(57)【要約】【課題】  造影剤が通流される体腔部の病変の診断に好適な診断支援情報を提供する。【解決手段】  造影剤が流通される被検体の食道を含む部位の画像を連続的に撮像した画像を取込み（Ｓ１）、撮像した画像上に食道を横切って設定された検査ラインと食道の輪郭が交差する輪郭点を検出し（Ｓ２，Ｓ３）、造影剤の通過後の空気層における輪郭点の位置の変化に基づいて診断支援情報を生成する（Ｓ４）。この診断支援情報には、輪郭点の位置変化の軌跡の画像、あるいは、輪郭点の位置変化率が閾値を越える場合に病変が有ると判定した情報等を含めることができる（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）。これにより、空気層による食道の輪郭の変化を容易に認識でき、小さな病変やスキルスと称される薄く広がった病変を認識することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像し、該撮像した画像に基づいて前記造影剤の通流によって変化する前記体腔の輪郭を検出し、前記体腔の輪郭の変化を診断支援情報として生成する診断画像処理方法。
【請求項２】
前記診断支援情報は、前記造影剤の通過後の前記体腔の輪郭の時間変化を表した画像であることを特徴とする請求項１に記載の診断画像処理方法。
【請求項３】
造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像した画像に基づいて、前記体腔の輪郭を検出するとともに前記体腔を横切って設定された検査ラインと前記輪郭が交差する輪郭点を検出し、前記造影剤の通過後の前記検査ラインにおける前記輪郭点の位置の変化に基づいて診断支援情報を生成する診断画像処理方法。
【請求項４】
前記診断支援情報は、前記輪郭点の位置の時間変化を表した画像であることを特徴とする請求項３に記載の診断画像処理方法。
【請求項５】
前記診断支援情報は、前記輪郭点の位置の変化率が予め設定された閾値より大きい部位の近傍に病変が有ると判定し、前記画像の対応する部位に病変を示す識別マークを表示した画像であることを特徴とする請求項３に記載の診断画像処理方法。
【請求項６】
前記診断支援情報は、前記検査ラインにおける前記体腔の左右一対の前記輪郭点の位置の変化パターンを対比した情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の診断画像処理方法。
【請求項７】
前記診断支援情報は、前記輪郭点の位置の変化パターンが相違するとき、その相違する部位に病変が有ると判定した情報を含むことを特徴とする請求項６に記載の診断画像処理方法。
【請求項８】
造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位を連続的に撮像した複数の画像を記録する画像記録部と、該画像を表示する画像表示部と、前記記録部に記録された複数の画像を順次読み出して前記体腔の輪郭を検出する輪郭検出部と、前記体腔を横切って設定された検査ラインと前記体腔の輪郭が交差する輪郭点を検出する輪郭点検出部と、前記造影剤の通過後の前記輪郭点の位置の変化を求める輪郭点位置変化算出部と、算出された位置の変化に基づいて診断支援情報を生成する診断支援情報生成部とを備えてなる画像診断装置。
【請求項９】
前記診断支援情報生成部は、前記輪郭点の位置の変化率を求め、求めた位置変化率が予め設定された閾値より大きい部位の近傍に病変が有ると判定した診断支援情報を生成することを特徴とする請求項８に記載の画像診断装置。
【請求項１０】
前記診断支援情報生成部は、前記体腔が閉じるときの前記輪郭点の位置変化率が予め設定された閾値より大きい部位の近傍に病変が有ると判定し、前記画像の対応する部位に病変を示す識別マークを表示した画像であることを特徴とする請求項９に記載の画像診断装置。
【請求項１１】
造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像した画像を記憶部に記憶させる処理と、該記憶部に記憶された画像を読み出して画像表示部に表示させる処理と、該画像表示部に表示される画像上に前記体腔を横切る検査ラインを設定する処理と、前記検査ラインと前記体腔の輪郭が交差する輪郭点を検出する処理と、前記造影剤の通過後の前記輪郭点の位置変化を求める処理と、算出された位置変化に基づいて診断支援情報を生成する処理とを含んでなる診断画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断画像処理方法に係り、特に、病変部の診断に好適な診断支援情報を提供する診断画像処理方法、画像診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ 装置やＭＲＩ装置等の画像診断装置は、被検体の所望部位の断層像や３次元の画像を撮像し、その画像を観察して病変部の診断を行うために用いられる。この画像診断は、専門医が画像を観察して主観的な判断基準によって、生体組織の異常部位を認識することにより行われる。しかしながら、異常部位の情報が周辺組織の情報に埋もれたり、診断画像に係る臨床データの不足、あるいは専門医の熟練度によっては、必ずしも診断を的確に行えない場合が生ずる。
【０００３】
そこで、異常部位の見落としを防ぐために、コンピュータによる診断支援方法が種々考案されている。例えば、特許文献1には、胸部Ｘ線ＣＴ像における癌の病変を早期に発見するため、病変部に及ぼす周辺組織のカモフラージュ効果を抑制した特徴画像に基づいて、病変部の形状や大きさを計測して診断支援情報を提供することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許２６３８６３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、Ｘ線ＣＴにおいて造影剤のバリュームを用いて癌などを診断する場合の自動診断については考慮されていない。
【０００６】
すなわち、バリュームが充満した部分に病変があった場合は、病変が明瞭に描出されないことがある。また、食道等のような体腔等の場合は、バリュームが比較的短時間で流れてしまうために、Ｘ線の透視画像によって病変を認識することが難しいという問題がある。特に、大きな病変や厚みの厚い病変などのように、Ｘ線吸収が大きい部位は良く描画されるが、小さな病変やスキルスと称される薄く広がった病変は認識しにくいという問題がある。
【０００７】
本発明は、造影剤が通流される体腔部の病変の診断に好適な診断支援情報を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、病変の診断に好適な診断支援情報を提供する本発明の診断画像処理方法の原理について説明する。通常は閉じている食道等の体腔は、造影剤の流通によって押し広げられ、造影剤が通過すると元のように閉じる。ところが、造影剤層の後流側には、造影剤とともに取り込まれた空気層が存在するから、その空気層によって体腔が閉じるのが遅れる。ここで、空気層の部分の体腔部に病変があると、その病変の組織の硬さや大きさの影響を受けて、その部位の体腔の閉じ方が正常な部位と異なる。しかも、空気層の部分の体腔粘膜の閉じ方は、小さな病変やスキルスと称される薄く広がった病変であっても影響を受ける。さらに、造影剤通過直後は、体腔粘膜に造影剤が付着しているから、体腔粘膜のＸ線画像を明瞭に描画させることができる。本発明は、これらの知見に基づいて、次に述べる診断画像処理方法、画像診断装置及び画像診断プログラムを提案するものである。
【０００９】
本発明の診断画像処理方法の第１の態様は、造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像し、該撮像した画像に基づいて前記造影剤の通流によって変化する前記体腔の輪郭を検出し、前記体腔の輪郭の変化に基づいて診断支援情報を生成することを特徴とする。この場合において、体腔の輪郭は、画像の輝度が急激に変化する部位を検出することによって検出できる。また、診断支援情報は、造影剤の通過後の体腔の輪郭の変化であることが好ましい。また、前記診断支援情報は、体腔の輪郭の時間変化を表した画像とすることが好ましい。
【００１０】
例えば、食道は弾力に富んだ粘膜で形成され、癌等の病変部は粘膜よりも硬いから、造影剤の通過後の食道が閉じる際に、他の部位に比べて不自然な閉じ方を示す部位、つまり閉じる速度が遅かったり、閉じる速度の変化が滑らかではない部位を見つけることにより、癌等の病変の有無を診断することができる。
【００１１】
本発明の診断画像処理方法の第２の態様は、造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像した画像に基づいて、前記体腔の輪郭を検出するとともに前記体腔を横切って設定された検査ラインと前記輪郭が交差する輪郭点を検出し、前記造影剤の通過後の前記検査ラインにおける前記輪郭点の位置の変化に基づいて診断支援情報を生成することを特徴とする。
【００１２】
この場合において、診断支援情報は、輪郭点の位置及び位置変化を表した画像とすることができる。つまり、検出した輪郭点の位置に周辺とは輝度の異なるマーク（例えば、点）を表示し、輪郭点の位置の動きに合わせてそのマークの位置変化を軌跡として表示する。これにより、造影剤に続いて通過する空気層による体腔の輪郭の変化を容易に認識できるから、小さな病変やスキルスと称される薄く広がった病変を認識することができる。
【００１３】
また、空気層による体腔の輪郭の変化を定量的に算出した診断支援情報を提供することにより、専門医の的確な診断に資することができる。定量的な診断支援情報としては、例えば、輪郭点の位置変化率がある。また、輪郭点の位置変化率が予め設定された閾値より大きい部位の近傍に病変が有ると判定した診断支援情報を生成することができる。特に、空気層の終端で体腔が閉じるときの輪郭点の位置変化率が予め設定された閾値より大きい部位の近傍に病変が有ると判定した診断支援情報を生成することができる。さらに、検査ラインと体腔が交差する左右の一対の輪郭点の位置変化（時間変化）のパターンを対比した診断支援情報を生成することができる。さらに、輪郭点の位置変化のパターンが相違するとき、その相違する部位に病変が有ると判定した情報を含むことができる。
【００１４】
また、本発明の診断画像処理方法を実施する画像診断装置は、造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位を連続的に撮像した複数の画像を記録する画像記録部と、該画像を表示する画像表示部と、前記記録部に記録された複数の画像を順次読み出して前記体腔の輪郭を検出する輪郭検出部と、前記体腔を横切って設定された検査ラインと前記体腔の輪郭が交差する輪郭点を検出する輪郭点検出部と、前記造影剤の通過後の前記輪郭点の位置変化を求める輪郭点位置変化算出部と、算出された位置変化に基づいて診断支援情報を生成する診断支援情報生成部とを備えて構成することができる。
【００１５】
また、本発明の診断画像処理方法を実施するプログラムは、造影剤が流通される被検体の体腔を含む部位の画像を連続的に撮像した画像を記憶部に記憶させる処理と、該記憶部に記憶された画像を読み出して画像表示部に表示させる処理と、該画像表示部に表示される画像上に前記体腔を横切る検査ラインを設定する処理と、前記検査ラインと前記体腔の輪郭が交差する輪郭点の位置を検出する処理と、前記造影剤の通過後の前記輪郭点の位置変化を求める処理と、算出された位置変化に基づいて診断支援情報を生成する処理とを含んで構成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、造影剤が通流される体腔部の病変の診断に好適な診断支援情報を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１に、本発明の診断画像処理方法の一実施形態の処理手順のフローチャートを示す。図2に、本発明の診断画像処理方法を実施する一実施形態の画像診断装置のブロック構成図を示す。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態は、本発明の診断画像処理方法をＸ線ＣＴ装置により実施するものである。図示していないＸ線ＣＴ装置により、造影剤のバリュームが流通される被検体の体腔を含む部位を連続的に撮像するようになっている。Ｘ線ＣＴ装置により連続的に撮像された体腔を含む複数の断層画像は、画像収集部1により収集されて画像記録部２に格納されるとともに、画像記録部２から読み出された断層画像は画像表示部３に表示されるようになっている。また、画像記録部２に格納された複数の断層画像は、輪郭検出部４に順次取り込まれて体腔の輪郭が検出される。輪郭検出部４により検出された体腔の輪郭データは、輪郭点位置変化算出部５に取り込まれ、ここにおいて体腔の輪郭と設定された検査ラインとの交差点を輪郭点として検出するとともに、バリュームの通過によって移動する輪郭点の位置変化量を算出するようになっている。診断支援情報生成部６は、輪郭点位置変化算出部５により算出された輪郭点の位置変化量に基づいて診断支援情報を生成するようになっている。また、画像表示部３は、輪郭点位置変化算出部５によって検出された輪郭点の位置変化の軌跡を画像化して表示するとともに、診断支援情報生成部６によれ生成された診断支援情報を画像化して表示するようになっている。つまり、後述するように、輪郭点の位置変化が異常な部位を検出し、その部位に病変があると判定して画像表示部３にその病変部を表示するようになっている。
【００１９】
このように構成される画像診断装置の動作を、図１に示したフローチャートに沿って説明する。一例として、図３に示す被検体の体腔の一つである食道１１にバリューム１２を流通し、これにより変化する食道の断層画像を連続的に撮像して診断する場合を説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、食道１１をバリューム１２が流れている状態における食道１１の輪郭の変化を示している。食道１１は、通常は閉じているが、バリューム１２が流通することによって広げられ、バリューム１２が通過すると元のように閉じる。そして、バリューム１２は時間経過とともに、図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に流下して胃の方へ流れていく。一方、バリューム１２の後流側には、バリューム１２と共に取り込まれた空気層１３が存在し、空気層１３によって食道１１が閉じるのが遅れるが、この空気層１３に対応する食道１１の輪郭も時間経過とともに下降していく。
【００２０】
このようにバリューム１２が流通される食道１１を含む部位が、所定の時間間隔Δｔごとに連続的に撮像され、その動画像が画像記録部２に記録される。輪郭検出部４は、画像記録部２から時刻ｔ＝ｎに撮像された動画像の一つの画像データ（ｎ）を取込み（Ｓ１）、食道の輪郭を検出する。この輪郭は、画像の輝度が急激に変化する部位を検出することによって行う。つまり、バリューム１２はＸ線を吸収するから輝度が低いのに対し、空気層１３はＸ線の吸収が少ないから輝度が高い画像になる。また、バリューム１２の通過直後は、食道１１の粘膜にバリュームが付着しているから、粘膜のＸ線画像が明瞭に描画されるので、食道１１の輪郭を容易に検出できる。図４に、空気層１３の画像部分を重ね合わせて、移動の様子を表す。
【００２１】
次いで、輪郭点位置変化算出部５において、図４に示すように、食道１１に略直交する複数の検査ラインｍ（ここで、ｍは自然数とする。）を適宜間隔で設定する（Ｓ３）。この設定は、画像表示部３に表示された画像上で設定することができるが、予め等間隔で自動設定するようにすることが好ましい。このように設定された一つの検査ラインｍと、輪郭検出部４により検出された食道１１の空気層１３の左右の輪郭との一対の交差点を輪郭点（ＰｎＲ、ＰｎＬ）として検出する（Ｓ３）。そして、検出した左右の輪郭点（ＰｎＲ、ＰｎＬ）の検査ラインｍ上の位置Ｘｎ（ＸｎＲ、ＸｎＬ）を求めて、輪郭点画像を生成して画像表示部３に表示する（Ｓ４）。
【００２２】
次いで、Δｔ前の画像データ（ｎ−１）の輪郭点（Ｐ（ｎ−１）Ｒ、Ｐ（ｎ−１）Ｌ）の位置Ｘ（ｎ−１）（Ｘ（ｎ−１）Ｒ、Ｘ（ｎ−１）Ｌ）との差、つまり位置変化量ΔＸｎ＝Ｘｎ―Ｘ（ｎ−１）を求める（Ｓ５）。そして、求めたΔＸｎの変化率、つまり画像データｎと画像データ（ｎ−１）との時間間隔ΔｔでΔＸｎを割ったΔＸｎ／Δｔの値が、予め設定した閾値εを超えているか否かを判定する（Ｓ６）。ΔＸｎ／Δｔ＞εの場合は、その輪郭点ＰｎＲ又はＰｎＬの近傍に病変が有ると判定し、図６に示すように、その輪郭点Ｐｎの位置に病変マーカ１５を表示する（Ｓ７）。
【００２３】
このようなＳ１〜Ｓ７の処理を、空気層１３が検査ラインｍを設定長さ以上通過するまで、動画像の画像データｎをインクリメントして、繰り返し行う（Ｓ８）。その結果、図５に示すように、検査ラインｍを通過する輪郭点ＰｎＲ、ＰｎＬの軌跡を表した画像が画像表示部３に表示される。なお、図５では、検査ラインｍにおける時間ｔ＝ｎから、時間の経過と共にｔ＝ｎ＋1、ｎ+2・・・の輪郭点ＰｎＲ、ＰｎＬの軌跡を示しており、ｔ＝ｎ＋１１の時点で食道は閉じることになる。同図の輪郭点ＰｎＲ、ＰｎＬの軌跡は病変がない場合を示しており、食道１１がスムーズに閉じている。
【００２４】
ここで、空気層１３の部分の食道１１の輪郭である粘膜の閉じ方は、小さな病変やスキルスと称される薄く広がった病変であっても、その組織の硬さや大きさの影響を受け、その部位の食道１１の閉じ方が正常な部位と異なって現れる。つまり、弾力に富んだ粘膜で形成された食道に癌等の病変部があれば、バリュームの通過して食道が閉じる際に、他の部位に比べて不自然な閉じ方を示すことになる。例えば、閉じる速度が遅かったり、閉じる速度の変化が滑らかではない部位が発生するから、このような不自然な閉じ方を示す部位を見つけることにより、診断を的確に行うことができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態によれば、バリュームの通過後の食道１３の検査ラインｍにおける輪郭の時間変化を表した画像を画像表示部３に表示していることから、例えば、食道１３の左右の輪郭の変化パターンを対比し、その変化パターンに左右で違いがあれば、容易に病変の存在を認識することができる。その一例を図７に示す。図７は、同一位置の検査ラインｍにおいて、ｔ＝ｎ〜ｔ＝ｎ＋１４の時間に検出された左右の輪郭点ＰｎＬ、ＰｎＲの位置変化を表す軌跡を示している。図において、●印で示した輪郭点ＰｎＬ、ＰｎＲは病変がない場合の軌跡を示し、○印で示した輪郭点ＰｎＬ、ＰｎＲは病変がある部位を示している。図において、○印で示した病変が有る部位は、●印で示した病変の無い部分に比べて硬いため、閉じるのが遅れることが現れている。したがって、ｔ＝ｎ＋７からｔ＝ｎ＋８の輪郭点ＰｎＬの位置変化率が、他の部分に比べて急激に大きく変化していることから、特異点となり病変の検出が可能となる。図示例の場合、ｔ＝ｎ＋４からｔ＝ｎ＋７までの輪郭点ＰｎＬの位置変化率が、逆に小さくなっている。つまり、硬い部分から柔らかい部分に移る部位で、輪郭点ＰｎＬの位置変化が急激に大きくなるから、視認できなかった病変の検出が可能となる。
【００２６】
特に、予め設定された閾値εを越えた部位を検出すれば、病変を客観的に検出できる。また、閾値との比較をしないで、図７において、左右の輪郭点ＰｎＬ、ＰｎＲの変化パターンを対比して、違いがあればその違いがある部位に病変が有ると判定することもできる。なお、病変が有ると判定した場合は、図６に示すように、病変マーカ１５を食道部位の断層画像に表示して、位置を明示することにより診断を支援することができる。
【００２７】
また、通常は、食道を通過したバリュームを用いて胃の検査を引き続き行うことから、バリュームの量も限られ、かつバリュームは時間と共に硬化するため短時間にて食道検査を終える必要がある。この点、本実施形態によれば、バリュームの通過後の空気層の部分で検査することができるから、少量のバリュームの通過時間内に食道検査を終えることができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、食道における病変の自動検出を実現して、診断をサポートすることができ、見落としを減らすことが可能となる。
（実施形態２）
図８に、本発明の他の診断画像処理方法を実施する一実施形態の画像診断装置の構成図を示す。本実施形態が図２の実施形態と相違する点は、輪郭検出部４と輪郭点位置変化算出部５との間に、軸検出部７を設けたことにある。その他の点は、図２と同一であることから同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施形態の軸検出部７について、図９を参照して説明する。一般に、食道は立ったままでの姿勢で、透視撮影を行うので概ね食道は垂直である。しかし、個人差や首の傾斜などにより斜めになることがありから、その場合は食道の中心軸に垂直に検査ラインｍを設定することにより、病変検出の機能が改善される。
【００３０】
そこで、本実施形態の軸検出部７により食道１１の中心軸を検出し、輪郭点位置変化算出部５は、図９に示すように中心軸に直交するように検査ラインｍ’を設定するようにしている。ここで、軸検出部７は、図５に示した左右の輪郭点ＰｎＬ、ＰｎＲの中間点の軌跡をｔ＝ｎごとにプロットして、その軌跡の向きを求めて、食道１１の中心軸を求める。
【００３１】
以上の各実施形態では、食道の診断に適用した例を説明したが、本発明は食道に限らず、造影剤を用いて検査する体腔であれば、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の診断画像処理方法の一実施形態の処理手順のフローチャートを示す。
【図２】本発明の診断画像処理方法を実施する一実施形態の画像診断装置のブロック構成図を示す。
【図３】バリュームが食道を通過する状態の説明図である。
【図４】検査ラインの設定法を説明する図である。
【図５】一つの検査ラインにおける左右の輪郭点の時間の経過に伴う位置変化の軌跡を示す図である。
【図６】検出した病変の画像表示の一例を示す図である。
【図７】病変の有無によって一つの検査ラインにおける左右の輪郭点の時間の経過に伴う位置変化の軌跡が異なる一例を示す図である。
【図８】本発明の診断画像処理方法を実施する他の実施形態の画像診断装置のブロック構成図を示す。
【図９】軸検出の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
２  画像記録部
３  画像表示部
４  輪郭検出部
５  輪郭点位置変化算出部
６  診断支援情報生成部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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