JP2004351100A

JP2004351100A - System and method for medical image processing

Info

Publication number: JP2004351100A
Application number: JP2003155214A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kobayashi; 剛小林; Satoshi Kasai; 聡笠井; Takeshi Hara; 武史原
Original assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Current assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for medical image processing capable of improving the precision in determination by using comparison with a plurality of images already classified between normal images and abnormal images for determining a candidate for abnormal shade. <P>SOLUTION: The medical image processing system 10 has an abnormal shade candidate detecting means 14 for detecting a candidate for abnormal shade from a medical image. The medical image processing system 10 also comprises a characteristic quantity calculating means 15 for calculating the quantity of characteristics by analyzing the region of the obtained abnormal shade candidate, a data storing means 12 for classifying and recording the quantity of characteristics obtained by inputting the known images classified into a plurality of groups in the characteristic quantity calculating means 19 into a plurality of groups, and an abnormal shade candidate determining means 16 for selecting a known image similar to the region of the abnormal shade candidate by comparing and referring to the quantities of characteristics of the abnormal shade candidate region and the known image and determining a group to which the abnormal shade candidate region belongs based on the rate of belonging of known images to groups. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用画像処理システム及び医用画像処理方法に係り、特には患者を撮影した医用画像から異常陰影候補を検出する医用画像処理システム及び医用画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療の分野においては、例えばコンピュータ放射線画像読取装置（以下、ＣＲ；ＣｏｍｐｕｔｅｄＲａｄｉｏｇｒａｐｈｙという。）や核磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ；ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇという。）等の各種医用画像生成装置によりデジタル医用画像データを取得する技術が開発され、医用画像の電子保存が可能となっている。
【０００３】
そして、フィルムや表示手段に出力された医用画像データを医師が読影して病変部と思われる異常陰影を検出し、その病変部の状態や経時変化を観察して診断を行うことが一般的に行われている。しかしながら、異常陰影の検出は、読影を行う医師（以下、読影医という。）の技量に依存するため、異常陰影の検出結果は読影医によって差が生じる可能性がある。また、集団検診等により大量の医用画像を取り扱う場合、読影作業は読影医にとってかなりの負担であった。
【０００４】
そこで、的確な異常陰影検出や読影医の負担軽減を目的として、撮影された医用画像を画像処理することにより、自動的に異常陰影の候補を検出するコンピュータ診断支援装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ−ＡｉｄｅｄＤｉａｇｎｏｓｉｓ；以下、ＣＡＤという。）と呼ばれる医用画像処理システムが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１２９８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ＣＡＤでは、正常組織や良性の病変部である偽陽性陰影を除外して、悪性の病変部である真陽性陰影のみを異常陰影候補として検出するために、検出した異常陰影の候補領域の内部や辺縁の特徴を示す特徴量を用いてその候補が偽陽性かどうかを判定し、偽陽性と判定されたものは検出結果から削除することが行われている。
【０００７】
しかし、前記したような方法を持ってしても、偽陽性陰影を完全に削除できるものではなく、さらに様々な方法で異常陰影候補の判定を行っていく必要がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、異常陰影候補の判定に、既に正常画像（偽陽性陰影）か異常画像（真陽性陰影）かの分類がなされている複数の画像との比較判定を用いることにより、判定精度の向上を図ることができる医用画像処理システム及び医用画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
患者を撮影した医用画像から異常陰影候補を検出する異常陰影候補検出手段を備えた医用画像処理システムであって、
前記異常陰影候補検出手段より得られた異常陰影候補領域を解析することにより特徴量を算出する特徴量算出手段を有し、
複数のグループに分類されている既知画像を前記特徴量算出手段に入力することにより得られた特徴量が、複数のグループに分類して記録されているデータ記憶手段を有し、
前記異常陰影候補領域の特徴量と前記既知画像の特徴量を比較照合して異常陰影候補領域と類似した既知画像を選択し、
選択された既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて、前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う異常陰影候補判定手段を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項２５に記載の発明は、
患者を撮影した医用画像から異常陰影候補を検出する医用画像処理方法であって、
得られた異常陰影候補領域を解析することにより特徴量を算出し、
複数のグループに分類されている既知画像より得られた特徴量が、複数のグループに分類して記録され、
前記異常陰影候補領域の特徴量と前記既知画像の特徴量を比較照合して異常陰影候補領域と類似した既知画像を選択し、
選択された既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて、前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項１、２５に記載の発明によれば、異常陰影候補領域と類似した既知画像のがどのグループに含まれているかの割合に基づいて、異常陰影候補領域が属するグループ、例えば、異常画像か正常画像かの判定を行うため、従来とは異なる判定方法によって異常陰影候補の判定を行うことができ、判定精度を向上させることができる。従って、陰影の偽陽性と真陽性の判別精度が向上し、異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記異常陰影候補判定手段は、選択された既知画像が単数、複数のどちらにも対応できることを特徴としている。
【００１３】
請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の医用画像処理方法において、
前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う際、選択された既知画像が単数、複数のどちらにも対応できることを特徴としている。
【００１４】
請求項２、２６に記載の発明によれば、選択された既知画像が単数、複数のどちらの場合にも対応できるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段では、前記既知画像が異常画像グループと正常画像グループとに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２７に記載の発明は、請求項２５又は２６に記載の医用画像処理方法において、
前記既知画像が異常画像グループと正常画像グループとに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項３、２７に記載の発明によれば、既知画像が異常画像グループと正常画像グループとに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段では、前記既知画像が異常画像グループ、正常画像グループ及び正常か異常かが判断できない画像グループに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項２８に記載の発明は、請求項２５又は２６に記載の医用画像処理方法において、
前記既知画像が異常画像グループ、正常画像グループ及び正常か異常かが判断できない画像グループに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項４、２８に記載の発明によれば、既知画像が異常画像グループ、正常画像グループ及び正常か異常かが判断できない画像グループに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段では、前記既知画像が病変の種類及び／又は正常構造の種類に対応したグループに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項２９に記載の発明は、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記既知画像が病変の種類及び／又は正常構造の種類に対応したグループに分類されて記録されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項５、２９に記載の発明によれば、既知画像が病変の種類及び／又は正常構造の種類に対応したグループに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段では、前記既知画像が病変の種類に対応したグループに分類されて記録されており、
前記異常陰影候補判定手段は、選択された複数の既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて病変が良性か悪性か分類することが可能であることを特徴としている。
【００２５】
請求項３０に記載の発明は、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記既知画像が病変の種類に対応したグループに分類されて記録されており、
前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う際には、選択された複数の既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて病変が良性か悪性か分類することが可能であることを特徴としている。
【００２６】
請求項６、３０に記載の発明によれば、既知画像が病変の種類に対応したグループに分類されて記録されており、選択された複数の既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて病変が良性か悪性か分類することが可能であるため、さらに高精細な異常陰影候補の検出を行うことができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段は、選択する複数の既知画像の数を変更可能であることを特徴としている。
【００２８】
請求項３１に記載の発明は、請求項２５〜３０のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
選択する複数の既知画像の数を変更可能であることを特徴としている。
【００２９】
請求項７、３１に記載の発明によれば、選択する複数の既知画像の数を変更可能であるため、異常陰影候補領域に応じて異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段は、前記特徴量算出手段により算出された既知画像の特徴量として、異常陰影候補領域における特徴量と同じ特徴量算出手段を用いることを特徴としている。
【００３１】
請求項３２に記載の発明は、請求項２５〜３１のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
算出された既知画像の特徴量として、異常陰影候補領域における特徴量と同じ特徴量算出手段を用いることを特徴としている。
【００３２】
請求項８、３２に記載の発明によれば、算出された既知画像の特徴量と、異常陰影候補領域における特徴量とが、同じ特徴量算出手段を用いるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができ、さらにシステムの構成を簡単にすることができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記異常陰影候補判定手段は、既知画像の各グループの特徴量を１つのデータにまとめた上で異常陰影候補領域の特徴量と類似した複数の既知画像を選択することを特徴としている。
【００３４】
請求項３３に記載の発明は、請求項２５〜３２のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
既知画像を選択する際に、既知画像の各グループの特徴量を１つのデータにまとめた上で異常陰影候補領域の特徴量と類似した複数の既知画像を選択することを特徴としている。
【００３５】
請求項９、３３に記載の発明によれば、既知画像の各グループの特徴量を１つのデータにまとめた上で異常陰影候補領域の特徴量と類似した複数の既知画像を選択するため、データ処理が簡単に行えるようにすることができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記特徴量は、画像信号値を直接記録したものであることを特徴としている。
【００３７】
請求項３４に記載の発明は、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記特徴量は、画像信号値を直接記録したものであることを特徴としている。
【００３８】
請求項１０、３４に記載の発明によれば、特徴量は、画像信号値を直接記録したものであるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００３９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記特徴量には、構造物のコントラストに関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４０】
請求項３５に記載の発明は、請求項２５〜３４のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記特徴量には、構造物のコントラストに関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４１】
請求項１１、３５に記載の発明によれば、特徴量には、構造物のコントラストに関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００４２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記特徴量には、構造物の形状に関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４３】
請求項３６に記載の発明は、請求項２５〜３５のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記特徴量には、構造物の形状に関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４４】
請求項１２、３６に記載の発明によれば、特徴量には、構造物の形状に関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００４５】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記特徴量には、テクスチャに関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４６】
請求項３７に記載の発明は、請求項２５〜３６のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記特徴量には、テクスチャに関する特徴量を含むことができることを特徴としている。
【００４７】
請求項１３、３７に記載の発明によれば、特徴量には、テクスチャに関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００４８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記異常陰影候補判定手段は、出力する判定結果に異常陰影候補に関する位置情報を含むことを特徴としている。
【００４９】
請求項３８に記載の発明は、請求項２５〜３７のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う際には、出力する判定結果に異常陰影候補に関する位置情報を含むことを特徴としている。
【００５０】
請求項１４、３８に記載の発明によれば、出力する判定結果に異常陰影候補に関する位置情報を含むため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００５１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記特徴量算出手段は、算出する特徴量を、多次元ベクトルで表現することを特徴としている。
【００５２】
請求項３９に記載の発明は、請求項２５〜３８のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記特徴量を算出する際には、算出する特徴量を、多次元ベクトルで表現することを特徴としている。
【００５３】
請求項１５、３９に記載の発明によれば、算出する特徴量を、多次元ベクトルで表現するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００５４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記異常陰影候補判定手段は、多変量解析部と比較照合部とを有することを特徴としている。
【００５５】
請求項４０に記載の発明は、請求項２５〜３９のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う手段には、多変量解析部と比較照合部とを有することを特徴としている。
【００５６】
請求項１６、４０に記載の発明によれば、異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う手段、すなわち異常陰影候補判定手段は、多変量解析部と比較照合部とを有するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００５７】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記多変量解析部は、特徴量を入力データとして使用することを特徴としている。
【００５８】
請求項４１に記載の発明は、請求項４０に記載の医用画像処理方法において、
前記多変量解析部は、特徴量を入力データとして使用することを特徴としている。
【００５９】
請求項１７、４１に記載の発明によれば、多変量解析部は、特徴量を入力データとして使用するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００６０】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記多変量解析部は、多次元ベクトルで表現された特徴量の次元数を、多変量解析によって変換することを特徴としている。
【００６１】
請求項４２に記載の発明は、請求項４１に記載の医用画像処理方法において、
前記多変量解析部は、多次元ベクトルで表現された特徴量の次元数を、多変量解析によって変換することを特徴としている。
【００６２】
請求項１８、４２に記載の発明によれば、多変量解析部は、多次元ベクトルで表現された特徴量の次元数を、多変量解析によって変換するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００６３】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離の測定による画像の比較照合を行うことを特徴としている。
【００６４】
請求項４３に記載の発明は、請求項４２に記載の医用画像処理方法において、
前記比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離の測定による画像の比較照合を行うことを特徴としている。
【００６５】
請求項１９、４３に記載の発明によれば、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離の測定による画像の比較照合を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００６６】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離に応じて順位を付け、所定の順位までに含まれる既知画像の属するグループの割合によって前記異常陰影候補領域がどのグループに属するかの判定を行うことを特徴としている。
【００６７】
請求項４４に記載の発明は、請求項４３に記載の医用画像処理方法において、
前記比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離に応じて順位を付け、所定の順位までに含まれる既知画像の属するグループの割合によって前記異常陰影候補領域がどのグループに属するかの判定を行うことを特徴としている。
【００６８】
請求項２０、４４に記載の発明によれば、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離に応じて順位を付け、所定の順位までに含まれる既知画像の属するグループの割合によって前記異常陰影候補領域がどのグループに属するかの判定を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００６９】
請求項２１に記載の発明は、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記多変量解析部は、主成分分析によって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７０】
請求項４５に記載の発明は、請求項４０〜４４のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記多変量解析部は、主成分分析によって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７１】
請求項２１、４５に記載の発明によれば、多変量解析部が、主成分分析によって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００７２】
請求項２２に記載の発明は、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記多変量解析部は、判別分析によって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７３】
請求項４６に記載の発明は、請求項４０〜４５のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記多変量解析部は、判別分析によって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７４】
請求項２２、４６に記載の発明によれば、多変量解析部が、判別分析によって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００７５】
請求項２３に記載の発明は、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記多変量解析部は、人工ニューラルネットワークによって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７６】
請求項４７に記載の発明は、請求項４０〜４６のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
前記多変量解析部は、人工ニューラルネットワークによって多変量解析を行うことを特徴としている。
【００７７】
請求項２３、４７に記載の発明によれば、多変量解析部が、人工ニューラルネットワークによって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【００７８】
請求項２４に記載の発明は、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の医用画像処理システムにおいて、
前記データ記憶手段は、特徴量の数の２倍以上の画像数を有していることを特徴としている。
【００７９】
請求項４８に記載の発明は、請求項２５〜４７のいずれか一項に記載の医用画像処理方法において、
特徴量の数の２倍以上の画像数を有していることを特徴としている。
【００８０】
請求項２４、４８に記載の発明によれば、特徴量の数の２倍以上の画像数を有しているため、異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、検出した異常陰影候補が真陽性か偽陽性かを判定する際に、その異常陰影候補と類似した複数の画像と比較照合し、当該複数の画像のうち異常画像（真陽性陰影）及び正常画像（偽陽性陰影）の割合に基づいて、前記異常陰影候補を判定する例を説明する。また、本実施の形態では、患者の乳房を撮影したマンモグラフィから異常陰影候補を検出する例を説明するが、検出対象はこれに限らず、胸部や腹部等の他の部位を撮影し、その画像から各部位に応じた異常陰影候補を検出することとしてもよい。また、本実施の形態では、真陽性か偽陽性かの判定について判定するようになっているが、これに限らず、異常陰影の良性と悪性の判定等、複数のグループのいずれに属するかの判定を行う種々の場合に適用可能である。
【００８２】
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における医用画像処理システム１０の機能的構成を示す。
図１に示すように、医用画像処理システム１０は、画像データ入力手段１１、データ記憶手段１２、画像処理手段１３、異常陰影候補検出手段１４、特徴量算出手段１５，１９、異常陰影候補判定手段１６、制御手段１７、出力手段１８を備えて構成される。
【００８３】
画像データ入力手段１１は、例えばレーザデジタイザ等であり、患者を撮影した未知画像としての医用画像が記録されたフィルム上をレーザビームで走査し、透過した光量を測定してその測定値をアナログデジタル変換することにより、医用画像をデジタル画像データとして医用画像処理システム１０へ入力する。
【００８４】
なお、画像データ入力手段１１は、上記レーザデジタイザに限らず、例えばＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の光検出素子を適用して、医用画像が記録されたフィルム上を光走査し、その反射光をＣＣＤにより光電変換してデジタル画像データを入力することとしてもよい。
【００８５】
また、フィルムに記録された医用画像を読み取るのではなく、蓄積性蛍光体を用いて撮影された医用画像をデジタル変換して医用画像データを生成する撮影装置と接続可能な構成とし、この撮影装置からデジタル画像データを医用画像処理システム１０に入力することとしてもよい。この場合には、フィルムが不要であり、コストダウンを図ることが可能となる。
【００８６】
また、画像データ入力手段１１は、放射線画像を撮像して電気信号として出力するフラットパネルディテクタ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ；以下、ＦＰＤという。）を接続可能な構成とし、このＦＰＤからデジタル画像データを入力することとしてもよい。ＦＰＤは、特開平６−３４２０９８号公報に記載されているように、照射された放射線の強度に応じた電荷を生成する放射線検出素子と、この放射線検出素子により生成された電荷を蓄積するコンデンサとが２次元的に配列されたものである。
【００８７】
また、画像データ入力手段１１は、特開平９−９００４８号公報に記載されているように、蛍光強度を検出するフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の光検出素子を画素毎に設けた光検出器を備えた構成とし、放射線を増感紙等の蛍光体層に吸収させて蛍光を発光させ、その蛍光強度を光検出器で検出し、光電変換を行ってデジタル医用画像データを入力することとしてもよい。また、放射線の照射により可視光を発する放射線シンチレータと、レンズアイ及び各々のレンズに対応するエリアセンサと組み合わせた構成であってもよい。
【００８８】
また、画像データ入力手段１１は、撮影された医用画像データを記録したＣＤ−ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ−ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やフロッピー（登録商標）等の各種記憶媒体から医用画像データを読み取り可能な構成であってもよいし、ネットワークを介して外部装置から医用画像データを受信可能な構成であってもよい。
【００８９】
なお、上述した種々の構成によりデジタル医用画像データを得る際には、撮影部位にもよるが、例えばマンモグラフィに対しては、画像の実行画素サイズが２００μｍ以下であることが好ましく、さらには１００μｍ以下であることが好ましい。医用画像処理システム１０の性能を最大限に発揮させるためには、例えば実行画素サイズ５０μｍ程度の医用画像データを入力することが好ましい。
【００９０】
なお、画像データ入力手段１１により入力された医用画像データにはヘッダ領域が設けられており、このヘッダ領域に、その医用画像に関する情報、例えば撮影された患者の氏名、患者ＩＤ（患者を個別に識別するためのＩＤ）、性別等の患者情報、撮影部位、撮影日等の撮影情報、画像がどの検査に属するかを示す検査ＩＤ（検査を個別に識別するためのＩＤ）等の検査情報等が記録されていることとする。
【００９１】
データ記憶手段１２は、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリ等により構成され、医師の診断により予め異常画像か正常画像かの判定がなされている複数の既知画像が記録されている。この実施の形態では、既知画像は、正常画像グループと異常画像グループに分類されて記憶されている。さらに、この実施の形態では、既知画像は、その特徴量が多次元ベクトルに変換されて記録されている。その特徴量としては、単純な画像信号値のみでも可能で、簡単に述べると画像そのものを用いることが可能である。これを一般的にテンプレートマッチングといい、画像同士の信号値を比較して相関値により一致度を計算する手法と同じである。また、異常陰影候補として入力された医用画像データは、医師による判定がなされた後、既知画像として記憶しておくと、比較データ量を増加させることができて良い。
また、このとき、必要に応じてデータ圧縮を施すこととする。データ圧縮方法としては、公知のＪＰＥＧ、ＤＰＣＭ、ウェーブレット圧縮等の手法により、可逆圧縮又は不可逆圧縮を行うことが可能であるが、データ圧縮に伴う画像データの劣化が無い可逆圧縮が好ましい。
【００９２】
画像処理手段１３は、画像データ入力手段１１により得られた医用画像データに各種画像処理を施して出力手段１８に出力する。各種画像処理には、コントラストを調整する階調処理、コントラストが小さくなりやすい乳腺や腫瘤の低濃度領域の濃度階調を拡大し、逆に微小石灰化クラスタの画像が存在する可能性が少ない脂肪領域の濃度階調を圧縮するように補正を行うコントラスト補正処理、画像の鮮鋭度を調整するアンシャープネスマスク処理、ダイナミックレンジの広い画像を被写体の細部のコントラストを低下させることなく見やすい濃度範囲に収めるためのダイナミックレンジ圧縮処理等が含まれる。そして、判定結果に含んでいる異常陰影の位置に画像処理を行い、出力する。
【００９３】
異常陰影候補検出手段１４では、画像データ入力手段１１から得られた画像データから画像解析を行うことにより、異常陰影と思われる候補領域を検出する。検出した候補領域に対しては、特徴量算出手段１５により特徴量を算出して、異常陰影候補判定手段１６に出力する。また、異常陰影候補判定手段１６は、検出した各候補に対する判定を行い、制御手段１７に判定結果を出力する。
【００９４】
マンモグラフィでは、乳癌の特徴である腫瘤や微小石灰化クラスタと思われる陰影を検出する。腫瘤陰影は、ある程度の大きさを有する塊であり、マンモグラフィ上では、ガウス分布に近い、白っぽく丸い陰影として現れる。微小石灰化クラスタは、微小石灰化した部分が集まって（クラスタ化して）存在するとそこが初期癌である可能性が高い。マングラフィ上では、略円錐構造を持った白っぽく丸い陰影として現れる。
【００９５】
上記腫瘤及び微小石灰化クラスタの陰影は、その形状や形態、辺縁などの特徴により医学的に分類されており、その陰影の特徴から良悪性が鑑別されるため、陰影の特徴は診断を行う読影医にとって非常に重要な情報である。
【００９６】
腫瘤陰影の場合、その形状については、円形、楕円形、多角形、分葉形、不整形等に分類され、陰影の境界については、境界が明瞭な境界明瞭平滑、境界が不明瞭な境界不明瞭に分類される。また、陰影の辺縁については、陰影の境界から白い微細なスジがのびる微細分葉状、スピキュラと呼ばれる白いスジが陰影の中心部から放射状にのびるスピキュラ状等に分類される。
【００９７】
微小石灰化クラスタの場合、石灰化の形態については、微細な円を描く微細円形石灰化、点を描く点状石灰化、薄く不明瞭な石灰化、多形性或いは不均一な石灰化、微細線状又は微細分枝状石灰化等に分類される。また、その分布形態として、瀰漫性又は散在性、分布の領域性、区域性、集簇性等に分類される。
【００９８】
以下、上述した腫瘤陰影及び微小石灰化クラスタ陰影を検出する手法について説明する。
異常陰影候補検出手段１４では、腫瘤陰影の検出に適した手法として、以下の論文に記載された公知の検出方法を適用することが可能である。
【００９９】
・左右乳房を比較することによって検出する方法
（Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２１．Ｎｏ．３，ｐｐ．４４５−４５２）
・アイリスフィルタを用いて検出する方法
（信学論（Ｄ−１１），Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｄ−１１，ｎｏ．３，ｐｐ．６６３−６７０，１９９２）
・Ｑｕｏｉｔフィルタを用いて検出する方法
（信学論（Ｄ−１１），Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ｄ−１１，ｎｏ．３，ｐｐ．２７９−２８７，１９９３）
・分割した乳房領域の画素値のヒストグラムに基づく２値化により検出する方法
（ＪＡＭＩＴＦｒｏｎｔｉｅｒ講演論文集，ｐｐ．８４−８５，１９９５）
・方向性のある多数のラプラシアンフィルタの最小出力をとる最小方向差分フィルタ）
（信学論（Ｄ−１１），Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ｄ−１１，ｎｏ．２，ｐｐ．２４１−２４９，１９９３）
・フラクタル次元を利用して腫瘤陰影の良悪性を鑑別する方法
（ＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１７（５），ｐｐ．５７７−５８４，１９９９）
【０１００】
また、微小石灰化クラスタ陰影の検出に適した方法として、以下の論文に記載された公知の検出方法を適用することができる。
【０１０１】
・乳房領域から石灰化の疑いがある領域を局部化し、陰影像の光学濃度差や境界濃度差の標準偏差値等から偽陽性候補を削除する方法
（ＩＥＥＥＴｒａｎｓＢｉｏｍｅｄＥｎｇＢＭＥ−２６（４）：２１３−２１９，１９７９）
・ラプラシアンフィルタ処理を行った画像を用いて検出する方法
（信学論（Ｄ−１１），Ｖｏｌ．Ｊ７１−Ｄ−１１，ｎｏ．１０，ｐｐ．１９９４−２００１，１９８８）
・乳腺等の背景パターンの影響を抑えるためにモルフォロジー解析した画像を使用する検出方法
（信学論（Ｄ−１１），Ｖｏｌ．Ｊ７１−Ｄ−１１，ｎｏ．７，ｐｐ．１１７０−１１７６，１９９２）
【０１０２】
異常陰影候補検出手段１４は、上述したような手法を用いて異常陰影候補の検出を行い、その候補の任意の倍率で領域を得る。この領域を候補領域と呼び、特徴量算出手段１５に出力する。
【０１０３】
特徴量算出手段１５，１９は、その候補領域について、候補領域の大きさ（面積）、縦横比、円形度、候補領域内のコントラスト、標準偏差、陰影の周辺部から中心部にかけての濃度勾配の強度成分、方向成分等の多種の特徴量を算出する。算出された特徴量は、候補領域の検出結果として異常陰影候補判定手段１６に出力される。なお、特徴量には、単純な画像信号値も含む。また、既知画像の特徴量と、異常陰影候補領域における特徴量とが、同じ特徴量算出手段を用いて算出するようになっていても良い。
【０１０４】
異常陰影候補判定手段１６は、１段階目に、多変量解析部で、異常陰影候補検出手段１４により検出された異常陰影候補について算出された特徴量を用いて複数段階の多変量解析を行い、これに基づき異常陰影候補と特徴量が類似した複数の既知画像を取り出す。そして、２段階目に、比較照合部で、前記複数の既知画像における異常画像及び正常画像の割合に基づき、検出された各候補の判定を行う。判定結果は、制御手段１７に出力される。また、取り出される既知画像が単数である場合もある。このときは、取り出された既知画像が正常か異常かによって、判定がなされる。
なお、本実施の形態では、判定結果は異常画像（真陽性）か正常画像（偽陽性）か、どちらかを明確にするようになっているが、これに限るものではない。例えば、判定結果として、「偽陽性である可能性が高い。」等の断言する形でないものとしても良いし、「真陽性である可能性が３０％である」等の確率で結果表示するようになっていても良い。
ここでは、判定結果が異常や正常である場合、正常画像は偽陽性として判定結果を制御手段１７に出力しない。
【０１０５】
多変量解析手法としては、例えばＡＮＮ（人工ニューラルネットワーク）、主成分分析、判別分析等が適用可能である。
なお、主成分分析は、相関関係にあるいくつかの要因を要約して、いくつかの成分にし、その総合力や特性を求める方法である。主成分分析では、他の多変量解析の重回帰分析や判別分析のように目的変量はあたえられていない。説明変量を要約してその特性を調べるものである。
例えば、異常陰影候補検出手段によって検出された候補の円形度・標準偏差・コントラストの３つの特徴量から、この３つの要因を要約し１成分のデータにすることにより、その候補が正常陰影であるか異常陰影であるかを調べる方法である。
【０１０６】
具体的には、まず、主成分を調べる。主成分を求めるということは、できるだけ特徴量から求められる情報を失わないように１つの情報に合成することをいい、一般には標本データの重心を通り、各標本データから距離が最小になるような直線を求め、この重心と各標本データからこの直線へ下ろした垂線の点との距離を主成分得点とする。ｎ個の特徴量がある場合、第ｎ主成分まで求めることが出来る。
ここでは、第１主成分だけを使用しても良いし、任意の寄与率を求める方法、例えば寄与率が７５％を超える主成分まで使用して主成分得点を求めても良い。
【０１０７】
本実施の形態では、図２に示すように、複数の既知画像から多数決法により未知画像が異常陰影であるか正常陰影であるかを判別する。
その方法としてまず、既知画像としてのサンプル画像から特徴量を取り出すことを行う。この特徴量には異常陰影の特徴を用いる。この異常陰影は主に腫瘤陰影と微小石灰化クラスタに分けられ、腫瘤陰影の場合、スピキュラ状、境界明瞭、微細分葉状、分葉状、不整系などがあり、微小石灰化クラスタの場合、微細、点状、淡い、多形成、分枝状、び慢性、散在性、領域性、区域性、線状、集ぞく性といった項目の特徴量を有する。
それぞれの特徴量は、例えば、腫瘤陰影の場合の「境界明瞭」を判断するためには、濃度分布を示すヒストグラムや、隣り合う画素間の差分値を特徴量とする。
【０１０８】
このように取り出してきた画像ごとの特徴量を多次元ベクトルに整理し多変量解析の入力として用いる。この多変量解析は特徴量の多次元ベクトルの次元数を変換し、特徴量の要約及び拡張をすることが出来る。本実施の形態では、この多変量解析に主成分分析を用い、特徴量の情報量を実験により算出された情報量の割合（寄与率）まで次元数を減らし、検索に有効な新しい多次元ベクトルに要約する。実験の方法は次元数を徐々に減らしていき寄与率とのグラフを作成し、文献等で調べた損失率（１−寄与率）等を考慮して、経験的に寄与率を決定する。
【０１０９】
この各画像と要約された各画像の特徴量を並べた多次元ベクトルを記録する。この記録する画像データ記憶手段の所在は医用画像処理装置の中でも良いし、装置の外、例えばインターネット等のネットワーク上でも良い。この記録は、正常陰影や異常陰影別に記録するが、特徴量の数と群に含まれるサンプル画像の数が一定の割合（１：２）以上（ｋｌｉｎｅ１９９４の文献参照）を保てば、この異常陰影の中でも良性のもの悪性のものに分けることが出来る。
【０１１０】
例として異常陰影の良性、悪性の所見は、
腫瘤陰影では、良性か悪性か、形態が放射型か類円形か、棘状型か分葉状か、凹凸不整か、辺縁が不整か平滑かｈａｌｏか、濃度が濃いか淡いか、濃淡均一が不均一か均一か等があり、
微小石灰化クラスタでは、大きさが微細か粗大か、分布が集簇か散在か、数が多いか少ないか、形状が不整か円形か、濃度が不均一か均一か等がある。
また、病変の種類により、良悪性を見分けることができる。
【０１１１】
またこの良性悪性は、医師は５段階のカテゴリーで分類して検出しており、この分類による多次元ベクトルのデータベースへの記録にすると更に良い。また正常陰影においても、その異常陰影検出処理において取り出されてくるものは、胸筋のリンパ球、乳腺の交差、乳腺にその偽陽性の出来る意味ごとに分けることができる。
【０１１２】
そして、異常陰影候補（未知画像）が入力されると、この未知画像をサンプル画像（既知画像）と同じ手順で特徴量を取り出して多次元ベクトルにする。この多次元ベクトルよりサンプル画像で主成分分析により要約された次元数分の特徴量を取り出す。
多次元ベクトルとして記録されている既知画像と要約された特徴量とを照合し、近い特徴量を持つサンプル画像を複数個取り出す。取り出された複数個のサンプル画像が正常画像であるか異常画像であるかの割合を判定に用い、異常陰影を検出する。このとき、異常画像の数が正常画像の数より多い場合には、当該未知画像は異常陰影であると判定される。また、異常画像の数が正常画像の数より少ない場合には、当該未知画像は正常陰影であると判定される。なお、判別方法として、多数決法以外の方法、例えば確率等を用いても良い。
【０１１３】
制御手段１７は、医用画像データとその異常陰影候補の検出結果との出力制御を行う。制御手段１７は、画像処理手段１３から入力された処理画像データを出力手段１８に出力する際に、異常陰影候補検出手段１４による異常陰影の検出結果に基づいて、処理画像データにおける異常陰影候補の画像領域を矢印でマークする、色を変える等して、異常陰影候補の画像領域を識別可能に出力させる。本実施の形態では、算出する特徴量を、画像に含まれている構造物の位置に対して不変としているため、異常陰影の位置情報が不変であり、当該位置情報が不変の異常陰影候補に画像処理を施して出力する。
【０１１４】
出力手段１８は、例えばＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）やＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ等からなる表示手段が適用可能であり、制御手段１７から入力された医用画像データを表示出力する。表示手段としては、医用画像専用の精細高輝度のものが好ましい。また、他の出力手段としては、紙などの記録媒体へ印刷出力を行うプリンタや、フィルムへの出力を行う露光装置等が適用可能である。
【０１１５】
次に、本実施の形態における動作を説明する。
本実施の形態では、まず第１段階の多変量解析で陰影の特徴毎にどれだけその特徴を有しているかを示す指標値を求め、この指標値を第２段階の多変量解析に入力値として異常陰影候補の悪性度を出力する例を説明する。
【０１１６】
図３は、医用画像処理システム１０により実行される異常陰影候補検出処理を説明するフローチャートである。
図３に示す異常陰影候補検出処理では、まずステップＳ１において、異常陰影候補の検出対象である医用画像データが画像データ入力手段１１により入力される。
【０１１７】
次いで、ステップＳ２では、異常陰影候補検出手段１４による異常陰影候補の検出が行われる。そして、異常陰影候補検出手段１４により検出された候補領域の特徴量を特徴量算出手段１５により算出し、異常陰影候補判定手段１６に出力される。
【０１１８】
ステップＳ３では、異常陰影候補判定手段１６により、検出された各候補が悪性かどうかの判定が行われる。図４を参照して、その判定方法について詳細に説明する。図４は、異常陰影候補判定手段１６により実行される異常陰影候補の判定処理を示すフローチャートである。この異常陰影候補の判定処理では、特徴量を多変量データとして複数段階で多変量解析が行われ、その後、検出された各候補の判定がなされる。
【０１１９】
まず、ステップＳ３１では、特徴量の抽出が行われる。ここでは、全ての特徴量が抽出される。次に、ステップＳ３２では、Ｓ３１で抽出された特徴量の要約が行われる。そして、ステップＳ３３では、画像データ記憶手段１２からの多次元ベクトルの入力が行われる。
このデータ記憶手段１２からの多次元ベクトルの入力は、図５に示すように、正常画像及び異常画像等のサンプル画像（既知画像）データの入力（ステップＳ３３１）を行い、特徴量算出手段１９による全ての特徴量の抽出（ステップＳ３３２）を行い、特徴量の要約（ステップＳ３３３）を行う。そして、グループ毎に多次元ベクトルの形で記憶（ステップＳ３３４）が行われ、全てのサンプル画像のデータを記憶したかどうかの判定を行い（ステップＳ３３５）、全て記憶するまでＳ３３１からの処理を繰り返す。そして、全て記憶したら、図４のステップＳ３４で要約された特徴量と既知画像の特徴量との照合、すなわち未知画像と複数のサンプル画像（既知画像）との照合により近いものの抽出を行う。それから、ステップＳ３５で判定処理、すなわち多数決法による真陽性か偽陽性かの判定を行う。
その後、ステップＳ４で判定結果に基づいて、偽陽性候補を検出結果から削除し、ステップＳ５では、制御手段１７により異常陰影候補の検出結果の出力制御が行われ、画像処理手段１３により画像処理された医用画像データと、異常陰影候補の検出結果とが出力手段１８に出力される。
【０１２０】
以上のように、本実施の形態の医用画像処理システム及び医用画像処理方法によれば、異常陰影候補領域と類似した既知画像のがどのグループに含まれているかの割合に基づいて、異常陰影候補領域が属するグループ、例えば、異常画像か正常画像かの判定を行うため、従来とは異なる判定方法によって異常陰影候補の判定を行うことができ、判定精度を向上させることができる。従って、陰影の偽陽性と真陽性の判別精度が向上し、異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、選択された既知画像が単数、複数のどちらの場合にも対応できるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１２２】
さらに、本実施の形態では、既知画像が異常画像グループと正常画像グループとに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１２３】
またさらに、既知画像が異常画像グループ、正常画像グループ及び正常か異常かが判断できない画像グループに分類されて記録されている場合には、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１２４】
また、既知画像が病変の種類及び／又は正常構造の種類に対応したグループに分類されて記録されている場合には、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１２５】
さらに、既知画像が病変の種類に対応したグループに分類されて記録されており、選択された複数の既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて病変が良性か悪性か分類することが可能である場合には、さらに高精細な異常陰影候補の検出を行うことができる。
【０１２６】
またさらに、本実施の形態では、選択する複数の既知画像の数を変更可能であるため、異常陰影候補領域に応じて異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【０１２７】
また、算出された既知画像の特徴量と、異常陰影候補領域における特徴量とが、同じ特徴量算出手段を用いると、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができ、さらにシステムの構成を簡単にすることができる。
【０１２８】
さらに、本実施の形態では、既知画像の各グループの特徴量を１つのデータにまとめた上で異常陰影候補領域の特徴量と類似した複数の既知画像を選択するため、データ処理が簡単に行えるようにすることができる。
【０１２９】
またさらに、本実施の形態では、特徴量は、画像信号値を直接記録したものであるため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３０】
また、本実施の形態では、特徴量には、構造物のコントラストに関する特徴量を含むことができるため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３１】
さらに、本実施の形態では、特徴量には、構造物の形状に関する特徴量を含むことができるため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３２】
またさらに、本実施の形態では、特徴量には、テクスチャに関する特徴量を含むことができるため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３３】
また、本実施の形態では、出力する判定結果に異常陰影候補に関する位置情報を含むため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３４】
さらに、本実施の形態では、算出する特徴量を、多次元ベクトルで表現するため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３５】
またさらに、本実施の形態では、異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う手段、すなわち異常陰影候補判定手段は、多変量解析部と比較照合部とを有するため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３６】
また、本実施の形態では、多変量解析部は、特徴量を入力データとして使用するため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３７】
さらに、本実施の形態では、多変量解析部は、多次元ベクトルで表現された特徴量の次元数を、多変量解析によって変換するため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３８】
またさらに、本実施の形態では、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離の測定による画像の比較照合を行うため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１３９】
また、本実施の形態では、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離に応じて順位を付け、所定の順位までに含まれる既知画像の属するグループの割合によって前記異常陰影候補領域がどのグループに属するかの判定を行うため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１４０】
さらに、本実施の形態では、多変量解析部が、主成分分析によって多変量解析を行うため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１４１】
またさらに、本実施の形態では、多変量解析部が、判別分析によって多変量解析を行うため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１４２】
また、本実施の形態では、多変量解析部が、人工ニューラルネットワークによって多変量解析を行うため、具体的に前記した効果を奏することができる。
【０１４３】
さらに、本実施の形態では、特徴量の数の２倍以上の画像数を有しているため、異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【０１４４】
なお、本実施の形態における記述内容は、本発明を適用した医用画像処理システム１０の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
【０１４５】
その他、本実施の形態における医用画像処理システム１０の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【０１４６】
【発明の効果】
請求項１、２５に記載の発明によれば、異常陰影候補領域と類似した既知画像のがどのグループに含まれているかの割合に基づいて、異常陰影候補領域が属するグループ、例えば、異常画像か正常画像かの判定を行うため、従来とは異なる判定方法によって異常陰影候補の判定を行うことができ、判定精度を向上させることができる。従って、陰影の偽陽性と真陽性の判別精度が向上し、異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１４７】
請求項２、２６に記載の発明によれば、選択された既知画像が単数、複数のどちらの場合にも対応できるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１４８】
請求項３、２７に記載の発明によれば、既知画像が異常画像グループと正常画像グループとに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１４９】
請求項４、２８に記載の発明によれば、既知画像が異常画像グループ、正常画像グループ及び正常か異常かが判断できない画像グループに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１５０】
請求項５、２９に記載の発明によれば、既知画像が病変の種類及び／又は正常構造の種類に対応したグループに分類されて記録されているため、当該グループに属するかどうかの判定に関する異常陰影候補の検出精度を向上させることができる。
【０１５１】
請求項６、３０に記載の発明によれば、既知画像が病変の種類に対応したグループに分類されて記録されており、選択された複数の既知画像がどのグループに含まれているかの割合に基づいて病変が良性か悪性か分類することが可能であるため、さらに高精細な異常陰影候補の検出を行うことができる。
【０１５２】
請求項７、３１に記載の発明によれば、選択する複数の既知画像の数を変更可能であるため、異常陰影候補領域に応じて異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【０１５３】
請求項８、３２に記載の発明によれば、算出された既知画像の特徴量と、異常陰影候補領域における特徴量とが、同じ特徴量算出手段を用いるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができ、さらにシステムの構成を簡単にすることができる。
【０１５４】
請求項９、３３に記載の発明によれば、既知画像の各グループの特徴量を１つのデータにまとめた上で異常陰影候補領域の特徴量と類似した複数の既知画像を選択するため、データ処理が簡単に行えるようにすることができる。
【０１５５】
請求項１０、３４に記載の発明によれば、特徴量は、画像信号値を直接記録したものであるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１５６】
請求項１１、３５に記載の発明によれば、特徴量には、構造物のコントラストに関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１５７】
請求項１２、３６に記載の発明によれば、特徴量には、構造物の形状に関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１５８】
請求項１３、３７に記載の発明によれば、特徴量には、テクスチャに関する特徴量を含むことができるため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１５９】
請求項１４、３８に記載の発明によれば、出力する判定結果に異常陰影候補に関する位置情報を含むため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６０】
請求項１５、３９に記載の発明によれば、算出する特徴量を、多次元ベクトルで表現するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６１】
請求項１６、４０に記載の発明によれば、異常陰影候補領域が属するグループの判定を行う手段、すなわち異常陰影候補判定手段は、多変量解析部と比較照合部とを有するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６２】
請求項１７、４１に記載の発明によれば、多変量解析部は、特徴量を入力データとして使用するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６３】
請求項１８、４２に記載の発明によれば、多変量解析部は、多次元ベクトルで表現された特徴量の次元数を、多変量解析によって変換するため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６４】
請求項１９、４３に記載の発明によれば、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離の測定による画像の比較照合を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６５】
請求項２０、４４に記載の発明によれば、比較照合部は、多変量解析によって変換された多次元ベクトル間の距離に応じて順位を付け、所定の順位までに含まれる既知画像の属するグループの割合によって前記異常陰影候補領域がどのグループに属するかの判定を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６６】
請求項２１、４５に記載の発明によれば、多変量解析部が、主成分分析によって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６７】
請求項２２、４６に記載の発明によれば、多変量解析部が、判別分析によって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６８】
請求項２３、４７に記載の発明によれば、多変量解析部が、人工ニューラルネットワークによって多変量解析を行うため、具体的に請求項１、２５の効果を奏することができる。
【０１６９】
請求項２４、４８に記載の発明によれば、特徴量の数の２倍以上の画像数を有しているため、異常陰影候補の検出精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施の形態の医用画像処理システム１０の機能的構成を示す図である。
【図２】未知画像の判定に関する流れを示す図である。
【図３】医用画像処理システム１０により実行される異常陰影候補検出処理を説明するフローチャートである。
【図４】医用画像処理システム１０により実行される異常陰影候補の判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】医用画像処理システム１０により実行される記憶手段からの多次元ベクトルの入力処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０医用画像処理システム
１１画像データ入力手段
１２データ記憶手段
１３画像処理手段
１４異常陰影候補検出手段
１５，１９特徴量算出手段
１６異常陰影候補判定手段
１７制御手段
１８出力手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a medical image processing system and a medical image processing method, and more particularly to a medical image processing system and a medical image processing method for detecting an abnormal shadow candidate from a medical image of a patient.
[0002]
[Prior art]
In the medical field, for example, digital medical images are generated by various medical image generating apparatuses such as a computer radiation image reading apparatus (hereinafter, referred to as CR; Computed Radiography) and a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter, referred to as MRI; Magnetic Resonance Imaging). Techniques for acquiring data have been developed, and electronic storage of medical images has become possible.
[0003]
In general, a doctor interprets the medical image data output to the film or the display means, detects an abnormal shadow that seems to be a lesion, and observes the state of the lesion and changes over time to make a diagnosis. Is being done. However, the detection of abnormal shadows depends on the skill of a doctor who performs image interpretation (hereinafter, referred to as an image interpreting doctor), and therefore, there is a possibility that the detection result of abnormal shadows may differ depending on the image interpreting doctor. Further, when a large amount of medical images are handled by a group medical examination or the like, the interpretation work has a considerable burden on the interpreting doctor.
[0004]
Therefore, in order to accurately detect abnormal shadows and reduce the burden on the interpreting physician, a computer diagnosis support device (Computed-Aided Diagnostics; hereinafter) that automatically detects abnormal shadow candidates by performing image processing on a photographed medical image. , CAD) has been developed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-112986
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the CAD, in order to exclude a false positive shadow which is a normal tissue or a benign lesion and detect only a true positive shadow which is a malignant lesion as an abnormal shadow candidate, a candidate area of the detected abnormal shadow is determined. It is determined whether or not the candidate is a false positive by using a feature amount indicating the feature of the inside or the edge of the target, and the candidate determined to be a false positive is deleted from the detection result.
[0007]
However, even with the above-described method, it is not possible to completely eliminate false positive shadows, and it is necessary to determine abnormal shadow candidates by various methods.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to use a comparison determination with a plurality of images that have already been classified as a normal image (false positive shadow) or an abnormal image (true positive shadow) to determine an abnormal shadow candidate. It is an object of the present invention to provide a medical image processing system and a medical image processing method capable of improving determination accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is
A medical image processing system comprising abnormal shadow candidate detection means for detecting abnormal shadow candidates from a medical image of a patient,
Having a feature amount calculating unit that calculates a feature amount by analyzing the abnormal shadow candidate region obtained by the abnormal shadow candidate detecting unit,
A feature amount obtained by inputting a known image classified into a plurality of groups to the feature amount calculation unit includes a data storage unit in which the feature amounts are classified into a plurality of groups and recorded.
The feature amount of the abnormal shadow candidate region and the feature amount of the known image are compared and selected to select a known image similar to the abnormal shadow candidate region,
An abnormal shadow candidate determining unit that determines a group to which the abnormal shadow candidate area belongs based on a ratio of which group the selected known image is included in is included.
[0010]
The invention according to claim 25 is
A medical image processing method for detecting an abnormal shadow candidate from a medical image of a patient,
The feature amount is calculated by analyzing the obtained abnormal shadow candidate region,
Features obtained from known images classified into a plurality of groups are recorded by being classified into a plurality of groups,
The feature amount of the abnormal shadow candidate region and the feature amount of the known image are compared and selected to select a known image similar to the abnormal shadow candidate region,
It is characterized in that the group to which the abnormal shadow candidate area belongs is determined based on the ratio of which group the selected known image is included in.
[0011]
According to the invention described in claims 1 and 25, the group to which the abnormal shadow candidate region belongs, for example, whether the abnormal image candidate region belongs to, based on the ratio of which group of known images similar to the abnormal shadow candidate region is included Since it is determined whether or not the image is a normal image, it is possible to determine an abnormal shadow candidate by a different determination method from the related art, and it is possible to improve determination accuracy. Therefore, the accuracy of discriminating false positives and true positives of shadows is improved, and the accuracy of detecting abnormal shadow candidates can be improved.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the medical image processing system according to the first aspect,
The abnormal shadow candidate determination means is characterized in that the selected known image can correspond to either a single or a plurality of known images.
[0013]
An invention according to claim 26 is the medical image processing method according to claim 25, wherein
When the group to which the abnormal shadow candidate area belongs is determined, the selected known image can correspond to either a single image or a plurality of known images.
[0014]
According to the inventions set forth in claims 2 and 26, since the selected known image can be used for both a single image and a plurality of known images, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the medical image processing system according to the first or second aspect,
The data storage means is characterized in that the known images are classified and recorded into an abnormal image group and a normal image group.
[0016]
The invention according to claim 27 is the medical image processing method according to claim 25 or 26, wherein
It is characterized in that the known images are classified and recorded into an abnormal image group and a normal image group.
[0017]
According to the third and 27th aspects of the present invention, since the known images are classified and recorded into the abnormal image group and the normal image group, the detection accuracy of the abnormal shadow candidate for determining whether or not the image belongs to the group is improved. Can be improved.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to the first or second aspect,
The data storage unit is characterized in that the known images are classified and recorded into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is impossible to determine whether the image is normal or abnormal.
[0019]
The invention according to claim 28 is the medical image processing method according to claim 25 or 26,
It is characterized in that the known images are classified and recorded in an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is impossible to determine whether the image is normal or abnormal.
[0020]
According to the invention described in claims 4 and 28, since the known images are classified and recorded into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is not possible to determine whether the image is normal or abnormal, it is determined whether the image belongs to the group. It is possible to improve the detection accuracy of the abnormal shadow candidate regarding the determination.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to fourth aspects,
The data storage means is characterized in that the known images are recorded by being classified into groups corresponding to the type of lesion and / or the type of normal structure.
[0022]
An invention according to claim 29 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 28,
It is characterized in that the known images are classified and recorded in groups corresponding to the type of lesion and / or the type of normal structure.
[0023]
According to the fifth and 29th aspects of the present invention, the known images are classified and recorded in a group corresponding to the type of the lesion and / or the type of the normal structure. It is possible to improve the detection accuracy of shadow candidates.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to fourth aspects,
In the data storage means, the known images are recorded by being classified into groups corresponding to the type of lesion,
The abnormal shadow candidate determination means is characterized in that it is possible to classify a lesion as benign or malignant based on the ratio of which group includes the selected plurality of known images.
[0025]
An invention according to claim 30 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 28,
The known images are recorded by being classified into groups corresponding to the type of lesion,
When determining the group to which the abnormal shadow candidate region belongs, it is possible to classify whether the lesion is benign or malignant based on the ratio of which group includes the selected plurality of known images. It is characterized by.
[0026]
According to the invention as set forth in claims 6 and 30, the known images are classified and recorded in groups corresponding to the types of lesions, and the ratio of the selected plurality of known images to which group is included. Since it is possible to classify a lesion as benign or malignant based on the lesion, it is possible to detect an abnormal shadow candidate with higher definition.
[0027]
According to a seventh aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to sixth aspects,
The data storage means can change the number of a plurality of known images to be selected.
[0028]
The invention according to claim 31 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 30,
The number of known images to be selected can be changed.
[0029]
According to the seventh and 31st aspects of the present invention, since the number of a plurality of known images to be selected can be changed, the detection accuracy of an abnormal shadow candidate can be further improved according to the abnormal shadow candidate area.
[0030]
According to an eighth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to seventh aspects,
The data storage unit uses the same feature amount calculation unit as the feature amount in the abnormal shadow candidate area as the feature amount of the known image calculated by the feature amount calculation unit.
[0031]
The invention according to claim 32 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 31,
It is characterized in that the same feature amount calculation means as the feature amount in the abnormal shadow candidate area is used as the calculated feature amount of the known image.
[0032]
According to the eighth and thirty-second aspects of the present invention, the calculated feature quantity of the known image and the feature quantity in the abnormal shadow candidate area use the same feature quantity calculation means. Can be achieved, and the configuration of the system can be simplified.
[0033]
According to a ninth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to eighth aspects,
The abnormal shadow candidate determination means is characterized in that the feature amounts of each group of known images are combined into one data, and a plurality of known images similar to the feature amounts of the abnormal shadow candidate region are selected.
[0034]
An invention according to claim 33 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 32,
When selecting a known image, the feature amounts of each group of the known image are combined into one data, and a plurality of known images similar to the feature amount of the abnormal shadow candidate region are selected.
[0035]
According to the ninth and thirty-third aspects of the present invention, the features of each group of known images are combined into one data, and a plurality of known images similar to the features of the abnormal shadow candidate area are selected. Processing can be performed easily.
[0036]
According to a tenth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to ninth aspects,
The feature amount is obtained by directly recording an image signal value.
[0037]
The invention according to claim 34 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 33,
The feature amount is obtained by directly recording an image signal value.
[0038]
According to the tenth and thirty-fourth aspects of the invention, since the feature amount is obtained by directly recording the image signal value, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0039]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to tenth aspects,
It is characterized in that the feature amount can include a feature amount related to the contrast of the structure.
[0040]
An invention according to claim 35 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 34,
It is characterized in that the feature amount can include a feature amount related to the contrast of the structure.
[0041]
According to the invention described in claims 11 and 35, since the feature amount can include a feature amount relating to the contrast of the structure, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0042]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to eleventh aspects,
The feature value is characterized in that the feature value can include a feature value relating to a shape of a structure.
[0043]
The invention according to claim 36 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 35,
The feature value is characterized in that the feature value can include a feature value relating to a shape of a structure.
[0044]
According to the twelfth and thirty-sixth aspects, the feature quantity can include a feature quantity relating to the shape of the structure, and therefore, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0045]
According to a thirteenth aspect, in the medical image processing system according to any one of the first to twelfth aspects,
The feature value is characterized in that the feature value can include a feature value related to texture.
[0046]
The medical image processing method according to any one of claims 25 to 36, wherein the medical image processing method according to any one of claims 25 to 36,
The feature value is characterized in that the feature value can include a feature value related to texture.
[0047]
According to the thirteenth and thirty-seventh aspects of the present invention, since the feature quantity can include a feature quantity related to texture, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0048]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to thirteenth aspects,
The abnormal shadow candidate determination means is characterized in that the output determination result includes position information on the abnormal shadow candidate.
[0049]
The invention according to claim 38 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 37, wherein
When determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs, the output determination result includes position information on the abnormal shadow candidate.
[0050]
According to the invention as set forth in claims 14 and 38, since the determination result to be output includes the position information on the abnormal shadow candidate, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0051]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to fourteenth aspects,
The feature value calculating means is characterized in that the calculated feature value is represented by a multidimensional vector.
[0052]
The medical image processing method according to any one of claims 25 to 38, wherein the medical image processing method according to any one of claims 25 to 38,
When calculating the feature quantity, the feature quantity to be calculated is represented by a multidimensional vector.
[0053]
According to the invention described in claims 15 and 39, since the feature quantity to be calculated is represented by a multidimensional vector, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0054]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to any one of the first to fifteenth aspects,
The abnormal shadow candidate determination means has a multivariate analysis unit and a comparison and collation unit.
[0055]
The invention according to claim 40 is the medical image processing method according to any one of claims 25 to 39,
The means for determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs has a multivariate analysis unit and a comparison / collation unit.
[0056]
According to the invention described in claims 16 and 40, the means for determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs, that is, the abnormal shadow candidate determining means, includes the multivariate analysis unit and the comparison / matching unit. The effects of claims 1 and 25 can be achieved.
[0057]
According to a seventeenth aspect, in the medical image processing system according to the sixteenth aspect,
The multivariate analysis unit is characterized by using a feature amount as input data.
[0058]
The invention according to claim 41 is the medical image processing method according to claim 40, wherein
The multivariate analysis unit is characterized by using a feature amount as input data.
[0059]
According to the inventions described in claims 17 and 41, the multivariate analysis unit uses the feature amounts as input data, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0060]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to the seventeenth aspect,
The multivariate analysis unit is characterized in that the number of dimensions of the feature represented by a multidimensional vector is converted by multivariate analysis.
[0061]
The medical image processing method according to claim 41, wherein the medical image processing method according to claim 41,
The multivariate analysis unit is characterized in that the number of dimensions of the feature represented by a multidimensional vector is converted by multivariate analysis.
[0062]
According to the invention described in claims 18 and 42, the multivariate analysis unit converts the number of dimensions of the feature represented by the multidimensional vector by multivariate analysis. The effect can be achieved.
[0063]
According to a nineteenth aspect, in the medical image processing system according to the eighteenth aspect,
The comparison and collation unit is characterized by performing image comparison and collation by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis.
[0064]
The medical image processing method according to claim 42, wherein:
The comparison and collation unit is characterized by performing image comparison and collation by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis.
[0065]
According to the invention as set forth in claims 19 and 43, the comparison / matching unit specifically compares and matches images by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis. The effect can be achieved.
[0066]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the medical image processing system according to the nineteenth aspect,
The comparison and collation unit ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and determines which abnormal shadow candidate region belongs to which group based on the ratio of the groups to which the known images included up to the predetermined rank belong. It is characterized in that it is determined whether they belong.
[0067]
The invention according to claim 44 is the medical image processing method according to claim 43, wherein
The comparison and collation unit ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and determines which abnormal shadow candidate region belongs to which group based on the ratio of the groups to which the known images included up to the predetermined rank belong. It is characterized in that it is determined whether they belong.
[0068]
According to the invention described in claims 20 and 44, the comparison / matching section ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and the group to which the known image included up to the predetermined rank belongs. It is determined which group the abnormal shadow candidate area belongs to based on the ratio of, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0069]
According to a twenty-first aspect, in the medical image processing system according to any one of the sixteenth to twentieth aspects,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis by principal component analysis.
[0070]
According to a 45th aspect of the present invention, in the medical image processing method according to any one of the 40th to 44th aspects,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis by principal component analysis.
[0071]
According to the invention described in claims 21 and 45, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis by the principal component analysis, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0072]
According to a twenty-second aspect, in the medical image processing system according to any one of the sixteenth to twenty-first aspects,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis.
[0073]
The invention according to claim 46 is the medical image processing method according to any one of claims 40 to 45,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis.
[0074]
According to the invention described in claims 22 and 46, the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0075]
An invention according to claim 23 is the medical image processing system according to any one of claims 16 to 22,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis using an artificial neural network.
[0076]
The invention according to claim 47 is the medical image processing method according to any one of claims 40 to 46,
The multivariate analysis unit performs multivariate analysis using an artificial neural network.
[0077]
According to the invention described in claims 23 and 47, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis using the artificial neural network, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0078]
An invention according to claim 24 is a medical image processing system according to any one of claims 1 to 23,
The data storage means is characterized in that the number of images is at least twice the number of feature values.
[0079]
The invention according to Claim 48 is the medical image processing method according to any one of Claims 25 to 47,
It is characterized in that the number of images is at least twice the number of feature amounts.
[0080]
According to the invention described in claims 24 and 48, since the number of images is twice or more the number of feature values, the detection accuracy of abnormal shadow candidates can be further improved.
[0081]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, when determining whether the detected abnormal shadow candidate is true positive or false positive, the abnormal shadow candidate is compared with a plurality of images similar to the abnormal shadow candidate, and an abnormal image (true positive An example will be described in which the abnormal shadow candidate is determined based on the ratio of a normal image (false positive shadow) to a normal image. Further, in the present embodiment, an example will be described in which an abnormal shadow candidate is detected from a mammogram obtained by imaging a patient's breast.However, the detection target is not limited to this. , An abnormal shadow candidate corresponding to each part may be detected. Further, in the present embodiment, it is determined whether to determine the true positive or false positive, but is not limited thereto, such as benign and malignant determination of abnormal shadow, such as belonging to any of a plurality of groups The present invention is applicable to various cases in which a determination is made.
[0082]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows a functional configuration of a medical image processing system 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the medical image processing system 10 includes an image data input unit 11, a data storage unit 12, an image processing unit 13, an abnormal shadow candidate detecting unit 14, feature amount calculating units 15, 19, and an abnormal shadow candidate determining unit. 16, control means 17, and output means 18.
[0083]
The image data input unit 11 is, for example, a laser digitizer, and scans a film on which a medical image as an unknown image of a patient is recorded with a laser beam, measures the amount of transmitted light, and converts the measured value to an analog digital signal. By the conversion, the medical image is input to the medical image processing system 10 as digital image data.
[0084]
The image data input means 11 is not limited to the laser digitizer, but applies a light detecting element such as a CCD (Charge Coupled Device) to scan optically a film on which a medical image is recorded, and reflects the reflected light. Digital image data may be input by photoelectric conversion by a CCD.
[0085]
In addition, instead of reading a medical image recorded on a film, a medical image captured by using a stimulable phosphor is converted into a digital image to generate medical image data. , Digital image data may be input to the medical image processing system 10. In this case, a film is not required, and cost can be reduced.
[0086]
The image data input unit 11 is configured to be connectable to a flat panel detector (hereinafter, referred to as FPD) that captures a radiation image and outputs the image as an electric signal, and inputs digital image data from the FPD. It may be good. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-342098, the FPD includes a radiation detecting element that generates electric charges in accordance with the intensity of irradiated radiation, a capacitor that accumulates electric charges generated by the radiation detecting elements, and Are two-dimensionally arranged.
[0087]
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-90048, the image data input means 11 uses a photodetector such as a photodiode for detecting fluorescence intensity, a CCD, or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensor as a pixel. It is equipped with a photodetector provided for each medical device, and absorbs radiation into a phosphor layer such as an intensifying screen to emit fluorescence, detects the fluorescence intensity with a photodetector, performs photoelectric conversion, and performs digital medical Image data may be input. Further, a configuration may be used in which a radiation scintillator that emits visible light upon irradiation with radiation, a lens eye, and an area sensor corresponding to each lens are combined.
[0088]
Further, the image data input means 11 is configured to be able to read medical image data from various storage media such as a compact disk-read only memory (CD-ROM) or a floppy (registered trademark) in which photographed medical image data is recorded. Alternatively, the configuration may be such that medical image data can be received from an external device via a network.
[0089]
When obtaining digital medical image data by the above-described various configurations, although it depends on the imaging region, for example, for mammography, the effective pixel size of the image is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less. It is preferable that In order to maximize the performance of the medical image processing system 10, it is preferable to input, for example, medical image data having an effective pixel size of about 50 μm.
[0090]
The medical image data input by the image data input means 11 is provided with a header area. Information on the medical image, for example, the name of the patient who has been photographed, the patient ID (the patient is individually identified) is provided in the header area. Identification information), patient information such as gender, imaging information such as an imaging part, an imaging date, and examination information such as an examination ID (an ID for individually identifying an examination) to which an image belongs. Is recorded.
[0091]
The data storage means 12 is composed of a magnetic or optical recording medium, a semiconductor memory, or the like, and records a plurality of known images that have been determined in advance as abnormal images or normal images by a doctor's diagnosis. In this embodiment, known images are classified and stored in a normal image group and an abnormal image group. Further, in this embodiment, the known image is recorded with its feature amount converted into a multidimensional vector. As the feature amount, only a simple image signal value is possible, and in short, the image itself can be used. This is generally called template matching, and is the same as a method of comparing signal values of images and calculating a degree of coincidence based on a correlation value. If the medical image data input as an abnormal shadow candidate is stored as a known image after being determined by a doctor, the amount of comparison data may be increased.
At this time, data compression is performed as necessary. As a data compression method, lossless compression or irreversible compression can be performed by a known method such as JPEG, DPCM, or wavelet compression, but lossless compression in which image data is not deteriorated due to data compression is preferable.
[0092]
The image processing unit 13 performs various types of image processing on the medical image data obtained by the image data input unit 11 and outputs the processed image data to the output unit 18. Various types of image processing include gradation processing to adjust contrast, and enlargement of density gradation in low-density areas of mammary glands and tumors where contrast tends to be small, and on the contrary, fats that are unlikely to have microcalcification cluster images Contrast correction processing that performs correction to compress the density gradation of the area, unsharpness mask processing that adjusts the sharpness of the image, and puts an image with a wide dynamic range in a density range that is easy to see without reducing the contrast of the details of the subject And dynamic range compression processing. Then, image processing is performed on the position of the abnormal shadow included in the determination result, and the result is output.
[0093]
The abnormal shadow candidate detecting unit 14 detects a candidate region considered to be an abnormal shadow by performing image analysis from the image data obtained from the image data input unit 11. For the detected candidate area, the characteristic amount is calculated by the characteristic amount calculating unit 15 and output to the abnormal shadow candidate determining unit 16. Further, the abnormal shadow candidate determining unit 16 performs a determination on each detected candidate, and outputs a determination result to the control unit 17.
[0094]
Mammography detects shadows that appear to be masses or microcalcification clusters that are characteristic of breast cancer. The tumor shadow is a mass having a certain size, and appears as a whitish round shadow close to a Gaussian distribution on mammography. The microcalcification cluster is likely to be an early stage cancer when the microcalcification portion is present (clustered) and present. On the mangraphy, it appears as a whitish round shade with a substantially conical structure.
[0095]
The shadows of the above-mentioned masses and microcalcification clusters are medically classified according to their characteristics such as shape, morphology, and margin, and benign and malignant are distinguished from the characteristics of the shadows. This is very important information for the radiologist.
[0096]
In the case of a tumor shadow, its shape is classified into circles, ellipses, polygons, lobules, irregular shapes, etc., and the boundaries of shadows are clear, smooth, and unclear. Classified clearly. The margins of the shadow are classified into a fine lobed shape in which fine white stripes extend from the boundary of the shadow, and a spicular shape in which white stripes called spicules extend radially from the center of the shadow.
[0097]
In the case of microcalcification clusters, the form of calcification can be defined as fine circular calcification with a fine circle, punctate calcification with a dot, thin and unclear calcification, polymorphic or uneven calcification, fine It is classified as linear or finely branched calcification. In addition, the distribution form is classified into diffuse or scattered, distribution area, area, aggregation, and the like.
[0098]
Hereinafter, a method of detecting the above-described tumor shadow and microcalcification cluster shadow will be described.
The abnormal shadow candidate detecting means 14 can apply a known detection method described in the following paper as a method suitable for detecting a tumor shadow.
[0099]
.Detection method by comparing left and right breasts
(Med. Phys., Vol. 21. No. 3, pp. 445-452)
・ Detection method using iris filter
(Theory of IEICE (D-11), Vol. J75-D-11, no. 3, pp. 663-670, 1992)
・ Detection method using a Quoit filter
(Theoretical theory (D-11), Vol. J76-D-11, no. 3, pp. 279-287, 1993)
A method of detecting by binarization based on a histogram of pixel values of the divided breast region
(JAMIT Frontier Lecture Papers, pp.84-85, 1995)
・ Minimum direction difference filter that takes the minimum output of many directional Laplacian filters)
(Theoretical theory (D-11), Vol. J76-D-11, no. 2, pp. 241-249, 1993)
・ A method to distinguish benign or malignant tumor shadows using fractal dimension
(Medical Imaging Technology 17 (5), pp. 577-584, 1999).
[0100]
In addition, as a method suitable for detecting microcalcification cluster shadows, a known detection method described in the following paper can be applied.
[0101]
・ A method to localize the area suspected of calcification from the breast area and remove false positive candidates from the optical density difference of the shadow image and the standard deviation value of the boundary density difference
(IEEE Trans Biomed Eng BME-26 (4): 213-219, 1979)
・ Detection method using Laplacian filtered image
(IEICE (D-11), Vol. J71-D-11, no. 10, pp. 1994-2001, 1988).
・ Detection method using morphologically analyzed image to suppress the influence of background pattern such as mammary gland
(IEICE (D-11), Vol. J71-D-11, no. 7, pp. 1170-1176, 1992)
[0102]
The abnormal shadow candidate detecting means 14 detects an abnormal shadow candidate using the method described above, and obtains an area at an arbitrary magnification of the candidate. This area is called a candidate area, and is output to the feature amount calculating means 15.
[0103]
The feature amount calculating means 15 and 19 determine the size (area), aspect ratio, circularity, contrast, standard deviation, and density gradient of the candidate region from the periphery to the center of the candidate region. Various types of feature amounts such as an intensity component and a direction component are calculated. The calculated feature amount is output to the abnormal shadow candidate determining unit 16 as a detection result of the candidate area. Note that the feature amount includes a simple image signal value. Further, the feature amount of the known image and the feature amount in the abnormal shadow candidate region may be calculated by using the same feature amount calculating means.
[0104]
In the first stage, the abnormal shadow candidate determining unit 16 performs multi-stage multivariate analysis using the feature amount calculated for the abnormal shadow candidate detected by the abnormal shadow candidate detecting unit 14 in the multivariate analysis unit, Based on this, a plurality of known images whose feature amounts are similar to the abnormal shadow candidate are extracted. Then, in the second stage, the comparison and collation unit determines each detected candidate based on the ratio of the abnormal image and the normal image in the plurality of known images. The determination result is output to the control means 17. In addition, there is a case where a single known image is extracted. At this time, the determination is made based on whether the extracted known image is normal or abnormal.
In the present embodiment, the determination result clarifies either an abnormal image (true positive) or a normal image (false positive). However, the present invention is not limited to this. For example, the determination result may not be a form that asserts, such as "there is a high possibility of being a false positive", or the result may be displayed with a probability, such as "the probability of being a true positive is 30%". It may be.
Here, when the judgment result is abnormal or normal, the normal image is regarded as a false positive and the judgment result is not output to the control means 17.
[0105]
As the multivariate analysis method, for example, ANN (artificial neural network), principal component analysis, discriminant analysis, and the like can be applied.
Principal component analysis is a method of summarizing several factors having a correlation and converting them into several components to determine their total power and characteristics. In the principal component analysis, the objective variable is not given as in the multiple regression analysis and the discriminant analysis of other multivariate analyses. It summarizes explanatory variables and examines their characteristics.
For example, from the three feature amounts of circularity, standard deviation, and contrast of the candidate detected by the abnormal shadow candidate detecting means, the three factors are summarized into one-component data, so that the candidate is a normal shadow. Or abnormal shadow.
[0106]
Specifically, first, the main components are examined. To find the principal component means to combine as much information as possible from the feature amount into one piece of information. In general, it passes through the center of gravity of the sample data and minimizes the distance from each sample data. A straight line is obtained, and a distance between the center of gravity and a point of a perpendicular drawn from the sample data to the straight line is defined as a principal component score. When there are n feature amounts, up to the n-th principal component can be obtained.
Here, only the first principal component may be used, or a method of obtaining an arbitrary contribution ratio, for example, a principal component score may be obtained by using a principal component whose contribution ratio exceeds 75%.
[0107]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, it is determined from a plurality of known images whether an unknown image is an abnormal shadow or a normal shadow by a majority decision method.
First, a feature amount is extracted from a sample image as a known image. The feature of the abnormal shadow is used as the feature amount. These abnormal shadows are mainly divided into mass shadows and microcalcification clusters.In the case of mass shadows, there are spicular, clear boundaries, fine lobulated, lobulated, irregular systems, etc. It has feature quantities of items such as dot-like, pale, polymorphic, branched, chronic, sporadic, regional, regional, linear, and gatherable.
For example, in order to determine “clear boundary” in the case of a tumor shadow, a histogram indicating a density distribution or a difference value between adjacent pixels is used as each feature amount.
[0108]
The feature amount of each image extracted in this way is arranged into a multidimensional vector and used as an input for multivariate analysis. This multivariate analysis can convert the number of dimensions of a multidimensional vector of a feature quantity, and can summarize and extend the feature quantity. In the present embodiment, the principal component analysis is used for the multivariate analysis, and the information amount of the feature amount is reduced to the ratio (contribution rate) of the information amount calculated by the experiment, and the number of dimensions is reduced. To summarize. In the method of the experiment, the number of dimensions is gradually reduced, a graph of the contribution ratio is created, and the contribution ratio is empirically determined in consideration of the loss ratio (1-contribution ratio) examined in the literature and the like.
[0109]
A multidimensional vector in which the feature amounts of each image and each summarized image are arranged is recorded. The location of the image data storage means for recording may be in the medical image processing apparatus or outside the apparatus, for example, on a network such as the Internet. This recording is performed for each of normal shadows and abnormal shadows. If the number of feature amounts and the number of sample images included in the group maintain a certain ratio (1: 2) or more (see the document of kline 1994), this abnormal The shadows can be classified as benign or malignant.
[0110]
For example, benign or malignant findings of abnormal shadows
In tumor shadows, benign or malignant, morphological or circular, spicy or lobulated, irregular irregularities, irregular margins or smooth or halo, dense or pale, uniform in shade Whether it is uneven or uniform,
The microcalcification clusters are fine or coarse in size, clustered or scattered, large or small in number, irregular or circular in shape, and nonuniform or uniform in density.
In addition, benign or malignant can be distinguished depending on the type of lesion.
[0111]
In addition, doctors classify and detect the benign and malignant states in five categories, and it is more preferable to record multidimensional vectors in a database based on the classification. In the case of normal shadows, what is extracted in the abnormal shadow detection processing can be classified according to the meaning of lymphocytes in the pectoral muscle, intersection of mammary glands, and false positives in the mammary glands.
[0112]
Then, when an abnormal shadow candidate (unknown image) is input, the unknown image is extracted as a multidimensional vector by extracting a feature amount in the same procedure as the sample image (known image). From this multi-dimensional vector, feature amounts for the number of dimensions summarized in the sample image by the principal component analysis are extracted.
The known image recorded as the multidimensional vector is compared with the summarized feature amount, and a plurality of sample images having similar feature amounts are extracted. An abnormal shadow is detected by using the ratio of whether the extracted plurality of sample images is a normal image or an abnormal image for determination. At this time, if the number of abnormal images is larger than the number of normal images, the unknown image is determined to be an abnormal shadow. If the number of abnormal images is smaller than the number of normal images, the unknown image is determined to be a normal shadow. Note that a method other than the majority method, such as a probability, may be used as the determination method.
[0113]
The control unit 17 controls the output of the medical image data and the detection result of the abnormal shadow candidate. When outputting the processed image data input from the image processing unit 13 to the output unit 18, the control unit 17 determines the abnormal shadow candidate in the processed image data based on the abnormal shadow detection result by the abnormal shadow candidate detection unit 14. The image area of the abnormal shadow candidate is output so as to be identifiable by marking the image area with an arrow, changing the color, or the like. In the present embodiment, since the feature amount to be calculated is invariant with respect to the position of the structure included in the image, the position information of the abnormal shadow is invariable, and the position information is used as an inconsistent abnormal shadow candidate. Perform image processing and output.
[0114]
As the output unit 18, for example, a display unit such as a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), a plasma display, or the like is applicable, and displays and outputs medical image data input from the control unit 17. The display means is preferably a high-definition display dedicated to medical images. Further, as other output means, a printer for performing print output on a recording medium such as paper, an exposure apparatus for performing output to film, and the like can be applied.
[0115]
Next, the operation in the present embodiment will be described.
In the present embodiment, first, in the first stage of multivariate analysis, an index value indicating how much the shadow has each feature is obtained, and this index value is input to the second stage of multivariate analysis. An example of outputting the malignancy of an abnormal shadow candidate will be described.
[0116]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an abnormal shadow candidate detection process performed by the medical image processing system 10.
In the abnormal shadow candidate detection process shown in FIG. 3, first, in step S1, medical image data to be detected as an abnormal shadow candidate is input by the image data input unit 11.
[0117]
Next, in step S2, an abnormal shadow candidate detection unit 14 detects an abnormal shadow candidate. Then, the feature amount of the candidate area detected by the abnormal shadow candidate detecting unit 14 is calculated by the feature amount calculating unit 15, and is output to the abnormal shadow candidate determining unit 16.
[0118]
In step S3, the abnormal shadow candidate determining unit 16 determines whether each of the detected candidates is malignant. The determination method will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an abnormal shadow candidate determination process performed by the abnormal shadow candidate determination unit 16. In the process of determining an abnormal shadow candidate, multivariate analysis is performed in a plurality of stages using feature amounts as multivariate data, and thereafter, each detected candidate is determined.
[0119]
First, in step S31, a feature amount is extracted. Here, all feature amounts are extracted. Next, in step S32, the feature amounts extracted in S31 are summarized. Then, in step S33, a multidimensional vector is input from the image data storage unit 12.
As shown in FIG. 5, the input of the multidimensional vector from the data storage unit 12 is performed by inputting sample image (known image) data such as a normal image and an abnormal image (step S331). All feature values are extracted (step S332), and feature values are summarized (step S333). Then, the data is stored in the form of a multidimensional vector for each group (step S334), it is determined whether or not the data of all the sample images have been stored (step S335), and the processing from S331 is repeated until all the data are stored. . Then, when all are stored, the feature amount summarized in step S34 of FIG. 4 is compared with the feature amount of the known image, that is, the closer one is compared with the unknown image and a plurality of sample images (known images). Then, in step S35, a determination process, that is, a determination of a true positive or a false positive by the majority method is performed.
Then, in step S4, the false positive candidate is deleted from the detection result based on the determination result. In step S5, the output control of the abnormal shadow candidate detection result is performed by the control unit 17, and the image processing is performed by the image processing unit 13. The output medical image data and the abnormal shadow candidate detection result are output to the output unit 18.
[0120]
As described above, according to the medical image processing system and the medical image processing method of the present embodiment, an abnormal shadow candidate is determined based on the ratio of a group of known images similar to the abnormal shadow candidate area to which group. Since it is determined whether a group to which the region belongs, for example, whether the image is an abnormal image or a normal image, it is possible to determine an abnormal shadow candidate by a different determination method from the related art, thereby improving determination accuracy. Therefore, the accuracy of discriminating false positives and true positives of shadows is improved, and the accuracy of detecting abnormal shadow candidates can be improved.
[0121]
Further, in the present embodiment, since the number of selected known images can be either single or plural, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0122]
Furthermore, in the present embodiment, since the known images are classified and recorded into the abnormal image group and the normal image group, the detection accuracy of the abnormal shadow candidate regarding the determination as to whether the image belongs to the group can be improved. .
[0123]
Further, when the known images are recorded as being classified into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is not possible to determine whether the image is normal or abnormal, the detection accuracy of the abnormal shadow candidate regarding the determination as to whether the image belongs to the group is determined. Can be improved.
[0124]
Further, when the known image is recorded in a group corresponding to the type of lesion and / or the type of normal structure, the detection accuracy of the abnormal shadow candidate for determining whether or not the image belongs to the group is improved. Can be.
[0125]
In addition, the known images are classified and recorded in groups corresponding to the type of lesion, and the lesion is classified as benign or malignant based on the ratio of which group includes the plurality of selected known images. Is possible, it is possible to detect an abnormal shadow candidate with higher definition.
[0126]
Furthermore, in the present embodiment, since the number of a plurality of known images to be selected can be changed, the detection accuracy of an abnormal shadow candidate can be further improved in accordance with the abnormal shadow candidate region.
[0127]
In addition, when the calculated feature amount of the known image and the feature amount in the abnormal shadow candidate region are the same, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved by using the same feature amount calculation means. The configuration can be simplified.
[0128]
Furthermore, in this embodiment, since the feature amounts of each group of known images are combined into one data and a plurality of known images similar to the feature amounts of the abnormal shadow candidate region are selected, data processing can be easily performed. You can do so.
[0129]
Furthermore, in the present embodiment, since the feature amount is obtained by directly recording the image signal value, the above-described effects can be specifically achieved.
[0130]
Further, in the present embodiment, since the feature amount can include a feature amount related to the contrast of the structure, the above-described effects can be specifically achieved.
[0131]
Further, in the present embodiment, since the feature amount can include a feature amount related to the shape of the structure, the above-described effects can be specifically achieved.
[0132]
Furthermore, in the present embodiment, since the feature amount can include a feature amount related to texture, the above-described effects can be specifically achieved.
[0133]
Further, in the present embodiment, since the determination result to be output includes the position information regarding the abnormal shadow candidate, the above-described effect can be specifically achieved.
[0134]
Further, in the present embodiment, since the calculated feature amount is represented by a multidimensional vector, the above-described effects can be specifically achieved.
[0135]
Furthermore, in the present embodiment, the means for determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs, that is, the abnormal shadow candidate determining means has a multivariate analysis unit and a comparison and collation unit, so that the effects described above are specifically described. Can play.
[0136]
Further, in the present embodiment, since the multivariate analysis unit uses the feature amount as the input data, the above-described effects can be specifically achieved.
[0137]
Furthermore, in the present embodiment, the multivariate analysis unit converts the number of dimensions of the feature represented by the multidimensional vector by multivariate analysis, so that the above-described effects can be specifically achieved.
[0138]
Further, in the present embodiment, the comparison and collation unit performs the comparison and collation of the images by measuring the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, so that the above-described effects can be specifically achieved.
[0139]
Further, in the present embodiment, the comparison / matching unit ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and determines the abnormality based on the ratio of the group to which the known image included up to the predetermined rank belongs. Since the group to which the shadow candidate region belongs is determined, the above-described effects can be specifically obtained.
[0140]
Further, in the present embodiment, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis by the principal component analysis, so that the above-described effects can be specifically achieved.
[0141]
Furthermore, in the present embodiment, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis by the discriminant analysis, so that the above-described effects can be specifically achieved.
[0142]
Further, in the present embodiment, since the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis using the artificial neural network, the above-described effects can be specifically achieved.
[0143]
Furthermore, in the present embodiment, since the number of images is twice or more the number of feature amounts, the detection accuracy of abnormal shadow candidates can be further improved.
[0144]
The description in the present embodiment is a preferred example of the medical image processing system 10 to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to this.
[0145]
In addition, the detailed configuration and detailed operation of the medical image processing system 10 according to the present embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0146]
【The invention's effect】
According to the invention described in claims 1 and 25, the group to which the abnormal shadow candidate region belongs, for example, whether the abnormal image candidate region belongs to, based on the ratio of which group of known images similar to the abnormal shadow candidate region is included Since it is determined whether or not the image is a normal image, it is possible to determine an abnormal shadow candidate by a different determination method from the related art, and it is possible to improve determination accuracy. Therefore, the accuracy of discriminating false positives and true positives of shadows is improved, and the accuracy of detecting abnormal shadow candidates can be improved.
[0147]
According to the inventions set forth in claims 2 and 26, since the selected known image can be used for both a single image and a plurality of known images, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0148]
According to the third and 27th aspects of the present invention, since the known images are classified and recorded into the abnormal image group and the normal image group, the detection accuracy of the abnormal shadow candidate for determining whether or not the image belongs to the group is improved. Can be improved.
[0149]
According to the invention described in claims 4 and 28, since the known images are classified and recorded into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is not possible to determine whether the image is normal or abnormal, it is determined whether the image belongs to the group. It is possible to improve the detection accuracy of the abnormal shadow candidate regarding the determination.
[0150]
According to the fifth and 29th aspects of the present invention, the known images are classified and recorded in a group corresponding to the type of the lesion and / or the type of the normal structure. It is possible to improve the detection accuracy of shadow candidates.
[0151]
According to the invention as set forth in claims 6 and 30, the known images are classified and recorded in groups corresponding to the types of lesions, and the ratio of the selected plurality of known images to which group is included. Since it is possible to classify a lesion as benign or malignant based on the lesion, it is possible to detect an abnormal shadow candidate with higher definition.
[0152]
According to the seventh and 31st aspects of the present invention, since the number of a plurality of known images to be selected can be changed, the detection accuracy of an abnormal shadow candidate can be further improved according to the abnormal shadow candidate area.
[0153]
According to the eighth and thirty-second aspects of the present invention, the calculated feature quantity of the known image and the feature quantity in the abnormal shadow candidate area use the same feature quantity calculation means. Can be achieved, and the configuration of the system can be simplified.
[0154]
According to the ninth and thirty-third aspects of the present invention, the features of each group of known images are combined into one data, and a plurality of known images similar to the features of the abnormal shadow candidate area are selected. Processing can be performed easily.
[0155]
According to the tenth and thirty-fourth aspects of the invention, since the feature amount is obtained by directly recording the image signal value, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0156]
According to the invention described in claims 11 and 35, since the feature amount can include a feature amount relating to the contrast of the structure, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0157]
According to the twelfth and thirty-sixth aspects, the feature quantity can include a feature quantity relating to the shape of the structure, and therefore, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0158]
According to the thirteenth and thirty-seventh aspects of the present invention, since the feature quantity can include a feature quantity related to texture, the effects of the first and twenty-fifth aspects can be specifically achieved.
[0159]
According to the invention as set forth in claims 14 and 38, since the determination result to be output includes the position information on the abnormal shadow candidate, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0160]
According to the invention described in claims 15 and 39, since the feature quantity to be calculated is represented by a multidimensional vector, the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0161]
According to the invention described in claims 16 and 40, the means for determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs, that is, the abnormal shadow candidate determining means, includes the multivariate analysis unit and the comparison / matching unit. The effects of claims 1 and 25 can be achieved.
[0162]
According to the inventions described in claims 17 and 41, the multivariate analysis unit uses the feature amounts as input data, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0163]
According to the invention described in claims 18 and 42, the multivariate analysis unit converts the number of dimensions of the feature represented by the multidimensional vector by multivariate analysis. The effect can be achieved.
[0164]
According to the invention as set forth in claims 19 and 43, the comparison / matching unit specifically compares and matches images by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis. The effect can be achieved.
[0165]
According to the invention described in claims 20 and 44, the comparison / matching section ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and the group to which the known image included up to the predetermined rank belongs. It is determined which group the abnormal shadow candidate area belongs to based on the ratio of, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0166]
According to the invention described in claims 21 and 45, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis by the principal component analysis, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0167]
According to the invention described in claims 22 and 46, the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0168]
According to the invention described in claims 23 and 47, the multivariate analysis unit performs the multivariate analysis using the artificial neural network, so that the effects of claims 1 and 25 can be specifically achieved.
[0169]
According to the invention described in claims 24 and 48, since the number of images is twice or more the number of feature values, the detection accuracy of abnormal shadow candidates can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a medical image processing system 10 according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a flow relating to determination of an unknown image.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an abnormal shadow candidate detection process executed by the medical image processing system 10.
4 is a flowchart illustrating a process of determining an abnormal shadow candidate performed by the medical image processing system 10. FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of inputting a multidimensional vector from a storage unit performed by the medical image processing system 10.
[Explanation of symbols]
10 Medical image processing system
11 Image data input means
12 Data storage means
13 Image processing means
14 Abnormal shadow candidate detection means
15, 19 feature amount calculating means
16 Abnormal shadow candidate determination means
17 control means
18 Output means

Claims

A medical image processing system comprising abnormal shadow candidate detection means for detecting abnormal shadow candidates from a medical image of a patient,
Having a feature amount calculating unit that calculates a feature amount by analyzing the abnormal shadow candidate region obtained by the abnormal shadow candidate detecting unit,
A feature amount obtained by inputting a known image classified into a plurality of groups to the feature amount calculation unit includes a data storage unit in which the feature amounts are classified into a plurality of groups and recorded.
The feature amount of the abnormal shadow candidate region and the feature amount of the known image are compared and selected to select a known image similar to the abnormal shadow candidate region,
A medical image processing system comprising: an abnormal shadow candidate determination unit that determines a group to which the abnormal shadow candidate region belongs based on a ratio of a group to which the selected known image is included.

The medical image processing system according to claim 1,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the abnormal shadow candidate determination unit can correspond to either a single known image or a plurality of known images.

The medical image processing system according to claim 1 or 2,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the known image is classified into an abnormal image group and a normal image group and recorded.

The medical image processing system according to claim 1 or 2,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the known image is classified into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is impossible to determine whether the image is normal or abnormal.

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 4,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the data storage unit stores the known images classified into groups corresponding to types of lesions and / or types of normal structures.

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 4,
In the data storage means, the known images are recorded by being classified into groups corresponding to the type of lesion,
The medical image processing system, wherein the abnormal shadow candidate determination unit can classify a lesion as benign or malignant based on a ratio of a group to which the plurality of selected known images are included. .

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 6,
The medical image processing system, wherein the data storage unit is capable of changing the number of a plurality of known images to be selected.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 7,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the data storage unit uses the same feature amount calculation unit as the feature amount in the abnormal shadow candidate area as the feature amount of the known image calculated by the feature amount calculation unit.

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 8,
The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the abnormal shadow candidate determining means collects the feature amounts of each group of the known images into one data and selects a plurality of known images similar to the feature amounts of the abnormal shadow candidate region. system.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 9,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the feature amount is obtained by directly recording an image signal value.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 10,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the feature amount can include a feature amount related to a contrast of a structure.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 11,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the characteristic amount can include a characteristic amount related to a shape of a structure.

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 12,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the feature amount includes a feature amount related to texture.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 13,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the abnormal shadow candidate determination unit includes position information on the abnormal shadow candidate in the output determination result.

In the medical image processing system according to any one of claims 1 to 14,
The medical image processing system according to claim 1, wherein said characteristic amount calculating means expresses the characteristic amount to be calculated by a multidimensional vector.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 15,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the abnormal shadow candidate determination unit includes a multivariate analysis unit and a comparison and collation unit.

The medical image processing system according to claim 16,
The medical image processing system, wherein the multivariate analysis unit uses a feature amount as input data.

The medical image processing system according to claim 17,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the multivariate analysis unit converts the number of dimensions of the feature represented by a multidimensional vector by multivariate analysis.

The medical image processing system according to claim 18,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the comparison and collation unit performs comparison and collation of images by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis.

20. The medical image processing system according to claim 19,
The comparison and collation unit ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and determines which abnormal shadow candidate region belongs to which group based on the ratio of the groups to which the known images included up to the predetermined rank belong. A medical image processing system for determining whether a user belongs to a medical image.

The medical image processing system according to any one of claims 16 to 20,
The medical image processing system, wherein the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by principal component analysis.

The medical image processing system according to any one of claims 16 to 21,
The medical image processing system, wherein the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis.

The medical image processing system according to any one of claims 16 to 22,
The medical image processing system according to claim 1, wherein the multivariate analysis unit performs multivariate analysis using an artificial neural network.

The medical image processing system according to any one of claims 1 to 23,
2. The medical image processing system according to claim 1, wherein the data storage unit has an image number that is at least twice the number of feature values.

A medical image processing method for detecting an abnormal shadow candidate from a medical image of a patient,
The feature amount is calculated by analyzing the obtained abnormal shadow candidate region,
Features obtained from known images classified into a plurality of groups are recorded by being classified into a plurality of groups,
The feature amount of the abnormal shadow candidate region and the feature amount of the known image are compared and selected to select a known image similar to the abnormal shadow candidate region,
A medical image processing method, wherein a group to which the abnormal shadow candidate area belongs is determined based on a ratio of which group includes the selected known image.

The medical image processing method according to claim 25,
A medical image processing method, wherein when a group to which the abnormal shadow candidate region belongs is determined, the selected known image can correspond to either a single known image or a plurality of known images.

The medical image processing method according to claim 25 or 26,
A medical image processing method, wherein the known images are classified and recorded into an abnormal image group and a normal image group.

The medical image processing method according to claim 25 or 26,
The medical image processing method, wherein the known images are classified and recorded into an abnormal image group, a normal image group, and an image group in which it is impossible to determine whether the image is normal or abnormal.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 28,
A medical image processing method, wherein the known images are classified and recorded in groups corresponding to the type of lesion and / or the type of normal structure.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 28,
The known images are recorded by being classified into groups corresponding to the type of lesion,
When determining the group to which the abnormal shadow candidate region belongs, it is possible to classify whether the lesion is benign or malignant based on the ratio of which group includes the selected plurality of known images. A medical image processing method comprising:

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 30,
A medical image processing method, wherein the number of selected known images can be changed.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 31,
A medical image processing method characterized by using the same feature amount calculating means as the feature amount of an abnormal shadow candidate area as the calculated feature amount of a known image.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 32,
Medical image processing characterized in that when selecting a known image, the features of each group of the known images are combined into one data and a plurality of known images similar to the features of the abnormal shadow candidate area are selected. Method.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 33,
The medical image processing method according to claim 1, wherein the feature amount is obtained by directly recording an image signal value.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 34,
The medical image processing method according to claim 1, wherein the feature amount can include a feature amount related to a contrast of a structure.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 35,
The medical image processing method according to claim 1, wherein the characteristic amount can include a characteristic amount related to a shape of a structure.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 36,
The medical image processing method according to claim 1, wherein the feature amount can include a feature amount related to texture.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 37,
A medical image processing method, wherein when a group to which the abnormal shadow candidate area belongs is determined, position information on the abnormal shadow candidate is included in the output determination result.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 38,
A medical image processing method comprising: calculating a feature amount by expressing the calculated feature amount by a multidimensional vector.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 39,
A medical image processing method characterized in that the means for determining the group to which the abnormal shadow candidate area belongs has a multivariate analysis unit and a comparison and collation unit.

The medical image processing method according to claim 40,
The medical image processing method, wherein the multivariate analysis unit uses a feature amount as input data.

The medical image processing method according to claim 41,
The medical image processing method, wherein the multivariate analysis unit converts the number of dimensions of the feature represented by a multidimensional vector by multivariate analysis.

The medical image processing method according to claim 42,
The medical image processing method according to claim 1, wherein the comparison and collation unit performs comparison and collation of images by measuring a distance between multidimensional vectors converted by multivariate analysis.

The medical image processing method according to claim 43,
The comparison and collation unit ranks according to the distance between the multidimensional vectors converted by the multivariate analysis, and determines which abnormal shadow candidate region belongs to which group based on the ratio of the groups to which the known images included up to the predetermined rank belong. A medical image processing method, characterized in that it is determined whether the image belongs to a medical image.

The medical image processing method according to any one of claims 40 to 44,
The medical image processing method, wherein the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by principal component analysis.

The medical image processing method according to any one of claims 40 to 45,
The medical image processing method, wherein the multivariate analysis unit performs multivariate analysis by discriminant analysis.

The medical image processing method according to any one of claims 40 to 46,
The medical image processing method, wherein the multivariate analysis unit performs a multivariate analysis using an artificial neural network.

The medical image processing method according to any one of claims 25 to 47,
A medical image processing method characterized in that the number of images is at least twice the number of feature amounts.