(57)【要約】【課題】当日撮影胸部画像（現在画像）と、該現在画像と同じ受診者の同じ位置の過去撮影胸部画像（過去画像）とを表示させることができる画像診断支援装置を提供する。【解決手段】体軸方向にスキャンして得た複数枚の断層画像である当日撮影胸部画像（現在画像）、及び同一受診者の過去撮影胸部画像（過去画像）から気管又は気管支を抽出し（ステップ２）、複数枚の現在画像及び過去画像の中から１つの気管から最初に分岐する気管支分岐部を検索する（ステップ３）。そして、前記検索した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像とを基準にして現在画像と過去画像との位置合わせを行い、両画像を並べて表示する（ステップ４、５）。【選択図】      図２
2005124895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像撮像装置により得た複数枚の断層画像である同一受診者の当日撮影胸部画像（現在画像）と過去撮影胸部画像（過去画像）を読み込み、その両画像を同時に画像表示手段に表示する画像診断支援装置において、
現在画像及び過去画像から気管及び気管支を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された気管から最初に分岐する気管支分岐部をそれぞれ判別する気管支分岐部判別手段と、
前記気管支分岐部判別手段によってそれぞれ判別した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像とを基準にして、体軸方向の同一位置における現在画像と過去画像とを前記画像表示手段に表示させる画像位置合わせ手段と、
を備えたことを特徴とする画像診断支援装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、現在画像又は過去画像に対して空気領域を抽出するための閾値によって二値化処理を行い、二値化処理によって抽出した領域の大きさ、形状、及び個数から気管及び気管支を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像診断支援装置。
【請求項３】
前記気管支分岐部判別手段は、複数枚の現在画像及び過去画像に対して前記抽出手段により頭部側から脚部側に向かって順次気管の抽出を行わせ、該抽出された気管が最初に分岐する分岐部を気管支分岐部として判別することを特徴とする請求項１に記載の画像診断支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像診断支援装置に係り、特に同一受診者の現在画像と過去画像を同時にディスプレイ等の表示装置に表示する画像診断支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像診断支援装置は、Ｘ線ＣＴ装置で撮影された同一受診者の現在画像と過去画像を読み込み、現在画像と過去画像との差異を視覚的に把握できるように両画像の体軸方向の位置を合わせてディスプレイ等の画像表示装置に同時に表示させている。
【０００３】
現在画像と過去画像の位置を合わせる方法としては、例えば過去画像をユーザー操作によって現在画像と同等と思われる位置に合わせる方法が一般的である。その他、ユーザーの操作を伴わない位置合わせ方法としては、２次元の現在画像と最も相関の高い２次元画像を３次元の過去画像から取得する方法などがある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１５３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の位置合わせ方法の場合、同一受診者であってもその時の呼吸状態や心臓の拍動、テーブル位置など再現性のない要因が多数存在することから必ずしも当日と過去で画像の特徴が一致するとは限らず、現在画像と相関の最も高い過去画像の検索精度にばらつきが見られる。
【０００５】
現在画像と過去画像の位置がずれていると、医師の操作によってずれを補正する操作を行わなければならず、医師の負担となる。このような要因に左右されることなく解剖学的な位置をも合わせるような精度の良い位置合わせ方法があれば、読影に関する医師の操作を省略することができ、且つ医師の診断能の向上を見込むことができる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、同一受診者の同一位置の現在画像と過去画像とを同時に表示させることができ、特に体軸と直交する断層画像である当日撮影胸部画像（現在画像）と過去撮影胸部画像（過去画像）の位置合わせを精度よく行うことができる画像診断支援装置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】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、医用画像撮像装置により得た複数枚の断層画像である同一受診者の当日撮影胸部画像（現在画像）と過去撮影胸部画像（過去画像）を読み込み、その両画像を同時に画像表示手段に表示する画像診断支援装置において、現在画像及び過去画像から気管及び気管支を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された気管から最初に分岐する気管支分岐部をそれぞれ判別する気管支分岐部判別手段と、前記気管支分岐部判別手段によってそれぞれ判別した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像とを基準にして、体軸方向の同一位置における現在画像と過去画像とを前記画像表示手段に表示させる画像位置合わせ手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
即ち、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像撮像装置により体軸方向にスキャンして得た複数枚の断層画像である当日撮影胸部画像（現在画像）の各画像から気管又は気管支を抽出し、複数枚の現在画像の中から１つの気管から最初に分岐する気管支分岐部に対応する現在画像を検索する。尚、気管支分岐部に対応する現在画像としては、気管が最初に分岐する直前の画像又は直後の画像のいずれでもよい。
【０００９】
同様にして、同一受診者の過去撮影胸部画像（過去画像）についても複数の過去画像から気管支分岐部に対応する過去画像を検索する。そして、これらの気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像とは、体軸方向の同一位置の画像と見なし、これらの画像を基準にして現在画像と過去画像との位置合わせを行う。
【００１０】
請求項２に示すように請求項１に記載の画像診断支援装置において、前記抽出手段は、現在画像又は過去画像に対して空気領域を抽出するための閾値によって二値化処理を行い、二値化処理によって抽出した領域の大きさ、形状、及び個数から気管及び気管支を決定することを特徴としている。
【００１１】
気管又は気管支内は空気領域であるため、現在画像又は過去画像を空気領域を抽出するための閾値によって二値化処理を行うことにより気管又は気管支を抽出することができる。また、抽出した領域の大きさ（一般的な気管や気管支の大きさに相当する画素数）、形状（円形度）、及び個数から気管及び気管支を精度よく抽出するようにしている。
【００１２】
請求項３に示すように請求項１に記載の画像診断支援装置において、前記気管支分岐部判別手段は、複数枚の現在画像及び過去画像に対して前記抽出手段により頭部側から脚部側に向かって順次気管の抽出を行わせ、該抽出された気管が最初に分岐する分岐部を気管支分岐部として判別することを特徴としている。
【００１３】
即ち、複数枚の現在画像に対して頭部側から脚部側に向かって順次気管の抽出を行う。胸部画像を対象としているため、頭部側の画像からは、通常、１つの気管が抽出される。そして、脚部側に向かって順次気管の抽出を行うと、いずれ２つの気管に分岐する気管支分岐部を抽出することができる。このようにして１つの気管が最初に分岐する気管支分岐部を検索する。
【００１４】
また、請求項１に記載の画像診断支援装置において、前記画像位置合わせ手段は、前記気管支分岐部判別手段によってそれぞれ判別した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像との対軸方向の位置ずれを求め、その位置ずれを元にして前記画像表示手段に表示させる現在画像と過去画像の体軸方向の位置を一致させることを特徴としている。
【００１５】
例えば、気管支分岐部に対応する現在画像に対して気管支分岐部に対応する過去画像が脚部側に２０（ｍｍ）ずれている場合、体軸方向の任意のスライス位置Ｚ（ｍｍ）の現在画像に対応する過去画像は、Ｚ＋２０ｍｍのスライス位置のものが対応することになる。
【００１６】
また、請求項１に記載の画像診断支援装置において、前記画像位置合わせ手段は、前記気管支分岐部判別手段によってそれぞれ判別した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像との対軸方向の位置ずれ、及び現在画像と過去画像との各画像内の気管又は気管支の位置ずれを求め、前記各位置ずれに基づいて前記画像表示手段に表示させる現在画像と過去画像の体軸方向の位置を一致させるとともに、前記画像表示手段の各表示領域内における両画像の位置を一致させることを特徴としている。
【００１７】
即ち、現在画像と過去画像の体軸方向の位置を一致させるとともに、前記画像表示手段の各表示領域内における両画像の位置も一致（例えば、両画像の気管を各表示領域の中心に一致）させる。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成の本発明によれば、同一受診者の同一スライス位置の現在画像と過去画像とを同時に表示させることができ、特に１つの気管が最初に分岐する気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像を検索し、これらの画像を基準にして現在画像と過去画像との体軸方向の位置合わせを行うようにしたため、撮影条件等により現在画像と過去画像の特徴が正確に一致しない場合でも良好に位置合わせを行うことができる。これにより、読影に関する医師の画像の位置合わせの操作を省略することができ、且つ医師の診断能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下添付図面に従って本発明に係る画像診断支援装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２０】
先ず、図１を用いて本発明に係る画像診断支援装置のハードウェア構成について説明する。
【００２１】
同図に示すように画像診断支援装置１０は、主に画像処理装置２０と、画像処理装置２０によって画像処理を行った医用画像を表示する画像表示装置３０と、キーボードやマウスなど画像表示装置３０に表示されているソフト上のボタン等を操作する外部入力装置４０とから構成されている。
【００２２】
画像処理装置２０は、本発明に係る画像診断支援処理のプログラムにしたがった処理や異常陰影候補を検出する演算等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）２２と、画像表示装置３０に表示する画像の一時的な記憶、演算を行う画像の一時的な展開、及びプログラム実行時の作業領域となるメモリ２４と、複数の断層画像を格納するとともに、オペレーティングシステム（ＯＳ）、本発明に係る画像診断支援処理のプログラムを含む各種のソフトウエア等が格納される磁気ディスク２６と、断層画像の入出力を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）２８とから成る。
【００２３】
次に、本発明に係る画像診断支援装置１０の処理内容について説明する。
【００２４】
図２は本発明に係る画像診断支援装置１０の処理の概要を示すフローチャートである。
【００２５】
（ステップ１）
図示しないＸ線ＣＴ装置によって撮影された胸部の現在画像と過去画像を読み込み、画像処理装置２０の磁気ディスク２６に格納する。尚、Ｘ線ＣＴ装置は、受診者を体軸方向（頭部から脚部に向かって）スキャンし、所定のスライス間隔で胸部の複数枚の断層画像を撮影する。
【００２６】
（ステップ２）
画像処理装置２０の磁気ディスク２６に格納された現在画像及び過去画像のうちから頭部側から順次画像（スライスデータ）をメモリ２４に読み出し、そのスライスデータに対して気管及び気管支の抽出処理を行う。
【００２７】
以下、図３を用いて気管及び気管支の抽出処理の処理内容を説明する。尚、ステップ２以降の処理は現在画像、過去画像共に行う処理である。
【００２８】
（ステップ２−１）
スライスデータに対して空気領域（ＣＴ値：−１０００程度）とその他の領域を区別するような閾値を設定し、その設定した閾値によりスライスデータを二値化する処理を行う。尚、気管や気管支内は空気領域である。
【００２９】
（ステップ２−２）
二値化処理によって空気領域があるかどうか判別する。空気領域がある場合、又は次ステップに示す処理をまだ行っていない領域が存在する場合は次のステップに移行する。空気領域がない場合、又は全ての領域に対して次ステップの処理を行っている場合は、気管支抽出処理を終了する。
【００３０】
（ステップ２−３）
二値化処理によって区別された空気領域に対して領域拡張法（リージョングローイング法）による画像処理を行う。この領域拡張法は、まず、関心領域（この場合、空気領域）のある一点を選び、ついでそれに連結している点を隣接画素の中から探し出し、その連結点を取り込んで領域を拡張することにより関心領域を抽出する方法である。
【００３１】
（ステップ２−４）
予め気管又は気管支領域の上限画素数と下限画素数を設定しておき、ステップ２−３で求めた画素数がこの画素数の範囲内にあれば次ステップへ移行する。範囲外であった場合は、ステップ２−２から再度処理を繰り返す。
【００３２】
（ステップ２−５）
ステップ２−４までの処理で抽出した領域の円形度を算出する。円形度は下記の式（１）で表される。
［数１］
Ｃ＝Ｓ／４πＲ2       …（式１）
Ｃ：円形度、Ｓ：領域の面積、Ｒ：領域の周囲長
上記式（１）に示した円形度Ｃの差をより大きくするために、円形度Ｃの逆数をとってもよい。
【００３３】
（ステップ２−６）
ステップ２−５で求めた円形度が予め設定した閾値より大きければその領域を気管又は気管支領域とし、気管又は気管支抽出処理を終了する。尚、ステップ２−５で円形度の逆数をとった場合は、予め設定した閾値より小さいときにその領域を気管又は気管支領域とし、気管又は気管支抽出処理を終了する。
【００３４】
（ステップ３）
図２に戻って、上記ステップ２で抽出した気管又は気管支領域の位置を元に、各スライスデータに対して気管支分岐部判別処理を行う。
【００３５】
以下、図４を参照しながら気管支分岐部判別処理の処理内容を説明する。
【００３６】
（ステップ３−１）
前スライスの気管領域の位置を元にして、現スライスの気管又は気管支領域位置の判別を行う。具体的には図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前スライス５０の気管領域５１を現スライス５２に平行投影し、重なり合う部分があればその重複領域５４を現スライス５２の気管領域５３の一部とする。
【００３７】
（ステップ３−２）
前スライスの気管領域と重なり合った重複領域に対してリジョングローイング法による画像処理を行い、拡張された領域の画素数を求める。
【００３８】
（ステップ３−３）
予め気管又は気管支領域の上限画素数と下限画素数を設定しておき、ステップ３−２で求めた画素数がこの画素数の範囲内にあれば次ステップへ移行する。範囲外であった場合は気管又は気管支領域がないとみなし、気管支分岐部判別処理を終了する。
【００３９】
（ステップ３−４）
これまでの処理で抽出した領域の個数をカウントする。
【００４０】
（ステップ３−５）
ステップ３−４でカウントした領域の個数が、図５（Ａ）に示すように個数が１個の場合は、まだ気管６０が分岐していないとし、次スライスに対してステップ３−１からの処理を繰り返す。一方、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように２個ならば、気管が分岐している（気管支６２）とし、次ステップへ移行する。
【００４１】
（ステップ３−６）
図６（Ａ）に示すように気管６０が分岐した現スライス６６の前スライス６４のスライス位置をメモリ２４に保持する。また、この前スライス６４において気管領域６８の座標重心を求め、求めた重心の座標を記憶しておく。
【００４２】
（ステップ４）
図２に戻って、ステップ３で求めた１つの気管が最初に分岐する直前の現在画像（以下、「気管支分岐部に対応する現在画像」という）のスライス位置と、１つの気管が最初に分岐する直前の過去画像（以下、「気管支分岐部に対応する過去画像」という）のスライス位置を元に現在画像と過去画像の画像位置合わせ処理を行う。
【００４３】
以下、図７を参照しながら画像位置合わせ処理の処理内容を説明する。
【００４４】
（ステップ４−１）
図８に示すようにステップ３−６でそれぞれ求めた気管支分岐部に対応する現在画像７０のスライス位置と、気管支分岐部に対応する過去画像７２のスライス位置との差（体軸方向（Ｚ座標方向）の差）を求める。
【００４５】
これにより現在画像と過去画像との体軸方向の位置ずれ量が明確になる。また、図９に示すようにステップ３−６で求めた現在画像と過去画像の気管領域６８（図６参照）の重心座標の差（身体の左右方向（Ｘ座標方向）の差と、前後方向（Ｙ座標方向）の差）についてそれぞれ求める。これにより、現在画像と過去画像との身体の前後、左右方向の位置ずれ量が明確になる。
【００４６】
（ステップ４−２）
ステップ４−１で求めた現在画像と過去画像との体軸方向の差を元に、表示している現在画像に対応した過去画像のスライス位置を求める。具体的には、表示されている現在画像のスライス位置に、ステップ４−１で求めた現在画像と過去画像との体軸方向の差を足したスライス位置の過去画像を対応画像とする。
【００４７】
例えば、ステップ４−１で求めた現在画像と過去画像との差が２０ｍｍであり、現在表示している現在画像のスライス位置が１００ｍｍである場合、１２０ｍｍの位置にある過去画像が対応画像となる。
【００４８】
また、ステップ４−１で求めた現在画像と過去画像の気管領域の重心座標の差を元に、現在画像の気管領域の重心位置と、過去画像の気管領域の重心位置を合わせる。具体的には、図１０に示すように各重心位置の座標の差（Ｘ１−Ｘ２、Ｙｌ−Ｙ２）を求め、図１１に示すようにその差に対応して過去画像の表示領域における表示位置をずらす。
【００４９】
また、図１２に示すようにステップ３の手順にしたがって現在／過去画像について、気管支第一分岐部及び左肺気管支第二分岐部、右肺気管支第二分岐部を抽出し、それぞれの重心を算出する。そして、３次元空間上の３点を求め、その３点の位置差から３次元的な位置合わせを行うようにしてもよい。
【００５０】
３次元的な位置合わせ方法の具体例としては、先ず、ＸＹＺ座標系における３
点のそれぞれの重心の座標を、
現在画像の気管支第一分岐部      （Ｘn1，Ｙn1，Ｚn1）
現在画像の左肺気管支第二分岐部  （Ｘn2l,Ｙn2l,Ｚn2l）
現在画像の右肺気管支第二分岐部  （Ｘn2r,Ｙn2r,Ｚn2r）
過去画像の気管支第一分岐部      （ＸP1，ＹP1，ＺP1）
過去画像の左肺気管支第二分岐部  （ＸP2l,ＹP2l,ＺP2l）
過去画像の右肺気管支第二分岐部  （ＸP2r,ＹP2r,ＺP2r）
とし、下記の式（２）によって３軸の位置差の平均を算出する。
［数２］
ＸAVE＝｛(Ｘn1−ＸP1)＋(Ｘn2l−ＸP2l)＋(Ｘn2r−ＸP2r)｝／３
ＹAVE ＝｛(Ｙn1−ＹP1)＋(Ｙn2l−ＹP2l)＋(Ｙn2r−ＹP2r)｝／３
ＺAVE ＝｛(Ｚn1−ＺP1)＋(Ｚn2l−ＺP2l)＋(Ｚn2r−ＺP2r)｝／３
…（２）
次に、図１３に示すように、式（２）によって求めた位置差に対応して過去画像の表示位置をずらす。
【００５１】
３次元的位置合わせは、気管支第一分岐部、第二分岐部の組み合わせの他に、例えば、剣状突起や鎖骨等その他の解剖学的な特徴を示す位置との組み合わせでも良い。
【００５２】
以後、表示する現在画像のスライス位置を変更する都度、本ステップの処理を行い、対応する過去画像を求める。
【００５３】
（ステップ５）
図１４に示すように現在画像と、ステップ４−１で求めた現在画像に対応する位置の過去画像を、画像表示装置３０の表示画面上の左右の画像表示領域に並べて表示する。
【００５４】
尚、この実施の形態では、頭部側から各スライスの気管を順次抽出し、１つの気管が最初に分岐するスライスの直前のスライスを、位置合わせの基準とする気管支分岐部に対応する現在画像又は過去画像としたが、これに限らず、１つの気管が最初に分岐するスライスを、位置合わせの基準とする気管支分岐部に対応する現在画像又は過去画像としてもよい。
【００５５】
また、この実施の形態では、現在画像と過去画像との体軸方向の位置合わせを行うとともに、両画像の身体の前後、左右方向の位置合わせも行うようにしたが、本発明は前者の位置合わせだけでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る画像診断支援装置のハードウェア構成を示す図
【図２】本発明に係る画像診断支援装置の処理の概要を示すフローチャート
【図３】気管及び気管支の抽出処理の処理内容を説明するためのフローチャート
【図４】気管支分岐部判別処理の処理内容を説明するためのフローチャート
【図５】気管又は気管支領域判別を説明するために用いた図
【図６】気管支分岐部判別を説明するために用いた図
【図７】画像位置合わせ処理の処理内容を説明するために用いたフローチャート
【図８】気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像のスライス位置の差を求める図
【図９】現在画像と過去画像の気管支分岐部における重心座標を求める図
【図１０】現在画像と過去画像の気管支分岐部における重心座標差を求める図
【図１１】重心座標の差より現在画像と過去画像の気管支分岐部の重心を合わせる態様を示す図
【図１２】気管支第一分岐部、左肺第二分岐部、右肺第二分岐部の重心点を示す図
【図１３】現在画像と過去画像との３次元的な位置合わせを示す図
【図１４】現在画像と過去画像を同一画面上に並べて表示装置に表示する様態を示す図
【符号の説明】
【００５７】
１０…画像診断支援装置、２０…画像処理装置、２２…中央処理装置（ＣＰＵ）、２４…メモリ、２６…磁気ディスク、２８…インターフェース（Ｉ／Ｆ）、３０…画像表示装置、４０…外部入力装置、５０、６４…前スライス、５１、５３、６８…気管領域、５２、６６…現スライス、５４…重複領域、６０…気管、６２…気管支、７０…気管支分岐部に対応する現在画像、７２…気管支分岐部に対応する過去画像
【図１】
2005124895.tif 000003
【図２】
2005124895.tif 000004
【図３】
2005124895.tif 000005
【図４】
2005124895.tif 000006
【図５】
2005124895.tif 000007
【図６】
2005124895.tif 000008
【図７】
2005124895.tif 000009
【図８】
2005124895.tif 000010
【図９】
2005124895.tif 000011
【図１０】
2005124895.tif 000012
【図１１】
2005124895.tif 000013
【図１２】
2005124895.tif 000014
【図１３】
2005124895.tif 000015
【図１４】
2005124895.tif 000016