(57)【要約】  医用画像１０２を処理するシステム１００であって、当該システムは、医用画像内に関心領域１０４を確立する。また、当該システムは、関連する複数のセグメンテーション結果１２２を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法１２４を関心領域に適用するセグメンテーション手段１２０と、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示する視覚化手段１４０と、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を、選択されたセグメンテーション方法１６４として確立するために、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す選択コマンド１６２を、ユーザから受け取るユーザ入力部１６０とを含む。
2014523772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像内に関心領域を確立する医用画像を処理するシステムであって、
関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法を前記関心領域に適用するセグメンテーション手段と、
前記関連する複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示する視覚化手段と、
前記複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を選択されたセグメンテーション方法として確立するために、前記関連する複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す選択コマンドを、ユーザから受け取るユーザ入力部と、
を含む、システム。
【請求項２】
前記視覚化手段は、前記関連する複数のセグメンテーション結果をユーザに、グリッド及びカルーセルの一方で、表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記セグメンテーション手段は、関連する追加の複数のセグメンテーション結果を取得するために、前記選択されたセグメンテーション方法に依存して、追加の複数の異なるセグメンテーション方法を前記関心領域に適用し、
前記視覚化手段は、前記関連する追加の複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示し、
ユーザ入力部は、前記追加の複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を、追加の選択されたセグメンテーション方法として確立するために、前記関連する追加の複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の追加の選択を示す追加の選択コマンドを、ユーザから受け取る、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記選択されたセグメンテーション方法は、セグメンテーションパラメータ値によって設定されるセグメンテーションアルゴリズムであり、前記追加の複数の異なるセグメンテーション方法は、複数の異なるセグメンテーションパラメータ値によって設定されている前記セグメンテーションアルゴリズムによって構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記セグメンテーション手段は、前記複数の異なるセグメンテーション方法のうちの前に選択されたセグメンテーション方法を、前の追加の選択されたセグメンテーション方法によって置換することによって、前記複数の異なるセグメンテーション方法をユーザの選択嗜好に適応させる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記セグメンテーション手段は、関連するプレビューセグメンテーション結果を取得するために、前記複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法を前記関心領域に適用し、
前記視覚化手段は、前記関連する複数のセグメンテーション結果を同時表示する前に、前記関連するプレビューセグメンテーション結果をユーザに表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記視覚化手段は、前記関連する複数のセグメンテーション結果のうちの所定の位置に前記関連するプレビューセグメンテーション結果を表示する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記セグメンテーション手段は、ユーザの選択履歴に依存して、前記複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法を、プレビューセグメンテーション方法として確立する、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記視覚化手段は、前記関連する複数のセグメンテーション結果を含む前記医用画像の複数の表示を同時表示し、ユーザ入力部は、前記複数の表示の共同操作を示す表示コマンドをユーザから受け取り、前記共同操作は、前記医用画像に関する前記複数の表示をパンすること、ズームすること、及び回転させることの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記医用画像は、３次元（３Ｄ）医用画像であり、前記関連する複数のセグメンテーション結果は、複数の３Ｄセグメンテーション結果であり、前記表示コマンドは、前記複数の表示の直交構成を取得するために前記複数の表示を回転させることを示す、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
ユーザ入力部は、前記関連する複数のセグメンテーション結果を表示する際に、前記複数の異なるセグメンテーション方法の技術情報を表示するように前記視覚化手段に命令する表示コマンドを、ユーザから受け取る、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムを含むワークステーション。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムを含む撮像装置。
【請求項１４】
医用画像を処理する方法であって、
前記医用画像内に関心領域を確立するステップと、
関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法を前記関心領域に適用するステップと、
前記関連する複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示するステップと、
前記複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を選択されたセグメンテーション方法として確立するために、前記関連する複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す選択コマンドを、ユーザから受け取るステップと、
を含む、システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法をプロセッサシステムに実行させる命令を含む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、医用画像を処理するシステム及び方法に関する。本発明は更に、当該システムを含むワークステーション及び撮像装置と、プロセッサシステムに当該方法を実行させるコンピュータプログラムプロダクトとに関する。
【背景技術】
【０００２】
医用撮像の分野において、医用画像は、臨床医が特に関心を持つ領域を含む。例えば磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）によって取得された胸部の医用画像において、病変を検査することで、臨床医は、当該病変が悪性であるかどうかを判定できる。同様に、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）によって取得された心臓の画像において、領域が左心室を含むことによって、臨床医は、心臓がどれくらい良好に体に血液を送り出しているのか評価できる。
【０００３】
例えば関心領域の形状、サイズ又は関心領域内の経時変化をより容易に観察するために、関心領域を、その周囲から分離することが望ましい。このために、セグメンテーション方法が関心領域に適用されて、セグメンテーション結果がもたらされる。
【０００４】
セグメンテーション方法は、手動であっても自動であってもよい。手動セグメンテーション方法は、通常、臨床医がかなり関与する必要があるため、所定の臨床業務において実現可能となるには時間がかかりすぎる。対照的に、自動セグメンテーション方法は、臨床医の関与をあまり又は全く必要としない。一般に、セグメンテーションアルゴリズムとそれに関連するセグメンテーションパラメータ値とによって構成される様々な自動セグメンテーション方法が、画像処理の分野で知られている。
【０００５】
しかしながら、セグメンテーション結果を特定の関心領域及び／又は臨床的応用に微調整するためには、臨床医は、セグメンテーションアルゴリズム及び／又はセグメンテーションパラメータ値の選択に依然として関与しなければならない。
【０００６】
オラバリアガ（Olabarriaga）、Ｓ．Ｄ．他による出版物「Interaction in the segmentation of medical images: A survey」（メディカル・イメージ・アナリシス（Medical Image Analysis）５、２００１年、１２７〜１４２頁）は、計算部、インタラクティブ部、及びユーザインターフェースを含む一般的なインタラクティブセグメンテーション方法について説明する。計算部は、幾つかのパラメータを所与として、関心物体の図表（delineation）を生成可能な１つ以上のプログラム片に相当する。インタラクティブ部は、ユーザと計算部との間の情報の仲介を担当する。コンピュータとユーザとの間の実際の通信は、ユーザインターフェースによって制御される出力及び入力デバイスを介して行われる。
【０００７】
ユーザインターフェースによって、ユーザは、セグメンテーションアルゴリズムの１つ以上のパラメータを制御することで、セグメンテーションアルゴリズムを制御できる。３つのタイプのユーザ入力、即ち、（ｉ）例えばスライダ又は同様の技術を使用することによるパラメータ値の設定、（ｉｉ）例えば図表を初期化するために画像グリッド上の点を指定することによる画像グリッド上への直接画像入力、及び（ｉｉｉ）メニュにおける所定のオプションからの選択を使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ユーザインターフェースでは、所定の臨床業務時に臨床医がセグメンテーション方法を制御することが難しくかつ時間がかかる点が問題である。
【０００９】
所定の臨床業務時に、臨床医がセグメンテーション方法をより容易に制御できるようにするシステム又は方法があることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この懸案事項に対処するために、本発明の第１の態様では、医用画像を処理するシステムが提供される。当該システムは、医用画像内に関心領域を確立する。また、当該システムは、関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法を関心領域に適用するセグメンテーション手段と、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示する視覚化手段と、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を選択されたセグメンテーション方法として確立するために、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す選択コマンドを、ユーザから受け取るユーザ入力部とを含む。
【００１１】
本発明の更なる態様では、上記システムを含むワークステーション及び撮像装置が提供される。
【００１２】
本発明の更なる態様では、医用画像を処理する方法が提供される。当該方法は、医用画像内に関心領域を確立するステップと、関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法を関心領域に適用するステップと、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示するステップと、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を選択されたセグメンテーション方法として確立するために、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す選択コマンドを、ユーザから受け取るステップとを含む。
【００１３】
本発明の更なる態様では、上記方法をプロセッサシステムに実行させる命令を含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。
【００１４】
上述した手段は、医用画像内に関心領域を提供するか又は当該関心領域が提供され、続けて、当該関心領域を様々な方法でセグメント化するために、異なるセグメンテーション方法を実行するシステム及び方法がもたらされる。複数の異なるセグメンテーション方法は、複数の異なるセグメンテーションアルゴリズム、及び、複数の異なるセグメンテーションパラメータ値によって設定される１つのセグメンテーションアルゴリズムのうちの少なくとも一方を含む。結果として、多数のセグメンテーション結果が取得される。各セグメンテーション結果は、関心領域の１つの区分に対応する。セグメンテーション結果は、ユーザに同時表示され、これにより、ユーザは、すべてのセグメンテーション結果を同時に把握し、好適なセグメンテーション方法を示すために複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果を選択することができる。
【００１５】
本発明による手段は、ユーザが、セグメンテーション結果を同時に見て比較し、当該セグメンテーション結果を見て比較したことに基づいて、好適なセグメンテーション方法を選択できるという効果を有する。したがって、ユーザは、特定の関心領域について、異なるセグメンテーション方法によって提供されるセグメンテーション結果の印象を、一目見て、取得し、これらの結果のユーザの印象に基づいて、好適なセグメンテーション方法を選択することができる。
【００１６】
本発明は、セグメンテーション結果の適切性、したがって、関連するセグメンテーション方法の適切性は、ユーザがその時に取り扱っている臨床的応用に依存するという認識に部分的に基づいている。適切性は、例えば腫瘍が輪郭で示される報告用のスクリーンショットが生成されるべきかどうか、セグメンテーション結果が更なる処理又は特徴抽出に必要であるかどうか、又は、例えば腫瘍の外科的切除である治療がセグメンテーション結果に基づいて計画されるかどうかに依存して、異なる。例えば後者の場合、腫瘍の周りには大きいマージンが必要となる。
【００１７】
臨床ユーザにとって、所望のセグメンテーション結果を取得するために、どのセグメンテーションアルゴリズムとどのセグメンテーションパラメータ値とを使用すべきかを決定することは困難である。異なるセグメンテーションパラメータの意味が技術的で、臨床的用語で説明できない場合、トライアルアンドエラースキームでのパラメータ最適化は、非常に厄介である。具体的には、臨床医が、パラメータの変化がどのようにセグメンテーション結果に影響を及ぼすのかを予測することは困難である。しかし、臨床ユーザは、通常、セグメンテーション結果を見ることによって、特定のセグメンテーション方法が当該臨床的応用に適しているかどうかを決定することはできる。本発明による手段は、ユーザがセグメンテーションアルゴリズム又はセグメンテーションパラメータ値の専門的事項について知る必要なく、多くの異なるセグメンテーション方法のセグメンテーション結果への同時アクセスを、ユーザに提供する。
【００１８】
任意選択的に、視覚化手段は、複数のセグメンテーション結果をユーザに、グリッド及びカルーセルの一方で、表示する。したがって、セグメンテーション結果は、明確に構造化され、整った形式で、ユーザに同時表示され、これにより、ユーザは、セグメンテーション結果を直観的に把握し比較することができる。
【００１９】
任意選択的に、セグメンテーション手段は、関連する追加の複数のセグメンテーション結果を取得するために、選択されたセグメンテーション方法に依存して、追加の複数の異なるセグメンテーション方法を関心領域に適用し、視覚化手段は、追加の複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示し、ユーザ入力部は、追加の複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を、追加の選択されたセグメンテーション方法として確立するために、追加の複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の追加の選択を示す追加の選択コマンドを、ユーザから受け取る。
【００２０】
ユーザが好適なセグメンテーション方法を選択した後、当該好適なセグメンテーション方法は、追加の多数の異なるセグメンテーション方法から追加の多数のセグメンテーション結果を取得する際に使用される。したがって、好適なセグメンテーション方法の選択は、表示される追加の多数のセグメンテーション結果に影響を及ぼす。当該セグメンテーション結果は、ユーザに同時表示され、これにより、ユーザは、すべての追加のセグメンテーション結果を同時に把握し、追加の好適なセグメンテーション方法を示すために追加のセグメンテーション結果のうちの少なくとも１つの結果を選択することができる。
【００２１】
上記手段は、ユーザが第１の、例えば最初の好適なセグメンテーション方法を選択し、システムが次に、当該選択を使用して追加の多数のセグメンテーション結果を取得し、ユーザが次に、第２の、例えば最後の好適なセグメンテーション方法を追加の多数のセグメンテーション結果を介して選択する反復プロセスを提供する。有利なことに、当該反復プロセスは、非常に時間がかかり臨床医に分かりにくい完全な反復プロセス、又は、同時表示されるセグメンテーション結果の数が臨床医の混乱を避けるために制限されなければならない完全な非反復プロセスよりも、所定の臨床業務に適している。有利なことに、ユーザには、すべてのセグメンテーション結果を同時に把握し比較する必要なく、多数のセグメンテーション方法の選択肢が提供される。
【００２２】
任意選択的に、選択されたセグメンテーション方法は、セグメンテーションパラメータ値によって設定されるセグメンテーションアルゴリズムであり、追加の複数の異なるセグメンテーション方法は、複数の異なるセグメンテーションパラメータ値によって設定されているセグメンテーションアルゴリズムによって構成される。好適なセグメンテーション方法を選択した後、ユーザには、好適なセグメンテーション方法の同じセグメンテーションアルゴリズムに対応するが、それぞれ異なるセグメンテーションパラメータ値を有する追加の多数のセグメンテーション結果が提供される。有利なことに、異なるセグメンテーションパラメータ値は、例えばユーザが好適なセグメンテーション方法を容易に改良できるように選択されたセグメンテーション方法のセグメンテーションパラメータ値の若干の変更である改良である。有利なことに、複数の異なるセグメンテーションパラメータ値は、ユーザが、好適なセグメンテーション方法を変更されていない形式で追加の好適なセグメンテーション方法として維持することができるように、好適なセグメンテーション方法のセグメンテーションパラメータ値を含む。
【００２３】
任意選択的に、セグメンテーション手段は、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの前に選択されたセグメンテーション方法を、前の追加の選択されたセグメンテーション方法によって置換することによって、複数の異なるセグメンテーション方法をユーザの選択嗜好に適応させる。したがって、システムの次の又は将来の使用時、ユーザには、複数のセグメンテーション方法の当初の一部であった選択されたセグメンテーション方法の代わりに、追加の選択されたセグメンテーション方法によって取得されたセグメンテーション結果が提示される。有利なことに、システムを繰り返し使用した後、複数のセグメンテーション方法は、ユーザの嗜好に良好に適応される。
【００２４】
任意選択的に、セグメンテーション手段は、関連するプレビューセグメンテーション結果を取得するために、複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法を関心領域に適用し、視覚化手段は、複数のセグメンテーション結果を同時表示する前に、プレビューセグメンテーション結果をユーザに表示する。したがって、システムは、複数のセグメンテーション結果を同時表示する前に、複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法によって取得されたプレビューセグメンテーション結果をユーザに提供する。有利なことに、ユーザは、プレビューセグメンテーション結果に基づいて、どの関心領域が選択されるべきか、又は、関心領域そのものを選択するかどうかを決定し、関心領域が選択されて初めて複数のセグメンテーション結果がユーザに提示される。有利なことに、関心領域を選択する際、ユーザに過剰に視覚情報で負担が掛かることがない。
【００２５】
任意選択的に、視覚化手段は、複数のセグメンテーション結果のうちの所定の位置にプレビューセグメンテーション結果を表示する。有利なことに、ユーザは、複数のセグメンテーション結果のうちからプレビューセグメンテーション結果を直観的に認識し及び／又は容易に見つけることができる。
【００２６】
任意選択的に、セグメンテーション手段は、ユーザの選択履歴に依存して、複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法を、プレビューセグメンテーション方法として確立する。有利なことに、ユーザには、好適なセグメンテーション方法によって取得されたプレビューセグメンテーション結果が提供される。
【００２７】
任意選択的に、視覚化手段は、複数のセグメンテーション結果を含む医用画像の複数の表示を同時表示し、ユーザ入力部は、複数の表示の共同操作を示す表示コマンドをユーザから受け取り、共同操作は、医用画像に関する複数の表示をパンすること、ズームすること、及び回転させることの少なくとも１つを含む。したがって、複数のセグメンテーション結果は、一緒に操作される医用画像の複数の表示としてユーザに示される。結果として、セグメンテーション結果は、ユーザが各表示を個別に操作する必要なく、同様の方法で複数の表示に示される。
【００２８】
任意選択的に、医用画像は、３次元（３Ｄ）医用画像であり、複数のセグメンテーション結果は、複数の３Ｄセグメンテーション結果であり、表示コマンドは、複数の表示の直交構成を取得するために複数の表示を回転させることを示す。したがって、ユーザは、すべてのセグメンテーション結果の直交表示を容易に取得する。有利なことに、初期の表示が、セグメンテーション結果を示す医用画像の横断表示である場合、ユーザは、医用画像のコロナル表示又はサジタル表示を容易に取得し、またその逆も同様である。
【００２９】
任意選択的に、ユーザ入力部は、複数のセグメンテーション結果を表示する際に、異なるセグメンテーション方法の技術情報を表示するように視覚化手段に命令する表示コマンドを、ユーザから受け取る。通常は、セグメンテーション結果は、セグメンテーション方法の技術情報（例えばセグメンテーションアルゴリズムの名称又はセグメンテーションパラメータ値）を表示することなく、ユーザに表示されるが、ユーザは、表示コマンドを使用して、当該情報を表示するように要求することができる。有利なことに、ユーザは、通常、技術用語によって困惑することはないが、依然として、当該用語を表示するように要求してもよい。
【００３０】
任意選択的に、ユーザ入力部は、手動セグメンテーションコマンドをユーザから受け取り、セグメンテーション手段は、手動セグメンテーションコマンドに依存して、関心領域に手動支援されたセグメンテーション方法を適用する。
【００３１】
なお、当業者であれば、本発明のこれらの上記選択肢、実施態様、及び／又は態様うちの２つ以上を、有用と思われる任意の方法で組み合わせてもよいことは理解できよう。
【００３２】
上記システムの説明された修正及び変更に対応する撮像装置、ワークステーション、方法、及び／又はコンピュータプログラムプロダクトの修正及び変更は、本記載に基づいて、当業者によって実施されよう。
【００３３】
当業者であれば、当該システムは、次に限定されないが標準Ｘ線撮像、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及び核医学（ＮＭ）といった様々な捕捉様式によって捕捉された多次元画像データ（例えば２次元（２Ｄ）、３次元（３Ｄ）、又は４次元（４Ｄ）画像）に適用されることは理解できよう。多次元画像データの次元は時間に関する。例えば４次元画像は一連の３次元画像の時間領域を含む。
【００３４】
本発明は、独立請求項に定義される。有利な実施形態は、従属請求項に定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照することにより明らかとなろう。
【００３６】
【図１】図１は、本発明によるシステムを示す。
【図２】図２は、本発明による方法を示す。
【図３ａ】図３ａは、医用画像内の関心領域を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、関心領域のセグメンテーション結果を示す。
【図４】図４は、医用画像内の関心領域と、関心領域の複数のセグメンテーション結果をグリッドとして表示するポップアップウィンドウとを示す。
【図５】図５は、複数のセグメンテーション結果を表示するグリッドを示す。
【図６】図６は、複数のセグメンテーション結果を表示するカルーセルを示す。
【図７】図７は、本発明による反復方法を示す。
【図８ａ】図８ａは、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの結果の選択を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、追加の複数のセグメンテーション結果を示す。
【図９ａ】図９ａは、複数のセグメンテーション結果の表示を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、複数のセグメンテーション結果の直交表示を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、医用画像１０２を処理するシステム１００を示す。システム１００は、医用画像１０２内の関心領域１０４に、複数の異なるセグメンテーション方法を適用するセグメンテーション手段１２０を含む。システム１００は、医用画像１０２内に関心領域１０４を確立し、医用画像１０２及び関心領域１０４をセグメンテーション手段１２０に提供する。セグメンテーション手段１２０は、医用画像１０２内の関心領域１０４に、複数の異なるセグメンテーション方法１２４を適用し、結果として、複数のセグメンテーション結果１２２を、システム１００の視覚化手段１４０に提供する。
【００３８】
視覚化手段１４０は、ユーザに、複数のセグメンテーション結果１２２を同時表示する。このために、視覚化手段１４０は、ディスプレイ１８０に接続されているか又は接続可能である。ディスプレイ１８０は、内部ディスプレイ、即ち、システム１００の一部であっても、外部ディスプレイであってもよい。図１は、複数のセグメンテーション結果１２２を示すグリッド１２４を表示するディスプレイ１８０を示す。
【００３９】
システム１００は更に、複数のセグメンテーション結果１２２のうちの１つの選択を示す選択コマンド１６２を、ユーザから受け取るユーザ入力部１６０を含む。図１には示されていないが、ユーザは、例えばマウス、キーボード、又はタッチスクリーン面といったユーザ入力デバイスによって、選択コマンド１６２をユーザ入力部１６０に提供する。例えばユーザは、グリッド１２４によって示された複数のセグメンテーション結果１２２のうちの１つの上でマウスをクリックすることによって、選択コマンド１６２を提供する。ユーザによる選択の結果、システム１００は、複数のセグメンテーション結果１２２のうちの選択された１つに関連する、複数の異なるセグメンテーション方法１２４のうちの１つを、選択されたセグメンテーション方法１６４として確立する。
【００４０】
なお、「セグメンテーション手段」は、医用画像内の関心領域にセグメンテーション方法を適用するハードウェア又はソフトウェアである。更に、「セグメンテーション方法」との用語は、セグメンテーションアルゴリズムと、それに対応するセグメンテーションパラメータ値とを指し、後者は、セグメンテーションアルゴリズムのコンフィギュレーション又はコンフィギュレーションの位置側面を指定する。セグメンテーションアルゴリズムは、画像処理分野、特に医用画像処理分野における任意の知られているセグメンテーションアルゴリズムである。例えばセグメンテーションアルゴリズムは、閾値化セグメンテーションアルゴリズムで、セグメンテーションパラメータ値は、閾値である。同様に、セグメンテーションアルゴリズムは、ラムダ接続（lambda-connected）領域成長セグメンテーションアルゴリズムで、セグメンテーションパラメータ値は、ラムダ値である。したがって、「異なるセグメンテーション方法」との用語は、異なるセグメンテーションアルゴリズム及び／又は異なるセグメンテーションパラメータ値を有するセグメンテーション方法を指す。
【００４１】
図２は、医用画像を処理する方法２００を示す。当該方法は、医用画像内に関心領域を確立するステップ２２０と、それに関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、関心領域に複数の異なるセグメンテーション方法を適用するステップ２４０と、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示するステップ２６０と、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの選択を示す選択コマンドをユーザから受け取り、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つの方法を、選択されたセグメンテーション方法として確立するステップ２８０とを含む。
【００４２】
システム１００の操作及び方法２００の実行は、次のとおりに説明される。図３ａは、関心領域１０４を含む医用画像１０２を示す。関心領域１０４は、組織、臓器、又は任意の他の医学的関心領域である。例えば関心領域１０４は、医用画像内の病変、即ち、病変組織である。関心領域１０４は、医用画像１０２内に様々な方法で確立される。例えば関心領域１０４の確立には、関心領域１０４の選択が含まれる。選択は手動であってよく、また、関心領域１０４上にマウスカーソルを重ね、関心領域１０４上でマウスカーソルを用いてクリックすることによってユーザが関心領域１０４の一部を選択することが含まれる。選択は、例えば医用画像処理の分野において知られているようなコンピュータ支援診断アルゴリズム又は自動シード点選択アルゴリズムを使用して、自動で行われてもよい。選択には更に、システム１００によって自動的に提案される関心領域のリストからユーザが関心領域１０４を手動で選択することも含まれる。関心領域１０４の確立には更に、外部源から関心領域１０４を示す適切なデータを受け取ることも含まれる。当該データは、例えば関心領域１０４の座標を含む。この点に関し、関心領域の確立には、関心領域の点又は部分を確立すること、例えば関心領域の点又は部分を選択することも含まれることに留意されたい。セグメンテーション手段１２０は、当該点又は部分に依存して、関心領域に複数の異なるセグメンテーション方法１２４を適用する。
【００４３】
図３ｂは、システム１００及び方法２００のオプションの特徴を示す。ここでは、複数のセグメンテーション方法のうちの１つが関心領域１０４に適用され、関連したプレビューセグメンテーション結果１０６が取得され、当該プレビューセグメンテーション結果１０６は、複数のセグメンテーション結果を同時表示する前に、ユーザに表示される。ユーザは、関心領域１０４を最初に選択することによって、例えば関心領域１０４上にマウスカーソルを重ねることによって、プレビューセグメンテーション結果を取得する。複数のセグメンテーション方法のうちの、プレビューセグメンテーション結果１０６を獲得するために使用されるセグメンテーション方法が、デフォルトセグメンテーション方法である。具体的には、このセグメンテーション方法は、平均的に、例えば平均的な又は一般的に使用されるセグメンテーションパラメータ値を有することによって、関心領域のセグメンテーションによく適しているセグメンテーション方法に相当する。更に、複数のセグメンテーション方法のうちの１つは、ユーザの選択履歴に依存して、プレビューセグメンテーション方法として確立される。したがって、プレビューセグメンテーション方法は、一般に、よく選択されるセグメンテーション方法か、又は、特定の関心領域についてよく選択されるセグメンテーション方法である。
【００４４】
図４は、例えば関心領域上で、マウスカーソル４９０を用いてクリックすることによってユーザが関心領域を選択した結果を示す。結果として、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示するグリッド４００が、ユーザに提供される。グリッド４００は、ユーザが依然として医用画像１０２を確認できる、いわゆるポップアップウィンドウの形式で提供される。具体的には、複数のセグメンテーション結果は、サムネイルの形式で示される。即ち、医用画像１０２内の関心領域１０４に比べて比較的小さく示される。或いは、グリッド４００は、医用画像１０２の隣に、医用画像１０２の代わりに、又は任意の他の適切な方法で提示される。
【００４５】
図５は、先に図４に示されたグリッド４００の拡大図を示す。グリッド４００は、３×３のグリッドによって同時表示される９つのセグメンテーション結果４０２〜４１８を含む。グリッドの各タイルは、関心領域と、複数のセグメンテーション結果のうちの１つとを示す。関心領域を示すために、各タイルは、関心領域と複数のセグメンテーション結果のうちの１つとを示す医用画像１０２のトリミングされた表示（view）を示す。しかし、関心領域は、表示されなくてもよいことは理解されよう。代わりに、グリッド４００は、複数のセグメンテーション結果を表示するだけでもよい。更に、セグメンテーション結果は、輪郭、メッシュ、線、透明色が付けられた領域、及び不透明色が付けられた領域等として表示される。
【００４６】
図５では、複数のセグメンテーション結果４０２〜４１８は、異なるセグメンテーション結果として示される。即ち、各セグメンテーション結果は互いに異なる。これは、通常、関連するセグメンテーション方法が異なることによって生じる。しかし、ある場合では、異なるセグメンテーション方法が、例えば特定の関心領域について違いが全く又はあまり関係しないことによって、同様の又は同一のセグメンテーション結果を取得することは理解されよう。この特定の例では、異なるセグメンテーション方法は、一方で、例えばセグメンテーション結果に他の組織を含むことによる過剰セグメンテーションと、他方で、例えばセグメンテーション結果から関心領域の一部を省略することによる過小セグメンテーションとの間で異なる複数のセグメンテーション結果がもたらされる。
【００４７】
複数のセグメンテーション結果４０２〜４１８のうちの１つは、図３ｂ及び図４に示したようなプレビューセグメンテーション結果１０６に相当する。この特定の例では、複数のセグメンテーション結果のうちの中心のセグメンテーション結果４１０が、プレビューセグメンテーション結果１０６に相当する。プレビューセグメンテーション結果１０６、４１０は、常に、複数のセグメンテーション結果４０２〜４１８のうちの所定の位置、例えば中心位置又は左上の位置に示される。更に、図５に示されるプレビューセグメンテーション結果１０６、４１０は、左上のセグメンテーション結果４２０である過剰セグメンテーションと、右下のセグメンテーション結果４１８である過小セグメンテーションとの間の中間物（compromise）に相当する。これは、関連するプレビューセグメンテーション方法が、平均セグメンテーション方法である、例えば複数のセグメンテーション方法のうちの中間物であるということによる。
【００４８】
ユーザは、例えば中央上のセグメンテーション結果４０４上でマウスカーソル４９１を用いてクリックすることによって、複数のセグメンテーション結果のうちの１つを選択する。結果として、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連するセグメンテーション方法が、選択されたセグメンテーション方法として確立される。したがって、特定のセグメンテーション方法の結果を選択することによって、当該特定のセグメンテーション方法が、選択されたセグメンテーション方法として確立される。
【００４９】
図４において、グリッド４００は、関連するセグメンテーション方法についての技術的情報を示すことなく、複数のセグメンテーション結果４０２〜４１８を示すように示される。しかし、図４には示されてはいないが、技術情報は、ユーザが当該情報の表示を具体的に要求した結果として表示される。当該技術情報は、複数のセグメンテーション結果４０２〜４１８のうちの１つ又は各々の横に又は下に表示される、セグメンテーションアルゴリズムの名称又はセグメンテーションパラメータ値を含む。
【００５０】
図６は、複数のセグメンテーション結果をユーザに同時表示する代替方法を示す。ここでは、複数のセグメンテーション結果は、カルーセル４２０、即ち、複数のセグメンテーション結果の円形配置として表示される。しかし、複数のセグメンテーション結果は、任意の他の適切な方法で同時表示されることは理解されよう。例えば複数のセグメンテーション結果は、水平方向又は垂直方向に、隣り合わせに配置された形式で同時表示されてもよい。
【００５１】
図７は、方法５００を示すが、この方法５００は、図２の方法２００の拡張である。図１のシステムは、方法５００のステップを実行する。即ち、セグメンテーション手段、視覚化手段、及びユーザ入力部が適宜構成される。ここでは、第１のステップ５１０である「選択」では、関心領域が選択され、関連する複数のセグメンテーション結果を取得するために、複数の異なるセグメンテーション方法が関心領域に適用される。第２のステップである「検査」では、複数のセグメンテーション結果が、ユーザに同時表示され、複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つを、選択されたセグメンテーション方法として確立するために、複数のセグメンテーション結果のうちの１つの選択を示す選択コマンドを、ユーザから受け取る。したがって、第１のステップ５１０及び第２のステップ５２０は、図１のシステム１００及び図２の方法２００の上述した構成に相当する。図８ａに、上述したグリッド４００の形式で複数のセグメンテーション結果がユーザに同時表示される第２のステップ５２０が部分的に示される。ユーザは、中央右のセグメンテーション結果４１２上でマウスカーソル４９２を用いてクリックすることによって、複数のセグメンテーション結果のうちの中央右の結果４１２を選択する。
【００５２】
第３のステップ５３０のステップである「改良」では、関連する追加の複数のセグメンテーション結果を取得するために、追加の複数の異なるセグメンテーション方法を関心領域に適用する。第３のステップを実行後、追加の複数のセグメンテーション結果が、先に表示された複数のセグメンテーション結果の更新として提供されて、第２のステップ５２０が再び実行される。したがって、追加の複数のセグメンテーション結果がユーザに同時表示され、追加の複数の異なるセグメンテーション方法のうちの関連する１つを、追加の選択されたセグメンテーション方法として確立するために、追加の複数のセグメンテーション結果のうちの１つの追加の選択を示す追加の選択コマンドが、ユーザから受け取られる。結果は、追加のグリッド４４０の形式で追加の複数のセグメンテーション結果４４２〜４５８がユーザに同時表示される図８ｂに部分的に示される。第３のステップ５３０は、第２のステップ４２０で選択されたセグメンテーション結果、例えば中央右のセグメンテーション結果４１２を改良するのに役立つ。このために、追加の複数のセグメンテーション結果４４２〜４５８は、第２のステップ５２０の選択されたセグメンテーション方法の変更によって構成される。例えば選択されたセグメンテーション方法が、セグメンテーションパラメータ値によって構成されるセグメンテーションアルゴリズムである場合、追加の複数の異なるセグメンテーション方法は、複数の異なるセグメンテーションパラメータによって構成されたセグメンテーションアルゴリズムによって構成される。結果として、選択されたセグメンテーション結果とは通常異なるが、セグメンテーションアルゴリズムが、選択されたセグメンテーション結果のセグメンテーションアルゴリズムであることにより、選択されたセグメンテーション結果と特定の特徴を依然として共有する追加の複数のセグメンテーション結果が取得される。或いは、追加の複数の異なるセグメンテーション方法は、異なるセグメンテーションアルゴリズムによって、又は、異なるセグメンテーションアルゴリズムと、異なるセグメンテーションパラメータ値を有する１つ以上のセグメンテーションアルゴリズムとの組み合わせによって、構成される。
【００５３】
図８ｂは、選択されたセグメンテーション方法に若干変更を加えて取得された追加の複数のセグメンテーション結果４４２〜４５８を示す。結果として、追加の複数のセグメンテーション結果４４２〜４５８は、第２のステップ５２０で選択されたセグメンテーション結果４１２に比較的類似する。更に、図８ｂは、追加の複数のセグメンテーション結果のうちの中央右の結果４５２が図８ａの選択されたセグメンテーション結果４１２と同一であることを示す。これは、追加の複数のセグメンテーション方法のうちの１つは、選択されたセグメンテーション方法によって構成されることによる。したがって、第３のステップ５３０では、ユーザは、選択されたセグメンテーション結果の改良された結果を、選択されたセグメンテーション結果自体と比較し、改良された結果のうちのどれかを選択するか、或いは、選択されたセグメンテーション結果を再び選択する。後者は、改良された結果が、選択されたセグメンテーション結果に対しあまり向上されていないことによる。したがって、選択されたセグメンテーション方法は、第３のステップ５３０でも維持される。一般に、第３のステップ５３０は、セグメンテーション結果を向上させるために、反復して更に繰り返される。
【００５４】
ユーザは、第２のステップ５２０によって取得されたセグメンテーション結果、及び／又は、第３のステップ５３０によって提供された改良された結果に満足しない場合、オプションの第４のステップ５４０において、セグメンテーションを手動で支援してもよい。したがって、第４のステップ５４０には、提供されたセグメンテーション結果のいずれにも満足できない場合に、セグメンテーション結果を向上させるためのユーザ入力が取得されるインタラクティブセグメンテーション方法を使用することが含まれる。
【００５５】
最後に、第２のステップによって取得されたセグメンテーション結果、第３のステップ５３０によって提供された改良された結果、及び／又は、第４のステップ５４０によって提供された手動支援されたセグメンテーション結果に満足すると、ユーザは、第５のステップ５５０において、当該セグメンテーション結果を、最終セグメンテーション結果として承認する。これには、例えば表示されたボタンをクリックすること、又は、第３のステップ５３０及び第４のステップ５４０の実行を省略して、第２のステップ５２０によって提供されたセグメンテーション結果を暗に承認することが含まれる。
【００５６】
方法５００のオプションのステップでは、第１のステップ５１０における複数のセグメンテーション方法は、前の最終セグメンテーション結果、例えば方法５００を前回実行した時の最終セグメンテーション結果に適応される。例えば前の最終セグメンテーション結果に関連付けられたセグメンテーション方法は、第１のステップ５１０の複数のセグメンテーション方法に含まれる（これがまだ行われてない場合）、即ち、前の最終セグメンテーション結果が、改良又は手動支援後に取得されたものである場合に、第１のステップ５１０の複数のセグメンテーション方法に含まれる。更に、前の最終セグメンテーション結果に関連付けられたセグメンテーション方法が、第１のステップ５１０の複数のセグメンテーション方法のうちの１つの方法の変更である場合、当該方法は、その変更によって置き換えられる。したがって、ユーザの選択嗜好が考慮され、これにより、ユーザは、改良なしに又は改良をあまり必要とすることなく、満足できるセグメンテーション結果を取得することができる。
【００５７】
図９ａは、複数のセグメンテーション結果を同時表示するためのグリッド４６０を示す。グリッド４６０は、複数のセグメンテーション結果を示す、医用画像の複数の表示を含む。したがって、セグメンテーション結果は、医用画像内の関心領域とその周囲と共に示される。図９ａには示されていないが、各表示は、例えば医用画像に関する表示をパンする、ズームする、又は回転させるために、個別に取り扱われる。更に、複数の表示は、例えば医用画像に関する全ての表示を共にパンする、ズームする又は回転させるために、共同操作（joint manipulation）を可能にする。図９ａの特定の場合では、医用画像は、３次元（３Ｄ）医用画像であり、複数のセグメンテーション結果も、複数の３Ｄセグメンテーション結果である。例えば複数のセグメンテーション結果のそれぞれは、３Ｄメッシュによって構成される。更に、共同操作とは、複数の表示の直交構成（orthogonal configuration）を取得するために、医用画像について全ての表示を９０度回転させることである。このために、最上部から最下部、横断、サジタル及びコロナル表示構成にそれぞれ対応するボタンを含む表示インターフェース４８０が提供される。図９ａに示される表示は、マウスポインタ４９６による横断表示構成ボタン４８２の選択によって示されるように、横断表示構成に相当する。ユーザは、マウスポインタ４９８を用いてサジタル表示ボタン４８４を選択することによって、サジタル表示構成を選択してもよい。その結果、各表示は、医用画像について９０度回転され、複数の表示の直交構成を示すグリッド４７０がもたらされる。
【００５８】
なお、上記のシステムは、様々なセグメンテーションアルゴリズムやセグメンテーションパラメータ値の専門的事項について知る必要なく、多くのアルゴリズム及び／又はセグメンテーションパラメータ値の結果へのアクセスを、ユーザに提供する。ユーザは、任意のパラメータを明示的に設定又は変更する必要がない。例えば少ない数のマウスクリックによって、ユーザは、関心領域の所望のセグメンテーションに向けてシステムを予測可能な様式で操作できる。
【００５９】
当然ながら、本発明は、本発明を実施するように適応されたコンピュータプログラム、特に担体上又は内のコンピュータプログラムにも適用される。プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、コードインタメディエートソース（code intermediate source）、及び、例えば部分的にコンパイルされた形式のオブジェクトコードの形式、又は、本発明による方法の実施における使用に適した任意の他の形式であってよい。更に当然ながら、このようなプログラムは、多くの異なるアーキテクチャデザインを有する。本発明による方法又はシステムの機能を実施する例えばプログラムコードは、１つ以上のサブルーチンに分割される。当業者には、これらのサブルーチン間で機能を分散させる多くの様々な方法が明らかであろう。サブルーチンは、自己充足型のプログラムを形成するように１つの実行ファイルに共に記憶されてもよい。このような実行ファイルは、コンピュータ実行可能命令、例えばプロセッサ命令及び／又はインタプリタ命令（例えばＪＡＶＡ（登録商標）インタプリタ命令）を含む。或いは、１つ以上又はすべてのサブルーチンは、少なくとも１つの外部ライブラリファイルに記憶され、例えばランタイムにメインプログラムと静的に又は動的にリンク付される。メインプログラムは、サブルーチンのうちの少なくとも１つへの少なくとも１つの呼び出しを含む。サブルーチンは、互いへの関数呼び出しも含む。コンピュータプログラムプロダクトに関連する実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの少なくとも１つ方法の処理ステップに対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令は、サブルーチンに分割されるか、及び／又は、静的若しくは動的にリンク付けされる１つ以上のファイルに記憶される。コンピュータプログラムプロダクトに関連する別の実施形態は、本明細書に記載されたシステム及び／又はプロダクトのうちの少なくとも１つシステム及び／又はプロダクトの各手段に対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令は、サブルーチンに分割されるか、及び／又は、静的若しくは動的にリンク付けされる１つ以上のファイルに記憶される。
【００６０】
コンピュータプログラムの担体は、プログラムを担持可能な任意のエンティティ又はデバイスである。例えば担体は、例えばＣＤ  ＲＯＭ若しくは半導体ＲＯＭであるＲＯＭといった記憶媒体、又は、例えばハードディスクである磁気記録媒体を含む。更に、担体は、電気若しくは光ケーブルを介して、又は、無線若しくは他の手段によって搬送される電気又は光信号といったように伝送可能な担体であってよい。プログラムがそのような信号として具現化される場合、担体は、そのようなケーブル、又は、他のデバイス若しくは手段によって構成される。或いは、担体は、プログラムが埋め込まれた集積回路であってよく、当該集積回路は、関連の方法を実行する、又は、当該関連の方法の実行において使用される。
【００６１】
なお、上記実施形態は、本発明を例示するものであって限定するものではなく、また、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替実施形態をデザインできるであろう。特許請求の範囲において、括弧の間に置かれた任意の参照符号は、当該請求項を限定するものと解釈すべきではない。動詞「含む」とその活用形の使用は、請求項に記載される要素又はステップ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。要素に先行する不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、当該要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって、また、適切にプログラムされたコンピュータによって実施される。幾つかの手段が列挙される装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかが、同一のハードウェアアイテムに具現化される。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるからと言って、それらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【国際調査報告】
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