(57)【要約】  この発明の画像処理方法は、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域をステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述したステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線をステップＳ２のＡＢＣ３分類（境界線描画）では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。よって、正しい境界線の検出性能が向上し、ユーザの手動による修正頻度が減少し、スループットが向上するという効果をも奏する。
2015025387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理を行う画像処理方法であって、
椎体中の椎弓根の領域を検出する椎弓根検出工程と、
椎間を検出することができない場合に、前記椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を引く境界線描画工程と
を備え、
前記境界線描画工程で引かれた当該境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法において、
椎弓根の領域をＡ領域，当該Ａ領域を除く椎体の領域をＢ領域，椎間をＣ領域とし、各々の椎体を、前記Ａ領域，前記Ｂ領域および前記Ｃ領域に分類する領域分類工程を備え、
前記Ｃ領域があれば当該Ｃ領域に椎体間の境界線を引き、Ｃ領域がない場合においても、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる箇所を椎体間の境界線とすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理方法において、
前記領域分類工程では、前記Ａ領域，前記Ｂ領域および前記Ｃ領域に分類する際に、注目ラインにおいて水平方向に３分割し、分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインを中心とする移動平均画素値と注目ライン全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の画像処理方法において、
前記領域分類工程で分類された前記Ａ領域，前記Ｂ領域および前記Ｃ領域に関する分類結果から下記（１）の補正〜下記（５）の補正を行う領域補正工程を備え、
（１）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＡ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域の頸椎から骨盤への長さが、予め決められた閾値よりも短い場合に、骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に全て置き換える補正、
（２）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域をＡ領域に置き換える補正、
（３）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域，Ｂ領域，Ａ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に置き換える補正、
（４）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、前記（３）の補正後の時点の分類で、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域またはＢ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｃ領域から当該Ａ領域または当該Ｂ領域となるｙ座標を椎体の上辺，頸椎から骨盤に向かって当該Ａ領域または当該Ｂ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ａ領域または当該Ｂ領域から当該Ｃ領域となるｙ座標を椎体の下辺，頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標を次の椎体の上辺，さらに当該次の椎体の上辺から頸椎側にある１画素手前の（ｙ−１）座標を椎体の下辺とし、仮の椎体の境界として分ける過程を他の椎体においても繰り返し行い、繰り返し行われて分けられた椎体の上辺および下辺のｙ座標から椎体部分のみのｙ方向の総延長を求め、椎体画像の椎体の既知個数で前記総延長を除算して得られた値を平均椎体長さとし、求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつけて、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を、平均椎体長さの所定割合未満の椎体がなくなるまで、または分けられた椎体の個数が前記既知個数になるまで繰り返す補正、
（５）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標での境界線を中心として上下にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインでのｙ座標を求め、このｙ座標を当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる境界線として新たに補正する補正、
をそれぞれ行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理方法において、
椎間を検出することができない場合に、前記椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とする際に、当該境界線を中心として頸椎側・骨盤側にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインを、互いに隣接する椎体間の境界線として新たに補正する境界線補正工程を備え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】
この発明は、画像処理を行う画像処理方法に係り、特に、椎体の領域を自動抽出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
椎体の領域を自動抽出する画像処理方法では、Ｘ線透視撮影装置や骨密度測定装置などで得られた脊柱が映り込んだ医用画像を用いて行われる。以下では、骨密度測定装置を例に採って説明する。【０００３】
骨密度測定装置では、例えばＤＸＡ（Dual Energy X-Ray Absorptiometry）法という２つの異なるエネルギピークを有するX線ビームを用いた測定を行う。具体的には、被検体（患者）をベッドに寝かせて、膝を曲げた状態で腰椎を撮影し、骨だけが選択的に映った画像（Ｘ線減弱画像）を得る。一定量の骨の中に含まれる（カルシウムやリンなどの）ミネラル分の骨の中に含まれる量を示す指標である骨塩定量などの骨密度を求めるために、個々の椎体の面積を正確に求める必要がある。そこで、椎体の領域を自動抽出する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３、非特許文献１〜３参照）。【０００４】
領域の抽出には大別すると２段階があり、（１）横輪郭（サイドライン）を検出し、（２）互いに隣接する椎体間の境界線を検出することで個々の椎体をそれぞれ抽出する。この発明は上記（２）に関する。なお、脊柱は、図１３に示すように、頸椎・骨盤間に上下に延びており、椎体Ａの他に、互いに隣接する椎体Ａ間に椎間（椎間板）Ｃがある。椎体Ａ間の境界線は、椎間Ｃの中心に引かれることで検出される。上記（２）において従来では、腰椎の輪郭（サイドライン）のくびれ位置や、椎間の画素値（モニタに画素値を表示する場合には階調処理により「輝度」になる）が低いこと、または椎体と椎体との間の明暗や椎体上下端のエッジ情報などから椎体間の境界を検出していると考えられる。なお、本明細書では、特に断りがない限り画素値と輝度とを同等に扱うものとする。【０００５】
また、椎体上部には「椎弓根」と呼ばれる領域が左右に現れる。この椎弓根は椎体上部にほぼ必ず見られ、周辺に比べて画素値が高い。そこで、特許文献１の特表２００４−５０９７２２公報では、この椎弓根をランドマークとして抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５０９７２２公報
【特許文献２】特開２０１１−１３１０４０号公報
【特許文献３】米国特許第７０１０１５１号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Prodigy for Bone Health”、 [online] 、GE healthcare社、インターネット< URL : http://www3.gehealthcare.com/en/Products/Categories/Bone_Health/DXA/Prodigy_for_Bone_Health#tabs/tab4EA97F28C16A4A7FBDAF86CC8F673F6B>
【非特許文献２】“Discovery Ｘ線骨密度測定装置”、 [online] 、東洋メディック株式会社、インターネット< URL : http://www.toyo-medic.co.jp/seihin/catg01/discovery.html>
【非特許文献３】“Raising the bar in skeletal health imaging”、 [online] 、HOLOGIC社、インターネット< URL : http://www.hologic.com/en/skeletal/osteoporosis-assessment/discovery/>
【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、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合には、椎体間の境界線を引くことができない、もしくは誤った境界線を引くという問題点がある。【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、椎体間の境界線を正確に検出することができる画像処理方法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】
【００１０】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の画像処理方法は、画像処理を行う画像処理方法であって、椎体中の椎弓根の領域を検出する椎弓根検出工程と、椎間を検出することができない場合に、前記椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を引く境界線描画工程とを備え、前記境界線描画工程で引かれた当該境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とすることを特徴とするものである。【００１１】
この発明の画像処理方法によれば、椎体上部（椎体の頸椎側）にほぼ必ず見られ、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域を椎弓根検出工程では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述した椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を境界線描画工程では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。よって、正しい境界線の検出性能が向上し、ユーザの手動による修正頻度が減少し、スループットが向上するという効果をも奏する。【００１２】
上述した発明の画像処理方法において、椎弓根の領域をＡ領域，当該Ａ領域を除く椎体の領域をＢ領域，椎間をＣ領域とし、各々の椎体を、上述したＡ領域，上述したＢ領域および上述したＣ領域に分類する領域分類工程を備える。そして、上述したＣ領域があれば当該Ｃ領域に椎体間の境界線を引き、Ｃ領域がない場合においても、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる箇所を椎体間の境界線とするのが好ましい。領域分類工程によりＡ領域，Ｂ領域およびＣ領域を正確に分類することができ、Ｃ領域がない場合（すなわち、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合）であっても、当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる箇所を椎体間の境界線とすることで、椎体間の境界線をより一層正確に検出することができる。【００１３】
上述した領域分類工程を備える場合において、下記のように行うのがより好ましい。
すなわち、上述した領域分類工程では、上述したＡ領域，上述したＢ領域および上述したＣ領域に分類する際に、注目ラインにおいて水平方向に３分割し、分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインを中心とする移動平均画素値と注目ライン全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行うのが好ましい。すなわち、椎弓根が左右に現れるのを利用して、左の椎弓根，椎弓根のない中心部分および右の椎弓根にそれぞれ３分割し、それぞれの大小関係を用いることにより、Ａ領域，Ｂ領域およびＣ領域に正確に分類することができる。【００１４】
また、上述した領域分類工程を備える場合において、下記のように行ってもよい。
すなわち、上述した領域分類工程で分類された上述したＡ領域，上述したＢ領域および上述したＣ領域に関する分類結果から下記（１）の補正〜下記（５）の補正を行う領域補正工程を備える。【００１５】
（１）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＡ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域の頸椎から骨盤への長さが、予め決められた閾値よりも短い場合に、骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に全て置き換える補正を行う。【００１６】
（２）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域をＡ領域に置き換える補正を行う。【００１７】
（３）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域，Ｂ領域，Ａ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に置き換える補正を行う。【００１８】
（４）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、上述した（３）の補正後の時点の分類で、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域またはＢ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｃ領域から当該Ａ領域または当該Ｂ領域となるｙ座標を椎体の上辺，頸椎から骨盤に向かって当該Ａ領域または当該Ｂ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ａ領域または当該Ｂ領域から当該Ｃ領域となるｙ座標を椎体の下辺，頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標を次の椎体の上辺，さらに当該次の椎体の上辺から頸椎側にある１画素手前の（ｙ−１）座標を椎体の下辺とし、仮の椎体の境界として分ける過程を他の椎体においても繰り返し行い、繰り返し行われて分けられた椎体の上辺および下辺のｙ座標から椎体部分のみのｙ方向の総延長を求め、椎体画像の椎体の既知個数で上述した総延長を除算して得られた値を平均椎体長さとし、求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつけて、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を、平均椎体長さの所定割合未満の椎体がなくなるまで、または分けられた椎体の個数が上述した既知個数になるまで繰り返す補正を行う。【００１９】
（５）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標での境界線を中心として上下にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインでのｙ座標を求め、このｙ座標を当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる境界線として新たに補正する補正を行う。【００２０】
このように、領域補正工程では、上記（１）の補正〜上記（５）の補正をそれぞれ行うことで、本来検出されない筈の椎体の境界線を除外して、正しい境界線のみを検出することができる。また、上記（４）の補正で、求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつけて、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を繰り返すことで、長手方向に異様に長い椎体が合体により作成されるのを防止する。また、上記（５）の補正を行うことで、境界線の検出の精度を向上させることができる。なお、上記（３）の補正の後に上記（４）の補正を行う以外については、上記（１）の補正〜上記（５）の補正の順序については、特に限定されない。ただし、長手方向に異様に長い椎体が作成されるのを防止する点を考慮すれば、上記（１）の補正，上記（２）の補正，上記（３）の補正，上記（４）の補正，上記（５）の補正の順に行うのが好ましい。【００２１】
上述したこれらの発明の画像処理方法において、境界線補正工程を備えるのが好ましい。
すなわち、椎間を検出することができない場合に、上述した椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とする際に、境界線補正工程では、当該境界線を中心として頸椎側・骨盤側にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインを、互いに隣接する椎体間の境界線として新たに補正するのが好ましい。上記（５）の補正と同様に、境界線の検出の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明に係る画像処理方法によれば、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域を椎弓根検出工程では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述した椎弓根検出工程で検出された椎弓根の頸椎側に接する境界線を境界線描画工程では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例に係る画像処理装置のブロック図である。
【図２】実施例に係る画像処理方法の流れを示す一連のフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）に関する大小関係の具体的なフローチャートである。
【図４】図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）に関する模式図である。
【図５】図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）に関する模式図である。
【図６】Ｃ領域がない場合での図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（境界線描画）に関する模式図である。
【図７】図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（１）の補正）に関する模式図である。
【図８】図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（２）の補正）に関する模式図である。
【図９】図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（３）の補正）に関する模式図である。
【図１０】図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（４）の補正）に関する模式図である。
【図１１】図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（５）の補正，境界線補正）に関する模式図である。
【図１２】図２のステップＳ４の境界線決定に関する分類結果補正の模式図である。
【図１３】脊柱における椎体・椎間の模式図である。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係る画像処理装置のブロック図である。図１では、骨密度測定装置で得られた脊柱が映り込んだＸ線減弱画像を用いて画像処理を行う場合を例に採って説明する。【００２５】
図１に示す画像処理装置１は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit），中央演算処理装置（ＣＰＵ）あるいはプログラムデータに応じて内部の使用するハードウェア回路（例えば論理回路）が変更可能なプログラマブルデバイス（例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)）、およびマウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成された入力部などで構成されている。【００２６】
本実施例では、図１に示すように、画像処理装置１は、前処理部１１と椎弓根検出部１２と領域分類部１３と境界線描画部１４と領域・境界線補正部１５とを備え、各画像を出力表示する表示部１６を備えている。図１では、領域・境界線補正部１５で補正された領域や（椎体間の）境界線が引かれた画像を表示部１６に出力表示しているが、実際には、前処理部１１や椎弓根検出部１２や領域分類部１３や境界線描画部１４で得られた各画像も表示部１６に出力表示している。前処理部１１，椎弓根検出部１２，領域分類部１３，境界線描画部１４および領域・境界線補正部１５の具体的な機能については、図２以降で詳述する。【００２７】
次に、前処理部１１，椎弓根検出部１２，領域分類部１３，境界線描画部１４および領域・境界線補正部１５の具体的な機能について、上述した図１と併せて、図２〜図１２を参照して説明する。図２は、実施例に係る画像処理方法の流れを示す一連のフローチャートであり、図３は、図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）に関する大小関係の具体的なフローチャートであり、図４は、図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）に関する模式図であり、図５は、図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）に関する模式図であり、図６は、Ｃ領域がない場合での図２のステップＳ２のＡＢＣ３分類（境界線描画）に関する模式図であり、図７は、図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（１）の補正）に関する模式図であり、図８は、図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（２）の補正）に関する模式図であり、図９は、図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（３）の補正）に関する模式図であり、図１０は、図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（４）の補正）に関する模式図であり、図１１は、図２のステップＳ３の結果補正（領域補正の（５）の補正，境界線補正）に関する模式図であり、図１２は、図２のステップＳ４の境界線決定に関する分類結果補正の模式図である。【００２８】
なお、椎体の画像であるので、椎体領域では画素値（輝度）は高くなって白っぽく映り、それ以外の背景領域では画素値（輝度）は低くなって黒っぽく映るが、図示の便宜上、図４〜図１２では、白黒反転させた画像としてハッチングで模式的に表す。よって、画素値（輝度）が低い背景領域については白塗りで図示し、それ以外の画素値（輝度）が比較的に低い領域については右上斜線のハッチングで図示し、画素値（輝度）が比較的に高い領域（例えば後述する椎弓根や棘突起）についてはクロス射線のハッチングで図示する。なお、医用画像（原画像）の背景領域についても白塗りで図示し、それ以外の椎体領域については右上斜線のハッチングで図示する。図４〜図１２では骨盤については図示を省略する。また、図４〜図１２では、水平方向をｘ方向（ここでは右方向を正方向）とし、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向（骨盤に向かう方向を正方向）とする。【００２９】
骨密度測定装置で撮影を行う場合には、先ず、図１に示すように、被検体（患者）ＭをベッドＢに寝かせて、膝を曲げた状態で２つの異なるエネルギピークを有するＸ線ビームを腰椎に向けて照射させて、Ｘ線減弱画像を取得する。なお、Ｘ線透視撮影装置で取得された脊柱が映り込んだＸ線画像を用いてもよい。骨密度測定装置で取得されたＸ線減弱画像あるいはＸ線透視撮影装置で取得されたＸ線画像を用いて、下記の画像処理を行う。【００３０】
（ステップＳ１）横輪郭抽出
図２のフローチャートに示すように、Ｘ線減弱画像あるいはＸ線画像に対して、前処理部１１（図１を参照）は横輪郭抽出の前処理を行う。横輪郭抽出は、椎体の輪郭をなす横輪郭（サイドライン）を抽出する処理であり、公知の処理であれば特に限定されない。例えば二値化処理した上で、例えばモルフォロジー演算における収縮処理（「エロージョン処理」とも呼ばれる）などを用いて細線化処理した画像に基づいてサイドラインを抽出する。その他にも、例えばSobelフィルタやRobertsフィルタやラプラシアンフィルタのような画素値の差分を取った一次微分あるいは画素値の差分のさらなる差分を取った二次微分などの強調処理を行った画像に基づいてサイドラインを抽出してもよい。抽出されたサイドラインを、後述する図１１ではサイドラインＳＬとする。【００３１】
サイドラインＳＬは左右で２本分抽出されるので、左右のサイドラインＳＬにおける中点の軌跡を、センターライン（図示省略）として抽出することができる。抽出されたセンターラインは、頸椎・骨盤間に延びた長手方向の椎体をも表す。【００３２】
（ステップＳ２）ＡＢＣ３分類
ステップＳ１で前処理（横輪郭抽出）された画像に対して、椎弓根検出部１２（図１を参照）は椎体中の椎弓根の領域を検出する。具体的には、椎体上部（椎体の頸椎側）にほぼ必ず見られ、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域を検出する。検出された椎弓根の領域を、図４では椎弓根Ｒとする。図５〜図１２も含めて図４の画像では、上述したように白黒反転させてハッチングで模式的に図示しているので、実際の椎弓根Ｒでの画素は白っぽく映り、それ以外の画素は黒っぽく映る。よって、実際の椎弓根Ｒでの画素値は高くなり、それ以外の画素値は低くなる。【００３３】
横輪郭抽出と同様に、二値化処理や細線化処理などの強調処理を行った画像に基づいて椎弓根Ｒの領域を検出してもよい。その他にも、例えばSobelフィルタやRobertsフィルタやラプラシアンフィルタのような画素値の差分を取った一次微分あるいは画素値の差分のさらなる差分を取った二次微分などの強調処理を行った画像に基づいて椎弓根Ｒの領域を検出してもよい。もちろん、強調処理を行うことなく椎弓根Ｒの領域を検出することができるならば、必ずしも強調処理を行う必要はない。以下では、注目ラインＡＬ（図５を参照）が左右方向（水平方向）に延びたとして説明する。【００３４】
左右方向（水平方向）に延びた注目ラインＡＬを用いて、図３のフローチャートの処理により、画像の各領域がＡ領域，Ｂ領域またはＣ領域のいずれに分類されるのかを求める。具体的に、領域分類部１３（図１を参照）は各々の椎体をＡ領域，Ｂ領域およびＣ領域に分類する。ここで、椎弓根Ｒの領域をＡ領域，当該Ａ領域を除く椎体の領域をＢ領域，椎間をＣ領域とする。図５では、Ａ領域をＡ領域ＲＡとし、Ｂ領域をＢ領域ＲＢとし、Ｃ領域をＣ領域ＲＣとする。【００３５】
Ａ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣに分類する際に、注目ラインＡＬにおいて水平方向に３分割し、分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインＡＬを中心とする移動平均画素値と注目ラインＡＬ全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行う。本実施例では、注目ラインＡＬを３等分に分割して、３等分に分割された注目ラインＡＬの平均画素値を、左側から順に左平均画素値l_ave，中心平均画素値c_ave，右平均画素値r_aveとしてそれぞれ求める。なお、これらの分類においては、椎体中央に見られる棘突起（spinous process）（図５では符号ＳＰで表記）が椎弓根Ｒと同様に周辺に比べて画素値が高いので、棘突起ＳＰの影響を抑制するために、中心の一定画素数分を計算に含めない。よって、中心平均画素値c_aveを求める際には、上述した中心の一定画素数分を除外した上で残りの画素を用いて計算する。【００３６】
また、注目ラインＡＬを中心とする移動平均画素値をma_aveとする。注目ラインＡＬを基準として垂直方向（頸椎・骨盤間に延びた長手方向）の数画素分にわたって加算平均して得られた画素値を移動平均画素値ma_aveとして求める。移動平均画素値ma_aveを求める理由は、この時点では椎間が判っていないので一様に加算平均するという理由からである。移動平均画素値ma_aveを求める際にも、棘突起ＳＰの影響を抑制するために、上述した中心の一定画素数分を除外して加算平均する。それとは別に、注目ラインＡＬ全体の平均画素値をline_aveとして求める。水平方向に延びた注目ラインＡＬ上の全画素にわたって加算平均して得られた画素値を注目ラインＡＬ全体の平均画素値line_aveとして求める。【００３７】
（ステップＴ１）l_ave∩r_ave>ma_ave*A_TH∩c_ave
ここで、閾値係数をそれぞれA_TH，C_THとする。閾値係数A_TH，C_THは予め決められた適切な値である。各々の注目ラインＡＬ毎にステップＴ１の条件を満たすか否かを判定する。ステップＴ１の条件を満たす場合（図３では「Ｙｅｓ」で表記）には、判定の対象となる注目ラインＡＬはＡ領域ＲＡに属するとして、この注目ラインＡＬをＡ領域ＲＡと分類する。逆に、ステップＴ１の条件を満たさない場合（図３では「Ｎｏ」で表記）には、ステップＴ２に移行する。【００３８】
ここで、「l_ave∩r_ave>ma_ave*A_TH∩c_ave」とは、左平均画素値l_aveがma_ave*A_THよりも大きく、かつ右平均画素値r_aveがma_ave*A_THよりも大きく、かつ左平均画素値l_aveが中心平均画素値c_aveよりも大きく、かつ右平均画素値r_aveが中心平均画素値c_aveよりも大きい条件を満たす場合を示す。よって、上述の不等号がひとつでも成立しないときには、次のステップＴ２に移行する。例えば、たとえ左平均画素値l_aveがma_ave*A_THよりも大きくても、右平均画素値r_aveがma_ave*A_TH以下、左平均画素値l_aveが中心平均画素値c_ave以下あるいは右平均画素値r_aveが中心平均画素値c_ave以下のいずれかの条件であれば、上述の不等号がひとつでも成立しないとして、次のステップＴ２に移行する。【００３９】
（ステップＴ２）line_ave>ma_ave*C_TH
ステップＴ２でＡ領域ＲＡと分類されなかった注目ラインＡＬについては、ステップＴ２の条件を満たすか否かを判定する。すなわち、平均画素値line_aveがma_ave*C_THよりも大きい条件であるステップＴ２の条件を満たす場合（図３では「Ｙｅｓ」で表記）には、判定の対象となる注目ラインＡＬはＢ領域ＲＢに属するとして、この注目ラインＡＬをＢ領域ＲＢと分類する。逆に、平均画素値line_aveがma_ave*C_TH以下でステップＴ２の条件を満たさない場合（図３では「Ｎｏ」で表記）には、判定の対象となる注目ラインＡＬはＣ領域ＲＣに属するとして、この注目ラインＡＬをＣ領域ＲＣと分類する。【００４０】
ここで、ステップＴ１，Ｔ２で判定の対象となる注目ラインＡＬは、複数ラインでも単数ラインでもよい。図３のフローチャートの処理により、各々の椎体をＡ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣに分類したら、図２のフローチャートのステップＳ３に移行する。この分類の際において、図６に示すように、Ｃ領域がない場合（すなわち、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合）には、境界線描画部１４（図１を参照）は椎弓根Ｒの椎体側に接する境界線を引く。すなわち、図６に示すように、頸椎から骨盤に向かってＢ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなる箇所を椎体間の境界線とする。引かれた境界線を、図６では境界線ＢＬとする。図３のステップＴ１，Ｔ２を含む、このステップＳ２は、この発明における椎弓根検出工程，領域分類工程および境界線描画工程に相当する。【００４１】
（ステップＳ３）結果補正
図２のフローチャートの説明に戻って、ステップＳ２で分類されたＡ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣに関する分類結果から領域・境界線補正部１５（図１を参照）は下記（１）の補正〜下記（５）の補正を行う。【００４２】
（１）の補正では、図７（ａ）に示すように、頸椎から骨盤に向かってＡ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢの頸椎から骨盤までの長さ（ｙ方向の長さ）が、予め決められた閾値よりも短い場合に、骨盤側に分類された当該Ａ領域ＲＡを、図７（ｂ）に示すようにＢ領域ＲＢに全て置き換える補正を行う。骨密度は骨粗鬆症の診断に用いられ、被検体は骨粗鬆症が起こり易い成人女性である。成人女性が被検体のときで、１画素当たりの大きさが0.278mm（0.278mm/pixel）のときには、上述した閾値を４０画素とする。したがって、本実施例では当該Ｂ領域ＲＢのｙ方向の長さが４０画素（図７（ａ）では「40 pixels」で表記）未満の場合に、骨盤側に分類された当該Ａ領域ＲＡをＢ領域ＲＢに全て置き換える。もちろん、閾値は４０画素に限定されず、対象となる被検体や１画素当たりの大きさに応じて閾値を適切に予め設定すればよい。【００４３】
本実施例では上記（１）の補正の後に（２）の補正を行う。（２）の補正では、図８（ａ）に示すように、頸椎から骨盤に向かってＣ領域ＲＣ，Ｂ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢを、図８（ｂ）に示すようにＡ領域ＲＡに置き換える補正を行う。頸椎から骨盤に向かってＣ領域ＲＣ，Ｂ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に並んで分類されていないときには、（２）の補正をスキップする。【００４４】
上記（２）の補正の後に（３）の補正を行う。（３）の補正では、図９（ａ）に示すように、頸椎から骨盤に向かってＣ領域ＲＣ，Ａ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡ，Ｃ領域ＲＣの順番に並んで分類されているときに骨盤側に分類された当該Ａ領域ＲＡを、図９（ｂ）に示すようにＢ領域ＲＢに置き換える補正を行う。頸椎から骨盤に向かってＣ領域ＲＣ，Ａ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡ，Ｃ領域ＲＣの順番に並んで分類されていないときには、（３）の補正をスキップする。【００４５】
上記（３）の補正の後に（４）の補正を行う。（４）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、上述した（３）の補正後の時点の分類で、図１０（ａ）に示すように、頸椎から骨盤に向かってＣ領域ＲＣ，Ａ領域ＲＡまたはＢ領域ＲＢ（図１０（ａ）ではＲＡ（ｏｒ  ＲＢ）で表記）の順番に並んで分類されているときに以下のようにｙ方向の総延長を求める。当該Ｃ領域ＲＣから当該Ａ領域ＲＡまたは当該Ｂ領域ＲＢとなるｙ座標を椎体の上辺ＬＵとする。なお、頸椎から骨盤に向かって当該Ａ領域ＲＡまたは当該Ｂ領域ＲＢから当該Ｃ領域ＲＣとなるｙ座標を椎体の下辺ＬＢとする（Ｃ領域ＲＣについては図１０（ａ）では図示省略）。【００４６】
ここで、図１０（ａ）に隣接して図１０（ｂ）が骨盤側に並んでいるものとする。したがって、図１０（ａ）の下側の領域がＡ領域ＲＡの場合には、当該Ａ領域ＲＡが属する同じ椎体のＢ領域ＲＢが図１０（ｂ）の上側の領域となる。一方、図１０（ａ）の下側の領域がＢ領域ＲＢの場合には、当該Ｂ領域ＲＢは図１０（ｂ）の上側のＢ領域ＲＢに一致する。図１０（ｂ）に示すように、頸椎から骨盤に向かってＢ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなるｙ座標を次の椎体の上辺ＬＵとする。さらに当該次の椎体の上辺から頸椎側にある１画素手前の（ｙ−１）座標を椎体の下辺ＬＢとする。このようにして仮の椎体の境界（ＬＵ，ＬＢ）として分ける。【００４７】
仮の椎体の境界（ＬＵ，ＬＢ）として分ける過程を他の椎体においても繰り返し行う。繰り返し行われて分けられた椎体の上辺ＬＵおよび下辺ＬＢのｙ座標から椎体部分のみのｙ方向の総延長を求める。つまり、椎間を除いた椎体部分のｙ方向の総延長を求める。椎体画像の椎体の既知個数で上述した総延長を除算して得られた値を平均椎体長さとする。本実施例では椎体画像は腰椎画像であり、５つに分類される筈であるので、既知個数は５つとなる。したがって、本実施例では総延長を５で除算して得られた値を平均椎体長さとする。もちろん、腰椎以外の領域における椎体や、腰椎を含んだ領域の場合には既知個数は５つに限定されず、対象となる椎体画像に応じて既知個数を設定すればよい。このようにして求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつける。【００４８】
ここで、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を、平均椎体長さの所定割合未満の椎体がなくなるまで、または分けられた椎体の個数が上述した既知個数（ここでは５つ）になるまで繰り返す補正を行う。なお、一番短い長さの椎体が（最も頸椎に近い）一番上の椎体である場合には、骨盤側に隣接した直後の椎体と合体させる。一番短い長さの椎体が（最も骨盤に近い）一番下の椎体である場合には、頸椎側に隣接した直前の椎体と合体させる。それ以外の椎体が平均椎体長さの所定割合未満の場合に、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させることで、平均椎体長さとの差が近くなる方の椎体と合体させる。また、本実施例では、上述した所定割合を７割とする。したがって、本実施例では一番上の椎体や一番下の椎体以外の椎体が平均椎体長さの７割未満の場合に、平均椎体長さとの差が近くなる方の上下にある椎体と合体させる。そして、これらの処理を、平均椎体長さの７割未満の椎体がなくなるまで、または分けられた椎体の個数が５つになるまで繰り返す。もちろん、所定割合は７割に限定されず、１０割未満でさえあれば所定割合を適切に予め設定すればよい。ただし、平均椎体長さにできる限り近づけるためには、所定割合は５割以上であるのが好ましい。【００４９】
上記（４）の補正の後に（５）の補正を行う。（５）の補正では、図１１に示すように、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、頸椎から骨盤に向かってＢ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなるｙ座標での境界線ＢＬを中心として上下にそれぞれ一定画素数に隣接する画素ラインを参照する。この画素ラインは当該境界線ＢＬに沿って平行である。本実施例では、上述した一定画素数を３０画素数とする。したがって、本実施例では当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなるｙ座標（境界線ＢＬ）の上下３０画素（図１１では「30 pixels」で表記）を行単位（画素ラインの単位）で参照する。もちろん、一定画素数は３０画素数に限定されず、対象となる被検体や１画素当たりの大きさに応じて一定画素数を適切に予め設定すればよい。【００５０】
そして、上述した当該境界線ＢＬに沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインＳＬでの左右間の距離（すなわち画素数）をそれぞれ求める。最も距離の短い画素ライン（すなわちサイドラインＳＬでの左右間の画素数が最も少ない画素ライン）でのｙ座標を求める。このｙ座標を当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなる境界線として新たに補正する。新たに補正された境界線を、図１１では境界線ＢＬ´とする。図１１では境界線ＢＬ´を破線で図示する。【００５１】
以上のようにして、上記（１）の補正〜上記（５）の補正を行う。このステップＳ３は、この発明における領域補正工程および境界線補正工程に相当する。【００５２】
（ステップＳ４）境界線決定
このようにして境界線を決定した分類結果補正は、図１２に示す通りである。図１２の右側は医用画像（原画像）であり、図１２の左側は分類補正結果である。図１２の左側のうち左端はステップＳ２でのＡＢＣ分類で最初に分類された分類結果（初期分類結果）であり、図１２の左側のうち左端から二番目（図１２では丸付き数字１で表記）は上記（１）の補正後であり、図１２の左側のうち左端から三番目（図１２では丸付き数字２で表記）は上記（２）の補正後であり、図１２の左側のうち左端から四番目（図１２では丸付き数字３で表記）は上記（３）の補正後であり、図１２の左側のうち左端から五番目（図１２では丸付き数字４で表記）は上記（４）の補正後であり、図１２の左側のうち左端から六番目（すなわち右端）（図１２では丸付き数字５で表記）は上記（５）の補正後である。また、太枠の丸で囲った部分はその部分で補正が行われた部分である。なお、太枠の丸で囲った部分以外でも補正は行われていることに留意されたい。【００５３】
このようにして、骨密度測定装置で取得されたＸ線減弱画像あるいはＸ線透視撮影装置で取得されたＸ線画像である医用画像（原画像）に対して境界線を引く。なお、図１２では、椎間を検出することができる場合であるが、椎間が潰れている場合などでも同様に上述したステップＳ１〜Ｓ４を行うことにより境界線を引くことができる。また、注目ラインＡＬが左右方向（水平方向）に延びたとして説明したので、図１２では境界線も左右方向（水平方向）に引いて図示したが、実際には注目ラインＡＬが延びた方向に応じて境界線も上下に多少に傾斜することに留意されたい。よって、分類のときに引かれる境界線も実際には上下に多少に傾斜される。【００５４】
本実施例に係る画像処理方法によれば、椎体上部（椎体の頸椎側）にほぼ必ず見られ、周辺に比べ画素値の高い椎弓根Ｒの領域をステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述したステップＳ２のＡＢＣ３分類（椎弓根検出）で検出された椎弓根Ｒの頸椎側に接する境界線をステップＳ２のＡＢＣ３分類（境界線描画）では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。よって、正しい境界線の検出性能が向上し、ユーザの手動による修正頻度が減少し、スループットが向上するという効果をも奏する。【００５５】
本実施例では、椎弓根Ｒの領域をＡ領域ＲＡ，当該Ａ領域ＲＡを除く椎体の領域をＢ領域ＲＢ，椎間をＣ領域ＲＣとし、各々の椎体を、上述したＡ領域ＲＡ，上述したＢ領域ＲＢおよび上述したＣ領域ＲＣに分類するステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）を備える。そして、上述したＣ領域ＲＣがあれば当該Ｃ領域ＲＣに椎体間の境界線ＢＬを引き、Ｃ領域がない場合においても、頸椎から骨盤に向かってＢ領域ＲＢ，Ａ領域ＲＡの順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなる箇所を椎体間の境界線ＢＬとしている。ステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）によりＡ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣを正確に分類することができ、Ｃ領域がない場合（すなわち、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合）であっても、当該Ｂ領域ＲＢから当該Ａ領域ＲＡとなる箇所を椎体間の境界線ＢＬとすることで、椎体間の境界線ＢＬをより一層正確に検出することができる。【００５６】
本実施例では、ステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）を備える場合において、下記のように行っている。
すなわち、上述したステップＳ２のＡＢＣ３分類（領域分類）では、上述したＡ領域ＲＡ，上述したＢ領域ＲＢおよび上述したＣ領域ＲＣに分類する際に、注目ラインＡＬにおいて水平方向に３分割（本実施例では３等分に分割）し、分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインＡＬを中心とする移動平均画素値と注目ラインＡＬ全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行っている。すなわち、椎弓根Ｒが左右に現れるのを利用して、左の椎弓根，椎弓根のない中心部分および右の椎弓根にそれぞれ３分割し、それぞれの大小関係を用いることにより、Ａ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣに正確に分類することができる。【００５７】
ステップＳ３の結果補正（領域補正）では、上記（１）の補正〜上記（５）の補正をそれぞれ行うことで、本来検出されない筈の椎体の境界線を除外して、正しい境界線ＢＬのみを検出することができる。また、上記（４）の補正で、求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつけて、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を繰り返すことで、長手方向に異様に長い椎体が合体により作成されるのを防止する。また、上記（５）の補正を行うことで、境界線ＢＬの検出の精度を向上させることができる。【００５８】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。【００５９】
（１）上述した実施例では、椎体画像は腰椎画像であったが、腰椎以外の領域における椎体や、腰椎を含んだ領域にも適用することができる。【００６０】
（２）上述した実施例では、図２のステップＳ１〜Ｓ４を行ったが、椎間を検出することができない場合に、検出された椎弓根Ｒの頸椎側に接する境界線ＢＬを引いて、当該境界線ＢＬを、互いに隣接する椎体間の境界線とする画像処理を行うのであれば、必ずしも他のステップを行う必要はない。例えば、画素値（輝度）によりＡ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣがある程度分類されている場合には、ステップＳ２の領域分類を必ずしも行う必要はない。また、ステップＳ１の横輪郭抽出などの前処理も必ずしも行う必要はない。【００６１】
（３）上述した実施例では、ステップＳ３の結果補正（領域補正）を行ったが、各々の領域が椎体の個数分に区分されて、かつ精度良く分類されている場合には、ステップＳ３の結果補正（領域補正）を必ずしも行う必要はない。【００６２】
（４）上述した実施例では、ステップＳ３の結果補正（領域補正）の上記（１）の補正〜（５）の補正を行ったが、各々の領域が椎体の個数分に区分されている場合には、上記（５）の補正のみを行ってもよい。すなわち、椎間を検出することができない場合に、椎弓根Ｒの頸椎側に接する境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線ＢＬとする際に、当該境界線ＢＬを中心として頸椎側・骨盤側にそれぞれ一定画素数（実施例では３０画素数）に隣接し、かつ当該境界線ＢＬに沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインＳＬでの左右間の距離をそれぞれ求める。そして、最も距離の短い画素ラインを、互いに隣接する椎体間の境界線ＢＬ´として新たに補正してもよい。この場合においても、上記（５）の補正と同様に、境界線ＢＬの検出の精度を向上させることができる。【００６３】
（５）上述した実施例では、上記（１）の補正，上記（２）の補正，上記（３）の補正，上記（４）の補正，上記（５）の補正の順に行ったが、上記（３）の補正の後に上記（４）の補正を行う以外については、上記（１）の補正〜上記（５）の補正の順序については、特に限定されない。ただし、長手方向に異様に長い椎体が作成されるのを防止する点を考慮すれば、上述した実施例のように、上記（１）の補正，上記（２）の補正，上記（３）の補正，上記（４）の補正，上記（５）の補正の順に行うのが好ましい。【００６４】
（６）上述した実施例では、Ａ領域ＲＡ，Ｂ領域ＲＢおよびＣ領域ＲＣに分類する際に、注目ラインＡＬを３等分に分割して、３等分に分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインＡＬを中心とする移動平均画素値と注目ラインＡＬ全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行ったが、必ずしも３等分の分割に限定されない。例えば、左の椎弓根に接する箇所と、右の椎弓根に接する箇所とで３分割して、分割されたそれぞれの平均画素値の大小関係、および注目ラインＡＬを中心とする移動平均画素値と注目ラインＡＬ全体の平均画素値との大小関係を用いて分類を行ってもよい。【００６５】
（７）上述した実施例では、棘突起ＳＰの影響を抑制するために、中心の一定画素数分を計算に含めずに中心の一定画素数分を除外した上で残りの画素を用いて計算したが、棘突起ＳＰの画素値がさほどに高くないとき、あるいは棘突起ＳＰが現れないときには、中心の一定画素数分を計算に含めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、この発明は、ＤＸＡ法により椎体（例えば腰椎）の骨密度を測定する場合などに適している。
【符号の説明】
【００６７】
Ｒ  …  椎弓根
ＢＬ，ＢＬ´  …  境界線
ＲＡ  …  Ａ領域
ＲＢ  …  Ｂ領域
ＲＣ  …  Ｃ領域
ＡＬ  …  注目ライン
【図１】
2015025387.tif 000003
【図２】
2015025387.tif 000004
【図３】
2015025387.tif 000005
【図４】
2015025387.tif 000006
【図５】
2015025387.tif 000007
【図６】
2015025387.tif 000008
【図７】
2015025387.tif 000009
【図８】
2015025387.tif 000010
【図９】
2015025387.tif 000011
【図１０】
2015025387.tif 000012
【図１１】
2015025387.tif 000013
【図１２】
2015025387.tif 000014
【図１３】
2015025387.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月14日(2016.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨が映った、骨密度測定装置で取得されたＸ線減弱画像あるいはＸ線透視撮影装置で取得されたＸ線画像に対して、画像処理を行う画像処理方法であって、
椎体中の椎弓根の領域を検出する椎弓根検出工程と、
前記椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を引く境界線描画工程と
を備え、
前記境界線描画工程で引かれた当該境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法において、
椎弓根の領域をＡ領域，当該Ａ領域を除く椎体の領域をＢ領域，椎間をＣ領域とし、各々の椎体を、前記Ａ領域，前記Ｂ領域および前記Ｃ領域に分類する際に、注目ラインにおいて水平方向に３分割し、分割されたそれぞれの平均画素値において、左側に分割された左平均画素値l_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに所定の閾値係数A_THを乗算した値ma_ave*A_THよりも大きく、かつ右側に分割された右平均画素値r_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに前記所定の閾値係数A_THを乗算した値ma_ave*A_THよりも大きく、かつ前記左平均画素値l_aveが、中心に分割された中心平均画素値c_aveよりも大きく、かつ前記右平均画素値r_aveが前記中心平均画素値c_aveよりも大きい条件を満たす場合に、前記注目ラインを前記Ａ領域と分類し、前記Ａ領域と分類されなかった前記注目ラインにおいて、注目ライン全体の平均画素値line_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに所定の閾値係数C_THを乗算した値ma_ave*C_THよりも大きい条件を満たす場合に、前記注目ラインを前記Ｂ領域と分類し、注目ライン全体の平均画素値line_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに前記所定の閾値係数C_THを乗算した値ma_ave*C_THよりも大きい条件を満たさない場合に、前記注目ラインを前記Ｃ領域と分類する領域分類工程を備え、
前記Ｃ領域があれば当該Ｃ領域に椎体間の境界線を引き、Ｃ領域がない場合においても、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる箇所を椎体間の境界線とすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理方法において、
前記領域分類工程で分類された前記Ａ領域，前記Ｂ領域および前記Ｃ領域に関する分類結果から下記（１）の補正〜下記（５）の補正を行う領域補正工程を備え、
（１）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＡ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域の頸椎から骨盤への長さが、予め決められた閾値よりも短い場合に、骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に全て置き換える補正、
（２）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ｂ領域，Ａ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｂ領域をＡ領域に置き換える補正、
（３）の補正では、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域，Ｂ領域，Ａ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに骨盤側に分類された当該Ａ領域をＢ領域に置き換える補正、
（４）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、前記（３）の補正後の時点の分類で、頸椎から骨盤に向かってＣ領域，Ａ領域またはＢ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ｃ領域から当該Ａ領域または当該Ｂ領域となるｙ座標を椎体の上辺，頸椎から骨盤に向かって当該Ａ領域または当該Ｂ領域，Ｃ領域の順番に並んで分類されているときに当該Ａ領域または当該Ｂ領域から当該Ｃ領域となるｙ座標を椎体の下辺，頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標を次の椎体の上辺，さらに当該次の椎体の上辺から頸椎側にある１画素手前の（ｙ−１）座標を椎体の下辺とし、仮の椎体の境界として分ける過程を他の椎体においても繰り返し行い、繰り返し行われて分けられた椎体の上辺および下辺のｙ座標から椎体部分のみのｙ方向の総延長を求め、椎体画像の椎体の既知個数で前記総延長を除算して得られた値を平均椎体長さとし、求められた平均椎体長さを基準にして実際における各々の椎体の長さについて順位をつけて、短い長さの椎体から順に、上下にある椎体のいずれかに合体させる処理を、平均椎体長さの所定割合未満の椎体がなくなるまで、または分けられた椎体の個数が前記既知個数になるまで繰り返す補正、
（５）の補正では、頸椎・骨盤間に延びた長手方向を上下のｙ方向とし、頸椎から骨盤に向かってＢ領域，Ａ領域の順番に分類されているときに当該Ｂ領域から当該Ａ領域となるｙ座標での境界線を中心として上下にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインでのｙ座標を求め、このｙ座標を当該Ｂ領域から当該Ａ領域となる境界線として新たに補正する補正、
をそれぞれ行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像処理方法において、
前記椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とする際に、当該境界線を中心として頸椎側・骨盤側にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインを、互いに隣接する椎体間の境界線として新たに補正する境界線補正工程を備えることを特徴とする画像処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の画像処理方法は、骨が映った、骨密度測定装置で取得されたＸ線減弱画像あるいはＸ線透視撮影装置で取得されたＸ線画像に対して、画像処理を行う画像処理方法であって、椎体中の椎弓根の領域を検出する椎弓根検出工程と、前記椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を引く境界線描画工程とを備え、前記境界線描画工程で引かれた当該境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とすることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明の画像処理方法によれば、椎体上部（椎体の頸椎側）にほぼ必ず見られ、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域を椎弓根検出工程では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述した椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を境界線描画工程では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。よって、正しい境界線の検出性能が向上し、ユーザの手動による修正頻度が減少し、スループットが向上するという効果をも奏する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
具体的には、上述した領域分類工程を備える場合において、下記のように行う。
すなわち、上述した領域分類工程では、上述したＡ領域，上述したＢ領域および上述したＣ領域に分類する際に、注目ラインにおいて水平方向に３分割し、分割されたそれぞれの平均画素値において、左側に分割された左平均画素値l_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに所定の閾値係数A_THを乗算した値ma_ave*A_THよりも大きく、かつ右側に分割された右平均画素値r_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに前記所定の閾値係数A_THを乗算した値ma_ave*A_THよりも大きく、かつ前記左平均画素値l_aveが、中心に分割された中心平均画素値c_aveよりも大きく、かつ前記右平均画素値r_aveが前記中心平均画素値c_aveよりも大きい条件を満たす場合に、前記注目ラインを前記Ａ領域と分類し、前記Ａ領域と分類されなかった前記注目ラインにおいて、注目ライン全体の平均画素値line_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに所定の閾値係数C_THを乗算した値ma_ave*C_THよりも大きい条件を満たす場合に、前記注目ラインを前記Ｂ領域と分類し、注目ライン全体の平均画素値line_aveが、注目ラインを中心とする移動平均画素値ma_aveに前記所定の閾値係数C_THを乗算した値ma_ave*C_THよりも大きい条件を満たさない場合に、前記注目ラインを前記Ｃ領域と分類する。すなわち、椎弓根が左右に現れるのを利用して、左の椎弓根，椎弓根のない中心部分および右の椎弓根にそれぞれ３分割し、それぞれの条件を用いることにより、Ａ領域，Ｂ領域およびＣ領域に正確に分類することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上述したこれらの発明の画像処理方法において、境界線補正工程を備えるのが好ましい。
すなわち、上述した椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を、互いに隣接する椎体間の境界線とする際に、境界線補正工程では、当該境界線を中心として頸椎側・骨盤側にそれぞれ一定画素数に隣接し、かつ当該境界線に沿った画素ラインの単位で、椎体の輪郭をなすサイドラインでの左右間の距離をそれぞれ求め、最も距離の短い画素ラインを、互いに隣接する椎体間の境界線として新たに補正するのが好ましい。上記（５）の補正と同様に、境界線の検出の精度を向上させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この発明に係る画像処理方法によれば、周辺に比べ画素値の高い椎弓根の領域を椎弓根検出工程では検出する。そして、椎間が潰れている場合などにより椎間を検出することができない場合に、上述した椎弓根検出工程で検出された一対の椎弓根において頸椎側で接する境界線を境界線描画工程では引く。これにより、椎間が潰れている場合、あるいは椎間を検出することができない場合であっても、椎体間の境界線を正確に検出することができる。
【国際調査報告】
2015025387.tif 000016
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2015025387.tif 000018
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