(57)【要約】【課題】  胸部画像が再撮影を必要とするような状態で撮影が行われたことが判定できるような情報を即座に提供する。【解決手段】    被写体の胸部を撮影し、撮影して得た胸部画像Ｐ１より肺野領域を検出する。検出された肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の胸部を撮影して得た胸部画像を取得する画像取得手段と、
該画像取得手段により取得された胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出手段と、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力手段とを備えたことを特徴とする撮影システム。
【請求項２】
前記被写体を過去において撮影した過去の胸部画像を受け付ける過去画像受付手段をさらに備え、
前記肺野領域検出手段が、前記画像取得手段により取得した胸部画像と前記過去の胸部画像の双方より前記肺野領域を検出するものであり、
前記指標情報出力手段が、前記画像取得手段により取得した胸部画像の肺野領域および前記過去の胸部画像の肺野領域に基づいて、前記情報を出力するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影システム。
【請求項３】
被写体の胸部を撮影して得た胸部画像を取得する画像取得ステップと、
該画像取得ステップにより取得された胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出ステップと、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力ステップとを備えたことを特徴とする撮影方法。
【請求項４】
コンピュータを、
被写体の胸部を撮影して得た胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出手段と、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力手段として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線撮影によって取得された胸部画像が正常な状態で撮影が行われたかを判定可能にする撮影システム、撮影方法、及び、そのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野において、画像診断を行う医師等の読影者の負荷を低減する目的から、コンピュータを用いてデジタル医用画像（以下、単に医用画像という）を画像解析する、コンピュータ支援診断（ＣＡＤ：Computer Aided Diagnosis）処理が行われており、医用画像上に現れた病変部を自動的に検出する手法が知られている。
【０００３】
ＣＡＤ処理としては、胸部画像から異常陰影の特徴を表す指標値等を算出し、その指標値等に基づいて結節の候補領域を検出する処理や、同一被写体についての撮影時期が異なる２つの画像間の差分画像を得ることにより病変部の経時変化を観察する経時サブトラクショ処理が知られているが、これらの処理を施す際には、胸郭と心臓（両者を合わせて心胸郭という）の輪郭形状を特定する必要があり、この輪郭形状を検出する方法が種々提案されている。例えば、閉領域である胸郭（左右両肺野を一括りにした領域）の輪郭形状をエッジ情報に基づいて検出する方法が、特許文献１により開示されている。さらに、心臓の輪郭形状を検出する方法として、桂川らにより変形した楕円形のモデル関数を用いた方法が提案されている。
【０００４】
また、胸部画像を極座標変換し、極座標平面上で基準となる平均的な心胸郭の輪郭と略相似形のテンプレートを用いて極座標平面上でテンプレートマッチング処理を行なうことにより簡略に心胸郭の輪郭を自動検出する方法が本出願人により提案されている（例えば、特許文献２など）。
【０００５】
さらに、差分画像取得時には、対象となる胸部画像の心胸郭を、例えば、アフィン変換による位置合わせやカーブフィッティングによる非線形歪変換（ワーピング）を用いた位置合わせを行った後にサブトラクション処理を施してアーティファクトの少ない差分画像を得るようにするものも提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４など）。
【特許文献１】特開８−３３５２７１号公報
【特許文献２】特開２００３−００６６６１公報
【特許文献３】特開平７−３７０７４号公報
【特許文献４】米国特許番号５９８２９１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撮影された肺野領域が以下に挙げるような状態で撮影された場合には、上述の種々のＣＡＤ処理を施しても望ましい結果を得ることができない。
(1) 肺野領域が画像外（ＩＰ外）にはみ出している。
(2) 撮影時の姿勢により肺野領域が傾いて撮影されている。
(3) 呼気の不足のため左右の肺の大きさが異なって撮影されている。
(4) 撮影時の姿勢や呼気の状態が過去と現在の撮影時の状態と大きく異なり、経時サブトラクション処理に適さない。
【０００７】
そこで、上述のような状態で撮影が行われた場合には、サブトラクション処理や異常陰影の検出処理に適した位置や形状になるように特許文献３，４に提案されているような補正を行うが、補正量が大きい場合には処理結果の精度を低下させることになる。精度を低下させないためには、こういった状態で撮影が行われた場合には再撮影を行って、問題の解決や緩和を図ることが望ましいが、一旦撮影を終了して帰宅してしまった患者に再度撮影を依頼するのは難しい。
【０００８】
そこで、本願発明では撮影された胸部画像が再撮影を必要とするような状態で撮影が行われたことが判定できるような情報を即座に提供することが可能な撮影システム、方法、及び、そのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の撮影システムは、被写体の胸部を撮影して得た胸部画像を取得する画像取得手段と、
該画像取得手段により取得された胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出手段と、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本願発明の撮影方法は、被写体の胸部を撮影して得た胸部画像を取得する画像取得ステップと、
該画像取得ステップにより取得された胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出ステップと、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本願発明のプログラムは、コンピュータを、
被写体の胸部を撮影して得た胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出手段と、
該肺野領域検出手段より得られた前記肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報を出力する指標情報出力手段として機能させることを特徴とするものである。
【００１２】
「画像取得手段」とは、ＣＲ装置などの撮影装置によって、被写体にＸ線を照射してＸ線検出器（例えば、ＩＰやＸ線固体検出器など）に担持された画像を、Ｘ線検出器から取得することをいう。
【００１３】
「再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標となる情報」は、再撮影が必要か否かの判定の目安となる情報であり、例えば、肺野の形状、位置、大きさ、傾きが正常な値の範囲内であるか否かを示すデータや、過去に撮影をした胸部画像の肺野の形状、位置、大きさ、傾きと現在の胸部画像とがどの程度異なるかを表すデータなどである。
【００１４】
「指標となる情報を出力」とは、操作者（以下、オペレータという）が、再撮影が必要であるか否かを認識できるようにすることをいい、例えば、表示装置上の画面に、心胸郭の輪郭形状を表示したり、大きさの目安となる数値を表示したり、正常でないことを警告するような表示を行うことをいう。
【００１５】
また、上記撮影システムは、前記被写体を過去において撮影した過去の胸部画像を受け付ける過去画像受付手段をさらに備え、
前記肺野領域検出手段が、前記画像取得手段により取得した胸部画像と前記過去の胸部画像の双方より前記肺野領域を検出するものであり、
前記指標情報出力手段が、前記画像取得手段により取得した胸部画像の肺野領域および前記過去の胸部画像の肺野領域に基づいて、前記情報を出力するものであることを特徴とする。
【００１６】
「前記画像取得手段により取得した胸部画像の肺野領域および前記過去の胸部画像の肺野領域に基づいて、前記情報を出力」は、画像取得手段により取得した現在の胸部画像と過去の胸部画像の双方から得られた肺野の形状、位置、大きさ、または、傾きなどに基づいて再撮影が必要か否かを判定する目安となる情報を出力することをいう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被写体の胸部を撮影して得た胸部画像より肺野領域を検出して、肺野領域の形状、位置、大きさ、または、傾きに基づいて再撮影が必要か否かの判定を可能とする指標を出力することによって、撮影終了後に即座にオペレータが再撮影が必要であるか否かを即座に判定することが可能になり、被検者に再撮影を依頼することができる。
【００１８】
さらに、過去の胸部画像からも肺野領域を検出して、現在と過去の画像の双方に基づいて指標を出力するようにすれば、経時サブトラクションに適さない画像であるか否かを即座に判定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の撮影システムの形態について、図に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本願発明の撮影システム１は、ＣＲ装置（computed radiography）などの撮影装置（画像取得手段）２と、撮影装置２によって撮影した被写体の胸部画像を解析するワークステーション等のＣＡＤ装置３とからなる。撮影装置２はＣＡＤ装置３に接続されており、撮影装置２によって撮影された被写体の胸部画像Ｐ１は即座にＣＡＤ装置３に転送され、転送された胸部画像はＣＡＤ装置３により解析される。
【００２１】
ＣＡＤ装置３は、撮影して得た胸部画像より肺野領域を検出する肺野領域検出手段３１と、得られた肺野領域に基づいて再撮影が必要か否かの判定が可能な指標となる情報を表示装置３３に表示する指標情報出力手段３２を備える。
【００２２】
さらに、ＣＡＤ装置３はネットワークを介して過去に撮影した胸部画像Ｐ２を保管する画像サーバ４に接続され、画像サーバ４より被写体の過去の胸部画像Ｐ２を受信する過去画像受付手段３４を備える。過去画像受付手段３４は、ＤＶＤ等の可搬型の記憶媒体に記憶された過去の胸部画像Ｐ２を読み込むようにしたものでもよい。
【００２３】
次に、図２のフローチャートに従って、本実施の形態の撮影システムの作用について説明する。本実施の形態では、検査を受ける被検者の胸部を撮影装置で撮影し、正常に胸部が撮影されたかを表示装置に表示された画像をオペレータが視認して再撮影が必要か否かを判定する。
【００２４】
まず、被検者（被写体）はオペレータの指示に従って胸部を撮影装置２で撮影し（Ｓ１００）、撮影した胸部画像Ｐ１をＸ線撮影装置２からＣＡＤ装置３に転送する（Ｓ１０１）。ＣＡＤ装置３は肺野領域検出手段３１を用いて、転送された胸部画像Ｐ１（原画像、図３参照）から肺野の形状（心胸郭の輪郭形状）を自動的に抽出する（Ｓ１０２）。具体的には、例えば、胸部画像の心胸郭の略中心となる点を規準にして極座標変換し、平均的な心胸郭の輪郭と略相似形となるテンプレートを用いて、極座標平面上でテンプレートマッチング処理を行なうことにより心胸郭の輪郭を自動抽出する手法（例えば、本出願人により提案されている特開2003-6661などを参照）を用いることができる。さらに、自動抽出した心胸郭から部分輪郭に分けて、心胸郭の右肺外側輪郭、右肺内側輪郭、右肺下側輪郭、左肺外側輪郭、左肺内側輪郭、左肺下側輪郭を抽出する（Ｓ１０３）。自動抽出された心胸郭の輪郭や各部分輪郭を、指標情報出力手段３２は、図４(A)に示すように、左右の肺野領域に分けて線（黒い線）で囲んで表示装置３３の画面上に表示する（Ｓ１０４）。
【００２５】
また、画像サーバ４に過去に撮影した被写体の胸部画像Ｐ２が保管されている場合には、該当する被写体の過去の胸部画像を検索して読み出し、過去の胸部画像Ｐ２からも肺野領域検出手段３１により心胸郭の輪郭や各部分輪郭を自動抽出する（Ｓ１０２）。指標情報出力手段３２は、過去の胸部画像Ｐ１と現在の胸部画像Ｐ２の各々から抽出した左右の肺野領域を図４(B)に示すように線で囲んで表示装置３３に同時に表示する（Ｓ１０４）。オペレータは、過去の胸部画像Ｐ２から得られた左右の肺野領域の輪郭（白い線）と、現在の胸部画像（Ｘ線撮影装置２によって撮影された胸部画像）Ｐ１から得られた左右の肺野領域の輪郭（黒い線）を確認して（Ｓ１０５）、大きさや形状が大きく違う場合には再撮影が必要であると判定して、被検者に再撮影の申し出をする。
【００２６】
撮影された画像が不鮮明であるために心胸郭の輪郭などを自動抽出することが困難な場合には（Ｓ１０３）、図５に示すように心胸郭が見つからない旨の表示を行う（Ｓ１０６）。この場合も再撮影の対象となり、オペレータは被検者に再撮影の申し出をする。
【００２７】
あるいは、撮影された肺野が丁度よい大きさで撮影されたかをオペレータが判定できるように、検出された心胸郭の輪郭から肺野領域の面積を指標となる情報として求めて指標情報出力手段３２で表示するようにしてもよい。肺野領域の面積は、肺野面積をＡinner（ｃｍ２）とし、画像体の面積をＡall（ｃｍ２）とし、画像全体の画素数Ｐallとし、肺野領域内の画素数Ｐinnerとした場合に、下式（１）で求めることができる（Ｓ１０７）。
【数１】
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【００２８】
肺野領域内の画素数Ｐinnerは、図４(A)に示すように線で囲まれた肺野領域内の画素数をカウントすることによって得られる。図６に示すように、得られた肺野面積（図６では、389.1cm２と表示）は画面上に表示する（Ｓ１０８）。オペレータは表示された面積を確認し、撮影された肺野の大きさが適切であるか否かを判断する（Ｓ１０５）。あるいは、肺野領域全体の大きさの上限値や下限値を予め設定しておき、指標情報出力手段３２は上限値や下限値と比較して範囲外にあるものは警告を促すような表示を行うようにしてもよい。
【００２９】
また、肺野領域全体の大きさではなく、右の肺野領域と左の肺野領域とを別々に大きさ（面積）を求めて表示したり、それぞれの面積の上限値や下限値と比較して警告表示するようにしてもよい。このように左右の肺野領域の大きさを別々に表示するようにすれば、姿勢が傾いていたり、呼気が十分でなかったために片方の肺野が十分に膨らまない状態で撮影されたことをオペレータが確認することができる。
【００３０】
また、被写体の姿勢がまっすぐな状態で撮影されたかや両肺が膨らんだ状態で撮影されたかを判定するために、指標情報出力手段３２で指標となる情報として肺野領域の傾きを求めるようにしてもよい。左右の肺野領域各々の傾きは、以下のように算出することができる。まず、各肺野領域ごとに、図７に示すように、肺野領域の重心点（黒丸の点）と、主成分分析して（肺野領域内に含まれる画素の位置に対して主成分分析する）得た肺野領域の主軸の方向（白い線）を求める。次に、重心点から垂線（破線）を引き、主成分の方向と垂線のなす角を傾きθr、θlを求める。左右肺野領域の傾きの平均θaveを肺野領域全体の傾きとして下式(2)のように求める（Ｓ１０９）。
【数２】
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【００３１】
ところで、撮影時に肺野の傾きが略０となるような場合であっても、左右肺野領域の片方の肺野領域の主軸の傾きは０にならず、おおよそ５．０度程度（個人差やポジショニングによって多少異なる）のずれが生じる。そこで、片肺しか抽出できなかった場合には、反対側の肺野領域の主軸の傾きを、例えば、５．０度に固定して算出するようにしてもよい。
【００３２】
肺野領域の傾きは、画面上に数値のみ表示するようにしてもよいが、図８に示すように、肺野領域の傾きと同じ傾きをもつ、画像中心を通る直線を表示するようにしてもよい（Ｓ１１０）。さらに、過去の胸部画像からも肺野領域の傾きを求めて、過去と現在の肺野領域の傾きが比較できるように、傾きを表す直線を並べて表示したり、重ねて表示するようにしてもよい。
【００３３】
また、肺野領域が画像（ＩＰ）の外にはみ出していないかを、指標情報出力手段３２で肺野領域の画像端からの距離を指標となる情報として求めて判定するようにしてもよい。肺野領域の画像端からの距離は、画像端から肺野領域の輪郭までを直線で結んだ線上にある画素数Ｌiと画像中の１画素に相当する長さＤpix（ｃｍ）から画像端の各画素から肺野領域の輪郭までの距離を求め、その最小値を画像端からの肺野領域までの距離として下式(3)のように求める（Ｓ１１１）。
【数３】
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【００３４】
図９に画像からの肺野領域までの距離を直線で表した例を示す。さらに、図１０に示すように、画像の下端から距離を直線で表すとともに、画面上に画像端からの距離を数値で表示するようにしてもよい（Ｓ１１２）。
【００３５】
上述の各手法で肺野領域が表示された数値や画像をＣＡＤ装置のオペレータが確認して（Ｓ１０５）、再撮影が必要と判定した場合には（Ｓ１１３）、被検者にその依頼をして再撮影を行う（Ｓ１００)。或いは、上記各種法において所定の閾値を設けておき、その閾値を超えた場合には表示画面上に警告表示を行い、オペレータがその警告表示を確認すると被検者にその再撮影を依頼するようにしてもよい。
【００３６】
ＣＡＤ装置は、上述の肺野領域検出手段と指標情報出力手段とをコンピュータ上で実行させるプログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録してコンピュータにインストールした装置や、上記プログラムをネットワークを介してコンピュータにインストールした装置を用いるようにしてもよい。
【００３７】
以上、詳細に説明したように、胸部画像に正常な状態で肺野領域が撮影された否かを示すような情報を表示することにより、撮影後、オペレータが再撮影が必要である旨を被検者に即座に通知することが可能となり、その場で再撮影を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】撮影システムの概略構成を示す図
【図２】撮影システムの流れを表すフローチャート
【図３】胸部画像の原画像の一例
【図４】胸部画像上の肺野領域を線で囲んだ図
【図５】肺野領域が検出できなかったことを警告する警告表示の一例
【図６】肺野領域の面積を表示した一例
【図７】肺野領域の傾きの算出方法を説明するための図
【図８】肺野領域の傾きを表示した一例
【図９】胸部画像の下端から肺野領域までの距離を直線で表示した一例
【図１０】胸部画像の下端から肺野領域までの距離を直線と数値で表示した一例
【符号の説明】
【００３９】
１      撮影システム
２      撮影装置
３      ＣＡＤ装置
４      画像サーバ
３１    肺野領域検出手段
３２    指標情報出力手段
３３    表示装置
３４    過去画像受付手段
Ｐ１、Ｐ２  胸部画像
【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】
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【図８】
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【図９】
2006192066.tif 000014
【図１０】
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