(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心のある腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき該関心のある腫瘍を分類するシステムであって、
−前記画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためにＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）オーバレイを計算するオーバレイデータ構造であって、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有する、オーバレイデータ構造と、
−前記オーバレイデータ構造に基づき前記ＴＮＭオーバレイを計算し、前記ＴＮＭオーバレイを前記腫瘍画像上に位置付けるオーバレイユニットであって、前記ＴＮＭオーバレイのサイズは、前記計算される腫瘍画像の縮尺に基づく、オーバレイユニットと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記オーバレイデータ構造は、３次元幾何学構造を表し、前記オーバレイユニットは、前記画像データ体積内で前記３次元幾何学構造を位置決めするよう構成され、前記３次元幾何学構造の線形サイズは、全ての次元において前記３次元画像データの線形縮尺に基づき、前記ＴＮＭオーバレイは、前記３次元幾何学構造及び前記腫瘍画像に基づき計算される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記３次元幾何学構造の位置は、ユーザ入力及び／又は前記３次元画像データのセグメント化に基づき計算される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記オーバレイユニットは、ユーザ入力に基づき、前記３次元幾何学構造を前記３次元画像データに対して再位置決めし、前記３次元幾何学構造の前記３次元画像データに対する新しい位置に従って、前記ＴＮＭオーバレイの位置を更新するよう更に構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記３次元幾何学構造は、複数の同心球又は複数の同心立方体を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記腫瘍画像上に前記関心のある腫瘍を示す腫瘍オーバレイを計算するセグメント化ユニット、を更に有する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記オーバレイユニットは、前記３次元画像データの特性に基づき、前記ＴＮＭオーバレイを適応するよう更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記オーバレイユニットは、前記関心のある腫瘍の種類に基づき、前記ＴＮＭオーバレイを適応するよう更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
腫瘍ユニットを更に有し、前記腫瘍ユニットは、
−ユーザ入力又は前記３次元画像データのセグメント化に基づき、前記腫瘍画像内の前記関心のある腫瘍の病期を示し、及び／又は
−ユーザ入力及び／又は前記３次元画像データのセグメント化に基づき、前記腫瘍画像内の前記関心のある腫瘍のサイズを伝達する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ビューを選択する手段、を更に有する請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステムを有するワークステーション。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシステムを有する画像取得装置。
【請求項１３】
関心のある腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき該関心のある腫瘍を分類する方法であって、前記方法は、前記３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためにＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）オーバレイを計算するオーバレイデータ構造を用いるよう構成され、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有し、前記方法は、前記オーバレイデータ構造に基づき前記ＴＮＭオーバレイを計算し、前記ＴＮＭオーバレイを前記腫瘍画像上に位置付けるオーバレイステップであって、前記ＴＮＭオーバレイのサイズは、前記計算される腫瘍画像の縮尺に基づく、オーバレイステップ、を有する方法。
【請求項１４】
前記オーバレイデータ構造は、３次元幾何学構造を表し、前記オーバレイステップは、前記画像データ体積内で前記３次元幾何学構造を位置決めするよう構成され、前記３次元幾何学構造の線形サイズは、全ての次元において前記３次元画像データの線形縮尺に基づき、前記ＴＮＭオーバレイは、前記３次元幾何学構造及び前記腫瘍画像に基づき計算される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ装置によりロードされるコンピュータプログラムであって、３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためのＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）オーバレイを用いて、関心のある腫瘍を分類する命令を有し、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有し、前記コンピュータ装置は、処理ユニットとメモリとを有し、前記コンピュータプログラムは、ロードされた後に、前記処理ユニットに請求項１３又は１４に記載の方法のステップを実行する能力を提供する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像オーバレイを用いた腫瘍の分類に関連する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＪＣＣ（American  Joint  Committee  on  Cancer）及びＵＩＣＣ（International  Union  Against  Cancer）は、癌を特徴付けるためにＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）分類による病期を選択している。TNM  Classification  of  Malignant  Tumours  ７th  edition,  ISBN:９７８-１-４４４３-３２４１-４,  December  ２００９、以下、文献１とする。ＴＮＭシステムは、病気の予後に影響を与えると考えられる悪性腫瘍の形態的特性（例えば、原発腫瘍の大きさ、又は腫瘍と他の構造との距離）に基づき癌の程度を分類する方法を定める。腫瘍の病期を定めるために、臨床医学者、例えば医師は、腫瘍の最大寸法を測定し（図１参照）、次にＴＮＭ病期ルールを適用して腫瘍を分類する必要がある（表１参照）。これは、間違いを起こしやすく、時間がかかり、不便である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
悪性腫瘍を分類する作業を簡略化できるシステムを有することは有利である。
【０００４】
したがって、一態様では、本発明は、関心のある腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき該関心のある腫瘍を分類するシステムであって、
−前記３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためにＴＮＭオーバレイを計算するオーバレイデータ構造であって、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有する、オーバレイデータ構造と、
−前記オーバレイデータ構造に基づき前記ＴＮＭオーバレイを計算し、前記ＴＮＭオーバレイを前記腫瘍画像上に位置付けるオーバレイユニットであって、前記ＴＮＭオーバレイのサイズは、前記計算される腫瘍画像の縮尺に基づく、オーバレイユニットと、
を有するシステムを提供する。
【０００５】
ＴＮＭオーバレイのサイズを腫瘍画像の縮尺に依存させることにより、位置決めされたＴＮＭオーバレイ上の２地点間の距離の、計算された腫瘍画像内の２地点間の距離に対する比は、実質的に一定であり、つまり実質的に画像データの視覚化と独立である。したがって、腫瘍画像に重ね合わされたＴＮＭオーバレイは、臨床医学者に、ＴＮＭ分類に従って関心のある腫瘍、例えば悪性腫瘍を迅速に視覚的に評価させ及びランク付けさせる。
【０００６】
システムの一実施形態では、前記オーバレイデータ構造は、３次元幾何学構造を表し、前記オーバレイユニットは、前記画像データ体積内で前記３次元幾何学構造を位置決めするよう構成され、前記３次元幾何学構造の線形サイズは、全ての次元において前記３次元画像データの縮尺に基づき、前記ＴＮＭオーバレイは、前記３次元幾何学構造及び前記腫瘍画像に基づき計算される。前記３次元幾何学構造の線形サイズを全ての次元において前記３次元画像データの縮尺に依存させることにより、位置決めされた３次元幾何学構造上の２地点間の距離の、前記３次元画像データ体積内の２地点間の距離に対する比は、実質的に一定であり、つまり実質的に画像データの視覚化と独立である。
【０００７】
システムの一実施形態では、前記オーバレイユニットは、前記３次元幾何学構造を表すデータを前記画像データ体積内にマッピングし、マッピングしたデータを前記画像データとマージし、それにより統合画像オーバレイデータを生成するよう構成されても良い。また、前記オーバレイユニットは、前記統合画像オーバレイデータから画像を計算し、したがって前記関心のある腫瘍及び前記ＴＮＭオーバレイを視覚化するよう更に構成されても良い。
【０００８】
当業者は、３次元画像データから再現され２次元画像に示される２つのオブジェクトの縮尺又はオブジェクトの詳細が異なり得ることを理解するだろう。例えば、これは、各オブジェクト又はオブジェクトの詳細が観測面から異なる距離にあり、例えば画像が線形透視図を用いて再現される場合である。条件「ＴＮＭオーバレイのサイズは計算された腫瘍画像の縮尺に基づく」は、この状況で解釈されるべきである。
【０００９】
留意すべきことに、３次元画像データは、画像データ体積内に、つまり画像データに対して位置決めされ、腫瘍画像の任意の変化はＴＮＭオーバレイの対応する変化を生じ得る。腫瘍画像の変化は、画像データの変換、例えば平行移動又は回転により、又は腫瘍画像を計算する別の方法（つまり、別の再現アルゴリズム）を選択することにより生じても良い。当業者は、腫瘍画像を計算する多くの方法を知っている。
【００１０】
システムの一実施形態では、前記３次元幾何学構造の位置は、ユーザ入力及び／又は前記３次元画像データのセグメント化に基づき計算される。例えば、セグメント化アルゴリズムは、セグメント化された関心のある腫瘍の塊の中心を計算するために用いられても良い。計算された塊の中心は、画像データ体積内の３次元幾何学構造を位置決めするために用いられても良い。任意的に、セグメント化アルゴリズムは、セグメント化された関心のある腫瘍の慣性テンソルの主軸を計算するために更に用いられても良い。また、計算した主軸は、３次元幾何学構造を画像データ体積内で方向付けるために用いられ得る。代替で、ユーザは、画像データ内に含まれる画像スタックを通じてナビゲートし、例えば画像に対する３次元幾何学構造の目印の位置を定めることにより、３次元幾何学構造の位置を選択及び入力する。
【００１１】
システムの一実施形態では、前記オーバレイユニットは、ユーザ入力に基づき、前記３次元画像データに対して前記３次元幾何学構造を再位置決めするよう更に構成される。再位置決めは、３次元画像データに対する３次元幾何学構造の平行移動及び／又は回転を含む。３次元画像データに対して３次元幾何学構造を再位置決めした後、前記オーバレイユニットは、前記３次元幾何学構造の前記３次元画像データに対する新しい位置に従って、前記ＴＮＭオーバレイの位置を更新するよう構成される。
【００１２】
システムの一実施形態では、前記３次元幾何学構造は、複数の同心球又は複数の同心立方体を有する。システムは、球又は立方体の中心を有する薄いデータスライスから腫瘍画像を計算するよう構成される。次に、ＴＮＭオーバレイは、それぞれ複数の同心円又は複数の同心長方形を有しても良い。
【００１３】
一実施形態では、システムは、腫瘍画像上の関心のある腫瘍を示す腫瘍オーバレイを計算するセグメント化ユニットを更に有する。例えば、腫瘍境界は、ＥＰ１６１４０６９Ｂ１、名称「Volume  Measurements  in  ３d  Datasets」に記載された方法を用いて計算され得る。また、計算した腫瘍境界に基づく腫瘍の外形は、腫瘍画像の解釈を助けるために腫瘍画像内に示されても良い。
【００１４】
システムの一実施形態では、前記オーバレイユニットは、前記３次元画像データの特性に基づき、前記ＴＮＭオーバレイを適応するよう更に構成される。例えば、線の太さは、計算した腫瘍画像内の信号対雑音比により決定されても良い。または、ＴＮＭオーバレイを表示する各ピクセルの濃淡値は、ＴＮＭオーバレイピクセルを囲む円に実質的に含まれる腫瘍画像のピクセルの平均濃淡値により決定されても良い。
【００１５】
システムの一実施形態では、前記オーバレイユニットは、前記関心のある腫瘍の種類に基づき、前記ＴＮＭオーバレイを適応するよう更に構成される。異なる腫瘍は異なるＴＮＭルールを必要としても良い。例えば、肺腫瘍及び胸部腫瘍により必要とされるＴＮＭルールは異なる。これらのＴＮＭルールは、ＴＮＭオーバレイに反映されても良い。場合によっては、ルールは、ＴＮＭオーバレイを計算するための３次元幾何学構造内に反映され得る。例えば、異なる３次元幾何学構造は、異なる形状又はサイズを有しても良い。
【００１６】
一実施形態では、システムは、ユーザ入力に又は３次元画像データのセグメント化に基づき、腫瘍画像内の関心のある腫瘍の病期を示す腫瘍ユニットを更に有する。例えば、関心のある腫瘍の病期を定める外形は、赤色にされても良く、又は点滅されても良い。
【００１７】
システムの一実施形態では、腫瘍ユニットは、ユーザ入力及び／又は３次元画像データのセグメント化に基づき、腫瘍画像内の関心のある腫瘍のサイズを伝達するよう更に構成される。サイズと同様に、ユーザ入力及び／又は３次元画像データの分析から引き出された関心のある腫瘍に関連する任意の他の関連情報も、関心のある腫瘍及びＴＮＭオーバレイのビューを覆い隠さないように配置されるテキストボックス内に表示されても良い。
【００１８】
更なる態様では、本発明のシステムを有する画像取得装置が提供される。
【００１９】
更なる態様では、本発明のシステムを有するワークステーションが提供される。
【００２０】
更なる態様では、本発明は、関心のある腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき該関心のある腫瘍を分類する方法であって、前記方法は、前記３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためにＴＮＭオーバレイを計算するオーバレイデータ構造を用いるよう構成され、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有し、前記方法は、前記オーバレイデータ構造に基づき前記ＴＮＭオーバレイを計算し、前記ＴＮＭオーバレイを前記腫瘍画像上に位置付けるオーバレイステップであって、前記ＴＮＭオーバレイのサイズは、前記計算される腫瘍画像の縮尺に基づく、オーバレイステップ、を有する方法を提供する。
【００２１】
方法の一実施形態では、前記オーバレイデータ構造は、３次元幾何学構造を表し、前記オーバレイステップは、前記画像データ体積内で前記３次元幾何学構造を位置決めするよう構成され、前記３次元幾何学構造の線形サイズは、全ての次元において前記３次元画像データの線形縮尺に基づき、前記ＴＮＭオーバレイは、前記３次元幾何学構造及び前記腫瘍画像に基づき計算される。
【００２２】
更なる態様では、本発明は、コンピュータ装置によりロードされるコンピュータプログラムであって、３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためのＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）オーバレイを用いて、関心のある腫瘍を分類する命令を有し、前記ＴＮＭオーバレイは、前記関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有し、前記コンピュータ装置は、処理ユニットとメモリとを有し、前記コンピュータプログラムは、ロードされた後に、前記処理ユニットに本発明の方法のステップを実行する能力を提供する、コンピュータプログラムを提供する。
【００２３】
上述の本発明の実施形態、実施及び／又は態様のうちの２以上が有用と考えられる如何なる方法で結合されてもよいことが当業者に理解されるだろう。
【００２４】
システム、ワークステーション、画像取得装置、方法、及び／又はコンピュータプログラムの変更及び変形は、該システム又は該方法の記載される変更及び変形に対応し、本願明細書に基づき当業者により実施することができる。
【００２５】
当業者は、請求される発明における画像データセットが、Ｘ線撮像ＣＴ（Computed  Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）、ＵＳ（Ultrasound）、ＰＥＴ（Positron  Emission  Tomography）、ＳＰＥＣＴ（Single  Photon  Emission  Computed  Tomography）及びＮＭ（Nuclear  Medicine）のような、しかしこれらに限定されない種々の取得モダリティにより取得される２次元（２Ｄ）、３次元（３Ｄ）又は４次元（４Ｄ）画像データセットであっても良いことを理解するだろう。
【００２６】
本発明は、独立請求項により定められる。有利な実施形態は、従属請求項で定められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明の上述の及び／又は他の態様は、以下に記載する実装及び実施形態から、並びに添付の図面を参照して、明らかになるだろう。
【図１】胸部の腫瘍の測定を示す。
【図２】システムの例示的な実施形態のブロック図を示す。
【図３】関心のある腫瘍を視覚化する胸部ＭＲＩ画像、及び重ね合わされた例示的なＴＮＭオーバレイを示す。
【図４】図３に示した画像の拡大した部分を示す。
【図５】方法の例示的なフローチャートを図示する。
【図６】画像取得装置の例示的な実施形態を図示する。
【図７】ワークステーションの例示的な実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
全図を通じて、同様の部分を示すために同じ参照符号が用いられる。
【００２９】
図２は、関心のある腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき、該関心のある腫瘍を分類するシステムＳＹＳの例示的な実施形態のブロック図を示す。システムは、以下を有する。
−画像データから計算された腫瘍画像内に表示するためのＴＮＭオーバレイを計算するオーバレイデータ構造ＯＬ。ＴＮＭオーバレイは、関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有する。
−オーバレイデータ構造ＯＬに基づきＴＮＭオーバレイを計算し、ＴＮＭオーバレイを腫瘍画像上に位置付けるオーバレイユニットＵ１０。ＴＮＭオーバレイのサイズは、計算された腫瘍画像の縮尺に基づく。
【００３０】
システムＳＹＳの例示的な実施形態は、更に以下を有する。
−腫瘍画像上に関心のある腫瘍を示す腫瘍オーバレイを計算するセグメント化ユニットＵ２０。
−腫瘍ユニット（Ｕ３０）。腫瘍ユニットは、
−ユーザ入力に又は３次元画像データのセグメント化に基づき、腫瘍画像内の関心のある腫瘍の病期を示し、及び／又は、
−ユーザ入力に及び／又は３次元画像データのセグメント化に基づき、腫瘍画像内の関心のある腫瘍のサイズを伝達する。
−システムＳＹＳの動作を制御する制御ユニットＵ６０。
−ユーザとシステムＳＹＳとの間の通信のためのユーザインタフェースＵ６５。
−データを格納するメモリユニットＵ７０。
【００３１】
システムＳＹＳの一実施形態では、入力データのための３個の入力コネクタＵ８１、Ｕ８２、Ｕ８３がある。第１の入力コネクタＵ８１は、ハードディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスクのような、しかしこれらに限定されないデータ記憶手段から入ってくるデータを受信するよう構成される。第２の入力コネクタＵ８２は、マウス又はタッチスクリーンのような、しかしこれらに限定されないユーザ入力装置から入ってくるデータを受信するよう構成される。第３の入力コネクタＵ８３は、キーボードのような、ユーザ入力装置から入ってくるデータを受信するよう構成される。入力コネクタＵ８１、Ｕ８２、Ｕ８３は、入力制御ユニットＵ８０に結合される。
【００３２】
システムＳＹＳの一実施形態では、出力データのための２個の出力コネクタＵ９１、Ｕ９２がある。第１の出力コネクタＵ９１は、ハードディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスクのようなデータ記憶手段へデータを出力するよう構成される。第２の出力コネクタＵ９２は、ディスプレイ装置にデータを出力するよう構成される。出力コネクタＵ９１、Ｕ９２は、出力制御ユニットＵ９０を介してそれぞれのデータを受信する。
【００３３】
当業者は、入力装置を入力コネクタＵ８１、Ｕ８２、Ｕ８３に、及び出力装置をシステムＳＹＳの出力コネクタＵ９１、Ｕ９２に結合する多くの方法があることを理解するだろう。これらの方法は、有線及び無線接続、ＬＡＮ（Local  Area  Network）及びＷＡＮ（Wide  Area  Network）、インターネット、デジタル電話網のようなデジタルネットワーク、及びアナログ電話網を含むが、これらに限定されない。
【００３４】
一実施形態では、システムＳＹＳは、メモリユニットＵ７０を有する。システムＳＹＳは、如何なる入力コネクタＵ８１、Ｕ８２、Ｕ８３を介して外部装置から入力データを受信し、受信した入力データをメモリユニットＵ７０に格納するよう構成される。入力データをメモリユニットＵ７０に読み込むことは、システムＳＹＳのユニットによる関連データ部分への迅速なアクセスを可能にする。入力データは、３Ｄ画像データを有する。入力データは、例えば、ＴＮＭオーバレイ又は３Ｄ幾何学構造、及び画像データ体積（volume）内に位置する腫瘍のバイナリマスクのような腫瘍セグメント化結果を位置付けるユーザ入力を更に有しても良い。メモリユニットＵ７０は、ＣＰＵのレジスタファイル、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）チップ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）チップ、及び／又はハードディスクドライブ及びハードディスクのような、しかしこれらに限定されない装置により実装されても良い。メモリユニットＵ７０は、出力データを格納するよう更に構成されても良い。出力データは、重ね合わされたＴＮＭオーバレイを有する腫瘍画像を有する。メモリユニットＵ７０は、メモリバスＵ７５を介して、オーバレイユニットＵ１０、セグメント化ユニットＵ２０、第１の腫瘍ユニットＵ３０、制御ユニットＵ６０、及びユーザインタフェースＵ６５を有するシステムＳＹＳのユニットからデータを受信し及び／又はそれらへデータを配信するよう構成されても良い。メモリユニットＵ７０は、如何なる出力コネクタＵ９１、Ｕ９２を介して、出力データを外部装置に利用可能にするよう更に構成される。システムＳＹＳのユニットからのデータをメモリユニットＵ７０に格納することは、有利なことに、システムＳＹＳの性能、並びにシステムＳＹＳのユニットから外部装置への出力データの転送レートも向上させ得る。
【００３５】
一実施形態では、システムＳＹＳは、システムＳＹＳを制御する制御ユニットＵ６０を有する。制御ユニットＵ６０は、システムＳＹＳのユニットから制御データを受信し及び制御データをシステムＳＹＳのユニットへ供給するよう構成されても良い。例えば、３Ｄ幾何学構造位置情報を受信した後、ユーザインタフェースＵ６５は、制御データ「３Ｄ幾何学構造位置情報が利用可能である」を制御ユニットＵ６０に提供するよう構成されても良い。また、制御ユニットＵ６０は、制御データ「３Ｄ幾何学構造の位置を計算しなさい」をオーバレイユニットＵ１０に供給するよう構成されても良い。代替で、制御機能は、システムＳＹＳの他のユニットに実装されても良い。
【００３６】
システムＳＹＳの一実施形態では、システムＳＹＳは、ユーザとシステムＳＹＳとの間の通信を可能にするユーザインタフェースＵ６５を有する。ユーザインタフェースＵ６５は、３Ｄ画像データを有するファイルの名称を有するユーザ入力を受信するよう構成されても良い。また、該ユーザ入力は、３Ｄ幾何学構造を位置決めする。任意的に、ユーザインタフェースは、例えばユーザの知識に基づき３Ｄ幾何学構造又はＴＮＭオーバレイを選択又は変更するような、システムＳＹＳの動作モードを選択するユーザ入力を受信しても良い。ユーザインタフェースは、重ね合わされたＴＮＭオーバレイと共に腫瘍画像を表示するよう更に構成されても良い。当業者は、より多くの機能がシステムＳＹＳのユーザインタフェースＵ６５に有利に実装されても良いことを理解するだろう。
【００３７】
本発明は、胸部腫瘍、胸部癌病期ルール（文献１）及びＭＲＩ−３Ｄ画像データを参照して記載される。当業者は、本発明を他の癌種類、観測種類、画像化モダリティ及び他の癌病期システムに適用するために、どのように本発明を変更するかが分かるだろう。請求の範囲は、記載される実施形態により制限されると考えられるべきではない。
【００３８】
文献１による胸部癌の病期のためのＴＮＭルールを表１に纏める。
【００３９】
［表１］胸部癌の病期のためのＴＮＭルールの一部
【００４０】
【表１】
0005834093.tif 000002
図１の胸部ＭＲＩ画像は、左胸部に存在する腫瘍を示す。示した画像は、画像スタックから得た画像である。スタックの各画像は、軸方向の画像データスライスから計算される。腫瘍が実質的に球形でない限り、腫瘍の最大寸法を測定することは容易ではない。次に、臨床医学者は、従来知られているように、腫瘍が最大寸法を示すところで、画像のスタックから１又は複数の画像を選択し、線を用いて１又は複数の画像内の腫瘍を測定できる（図１の線を参照）。しかしながら、腫瘍の１又は複数の画像が腫瘍の最大寸法を視覚化するという保証はない。例えば、腫瘍の最大寸法は、非軸方向の平面内で見付かるかも知れない。腫瘍の最大寸法を示す画像の発見は、それぞれ平面に垂直なベクトルにより定められる異なる平面方向に対応する多くの画像スタックを検査すること、腫瘍が最大寸法を示す画像スタックから１又は複数の画像を発見すること、及び１又は複数の画像内の腫瘍を測定することを必要とし得る。この処理は、時間の掛かる作業であり、人為的誤りを生じ易い。
【００４１】
一態様では、本発明は、臨床医学者が腫瘍の病期を決定し及び視覚化するのを助けるシステムＳＹＳを提供する。システムＳＹＳのオーバレイユニットＵ１０は、画像データ体積内の３Ｄ幾何学構造を位置決めするよう構成される。ここで、３Ｄ幾何学構造の線形サイズは、全ての次元において３Ｄ画像データの線形縮尺に基づく。多次元（例えば、２Ｄ、３Ｄ）画像データの縮尺は、標準的に、画像データ体積内に表されるオブジェクトの２つの特徴間の距離の、該オブジェクトの２つの特徴の間の実際の距離に対する比により定められる。３Ｄ画像データの縮尺を用いて、３Ｄ幾何学構造のサイズを腫瘍の実際のサイズに関連付けることにより、３Ｄ幾何学構造及び腫瘍は、互いに対して１：１の縮尺になる。したがって、ＴＮＭオーバレイは、腫瘍の実際のサイズを示す。
【００４２】
一実施形態では、３Ｄ幾何学構造は、複数の同心球を有する。システムのセグメント化ユニットＵ２０は、腫瘍をセグメント化するよう構成される。腫瘍のセグメント化に基づき、オーバレイユニットＵ１０は、３Ｄ幾何学構造を位置決めするための、腫瘍塊の中心を計算するよう構成される。腫瘍塊の中心を計算するために、実際の腫瘍塊の分布は、腫瘍画像強度分布により置き換えられる。
【００４３】
図３は、図１の胸部ＭＲＩ画像、関心のある腫瘍ＣＲの視覚化、及び胸部ＭＲＩ画像に重ね合わされた例示的な重ね合わせＴＮＭオーバレイを示す。ＴＮＭオーバレイは、複数の同心円を有する。ＴＮＭオーバレイＯＬの中心は、腫瘍ＣＲの塊の中心に対応する。腫瘍画像は、腫瘍ＣＲの塊の中心を有する軸方向の画像データスライスから計算される。ＴＮＭオーバレイＯＬの同心円は、軸方向の画像データスライスにより３Ｄ画像データ体積内に位置する３Ｄ幾何学構造の同心球の断面に対応する。
【００４４】
図４は、図１及び３の拡大した胸部ＭＲＩ画像を示す。つまり、図４の拡大画像の縮尺の方が高い。ＴＮＭオーバレイの同心円は、表１に示したＴＮＭ病期クラスに従ってラベル付けされる。図３に示す画像に基づき、臨床医学者は、腫瘍の病期がＴ２であることを直ちに理解できる。したがって、彼／彼女の仕事の流れは大幅に簡単になる。さらに、臨床医学者が頻繁に更新されるＴＮＭルールに馴染みがない場合でも、彼女／彼はオーバレイにより支援され訓練される。したがって、仕事の流れの簡単化に加えて、本発明のシステムは、ＴＮＭシステムの知識を維持し普及するのに有用である。
【００４５】
図４から更に分かることは、ＴＮＭオーバレイが、３Ｄ画像データから計算された画像ピクセル濃淡値という特性に基づき適応されることである。ＴＮＭオーバレイの円を表示するピクセルは、腫瘍画像の周囲のピクセルと対比される。腫瘍画像の周囲のピクセルが暗い（低い強度、低い濃淡値）とき、ＴＮＭオーバレイのピクセルは明るい（高い強度、高い濃淡値）。逆も同様である。腫瘍画像の周囲のピクセルが明るい（高い強度、高い濃淡値）とき、ＴＮＭオーバレイのピクセルは暗い（低い強度、低い濃淡値）。これは、ＴＮＭオーバレイの視認性を向上させる。
【００４６】
一実施形態では、システムＳＹＳは、臨床医学者に追加情報を提供する腫瘍ユニットＵ３０を有する。追加情報は、３Ｄ画像データから、場合によっては画像分析アルゴリズムの結果（例えば、画像セグメント化の結果）から引き出される。腫瘍体積、形状特性、平均濃淡値、等は、ＴＮＭオーバレイの隣に表示されても良い。任意的に、腫瘍を取り囲む最小球により定められる円は、特殊なスタイル（例えば、色分け、又は線幅）を用いて示されても良い。任意的に、ＴＮＭオーバレイＯＬの他の円は、フェードアウトするか又は除去されても良い。また、システムのユーザインタフェースＵ６５は、臨床医学者により入力されるフリーテキストを受信するよう構成できる。また、腫瘍ユニットＵ３０は、ＴＮＭオーバレイの隣に表示するためにフリーテキストを含めるよう構成されても良い。
【００４７】
当業者は、本発明のシステムが医師の仕事の多くの局面で医師を支援する有用なツールであり得ることを理解するだろう。さらに、システムの実施形態はシステムの医療用途を用いて説明されたが、システムの非医療用途も考えられる。
【００４８】
当業者は、システムＳＹＳの他の実施形態も可能であることを更に理解するだろう。特に、システムのユニットを見直し、それらの機能を再分配することが可能である。記載した実施形態は医用画像に適用されるが、本システムの医療用途に関係ない他の用途も可能である。
【００４９】
システムＳＹＳのユニットは、プロセッサを用いて実装されても良い。通常、それらの機能は、ソフトウェアプログラムの制御下で実行される。実行中、ソフトウェアプログラムは、通常、ＲＡＭのようなメモリにロードされ、そこから実行される。プログラムは、ＲＯＭ、ハードディスク又は磁気及び／又は光記憶装置のようなバックグランドメモリからロードされても良く、又はインターネットのようなネットワークを介してロードされても良い。任意で、特定用途向け集積回路が、記載した機能を提供しても良い。
【００５０】
図５は、悪性腫瘍を視覚化する３次元画像データに基づき悪性腫瘍を分類する方法Ｍの例示的なフローチャートを示す。方法は、３次元画像データから計算される腫瘍画像内に表示するためにＴＮＭ（Tumor-Node-Metastasis）オーバレイを計算するオーバレイデータ構造（ＯＬ）を用いるよう構成される。ＴＮＭオーバレイは、関心のある腫瘍の病期を決定するＴＮＭ情報を有する。方法は、オーバレイデータ構造（ＯＬ）に基づきＴＮＭオーバレイを計算し、ＴＮＭオーバレイを腫瘍画像上に位置付けるオーバレイステップ（Ｓ１０）を有する。ＴＮＭオーバレイのサイズは、計算された腫瘍画像の縮尺に基づく。任意的に、方法は、関心のある腫瘍を腫瘍画像上に示すために腫瘍オーバレイを計算するセグメント化ステップＳ２０、及び／又はＴＮＭオーバレイの隣に表示するために腫瘍に関連する追加情報を得る腫瘍ステップＳ３０を更に有しても良い。オーバレイステップＳ１０、セグメント化ステップＳ２０、及び腫瘍ステップＳ３０は、セグメント化ステップＳ２０が腫瘍セグメント化を含み、セグメント化の結果がオーバレイステップＳ１０又は腫瘍ステップＳ３０により使用されない限り、同時に又は任意の順序で実行されても良い。前者の場合には、方法Ｍはセグメント化ステップから開始しなければならない。方法Ｍに含まれる全てのステップを実行した後に、方法の実行は終了する。任意で、方法Ｍの２以上のステップが１つのステップに結合されても良い。任意で、方法Ｍの１つのステップが複数のステップに分割されても良い。
【００５１】
図６は、本発明のシステムＳＹＳを用いる画像取得装置ＩＡＡの例示的な実施形態を示す。画像取得装置ＩＡＡは、内部接続を介してシステムＳＹＳと接続される画像取得ユニットＩＡＡ１０、入力コネクタＩＡＡ０１、及び出力コネクタＩＡＡ０２を有する。この構成は、有利なことに、画像取得装置ＩＡＡの能力を向上させ、画像取得装置ＩＡＡにシステムＳＹＳの有利な機能を提供する。
【００５２】
図７は、ワークステーションＷＳの例示的な実施形態を図示する。ワークステーションはシステムバスＷＳ０１を有する。プロセッサＷＳ１０、メモリＷＳ２０、ディスク入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタＷＳ３０、及びユーザインタフェースＷＳ４０は、システムバスＷＳ０１に動作可能に結合される。ディスク記憶装置ＷＳ３１は、任意でディスクＩ／ＯアダプタＷＳ３０に結合される。キーボードＷＳ４１、マウスＷＳ４２及びディスプレイＷＳ４３は、任意で、ユーザインタフェースＷＳ４０に動作可能に結合される。本発明のシステムＳＹＳは、コンピュータプログラムとして実装され、ディスク記憶装置ＷＳ３１に格納される。ワークステーションＷＳ００は、プログラムをロードし、メモリＷＳ２０にデータを入力し、プロセッサＷＳ１０でプログラムを実行するよう構成される。ユーザは、キーボードＷＳ４１及び／又はマウスＷＳ４２を用いて、ワークステーションＷＳ００に情報を入力できる。ワークステーションは、ディスプレイ装置ＷＳ４３及び／又はディスクＷＳ３１に情報を出力するよう構成される。当業者は、ワークステーションＷＳの多数の他の実施形態が従来知られていること、本実施形態が本発明を説明する目的を果たし、本発明をこの特定の実施形態に限定するとして解釈されてはならないことを理解するだろう。
【００５３】
留意すべきことに、上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく、当業者は添付の請求の範囲から逸脱することなく代替の実施形態を考案できる。請求項中、括弧内に記載された如何なる参照符号も、請求項を制限すると見なされるべきではない。用語「有する（comprising）」は、請求項及び説明中に列挙された以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の前にある単数を表す語（「ａ」、「an」）は、このような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより又はプログラムされたコンピュータにより、実施することができる。複数のユニットを列挙しているシステムの請求項では、これらの複数のユニットは、１つの同一のハードウェア又はソフトウェアレコードにより実装することができる。第１、第２、第３等の語の使用は、如何なる順序も示さない。これらの語は、名称として解釈されるべきである。
【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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