(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正装置であって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定手段と、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示手段と、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定手段と、
前記指定点を通るように前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正手段と、を備え、
前記修正手段は、
前記推定輪郭を構成する輪郭点及び前記指定点を両端に有する経路のエネルギーを、前記医用画像の画素値に基づいて前記輪郭点ごとに算出し、
前記輪郭点のうち何れかを基準点として、前記基準点の時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記推定輪郭と前記修正輪郭との分岐点である分岐輪郭点として特定し、
前記基準点の反時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として特定し、
２つの前記分岐輪郭点と前記指定点とをそれぞれ結ぶ前記経路を含むように、前記修正輪郭を決定する輪郭修正装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記修正輪郭が決定された後に、前記推定画像として、前記医用画像に前記修正輪郭を重畳した画像を含むように前記修正画面を更新する、請求項１に記載の輪郭修正装置。
【請求項３】
前記修正手段は、前記基準点から前記推定輪郭の半周未満の算出範囲に存在する複数の前記輪郭点について、前記経路の前記エネルギーを算出し、時計回り方向及び反時計回り方向それぞれの前記算出範囲内で前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として決定する、請求項１又は請求項２に記載の輪郭修正装置。
【請求項４】
前記修正手段は、前記基準点から順に、時計回り方向及び反時計回り方向にそれぞれ算出対象の前記輪郭点を変更しながら前記経路の前記エネルギーの算出を繰り返し、前記経路の一部が前記推定輪郭と重複すると判断した場合に、前記エネルギーの算出の繰り返しを終了し、前記基準点の時計回り方向及び反時計回り方向のそれぞれについて、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として決定する、請求項１又は請求項２に記載の輪郭修正装置。
【請求項５】
前記修正手段は、前記経路に沿った前記医用画像の画素値の変化量に基づいて、前記エネルギーを計算する、請求項１から請求項４の何れかに記載の輪郭修正装置。
【請求項６】
前記医用画像における適切な特定輪郭を正解として学習することにより作成されたモデルを記憶する記憶手段を更に備え、
前記推定手段は、前記モデルに基づいて前記推定輪郭を決定する、請求項１から請求項５の何れかに記載の輪郭修正装置。
【請求項７】
前記修正画面を介したユーザの入力に応じて、表示中の前記推定輪郭又は修正輪郭を特定輪郭として登録する登録手段を更に備え、
前記モデルは、前記登録手段により登録された特定輪郭を、前記医用画像における適切な特定輪郭として追加学習することにより更新される、請求項６に記載の輪郭修正装置。
【請求項８】
自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正プログラムであって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定手段と、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示手段と、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定手段と、
前記指定点を通るように、前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正手段と、としてコンピュータを機能させ、
前記修正手段は、
前記推定輪郭を構成する輪郭点及び前記指定点を両端に有する経路のエネルギーを、前記医用画像の画素値に基づいて前記輪郭点ごとに算出し、
前記輪郭点のうち何れかを基準点として、前記基準点の時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記推定輪郭と前記修正輪郭との分岐点である分岐輪郭点として特定し、
前記基準点の反時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として特定し、
２つの前記分岐輪郭点と前記指定点とをそれぞれ結ぶ前記経路を含むように、前記修正輪郭を決定する輪郭修正プログラム。
【請求項９】
自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正方法であって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定ステップと、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示ステップと、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定ステップと、
前記指定点を通るように前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記修正ステップでは、
前記推定輪郭を構成する輪郭点及び前記指定点を両端に有する経路のエネルギーを、前記医用画像の画素値に基づいて前記輪郭点ごとに算出し、
前記輪郭点のうち何れかを基準点として、前記基準点の時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記推定輪郭と前記修正輪郭との分岐点である分岐輪郭点として特定し、
前記基準点の反時計回り方向に存在する前記輪郭点のうち、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として特定し、
２つの前記分岐輪郭点と前記指定点とをそれぞれ結ぶ前記経路を含むように、前記修正輪郭を決定する輪郭修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像において抽出された輪郭を、ユーザの入力に基づいて修正する、輪郭修正装置、輪郭修正プログラム及び輪郭修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医用画像について、特定部位の領域の自動抽出技術が知られている。しかしながら、コンピュータにより自動抽出された領域と、読影医等のユーザが正しいと判断する領域とがしばしばずれてしまうことがある。このような問題に対しては、一般に、ユーザが手作業で輪郭線を描く等の手法により対処されてきたが、手間と時間がかかるという問題があった。
【０００３】
ユーザの意図を反映した適切な領域抽出を行うための技術としては、例えば特許文献１が知られている。特許文献１には、操作者からの移動指示に応じて移動する不動点を設定し、過去に取得された輪郭データを統計解析した輪郭モデルに基づいて、不動点を通る輪郭を抽出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８１１７７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に記載の技術では、輪郭の抽出時に不動点の指定が必要であり、手間が生じていた。このような背景から、より簡単に、輪郭を自動抽出し、更にユーザの意図に応じた修正を行うための技術が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記の現状に鑑みて、自動抽出された輪郭を、ユーザの意図を反映して容易に修正することができる新規な技術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】
【０００７】
本発明は、自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正装置であって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定手段と、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示手段と、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定手段と、
前記指定点を通るように前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正手段と、を備える。
【０００８】
このような構成とすることで、修正画面によってユーザに推定輪郭及び医用画像を確認させ、指定点の入力によってユーザの意図を反映した修正輪郭を決定することができる。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、前記表示手段は、前記修正輪郭が決定された後に、前記推定画像として、前記医用画像に前記修正輪郭を重畳した画像を含むように前記修正画面を更新する。
このような構成とすることで、修正輪郭について再度の修正が可能となり、より適切にユーザの意図を反映した修正輪郭を決定することができる。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、前記修正手段は、
前記推定輪郭と前記修正輪郭との分岐点である分岐輪郭点を、前記推定輪郭上の点である輪郭点の中から２点特定し、
２つの前記分岐輪郭点を両端に有し前記指定点を通る修正線を含むように、前記修正輪郭を決定する。
このような構成とすることで、輪郭全体を再計算する必要がなくなり、処理負荷の軽減効果が期待できる。また、修正前の輪郭の正しかった部分についても意図せず変更されてしまうような不具合を避ける効果が期待できる。
【００１１】
本発明の好ましい形態では、前記修正手段は、前記輪郭点及び前記指定点を両端に有する経路のエネルギーを、前記医用画像の画素値に基づき前記輪郭点ごとに算出して、前記推定輪郭上の基準点の時計回り方向及び反時計回り方向に存在する前記輪郭点について、それぞれ前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を前記分岐輪郭点として決定する。
このような構成とすることで、医用画像の画素値に基づいて、適切な輪郭を抽出することができる。
【００１２】
本発明の好ましい形態では、前記修正手段は、前記基準点から前記推定輪郭の半周未満の算出範囲に存在する複数の前記輪郭点について、前記経路の前記エネルギーを算出し、時計回り方向及び反時計回り方向それぞれの前記算出範囲内で前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として決定する。
【００１３】
本発明の好ましい形態では、前記修正手段は、前記基準点から順に、時計回り方向及び反時計回り方向にそれぞれ算出対象の前記輪郭点を変更しながら前記経路の前記エネルギーの算出を繰り返し、前記経路の一部が前記推定輪郭と重複すると判断した場合に、前記エネルギーの算出の繰り返しを終了し、前記基準点の時計回り方向及び反時計回り方向のそれぞれについて、前記エネルギーが最小となる前記経路を構成する前記輪郭点を、前記分岐輪郭点として決定する。
【００１４】
本発明の好ましい形態では、前記修正手段は、前記経路に沿った前記医用画像の画素値の変化量に基づいて、前記エネルギーを計算する。
【００１５】
本発明の好ましい形態では、前記医用画像における適切な特定輪郭を正解として学習することにより作成されたモデルを記憶する記憶手段を更に備え、
前記推定手段は、前記モデルに基づいて前記推定輪郭を決定する。
このような構成とすることで、適切な特定輪郭のデータに基づいて、推定手段が適切な推定輪郭を抽出しやすくなる。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記修正画面を介したユーザの入力に応じて、表示中の前記推定輪郭又は修正輪郭を特定輪郭として登録する登録手段を更に備え、
前記モデルは、前記登録手段により登録された特定輪郭を、前記医用画像における適切な特定輪郭として追加学習することにより更新される。
このような構成とすることで、ユーザが適切だと判断した輪郭を更に正解として追加学習し、利用されるにつれて推定輪郭の抽出精度を向上させることができる。
【００１７】
本発明は、自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正プログラムであって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定手段と、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示手段と、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定手段と、
前記指定点を通るように、前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正手段と、としてコンピュータを機能させる。
【００１８】
本発明は、自動抽出された輪郭または領域を修正するための輪郭修正方法であって、
医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、前記医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定ステップと、
前記医用画像及び推定輪郭を表示処理し、前記医用画像に前記推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示ステップと、
前記修正画面に表示された前記推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定ステップと、
前記指定点を通るように前記推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正ステップと、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、自動抽出された輪郭または領域を、ユーザの意図を反映して容易に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の医用画像取得から輪郭修正完了までの処理フローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の表示画面の表示例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正画面の表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正輪郭決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正輪郭決定処理を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正輪郭決定処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正輪郭決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る輪郭修正装置の修正輪郭決定処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて、本発明の輪郭修正装置について説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではなく、様々な構成を採用することもできる。
【００２２】
例えば、本実施形態では輪郭修正装置の構成、動作等について説明するが、同様の構成の方法、コンピュータプログラム等も、同様の作用効果を奏することができる。また、プログラムは、記録媒体に記憶させてもよい。この記録媒体を用いれば、例えばコンピュータにプログラムをインストールすることができる。ここで、プログラムを記憶した記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であっても良い。
【００２３】
本発明は、対象の医用画像について、特定輪郭の抽出を行うための技術である。例えばＣＴやＭＲ等の医用画像について、診断や治療に用いるために特定の臓器や病変部位等の輪郭を抽出することが一般に必要とされている。このような輪郭抽出に際し、本発明では自動的に輪郭を抽出した上で、ユーザが認識する正しい輪郭上の点を指定する簡単な操作により、適切な輪郭に修正することができる。
【００２４】
以下において、特定輪郭とは、医用画像における注目部位の領域の輪郭を指す。また推定輪郭とは、コンピュータが特定輪郭を推定した結果であり、ユーザの入力によって修正される対象となる輪郭を指す。また修正輪郭とは、ユーザの入力に基づいて推定輪郭を修正した結果得られる、修正を反映した輪郭を指す。なお本実施形態では、修正輪郭を更に修正することも可能である。
【００２５】
また指定点とは、ユーザによって指定される、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の点であり、推定輪郭は指定点を通るように修正される。即ち、ユーザが認識する特定輪郭と、推定輪郭と、の間にずれがある部分について、ユーザが正しい特定輪郭上の点を指定点として入力することにより、適切な輪郭に修正される。
【００２６】
また輪郭点とは、修正対象の輪郭を構成する点であり、当該輪郭上の点のことを指す。輪郭点のうち、輪郭修正の際に、修正前後の輪郭の分岐点となる輪郭点のことを更に分岐輪郭点と呼ぶ。
【００２７】
更に本実施形態では、輪郭修正の過程で、輪郭点及び指定点を結ぶ経路のエネルギーを算出する。以下においては、特に２点の分岐輪郭点と指定点とをそれぞれ結ぶ２つの経路をつないだ、２点の分岐輪郭点を両端に有する線を修正線と呼ぶ。修正線は、修正後の輪郭（修正輪郭）のうち、修正前の輪郭（推定輪郭）との相違部分となる。
【００２８】
図１は、本実施形態の輪郭修正装置１の機能構成を示す図である。輪郭修正装置１としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等の補助記憶装置、ネットワークへの接続手段を含む種々の入出力装置等を備えた一般的なコンピュータ装置を利用することができる。
【００２９】
輪郭修正装置１は、表示手段２と、推定手段３と、指定手段４と、修正手段５と、登録手段６と、記憶手段７と、を備える。記憶装置に記憶されたプログラムによって、任意のコンピュータが備える上述のハードウェアがこれらの手段として機能し、本発明に係る輪郭修正装置１を実現することができる。なお各手段はひとつのコンピュータに全て備えられている必要はなく、それぞれの手段を担う複数のコンピュータが協働することによって本発明の輪郭修正装置１として機能してもよい。
【００３０】
表示手段２は、医用画像、推定輪郭、修正輪郭等を表示処理し、医用画像に推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面等の各種の画面を表示させる。
【００３１】
推定手段３は、医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する。本実施形態では、医用画像における適切な特定輪郭を正解（教師データ）として学習することにより事前に作成された推定モデルに基づいて、推定輪郭を決定する。
【００３２】
指定手段４は、修正画面における推定画像を介して、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける。なお指定点は、ひとつの推定輪郭に対して複数受け付けてもよい。
【００３３】
修正手段５は、指定手段４が受け付けた指定点を通るように、推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する。本実施形態では、修正手段５が、輪郭点及び指定点を結ぶ経路の抽出、経路のエネルギー計算、分岐輪郭点の特定等の処理を実行し、修正輪郭を決定する。
【００３４】
登録手段６は、修正画面を介したユーザの入力に応じて、表示中の推定輪郭又は修正輪郭を特定輪郭として登録する。このように登録された「正解」の特定輪郭と、対象の医用画像と、の組み合わせは、推定手段３が推定輪郭の決定に用いる推定モデルにおける追加の教師データとして用いることができる。これにより、輪郭の推定精度向上が見込まれる。また例えばユーザごとに追加学習することにより、ユーザの修正傾向に応じた推定モデルを作成することができ、より各ユーザに適合した輪郭推定を行うことが可能となる。この他、ユーザの所属や属性ごと、また医用画像の種類や部位ごとに学習を行ってもよい。
【００３５】
記憶手段７は、医用画像における適切な特定輪郭を正解（教師データ）として学習することにより事前に作成された推定モデルを記憶する。推定モデルの作成方法としては、周知の機械学習技術を用いることができる。例えば医用画像の特徴量を入力とし、当該医用画像に対応する特定輪郭を出力として、学習を行うことが想定される。なおこのような推定モデルは、抽出する特定輪郭の種類（部位、病気、医用画像の種類等）ごとに作成しておくことが好ましい。
【００３６】
図２は、本実施形態の医用画像取得から輪郭修正完了までの処理フローチャートである。輪郭修正装置１は、まずステップＳ１１で医用画像を取得する。医用画像は、外部の補助記憶装置から取得してもよいし、例えば輪郭修正装置１が接続される病院内のデータベースから取得してもよい。この際、医用画像の付帯情報として、ＣＴやＭＲ等の使用モダリティ、撮影部位等の情報を取得することが好ましい。
【００３７】
輪郭修正装置１が医用画像を取得すると、表示手段２が医用画像を表示処理する。医用画像は例えば図３（ａ）のような画面により、ユーザに対して提示することができる。図３（ａ）に示した医用画像の表示画面は、画像表示部Ｉ１に加え、領域自動抽出ボタンＢ１と、修正点指定ボタンＢ２と、輪郭修正ボタンＢ３と、再学習ボタンＢ４と、を備える。ただし図３（ａ）の時点では輪郭が抽出されていないため、Ｂ２〜Ｂ４は選択不可であり、表示形態が異なっている。
【００３８】
図３（ａ）において領域自動抽出ボタンＢ１を選択すると、ステップＳ１２に進んで推定手段３が推定モデルにより推定輪郭を決定する。この時、本実施形態では、ステップＳ１１で取得した付帯情報に基づいて、モダリティや撮影部位、病気等から特定される、特定輪郭の種類に応じた推定モデルを推定手段３が選択する。
【００３９】
推定輪郭が決定されると、ステップＳ１３において表示手段２が修正画面を表示させる。図３（ｂ）に、修正画面の一例を示す。このように本実施形態では、推定輪郭の決定前後で同様のレイアウトで画面表示を行う。修正画面では、画像表示部Ｉ１において、医用画像と推定輪郭Ｅ２を重畳した推定画像を表示し、Ｂ２〜Ｂ４を選択可能に表示する。図３（ｂ）においては、画像から視覚的にユーザに認識される特定領域を模式的に濃いハッチングで示す。推定画像においては、医用画像に重畳して推定輪郭Ｅ２が表示される。説明のため、ここではユーザが認識する特定輪郭Ｅ１と推定輪郭Ｅ２の間にずれがある場合を想定する。
【００４０】
そしてユーザが修正点指定ボタンＢ２を選択すると、ステップＳ１４において、指定手段４が指定点の入力を受け付ける。ユーザは例えばクリック操作等により、推定画像上で指定点の入力を行うことができる。指定点が入力されると、図３（ｂ）のように推定画像上に指定点Ｐ１を表示する。
【００４１】
指定点が入力され、輪郭修正ボタンＢ３が選択されると、ステップＳ１５に進んで修正手段５が修正輪郭決定処理を実行する。処理手順の詳細は後述する。
【００４２】
修正輪郭が決定されると、ステップＳ１６に進んで表示手段２が修正輪郭を表示処理して、医用画像に修正輪郭を重畳した画像を含む修正画面を表示する。図４は、修正輪郭決定後の修正画面の表示例を示す図である。このように、ステップＳ１６では、画像表示部Ｉ１において、医用画像に修正輪郭Ｅ３を重畳した画像が表示される。図４に示す通り、修正輪郭Ｅ３は指定点Ｐ１を通る輪郭となる。
【００４３】
ユーザは、この画面を確認して、再度の修正を行う場合（ステップＳ１７で「Ｎ」）には修正点指定ボタンＢ２を選択してステップＳ１４に戻り、指定点を入力した後、輪郭修正ボタンＢ３を操作してステップＳ１５を繰り返し、再度修正画面を確認する。
【００４４】
このようにして輪郭の修正を行い、図４に示すような適切な輪郭が抽出されたと判断すると、ユーザは図４の再学習ボタンＢ４を選択し、表示されている修正輪郭（修正が行われなかった場合には推定輪郭）を登録手段６が特定輪郭として登録するとともに、教師データとして推定モデルに学習させる。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、ユーザが認識する適切な特定輪郭上の点を指定するだけで、輪郭の修正を行うことができる。ここで本発明において、推定輪郭及び指定点に基づく修正輪郭の決定処理（図２のステップＳ１５）の詳細は任意に設計することが可能であり、以下では想定される２つの方法を一例として説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
図５は、実施例１における修正輪郭決定処理に係るフローチャートである。実施例１では、基準点からから見て時計回り方向及び反時計回り方向にそれぞれ設定される半周以内の算出範囲について、各輪郭点に係る指定点までの経路のエネルギーを算出する。そして、時計回り方向及び反時計回り方向それぞれの算出範囲内でエネルギーが最小となる経路を構成する輪郭点を分岐輪郭点として特定する。以下詳述する。
【００４７】
修正手段５は、まずステップＳ２１で、指定点に最も近い輪郭点を、基準点として特定する。図６は、特定輪郭Ｅ１、推定輪郭Ｅ２、指定点Ｐ１及び基準点ＲＰの位置関係を示す説明図である。なお基準点は、２つの分岐輪郭点を適切に特定するために設定する点であり、基準点は指定点近傍の輪郭点の中から任意に選択されればよい。
【００４８】
ステップＳ２２では、まず基準点ＲＰを対象として、指定点までの経路Ｌ０を特定する。ここで経路の特定については、医用画像の画素値に基づいて任意の輪郭抽出技術を用いて画像の輪郭を抽出することが好ましい。従って、経路は単に輪郭点と指定点とを直線的に結ぶものではなく、医用画像の画素値に応じた、医用画像中に存在する輪郭を通るように抽出される。
【００４９】
次にステップＳ２３において、ステップＳ２２で抽出した経路のエネルギーが算出される。ここでは輪郭を定量的に評価するための任意の手法でエネルギー算出を行えばよい。エネルギーが小さいほど、適切な輪郭となる。
【００５０】
エネルギーの算出方法の一例として、ＩＳ法で用いられているローカルコストを用いることが想定される（参考：電子情報通信学会論文誌２００４／１２  Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｄ−２  Ｎｏ．１２、ｐｐ．２１３６−２１４４）。この場合、画素ｐからその近傍画素ｑへ向かう輪郭生成におけるコストを、２値のエッジ特徴、強いエッジと弱いエッジを区別するための特徴、経路の進行方向において濃度勾配方向がシャープに変化する境界に高いコストを与える特徴等を用いて算出することができる。このように経路に沿った画素値の変化量に基づいてエネルギーを算出することで、適切に輪郭を評価することができる。
【００５１】
対象の輪郭点について、指定点までの経路のエネルギーの算出が完了すると、ステップＳ２４において算出範囲の輪郭点について経路のエネルギー計算が完了したか否かを判断し、完了していない場合にはステップＳ２５に進んで、エネルギーの算出対象の輪郭点を隣の輪郭点に変更してステップＳ２２に戻り経路の特定・エネルギー算出の処理を繰り返す。図７（ａ）に示すように、基準点から見て時計回り方向及び反時計回り方向の両側について、算出範囲内で対象の輪郭点ＥＰを順次変更しながら、各輪郭点と指定点とを結ぶ経路Ｌｉ、Ｌｊのエネルギーを算出する。
【００５２】
ここで時計回り方向の算出範囲と反時計回り方向の算出範囲とが重複しないように、算出範囲はそれぞれ半周以内に設定される。算出範囲は例えば、推定輪郭に囲まれた領域内の任意の参照点と、各輪郭点とを結ぶ線分の傾き等によって定義することができる。
【００５３】
このようにして各輪郭点についてエネルギーの算出を行い、算出範囲の輪郭点について経路のエネルギー計算が完了すると（ステップＳ２４で「Ｙ」）、ステップＳ２６に進む。修正手段５は、時計回り方向の算出範囲と、反時計回り方向の算出範囲と、のそれぞれについて、算出範囲内で最小のエネルギーを与える経路を特定する。そしてその経路を構成する輪郭点を、分岐輪郭点として特定することにより、時計回り方向及び反時計回り方向それぞれの分岐輪郭点を特定することができる。
【００５４】
このようにして２点の分岐輪郭点が特定されると、図７（ｂ）のように、時計回り方向の分岐輪郭点Ｊ１及び反時計回り方向の分岐輪郭点Ｊ２と、指定点Ｐ１とをそれぞれ結ぶ経路をつなぎ合わせた線が修正線ＭＬとして特定される。そして、推定輪郭のうち、基準点ＲＰから見て分岐輪郭点Ｊ１，Ｊ２の外側の部分と、修正線ＭＬと、をつなぎ合わせた輪郭が修正輪郭として決定される。
【００５５】
＜実施例２＞
実施例２における修正輪郭決定処理のフローチャートを図８に示す。実施例２は、基準点の設定や輪郭点ごとの経路の抽出、経路のエネルギー算出処理については実施例１と同様であり、経路の算出を行う輪郭点の範囲の決定方法が実施例１と異なる。ここでは実施例１と異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００５６】
ステップＳ３１、ステップＳ３２では実施例１と同様に、基準点の特定及び経路の特定を行う。次にステップＳ３３においては、抽出した経路が、対象の輪郭点以外の範囲において推定輪郭と重複するか否かを判断する。つまり輪郭点から指定点に向かう方向に沿って経路を見たときに、対象の輪郭点から連続した一定の部分までは推定輪郭と重複する経路をとり、その後分岐して指定点に向かうような場合には、経路が推定輪郭と重複すると判断する（ステップＳ３３で「Ｙ」）。
【００５７】
このような場合には当該輪郭点は分岐輪郭点ではなく、分岐輪郭点は基準点から見て当該輪郭点よりも内側に存在すると推定できる。従って、実施例２ではそのような輪郭点についてはエネルギーの算出を行わず、繰り返しを終了する。一方、経路が対象の輪郭点以外の範囲において推定輪郭と重複しない場合にはステップＳ３４に進んで実施例１と同様に経路のエネルギーを算出し、ステップＳ３５で対象の輪郭点を変更して、経路が推定輪郭と重複するようになるまで処理を繰り返す。このような処理が、基準点から見て時計回り方向及び反時計回り方向の両方向について行われる。
【００５８】
そしてステップＳ３６において、実施例１のステップＳ２６と同様に、基準点から見て時計回り方向及び反時計回り方向の両側において、それぞれ最小のエネルギーを与える経路を構成する輪郭点を、分岐輪郭点として特定する。
【００５９】
以上のようにして、輪郭点と指定点とを結ぶ経路を特定し、最もエネルギーが小さくなる経路を選択することによって、推定輪郭に基づき、指定点を通る適切な修正輪郭を決定することができる。
【００６０】
ここで実施例１及び実施例２を含む本実施形態においては、指定点を複数入力することもできる。この場合には、修正手段５はまず入力された指定点同士を結ぶ経路（図９の指定点Ｐ１及びＰ２を結ぶ破線）を特定する。この経路の特定は、上述の輪郭点と指定点とを結ぶ経路の特定と同様の手法で行われる。
【００６１】
そして、例えば指定点同士を結ぶ経路の中点に最も近い輪郭点等を基準点として設定し、基準点の時計回り方向及び反時計回り方向の分岐輪郭点を上述の方法で特定すればよい。ここで、輪郭点と指定点を結ぶ経路を特定する際には、対象の輪郭点に近い方の指定点との経路を特定する。例えば図９の例において、基準点ＲＰから見て時計回り方向の輪郭点は、指定点Ｐ１よりも指定点Ｐ２の方が近いため、指定点Ｐ２までの経路を特定する。
【符号の説明】
【００６２】
１      ：輪郭修正装置
２      ：表示手段
３      ：推定手段
４      ：指定手段
５      ：修正手段
６      ：登録手段
７      ：記憶手段
Ｂ１    ：領域自動抽出ボタン
Ｂ２    ：修正点指定ボタン
Ｂ３    ：輪郭修正ボタン
Ｂ４    ：再学習ボタン
Ｉ１    ：画像表示部
Ｅ１    ：特定輪郭
Ｅ２    ：推定輪郭
Ｅ３    ：修正輪郭
ＥＰ    ：輪郭点
Ｐ      ：指定点
Ｐ１    ：指定点
Ｐ２    ：指定点
ＲＰ    ：基準点
【要約】      （修正有）【課題】自動抽出された輪郭を、ユーザの意図を反映して容易に修正することができる輪郭修正装置、輪郭修正プログラムおよび輪郭修正方法を提供する。【解決手段】輪郭修正装置１は、医用画像においてある領域を特定する特定輪郭として、医用画像上の位置と対応付けた推定輪郭を決定する推定手段３と、医用画像及び推定輪郭を表示処理し、医用画像に推定輪郭を重畳した推定画像を含む修正画面を表示させる表示手段２と、修正画面に表示された推定画像において、ユーザが認識する正しい特定輪郭上の指定点の入力を受け付ける指定手段４と、指定点を通るように推定輪郭を修正することで、修正輪郭を決定する修正手段５と、を備える。【選択図】図１【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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