(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影して得られた画像から対となる対象領域を抽出する装置であって、
前記対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定する設定手段と、
前記対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベースと、
前記設定された任意の点と前記解剖学的情報に基づいて、前記対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算する計算手段と、
前記画像中に、前記一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記設定した任意の点と前記一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、前記画像中に、前記他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記計算された所定の点の位置と前記他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定する範囲決定手段と、
前記設定された任意の点、前記計算された所定の点の位置、前記決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および前記決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて前記画像から対となる対象領域を抽出する対象領域抽出手段と、を備えたことを特徴とする対象領域抽出装置。
【請求項２】
前記解剖学的情報は、前記対となる対象領域の統計的な位置情報であることを特徴とする請求項１記載の対象領域抽出装置。
【請求項３】
前記位置情報は、前記被写体の略体軸方向における前記対となる対象領域の体軸方向の位置関係を示す情報であることを特徴とする請求項２記載の対象領域抽出装置。
【請求項４】
前記解剖学的情報は、前記対となる対象領域の血管の接続関係を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の対象領域抽出装置。
【請求項５】
前記画像から前記被写体の各椎体の体軸方向の位置を算出することにより椎体位置を決定する椎体位置決定手段と、を更に備え、
前記解剖学的情報は、前記決定された椎体位置と前記対となる対象領域との位置関係を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の対象領域抽出装置。
【請求項６】
前記対となる対象領域が、画像中の対となる腎臓領域であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の対象領域抽出装置。
【請求項７】
前記設定手段により設定された任意の点を含む前記対となる腎臓領域の一方の腎臓領域が、左右いずれの腎臓であるか否かを判別する腎臓判別手段とを更に備えるものであることを特徴とする請求項６記載の対象領域抽出装置。
【請求項８】
被写体を撮影して得られた画像から対となる対象領域を抽出する方法であって、
前記対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定し、
前記設定された任意の点と前記対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、前記対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算し、
前記画像中に、前記一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記設定した任意の点と前記一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、前記画像中に、前記他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記計算された所定の点の位置と前記他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定し、
前記設定された任意の点、前記計算された所定の点の位置、前記決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および前記決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて前記画像から対となる対象領域を抽出することを特徴とする対象領域抽出方法。
【請求項９】
被写体を撮影して得られた画像から対となる対象領域を抽出するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定する機能と、
前記設定された任意の点と前記対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、前記対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算する機能と、
前記画像中に、前記一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記設定した任意の点と前記一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、前記画像中に、前記他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、前記計算された所定の点の位置と前記他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定する機能と、
前記設定された任意の点、前記計算された所定の点の位置、前記決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および前記決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて前記画像から対となる対象領域を抽出する機能を実行させるための対象領域抽出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像中の対象領域を抽出する方法および装置ならびにプログラム、特に医用画像中の対となる対象領域を抽出する対象領域抽出装置および方法ならびにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野においては、高い診断性能を有する画像を提供するために、たとえば、医用画像中の臓器領域、病変領域等の所定の対象領域を抽出して表示する処理が行われている。
【０００３】
画像中の対象領域を抽出する方法としては、たとえば特許文献１に示されているように、ユーザーにより与えられた画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素との情報に基づいて算出された、各画素が対象領域又は背景領域を示す画素である確からしさと、画像の局所的な濃度差に基づいて算出された隣接する画素が同一領域の画素である確からしさとを用いて、画像から対象領域を抽出する方法が知られている。
【０００４】
また、非特許文献１では、ユーザーにより与えられた画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素のそれぞれを対象領域の拡張基準点と背景領域の拡張基準点とし、画像の局所的な濃度差に基づいて算出された隣接する画素が同一領域の画素である確からしさを用いて各基準点を領域拡張させ、拡張して得られた対象領域と背景領域とがぶつかった所に境界を生成することにより、画像から対象領域を抽出する方法が提案されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０００８８８６号明細書
【非特許文献１】Rie Tachibanaa and Shoji Kidoa, “Automatic segmentation of pulmonary nodules on CT images  by use of NCI Lung Image Database Consortium”, SPIC Medical Imaging 2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１または非特許文献１において提案されている手法では、画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素とをそれぞれ手動で与える煩雑な操作を要し、かつ画像中の指定された対象領域のみしか抽出できない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、対となる対象領域抽出処理の自動化を図り、利便性を向上させることができる対象領域抽出装置および方法ならびにプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の対象領域抽出装置は、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定する設定手段と、対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベースと、設定された任意の点と解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算する計算手段と、画像中に、前記一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、設定した任意の点と一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、計算された所定の点の位置と他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定する範囲決定手段と、設定された任意の点、計算された所定の点の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて画像から対となる対象領域を抽出する対象領域抽出手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
「対となる対象領域」とは、被写体の解剖学的領域として２つ１組で存在する対象となる領域をいい、例えば、腎臓領域、肺野領域、睾丸領域、眼球領域等が挙げられる。また、対象領域は、医用画像中の病変領域であってもよい。
【０００９】
ここで、本発明の対象領域抽出装置は、設定手段により設定された任意の点を含む対となる腎臓領域の一方の腎臓領域が、左右いずれの腎臓であるか否かを判別する腎臓判別手段とを更に備えるものであってもよい。
【００１０】
「解剖学的情報」は、対となる対象領域の統計的な位置情報であってもよい。また、解剖学的情報は、対となる対象領域の血管の接続関係を示す情報であってもよい。                                                                                
「位置情報」は、被写体の略体軸方向における対となる対象領域の体軸方向の位置関係を示す情報であってもよい。
【００１１】
「計算手段」は、設定された任意の点と解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算するものである。また、設定された任意の点を用いて、抽出された一方の対象領域と、解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算するものであってもよい。
【００１２】
本発明の対象領域抽出装置は、画像から被写体の各椎体の体軸方向の位置を算出することにより椎体位置を決定する椎体位置決定手段とを更に備えた場合において、解剖学的情報は、決定された椎体位置と対となる対象領域との位置関係を示す情報であってもよい。
【００１３】
本発明の対象領域抽出方法は、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定し、設定された任意の点と対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算し、画像中に、一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、設定した任意の点と一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、計算された所定の点の位置と他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定し、設定された任意の点、計算された所定の点の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて画像から対となる対象領域を抽出することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の対象領域抽出プログラムは、コンピュータに、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定する機能と、設定された任意の点と対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算する機能と、画像中に、一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、設定した任意の点と一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、計算された所定の点の位置と前記他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定する機能と、設定された任意の点、計算された所定の点の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて画像から対となる対象領域を抽出する機能を実行させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の対象領域抽出装置および方法ならびにプログラムによれば、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定し、設定された任意の点と対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算し、画像中に、一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、設定した任意の点と一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、計算された所定の点の位置と他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定し、設定された任意の点、計算された所定の点の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて画像から対となる対象領域を抽出することにより、画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素とをそれぞれ手動で与える操作を必要とする従来の対象領域抽出方法に比べ、決定した存在範囲の外側の点を、背景領域を示す画素として用いることにより、背景領域を示す特定の画素を手動で与える操作を自動化でき、手動の入力の煩雑さを軽減できるとともに、かつ対となる対象領域の抽出の利便性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の対象領域抽出装置１を２次元の医用画像から臓器領域を抽出するものに適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
まず、図１に示す対象領域抽出ユニット５について説明する。
【００１８】
図１に示す対象領域抽出ユニット５は、ＣＴ装置等により取得された医用画像Ｉから一方の腎臓領域Ｒを抽出するものであって、図１に示すように、一方の腎臓領域Ｒ内に任意の点Ｐｓを設定する設定手段１０と、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅを、任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとを用いて決定する範囲決定手段２０と、任意の点Ｐｓと存在範囲Ｅの外側の点に基づいて医用画像Ｉから一方の腎臓領域Ｒを抽出する対象領域抽出手段３０とを備えている。
【００１９】
そして、図７に示す対象領域抽出装置１のその他の構成は、対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベース５０と、設定された任意の点と解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算する計算手段４０と、抽出された対となる対象領域を表示する表示手段１とを備えている。
【００２０】
本発明は、対象領域抽出装置１のこれらの構成により、被写体を撮影して得られた画像から対となる対象領域を抽出する装置であって、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点Ｐｓを設定する設定手段と、対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベース５０と、設定された任意の点Ｐｓと解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点Ｐｓ’の位置を計算する計算手段４０と、画像中に、一方の対象領域が存在し得る存在範囲Ｅを、設定した任意の点Ｐｓと一方の対象領域のありうる大きさＬとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲Ｆを、計算された所定の点Ｐｓ’の位置と他方の対象領域のありうる大きさＬ’とを用いて決定する範囲決定手段２０と、設定された任意の点Ｐｓ、計算された所定の点Ｐｓ’の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲Ｅの外側の点Ｐｔおよび決定された他方の対象領域の存在範囲Ｆの外側Ｐｔ’の点に基づいて画像から対となる対象領域ＲとＲ’を抽出する対象領域抽出手段３０とを備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
対象領域抽出装置１の構成は、補助記憶装置に読み込まれた対象領域抽出プログラムをコンピュータ（たとえばパーソナルコンピュータ等）上で実行することにより実現される。このとき、この対象領域抽出プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされることになる。
【００２２】
対象領域抽出ユニット５は、ＣＴ装置等により取得された医用画像Ｉから一方の腎臓領域Ｒを抽出するものであって、図１に示すように、一方の腎臓領域Ｒ内に任意の点Ｐｓを設定する設定手段１０と、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅを、任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとを用いて決定する範囲決定手段２０と、任意の点Ｐｓと存在範囲Ｅの外側の点に基づいて医用画像Ｉから一方の腎臓領域Ｒを抽出する対象領域抽出手段３０とを備えている。
【００２３】
設定手段１０は、ＣＴ装置等により取得された医用画像Ｉに含まれる一方の腎臓領域Ｒ内に任意の点Ｐｓを設定するものである。例えば、表示手段６０等に表示された医用画像Ｉに対して、この対象領域抽出ユニット５に備えられたマウスやキーボード等の位置指定手段を用いた操作者の入力により指定された位置に基づいて、該位置を任意の点Ｐｓとして設定するものであってもよい。
【００２４】
また、設定手段１０は、例えば、K. Suzuki, F. Li, Q. Li, H. Macmahon, K. Doi, “Comparison between 2D and 3D massive-training ANNs (MTANNs) in CAD for lung nodule detection on MDCT”, pp.354-356, CARS, 2006に記載されている胸部結節検出方法により、胸部結節の位置を検出し、その位置を任意の点Ｐｓとして設定するものであってもよい。
【００２５】
ここで、任意の点Ｐｓは、一方の腎臓領域Ｒ内に設定された１以上の点からなるものであって、各点は、一方の腎臓領域Ｒのおおまかな中心に設定されたものであってもよいし、一方の腎臓領域Ｒの中心から外れた位置に設定されたものであってもよい。
【００２６】
範囲決定手段２０は、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅ、すなわち、一方の腎臓領域Ｒの全体を含むと想われる範囲を、任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとを用いて決定するものであって、具体的には、任意の点Ｐｓの位置（任意の点Ｐｓが２以上の点である場合にはそれらの点の中心位置）にその範囲のおおまかな中心が位置する、一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬ以上の大きさの範囲を存在範囲Ｅとして決定する。
【００２７】
このように、存在範囲Ｅを、任意の点Ｐｓの位置にその範囲のおおまかな中心が位置するように決定するとき、その任意の点Ｐｓが一方の腎臓領域Ｒの中心から外れた位置に設定されたものであっても、その存在範囲Ｅが一方の腎臓領域Ｒの全体を含むものとなるように、一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬ以上の大きさの範囲、例えば一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬを１．５倍した大きさの範囲を存在範囲Ｅとして決定する。
【００２８】
ここで、一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬは、腎臓領域の大きさのうち物理的にあり得ると思われる最大の大きさであって、一方の腎臓領域Ｒが示す腎臓の物理的にありうると想われる最大の大きさを、医用画像Ｉにおける１画素が示す大きさで除算して得られた、その最大の大きさの医用画像Ｉ上での大きさ（画素数）を一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとして用いてもよいし、腎臓領域を含む多数の医用画像の各々における腎臓領域の大きさのうち最も大きい大きさを一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとして用いてもよい。また、他のいかなる方法により任意に決定した大きさであってもよい。
【００２９】
たとえば、図２に示すように、胸部結節を示す一方の腎臓領域Ｒを含む２次元の医用画像Ｉ上において、この医用画像Ｉ中の一方の腎臓領域Ｒが示す腎臓の物理的にありうる最大の幅をＷとし、その幅Ｗを１．５倍してなる長さを一辺の長さとする正方形の存在範囲Ｅを、腎臓領域内に設定された任意の点Ｐｓをその範囲の中心とするように決定することができる。
【００３０】
なお、存在範囲Ｅは、その周縁形状として矩形、円形、楕円形等、種々の形状を採用することができる。
【００３１】
対象領域抽出手段３０は、任意の点Ｐｓと存在範囲Ｅの外側の点Ｐｔに基づいて医用画像Ｉから一方の腎臓領域Ｒを抽出するものであり、例えば、医用画像Ｉ内に存在範囲Ｅを含む判別領域Ｄを設定し、任意の点Ｐｓが一方の腎臓領域Ｒを示す画素であり、存在範囲Ｅの外側に設定した１以上の点Ｐｔが背景領域を示す画素であることに基づいて、その判別領域Ｄを、Yuri Y. Boykov, Marie-Pierre Jolly, “Interactive Graph Cuts for Optimal Boundary and Region Segmentation of Objects in N-D images”, Proceedings of “International Conference on Computer Vision”, Vancouver, Canada, July 2001 vol.I, p.105-112.に記載されているGraph Cut領域分割方法を用いて、一方の腎臓領域Ｒと背景領域とに分割し、一方の腎臓領域Ｒを抽出する。
【００３２】
上記の領域分割方法では、まず、図３に示すように、判別領域Ｄ中の各画素を表すノードＮｉｊと、各画素が取り得るラベル（本実施の形態では、一方の腎臓領域Ｒまたは背景領域）を表すノードＳ、Ｔと、隣接する画素のノード同士をつなぐリンクであるｎ−ｌｉｎｋと、各画素を表すノードＮｉｊと腎臓領域を表すノードＳまたは腎臓の背景領域を表すノードＴとをつなぐリンクであるｔ−ｌｉｎｋとから構成されるグラフを作成する。ここで、ｎ−ｌｉｎｋは、隣接する画素が同一領域の画素である確からしさをリンクの太さで表すものであり、その確からしさはそれらの隣接する画素間の距離および画素値の差に基づいて求める。
【００３３】
また、各画素を表すノードＮｉｊと一方の腎臓領域Ｒを表すノードＳをつなぐｔ−ｌｉｎｋは、各画素が一方の腎臓領域Ｒに含まれる画素である確からしさを表すものであり、各画素を表すノードと背景領域Ｒを表すノードＴをつなぐｔ−ｌｉｎｋは、各画素が背景領域Ｒに含まれる画素である確からしさを表すものである。それらの確からしさは、その画素が一方の腎臓領域Ｒ又は背景領域のいずれかを示す画素であるかの情報がすでに与えられている場合には、その与えられた情報に従って設定でき、そのような情報が与えられてない場合には、一方の腎臓領域Ｒまたは背景領域を示す画素であることが既知である１以上の画素における画素値の統計的な特徴に基づいて算出することができる。
【００３４】
ここで、任意の点Ｐｓは腎臓領域内に設定された画素であるので、図３に示すように、その点Ｐｓを示すノードＮ３３と腎臓領域を表すノードＳとをつなぐｔ−ｌｉｎｋを太く設定する。また、存在範囲Ｅの外側に設定した点Ｐｔは背景領域を示す画素であるので、その各点Ｐｏを示すノードＮ１１、Ｎ１２、…、Ｎ１５、Ｎ２１、Ｎ２５、Ｎ３１、、と背景領域を表すノードＴとをつなぐｔ−ｌｉｎｋを太く設定する。
【００３５】
そして、判別領域Ｄと背景領域は互いに排他的な領域であるので、たとえば図４に点線で示すように、全てのｔ−ｌｉｎｋおよびｎ−ｌｉｎｋのうち適当なリンクを切断してノードＳをノードＴから切り離すことにより、判別領域Ｄを一方の腎臓領域Ｒと背景領域に分割する。ここで、切断する全てのｔ−ｌｉｎｋおよびｎ−ｌｉｎｋにおける確からしさの合計が最も小さくなるような切断を行うことにより、最適な領域分割をすることができる。以上のように領域分割して抽出した一方の腎臓領域Ｒの一例を図５に示す。この図では、一方の腎臓領域Ｒの輪郭を実線で表示している。
【００３６】
以下、図６に示すフローチャートを参照して、本発明の一方の対象領域のみを抽出する方法について説明する。まず、設定手段１０において、医用画像Ｉ中の腎臓領域内に任意の点Ｐｓが設定される（ステップＳＴ１）。その後、範囲決定手段２０により、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅが、ステップＳＴ１において設定された任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとに基づいて決定される（ステップＳＴ２）。そして、対象領域抽出手段３０により、ステップＳＴ１において設定された任意の点ＰｓとステップＳＴ２において決定された存在範囲Ｅの外側の点Ｐｔに基づいて医用画像Ｉから腎臓領域が抽出される（ステップＳＴ３）。
【００３７】
上記実施の形態によれば、画像から対象領域を抽出するとき、対象領域内に任意の点を設定し、画像中に、対象領域が存在し得る存在範囲を、設定された任意の点と対象領域のありうる大きさとを用いて決定し、設定された任意の点と決定された存在範囲の外側の点に基づいて画像から対象領域を抽出することにより、画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素とをそれぞれ手動で与える操作を必要とする従来の対象領域抽出方法に比べ、決定した存在範囲の外側の点を、背景領域を示す画素として用いることにより、背景領域を示す特定の画素を手動で与える操作を自動化でき、手動の入力の煩雑さを軽減できるとともに、利便性を向上させることができる。
【００３８】
以下、図８に示すフローチャートを参照して、本発明の他方の対象領域をも抽出する方法について説明する。
【００３９】
以下、対象領域は、腎臓領域を一例として説明する。
【００４０】
まず、設定手段１０において、医用画像Ｉ中の腎臓領域内に任意の点Ｐｓが設定される（ステップＳＴ１０）。その後、範囲決定手段２０により、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅが、ステップＳＴ１０において設定された任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとに基づいて決定される（ステップＳＴ１１）。そして、対象領域抽出手段３０により、ステップＳＴ１０において設定された任意の点ＰｓとステップＳＴ２において決定された存在範囲Ｅの外側の点Ｐｔに基づいて医用画像Ｉから腎臓領域Ｒが抽出される（ステップＳＴ１２）。対象領域抽出ユニット５は、対となる対象領域の他方の腎臓領域が抽出済みであるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。
【００４１】
既に他方の腎臓領域を抽出された場合は（ステップＳＴ１３；Ｙｅｓ）、処理が終了するが、未だ他方の腎臓領域を抽出していない場合（ステップＳＴ１３；Ｎｏ）、対象領域抽出ユニット５は、設定された任意の点Ｐｓと医用画像Ｉを計算手段４０に送信する。計算手段４０は、対となる腎臓領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベース５０から解剖学的情報を取得し、設定された任意の点Ｐｓと解剖学的情報に基づいて、対となる腎臓領域の他方の腎臓領域内における所定の点Ｐｓ’の位置を計算する（ステップＳＴ１４）。
【００４２】
解剖学的情報には、対となる対象領域の統計的な位置情報を示すものである。例えば、対となる対象領域が腎臓領域である場合、右の腎臓領域は左の腎臓領域より体軸方向のやや足側に一椎体の５０％〜１００％程度の位置的な相違があることを示すものであってもよい。
【００４３】
また、解剖学的情報は、その位置的な相違（移動すべき量）について、センチメートル等などの数値等によって、体の体軸方向のスケール情報として示すものであってもよい。
【００４４】
また、解剖学的情報は、図１０に示すような被写体の身長範囲と、左右の腎臓領域の体軸方向の移動すべき量を示すテーブルＴ１であってもよい。
【００４５】
例えば、計算手段４０が、任意の点Ｐｓにより設定された一方の対象領域が左の腎臓領域である場合、計算手段４０が、設定された任意の点Ｐｓの体軸方向の位置より、解剖学的情報に示す移動すべき量分、足側に位置するように、所定の点Ｐｓ’の体軸方向の位置を算出する。
【００４６】
一方、計算手段４０が、任意の点Ｐｓにより設定された一方の対象領域が右の腎臓領域である場合、計算手段４０が、設定された任意の点Ｐｓの体軸方向の位置より、解剖学的情報に示す移動すべき量分、頭側に位置するように、所定の点Ｐｓ’の体軸方向の位置を算出する。
【００４７】
更に、解剖学的情報は、左右の腎臓領域は、体軸方向と垂直方向の位置関係ついては、体軸方向に対して、対称となることを示すものであってもよい。
【００４８】
本発明の対象領域抽出装置１は、任意の点Ｐｓを含む対となる腎臓領域の一方の腎臓領域が、左右いずれの腎臓であるか否かを判別する腎臓判別手段（不図示）とを更に備えるものであってもよい。
【００４９】
腎臓判別手段は、左右の腎臓いずれであるかの判断のみならず、どの位置に腎臓が存在するかの位置情報を算出し、または同定することができる。
【００５０】
例えば、出願番号２００７−１０４８４６号の手法（以下、参考文献１という）を本発明の対象領域抽出装置１の腎臓判別手段に適用することもできる。
【００５１】
医用画像Ｉから体表を認識し、認識された体表に基づいて、医用画像Ｉの対となる腎臓領域の正中線の位置から、所定の点Ｐｓ’の医用画像ＩのＹ軸の座標位置として算出してもよい。
【００５２】
また、所定の点Ｐｓ’の医用画像ＩのＸ軸の座標位置は、設定の点Ｐｓと同一の座標位置でもよい。
【００５３】
また、電子情報通信学会  信学技報TECHNICAL REPORT OF IEICE.   MI2001-69 (2002-01)「３次元胸部X線CT像からの縦隔内大動脈・肺動脈領域抽出実験」の手法（以下、参考文献２という）を本発明の対象領域抽出装置１の腎臓判別手段に適用することもできる。
【００５４】
解剖学的情報は、対となる対象領域の血管の接続関係を示す情報であってもよい。
【００５５】
参考文献２の手法は、上記解剖学的情報に基づいて、複数の医用画像から、右の腎臓領域と左の腎臓領域は腎動脈でつながっており、片方の腎臓より血管を追跡することにより他方の位置を同定することが可能となる。
【００５６】
計算手段４０は、腎臓判別手段により算出または同定された位置関係と、設定の点Ｐｓから、所定の点Ｐｓ’を算出することができる。
【００５７】
また、計算手段４０が、解剖学的情報データベース５０の解剖学的情報の上記スケール情報を採用せず、複数の医用画像から被写体の各椎体の体軸方向の位置を算出することにより椎体位置を決定する椎体位置決定手段とを更に備え、決定された椎体位置と対となる対象領域との位置関係を示す解剖学的情報を新たに生成する。算出された各椎体の体軸方向の位置から、右の腎臓領域は左の腎臓領域より体軸方向のやや足側に位置し、移動量を算出してもよい。
【００５８】
例えば、特願２００８−５４６２７号の手法（以下、参考文献３をいう）を本発明の対象領域抽出装置１に適用することもできる。
【００５９】
参考文献３の手法は、一本の椎骨の異なる位置の横断面を示す複数の医用画像から椎骨の中心線を求める椎骨中心線算出手段と、複数の医用画像のそれぞれにおける椎骨の中心線付近に存在する特定領域の各画素値に基づき、各椎体の少なくとも体軸方向における海綿体領域を推定する海綿体領域推定手段と、推定された各椎体の海綿体領域内において、特定領域の各画素値の特徴量を算出し、特徴量に基づき各椎体の海綿体領域の三次元中心を検出する中心検出手段と、検出された各椎体の海綿体領域の三次元中心に基づいて、各椎体の体軸方向の両端の位置を算出することにより椎体位置を決定する椎体位置決定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００６０】
この参考文献３の手法により決定された椎体の両端の位置から椎体全体の高さ情報を解剖学的情報として用いてもよい。
【００６１】
なお、計算手段４０は、対となる対象領域の他方の対象領域が、左右いずれかの腎臓領域であるか否かを判断するものである。
【００６２】
例えば、参考文献１の手法を用いて、体表を認識し、医用画像Ｉの対となる腎臓領域の正中線に対称となる位置を判断することで、左右の腎臓領域を判断してもよい。また、ＤＩＣＯＭ情報などより、医用画像Ｉ上のどの方向が人体の左右かを判断することで、左右の腎臓領域を判断してもよい。また、設定の点Ｐｓが、医用画像Ｉの真ん中の線より左側にあるか右側にあるかを判断することで、左右の腎臓領域を判断してもよい。
【００６３】
計算手段４０は、上記解剖学的情報の移動量等により設定された任意の点Ｐｓから上記移動量の分、移動した所定の点Ｐｓ’を算出することができる。
【００６４】
計算手段４０は、対象領域抽出ユニット５に所定の点Ｐｓ’の情報を送信する。
【００６５】
そして、範囲決定手段２０により、医用画像Ｉ中に、他方の腎臓領域Ｒ’が存在し得る存在範囲Ｆが、ステップＳＴ１４において算出された所定の点Ｐｓ’と他方の腎臓領域Ｒ’のありうる大きさＬ’とに基づいて決定される（ステップＳＴ１５）。その後、対象領域抽出手段３０により、ステップＳＴ１４において算出された所定の点Ｐｓ’と決定された存在範囲Ｆの外側の点Ｐｔ’に基づいて医用画像Ｉから腎臓領域Ｒ’が抽出される（ステップＳＴ１６）。
【００６６】
また、上述した他の対象領域を算出する手法以外に、設定の点Ｐｓから所定の点Ｐｓ’を算出するのではなく、抽出された一方の対象領域から所定の点Ｐｓ’を算出する方法がある。
【００６７】
以下、図９に示すフローチャートを参照して、抽出された一方の対象領域から所定の点Ｐｓ’を算出することにより、他方の対象領域をも抽出する方法について説明する。
【００６８】
以下、対象領域は、腎臓領域を一例として説明する。
【００６９】
まず、設定手段１０において、医用画像Ｉ中の腎臓領域内に任意の点Ｐｓが設定される（ステップＳＴ２０）。その後、範囲決定手段２０により、医用画像Ｉ中に、一方の腎臓領域Ｒが存在し得る存在範囲Ｅが、ステップＳＴ１０において設定された任意の点Ｐｓと一方の腎臓領域Ｒのありうる大きさＬとに基づいて決定される（ステップＳＴ２１）。そして、対象領域抽出手段３０により、ステップＳＴ１０において設定された任意の点ＰｓとステップＳＴ２において決定された存在範囲Ｅの外側の点Ｐｔに基づいて医用画像Ｉから腎臓領域Ｒが抽出される（ステップＳＴ２２）。対象領域抽出ユニット５は、対となる腎臓領域の他方の腎臓領域が抽出済みであるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。
【００７０】
既に他方の腎臓領域を抽出された場合は（ステップＳＴ２３；Ｙｅｓ）、処理が終了するが、未だ他方の腎臓領域を抽出していない場合（ステップＳＴ２３；Ｎｏ）、対象領域抽出ユニット５は、抽出された腎臓領域Ｒと医用画像Ｉを計算手段４０に送信する。
【００７１】
計算手段４０は、対となる腎臓領域の位置関係を示す解剖学的情報を記憶する解剖学的情報データベース５０から解剖学的情報を取得し、抽出された腎臓領域Ｒと解剖学的情報に基づいて、対となる腎臓領域の他方の腎臓領域内における所定の点Ｐｓ’の位置を計算する（ステップＳＴ２４）。
【００７２】
任意の点Ｐｓが腎臓領域の端であった場合、計算された他方の腎臓領域の所定の点が、実際の腎臓領域上に位置する可能性が低くなる。
【００７３】
よって、所定の点Ｐｓ’が、他方の腎臓領域上に位置する可能性が高くなるように、抽出された対象領域Ｒから、計算により所定の点Ｐｓ’を算出する。
【００７４】
具体的には、抽出された腎臓領域Ｒ内において、一番面積の広いスライス画像たる医用画像を抽出し、抽出されたスライス画像上の対象領域Ｒとは対象の他方の腎臓領域の中心を所定の点Ｐｓ’とする。
【００７５】
なお、所定の点Ｐｓ’の位置する体軸方向の高さは、抽出されたスライス画像の体軸方向の高さとする。
【００７６】
計算手段４０は、対象領域抽出ユニット５に所定の点Ｐｓ’の情報を送信する。
【００７７】
そして、範囲決定手段２０により、医用画像Ｉ中に、他方の腎臓領域Ｒ’が存在し得る存在範囲Ｆが、ステップＳＴ１４において算出された所定の点Ｐｓ’と他方の腎臓領域Ｒ’のありうる大きさＬ’とに基づいて決定される（ステップＳＴ１５）。その後、対象領域抽出手段３０により、ステップＳＴ１４において算出された所定の点Ｐｓ’と決定された存在範囲Ｆの外側の点Ｐｔ’に基づいて医用画像Ｉから腎臓領域Ｒ’が抽出される（ステップＳＴ１６）。
【００７８】
上述した対となる対象領域は、腎臓領域のみならず、被写体の解剖学的領域として２つ１組で存在する対象となる領域である肺野領域、睾丸領域、眼球領域等であってもよい。また、これらの領域の病変領域であってもよい。
【００７９】
なお、上記実施の形態においては、本発明の対象領域抽出装置を２次元の画像から対象領域を抽出するものに適用した場合について説明したが、３次元の画像から対となる対象領域を抽出するものに適用することもできる。例えば、設定手段１０において、３次元の画像中の対象領域内に、３次元座標系での任意の点Ｐｓを設定し、範囲決定手段２０において、その画像中に、対象領域が存在し得る３次元の存在範囲Ｅを、任意の点Ｐｓと対象領域のありえる大きさＬを用いて決定し、対象領域抽出手段３０において、任意の点Ｐｓと存在範囲Ｅの外側の点に基づいて、上述した領域分割方法などを用いて画像から３次元の対象領域を抽出する。ここで、存在範囲Ｅは、その周縁形状として六面体、球体等、種々の形状を採用することができる。
【００８０】
なお、本発明の対象領域抽出装置において、対象領域のありうる大きさとは、同種の対象領域の大きさのうち物理的にあり得ると思われる最大の大きさを意味するものであり、本発明の対象領域抽出装置を用いて画像から２種類以上の対象領域を抽出する場合、対象領域の種類毎にその対象領域のありうる大きさを取得して作成されたリスト等を参照して、各抽出の対象となっている対象領域の種類に応じて、対象領域が存在し得る存在範囲を適切に決定することができる。
【００８１】
なお、対象領域は、肝臓、脾臓、腎臓などの臓器を示す臓器領域、脳腫瘍、胸部結節、肝臓腫瘍、肝臓嚢胞、腎嚢胞などの腎臓を示す腎臓領域であってもよい。
【００８２】
上述したように、本発明の対象領域抽出方法および装置ならびにプログラムによれば、対となる対象領域の一方の対象領域内に任意の点を設定し、設定された任意の点と対となる対象領域の位置関係を示す解剖学的情報に基づいて、対となる対象領域の他方の対象領域内における所定の点の位置を計算し、画像中に、一方の対象領域が存在し得る存在範囲を、設定した任意の点と一方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定するとともに、画像中に、他方の対象領域が存在し得る存在範囲を、計算された所定の点の位置と他方の対象領域のありうる大きさとを用いて決定し、設定された任意の点、計算された所定の点の位置、決定された一方の対象領域の存在範囲の外側の点および決定された他方の対象領域の存在範囲の外側の点に基づいて画像から対となる対象領域を抽出することにより、画像中の対象領域を示す特定の画素と背景領域を示す特定の画素とをそれぞれ手動で与える操作を必要とする従来の対象領域抽出方法に比べ、決定した存在範囲の外側の点を、背景領域を示す画素として用いることにより、背景領域を示す特定の画素を手動で与える操作を自動化でき、手動の入力の煩雑さを軽減できるとともに、かつ対となる対象領域の抽出の利便性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の対象領域抽出ユニットの一実施の形態を示すブロック図
【図２】図１の範囲決定手段により存在範囲を決定する一方法を説明するための図
【図３】図１の対象領域抽出手段により対象領域を抽出する一方法を説明するための図
【図４】図１の対象領域抽出手段により対象領域を抽出する一方法を説明するための図
【図５】本発明の対象領域抽出装置により抽出した対象領域の一例を示す図
【図６】本発明の対象領域抽出方法の一実施の形態を示すフローチャート
【図７】本発明の対象領域抽出装置の一実施の形態を示すブロック図
【図８】本発明の他方の対象領域抽出方法の一実施の形態を示すフローチャート（その１）
【図９】本発明の他方の対象領域抽出方法の一実施の形態を示すフローチャート（その２）
【図１０】本発明の解剖学的情報のテーブルの一例を示す図
【符号の説明】
【００８４】
１      対象領域抽出装置
５      対象領域抽出ユニット
１０    設定手段
２０    範囲決定手段
３０    対象領域抽出手段
Ｐｓ    任意の点
Ｐｓ’  所定の点
Ｐt     外側の点
Ｅ      存在範囲（一方の対象領域）
Ｒ      腎臓領域（一方の対象領域）
Ｒ’    腎臓領域（他方の対象領域）
Ｌ      腎臓領域（一方の対象領域）のありうる大きさ
Ｉ      医用画像（画像）
Ｄ      判別領域
【図１】
0005137243.tif 000002
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図５】
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