(57)【要約】【課題】  腹部の複数の医用画像に対する筋領域の抽出処理を高速化する医用画像診断支援装置及び医用画像診断支援方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の医用画像診断支援装置は、複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する画像取得部と、前記腹部断層画像上で筋領域を抽出する筋領域抽出部と、複数の腹部透視画像を用いて複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する基準断面選択部と、前記基準断面上で前記筋領域抽出部によって抽出された筋領域と前記腹部透視画像から抽出される複数の椎体領域とを用いて前記基準断面以外の腹部断層画像での抽出範囲を設定する抽出範囲設定部と、を備え、前記筋領域抽出部は、前記基準断面以外の腹部断層画像では前記抽出範囲の中で筋領域を抽出することを特徴とする。【選択図】          図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する画像取得部と、
前記腹部断層画像上で筋領域を抽出する筋領域抽出部と、
複数の腹部透視画像を用いて複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する基準断面選択部と、
前記基準断面上で前記筋領域抽出部によって抽出された筋領域と前記腹部透視画像から抽出される複数の椎体領域とを用いて前記基準断面以外の腹部断層画像での抽出範囲を設定する抽出範囲設定部と、を備え、
前記筋領域抽出部は、前記基準断面以外の腹部断層画像では前記抽出範囲の中で筋領域を抽出することを特徴とする医用画像診断支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医用画像診断支援装置において、
前記筋領域は大腰筋領域であって、
前記抽出範囲設定部は、前記複数の椎体領域の中から抽出される第１２胸椎の位置に基づいて設定される頂点と、前記基準断面上の大腰筋領域に基づいて設定される底面とを用いて円錐を設定し、前記基準断面以外の腹部断層画像による前記円錐の切断面に基づいて前記抽出範囲を設定することを特徴とする医用画像診断支援装置。
【請求項３】
複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する画像取得ステップと、
前記腹部断層画像上で筋領域を抽出する筋領域抽出ステップと、
複数の腹部透視画像を用いて複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する基準断面選択ステップと、
前記基準断面上で前記筋領域抽出ステップによって抽出された筋領域と前記腹部透視画像から抽出される複数の椎体領域とを用いて前記基準断面以外の腹部断層画像での抽出範囲を設定する抽出範囲設定ステップと、を備え、
前記筋領域抽出ステップは、前記基準断面以外の腹部断層画像では前記抽出範囲の中で筋領域を抽出することを特徴とする医用画像診断支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線CT(Computed Tomography)装置などの医用画像撮影装置で取得された医用画像、特に腹部の断層画像から大腰筋領域や脊柱起立筋領域を高速に抽出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検者のへそ位置を含む腹部の医用画像には大腰筋領域や脊柱起立筋領域が存在する。大腰筋領域の面積は加齢にともない縮小する傾向にあり、所定の面積以下になると被検者は歩行に支障をきたすことがある。そこで医用画像、特にX線CT画像を用いて大腰筋領域の面積を定期的に計測し、大腰筋の衰えを被検者に提示して生活習慣の改善を促す試みがなされている。腹部のX線CT画像には、大腰筋領域に近いCT値を呈している領域が多いため、CT値に対する閾値処理だけでは大腰筋領域を正確に抽出することが困難である。
【０００３】
特許文献1には、脊柱骨の周りに大腰筋や脊柱起立筋が存在するという解剖学的情報をCT値とともに利用することで大腰筋領域や脊柱起立筋を正確に抽出できる医用画像診断支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第5027485号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献1ではX線CT画像の全域に対して抽出処理を実行するので、大腰筋や脊柱起立筋等の筋領域の体積を計測するために複数のX線CT画像に対して抽出処理をする場合には処理時間が長くなるという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、腹部の複数の医用画像に対する筋領域の抽出処理を高速化する医用画像診断支援装置及び医用画像診断支援方法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】
上記目的を達成するために本発明は、例えば大腰筋の形状が概ね円錐であることを利用して、抽出処理を実行する領域を限定することを特徴とする。
【０００８】
具体的には、本発明の医用画像診断支援装置は、複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する画像取得部と、前記腹部断層画像上で筋領域を抽出する筋領域抽出部と、複数の腹部透視画像を用いて複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する基準断面選択部と、前記基準断面上で前記筋領域抽出部によって抽出された筋領域と前記腹部透視画像から抽出される複数の椎体領域とを用いて前記基準断面以外の腹部断層画像での抽出範囲を設定する抽出範囲設定部と、を備え、前記筋領域抽出部は、前記基準断面以外の腹部断層画像では前記抽出範囲の中で筋領域を抽出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の医用画像診断支援方法は、複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する画像取得ステップと、前記腹部断層画像上で筋領域を抽出する筋領域抽出ステップと、複数の腹部透視画像を用いて複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する基準断面選択ステップと、前記基準断面上で前記筋領域抽出ステップによって抽出された筋領域と前記腹部透視画像から抽出される複数の椎体領域とを用いて前記基準断面以外の腹部断層画像での抽出範囲を設定する抽出範囲設定ステップと、を備え、前記筋領域抽出ステップは、前記基準断面以外の腹部断層画像では前記抽出範囲の中で筋領域を抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、腹部の複数の医用画像に対する大腰筋領域の抽出処理を高速化する医用画像診断支援装置及び医用画像診断支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の医用画像診断支援装置のハードウェア構成を示す図
【図２】第一の実施形態の機能ブロック図
【図３】第一の実施形態の処理の流れを示す図
【図４】図3のステップ302の処理の流れを示す図
【図５】図3のステップ304の処理の流れを示す図
【図６】大腰筋領域を覆う円錐66を示す図
【図７】脊柱起立筋領域を覆う円錐台70を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[第一の実施形態]
以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像診断支援装置及び医用画像診断支援方法の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１３】
図1は医用画像診断支援装置1のハードウェア構成を示す図である。医用画像診断支援装置1は、CPU(Central Processing Unit)2、主メモリ3、記憶装置4、表示メモリ5、表示装置6、マウス8に接続されたコントローラ7、キーボード9、ネットワークアダプタ10がシステムバス11によって信号送受可能に接続されて構成される。医用画像診断支援装置1は、ネットワーク12を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14と信号送受可能に接続される。ここで、「信号送受可能に」とは、電気的、光学的に有線、無線を問わずに、相互にあるいは一方から他方へ信号送受可能な状態を示す。
【００１４】
CPU2は、各構成要素の動作を制御する装置である。CPU2は、記憶装置4に格納されるプログラムやプログラム実行に必要なデータを主メモリ3にロードして実行する。記憶装置4は、CPU2が実行するプログラムやプログラム実行に必要なデータを格納する装置であり、具体的にはハードディスク等である。各種データはLAN（Local Area Network）等のネットワーク12を介して送受信される。主メモリ3は、CPU2が実行するプログラムや演算処理の途中経過を記憶するものである。
【００１５】
表示メモリ5は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)等の表示装置6に表示するための表示データを一時格納するものである。マウス8やキーボード9は、操作者が医用画像診断支援装置1に対して操作指示を行う操作デバイスである。マウス8はトラックパッドやトラックボールなどの他のポインティングデバイスであっても良い。コントローラ7は、マウス8の状態を検出して、表示装置6上のマウスポインタの位置を取得し、取得した位置情報等をCPU2へ出力するものである。ネットワークアダプタ10は、医用画像診断支援装置1をLAN、電話回線、インターネット等のネットワーク12に接続するためのものである。
【００１６】
医用画像撮影装置13は、被検者の断層画像等の医用画像を取得する装置である。医用画像撮影装置13は、例えば、MRI装置やX線CT装置、超音波診断装置、シンチレーションカメラ装置、PET装置、SPECT装置など、である。医用画像データベース14は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像を記憶するデータベースシステムである。
【００１７】
図2を用いて本実施形態の要部について説明する。なおこれらの要部は専用のハードウェアで構成しても良いし、CPU2上で動作するソフトウェアで構成しても良い。ここではソフトウェアで構成した場合について説明する。
【００１８】
本実施形態は、画像取得部21と基準断面選択部22、筋領域抽出部23、抽出範囲設定部24を備える。また、記憶装置4には、被検者の腹部断層画像とスキャノグラム像が記憶される。スキャノグラム像とは、腹部断層画像の撮影に先立って取得される位置決め画像であり、腹部透視画像である。スキャノグラム像は被検者の前後方向と左右方向の2方向から取得されることが望ましい。前後方向と左右方向のスキャノグラム像はそれぞれスキャノグラム(PA)像、スキャノグラム(LAT)像とも呼ばれる。以下、各構成部について説明する。
【００１９】
画像取得部21は、複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する。腹部断層画像やスキャノグラム像は記憶装置4から取得されても良いし、ネットワークアダプタ10を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14から取得されても良い。
【００２０】
基準断面選択部22は、複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する。基準断面は筋領域の抽出が容易な断面、例えば大腰筋領域の面積が大きい断面が好ましい。または大腰筋領域の面積の計測に多くの実績がある断面、例えば第4腰椎を含む断面であることが好ましい。基準断面の選択には腹部に含まれる椎体の位置が利用され、例えば第4腰椎の位置が利用される。椎体の位置はスキャノグラム像を利用することにより取得される。
【００２１】
筋領域抽出部23は、各腹部断層画像の上で大腰筋等の筋領域を抽出する。筋領域の抽出には特許文献1に開示される手法、すなわちCT値を用いた閾値処理と、脊柱骨の周りに大腰筋が存在するという解剖学的情報を利用した処理が実行される。
【００２２】
抽出範囲設定部24は、複数の腹部断層画像に対して、筋領域抽出部23が筋領域の抽出処理を実行する範囲である抽出範囲を設定する。抽出範囲が腹部断層画像の全域よりも狭い範囲に適切に限定されることにより、筋領域抽出部23の処理時間が短くなり、筋領域の抽出処理の高速化が図れる。
【００２３】
図3を用いて、以上の構成部を備える医用画像診断支援装置1が実行する処理の流れの例として、大腰筋領域を抽出する場合について説明する。
【００２４】
(ステップ301)
画像取得部21は、記憶装置4または医用画像撮影装置13、医用画像データベース14から複数の腹部透視画像と複数の腹部断層画像とを取得する。取得される画像の指定は、被検者のID番号の入力による。
【００２５】
(ステップ302) 
基準断面選択部22は、ステップ301で取得された腹部透視画像を用いて、複数の腹部断層画像の中から基準断面を選択する。ここでは第4腰椎を含む断面を基準断面として選択する例について説明する。
【００２６】
図4は基準断面の選択に用いる第4腰椎を設定するための処理の流れを示す図である。以下、図4の各ステップについて説明する。
【００２７】
(ステップ401)
基準断面選択部22は、スキャノグラム(PA)像から骨盤領域を以下の手順に従って設定する。
【００２８】
まず、スキャノグラム(PA)像に対して閾値処理を実施し、骨領域を抽出する。閾値処理に使用する閾値は計算対象領域が明確に分離するように最適な値を予め設定しておくか、スキャノグラム像のCT値範囲内における最多頻度を示すCT値を中央値として、谷にとなる下限・上限値を探索し、閾値を自動設定してもよい。
【００２９】
抽出された骨領域に対しては、微小連結領域の削除や無数の細かな穴を埋める穴埋め処理、縮小処理といった補正処理を実行しても良い。これらの補正処理の実行により正確に骨盤領域を設定できる。
【００３０】
そして、閾値処理後もしくは補正処理後の骨領域の中で面積が最も大きくかつ横幅が最も広い領域を骨盤領域として設定する。
【００３１】
(ステップ402)
基準断面選択部22は、スキャノグラム(LAT)像から椎体領域を以下の手順に従って設定する。
【００３２】
まず、スキャノグラム(LAT)像に対して閾値処理を実施し、骨領域を抽出する。閾値処理に使用する閾値はステップ401と同様に設定してもよい。また抽出された骨領域に対して、ステップ401と同様の補正処理を実行しても良い。
【００３３】
次に閾値処理後もしくは補正処理後の骨領域に対して、ステップ401で設定された骨盤領域の中点を基点として、被検者の体軸方向にプロファイル解析を行う。解析の結果、プロファイルの形状で落ち込んでいる部分を椎間板領域として設定し、椎間板が椎体に挟まれていることを利用して各椎間板領域の間に各椎体領域を設定する。
【００３４】
(ステップ403)
基準断面選択部22は、複数の椎体領域の中から第4腰椎を以下のように設定する。
【００３５】
まず、ステップ402で設定された各椎体領域の重心を算出し、各重心を結ぶ。
【００３６】
スキャノグラム(LAT)像上では複数の椎体が湾曲しながら体軸方向に連なって写し出され、第4腰椎は腹側に近くなる傾向があるので、結ばれた重心の中で最も腹側に位置する重心を抽出し、その重心を有する椎体を第4腰椎として設定する。
【００３７】
さらに、第4腰椎を基準として頭側に向かって連なる各椎体を順次、第3腰椎、第2腰椎、第1腰椎、第12胸椎として設定する。
【００３８】
(ステップ303) 
筋領域抽出部23は、ステップ302で設定された基準断面上で、大腰筋領域を抽出する。本ステップでは特許文献1に開示される手法、すなわちCT値を用いた閾値処理と、脊柱骨の周りに大腰筋が存在するという解剖学的情報を利用した処理が実行される。
【００３９】
(ステップ304) 
抽出範囲設定部24は、前記基準断面以外の各腹部断層画像に対して抽出範囲を設定する。腹部断層画像の全域よりも狭い範囲を抽出範囲として設定することにより、筋領域抽出部23が処理対象とする範囲が小さくなるので、処理時間が短くなり、大腰筋領域の抽出処理の高速化が図れる。ここでは大腰筋の形状が概ね円錐であることを利用して抽出範囲を設定する例について説明する。
【００４０】
図5は、大腰筋領域を覆うように設定される円錐を用いて抽出範囲を設定する処理の流れを示す図である。以下、図5の各ステップについて説明する。
【００４１】
(ステップ501)
抽出範囲設定部24は、円錐の底面を以下のように設定する。
【００４２】
まず、ステップ303で抽出された大腰筋領域、すなわち基準断面での大腰筋領域に外接する円を算出する。そして、算出された円を円錐の底面として設定する。なお基準断面での大腰筋領域に外接する円の代わりに楕円を算出し、楕円を底面としても良い。また外接する円の代わりに、外接する円よりも径の大きい円を設定し、これを底面としても良い。
【００４３】
(ステップ502)
抽出範囲設定部24は、円錐の頂点を以下のように設定する。
【００４４】
まず、ステップ403で設定された第12胸椎の中心位置を算出する。次に、第12胸椎の中心位置を通り腹部断面画像と平行な断面を設定する。さらに、ステップ501で設定された底面の重心から垂線を延ばして、先の断面との交点を算出する。そして、算出された交点を円錐の頂点として設定する。
【００４５】
(ステップ503)
抽出範囲設定部24は、ステップ501で設定された底面とステップ502で設定された頂点を用いて円錐を設定する。円錐の設定は左右の大腰筋の両方に対して行われる。設定された円錐の例を図6に示す。図6では第12胸椎60及び第1腰椎61、第2腰椎62、第3腰椎63、第4腰椎64、第5腰椎65がそれぞれ円柱で簡略化して示されており、大腰筋領域を覆う円錐66が脊柱骨の左右に示されている。なおGは円錐66の底面の重心であり、重心Gから円錐の頂点に向かって垂線が延びている。
【００４６】
そして各腹部断層画像による円錐の切断面を算出し、この切断面を抽出範囲として設定する。
【００４７】
(ステップ305) 
筋領域抽出部23は、基準断面以外の腹部断層画像に対して、ステップ304で設定された抽出範囲の中で大腰筋領域を抽出する。本ステップでは抽出範囲が限定されているので、閾値処理による抽出処理だけで大腰筋領域を抽出できる。
【００４８】
(ステップ306) 
CPU2は、ステップ303及びステップ305で抽出された大腰筋領域を表示装置6に表示させる。また複数の腹部断層画像上で抽出された各大腰筋領域に基づいて算出される大腰筋領域の体積を表示装置6に表示させても良い。
【００４９】
以上の処理の流れを医用画像診断支援装置1が実行するにより、複数の腹部断層画像に対する筋領域の抽出処理において、処理対象の範囲が限定されるので、筋領域の抽出処理の高速化が可能となる。
【００５０】
脊柱骨の周辺には大腰筋以外に脊柱起立筋が存在する。脊柱起立筋の形状は概ね円錐台であり頭側の底面の径のほうが大きいという特徴があるので、脊柱起立筋に対しても大腰筋と同様に抽出範囲を限定することにより抽出処理の高速化を図ることができる。
【００５１】
図7に、脊柱起立筋を覆うように設定された円錐台70の例を示す。円錐台70は次のように設定される。
【００５２】
まず第4腰椎を含む基準断面上で脊柱起立筋領域を抽出し、抽出された脊柱起立筋領域に外接する円を一方の底面として設定する。次に一方の底面として設定された円よりも径の大きい円を第12胸椎の中心位置を通る断面上で設定し、これを他方の底面とする。そして、一方の底面と他方の底面とを用いて円錐台70が設定される。
【００５３】
本発明の医用画像診断支援装置は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００５４】
1  医用画像配信装置、2  CPU、3  主メモリ、4  記憶装置、5  表示メモリ、6  表示装置、7  コントローラ、8  マウス、9  キーボード、10  ネットワークアダプタ、11  システムバス、12  ネットワーク、13  医用画像撮影装置、14  医用画像データベース、21  画像取得部、22  基準断面選択部、23  大腰筋領域抽出部、24  抽出範囲設定部、60  第12胸椎、61  第1腰椎、62  第2腰椎、63  第3腰椎、64  第4腰椎、65  第5腰椎、66  大腰筋領域を覆う円錐、70  脊柱起立筋を覆う円錐
【図１】
2016104077.tif 000003
【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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