を“１”に変換し，画素値が閾値未満なら画素値を“０”に変換して（２値化処理）、図１３に示すように、２値化画像Ｇを作成する。この２値化画像Ｇでは、胴体Ｄ，左腕ＨＬ，右腕ＨＲ，撮影テーブルＴの表面付近では画素値が“１”となり、その他の部分では画素値が“０”となる。
【０００４】
ステップＢ４では、輪郭抽出部７により、２値化画像Ｇ中の人体部分候補領域の輪郭を抽出する。ここでは、２値化画像Ｇ中の画素値が“１”の領域の輪郭を抽出する。図１４に示すように、閉領域になっている輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’，Ｔ’が抽出される。これら輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’，Ｔ’の内部を人体部分と判定する。なお、輪郭Ｔ’は、撮影テーブルＴの表面付近であるが、人体部分と同じ画素値であるため、人体部分の輪郭として抽出されてしまう。
ステップＢ５では、図１５に示すように、抽出した輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’，Ｔ’を断層像Ｑと重ねて表示する。
ステップＢ６では、抽出した輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’，Ｔ’の内部を人体部分としてよいか操作者が判断し、よいなら次に進むように指示し、よくないなら操作者が手動で修正する。ここでは、操作者が、輪郭Ｔ’を削除する修正を指示したものとする。
ステップＢ７では、残された輪郭の内部を人体部分とする。ここでは、図１６に示すように、輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’の内部が人体部分とされる。
ステップＢ８では、未処理の断層像があるなら前記ステップＢ１に戻り、未処理の断層像がないなら処理を終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の放射線治療計画装置５００では、閾値を用いた２値化処理により診断画像中の人体部分候補領域を自動抽出しているが、抽出された人体部分候補領域の中には実際には撮影テーブルＴの表面付近などの非人体部分も含まれてしまうため、それらの非人体部分を操作者が手動で除去する負担が大きい問題点があった。
そこで、この発明の目的は、より正確に人体部分候補領域を自動抽出することが出来る人体部分抽出方法およびその方法を実施することにより操作者の負担を軽減できるようにした医用装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、この発明は、人体部分の画素と非人体部分の画素とを大体区別するための閾値を用いて診断画像から第１の２値化画像を作成し、その第１の２値化画像に対して雑音除去処理を施して第２の２値化画像を作成し、人体部分と非人体部分とを区別するための規定面積と前記第２の２値化画像中の各人体部分候補領域の面積とを比較して各人体部分候補領域が人体部分か非人体部分かを判定することを特徴とする人体部分抽出方法を提供する。
閾値を用いて診断画像から作成した第１の２値化画像では、人体部分候補領域の中に撮影テーブルの表面付近などの非人体部分が含まれてしまう。しかし、真の人体部分が比較的面積の大きな略円形の領域になるのに対して、撮影テーブルの表面付近などの非人体部分は細い線状の領域になったり，比較的面積の小さい領域になる。そこで、雑音除去処理を行った後の第２の２値化画像では、真の人体部分の領域はあまり変化しないのに対して、細い線状の非人体部分の領域は途切れ途切れになり，比較的面積の小さい領域は消滅してしまう。そこで、第２の２値化画像における人体部分候補領域の面積と適当な規定面積とを比較すると、真の人体部分の領域は規定面積より大きくなるのに対して、非人体部分の領域は規定面積より小さくなる。従って、より正確に人体部分候補領域を自動抽出することが出来るようになる。
なお、雑音除去処理の具体的方法としては、例えば移動平均法や選択的局所平均化に基づく空間フィルタ処理や、メディアンフィルタ等の平滑化処理などを挙げることが出来る。
【０００７】
第２の観点では、この発明は、人体部分の画素と非人体部分の画素とを大体区別するための閾値を用いて診断画像から第１の２値化画像を作成する２値化処理手段と、前記第１の２値化画像に対して雑音除去処理を施して第２の２値化画像を作成する雑音除去処理手段と、人体部分と非人体部分とを区別するための規定面積と前記第２の２値化画像中の各人体部分候補領域の面積とを比較して各人体部分候補領域が人体部分か非人体部分かを判定する比較判定手段とを具備したことを特徴とする医用装置を提供する。
【０００８】
上記第２の観点による医用装置では、上記第１の観点による人体部分抽出方法を好適に実施できるため、人体部分を自動的に且つ正確に抽出でき、操作者の負担を軽減することが出来る。
【０００９】
なお、上記診断画像は、アキシャル，サジタル，コロナル，オブリックのいずれでもよい。また、ＣＴ画像，ＭＲＩ画像のいずれでもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態によりこの発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
図１は、この発明の一実施形態にかかる放射線治療計画装置１００を示す構成ブロック図である。
この放射線治療計画装置１００は、操作者の入力を受け付ける操作部１と、全体の作動を制御するシステム制御部２と、断層像や２値化画像などの表示を行う表示部３と、Ｘ線ＣＴ装置Ｘで被検体をスキャンして得られた断層像を記憶する断層像記憶部４と、断層像に対して２値化処理を行って第１の２値化画像を作成する２値化処理部５と、第１の２値化画像に対して雑音除去処理を行って第２の２値化画像を作成する雑音除去処理部６と、第２の２値化画像中の人体部分候補領域の輪郭を抽出する輪郭抽出部７と、抽出された各輪郭の内部の面積を求める面積算出部８と、各輪郭の内部の面積と規定面積とを比較して規定面積以上の面積を有する輪郭の内部を人体部分と判定する比較判定部９とを具備して構成される。
【００１２】
図２は、上記放射線治療計画装置１００における人体部分抽出処理のフローチャートである。
ステップＳ１では、図３に示すように、断層像Ｑを表示する。図３に示す断層像Ｑには、被検体の胴体Ｄ，左腕ＨＬ，右腕ＨＲおよび撮影テーブルＴが映っている。なお、説明の都合上、胴体Ｄ，左腕ＨＬおよび右腕ＨＲの画素値を“１００”とし、撮影テーブルＴの表面付近の画素値を“１００”，内部の画素値を“８０”とし、空間の画素値を“１０”とする。
ステップＳ２では、２値化処理部５により、画素値が閾値（予め“１００”が設定されているものとする）以上なら画素値を“１”に変換し，画素値が閾値未満なら画素値を“０”に変換して（２値化処理）、図４に示すように、第１の２値化画像Ｇ１を作成する。この第１の２値化画像Ｇ１では、胴体Ｄ，左腕ＨＬ，右腕ＨＲ，撮影テーブルＴの表面付近では画素値が“１”となり、その他の部分では画素値が“０”となる。
【００１３】
ステップＳ３では、雑音除去処理部６により、第１の２値化画像Ｇ１に対して雑音除去処理を行う。例えば、メディアンフィルタを用いた平滑化処理を行う。これにより、図５に示すごとき第２の２値化画像Ｇ２を作成する。この第２の２値化画像Ｇ２では、比較的面積の大きな略円形の領域になる胴体Ｄ，左腕ＨＬおよび右腕ＨＲの領域はあまり変化しないのに対して、細い線状になる撮影テーブルＴの表面付近の領域は途切れ途切れになる。
ステップＳ４では、輪郭抽出部７により、第２の２値化画像Ｇ２中の人体部分候補領域の輪郭を抽出する。ここでは、第２の２値化画像Ｇ２中の画素値が“１”の領域の輪郭を抽出する。図６に示すように、閉領域になっている輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’が抽出されると共に撮影テーブルＴの表面付近の領域が途切れ途切れの輪郭Ｔ’で抽出される。
【００１４】
ステップＳ５では、面積算出部８により、輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’，Ｔ’の内部の面積をそれぞれ算出する。
ステップＳ６では、比較判定部９により、内部の面積が規定面積より小さい輪郭を除去する。ここでは、輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’の内部の面積より小さく且つ輪郭Ｔ’の内部の面積より大きい規定面積が予め設定されているものとする。すると、輪郭Ｔ’が除去され、輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’が残る。この残った輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’の内部を人体部分と判定する。
ステップＳ７では、図７に示すように、残った輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’を断層像Ｑと重ねて表示する。
ステップＳ８では、表示された輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’の内部を人体部分としてよいか操作者が判断し、よいなら次に進むように指示し、よくないなら操作者が手動で修正する。ここでは、操作者が、次に進むように指示したものとする。
ステップＳ９では、残された輪郭の内部を人体部分と確定する。ここでは、図８に示すように、輪郭Ｄ’，ＨＬ’，ＨＲ’の内部が人体部分とされる。
ステップＳ１０では、未処理の断層像があるなら前記ステップＳ１に戻り、未処理の断層像がないなら処理を終了する。
【００１５】
以上の放射線治療計画装置１００では、非人体部分は雑音除去処理Ｓ３および面積比較判定処理Ｓ６により正確に除去される。従って、人体部分を正確に抽出することが出来る。この結果、操作者の負担が軽減される。また、操作の手間が省けるため、処理時間を短縮することが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明の人体部分抽出方法および医用装置によれば、診断画像中の人体部分を正確に自動抽出できる。この結果、操作者の負担が軽減され、処理時間の短縮が可能となり、さらに放射線治療計画を正確に行うことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる放射線治療計画装置のブロック図である。
【図２】図１の放射線治療計画装置における人体部分抽出処理のフローチャートである。
【図３】断層像の例示図である。
【図４】第１の２値化画像の例示図である。
【図５】第２の２値化画像の例示図である。
【図６】抽出された輪郭の例示図である。
【図７】輪郭を重ねた断層像の例示図である。
【図８】抽出された人体部分の例示図である。
【図９】従来の放射線治療計画装置の一例のブロック図である。
【図１０】図１０の放射線治療計画装置における人体部分抽出処理のフローチャートである。
【図１１】断層像の例示図である。
【図１２】閾値の設定の説明図である。
【図１３】２値化画像の例示図である。
【図１４】抽出された輪郭の説明図である。
【図１５】輪郭を重ねた断層像の例示図である。
【図１６】抽出された人体部分の例示図である。
【符号の説明】
１００，５００  放射線治療計画装置
１              操作部
２              システム制御部
３              表示部
４              断層像記憶部
５              ２値化処理部
６              雑音除去処理部
７              輪郭抽出部
８              面積算出部
９              比較判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003599868.tif 000008
【図８】
0003599868.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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