(57)【要約】  【課題】  適切に関心領域の中心部以外の部分を輝度調整できる医用画像表示装置を提供する。  【解決手段】  医用画像を表示するディスプレイ１０と、該表示された医用画像を表示する画面上に関心領域を設定する関心領域初期設定部６と、該表示された医用画像をその空間周波数成分に基づき変換した変換画像を生成する周波数成分調整処理部２と、該生成された変換画像を該設定された関心領域の内部に、前記医用画像をその関心領域の外部にそれぞれ表示するとともに、その関心領域の境界部には前記医用画像と前記変換画像が連続的に推移する画像を表示するように制御する関心領域制御部７、合成処理部８を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像を表示する手段と、この表示手段により表示された医用画像を表示する画面上に関心領域を設定する手段とを備えた医用画像表示装置において、前記表示手段により表示された医用画像をその空間周波数成分に基づき変換した変換画像を生成する手段と、この生成手段により生成された変換画像を前記設定手段により設定された関心領域の内部に、前記医用画像をその関心領域の外部にそれぞれ表示するとともに、その関心領域の境界部には前記医用画像と前記変換画像が連続的に推移する画像を表示するように制御する手段と、を備えたことを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
請求項１の医用画像表示装置において、前記生成手段は、前記医用画像の直流成分を含む低空間周波数成分に対する階調変換又は高空間周波数成分の振幅強調との少なくとも一方に基づき前記変換画像を生成する手段を含む。
【請求項３】
請求項１の医用画像表示装置において、前記表示制御手段は、前記医用画像を記憶する第1の画像記憶手段と、前記変換画像を記憶する第２の画像記憶手段と、前記第1の画像記憶手段に記憶された医用画像の画像データと前記第２の画像記憶手段に記憶された変換画像の画像データとを合成して表示画像データを得る手段とを含む。
【請求項４】
請求項１の医用画像表示装置において、前記表示制御手段は、前記表示手段に表示された医用画像を用い、その局所的な画像の特徴を使って抽出された病巣候補を前記医用画像に対応づけて表示制御する手段を含む。
【請求項５】
医用画像を表示する手段と、この表示手段により表示された医用画像を表示する画面上に関心領域を設定する手段とを備えた医用画像表示装置において、前記表示手段により表示された医用画像を用い、その局所的な画像の特徴を使って抽出された病巣候補を前記医用画像に対応づけて表示するように制御する手段を備えたことを特徴とする医用画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用診断に利用される医用画像表示装置に係り、関心領域自体が診断上有用度の高い病巣候補を含むように設定される医用画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の医用画像表示装置は、[特許文献1]に記載されたように、関心領域の中心部の明るさを一定のグレーレベルにしかつ関心領域の境界部での画像の不連続性をなくすことで、自動的な画像調整で、不自然さのない、関心領域の強調表示を可能にしている。
【特許文献１】特開２０００−３３８９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術を用いて関心領域を指定して表示した場合、関心領域の中心部の輝度調整にあわせて中心部以外の部分の輝度調整が決められる方法がとられるため、関心領域の中心部以外の部分の輝度調整としては不適な場合があった。
たとえば、関心領域の中心部が低輝度の場合、中心部を見やすい中間的な輝度にするために関心領域内の画素の輝度を上げるが、関心領域内の中心部以外の場所に高輝度の領域があった場合、更に輝度を上げてその部分が見づらくなってしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明の医用画像表示装置は  医用画像を表示する手段と、この表示手段により表示された医用画像を表示する画面上に関心領域を設定する手段とを備えた医用画像表示装置において、前記表示手段により表示された医用画像をその空間周波数成分に基づき変換した変換画像を生成する手段と、この生成手段により生成された変換画像を前記設定手段により設定された関心領域の内部に、前記医用画像をその関心領域の外部にそれぞれ表示するとともに、その関心領域の境界部には前記医用画像と前記変換画像が連続的に推移する画像を表示するように制御する手段と、を備える。
【０００５】
これにより、前記表示制御手段は、前記関心領域設定手段により設定された関心領域の外では前記医用画像の原画像が表示され、前記関心領域内の境界部以外の領域では前記原画像の空間周波数成分に階調変換や振幅変換を行う周波数成分調整処理による処理画像が表示されるとともに、前記関心領域の境界部では関心領域外部の前記原画像と関心領域内の前記処理画像との間が連続的に推移して表示されるので、適切に関心領域の中心部以外の部分を輝度調整できるようになる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、適切に関心領域の中心部以外の部分を輝度調整できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の医用画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。この医用画像表示装置は、Ｘ線撮像装置等の医用撮像装置の画像表示装置として使用される。
【０００８】
図1において、医用画像表示装置は、医用撮像装置にて計測されたディジタル画像データを記憶する原画像メモリ1と、この原画像メモリ1から読み出した画像データに周波数成分調整処理を行う周波数成分調整処理部2と、この周波数成分調整処理部2で処理された処理画像から原画像メモリ1に記憶された原画像を減算する減算器3と、この減算器3の出力の調整分画像を記憶する調製分画像メモリ4と、原画像メモリ1に記憶された原画像の局所的な画像の特徴を使って病巣候補を抽出する病巣候補抽出部5と、この病巣候補抽出処理部5で抽出された病巣候補を囲むように関心領域を初期設定する関心領域初期設定部6と、この関心領域初期設定部6で初期設定された関心領域の内部の各画素に原画像メモリ1に記憶された原画像と調製分画像メモリ4に記憶された調整分画像とを合成するための重みgを付与する関心領域制御部7と、この関心領域制御部7で付与された画素毎の重みgを使って原画像メモリ1に記憶された原画像と調製分画像メモリ4に記憶された調整分画像とを合成する合成処理部8と、この合成処理部8の出力である表示画像を記憶する表示メモリ9と、この表示メモリ9の出力を表示するディスプレイ10と、関心領域制御部7に接続して、関心領域初期設定部6で一旦初期設定された関心領域の取捨選択及びその大きさ、中心位置、重みgの最大値を操作者が変更するためのキーボード11とマウス12とを備え、周波数成分調整処理部2は低空間周波数成分に対する階調変換処理部21と高空間周波数成分に対する振幅強調処理部22とからなっている。
【０００９】
ここで、低空間周波数成分に対する階調変換処理部21は図2に示すように、入力画像を平滑化する平滑化処理部211と、この平滑化処理部211の出力のである低空間周波数成分212を階調変換する階調変換部213と、入力画像から低空間周波数成分212を減算する減算器214と、この減算器214による減算結果に階調変換部213の出力を加算する加算器215とからなっている。
【００１０】
又、高空間周波数成分に対する振幅強調処理部22は図3に示すように、入力画像を平滑化する平滑化処理部221と、この平滑化処理部221の出力に従って画素ごとに強調係数を求めるための強調係数LUT222と、平滑化処理部221の出力を入力画像から減算する減算器223と、この減算器223の出力である高空間周波数成分224に強調係数LUT222の出力である画素ごとに強調係数を乗算する乗算器225と、この乗算器225の乗算結果を入力画像に加算する加算器226とからなっている。
【００１１】
次に、このようにして構成された、本発明の医用画像表示装置の動作を、添付図面を参照して説明する。
医用撮像装置にて計測されたディジタル画像データは図示されていない入力手段によって一旦原画像メモリ1に記憶される。
本発明の医用画像表示装置による読影に先立ち、調整分画像の作成と関心領域の初期設定が行われる。
【００１２】
まず、調整分画像の作成について説明する。調整分画像は原画像メモリ1から読み出した画像データに周波数成分調整処理部2で周波数成分調整処理を行ってから原画像メモリ1に記憶された原画像を減算器3で減算することによって得られる。調整分画像は周波数成分調整処理による原画像からの差異分に相当する。この調整分画像は調製分画像メモリ4に記憶され、読影時に関心領域を強調する後述の合成処理において使われる。
【００１３】
ここで、周波数成分調整処理は、低空間周波数成分に対する階調変換処理と、高空間周波数成分に対する振幅強調処理とを組合わせて行われる。
低空間周波数成分に対する階調変換処理は、図2に示すように、入力画像を平滑化する平滑化処理部211で平滑化することによって、入力画像の直流成分を含む低空間周波数成分212を得る。この空間周波数成分212を階調変換部213で階調変換し、これに入力画像から低空間周波数成分212を除いた分を加えることによって、入力画像の直流成分を含む低空間周波数成分212のみを階調変換することができる。
【００１４】
階調変換部213の入出力特性は、ルックアップテーブルを使って図4のように設定されている。図4の横軸は入力画素値であり、縦軸は出力画素値である。このような特性をもたせることによって、入力画素値の上限、下限を除いたほとんどの画素値領域で、コントラストが減少され、画像全体のダイナミックレンジが圧縮されることにより、全体が観察に適した中間階調に近い表示となる。但し、この階調変換は直流成分を含む低空間周波数成分212のみに適用されるので、それ以外の、中から高空間周波数成分のコントラスト低下は低下しない。
【００１５】
高空間周波数成分に対する振幅強調処理は、図3に示すように、入力画像を平滑化処理部221で平滑化し減算器223で入力画像から減算することによって、入力画像の高空間周波数成分224を得る。この高空間周波数成分224に乗算器225で強調係数LUT222の出力である画素ごとに強調係数を乗算してから、乗算結果を加算器226で入力画像に加算することによって、入力画像の高空間周波数成分224を振幅強調することができ、細かいパターンやエッジを強調できる。ここで、強調係数LUT222は図5に示すように、入力画素値の上限、下限では低い値をとり、強調が抑えられるようにしており、こうすることによって振幅強調の副作用である白つぶれや黒つぶれを抑えている。又、強調係数LUT222には平滑化処理部221で平滑化された画素値を入力させることによって強調係数へのノイズの影響を防いでいる。
【００１６】
なお、図2の低空間周波数成分に対する階調変換処理部21と図3の高空間周波数成分に対する振幅強調処理部22の双方に、それぞれ平滑化処理部211と平滑化処理部221が組み込まれている。いずれもぼけマスクを使った平滑化を行っているが、平滑化処理部211は直流成分を含む低空間周波数成分、平滑化処理部221は減算器223と組合わせて高空間周波数成分の抽出に用いられるので、平滑化処理部211のぼけマスクの方が平滑化処理部221のぼけマスクよりもマスクサイズが大きくとられている。
【００１７】
次に、関心領域の初期設定について説明する。関心領域の初期設定のためには、まず病巣候補抽出部5により、原画像メモリ1に記憶された原画像に含まれる病巣候補を、原画像の局所的な画像の特徴を使って抽出する。
【００１８】
本実施形態の場合、胸部のX線画像における肺がん画像の読影が主たる目的であるので、日本放射線技術学会雑誌第56巻第3号の352頁乃至353頁に記載された結節状陰影の検出法が用いられ、マッチドフィルタとリング状平滑化フィルタの組合せで結節状陰影を特異的に強調してから二値化し、実効直径、バックグラウンドからのコントラスト、濃度勾配などの特徴量を用いて病巣影である結節状陰影を抽出している。病巣候補抽出部5によって抽出された病巣候補は、関心領域初期設定部6においてモルフォロジを用いてクラスタ化され、各クラスタの重心点を中心にそれぞれのクラスタを内包する最小直径の1.5倍の直径をもつ円形関心領域が初期設定される。
以上のように、調整分画像の作成と関心領域の初期設定が行われてから、本発明の医用画像表示装置を用いた読影が行われる。
【００１９】
まず関心領域制御部7において、関心領域初期設定部6で初期設定された関心領域の内部の各画素に、合成処理部8における後述の合成処理で使用する重みgを付与する。ここで、重みgは関心領域の中心からの距離rの関数として図6に示すように与えられている。すなわち、関心領域の境界部以外ではほぼ一定値をとり、境界部に向かってなだらかに減少して境界で0になる釣鐘方の特性をもたせている。なお、関心領域の外側では重みg0が付与される。但し、関心領域が重なった場合は、重複領域の各画素について、それぞれの関心領域から付与される二種類の重みgの内大きいほうを重みとする。
【００２０】
合成処理部8では、このようにして関心領域制御部7において画像内の各画素に付与された重みgを使い、式(1）によって原画像メモリ1に記憶された原画像と、調整分画像メモリ4に記憶された調整分画像から表示画像が作られ表示メモリ9に記憶されてから、表示メモリ9に接続するディスプレイ10に表示される。
（表示画像）＝（原画像）＋ｇ×（調整分画像）  ・・・  （1）
式（1）において重みｇは図6のようにとられているので、表示画像は、関心領域の境界部以外の領域では原画像に一定の強さの周波数成分調整処理がかかった画像に、関心領域の外側では原画像のままに、関心領域の境界部では周波数成分調整処理の程度が滑らかに変化して連続するようになる。
【００２１】
読影を行う操作者はこのように表示された画面を見ながら、関心領域制御部7に接続したキーボード11とマウス12とを使って、関心領域の取捨選択及びその大きさ、中心位置、重みgの最大値を対話的に変更しながら読影を行う。すなわち、通常のパーソナルコンピュータの描画ソフトと同様にマウス12の左クリックで関心領域を選択し、マウス12の右クリックによるプルダウンメニュー又はキーボード11上に指定されてキーを使って関心領域の消去や複製ができる。又、マウス12による十字カーソルの移動や頂点の移動によって、関心領域の中心位置や大きさが変えられる。更に、重みgの最大値は初期設定では全ての関心領域で同じに取られているが、マウス12の左クリックで関心領域を選択してから、キーボード11上の指定されてキーを使って選択された関心領域の重みgの最大値を変化させることにより、該関心領域の内部での周波数成分調整処理の程度を変えられる。
【００２２】
こうして、キーボード11とマウス12とで関心領域が変更されると、関心領域制御部7は各画素に対する重みgを再設定してから合成処理部8に送り、式(1）に従って新たな表示画像を作って表示メモリ9に入力することによって、ディスプレイ上の表示画像が変更される。この表示変更過程では時間がかかる周波数成分調整処理は実質的に行わず、調整分画像メモリ4に記憶した処理結果だけを使った更新となるので、高速に表示画像が変更され、操作者はストレスを感ずることなく対話的に関心領域を操作できる。
【００２３】
以上説明した如く、本実施形態の医用画像表示装置によれば、胸部のX線画像等の画像データの表示に際し、従来技術の利点である、自動的な画像調整で、不自然さのない、かつ対話的な、関心領域の強調表示を生かしつつ、関心領域中心部以外での不適切な画像調整や、関心領域の設定に時間がかかる、といった問題点を取り除いた医用画像表示装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の医用画像表示装置は、医用画像を記憶する画像記憶部と、前記医用画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部によって表示される表示画面上に関心領域を設け関心領域内を見易くするように関心領域内の画素値を変更する関心領域制御・表示部を具備し、前記の指定された関心領域の外側では前記画像記憶部に記憶された原画像が表示され、前記関心領域内の境界部以外の領域では原画像の空間周波数成分に階調変換や振幅変換を行う周波数成分調整処理による処理画像が表示されるとともに、前記関心領域の境界部では関心領域外部の前記原画像と関心領域内の前記処理画像との間が連続的に推移する表示となるように構成する。
【００２５】
この構成では、関心領域制御・表示部によって関心領域内の境界部以外の領域では原画像の空間周波数成分に階調変換や振幅変換を行う周波数成分調整処理が行われた処理画像が表示されるので、従来のように関心領域の中心部の輝度調整にあわせて中心部以外の部分の輝度調整が決められことによる不適切な輝度調整なしで、関心領域内部を観察しやすく表示するとともに、前記関心領域の境界部では関心領域外部の原画像と関心領域内の処理画像との間が連続的に推移する表示となっているので、関心領域の境界部についても、不自然さのない連続的な画像として観察することができる。
【００２６】
又、本実施形態の医用画像表示装置では、前記周波数成分調整処理が、直流成分を含む低空間周波数成分に対する階調変換と、高空間周波数成分の振幅強調の何れかまたは双方を含むように構成する。
この構成では、直流成分を含む低空間周波数成分に対する階調変換によって、関心領域の中心部以外でもそれぞれの箇所の局所的な平均画素値に応じた輝度補正が行われ、見やすい中間的な輝度での表示が行われ、高空間周波数成分の振幅強調によって、細かいパターンが強調されて見やすく表示される。
【００２７】
又、本実施形態の医用画像表示装置では、前記原画像を記憶する第1の画像記憶部の他に、前記処理画像を記憶する第2の画像記憶部を有し、前記関心領域内では、前記第1の画像記憶部に記憶した原画像の画像データと、前記第2の画像記憶部に記憶した処理画像の画像データを合成して表示画像データを得るように構成する。
この構成では、関心領域内の画像処理が、第1の画像記憶部に記憶された原画像と第2の画像記憶部に記憶された処理画像からの単純な合成で得られるので、マウスなどのポインティングデバイスによる操作者の関心領域の設定に対応して高速の関心領域強調表示が得られるので、操作者に違和感のない対話的な処理が可能である。
【００２８】
又、本実施形態の医用画像表示装置では、医用画像を記憶する画像記憶部と、前記医用画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部によって表示される表示画面上に関心領域を設け関心領域内を見易くするように関心領域内の画素値を変更する関心領域制御・表示部を具備し、前記関心領域が、画像記憶部に記憶された原画像を使い、原画像の局所的な画像の特徴を使って抽出された病巣候補を囲むように自動的に初期設定されるように構成する。
この構成では、診断上有用度の高い病巣候補を含んだ関心領域が自動的に初期設定されるので、関心領域が高速に設定できる。
【００２９】
これらにより、画像内部に設定された関心領域の内部をどこでも観察しやすく強調表示し、関心領域外の画像全体の情報価値を損なうことなく、かつ関心領域内外が連続性を損なわれることなく自然に表示されるとともに、該関心領域自体が診断上有用度の高い病巣候補を含むように自動的初期設定される医用画像表示装置が構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の医用画像表示装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の医用画像表示装置の中で用いられる低空間周波数成分に対する階調変換処理部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の医用画像表示装置の中で用いられる高空間周波数成分に対する振幅強調処理部の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の医用画像表示装置の中で用いられる低空間周波数成分に対する階調変換処理部の中で用いる階調変換特性を示すグラフ。
【図５】本発明の医用画像表示装置の中で用いられる高空間周波数成分に対する振幅強調処理部の中で用いる強調係数LUTの特性を示すグラフ。
【図６】本発明の医用画像表示装置の中で用いられる関心領域制御部の中で各画素に付与する重みgを関心領域の中心からの距離rの関数として示すグラフ。
【符号の説明】
【００３１】
１…原画像メモリ、２…周波数成分調整処理部、３…減算器、４…調整分画像メモリ、５…病巣候補抽出部、６…関心領域初期設定部、７…関心領域制御部、８…合成処理部、９…表示メモリ、１０…ディスプレイ、１１…キーボード、１２…マウス、２１…低空間周波数成分に対する階調変換処理部、２２…高空間周波数成分に対する振幅強調処理部
【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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