(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有する２次元Ｘ線画像を処理するためのシステムにおいて、
前記Ｘ線画像にアクセスするための入力インタフェースと、
プロセッサであって、
ｉ）複数の前記骨オブジェクトを輪郭によって描出し、これにより複数の描出された骨オブジェクトを取得し、
ｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術を前記画像に適用して、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの前記描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得し、
ｉｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について生成された前記骨画像データを使用して、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成する、
ことにより前記Ｘ線画像を処理する当該プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記プロセッサが、前記出力画像を生成する前に、各骨オブジェクトの前記骨画像データに幾何学的変換を適用して、それぞれの骨オブジェクトを幾何学的に変換する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記幾何学的変換が、前記それぞれの骨オブジェクトの曲率を減少させる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記輪郭による描出が、前記それぞれの骨オブジェクトの中心線を提供し、前記幾何学的変換が、前記中心線を真っ直ぐにする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサが、前記複数の描出された骨オブジェクトの相対的な配置を規定する構成データに基づいて前記出力画像を生成する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記構成データが、相対的な解剖学的配置を維持しながら前記複数の描出された骨オブジェクトの間の非骨空間を減少させる前記複数の描出された骨オブジェクトのタイリングを規定する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムが、ディスプレイに前記出力画像を出力する表示出力部を有し、前記表示出力部が、前記出力画像と同時に前記Ｘ線画像を出力する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムが、ユーザ入力インタフェース及び前記表示出力部を有するユーザインタラクションサブシステムを有し、前記ユーザインタラクションサブシステムは、
前記ユーザが前記Ｘ線画像及び前記出力画像のグループの第１の画像において表示マーカを配置することを可能にし、
前記グループの第２の画像において対応する表示マーカを表示する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ユーザインタラクションサブシステムが、各それぞれの骨オブジェクトの前記幾何学的変換に基づいて前記対応する表示マーカの位置を確立する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記入力インタフェースが、基準骨オブジェクトの基準輪郭及び骨画像データにアクセスし、
前記プロセッサが、
ｉ）それぞれの輪郭のマッピングに基づいて前記基準骨オブジェクトの骨画像データと前記複数の描出された骨オブジェクトの少なくとも１つの骨画像データとの間の対応関係を決定し、
ｉｉ）前記基準骨オブジェクトの骨画像データ及び前記描出された骨オブジェクトの骨画像データを比較して、病理学的所見を検出する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、
前記基準骨オブジェクトの骨画像データと前記描出された骨オブジェクトの骨画像データとの間の許容可能強度偏差の範囲を決定し、
前記許容可能強度偏差より大きい偏差を示す、
ことにより前記病理学的所見を検出する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記輪郭の各々の中心線を使用して前記輪郭及び前記基準輪郭を共通基準系にマッピングする、請求項１０又は１１に記載のシステム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２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又は撮像装置。
【請求項１４】
少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有する二次元Ｘ線画像を処理する方法において、
前記Ｘ線画像にアクセスするステップと、
前記Ｘ線画像を処理するステップであって、
ｉ）輪郭により複数の前記骨オブジェクトを描出し、これにより複数の描出された骨オブジェクトを取得し、
ｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術を前記画像に適用して、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの前記描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得し、
ｉｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について生成された前記骨画像データを使用して、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成する、
ことにより処理する当該ステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
プロセッサシステムに請求項１４に記載の方法を実行させる命令を有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、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを含む投影Ｘ線画像を処理するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
本発明は、更に、前記システムを含むワークステーション及び撮像装置に関する。 本発明は、更に、プロセッサシステムに前記方法を実行させる命令を有するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ラジオグラフ（radiograph）とも称される投影Ｘ線画像の読み取りは、これらが典型的には複数回に分かれて到来し、時間的制約が高いので、退屈で疲れる手続である。放射線科医は、診断的に関連性のある詳細を見過ごさないために、読み取りにおいて視覚的に特定の経路をたどるように訓練される。例えば、後前（posterior-anterior）胸部ラジオグラフでは、軟組織所見及び心血管系を決定するように肺野を分析することに最も注意が向けられる。しかしながら、骨関連の所見も重要であり、その例には、転移、嚢胞、又は小さな骨折が含まれる。
【０００４】
後前胸部ラジオグラフの例では、画像読み取り中に骨病変を除外するために、各肋骨は、脊椎から横方向転換点を経て肋骨の前端までの範囲に沿ってたどられなければならない。後前胸部ラジオグラフでは、この経路は曲線を描く。この曲線に沿って、投影画像において重ねられたいくつかの他の構造が交差している。これらは、主に、隣接する他の肋骨であるが、鎖骨、肺野の境界線、胸部の影、心臓の影等である。これらの重ねられた構造は、読者が肋骨をたどり、肋骨に関連する病変を識別することから視覚的にそらす。肋骨以外のタイプの骨オブジェクトを含む他のタイプのラジオグラフにおいても同様の問題が生じることに留意されたい。
【０００５】
3Dコンピュータ断層撮影（CT）体積から２次元画像に胸郭を展開（unfold）することが、例えばUS2013/070996A1から、知られている。CT体積データを3Dから2Dに展開する能力は、小さな病変が、典型的には、3D CT体積において識別及び位置特定するのが難しいが、対応する2D展開画像において位置特定するのがより容易であるので、より容易かつ正確に肋骨の病変を、医師が位置特定するのに役立ちうる。同様の技術は、WO2006/050102を引用して、US2013/101197A1からも既知であると思われる。
【０００６】
不都合なことに、上記の「肋骨展開（rib unfolding）」方法は、3D CT体積データにのみ適用可能であり、投影Ｘ線画像に適用されることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
投影Ｘ線画像に含まれる骨オブジェクトの改善された視覚化を提供するシステム又は方法を有することが、有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有する投影Ｘ線画像を処理するシステムを提供し、前記システムは、
‐前記Ｘ線画像にアクセスするための入力インタフェースと、
‐プロセッサであって、
ｉ）輪郭（contour）によって複数の前記骨オブジェクトを描出（delineating）し、これにより複数の描出された骨オブジェクトを取得し、
ｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術（bone suppression technique）を前記画像に適用して、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得し、
ｉｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について生成された前記骨画像データを使用して、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成する、
ことにより前記Ｘ線画像を処理する前記プロセッサと、
を有する。
【０００９】
本発明の他の態様は、前記システムを有するワークステーション又は撮像装置を提供する。
【００１０】
本発明の他の態様は、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有する投影Ｘ線画像を処理する方法を提供し、前記方法は、
‐前記Ｘ線画像にアクセスするステップと、
‐前記Ｘ線画像を処理するステップであって：
ｉ）輪郭によって複数の前記骨オブジェクトを描出し、これにより複数の描出された骨オブジェクトを取得し、
ｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術を前記画像に適用して、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得し、
ｉｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について生成された前記骨画像データを使用して、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成する、
ことにより処理するステップと、
を有する。
【００１１】
本発明の他の態様は、プロセッサシステムに前記方法を実行させる命令を有するコンピュータプログラムを提供する。
【００１２】
上記の方策は、例えば投影ラジオグラフィによって得られるような投影Ｘ線画像の画像データにアクセスすることを含む。したがって、前記投影Ｘ線画像は、典型的には、2D画像である。前記Ｘ線画像は、前記Ｘ線画像において少なくとも部分的に重複する、これ以降、一般的に骨オブジェクトと称される、２以上の骨又は骨部分を含む。このように、3D CT体積とは異なり、前記Ｘ線画像は、互いに重複された異なるオブジェクトからの影の重ね合わせを含む。したがって、前記Ｘ線画像は、少なくとも骨オブジェクトによって引き起こされる影を含む。前記Ｘ線画像は、また、複数の骨オブジェクトからの影、及び／又は例えば軟組織からの他のタイプの影を含んでもよい。
【００１３】
複数の前記骨オブジェクトは、輪郭によって、例えば医用画像セグメンテーションの分野からそれ自体知られている方法で、描出される。結果として、前記骨オブジェクトの各々の輪郭が、決定され、これにより、前記画像内の位置及び形状を識別する。
【００１４】
前記描出された骨オブジェクトの各々に、骨抑制技術が、適用される。骨抑制技術は、例えば、EP2,517,174及び他の刊行物からこれ自体既知であり、画像処理を使用して画像内の妨害オブジェクトの影を抑制することを含む。このような影は、骨オブジェクトの影を含むが、これに限定されない。骨抑制技術を使用して、Ｘ線画像から骨の画像、すなわち「骨画像」を推定し、これによって二重エネルギＸ線取得システムの代替案を表してもよいことに留意されたい。このような使用は、骨抑制撮像（BSI）とも称される。前記描出された骨オブジェクトの各々に前記骨抑制技術を適用することにより、各骨オブジェクトを個別に示す画像データが取得され、骨オブジェクトを重複させることにより引き起こされるものを含む妨害オブジェクトの影が、抑制される。
【００１５】
出力画像は、前記骨抑制技術から得られるように、前記描出された骨オブジェクトの各々の前記画像データを使用して生成される。前記出力画像を生成する際に、前記骨オブジェクトの前記画像データは、請求された様式で処理された前記骨オブジェクトが、例えば互いに離れて示されることにより、前記出力画像において重複しないように結合される。この非重複は、前記請求された様式で処理される前記骨オブジェクトに適用され得るが、このように処理されておらず、依然として重複しうる骨オブジェクトが前記画像内に存在し得ることに留意されたい。
【００１６】
上記の方策は、前記処理された骨オブジェクトが重複しない出力画像が得られるという効果を有する。すなわち、骨抑制技術を適用することにより、各骨オブジェクトの個々の提示（presentation）が、他の骨オブジェクトのものを含む妨害オブジェクトの影をほとんど含まない、各骨オブジェクトに対する対応する画像データの形式で、取得されることができる。これらの個々の提示を再び単一の画像に組み合わせることによって、前記出力画像が、生成されうる。したがって、Ｘ線画像に含まれる前記骨オブジェクトの改善された視覚化が、得られる。
【００１７】
オプションとして、前記プロセッサは、前記出力画像を生成する前に、各骨オブジェクトの前記骨画像データに幾何学的変換を適用してそれぞれの骨オブジェクトを幾何学的に変換するように構成される。骨オブジェクトを幾何学的に変換することは、臨床医が前記出力画像内の前記骨オブジェクトを読み取るのを助けることができる。加えて又は代わりに、骨オブジェクトを幾何学的に変換することは、前記骨オブジェクトの個々の提示を組み合わせて前記出力画像にすることを容易化しうる。
【００１８】
オプションとして、前記幾何学的変換は、それぞれの骨オブジェクトの曲率を低減するように構成される。これは、肋骨のような、湾曲した骨オブジェクトが、その曲率において部分的又は全体的に減少される、すなわち真っ直ぐにされ、これは、臨床医による読取可能性及び／又は単一の出力画像への結合可能性を改善しうる。
【００１９】
オプションとして、前記輪郭による描出は、それぞれの骨オブジェクトの中心線を提供し、前記幾何学的変換は、前記中心線を真っ直ぐにするように構成される。湾曲した骨オブジェクトを真っ直ぐにすることを望む場合、前記骨オブジェクトの中心線は、真っ直ぐにする際に目標オブジェクトとして使用するのに適している。
【００２０】
オプションとして、前記プロセッサは、構成データ（composition data）に基づいて前記出力画像を生成するように構成され、前記構成データは、前記出力画像内の前記複数の描出された骨オブジェクトの相対的な配置を規定する。したがって、前記構成データは、前記骨オブジェクトの個々の提示がどのように前記出力画像において組み合わされるべきかを規定しうる。
【００２１】
オプションとして、前記構成データは、相対的な解剖学的配置を維持しながら前記複数の描出された骨オブジェクトの間の非骨空間を減少させる、前記複数の描出された骨オブジェクトのタイリング（tiling）を規定する。臨床医による前記出力画像の読取可能性を維持するのに望ましいことは、前記出力画像における前記骨オブジェクトの相対的な解剖学的配置を維持すると同時に、骨オブジェクト間の非骨空間を減少させることである。この目的のために、前記骨オブジェクトの個々の提示から前記出力画像を生成するのに使用される構成データが、提供される。
【００２２】
オプションとして、前記システムは、前記出力画像をディスプレイに出力するための表示出力部を更に有し、前記表示出力部は、前記出力画像と同時に前記Ｘ線画像を出力するように更に構成される。前記Ｘ線画像を前記出力画像と同時に示すことは、臨床医が、例えば、前記Ｘ線画像において前記出力画像からの病理所見を確認するために、両方の画像の間を素早く行き来することを可能にしうる。
【００２３】
オプションとして、前記システムは、ユーザ入力インタフェース及び前記表示出力部を有するユーザインタラクションサブシステムを更に有し、前記ユーザインタラクションサブシステムは、
‐前記ユーザが、前記Ｘ線画像及び前記出力画像のグループのうちの第１の画像に表示マーカをインタラクティブに配置することを可能にし、
‐前記グループのうちの第２の画像において対応する表示マーカを表示する、
ように構成される。
【００２４】
同時に表示されるＸ線画像及び出力画像は、２つのリンクされたポインタ又は十字線のようなリンクされた表示マーカを設けられる。これは、臨床医による前記表示された画像の同時又は交互の読み取りを容易にしうる。
【００２５】
オプションとして、前記ユーザインタラクションサブシステムは、各それぞれの骨オブジェクトの前記幾何学的変換に基づいて、前記対応する表示マーカの位置を確立するように構成される。前記骨オブジェクトの前記個々の提示が得られた前記幾何学的変換を考慮に入れることにより、前記表示マーカは、前記Ｘ線画像内の表示マーカ及び前記出力画像内の対応する表示マーカが、解剖学的に対応する位置に表示されるという点で、正確にリンクされうる。
【００２６】
オプションとして、前記ユーザインタラクションサブシステムは、更に前記構成データに基づいて、前記対応する表示マーカの位置を確立するように構成される。
【００２７】
本発明の上記の実施例、実施形態、及び／又はオプションの態様の２以上が、有用と考えられる任意の形で組み合わせられうると当業者により理解されるであろう。
【００２８】
前記システムの記載された修正及び変形に対応する、前記撮像装置、前記ワークステーション、前記方法、及び／又は前記コンピュータプログラムの修正及び変形は、本記載に基づいて当業者によって実行されることができる。
【００２９】
本発明のこれら及び他の態様は、以下の記載において例を用いて説明される実施例を参照して及び添付の図面を参照して更に説明され、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ユーザインタラクションサブシステムのようなオプションの態様を含む、Ｘ線画像を処理するためのシステムを示す。
【図２Ａ】複数の肋骨を示すＸ線画像である、後前胸部ラジオグラフの形式のＸ線画像を示す。
【図２Ｂ】骨抑制撮像によって得られた骨画像を示す。
【図２Ｂ】骨抑制撮像によって得られた軟組織画像を示す。
【図３Ａ】複数の肋骨を示すＸ線画像である、他の後前胸部ラジオグラフの形式のＸ線画像を示す。
【図３Ｂ】輪郭によって描出された肋骨を有するＸ線画像を示す。
【図３Ｃ】骨抑制によって得られた単一の骨画像を示す。
【図４】システムの出力画像を示す。
【図５】Ｘ線画像を処理する方法を示す。
【図６】プロセッサシステムに本方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面は純粋に図式的であり、縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。図面において、既に説明された要素に対応する要素は、同じ参照番号を有してもよい。
【００３２】
図１は、投影Ｘ線画像を処理するシステム100を示す。システム100は、前記Ｘ線画像を表す画像データ022にアクセスするための入力インタフェース120を有する。図１の例において、入力インタフェース120は、前記Ｘ線画像の画像データ022を有する外部画像レポジトリ020に接続されるように示されている。例えば、画像リポジトリ020は、システム100が接続されうる又は含まれうる病院情報システム（HIS）の画像保管通信システム（PACS）によって又はその一部として構成されてもよい。したがって、システム 100は、前記HISを介して前記Ｘ線画像の画像データ022に対するアクセスを得てもよい。代わりに、画像データ022は、システム100の内部データ記憶部からアクセスされてもよい。一般に、入力インタフェース120は、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワーク、例えばインターネットへのネットワークインタフェース、内部又は外部データ記憶部への記憶インタフェース等のような様々な形を取りうる。
【００３３】
システム100は、前記Ｘ線画像を処理し、出力画像を生成するように構成されたプロセッサ140を更に備える。この目的で、プロセッサ140は、入力インタフェース120から前記Ｘ線画像の画像データ022を受信し、前記生成された出力画像の画像データ142を出力するように示されている。
【００３４】
前記Ｘ線画像は、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを含む。システム100の動作中、プロセッサ140は、ｉ）輪郭によって複数の前記骨オブジェクトを描出し、これにより複数の描出された骨オブジェクトを取得し、ｉｉ）前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術を前記画像に適用して、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得し、ｉｉｉ）前記骨オブジェクトが重複しない前記出力画像を生成するために、前記複数の描出された骨オブジェクトの各々に対して生成された前記骨画像データを使用することにより前記Ｘ線画像を処理しうる。
【００３５】
様々なオプションの態様を含むシステム100の様々な動作が、図２Ａ乃至４を参照してより詳細に説明されることに留意されたい。
【００３６】
図１は、システム100のこれらのオプションの態様のいくつかを示すことに更に留意されたい。すなわち、入力インタフェース120は、補助データ記憶部040上の補助データ042にアクセスするように構成されていることが示されている。補助データ042の例は、構成データ及び基準データを含む。更に、システム100は、前記ユーザによって動作可能なユーザ装置070からユーザ入力データ072を受信するためのユーザ入力インタフェース170を有するユーザインタフェースサブシステム160を有するように示されている。ユーザ装置070は、コンピュータマウス070、タッチスクリーン、キーボード等を含むが、これらに限定されない様々な形を取りうる。ユーザ入力インタフェース170は、ユーザ装置070のタイプに対応するタイプであってもよく、すなわち、それに対応するユーザ装置インタフェースであってもよい。ユーザインタフェースサブシステム160は、表示データ082をディスプレイ080に提供するための表示出力部180を有するように更に示されている。例えば、前記表示データは、出力画像142を有してもよい。
【００３７】
システム100は、ワークステーション又は撮像装置のような単一の機器又は装置として又はその中で具体化されてもよい。前記機器又は装置は、適切なソフトウェアを実行する１以上のマイクロプロセッサを有してもよい。前記ソフトウェアは、対応するメモリ、例えば、RAMのような揮発性メモリ、又はフラッシュのような不揮発性メモリにダウンロード及び／又は記憶されてもよい。代わりに、前記システムの機能ユニットは、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）として、プログラマブルロジックの形で前記機器又は装置に実装されてもよい。一般に、前記システムの各機能ユニットは、回路の形で実装されてもよい。システム100は、例えば、異なる機器又は装置を含む、分散された様式で実装されてもよいことに留意されたい。例えば、前記分散は、クライアント‐サーバモデルに従ってもよい。
【００３８】
以下の例は、胸部ラジオグラフィに関する。しかしながら、これは非限定的な例であり、請求される本発明は、骨オブジェクトが少なくとも部分的に重複する他のタイプのラジオグラフに等しく適用可能であると理解されよう。例えば、請求された本発明は、骨の交差を避けながら骨が標準的に秩序づけられた任意の姿勢で投影Ｘ線によって撮像された身体の骨の提示を得るために使用され得る。例えば、このような提示は、前記出力画像の中心に腹部を配置し、その周りに肢の骨を配置してもよく、例えば指及び／又はつま先の骨は、腹部から最も遠くに配置される。
【００３９】
胸部ラジオグラフィは、最も一般的に行われる臨床検査の１つであり、胸部の解剖学的構造の多くの病気を検出し、診断する上で重要な役割を果たす。骨の解剖学的構造（骨）は、典型的には、胸部のラジオグラフにおいて高いコントラストを有するが、周辺の軟組織に対するより高いＸ線吸収のために、読者の関心は、しばしば他の解剖学的特徴に集中する。従って、骨は、しばしば、（例えば、肺癌結節に関心がある場合に）妨害オーバーレイ構造と見なされる。骨の（部分的な）骨折又は石灰化、又は転移性の骨病変のような骨の関連する臨床所見は、見落とされるかもしれない。最近、大きな注目が、孤立性肺結節のような軟組織病変の胸部ラジオグラフにおける視覚化及び検出の改善に置かれている。例えば、二重エネルギ減算（DES）撮像が、提案されており、２つの後前（PA）投影ラジオグラフの重み付けされた減算が、異なるＸ線エネルギ（典型的には120及び60kV）を用いて収集され、前記画像内の前記骨の寄与を推定し、これは、次いで、「軟組織画像」を生成するために元の画像から減算され、これにより結果の解釈タスクを単純化する。DESの主な利点は、軟組織病変の視覚化及び検出を改善することであるが、この技術は、骨の専用視覚化も可能にし、これにより骨病変検出をもサポートする。
【００４０】
骨抑制撮像（BSI）は、専用ハードウェアの使用及び複数の取得を伴わないDES撮像の代替案として提案されている。BSIは、単一のPA投影ラジオグラフを使用して「骨画像」を推定するパターン認識アルゴリズムを含みうる。このような推定に続いて、骨は、DES撮像と同様に「軟画像」を得るように減算される。いくつかのアプローチが、提案されており、これらは、例えば、Suzukiによる"Suppression of the Contrast of Ribs in Chest Radiographs by Means of Massive Training Artificial Neural Network"に記載される、例えば、人工的ニューラルネットワーク（ANN）の出力応答としての、骨が暗黙的に表現されている暗黙的アプローチ、又は例えば欧州特許第2,517,174号に記載されているように、個々の骨の輪郭が明示的に推定される、明示的アプローチのいずれかとして区別されることができる。
【００４１】
図２Ａ乃至２Ｃは、このような骨抑制撮像を示す。すなわち、図２Ａは、後前胸部ラジオグラフの形式のＸ線画像200を示す。したがって、Ｘ線画像200は、複数の肋骨250を示す。その曲率のために、肋骨250は、前記Ｘ線画像において部分的に重複する。図２Ｂは、骨抑制撮像によって得られた骨画像210を示し、一方、図２Ｃは、骨抑制撮像によって、すなわち図２Ｂの骨画像を図２ＡのＸ線画像から減算することによって得られた軟組織画像220を示す。
【００４２】
本発明者らは、明示的な骨抑制撮像において使用される骨抑制技術が、骨オブジェクトが少なくとも部分的に重複する入力Ｘ線画像から、前記骨オブジェクトの全て又は少なくとも一部がもはや重複しない出力画像を取得するのに使用されてもよいと認識している。このような入力Ｘ線画像202の一例が、図３Ａに示されており、複数の肋骨252を有する後前胸部ラジオグラフを再び示している。複数の肋骨252、例えばこれらの全て又はサブセットは、医療画像セグメンテーションの分野からそれ自体知られている様式で輪郭によって描出されうる。このように、複数の描出された肋骨が、肋骨に重なる輪郭260を示す図３Ｂの画像204に示されるように取得されうる。前記複数の描出された肋骨の各々について、骨抑制技術が、画像204に適用されてもよく、妨害オブジェクトの影を抑制しながらそれぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示す骨画像データを生成しうる。図３Ｃは、このような処理、すなわち、左第５肋骨（図３Ｂの262）に対する前記骨抑制技術の適用、から得られた骨画像230を示す。骨画像230は、他の肋骨が省略されているので、左第５肋骨270を分離して示し、また、同時に他の肋骨及び／又は他のオブジェクトの影を抑制することが分かる。図３Ｃと同様の骨画像230は、前記描出された肋骨の各々について取得されてもよい。次いで、これらの骨画像は、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成するように結合されてもよい。
【００４３】
図４は、このような出力画像240の一例を示す。この例において、肋骨は、例えば、真っ直ぐにされた左肋骨272により示されるように、真っ直ぐにされるように示され、肋骨の相対的な解剖学的配置を維持しながら肋骨間の非骨空間が減少されるようなタイリングされた形で提示される。このように、肋骨の提示が、得られ、これは、3D CT体積からの代わりに投影Ｘ線画像から異なる形で得られるにもかかわらず、US2013/070996A1の真っ直ぐにする方法に視覚的に似ている。
【００４４】
図４の提示、及び前記骨オブジェクトが重複しない他のタイプの提示を得るために、前記プロセッサは、前記出力画像を生成する前に、それぞれの骨オブジェクトを幾何学的に変換するように各骨オブジェクトの前記骨画像データに幾何学的変換を適用するように構成されうることに留意されたい。このような幾何学的変換は、画像位置合わせの分野からそれ自体知られているように、「弾性」又は「非剛体」変換であってもよく、前記変換を表す一組のパラメータによって規定されてもよい。例えば、前記幾何学的変換は、前記それぞれの骨オブジェクトの曲率を減少させてもよい。図４の例のように、曲率は、前記骨オブジェクトが真っ直ぐにされうる点で、実質的に全体的に減少されうる。この目的のために、前記骨オブジェクトの描出の一部として、又はそれに続いて検出されうる、前記それぞれの骨オブジェクトの中心線が、使用されてもよい。前記骨オブジェクトの前記骨画像データのタイリング又は他のタイプの構成は、前記入力インタフェースによってアクセスされ得る構成データによって規定され得ることに留意されたい。図３Ｃは、これが適用される骨オブジェクト、すなわち左第５肋骨についての完全な画像をもたらす前記骨抑制技術を示したが、周辺部を持たない又は限定的にのみ持つ前記骨オブジェクトを示す骨画像データを取得することが十分であり得ることに更に留意されたい。例えば、このような骨画像データは、この場合、幾何学変換の後に、前記出力画像を得るために直接的にタイリングされてもよい。
【００４５】
更に図1に示されるユーザインタラクションサブシステムを参照すると、前記Ｘ線画像は、例えばサイドバイサイド又はピクチャインピクチャの配置で、前記出力画像と同時に表示されうることに留意されたい。前記ユーザインタラクションサブシステムは、前記ユーザが前記ディスプレイ上に表示マーカをインタラクティブに配置することを可能にするように、更に構成されてもよい。前記表示マーカが、前記入力Ｘ線画像又は前記出力画像のいずれか、すなわち「第１の画像」に配置される場合、前記システムは、他の「第２の」画像において対応する表示マーカを表示してもよい。前記第２の画像における前記表示マーカは、前記第１の画像における前記表示マーカの解剖学的位置を模倣するように配置されうる。例えば、前記表示マーカが、左第５肋骨上の前記Ｘ線画像内に配置される場合、前記システムは、左第５肋骨の前記出力画像において対応する表示マーカを表示するように構成されうる。前記対応する解剖学的位置を確立するために、前記システムは、両方とも前記Ｘ線画像の画像データと前記出力画像の画像データとの間の対応関係を示す、各それぞれの骨オブジェクト及び／又は前記構成データの前記幾何学的変換を使用しうる。代わりに、前記対応する解剖学的位置は、前記Ｘ線画像と前記出力画像との間の画像位置合わせによって確立されてもよく、これは、画像位置合わせの分野からこれ自体既知であるように、これらの対応関係を示す。
【００４６】
前記システム及び方法によって得られた前記骨画像データは、前記骨オブジェクトに存在し得る異常の自動検出のために更に使用され得ることが更に理解されるであろう。このような異常は、転移性骨病変及び骨折を含むが、これらに限定されない。すなわち、描出された骨オブジェクトの前記骨画像データは、健康な被験者の画像内の骨の典型的な外観と比較されてもよい。骨輪郭の明示的表現は、骨の明示的表現が利用可能である健康な解剖学的構造における対応する場所に対する解剖学的場所の比較を可能にする。例えば、これは、健康な組織と異常な組織との間の画像強度偏差の比較、及びコンピュータ支援診断、要するにCAD法のような、より洗練された分析ツールの使用を可能にする。参照症例は、例えば、放射線学的解釈の専門家によるこれらの画像の目視検査によって決定された、これらのラジオグラフの状態に関する情報と一緒に、ラジオグラフ及び関連する注釈のデータベースに記憶されてもよい。例えば、欧州特許第2,517,174号に記載されているように、肋骨の中心軸に沿った及び垂直な画像信号の更なる専用のフィルタリングは、そうでなければ見落とされる可能性のあるヘアライン骨折のような異常な病理学的特徴の自動検出を可能にしうる。
【００４７】
したがって、前記骨オブジェクトにおいて異常を検出するために、前記入力インタフェースは、例えば、補助データ記憶部からの補助データの形で、基準骨オブジェクトの基準輪郭及び骨画像データにアクセスするように更に構成されうる。前記プロセッサは、ｉ）それぞれの輪郭のマッピングに基づいて、前記基準骨オブジェクトの骨画像データと前記複数の描出された骨オブジェクトのうちの少なくとも１つの骨画像データとの間の対応関係を決定し、ｉｉ）前記基準骨オブジェクトの骨画像データと前記描出された骨オブジェクトの骨画像データとを比較して、病理学的所見を検出するように更に構成されうる。更に後前胸部ラジオグラフの例を参照すると、各肋骨は、描出された後に、肋骨の中心線をパラメータ化することによって共通の座標系にマッピングされうる。骨の後面における場所は、棘突起で始まり、肺野投影の境界における横方向転換点まで続くことに留意されたい。骨は、この場合、前面に続く。異なる患者からの同じ骨、又は代わりに異なる時点、例えば治療中に撮像された同じ患者からの同じ骨は、前記中心線の正規化されたパラメータ化を使用して前記共通の座標系にマッピングされてもよく、前記マッピングを用いて、前記描出された骨オブジェクトの骨画像データと前記基準骨オブジェクトの骨画像データとの間の対応関係を提供する。このように、同じ解剖学的場所からの画像情報は、例えば、前記患者と、健常な患者のセット、又は同じ患者の医療記録内の異なる時点との間の偏差を検出するように比較されうる。例えば、所与の場所における許容可能な強度偏差の範囲が決定されてもよく、この許容可能な変化より大きい偏差のみが、疑わしいものとして前記ユーザに示される。許容可能な強度偏差に対するこの閾値は、空間的に可変であってもよい。骨の骨折は、骨の軸方向に関して強度エッジを定量化することによって自動的に検出されうる。この軸に沿った強度分布における、二次信号導関数のような、より高いレベルのモーメントは、結節状の形状、又は描出された骨オブジェクトの骨画像データの他の異常偏差を検出するために観察されてもよい。
【００４８】
前記システム及び方法において、身体の骨は、任意の姿勢でＸ線により撮像され、中心に腹部を持ち、その周囲に配置された手足、そこから更に広がる指／つま先を持つ、骨の交差を避ける標準的な秩序のあるプロットを達成することが理解されよう。
【００４９】
図５は、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有するＸ線画像を処理する方法300を示す。方法300は、図１を参照して説明されたシステム100の動作に対応してもよいが、その必要はないことに留意されたい。方法300は、「Ｘ線画像にアクセスする」と題された動作において、前記Ｘ線画像にアクセスするステップ310を有する。方法300は、「骨オブジェクトを描出する」と題された動作において、輪郭によって複数の前記骨オブジェクトを描出するステップ320であって、これによって複数の描出された骨のオブジェクトを得る、当該ステップを更に有する。方法300は、「骨抑制技術を適用する」と題された動作において、前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得するように、骨抑制技術を前記画像に適用するステップ300を更に有する。方法300は、「出力画像を生成する」と題された動作において、前記複数の描出された骨オブジェクトの各々に対して生成された前記骨画像データを使用して、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成するステップ340を更に有する。
【００５０】
上記の動作は、適用可能であれば、例えば入力／出力関係によって、特定の順序が必要とされる条件下で、任意の適切な順序で、例えば、連続的に、同時に、又はこれらの組み合わせで実行されうることが理解されよう。
【００５１】
方法300は、コンピュータ実装された方法として、専用ハードウェアとして、又は両方の組み合わせとして、コンピュータ上で実施されてもよい。図６にも示されているように、前記コンピュータのための命令、例えば実行可能コードは、例えば機械可読物理的マークのシリーズ380の形で、及び／又は異なる電気的、例えば、磁気的、又は光学的特性又は値を有する一連の要素として、コンピュータ可読媒体370に記憶されてもよい。前記実行可能コードは、一時的又は非一時的な形で記憶されてもよい。コンピュータ可読媒体の例は、メモリデバイス、光記憶デバイス、集積回路、サーバ、オンラインソフトウェア等を含む。図６は、光ディスク370を示す。
【００５２】
本出願の要約によれば、投影Ｘ線画像に含まれる骨オブジェクトの改善された視覚化に対するシステム及び方法が提供されることが理解されよう。前記投影Ｘ線画像は、少なくとも部分的に重複する骨オブジェクトを有する。前記システム及び方法によれば、複数の前記骨オブジェクトが、輪郭によって描出され、これによって複数の描出された骨オブジェクトを取得する。前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について、骨抑制技術が、前記画像に適用されて、妨害オブジェクトの影を抑制しながら、それぞれの描出された骨オブジェクトを個別に示すそれぞれの骨画像データを取得する。前記複数の描出された骨オブジェクトの各々について生成された前記骨画像データは、前記骨オブジェクトが重複しない出力画像を生成するために使用される。前記システム及び方法の利点は、前記骨オブジェクトの重複しない、影抑制された、提示が、投影ラジオグラフィによって得られたＸ線画像から作成され得ることである。
【００５３】
例、実施例又はオプションのフィーチャは、非限定的と示されるかどうかにかかわらず、請求される本発明を限定すると理解されるべきではない。
【００５４】
本発明は、本発明を実践するように構成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ことが理解されよう。前記プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、コード中間ソース、及び部分的にコンパイルされた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他の任意の形式のようなオブジェクトコードの形式であってもよい。また、このようなプログラムは、多くの異なるアーキテクチャ設計を有してもよいことが理解されよう。例えば、本発明による方法又はシステムの機能を実現するプログラムコードは、１以上のサブルーチンに分割されてもよい。これらのサブルーチン間で機能を分配する多くの異なる方法が、当業者には明らかであろう。前記サブルーチンは、自己完結型プログラムを形成するために、１つの実行可能ファイル内に一緒に記憶されてもよい。このような実行可能ファイルは、コンピュータ命令、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インタプリタ命令）を有してもよい。代わりに、１以上の又は全ての前記サブルーチンが、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おいて、静的又は動的のいずれかでメインプログラムとリンクされてもよい。前記メインプログラムは、前記サブルーチンの少なくとも１つに対する少なくとも１つの呼び出しを有する。前記サブルーチンは、また、互いに関数呼び出しを有してもよい。コンピュータプログラムに関する実施例は、ここに記載された方法のうちの少なくとも１つの各処理段階に対応するコンピュータ実行可能命令を有する。これらの命令は、サブルーチンに分割されてもよく、及び／又は静的に又は動的にリンクされてもよい１以上のファイルに記憶されてもよい。コンピュータプログラムに関する他の実施例は、ここに記載されたシステム及び／又は製品の少なくとも１つの各手段に対応するコンピュータ実行可能命令を有する。これらの命令は、サブルーチンに分割されてもよく、及び／又は静的に又は動的にリンクされてもよい１以上のファイルに記憶されてもよい。
【００５５】
コンピュータプログラムの担体は、前記プログラムを運ぶことができる任意のエンティティ又は装置であってもよい。例えば、前記担体は、ROM、例えばCD-ROM若しくは半導体ROM、又は磁気記録媒体、例えばハードディスクのようなデータ記憶部を含みうる。更に、前記担体は、電気又は光信号のような伝送可能な担体であってもよく、これは、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うる。前記プログラムがこのような信号で具現化される場合、前記担体は、こ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てもよい。代わりに、前記担体は、前記プログラムが埋め込まれた集積回路であってもよく、前記集積回路は、関連する方法を実行するか、又はその実行に使用されるように構成される。
【００５６】
上記の実施例は、本発明を限定するものではなく説明するものであり、当業者は、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例を設計することができることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧内に置かれた参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載された要素又は段階以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「a」又は「an」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって、及び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うる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、同一のハードウェアの項目によって具体化されうる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【符号の説明】
【００５７】
020：画像リポジトリ
022：Ｘ線画像の画像データ
040：補助データ記憶部
042：補助データ
070：ユーザ入力デバイス
072：ユーザ入力データ
080：ディスプレイ
082：表示データ
100：Ｘ線画像を処理するシステム
120：入力インタフェース
140：プロセッサ
142：出力画像
160：ユーザインタフェースサブシステム
170：ユーザ入力インタフェース
180：表示出力部
200,202：Ｘ線画像
204：描出された骨オブジェクトを示すＸ線画像
210：骨抑制撮像によって得られた骨画像
220：骨抑制撮像によって得られた軟組織画像
230：骨抑制によって得られた単一の骨画像
240：骨オブジェクトのタイリングを示す出力画像
250,252：複数の骨オブジェクト
260：複数の描出された骨オブジェクト
262：描出された骨オブジェクト
270：骨抑制後の骨オブジェクト
272：真っ直ぐにされた骨オブジェクト
300：Ｘ線画像を処理する方法
310：Ｘ線画像にアクセスする
320：骨オブジェクトを描出する
330：骨抑制技術を適用する
340：出力画像を生成する
370：コンピュータ可読媒体
380：非一時データとして記憶された命令
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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