(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の肺野を撮像して得られた複数の断層像を入力する入力手段と、
前記各断層像において前記被検体の肺野が撮像された領域を抽出するために設定された第一閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第一領域を抽出し、更に当該第一領域に含まれる肺気腫領域を抽出するために設定された第二閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第二領域を抽出する抽出手段と、
前記各断層像から得られた前記第一領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第一カウント値と、前記各断層像から得られた前記第二領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第二カウント値と、を算出し、前記第二カウント値を前記第一カウント値で除算した値を用いた割合を算出する算出手段と、
前記断層像又は前記複数の断層像から生成される三次元画像における前記第二領域を、前記割合に応じた色を用いて着色表示する表示制御手段と、
前記第二領域が着色表示された前記断層像又は前記三次元画像が表示された画面上において、前記第二閾値の修正入力を受け付ける手段と、を備え、
前記抽出手段は、前記修正入力された新たな第二閾値を用いて、前記第二領域を再度抽出し、
前記算出手段は、前記再度抽出された第二領域に基づいて前記割合を新たに算出し、
前記表示制御手段は、前記新たに算出された割合に応じて、前記断層像又は前記三次元画像上の着色表示を更新する、
ことを特徴とする医用画像診断支援装置。
【請求項２】
前記各断層像は、Ｘ線ＣＴ装置により撮像されたＣＴ画像であって、前記抽出手段は、前記第一閾値による閾値処理に先立ち、前記複数の断層像を構成する各々の断層像について画素値を走査して、前記各断層像における背景の空気部分と被検体の肺野及び肺気腫が撮影された部分とを区別するための第三閾値よりも小さいＣＴ値に対応する画素値を検出し、当該小さいＣＴ値に対応する画素値を、前記第三閾値よりも大きな既知の画素値に置き換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断支援装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、前記第二領域の輪郭のみを着色表示する、又は前記第二領域の全体を塗りつぶして着色表示する、ことを特徴とする請求項１又は２の医用画像診断支援装置。
【請求項４】
以下のステップを行う医用画像診断支援装置の作動方法であって、
被検体の肺野を撮像して得られた複数の断層像において、
前記各断層像において前記被検体の肺野が撮像された領域を抽出するために設定された第一閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第一領域を抽出し、更に当該第一領域に含まれる肺気腫領域を抽出するために設定された第二閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第二領域を抽出するステップと、
前記各断層像から得られた前記第一領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第一カウント値と、前記各断層像から得られた前記第二領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第二カウント値と、を算出し、前記第二カウント値を前記第一カウント値で除算した値を用いた割合を算出するステップと、
前記断層像又は前記複数の断層像から生成される三次元画像における前記第二領域を、前記割合に応じた色を用いて着色表示するステップと、
前記第二領域が着色表示された前記断層像又は前記三次元画像が表示された画面上において、前記第二閾値の修正入力を受け付けるステップと、
前記修正入力された新たな第二閾値を用いて、前記第二領域を再度抽出するステップと、
前記再度抽出された第二領域に基づいて前記割合を新たに算出するステップと、
前記新たに算出された割合に応じて、前記断層像又は前記三次元画像上の着色表示を更新するステップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医用画像診断支援方法及び装置に係り、特に肺気腫の進行度を分かりやすく表示することが可能な医用画像診断支援方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１（Ａ）に示すように全肺野領域ＳＡ1 、ＳＡ2 を含むＣＴ画像、ＭＲ画像、超音波画像などをＣＲＴディスプレイに表示し、肺気腫の大きさを目視することで、肺気腫の進行度を判断していた。
【０００３】
また、肺気腫の大きさを把握するために、図１（Ｂ）に示すようにＣＲＴディスプレイ上の肺気腫領域ＳＢ1 〜ＳＢ4 の輪郭をマウスなどでなぞり、なぞった領域内の画素数を計数して肺気腫領域の大きさを把握することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の肺気腫領域は大きさも形も様々であり、ＣＲＴディスプレイに表示された肺野領域を目視しただけでは、肺気腫の進行度を瞬時に判断することができないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、肺気腫の進行度を直感的に分かりやすく表示することができる医用画像診断支援方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る医用画像診断支援装置は、被検体の肺野を撮像して得られた複数の断層像を入力する入力手段と、前記各断層像において前記被検体の肺野が撮像された領域を抽出するために設定された第一閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第一領域を抽出し、更に当該第一領域に含まれる肺気腫領域を抽出するために設定された第二閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第二領域を抽出する抽出手段と、前記各断層像から得られた前記第一領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第一カウント値と、前記各断層像から得られた前記第二領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第二カウント値と、を算出し、前記第二カウント値を前記第一カウント値で除算した値を用いた割合を算出する算出手段と、前記断層像又は前記複数の断層像から生成される三次元画像における前記第二領域を、前記割合に応じた色を用いて着色表示する表示制御手段と、前記第二領域が着色表示された前記断層像又は前記三次元画像が表示された画面上において、前記第二閾値の修正入力を受け付ける手段と、を備え、前記抽出手段は、前記修正入力された新たな第二閾値を用いて、前記第二領域を再度抽出し、前記算出手段は、前記再度抽出された第二領域に基づいて前記割合を新たに算出し、前記表示制御手段は、前記新たに算出された割合に応じて、前記断層像又は前記三次元画像上の着色表示を更新する、ことを特徴とする。
【０００７】
即ち、ＣＲＴディスプレイなどの表示手段に表示される肺気腫領域の色が何色かによって肺気腫の進行度を瞬時に判断することができる。尚、前記肺気腫領域の抽出は、断層像の画素値に基づいて自動的に抽出することができる。また、ＣＲＴディスプレイなどの表示手段に表示された全肺野から肺気腫領域の輪郭をマウスなどのポインティングデバイスによって指示することにより抽出するようにしてもよい。
【０００８】
本願請求項２に係る医用画像診断支援装置は、前記各断層像は、Ｘ線ＣＴ装置により撮像されたＣＴ画像であって、前記抽出手段は、前記第一閾値による閾値処理に先立ち、前記複数の断層像を構成する各々の断層像について画素値を走査して、前記各断層像における背景の空気部分と被検体の肺野及び肺気腫が撮影された部分とを区別するための第三閾値よりも小さいＣＴ値に対応する画素値を検出し、当該小さいＣＴ値に対応する画素値を、前記第三閾値よりも大きな既知の画素値に置き換える、ことを特徴とする。
【０００９】
本願請求項３に示すように前記肺気腫領域は、肺気腫の進行度に応じた色で該肺気腫領域の輪郭のみが着色され、又は肺気腫領域の全体が塗りつぶされて表示されることを特徴としている。尚、ボリューム画像を含む複数の断層像に基づいて肺気腫領域を３次元画像として表示し、肺気腫領域の全体を特定の色で塗りつぶす場合には、その色に陰影が付けられることは言うまでもない。
【００１０】
本願請求項４に係る医用画像診断支援装置の作動方法は、以下のステップを行う医用画像診断支援装置の作動方法であって、被検体の肺野を撮像して得られた複数の断層像において、前記各断層像において前記被検体の肺野が撮像された領域を抽出するために設定された第一閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第一領域を抽出し、更に当該第一領域に含まれる肺気腫領域を抽出するために設定された第二閾値を用いて閾値処理を行い、前記被検体の第二領域を抽出するステップと、前記各断層像から得られた前記第一領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第一カウント値と、前記各断層像から得られた前記第二領域の面積を、前記複数の断層像の全てについて加算した総和を示す第二カウント値と、を算出し、前記第二カウント値を前記第一カウント値で除算した値を用いた割合を算出するステップと、前記断層像又は前記複数の断層像から生成される三次元画像における前記第二領域を、前記割合に応じた色を用いて着色表示するステップと、前記第二領域が着色表示された前記断層像又は前記三次元画像が表示された画面上において、前記第二閾値の修正入力を受け付けるステップと、前記修正入力された新たな第二閾値を用いて、前記第二領域を再度抽出するステップと、前記再度抽出された第二領域に基づいて前記割合を新たに算出するステップと、前記新たに算出された割合に応じて、前記断層像又は前記三次元画像上の着色表示を更新するステップ、である。
【００１１】
前記入力手段は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置などから全肺野領域を含む断層像を入力する。全肺野領域中の肺気腫領域は、断層像の画素値に基づいて自動的に抽出され、又はマウスなどのポインティングデバイスでの肺気腫領域の輪郭の指示入力に基づいて抽出される。このようにして抽出された肺気腫領域に基づき肺気腫の進行度が検出され、その進行度に応じた色で肺気腫領域の輪郭又は肺気腫領域全体が着色される。従って、肺気腫領域に着色された色によって肺気腫の進行度を判断することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る医用画像診断支援方法及び装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１３】
図２は本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の実施の形態を示すフローチャートである。
〔ステップＳ１〕
Ｘ線ＣＴ装置から全肺野領域を含む断層像を入力し、その入力した断層像から全肺野領域ＳＡ1 、ＳＡ2 （図１（Ａ）参照）。例えば、断層像の上下左右から走査し、閾値処理におり背景の画素値（ＣＴ値）を既知の大きなＣＴ値に置き換える。即ち、背景の空気部分と肺野及び肺気腫とを区別するための閾値に基づき、この閾値よりも小さい値をもつＣＴ値を大きなＣＴ値（例えば、８００）に置き換える。その後、あるＣＴ値（約−４００）より小さいＣＴ値をもつ領域を肺野領域として抽出する。
〔ステップＳ２〕
肺気腫領域ＳＢ1 〜ＳＢ4 を抽出する（図１（Ｂ）参照）。例えばＣＴ値が−９００より小さいＣＴ値をもつ領域を、肺気腫領域ＳＢ1 〜ＳＢ4 として抽出する。
〔ステップＳ３〕
全肺野領域ＳＡ1 、ＳＡ2 に対する肺気腫領域ＳＢ1 〜ＳＢ4 の割合を計算する。肺気腫領域の割合を百分率で表すと、次式、
肺気腫領域の割合＝１００×ΣＳＢ／（ＳＡ1 ＋ＳＡ2 ）（％）
で表される。
〔ステップＳ４〕
次に、肺気腫領域の割合に応じて肺気腫領域の表示色を変更させる。
【００１４】
例えば、肺気腫領域の割合＜２０％のときは、ステップＳ７に進み、肺気腫領域の割合≧２０％のときは、ステップＳ５に進む。
〔ステップＳ５〕
例えば、肺気腫領域の割合＝２０〜４９％のときは、ステップＳ８に進み、肺気腫領域の割合≧５０％のときは、ステップＳ６に進む。
〔ステップＳ６〕
例えば、肺気腫領域の割合≧５０％のときは、ステップＳ９に進む。
〔ステップＳ７〕
肺気腫領域の割合＜２０％のため、肺気腫の進行度が小さいことを示す色（この実施の形態では、茶色）で肺気腫領域の輪郭を表示する。
〔ステップＳ８〕
肺気腫領域の割合＝２０〜４９％のため、肺気腫の進行度が中程度であることを示す色（この実施の形態では、黄色）で肺気腫領域の輪郭を表示する。
〔ステップＳ９〕
肺気腫領域の割合≧５０％のため、肺気腫の進行度が大きいことを示す色（この実施の形態では、赤色）で肺気腫領域の輪郭を表示する。
【００１５】
当然のことながら、上記の数値はこれに限定されず、使用カラー数や色の割当も限定されない。
【００１６】
図３は上記のようにして肺気腫領域ＳＢ1 〜ＳＢ4 の輪郭を、肺気腫の進行度に応じて着色した表示例を示している。尚、肺気腫領域の輪郭のみを着色する場合に限らず、肺気腫領域内を肺気腫の進行度に応じて色で塗りつぶすようにしてもよい。
【００１７】
次に、本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の他の実施の形態について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
〔ステップＳ１０〕
図２のステップＳ１で説明したように、人体周りの空気部分のＣＴ値を高ＣＴ値（例えば８００）に置き換える。
〔ステップＳ１１〕
肺野領域と肺気腫領域とを区別するための閾値（ｔ１）を設定する。また、肺野領域と肺気腫領域の面積を求めるためのカウンタ値Ｎ，Ｍをそれぞれ０にリセットする。尚、前記閾値（ｔ１）は、固定値（例えば、−９００）を初期値としてもよい。
〔ステップＳ１２〕
全肺野領域を含む断層像を左右（ｘ方向）、上下（ｙ方向）に走査する際の走査位置（ｘ，ｙ）をそれぞれ０にセットする。
〔ステップＳ１３〕
肺気腫領域を抽出するために、断層像（ＩＭＧ）上の（ｘ，ｙ）点のＣＴ値は、閾値（ｔ１）より小さいか否かを判断する。
〔ステップＳ１４〕
ＩＭＧ（ｘ，ｙ）点のＣＴ値が閾値（ｔ１）より小さい場合に、断層像と同じ２次元のフラグＦＬＧ（ｘ，ｙ）に１を立てる。また、カウンタ値Ｎに１を加算する。
〔ステップＳ１５〕
ＩＭＧ（ｘ，ｙ）点のＣＴ値が閾値（ｔ１）より大きい場合に、フラグＦＬＧ（ｘ，ｙ）に０を立てる。
〔ステップＳ１６〕
全肺野領域を抽出するために、ＩＭＧ（ｘ，ｙ）点のＣＴ値は、例えば−４００より小さいか否かを判断する。
〔ステップＳ１７〕
ＩＭＧ（ｘ，ｙ）点のＣＴ値が−４００より小さい場合に、カウンタ値Ｍに１を加算する。
〔ステップＳ１８〕
ＩＭＧ（ｘ，ｙ）点のＣＴ値が−４００より小さい場合に、ｘに１を加算する。
〔ステップＳ１９〕
ｘが５１１（ＩＭＧ（ｘ，ｙ）のｘ方向の最大値）に達したか否かを判別する。ｘ＜５１１の場合には、ステップＳ１３に跳ぶ。
〔ステップＳ２０〕
次のラインを走査するためにｙに１を加算するとともに、ｘを０にリセットする。
〔ステップＳ２１〕
ｙが５１１（ＩＭＧ（ｘ，ｙ）のｙ方向の最大値）に達したか否かを判別する。ｙ＜５１１の場合には、ステップＳ１３に跳ぶ。
〔ステップＳ２２〕
断層像の全画面を走査したのちに得られたカウンタ値Ｎ，Ｍに基づいて肺気腫領域の割合を、次式、
肺気腫領域の割合＝１００×Ｎ／Ｍ  （％）
により算出する。また、この肺気腫領域の割合を示す数値の表示を行う。
【００１８】
図５において、図５（Ａ）は原ＣＴ画像を示し、図５（Ｂ）は主として全肺野領域Ｍを示し、図５（Ｃ）は主として肺気腫領域Ｎを示している。
〔ステップＳ２３〕
ＦＬＧ（ｘ，ｙ）＝１の画素部分（図５（Ｃ）の肺気腫領域Ｎ）を、ステップＳ２２で求めた肺気腫領域の割合の大小に応じた色で表示する。
〔ステップＳ２４〕
肺野領域と肺気腫領域とを区別するための閾値（ｔ１）が変更されたか否かを判別する。即ち、図５（Ｃ）に示すように、マウスにより閾値（ｔ１）を設定するクリック操作が行われると、ステップＳ２５に進み、マウスにより閾値（ｔ１）を設定するクリック操作が行われない場合には、肺気腫領域を表示するための処理を終了する。
〔ステップＳ２５〕
肺野領域と肺気腫領域の面積を求めるためのカウンタ値Ｎ，Ｍをそれぞれ０にリセットし、ステップＳ１２に跳ぶ。
【００１９】
図６は本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の更に他の実施の形態を示すフローチャートであり、全肺野領域を含む全てのＣＴ画像について、全肺野領域と肺気腫領域とを求め、全肺野領域に対する肺気腫領域の割合を求める。
〔ステップＳ３０〕
１枚のＣＴ画像について、肺野領域と肺気腫領域とを区別するための閾値（ｔ１）を決定する。この閾値（ｔ１）の決定は、図４のフローチャートで示した方法で行うことができる。
〔ステップＳ３１〕
全てのＣＴ画像について、ステップＳ３０で決定した閾値（ｔ１）を使用して全ＣＴ画像の肺野領域の面積の総和を示すカウント値Ｍと、全ＣＴ画像の肺気腫領域の面積の総和を示すカウンタ値Ｎとを求める。
〔ステップＳ３２〕
図４に示したステップＳ２２と同様にして、ステップＳ３１で求めたカウント値Ｍ、Ｎに基づいて全ＣＴ画像での肺気腫領域の割合を求める。このようにして求められる割合は、全肺野領域の体積に対する肺気腫領域の体積の割合に相当する。
〔ステップＳ３３〕
ステップＳ３２で求めた肺気腫領域の割合の大小に応じた色で着色した肺気腫領域を表示する。この場合、所望の断層像の肺気腫領域を表示するようにしてもよいし、全ての断層像を用いて三次元画像として肺気腫領域を表示するようにしてもよい。
【００２０】
図７は本発明に係る医用画像診断支援装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【００２１】
この医用画像診断支援装置は、前述したように全肺野領域の抽出、肺気腫領域の抽出等の閾値処理、肺気腫領域の割合の計算、計算結果に基づいて着色した肺気腫領域等の表示を行うもので、各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１０と、装置の制御プログラムが格納された主メモリ１２と、複数の断層像データ及びプログラム等が格納された磁気ディスク１４と、表示用の画像データを一時記憶する表示メモリ１６と、この表示メモリ１６からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置としてのＣＲＴディスプレイ１８と、画面上のソフトスイッチを操作するマウス２０及びそのコントローラ２２と、キーボード２６と、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等から被検体の肺野を示すボリューム画像を含む複数の断層像を入力するためネットワーク２８及びそのコントローラ３０と、上記各構成要素を接続する共通バス３２とから構成される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、肺気腫の進行度に応じた色で肺気腫領域の輪郭、又は肺気腫領域全体を着色表示するようにしたため、肺気腫領域の色によって肺気腫の進行度を直感的に判断することができる。また、肺気腫の進行度を患者に説明する場合にも、例えば赤く表示された肺気腫領域を患者に見せるこことで、禁煙指導などを効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全肺野領域及び肺気腫領域を説明するために用いた図
【図２】本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の実施の形態を示すフローチャート
【図３】肺気腫の進行度に応じて肺気腫領域の輪郭を着色した表示例を示す図
【図４】本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の他の実施の形態を示すフローチャート
【図５】原ＣＴ画像、全肺野領域及び肺気腫領域を示す図
【図６】本発明に係る医用画像診断支援方法の手順の更に他の実施の形態を示すフローチャート
【図７】本発明に係る医用画像診断支援装置のハードウエア構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、１２…主メモリ、１４…磁気ディスク、１６…表示メモリ、１８…ＣＲＴディスプレイ、２０…マウス、２２…コントローラ、２６…キーボード、ＳＡ1 〜ＳＡ2 …全肺野領域、ＳＢ1 〜ＳＢ4 …肺気腫領域
【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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