(57)【要約】【課題】医用画像から特定の領域を抽出する場合に、人手による処理を減少させる。【解決手段】入力ボリュームデータから医用画像の撮影時刻に関連する時間情報を取得する時間情報取得手段と、取得された時間情報に基づいて、医用画像の撮影時相を推定する撮影時相推定手段と、推定された撮影時相に応じて、医用画像から画像処理対象の領域を抽出する領域抽出アルゴリズム及び領域抽出アルゴリズムの実行に必要なパラメータを含む領域抽出処理種別を決定する領域抽出処理種別決定手段と、決定した種別の領域抽出処理により、入力ボリュームデータに対して領域抽出処理を実行する領域抽出処理実行手段とを有する領域抽出部、並びに、抽出された領域のボリュームデータに対して、特定の画像処理アルゴリズムを実行する画像処理アルゴリズム実行部を設ける。【選択図】図１
2011217797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像の入力ボリュームデータに、特定の画像処理アルゴリズムを適用する画像処理装置であって、
前記入力ボリュームデータから前記医用画像の撮影時刻に関連する時間情報を取得する時間情報取得手段と、
前記時間情報取得手段により取得された時間情報に基づいて、前記医用画像の撮影時相を推定する撮影時相推定手段と、
前記撮影時相推定手段により推定された前記撮影時相に応じて、前記医用画像から画像処理対象の領域を抽出する領域抽出アルゴリズム及び前記領域抽出アルゴリズムの実行に必要なパラメータを含む領域抽出処理種別を決定する領域抽出処理種別決定手段と、
前記領域抽出処理種別決定手段により決定した種別の前記領域抽出処理により、前記入力ボリュームデータに対して領域抽出処理を実行する領域抽出処理実行手段とを有する領域抽出部、並びに、
前記領域抽出処理実行手段により抽出された領域のボリュームデータに対して、前記特定の画像処理アルゴリズムを実行する画像処理アルゴリズム実行部を設けることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記時間情報取得手段は、前記入力ボリュームデータがマルチスライスの医用画像に対応する複数のボリュームデータである場合に、複数の前記ボリュームデータのそれぞれから前記時間情報を取得し、
前記撮影時相推定手段は、前記時間情報取得手段により取得されたそれぞれの前記時間情報に基づいて、前記マルチスライスの医用画像に対応する、それぞれの前記撮影時相を推定し、
前記領域抽出処理種別決定手段は、前記撮影時相手段により推定されたそれぞれの前記撮影時相に応じて、それぞれの前記領域抽出処理種別を決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記撮影時相推定手段は、前記撮影時相よりも細かい時間間隔で定義される準撮影時相を推定し、
前記抽出処理種別決定手段は、前記撮影時相推定手段により推定された前記撮影時相と前記準撮影時相に応じて、前記領域抽出処理種別を決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記撮影時相推定手段は、前記時間情報取得手段により取得された前記時間情報を用いて、前記入力ボリュームデータの自動抽出尤度を推定する自動抽出尤度推定手段を含み、
前記画像処理アルゴリズム実行部は、前記自動抽出尤度を前記特定の画像処理アルゴリズムの実行結果と同時に表示することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記領域抽出処理種別決定手段は、前記入力ボリュームデータに付随する被験者の情報を取得し、取得した前記被験者情報を用いて、決定した種別の前記領域抽出処理を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記領域抽出処理種別決定手段は、前記入力ボリュームデータに付随する治療オーダーに関する情報を取得し、取得した前記治療オーダーの情報を用いて、決定した種別の前記領域抽出処理を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
領域抽出部と画像処理アルゴリズム実行部を有する画像処理装置における、医用画像の入力ボリュームデータに、特定の画像処理アルゴリズムを適用する画像処理方法であって、前記領域抽出部は、
前記入力ボリュームデータから前記医用画像の撮影時刻に関連する時間情報を取得する時間情報取得ステップと、
前記時間情報取得ステップにおいて取得された時間情報に基づいて、前記医用画像の撮影時相を推定する撮影時相推定ステップと、
前記撮影時相推定ステップにおいて推定された前記撮影時相に応じて、前記医用画像から画像処理対象の領域を抽出する領域抽出アルゴリズム及び前記領域抽出アルゴリズムの実行に必要なパラメータを含む領域抽出処理種別を決定する領域抽出処理種別決定ステップと、
前記領域抽出処理種別決定ステップにおいて決定した種別の領域抽出処理により、前記入力ボリュームデータに対して領域抽出処理を実行する領域抽出処理実行ステップとを有し、
画像処理アルゴリズム実行部は、前記領域抽出処理実行ステップにおいて抽出された領域のボリュームデータに対して、前記特定の画像処理アルゴリズムを実行することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理方法であって、
前記時間情報取得ステップは、前記入力ボリュームデータがマルチスライスの医用画像に対応する複数のボリュームデータである場合に、複数の前記ボリュームデータのそれぞれから前記時間情報を取得し、
前記撮影時相推定ステップは、前記時間情報取得ステップにおいて取得されたそれぞれの前記時間情報に基づいて、前記マルチスライスの医用画像に対応する、それぞれの前記撮影時相を推定し、
前記領域抽出処理種別決定ステップは、前記撮影時相ステップにおいて推定されたそれぞれの前記撮影時相に応じて、それぞれの前記領域抽出処理種別を決定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項７に記載の画像処理方法であって、
前期撮影時相推定ステップは、前記撮影時相よりも細かい時間間隔で定義される準撮影時相を推定し、
前記抽出処理種別決定ステップは、前記撮影時相推定ステップにおいて推定された前記撮影時相と前記準撮影時相に応じて、前記領域抽出処理種別を決定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の画像処理方法であって、
前記撮影時相推定ステップは、前記時間情報取得ステップにおいて取得された前記時間情報を用いて、前記入力ボリュームデータの自動抽出尤度を推定し、
前記画像処理アルゴリズム実行部は、前期自動抽出尤度を前記特定の画像処理アルゴリズムの実行結果と同時に表示することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の画像処理方法であって、
前記領域抽出処理種別決定ステップは、前記入力ボリュームデータに付随する被験者の情報を取得し、取得した前記被験者情報を用いて、決定した種別の前記領域抽出処理を補正することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の画像処理方法であって、
前記領域抽出処理種別決定ステップは、前記入力ボリュームデータに付随する治療オーダーに関する情報を取得し、取得した前記治療オーダーの情報を用いて決定した種別の前記領域抽出処理を補正することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元医用画像から特定の領域を抽出する画像処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT(X-ray Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等に代表される医用画像検査装置を用いて撮影された三次元医用画像(以下、「医用画像ボリュームデータ」、「ボリュームデータ」ともいう)に対して、複数の医用画像処理アルゴリズムを用いて可視化処理を行い、診断の補助とする。ここで用いる医用画像処理アルゴリズムには、入力したボリュームデータから必要な部位のデータだけを抽出して表示したり、画像のエッジを強調して表示したりするなど、場合に応じて複数の種別の処理が存在する。
【０００３】
また近年、医用画像撮像装置は技術の進歩により、一度に（CT装置のガントリが一回転する間に）撮影可能な断層画像（以下、「スライス画像」ともいう）の枚数が加速度的に増加しており、撮影結果として出力されるボリュームデータの量も膨大なサイズとなっている。医用画像処理アルゴリズムを適用して画像表示を行う場合、安全性や正確性を考慮すると、全ての処理を自動的に適用することは非常に困難であり、最終的には医師及び技師による確認や修正が必須となる。しかし、この人手による確認や修正が多いほど、医師や技師にかかる負担や人的コストは高くなる。ボリュームデータの量が膨大な場合には、これらのコストは更に高いものとなる。このような負担を軽減するためにも、自動的に行う処理の部分の正確性・妥当性を可能な限り高めることが求められている。
【０００４】
医用画像処理の中に、造影剤を利用した医用画像から特定の臓器や疾患の領域を抽出する技術がある。造影剤を利用した撮影の場合、造影剤を注入したのちに複数のタイミングで対象の部位を反復して撮影する。造影剤注入時刻から撮影開始時刻までの時間の長さによって定義される撮影タイミングを撮影時相と呼ぶが、例えば造影剤を利用して肝臓腫瘍を撮影したＣＴ画像においては、造影剤注入して数十秒後に撮影される動脈相での画像は、造影剤が動脈に最もよく浸透しているタイミングでの撮影となり、この動脈相では腫瘍部分は周囲の肝実質よりも造影剤に強く染まる（ＣＴ値が高い）が、それよりも後に撮影された静脈相での画像では肝実質全体に造影剤が浸透しているため、腫瘍部分は周囲の肝実質よりも低いＣＴ値を示すことが知られている。
【０００５】
この性質、すなわち撮影タイミングの違いから現れる画素値（ＣＴ画像においてはＣＴ値）の変化を利用し、１時相の画像を用いた場合よりも領域の抽出精度を向上させることを目的として、多時相の医用画像を用いた領域抽出手法が提案されている(特許文献1、非特許文献1、2)。例えば特許文献１では、撮影時相の異なる第１時相、第２時相の画像系列を用い、第１時相の画像データのＣＴ値をＸ軸に、第２時相のＣＴ値をＹ軸にとった２次元特徴空間において、両時相空間内で同一位置にある各画素についての２次元ヒストグラムを求め、この２次元ヒストグラムに基づいて、肝臓領域に対応した画素のＣＴ値範囲を推定することで、造影剤を用いたＣＴ画像からの肝臓領域の抽出を自動化する手法が提案されている。また、非特許文献１は、ダイナミックＣＴ画像の中で、腫瘍が明瞭に造影される早期相と晩期相の画像を用いて、その濃度情報を同時に利用することで、自動腫瘍抽出において実際よりも多く領域が抽出されることを防ぐ手法を提案している。非特許文献２においては、４時相のマルチスライスＣＴ画像の情報を統合し、肝臓領域の抽出と、腫瘍部分を強調表示する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第3486615号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】脇田悠樹ら：「多時相腹部Ｘ線ＣＴ像の時相間濃度特徴計測に基づく肝臓がん検出」  コンピュータ支援画像診断学会論文誌，Vol.10，No.1，pp1-10，Mar 2007
【非特許文献２】中川潤哉ら：「多時相の３次元マルチスライスＣＴ像からの肝腫瘤の自動抽出手法の開発」  電子情報通信学会論文誌，J87-D-II，pp260-270、2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこれらの手法では、事前に対象となるデータがどの時相で撮影されたものであるかを把握している必要がある。しかし、対象となるボリュームデータ自体にはどの時相で撮影されたものであるかという情報は含まれないため、画像処理開始前に、撮影された時相の情報を人手で設定する前操作が必要となる。そこで、三次元医用画像から特定の領域を抽出するときの人手による処理を減少させる画像処理方法、画像処理装置、及びプログラムが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示する画像処理装置及びその方法は次のような態様である。医用画像の入力ボリュームデータに、特定の画像処理アルゴリズムを適用する画像処理装置であって、入力ボリュームデータから医用画像の撮影時刻に関連する時間情報を取得する時間情報取得手段と、時間情報取得手段により取得された時間情報に基づいて、医用画像の撮影時相を推定する撮影時相推定手段と、撮影時相推定手段により推定された撮影時相に応じて、医用画像から画像処理対象の領域を抽出する領域抽出アルゴリズム及び領域抽出アルゴリズムの実行に必要なパラメータを含む領域抽出処理種別を決定する領域抽出処理種別決定手段と、領域抽出処理種別決定手段により決定した種別の領域抽出処理により、入力ボリュームデータに対して領域抽出処理を実行する領域抽出処理実行手段とを有する領域抽出部、並びに、領域抽出処理実行手段により抽出された領域のボリュームデータに対して、特定の画像処理アルゴリズムを実行する画像処理アルゴリズム実行部を設ける。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、医用画像から特定の領域を抽出する場合に、人手による処理を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図２】自動領域抽出部における自動領域抽出処理のフローチャートである。
【図３】ＤＩＣＯＭ形式で保存された医用画像データのイメージである。
【図４】撮影時相算出表の一例を示す撮影時相算出表Ａである。
【図５】肝臓がんが存在する患者の腹部を撮影した医用画像ボリュームデータのイメージ図であり、後期動脈相と静脈相の２時相における画像の違いを示したものである。
【図６】抽出処理種別決定表の一例を示す抽出処理種別決定表Ａである。
【図７】撮影時相算出表の一例を示す撮影時相算出表Ｂである。
【図８】抽出処理種別決定表の一例を示す抽出処理種別決定表Ｂである。
【図９】撮影タイミングと自動抽出尤度が定義されている場合の一例を示す撮影時相算出表Ｃである。
【図１０】撮影時相に撮影タイミングを含めた場合の一例を示す抽出処理種別決定表Ｂである。
【図１１】体格指数算出表と、抽出パラメータ補正式である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法およびプログラムについて、図を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の画像処理装置の構成図である。
図1に示すように、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等で撮像されたボリュームデータに対して画像処理を行う画像処理装置１１、ボリュームデータを記憶する外部記憶装置１０、各処理の開始等の指示を入力する入力装置１２、及び、画像処理された画像を表示する表示装置１３を備える。
【００１３】
画像処理装置１１は、内部メモリ２０、自動領域抽出部２１及び画像処理アルゴリズム実行部２２を備える。自動領域抽出部２１は、ボリュームデータから時間情報を取得する時間情報取得部３０と、取得した時間情報に基づいて撮影時相を推定する撮影時相推定部３１と、推定した時相に基づいて領域抽出処理種別（領域抽出処理アルゴリズムとそのパラメータ）を決定する領域抽出処理種別決定部３２と、決定した種別の領域抽出処理を実行する領域抽出処理実行部３３とを備える。自動領域抽出部２１及び画像処理アルゴリズム実行部２２は画像処理装置１１に備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム処理や専用回路により実現される。さらに、内部メモリ２０、及び画像処理装置２１の機能を実現するためのプログラムを格納する記憶部（図示略）は、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等の記憶媒体により構成される。
【００１４】
自動領域抽出結果が、表示装置１３に表示されるまでを説明する。
まず、画像処理装置１１は、入力装置１２からのボリュームデータの読み込み指示の入力を受け、外部記憶装置１０に記憶されているボリュームデータを内部メモリ２０へ転送する。次に、時間情報取得部３０は、入力装置１２からの自動領域抽出処理開始の指示に従い、内部メモリ２０に記憶されたボリュームデータから時間情報を取得し、取得した時間情報を撮影時相推定部３１へ転送する。撮影時相推定部３１は転送された時間情報に基づいて撮影時相を推定し、推定した撮影時相を領域抽出処理種別決定部３２へ転送する。領域抽出処理種別決定部３２は、推定した撮影時相に基づいて領域抽出処理種別を決定する。領域抽出処理実行部３３は、決定した種別の領域抽出処理により、内部メモリ２０に記憶されたボリュームデータに対して自動領域抽出処理を実行し、自動領域抽出処理結果を画像処理アルゴリズム実行部２２に転送する。画像処理アルゴリズム実行部２２は、抽出された領域に対応して画像処理を実行し、表示装置１３に画像処理結果を表示する。
【００１５】
図２は、自動領域抽出部１１における領域抽出処理のフローチャートである。まず、外部記憶装置１０に記憶されているボリュームデータを画像処理装置１１における内部メモリ２０へ入力する（ステップＳ２０１）。時間情報取得部３０は、内部メモリ２０に記憶されたボリュームデータから、時間情報として造影剤注入時刻および撮影時刻を取得する（ステップＳ２０２）。ボリュームデータに時刻情報が含まれていることは後述する。、撮影時相推定部３１は、取得した造影剤注入時刻および撮影時刻に基づいて、各断層画像を撮影した時相を推定する（ステップＳ２０３）。領域抽出処理種別決定部３２は、推定した各断層画像の撮影時相に応じた領域抽出アルゴリズム及び適切なパラメータの値等を領域抽出処理種別として決定する（ステップＳ２０４）。領域抽出処理実行部３３は、決定した種別の領域抽出処理により、入力ボリュームデータに対して領域抽出処理を行い（ステップＳ２０５）、領域抽出処理の結果を画像処理アルゴリズム実行部２２へ転送する。画像処理アルゴリズム実行部２２は抽出した領域の画像データに対して所定の画像処理を実行し、画像処理結果を表示装置１３に表示する（ステップＳ２０６）。
【００１６】
時間情報取得部３０によるボリュームデータからの時間情報の取得と、撮影時相推定部３１による時相の推定ついて説明する。
医用画像に付随する情報の例として、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）と呼ばれる規格を説明する。ＤＩＣＯＭ規格はＡＣＲ−ＮＥＭＡ（米国放射線学会(ACR: American College of Radiology)と北米電子機器工業会(NEMA: National Electrical Manufacturers Association)）により規格化され、1993年のＲＳＮＡ(Radiological Society of North America：北米放射線学会)において承認され、現在、放射線部門のシステム間通信の標準規格として広く使用されている。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮影した医用画像のフォーマットと、それらの画像を扱う医用画像機器間の通信プロトコルを定義したものである。医用画像装置で撮影した医用画像はこのＤＩＣＯＭ規格に従ったフォーマットで保存されている場合が多く、ＣＴ値等で表わされるraw画像情報には、ＤＩＣＯＭヘッダと呼ばれる複数のタグが付加されている。図３にＤＩＣＯＭ形式で保存された医用画像データのイメージを示す。
【００１７】
本実施形態ではＤＩＣＯＭヘッダのタグから時間情報を取得する。本実施形態における時間情報とは、造影剤注入開始時刻および撮影開始時刻を指す。ＤＩＣＯＭタグにおいて造影剤注入時刻は、（００１８、１０４２）というタグで定義される“Contrast/Bolus  Start  Time”、撮影開始時刻は（０００８、００３２）というタグで定義される“Acquisition  Time” から取得する。
【００１８】
時間情報取得部３０において取得された造影剤注入開始時刻と撮影開始時刻が転送される撮影時相推定部３１では、撮影時刻と造影剤注入時刻の差を計算し、図４に示す撮影時相算出表Ａを参照して撮影時相を決定する。図４に示す例は早期動脈相／後期動脈相／門脈相／静脈相の４相のいずれかに分類する表であるが、時相は、用途に応じて適切な数、時間帯を設定する。
【００１９】
領域抽出処理種別決定部３２による領域抽出処理種別の決定について説明する。
図５は、肝臓がんが存在する患者の腹部を撮影した医用画像ボリュームデータのイメージ図であり、後期動脈相と静脈相の２時相における画像の違いを示したものである。ハッチングの違いはＣＴ値（ＣＴ値は、X線減弱係数（X線の吸収度合い）の値を水を基準として表したものであり、水を基準の0として骨を1000とし、その間の比重とCT値が直線関係となるように設定されたものである。）の違いを示している。造影剤注入後、腫瘍部分のＣＴ値が高くなり、後期動脈相では腫瘍部分が高いＣＴ値を示す。時間が経過すると、造影剤は腫瘍部分から流れ出し、静脈相では肝臓全体が高いＣＴ値を示す。静脈相では、腫瘍部分は後期動脈相のときよりも低いＣＴ値を示す場合が多い。自動領域抽出アルゴリズムでは、抽出対象の部位とその周辺の部分、すなわち、図５の例では腫瘍部分と肝実質部分との画素値の差を利用する。一般的には、後期動脈相では腫瘍部分は肝実質よりも高いＣＴ値であり、静脈相では肝実質よりも低いＣＴ値となる。したがって、ＣＴ値の変化に対応する画素値の変化に基づく抽出処理種別は、各時相に応じて適切なものが選択されなければならない。
【００２０】
図６に示した抽出処理種別決定表Ａには、各撮影時相に対して適切な抽出アルゴリズムおよび抽出アルゴリズムの実行に必要かつ適切なパラメータが設定されており、領域抽出処理種別決定部３２では撮影時相推定部３１から転送される撮影時相を基に、抽出処理種別決定表Ａを参照し、抽出アルゴリズムおよびパラメータの値を決定する。
【００２１】
ここで、例の一つとしてRegion Growingを抽出手法として用いる場合について説明する。Region Growingとは、一点または数点のシードと呼ばれる点を自動または手動で設定し、シードから隣接画素の画素値を参照し、設定した条件に適う画素値であればその画素に領域を広げていく方法である。ここでのアルゴリズムAは、注目画素＜隣接画素か、(注目画素−隣接画素)＜LocalThresholdとなり、(シード−隣接画素)＜GlobalThresholdとなる場合に領域拡張するアルゴリズム、アルゴリズムBは注目画素>隣接画素か、(隣接画素−注目画素)＜LocalThresholdとなる場合に領域拡張、(隣接画素−シード)＜GlobalThresholdとなる場合に領域拡張するというアルゴリズムとなる。また、ここでのパラメータはaおよびbとなり、aはLocalThreshold、パラメータbはGlobalThresoldを指す。早期動脈相は後期動脈相以降の相に比べると、腫瘍部分への造影剤の浸透が薄い可能性が高いので、腫瘍部分の画素と周辺画素との差は比較的小さい値となるのでパラメータaとｂは低めの値を設定し、後期動脈相は早期動脈相に比べると腫瘍部分への造影剤の浸透が濃い可能性が高いので腫瘍部分の画素と周辺画素との差は比較的大きいと考えられるため、早期動脈相用のパラメータa、bよりは高い値の設定となる。
【００２２】
また、撮影時相に応じてパラメータを変更する他の例として、動的輪郭モデル(Active Contour Model、以降ACM)を抽出手法として用いる場合について説明する。ACMは、対象領域の境界近傍に輪郭線C(n個の離散的な点列を結んだ閉曲線)を初期値として設定し、Cに対して評価関数となるエネルギー関数Eを定義した上で、Eの値が小さくなるようCの位置や形状を修正し、Eが最小となるCを対象領域の境界として抽出アルゴリズムである。Eは閉曲線の連続性やなめらかさを表すエネルギーEin=αEcon+βEcur、画像のエッジ強度に基づくエネルギーEimの積分値の和で表わされる。EconはCの一次微分値の二乗であり閉曲線の連続性を表し、EcurはCの二次微分値の二乗であり閉曲線の滑らかさを表す。Eimはある地点での画素値の勾配の減算を表し、エッジのある場所で小さくなる。従って、画像の画素値に忠実に輪郭を設定したい場合にはエッジ強度を強調させるためαやβは小さく設定し、画素値への忠実さよりも輪郭線の滑らかさを重視したい場合にはαやβは大きく設定することとなる。
【００２３】
このＡＣＭを用いて肝臓全体を抽出する場合、α、βをパラメータa、bとする。造影剤注入時刻から間もない動脈相においては、肝臓全体には造影剤が行き渡っていない可能性が高いので、肝臓実質の画素値とその周辺の画素値との差はあまり大きくなく、エッジ強度よりも滑らかさや連続性を重視した輪郭とする必要がある。そのため、EimやEexよりもEinを強調させるように、aおよびbを高い値として設定する。一方、造影剤注入時刻から時間が経った門脈相、遅延相では肝臓全体に造影剤が浸透している可能性が高いので、肝臓実質の画素値とその周辺組織の画素値との差は大きいものとなる。従って、動脈相用の場合よりもaおよびbは低い値として設定し、EimやEexを強調させるエネルギー関数とすることで抽出精度を向上させることができる。
【００２４】
これに加え、例えば多時相のボリュームデータを用い、異なる時相のボリュームデータ間の差分をとる等の方法で抽出する際には、入力ボリュームデータが時相の数に対応して複数あるが、この場合も同様に、時間情報取得部３０がそれぞれの入力ボリュームデータから時間情報を取得し、取得した時間情報に基づいて撮影時相推定部３１が各ボリュームデータの撮影時相を推定する。
【００２５】
ここで、上記は画像診断時に一般的に用いられる４つの撮影時相を時間情報から推定する例であるが、図４に示した撮影時相算出表Ａのように各時相を定義した場合、例えば同じ門脈相であっても、その間には１００[sec]の幅があり、この１００[sec]の中で早い段階に撮影したか、遅い段階に撮影したかで、同じ部位のＣＴ値が変化し、画像に現れる特徴が異なる場合がある。このような場合に対応するために、撮影時相を更に細かく分けて定義する。
【００２６】
図７は、上記の４つの撮影時相をそれぞれ前期と後期に分けて定義した撮影時相算出表Ｂの例を示している。このように時相を設定することで、図８の抽出処理種別決定表Ｂに例示するように、更に詳細な時間間隔での抽出処理種別を設定でき、従来よりも細かい撮影時相に対応した画像処理を実行できる。
【００２７】
また、一般的に適用される撮影タイミングから外れた時刻に撮影している場合、その患者や患部は、設定した抽出処理種別による自動抽出処理に必要な特徴をもたない可能性も考えられる。例えば図５に示したような、患部や臓器に対する造影剤の流入および流出にかかる時間が、一般的に考えられている時間よりも短い場合や長い場合などである。この場合、造影剤による影響が一般的な挙動となってＣＴ値に現れることを想定した抽出処理種別による処理では、自動抽出に失敗することや、その抽出精度が低いものとなる可能性もある。
【００２８】
図９に示した撮影時相算出表Ｃは、撮影時相に加え、撮影タイミングと自動抽出尤度を(撮影時刻−造影剤注入時刻)[sec]から推定する撮影算出表の例である。自動抽出尤度は、自動抽出結果の尤もらしさを表す尺度として設定するものであり、自動抽出尤度が高ければ、尤もらしい(抽出に成功している可能性が高い)、低ければ尤もらしくない(抽出に失敗している可能性が高い)と判断する。
撮影時相推定部３１は撮影時相算出表Ｃを参照することで自動抽出尤度の推定が可能となり、例えばこの情報を画像処理アルゴリズム実行部２２に自動抽出尤度を転送し、抽出結果の表示と同時に、自動抽出の尤度の高低を操作者に対して参考値として表示する。
【００２９】
または、撮影時相推定部３１にて推定した撮影タイミングの情報を領域抽出処理種別決定部３２へ転送することもできる。領域抽出処理種別決定部３２は、図１０に例示する抽出処理種別決定表Ｃを参照し、撮影タイミングの情報を含めて、最適な領域抽出処理種別を決定する。
【００３０】
また、ＤＩＣＯＭヘッダの中には、時間情報以外にも、例えば被験者の体重、身長、年令等の身体情報なども含まれる。領域抽出処理種別決定部３２では、これらの情報を参照することで、更に精度の高い抽出処理種別を決定することもできる。例えば身長の高い被験者や、体重が重い被験者は、身長が低い被験者や、同身長で体重が低い被験者と比較すると、身体の体積が一般的に大きいと考えられ、そのため造影剤注入位置から抽出対象となる臓器や疾患部位までの物理的距離は一般的に遠くなるといえる。従って造影剤注入開始から撮影開始までの時間が同じであったとしても、身長の高い被験者や体重が重い被験者については、抽出対象部位への造影剤の流入は比較的少ないと考えることができる。このため、被験者の身体の体積に応じて抽出処理種別を調整することで、抽出精度の向上が期待できる。
【００３１】
図１１には、身長と体重から体格指数を算出する場合の体格指数算出表の例と、体格指数を用いて抽出パラメータを補正する場合の抽出パラメータ補正式の例を示した。ただし、抽出パラメメータ補正式の例におけるAｎは体格指数算出表により算出された体格指数の一例であり、pｒは抽出処理種別決定表により決定された抽出パラメータの一例を示す。領域抽出処理種別決定部３２では、この表から得られた体格指数を用い、抽出処理種別決定表で決定した各抽出パラメータを、抽出パラメータ補正式に従って補正する。前述のように、被験者の身体が大きい場合には造影剤が患部に到達するまでの時間が長く、また患部から造影剤が抜けるまでの時間も長いと考えられるため、例えば前述のRegionGrowingの例の場合、パラメータa、bを小さい値に設定することで抽出の精度が向上する可能性がある。
【００３２】
また、ＤＩＣＯＭタグには、（００１８、１０４１）というタグで定義されるＣｏｎｔｒａｓｔ/Ｂｏｌｕｓ Ｖｏｌｕｍｅもあり、これは注入した造影剤の量を示す項目であるが、一般に使われる量よりも造影剤の量が多い場合、造影剤が組織から完全に抜け切るまでの時間が一般の場合よりも長くなると考えられる。領域抽出処理種別決定部３２では、造影剤量に応じて調整した抽出パラメータを利用することもできる。
【００３３】
これ以外にも、医用画像に付随する情報としてはＤＩＣＯＭタグ以外にも、例えば電子カルテに記載される情報を取得することもできる。例えば化学療法による治療では、治療の過程で注入した薬品等によっては、医用画像上に特異な特徴を示す場合がある。例としてリピオドール肝動脈塞栓療法（ＴＡＥ）は、それを施行する際にリピオドールと呼ばれるリンパ造影剤の一種を混合することが推奨されている、リピオドールは、通常は数日で患部から流出するが、古典的肝細胞癌には滞留するという性質を有している。腫瘍の抽出を目的として自動抽出処理を行う場合には、未処置の腫瘍領域と、ＴＡＥ処置後の腫瘍領域は別のものとして認識する必要がある。電子カルテにオーダーの情報としてＴＡＥ処置後かどうかが記載されている場合、リピオドール注入済みかどうかが判定可能となるため、領域抽出処理種別決定部３２では、これら治療オーダーの情報を、抽出処理に反映させることが可能となる。
【００３４】
以上により、三次元医用画像から特定の領域を抽出する場合の抽出処理において、医用画像ボリュームデータから時間情報を取得することで、人手による処理を減少させる画像処理方法、画像処理装置、及びプログラムを提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０：外部記憶装置、１１：画像処理装置、１２：入力装置、１３：表示装置、２０：内部メモリ、２１：自動領域抽出部、２２：画像処理アルゴリズム実行部、３０：時間情報取得部、３１：撮影時相推定部、３２：領域抽出処理種別決定部、３３：領域抽出処理実行部。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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