JPH07265300A - 診断支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、コロナル断層像を診断に用いるこ
とにより、医師が読影するＣＴ画像の枚数が少なくて済
む診断支援装置の提供を目的とする。 【構成】 ヘリカルスキャン方式のコンピュ−タ断層撮
影装置等を用いて、画素サイズと、スライスピッチが等
しいアクシャル断層像を再構成し、アクシャル断層像か
ら特定の領域を抽出し、断面変換により特定の領域を含
むコロナル断層像を作成する。作成したコロナル断層像
を表示部が表示することにより医師がそれを読影する。
被検体の肺野は、前後方向の長さが、体軸方向の長さに
比較して短いので、コロナル断層像の枚数は、アクシャ
ル断層像の枚数に比較して少ないのが通常である。よっ
て、医師が読影する画像の枚数は少なくなる。また、コ
ロナル断層像を作成するのに用いたアクシャル断層像を
観測者が指示することにより表示させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は断層像を利用する診断を
支援する診断支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、日本でも肺癌の死亡率が年々高く
なる傾向にある。肺癌の早期発見のためには集団検診が
有力であるとされている。従来、肺癌の集団検診は単純
Ｘ線画像に基づいて行なわれてきたが、単純Ｘ線画像で
は早期癌の発見能力に限界があった。これに対して、コ
ンピュ−タ断層撮影装置（以下、ＣＴ装置と略称する）
により撮影したＣＴ画像の方が単純Ｘ線画像に比べて肺
癌が発見しやすいことが知られている。そこで、ＣＴ装
置を用いて肺癌の集団検診を行うことが考えられてい
る。

【０００３】しかし、ＣＴ画像による集団検診にも解決
しなければならない問題点がある。その１つは検診時間
の問題である。医療機関における個別の診察に比べて集
団検診は多くの人が受診する。さらに、今後、日本が高
齢化社会に移行するにつれて、受診者の数はますます増
加する傾向にある。そのため、多数の受診者を短時間に
検診することが必要となってくる。しかし、ＣＴ装置に
よる画像の撮影は単純Ｘ線撮影と比較して時間が懸かる
ために、ＣＴ装置を集団検診に用いることは実質的に不
可能であった。ところが、最近、いわゆるヘリカルスキ
ャン方式と呼ばれるＣＴ装置が開発され、比較的短時間
でＣＴ画像を撮影できるようになってきた。このような
高速撮影が可能なＣＴ装置を肺癌の集団検診に適用すれ
ば、検診時間の問題は解決される。

【０００４】しかしながら、ＣＴ画像による集団検診は
検診時間のみならず、医師が読影するＣＴ画像の枚数が
増えることも問題である。単純Ｘ線画像は１枚の画像の
みで肺野全体を読影することができるが、ＣＴ画像は体
軸に直交するアクシャル断層像であるので、多数枚のＣ
Ｔ画像を用いないと肺野全体を読影することができな
い。例えば、肺野領域の体軸方向の長さを３０ｃｍ、Ｃ
Ｔ画像のスライスピッチを１０ｍｍとすると、肺野全体
を読影するためには３０枚のＣＴ画像が必要となり、単
純Ｘ線画像に比べて医師は３０倍の画像を読影すること
が必要になる。そのため、読影に時間が懸かるという問
題点がある。

【０００５】集団検診の受診者が増加傾向にあることを
考えれば、今後、医師の読影時間がますます増えること
になる。そこで、医師の読影（診断）を支援することが
望まれている。

【０００６】診断支援の最終目標は自動診断である。Ｃ
Ｔ画像のパタ−ン認識を行い、肺癌の疑いのある受診者
のＣＴ画像のみを医師に提示するようにすれば、医師の
読影するＣＴ画像枚数はかなり少なくなる。しかしなが
ら、ＣＴ画像等の自然画像のパタ−ン認識は非常に難し
い。そのため、パタ−ン認識の過程で発生する異常例の
誤診（フォールスネガティブ、または見落し）は医師に
よる読影の場合よりはるかに多く、自動診断の実用化は
未だ現実のものとはなっていない。

【０００７】また、多数枚のＣＴ画像を連続的に表示す
る（シネ表示）、あるいは同時に表示する等の表示方法
の工夫も行われているが、表示方法の工夫だけでは、読
影時間の大幅な短縮は達成できない。

【０００８】そのため、診断支援の第一段階として読影
すべきＣＴ画像の枚数を減らすことが要求されている。
ヘリカルスキャン方式のＣＴ装置においては、Ｘ線管の
１回転当りの天板の送りピッチを長くすることによって
撮影するＣＴ画像の枚数を少なくすることも可能である
が、送りピッチを長くすると、それだけ画質が劣化する
ので好ましくない。

【０００９】なお、上述した読影時間の短縮要求は集団
検診の場合に限らず、一般的な個別の診断の場合にも存
在する。さらに、診断対象は肺癌に限らず、どの部位の
診断にも支援装置は有用である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来に
おいては、診察、特に集団検診における医師の読影時間
を短かくする診断支援装置の開発が望まれていた。した
がって本発明の目的は、短時間に読影を行なうことがで
きるように医師の診断を支援する診断支援装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
アクシャル断層像を利用する診断支援装置において、複
数のアクシャル断層像の少なくとも１枚から関心領域を
抽出する手段と、複数のアクシャル断層像のうちの抽出
手段により抽出された関心領域内の画像を断面変換して
複数のコロナル断層像を作成する手段とを具備し、複数
のコロナル断層像が診断に用いられることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明によれば、アクシャル断層像を関心領域
のみ断面変換してコロナル断層像を求め、コロナル断層
像により診断が行なわれることにより、アクシャル断層
像を読影する場合に比べて医師が読影する画像枚数を少
なくすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による診断支援
装置の一実施例を説明する。図１は本実施例の概略構成
を示すブロック図である。本実施例はヘリカルスキャン
方式のＣＴ装置を用いて撮影した多数枚のＣＴ画像に基
づいた診断支援のための画像を表示するシステムであ
る。

【００１４】ＣＴ装置は被検体２がその上に載置される
寝台３と、被検体２に扇状のＸ線ビ−ムを曝射するＸ線
発生部１と、円弧状に配列された検出器アレイからなり
被検体２を透過したＸ線ビームを検出するＸ線検出部４
とを有する。Ｘ線検出部４は、Ｘ線透過率を示す投影デ
−タを収集する。ここでは、ヘリカルスキャンを実行で
きるように、３６０°以上の角度の投影デ−タを連続し
て収集することができるように構成されている。すなわ
ち、図示していないが、Ｘ線発生部１とＸ線検出部４と
を保持するガントリ回転部はガントリ固定部に対してス
リップリングを介して取り付けられ、Ｘ線発生部１が被
検体の周囲を連続して回転可能となっている。寝台３
は、Ｘ線発生部１とＸ線検出部４の連続回転中に体軸方
向へ連続的に移動する。これにより、ヘリカルスキャン
が行われる。

【００１５】Ｘ線検出部４から出力された投影データは
生デ−タ記憶部５に一旦記憶される。生データ記憶部５
から読出された投影デ−タは再構成部６に供給され、投
影デ−タに対してコンボリュ−ション演算、バックプロ
ジェクション演算を含む再構成演算が行なわれ、画像
（アクシャル(axial) 断層像）が再構成される。再構成
画像は画像記憶部７に記憶される。画像記憶部７には領
域抽出部８、断面変換部９、表示部１０が接続される。
領域抽出部８はアクシャル断層像から特定の関心領域
（ＲＯＩ）、例えば肺野領域を抽出する。断面変換部９
は領域抽出部８により抽出された関心領域内のアクシャ
ル断層像を断面変換処理し、コロナル断層像を作成す
る。コロナル断層像も画像記憶部７に記憶される。表示
部１０は、画像記憶部７に記憶されたアクシャル断層
像、またはコロナル断層像を表示する。なお、図示して
いないが、画像記憶部７または表示部１０には、表示部
１０で表示される画像（アクシャル画像／コロナル画
像）の切替え指示を与えるための操作卓も接続されてい
る。

【００１６】このように構成された実施例を用いて集団
検診を行なう場合の動作について図２のフロ−チャ−ト
図を参照して詳細に説明する。なお、図２において説明
する動作は、被検体の肺野領域をヘリカルスキャン方式
のＣＴ装置で撮影し、再構成された多数のアクシャル断
層像から医師が実際に読影するコロナル断層像を作成
（断面変換）して表示するまでの過程である。

【００１７】ステップＳ１において、再構成するアクシ
ャル断層像の画素サイズｐ（ｍｍ）とスライスピッチｄ
（ｍｍ）を決定する。画像のマトリクスサイズを５１２
×５１２、撮影領域の大きさを４００ｍｍ×４００ｍｍ
とすると、一般的には画素サイズｐは次のようになる。

【００１８】 ｐ＝４００／５１２＝０．７８１２５ｍｍ （１） しかし、本実施例ではアクシャル断層像をコロナル断層
像に断面変換して読影に供するので、アクシャル断層像
の画素サイズｐとコロナル断層像の画素サイズが等しく
なるように決定することが好ましい。そのため、アクシ
ャル断層像の画素サイズｐは次のように決定する。

【００１９】ヘリカルスキャン方式においては、Ｘ線発
生部１とＸ線検出部４の１回転当りの被検体の体軸方向
の移動距離をＤ、１回転当りのＸ線の曝射回数（ビュー
数）をＭとすると、アクシャル断層像は次のようなピッ
チｄで再構成できることが知られている。このｄがコロ
ナル断層像の画素サイズである。

【００２０】 ｄ＝（Ｄ／Ｍ）×ｋ （２） ここで、ｋは定数（整数）である。Ｄ＝１５ｍｍ、Ｍ＝
１０００とし、ｋ＝１２０とすればコロナル断層像の画
素サイズｄは０．８ｍｍとなり、ｄは上記（１）式で定
義される一般的なアクシャル断層像の画素サイズｐ（＝
０．７８１２５）に近い値となる。そこで、ここではア
クシャル断層像の画素サイズｐを次式のように決定す
る。

【００２１】 ｐ＝ｄ＝０．８ｍｍ （３） ステップＳ２において、被検体の肺野を含む部分のスキ
ャンが行われ、投影デ−タが生デ−タ記憶部５に記憶さ
れる。

【００２２】ステップＳ３において、図３に太い実線で
示すように、上記（３）式のピッチｄの整数倍のピッチ
（例えば５０倍の４０ｍｍ）で、かつ上記（３）式の画
素サイズｐとなるようにアクシャル断層像Ｉｊ（ｊ＝１
〜ｍ）を再構成する。なお、再構成するアクシャル断層
像のピッチはｄの整数倍ではなく、スキャンの全長を適
当な整数で割った値でもよい。例えば、スキャン長さ
（肺野の体軸方向長さ）が３０ｃｍの場合、３０ｍｍの
ピッチで１１枚のアクシャル断層像を再構成する。 ス
テップＳ４において、このアクシャル断層像Ｉｊ（ｊ＝
１〜ｍ）から肺野領域を抽出する。ＣＴ画像から特定の
領域を抽出する種々の手法は公知である。ここでは、そ
れほど精度が要求されないことと、肺野と他の部位とで
はＣＴ値にかなりの差があるので、以下に示すように閾
値を用いて抽出する手法を用いる。

【００２３】(1) 閾値ＴＨを決める。肺野および体外の
大部分は空気であるので、ＴＨ＝−５００程度に設定す
ればよい。 (2) ＣＴ画像を閾値ＴＨで２値化する。すなわち、各画
素のＣＴ値が−５００未満ならば画素値を０に、ＣＴ値
が−５００以上ならば画素値を１とし、２値化画像を作
成する。

【００２４】(3) なお、２値化画像の画素値が１の画素
のなかには、寝台天板等の被検体以外のものも含まれて
いるので、これを除く必要がある。被検体以外のものは
形状、面積、ＣＴ値等が予め分かっているので、そのＣ
Ｔ値に合わせて閾値を設定し、上記と同様の手順で寝台
天板等の被検体以外のものの輪郭を求める。そして、求
めた輪郭の内部の画素の画素値を０に変更することによ
り、寝台天板等の被検体以外のものを２値化画像から取
り除くことができる。これにより、図４に示すような２
値化画像が得られる。斜線部が画素値１の画素の集合を
表わす。

【００２５】(4) ２値化画像の画素値を検索して、画素
値が１である画素のなかでＹ座標が最小、かつＸ座標が
最小である画素を見付ける。この画素は画素値が１の画
素のうち画像の最も端のほうにある画素の１つである。
画像の端の方は通常は空気であるので画素値は０であ
る。また、皮膚の画素値は１である。したがって、ここ
で見付けた画素は皮膚、すなわち体輪郭の１点であると
みなせる。

【００２６】(5) この体輪郭の１点から公知の輪郭抽出
方法（例えば、「医用画像処理」今里悠一、他著、昭晃
堂出版、１７１頁に記載の輪郭抽出方法）を用いて体輪
郭（閉曲線）を抽出する。さらに、必要に応じて、体輪
郭からノイズによる影響と考えられる点を除いたり、体
輪郭をスムージングする。

【００２７】(6) 体輪郭の抽出と同様にして、肺野の輪
郭を次に抽出する。肺野の輪郭は体輪郭の内部であり、
かつ、画素値が０の領域を囲む輪郭線として求められ
る。なお、ここでは右肺と左肺の２つの肺野領域がある
ので、２つの肺野輪郭が抽出されるとする。

【００２８】(7) 肺野輪郭の最上部と最下部に接する横
線Ｌ1 とＬ2 を決定する。図４から明らかなように、横
線Ｌ1 は肺野の輪郭上の画素のうち最も小さいＹ座標Ｙ
1 の画素を通る横線、Ｌ2 は最も大きいＹ座標Ｙ2 の画
素を通る横線である。

【００２９】(8) 上記した手順は１枚のアクシャル断層
像に関するものであり、全てのアクシャル断層像Ｉｊ
（ｊ＝１〜ｍ）について上記した処理を行い、各断層像
毎に横線Ｌ1jとＬ2jを決定する。

【００３０】(9) 全画像の横線Ｌ1jのＹ座標Ｙ1jの最小
値Ｙ1m、横線Ｌ2jのＹ座標Ｙ2jの最大値Ｙ2mを求める。 (10)こうして求めたＹ1m〜Ｙ2mのＹ座標の範囲がアクシ
ャル断層像における肺野領域の範囲である。しかし、肺
野輪郭の抽出精度があまり良くない場合もあるので、余
裕を持たせるために、次のＹmim 〜Ｙmax 間を肺野領域
の範囲として決定する。

【００３１】 Ｙmin ＝Ｙ1m−α×（Ｙ2m−Ｙ1m） （４） Ｙmax ＝Ｙ2m＋α×（Ｙ2m−Ｙ1m） （５） ここで、αは余裕を持たせるための定数であり、α＝
０．１程度にする。

【００３２】ステップＳ５において、図３に細い実線で
示すように、上記（３）式に示されるピッチｄ、画素サ
イズｐで多数枚のアクシャル断層像Ｉｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を再構成する。再構成画像は画像記憶部７に記憶され
る。なお、ステップＳ５のアクシャル断層像の再構成範
囲は１画面の全領域であってもよいし、再構成時間を短
縮するために、図５に斜線で示すようにステップＳ４に
おいて抽出した範囲Ｙmin 〜Ｙmax の範囲のみを再構成
するようにしてもよい。さらに、連続したスライスの再
構成は、同一出願人による特願平４−１６８９１９号に
示されている連続再構成方式を用いると、さらに効率よ
く短時間で画像を再構成することができる。 ステップ
Ｓ６において、領域抽出部８で抽出された範囲Ｙmin 〜
Ｙmax のアクシャル断層像が画像記憶部７から断面変換
部９に供給され、断面変換処理が施され、肺野領域Ｙmi
n 〜Ｙmax の範囲のコロナル断層像が作成される。コロ
ナル断層像のピッチはアクシャル断層像の画素サイズの
整数倍に設定できるが、アクシャル断層像の画素サイズ
と等しくすることが好ましい。コロナル断層像も画像記
憶部７に記憶される。断面変換はＣＴ装置において広く
行われている技術であり公知であるので詳細な説明は省
略する。ヘリカルスキャン方式でない通常スキャン方式
で撮影されたアクシャル断層像のピッチは比較的長いの
で、通常の断面変換（コロナル断層像の作成）は補間を
必要とするが、本実施例ではヘリカルスキャン方式を採
用し、かつコロナル断層像の画素サイズｄとアクシャル
断層像のスライスピッチを等しくしているので、補間を
必要としない。そのため、比較的精度の良いコロナル断
層像を作成することができる。

【００３３】ステップＳ７において、表示部１０は、画
像記憶部７に記憶されたコロナル断層像を順次表示し、
医師がこれを読影する。表示は画像を１枚づつ表示する
ようにしてもよいし、複数枚を１画面に分割して、ある
いは複数の画面に同時に表示するようにしてもよい。

【００３４】医師はコロナル断層像のみを観察して読影
してもよいし、コロナル断層像上で陰影の疑いがあると
思う場合、図示しない操作卓から切替え指示を与えるこ
とにより、現在表示されているコロナル断層像に代えて
該コロナル断層像を作成するのに用いられた複数のアク
シャル断層像を順次表示するようにして、アクシャル断
層像も用いて読影するようにしてもよい。

【００３５】以上説明したように本実施例によれば、複
数のアクシャル断層像から関心領域のみのコロナル断層
像を作成するので、読影するＣＴ画像の枚数を減らし、
読影時間を短縮することができる。そのため、ＣＴ装置
を肺癌等の集団検診に適用することができる。また、ヘ
リカルスキャン方式のＣＴ装置によりアクシャル断層像
のピッチと画素サイズを等しくすることにより、補間処
理を必要としないのでアクシャル断層像から精度良くコ
ロナル断層像に断面変換することができる。さらに、必
要に応じてコロナル断層像からアクシャル断層像に表示
を切り替えることもできるので、断面変換に起因する診
断能の低下を少なくすることができ、診断能を高めるこ
とができる。

【００３６】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々変形して実施可能である。例えば、上述の説明は肺癌
の集団検診の際の診断支援について行なったが、これに
限らず、一般的な個別の診断の場合にも適用可能である
し、診断対象は肺癌に限らず、どの部位の診断にも適用
可能である。また、関心領域の抽出は閾値処理により自
動的に行なうとして説明したが、ラインカーソルを用い
て操作者が手動でＹmin 〜Ｙmax を設定してもよい。な
お、厳密に肺野領域を抽出する代わりに、単に体輪郭の
範囲を肺野領域の抽出範囲Ｙmin 〜Ｙmax としてもよ
い。この方が処理がより簡単になるが、範囲Ｙmin 〜Ｙ
max が長くなるため、作成するコロナル断層像の枚数が
多くなる反面もある。さらに、読影画像はヘリカルスキ
ャン方式のＣＴ装置を用いて撮影したが、従来のスキャ
ン方式のＣＴ装置を用いてもよいし、他のモダリティ、
例えば磁気共鳴イメージング装置等により撮影してもよ
い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、アクシャル断層像を関
心領域のみ断面変換してコロナル断層像を求め、コロナ
ル断層像により診断が行なわれることにより、アクシャ
ル断層像を読影する場合に比べて医師が読影する画像枚
数を少なくすることができる診断支援装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による診断支援装置の一実施例の構成を
示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するために、コ
ロナル断層像を作成して表示するまでの動作を説明する
ためのフロ−チャ−ト図。

【図３】人体を横から見た模式図と、ＣＴ画像のスライ
ス位置を示す模式図。

【図４】肺野領域を含む２値化画像と、領域抽出の範囲
を示す図。

【図５】アクシャル断層像とコロナル断層像の位置関係
を示す図。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生部、２…被検体、３…寝台、４…Ｘ線検出
部、５…生デ−タ記憶部、６…再構成部、７…画像記憶
部、８…領域抽出部、９…断面変換部、１０…表示部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクシャル断層像を利用する診断
   支援装置において、前記複数のアクシャル断層像の少な
   くとも１枚から関心領域を抽出する手段と、前記複数の
   アクシャル断層像のうちの前記抽出手段により抽出され
   た関心領域内の画像を断面変換して複数のコロナル断層
   像を作成する手段を具備し、前記複数のコロナル断層像
   が診断に用いられることを特徴とする診断支援装置。
2. 【請求項２】 前記複数のコロナル断層像を表示する第
   １表示手段と、前記表示手段により表示されている特定
   のコロナル断層像を作成するのに用いられた複数のアク
   シャル断層像を表示する第２表示手段と、前記第１、第
   ２表示手段を切り替える手段をさらに具備することを特
   徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
3. 【請求項３】 前記複数のアクシャル断層像はヘリカル
   スキャン方式のコンピュ−タ断層撮影装置により撮影さ
   れ、アクシャル断層像の画素サイズはアクシャル断層像
   のピッチに等しいことを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の診断支援装置。