(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の肺領域を含む断層像を取得する画像取得手段と、
前記断層像に含まれる肋骨の内側を胸壁領域として抽出する胸壁領域抽出手段と、
前記抽出された胸壁領域を基準として肺壁領域の肥厚部を計測する肥厚部計測手段と、
前記断層像に隣接する隣接断層像の胸壁輪郭を抽出する胸壁輪郭抽出手段と、
前記計測された肺壁領域の肥厚部と前記隣接断層像の胸壁輪郭との重ね合わせ画像を生成する画像生成手段と、
前記生成された重ね合わせ画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする画像診断支援装置。
【請求項２】
前記画像生成手段は、前記肥厚部計測手段によって計測された肺壁領域の肥厚部が、２つの隣接断層像の各々において前記胸壁輪郭抽出手段によって抽出された２つの胸壁輪郭の間に含まれる割合又は含まれない割合の何れかを算出し、前記含まれない割合が所定の値より大きい場合にメッセージを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像診断支援装置。
【請求項３】
前記肺壁領域の肥厚部のうち、２つの隣接断層像の各々において前記胸壁輪郭抽出手段によって抽出された２つの胸壁輪郭の間に含まれない割合が予め設定された値よりも大きい部分を肥厚部として再計測する肥厚部再計測手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像診断支援装置。
【請求項４】
前記肥厚部再計測手段により再計測された肥厚部の胸壁に沿った長さを用いて肥厚部の割合を算出する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像診断支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の肺野を含む画像データを計測し、肺の疾患やその兆候などの作用によって前記画像データで形状変化した箇所を算出し、算出された情報を医師が行う画像診断の支援情報として提示する画像診断支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
読影医などのユーザは情報表示手段を次のとおり操作する。情報表示手段に表示されている複数の検査情報の一覧表の中の、画像表示手段に表示されている診断対象医用画像に対応する所定の検査情報の１つ下の行の次の検査情報に対応する次の画像を表示する。この表示の前に、次の画像の少なくとも一部を画像格納手段から先に読み出して一時的に保持しておき、診断結果の入力の終了によって、次の画像の先に読み出されていない残りがある場合には、残りの読み出しを行い。この読み出しと並行しつつ、あるいは、その後に、画像表示手段に表示されている診断対象画像を先に読み出しを開始している次の画像に切り換えて表示するように制御する。これにより、予め読影すべき検査情報を自動的に一覧にリスト表示し、一覧表示された検査情報を、順次簡単なキー操作にて、連続的に読影すべき検査対象医用診断画像を高速に表示することができる。読影医などのユーザに負担をかけることなく、効率的に読影作業を行うことができる医用画像診断システムが提案されている(例えば、特許文献1)。
【０００３】
【特許文献１】特開2006-178773号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、画像診断において、被検体に吸入されたアスベストの肺への蓄積は、胸壁(肺壁ともいう)の厚さの異常として現れることが知られてきている。
【０００５】
胸壁の厚さの異常を精度良く観察するには、胸壁の病的変化が原因であるかパーシャルボリューム効果に起因するものであるかを単なる読影では区別しにくいという未解決の問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、胸壁の厚さの異常を精度良く観察可能な画像診断支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、被検体の肺領域を含む断層像を取得する画像取得手段と、前記取得された断層像を表示する画像表示手段と、前記断層像に含まれる肋骨の内側を胸壁領域として抽出する胸壁領域抽出手段と、前記抽出された胸壁領域を基準として肺壁領域の肥厚部を計測する肥厚部計測手段と、前記断層像に隣接する断層像の胸壁輪郭を抽出する胸壁輪郭抽出手段と、前記計測された肺壁領域の肥厚部と隣接断層像の胸壁輪郭との重ね合わせ画像を生成する画像生成手段と、前記生成された重ね合わせ画像を前記画像表示手段に表示制御する表示制御手段と、を備えたことで達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、胸壁の厚さの異常を精度良く観察可能な画像診断支援装置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】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の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。
【００１０】
また、本出願の明細書で用いる次の(1)、(2)の技術用語は、本来の辞書的な意味のほかに特別な意味を有するものと定義する。
(1)「純胸壁領域」とは、健康と仮定した場合の胸壁領域を指し、肋骨の極内側の薄膜の端までの領域を示す。
(2)「胸壁領域」とは、上記「純胸壁」に肥厚部計測手段によって計測された肥厚部分を付加した領域である。
【００１１】
図1は、本発明に係る画像診断支援装置全体の構成例を示すハードウエア構成図である。
【００１２】
画像診断支援装置10は、被検体の画像を撮影する医用画像撮影装置2とＬＡN3等のネットワークによって接続される。医用画像撮影装置2は、例としてX線CT装置を記載したが、ＭＲ装置や超音波撮影装置のように被検体の画像(好ましくは三次元画像)を撮影可能な装置により構成される。
【００１３】
画像診断支援装置10は、主として各構成要素の動作を制御する制御装置としての中央処理装置(CPU)11、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする主メモリ12と、オペレーティングシステム(OS)、周辺機器のデバイスドライブ、胸壁の厚さ測定等の処理を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等が格納される磁気ディスク13と、表示用データを一時記憶する表示メモリ14と、この表示メモリ14からのデータに基づいて画像を表示するCRTモニタや液晶モニタ等のモニタ15と、位置入力装置としてのマウス17、マウス17の状態を検出してモニタ15上のマウスポインタの位置やマウス17の状態等の信号をCPU11に出力するコントローラ16と、キーボード18と、上記各構成要素を接続するバス19とから構成される。
【００１４】
CPU11は、上記プログラムを磁気ディスク13から読み出して主メモリ12にロードし、実行する。
【００１５】
なお、図1では、主メモリ12以外の記憶装置として磁気ディスク13が接続されているが、それ以外にハードディスクドライブ等が接続されていてもよい。
【００１６】
次に、第1の実施の形態の処理の流れについて図2を用いて説明する。
【００１７】
(ステップ20)
医師などの操作者は、CT画像やＭＲＩ画像をモニタ15に画面表示して、マウス17により、図3に示すように符号1a,1b,2a,2bのように点を設定操作し、画像上の肺壁を抽出するための計測範囲(従ってΨs、Ψs+1が設定される)を設定する。この計測範囲は、後述するようにコンピュータにより自動的に設定してもよい。
【００１８】
(ステップ21)
CPU11は、前記設定された計測範囲に沿った肺壁を抽出する。図4に示すように、肋骨40のすぐ内側を胸壁として、この胸壁を抽出する。CPU11は、またCT値の高い肋骨を抽出して、その内側をスプライン補間して胸壁としても良い。あるいは、CPU11は、肋骨の内側を胸壁として抽出するようにしきい値を決めることにより、しきい値処理により胸壁を抽出してもよい。
【００１９】
(ステップ22)
CPU11は、肺壁に密着した脂肪領域(図5の符号50)があるか否かを判定する。この場合は、脂肪領域の一端から計測している。脂肪領域はCT値が小さいので、胸壁領域、CT値が小さい領域、CT値が比較的大きい領域(肥厚部)の順であれば、脂肪領域が存在することになる。CPU11は、脂肪領域が存在すれば、ステップ27に進み、脂肪領域が存在しなければ、ステップ23に進む。
【００２０】
(ステップ23)
CPU11は、肺壁からの肥厚部の厚さを計測する。この場合の厚さの計測は、胸壁に垂直方向に行う。
【００２１】
(ステップ24)
CPU11は、計測領域内の計測を終了したか否かを判定する。CPU11は、計測が終了していなければ、ステップ22に進み、計測が終了していれば、ステップ25に進む。
【００２２】
(ステップ25)
CPU11は、肺壁厚が予め設定された厚さより厚い領域とその他の領域を識別し、肺野中心からの角度の和(=Σθi)を求める
(ステップ26)
CPU11は、肺壁の設定厚(例えば5ミリだが、GUIから変更可能)より厚い領域の割合(パーセント)を求め、表示(例えば図5の符号51)する。  
CPU11は、予め設定された割合(例えば50％だが、GUIから変更可能)より大きければ、「アスベストの蓄積が肺の周囲長の50％以上の領域となっています」という旨のメッセージを表示する。メッセージは表示してもよいし、音声を発しても、振動してもよい。要は操作者の五感にメッセージが伝達されればよい。本稿では、CPU11が表示、音声などを通じて操作者へ情報伝達することを総称して「提示」ということする。  
また、検査対象は1枚のCT画像(1スライス)であっても、被検体の体軸方向に連続する複数枚のCT画像(Nスライス)であってもよく、連続していない、複数枚のCT画像(Nスライス)であってもよい。1スライスでの割合、Nスライスでの割合はそれぞれ次の式となる。
0005063292.tif 000002
(ステップ27)
CPU11は、肺壁からの脂肪領域を除いて、肥厚部の厚さを計測する。ここでは厚さは、胸壁に垂直方向に計測する。CPU11は、胸壁から肥厚部の端までの長さから脂肪部の長さを差し引いて、肥厚部の厚さとする。あるいは、CPU11は、脂肪領域の端から肥厚部の端までを肥厚部の厚さとしても同じである。  
また、CPU11は、θiとΨsにスライス厚方向の角度を乗じて、立体角としての割合を求めてもよい。
【００２３】
(ステップ28)
CPU11は、パーシャルボリューム効果の影響を表示するか否かを判定する。この表示の有無は操作者がマウス17やキーボード18で入力設定したり、プログラム実行時に予め決めておいてもよい。この判定の結果、CPU11は、パーシャルボリューム効果の影響を点検するのであればステップ29に進み、パーシャルボリューム効果の影響を点検しないのであれば処理を終了する。
【００２４】
(ステップ29)
CPU11は、図10、図11に示されるように、画像中の凸i  の領域がスライスS−1とS＋1の純胸壁WS−1とWS＋1間にある割合が、割合＞定数か否かを判定する。この判定の結果、CPU11は、割合＞定数であればステップ2Aに進み、割合≦定数であればステップ2Bに進む。
【００２５】
(ステップ2A)
CPU11は、パーシャルボリューム効果による影響がある肥厚部領域を、図12の凸2、凸3のように肥厚部領域を削除したり、目立たない表示となるように処理し、該処理された肥厚部領域を画像に重畳表示し、処理を終了する。
【００２６】
(ステップ2B)
CPU11は、パーシャルボリューム効果による影響がない肥厚部領域を、図12の凸１ように、肥厚部を数段階の異なる色(例えば、重症の赤色、軽症の黄色、心配無しの青色で3段階)をつけて表示したりして目立つ表示にしたり、警告メッセージを表示したり処理し、該処理された肥厚部領域を画像に重畳表示し、処理を終了する。
【００２７】
本実施形態によれば、アスベストを含む疾患の分布状況を提示することができるとともに、パーシャルボリューム効果の影響を考慮するので胸壁の厚さの異常を精度良く観察できる。本実施形態の特有の効果は、特徴的な1スライスのCT画像でも、連続する複数スライスのCT画像でも疾患の分布状況を提示することができることである。  
次に、第2の実施の形態の肥厚部の定量化の他の方法を説明する。操作者は、第1の実施の形態又は第2の実施の形態の肥厚部の定量化を適宜選択して使用すればよい。第2の実施の形態の処理の流れについて図6を用いて説明する。
(ステップ60)
操作者は、CT画像やMRI画像をモニタ15に画面表示して、マウス17により、図7に示すように符号1a,1b,2a,2bのように点を設定操作し、画像上の肺壁を抽出するための計測範囲(従ってLNG1、LNG2が設定される。)を設定する。この計測範囲は、後述するようにコンピュータにより自動的に決定してもよい。CPU11は、指定肺壁領域内の肺壁に沿った長さ(=LNG1＋LNG2)を求める。
【００２８】
(ステップ61)
CPU11は、前記設定された計測範囲に沿った肺壁を抽出する。第１の実施の形態と同様に、図4に示すように、肋骨40のすぐ内側を胸壁として、この胸壁を抽出する。CPU11は、またCT値の高い肋骨を抽出して、その内側をスプライン補間して胸壁としても良い。あるいは、CPU11は、肋骨の内側を胸壁として抽出するようにしきい値を決めることにより、しきい値処理により胸壁を抽出してもよい。
【００２９】
(ステップ62)
CPU11は、肺壁密着の脂肪領域(図8の符号80)があるか否かを判定する。脂肪領域はCT値が小さいので、胸壁領域、CT値が小さい領域、CT値が比較的大きい領域(肥厚部)の順であれば、脂肪領域が存在することとなる。脂肪領域が存在すれば、ステップ67に進み、脂肪領域が存在しなければ、ステップ63に進む。
【００３０】
(ステップ63)
CPU11は、肺壁からの肥厚部の厚さを計測する。肥厚部の厚さは、胸壁に垂直方向に計測する。
【００３１】
(ステップ64)
CPU11は、計測領域ないでの計測をすべて終了したか否かを判定する。
計測がすべて終了していなければステップ62に進み、計測がすべて終了していればステップ65に進む。
【００３２】
(ステップ65)
CPU11は、指定厚より厚い領域の灰壁に沿った長さの和(=ΣLi)を求める。
【００３３】
(ステップ66)
CPU11は、指定厚より厚い領域の割合(パーセント)を求め、表示(例えば図8の符号81)する。この場合、左肺野のP1=100×(L1＋L2＋L3)／LNG1、右肺野のP2＝100×L4／LNG2となる。求められた割合が予め設定された割合より大きければ、例えば、「アスベストの蓄積が肺の周囲長の50％以上の領域となっています」という旨のメッセージを表示する。メッセージは第1の実施形態と同様に、操作者へ情報提示されればよい。  
また、検査対象は1枚のCT画像(1スライス)であっても、被検体の体軸方向に連続する複数枚のCT画像(Nスライス)であってもよい。1スライスでの割合、Nスライスでの割合はそれぞれ次の式となる。
0005063292.tif 000003
(ステップ67)
CPU11は、肺壁からの脂肪領域を除いて(脂肪の端からの)、肥厚部の厚さを計測する。厚さは、胸壁に垂直方向に計測する。
また、CPU11は、LiとLNGsにスライス厚を乗じて、面積としての割合を求めてもよい。
【００３４】
(ステップ68)
CPU11は、パーシャルボリューム効果の影響を表示するか否かを判定する。この表示の有無は操作者がマウス17やキーボード18で入力設定したり、プログラム実行時に予め決めておいてもよい。この判定の結果、CPU11は、パーシャルボリューム効果の影響を点検するのであればステップ69に進み、パーシャルボリューム効果の影響を点検しないのであれば処理を終了する。
【００３５】
(ステップ69)
CPU11は、図10、図11に示されるように、画像中の凸i  の領域がスライスS−1とS＋1の純胸壁WS−1とWS＋1間にある割合が、割合＞定数か否かを判定する。この判定の結果、CPU11は、割合＞定数であればステップ6Aに進み、割合≦定数であればステップ6Bに進む。
【００３６】
(ステップ6A)
CPU11は、パーシャルボリューム効果による影響がある肥厚部領域を、図12の凸2、凸3のように肥厚部領域を削除したり、目立たない表示となるように処理し、該処理された肥厚部領域を画像に重畳表示し、処理を終了する。
【００３７】
(ステップ6B)
CPU11は、パーシャルボリューム効果による影響がない肥厚部領域を、図12の凸１ように、肥厚部を目立つ表示にしたり、警告メッセージを表示したり処理し、該処理された肥厚部領域を画像に重畳表示し、処理を終了する。  
本実施形態によれば、アスベストを含む疾患の分布状況を提示することができるとともに、パーシャルボリューム効果の影響を考慮するので胸壁の厚さの異常を精度良く観察できる。本実施形態の特有の効果は、特徴的な1スライスのCT画像でも、連続する複数スライスのCT画像でも、連続していない複数スライスのCT画像でも疾患の分布状況を提示することができること、長さや面積や角度の操作者とって直感的な数値情報が提示されることである。
【００３８】
次に、第3の実施の形態の処理について図9を用いて説明する。
【００３９】
第1の実施の形態のステップ20、第2の実施の形態のステップ60で説明した計測範囲の自動決定方法を説明する。
【００４０】
まず、CPU11は、左肺野の端点91を求める。なお、左肺野の端点91は1点に限定されず、この付近であればよい。左肺野の端点91から上方に最も遠い点911と、左肺野の端点91から下方に最も遠い点912を求めて、点911と点912の間を計測範囲とする。
【００４１】
右肺野についても同様に、CPU11は、右肺野の端点92を求める。なお、右肺野の端点92は1点に限定されず、この付近であればよい。右肺野の端点92から上方に最も遠い点921と、右肺野の端点92から下方に最も遠い点922を求めて、点921と点922の間を計測範囲とする。例えば、右肺野の中心点から肺壁までの長さをRiとすると、最後の図面で決まる範囲の肺壁の長さはL＝ΣRi×dθ(dθは微小角度)5mm以上厚い部分の肺壁の長さは、L'=ΣRi'×dθ  割合(%)は、100×L'／Lである。左肺野の場合は、右肺野と同様に求められる。
【００４２】
本実施形態によれば、アスベストを含む疾患の分布状況を提示することができるとともに、パーシャルボリューム効果の影響を考慮するので胸壁の厚さの異常を精度良く観察できる。本実施形態の特有の効果は、計測範囲が自動設定されるので、操作者にとって計測範囲の設定に係る労力や試行錯誤が省力できることである。
【００４３】
次に、第4の実施の形態の処理について図13〜図17を用いて説明する。
図13、14ではパーシャルボリューム効果を除いた場合の、肥厚部領域の割合を求める方法を示す。
【００４４】
(ステップ130)
CPU11は、凸領域の総和値Sum、カウンタiの各パラメータを0クリアする。
【００４５】
(ステップ131)
CPU11は、凸iの領域がスライスS−1とS＋1の胸壁WS−1とWS＋1間にない割合が、割合＞定数か否かを判定する。判定の結果、CPU11は割合＞定数ならば、ステップ13２に進み、割合≦定数ならばステップ133に進む。
【００４６】
(ステップ132)
CPU11は、Sumに凸iの領域の胸壁に沿った長さLi  (図14参照)を加算する。
【００４７】
(ステップ133)
CPU11は、すべての肥厚領域(凸部)の指定が終了したか否かを判定する。判定の結果、CPU11は指定終了ならば、ステップ134に進み、指定未終了ならばステップ136に進む。
【００４８】
(ステップ134)
CPU11は、Sumの凸部の領域の割合を求める。  
求める割合〔％〕＝100×Sum／LL  
LLとは定義(または設定された)範囲の凸部を除外した胸壁長である。図14の1a〜1b、  2a〜2ｂの範囲の凸部を除いた純胸壁長では、左右の肺野領域のそれぞれが、LNG_R，LNG_Lとなる。  
例えば、右肺野での1スライスの割合は、ΣLi(凸iout の割合＞定数)を1a乃至1ｂの胸壁長で除した値である。  
例えば、図14の場合、定数を40％とするとΣLi(凸ioutの割合＞40％)が胸壁長L2となる。  
所定の厚さ(例えば5cm)より厚い肥厚部分は、色づけ表示すると診断しやすい。具体的には、所定の厚さ(例えば5cm)より厚い肥厚部分は、例えば赤で表示するとして、隣接する純胸壁の間に入る部分は“薄い赤“で表示し、入らない部分は”濃い赤“で表示すると肥厚部分が三次元的に把握しやすくなる。
【００４９】
(ステップ135)
CPU11は、求めた割合を表示メモリ14に記憶させ、磁気ディスク13に格納する。
【００５０】
(ステップ136)
CPU11は、カウンタiに1を加算して、ステップ131へ進む。
【００５１】
図15には、凸部を除いた胸壁を示す。肋骨の内側をスプライン補間して、胸壁150A，150Bを求める。つまり、図15のD1，D2が凸部の厚さになる。
【００５２】
図16(a)では、胸壁の基準線に垂直な直線(点線)に沿ってしきい値処理を行い、左右それぞれの肺野の重心から放射状に走査して、肋骨までのしきい値処理により胸壁を求めた場合を示す。
【００５３】
図16(b)では、胸壁の基準線に平行な領域内でのしきい値処理を行い、肋骨から計って、基準線に並行領域ないのしきい値処理で胸壁を求めた場合である。
【００５４】
本実施形態によれば、アスベストを含む疾患の分布状況を提示することができるとともに、パーシャルボリューム効果の影響を考慮するので胸壁の厚さの異常を精度良く観察できる。
【００５５】
また、図17(a)のようにグラフ生成し、CT画像から作ったMIP像やレイサム像などと重ねて、図17(a)のように表示すれば、肥厚部分のスライス位置を把握すしやすくなる。
【００５６】
次に、第5の実施の形態の処理について説明する。
【００５７】
第1の実施の形態のステップ26、第2の実施の形態のステップ66で説明したメッセージに提示でなく、胸壁の厚さの基準値以上又は超えた場合、その領域に赤色などを着色し、CRT15に表示する。
【００５８】
本実施形態によれば、アスベストを含む疾患の分布状況を提示することができるとともに、パーシャルボリューム効果の影響を考慮するので胸壁の厚さの異常を精度良く観察できる。本実施形態の特有の効果は、CT画像が色付け表示されるため、操作者にとってアスベストの蓄積等の解剖学的位置を直感的に把握できることである。
【００５９】
以上、本発明に係る医用画像表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の画像診断支援装置の全体構成例を示す概略図。
【図２】上記画像診断支援装置の第1の実施の形態の処理の流れを示すフローチャート。
【図３】図2の計測範囲の設定操作例を示す説明図。
【図４】図2の胸壁の算出例の説明図。
【図５】図2の分布計測の表示例を示す説明図。
【図６】上記画像診断支援装置の第2の実施の形態の処理の流れを示すフローチャート。
【図７】図6の計測範囲の設定操作例を示す説明図。
【図８】図6の分布計測の表示例を示す説明図。
【図９】上記画像診断支援装置の第3の実施の形態の処理の原理を示す説明図。
【図１０】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理の肥厚部領域を示す説明図。
【図１１】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理の原理を示す説明図。
【図１２】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理のパラメータ設定の表示例を示す説明図。
【図１３】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理のフローチャートを示す説明図。
【図１４】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理のパーシャル部除去を示す説明図。
【図１５】上記画像診断支援装置の第4の実施の形態の処理の結果画像の表示の一態様を示す説明図。
【図１６】図15と異なる表示の態様を示す説明図。
【図１７】図15、16と異なる表示の態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００６１】
10  画像診断支援装置、11  CPU、12  主メモリ、13  磁気ディスク、14  表示メモリ、15  モニタ、16  マウスコントローラ、17  マウス、18  キーボード、19  共通バス。
【図１】
0005063292.tif 000004
【図２】
0005063292.tif 000005
【図３】
0005063292.tif 000006
【図４】
0005063292.tif 000007
【図５】
0005063292.tif 000008
【図６】
0005063292.tif 000009
【図７】
0005063292.tif 000010
【図８】
0005063292.tif 000011
【図９】
0005063292.tif 000012
【図１０】
0005063292.tif 000013
【図１１】
0005063292.tif 000014
【図１２】
0005063292.tif 000015
【図１３】
0005063292.tif 000016
【図１４】
0005063292.tif 000017
【図１５】
0005063292.tif 000018
【図１６】
0005063292.tif 000019
【図１７】
0005063292.tif 000020