医用图像处理装置以及医用图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及医用图像处理装置以及医用图像处理方法。
【背景技术】
[0002]本发明涉及慢性阻塞性肺疾病(C0PD:Chronic Obstructive PulmonaryDisease)的诊断，特别地涉及用于使用了胸部CT图像的图像诊断装置。OPD是包含慢性支气管炎和肺气肿的疾病，特别地，在美国是65?84岁中3大疾病(癌症、心疾病、中风)之后的第4大死因，预计到2020年，将超过中风成为第3大死因。慢性支气管炎是指气管或支气管慢性地发生炎症，支气管内的持续性或反复性的粘液分泌的过剩状态，作为支气管构造，由于纤维组织而内腔变窄。另外，肺气肿是末梢的肺泡.肺泡道被破坏并融合，产生气腔(大疱:bulla)并失去弹性的状态。二者均阻塞由于肺泡的张力而扩大的末梢的细支气管，是降低呼气能力的疾病。
[0003]COPD的临床诊断通过使用了由呼吸功能检查装置即肺活量计测量到的呼气流量的肺活量测定来进行。在投放了支气管扩张药物后，如果I秒后的呼气量(I秒量:FEV1)相对于用力肺活量(FVC)的比(I秒的比率:FEV1%)小于70%，则诊断为C0PD，另外，根据FEVl相对于标准的FEVl的比I秒的比率:% FEVI)来诊断其严重度。严重度由被称为 GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease)的国际项目决定的GOLD值(GOLD O (风险组)至G0LD4 (最严重))来表示。基于该肺活量测定的COPD诊断停留在诊断肺野整体的功能，为了治疗战略或治疗效果判定?复查，希望根据医用图像进行每个像素单位的、或者肺叶或肺区区域单位等每个肺区域的局部的、或局域的COPD诊断。
[0004]因此，已经实现了使用吸气时的胸部CT图像，通过提示低浓度吸收区域(LAA =LowAttenuat1n Area)，来表示由于COPD造成的上述的支气管构造变化或大疱的存在的局部的COPD的程度。然而，在该方法中，根据某一 CT值中的某一阈值(例如，-950HU)来进行判定，CT值本身通常在任一 CT装置中均不一定相同，因此，不能说是准确的诊断。相对于该问题，最近，提出了作为观察的方法，将吸气时图像与胸部CT图像的呼气时图像进行对位，提示由该对位信息得到的每个体素的移动量的方法、或者根据对位后的每个体素的呼气时和吸气时的CT值来判断的方法(非专利文献I)。后者的方法的情况下，在以呼气时的CT值(X轴)与吸气时的CT值(y轴)为2轴的二维坐标空间中，相对于吸气时图像将-950HU决定为阈值，相对于呼气时图像将-856HU决定为阈值，相对于所形成的四个象限，决定正常、COPD(实质上，肺气肿)、作为这些的中间的疾病状态的功能性小支气管疾病(fSAD)，按照像素单位进行判定。
[0005]然而，仅仅通过利用上述的胸部CT图像在呼气时和吸气时的图像的体素的活动或CT值，难以准确地判断COPD的程度。
[0006]现有技术文献
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1:C.J Galban, et.al.，，，Computed tomography-based b1markerprovides unique signature for diagnosis of COPD phenotypes and diseaseprogress1n”，Nature Med., Vol.18，N0.11，1711-1716，2013
【发明内容】
[0009]目的在于使用基于CT或MRI的胸部图像提高慢性阻塞性肺疾病诊断能力地提供有效的辅助信息。
[0010]本实施方式所涉及的医用图像处理装置对表示被检体胸部的形态的呼吸时相不同的多个图像的数据进行处理。针对每个像素或区域计算多个图像间的部位的活动量。根据活动量、由图像的像素值求得的特征值、以及区域的大小的变化率的至少两个的组合，针对每个像素或区域确定与慢性阻塞性肺疾病的严重度相关的等级。输出与所确定的等级相关的信息。
【附图说明】
[0011]图1是将本实施方式所涉及的医用图像处理装置与X射线计算机断层摄影装置一起表示的图。
[0012]图2是表示本实施方式所涉及的医用图像处理的步骤的流程图。
[0013]图3是表不图2的工序SI所涉及的图像例的图。
[0014]图4是表不图2的工序S2所涉及的图像例的图。
[0015]图5是表示图2的工序S4的区域例的图。
[0016]图6是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的变形例的图。
[0017]图7是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的变形例的图。
[0018]图8是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的变形例的图。
[0019]图9是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的变形例的图。
[0020]图10是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的一个例子的图。
[0021]图11是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的其他的例子的图。
[0022]图12是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的其他的例子的图。
[0023]图13是表示基于图2的工序V3，R3的等级确定处理的其他的例子的图。
[0024]图14是表不图2的工序V4所涉及的图像例的图。
[0025]图15是表示图2的工序R4所涉及的图像例的图。
[0026]图16是表示在本实施方式中确定严重度等级所使用的参数之一的体积变化率的图。
[0027]图17是表示图16的体积变化率的细节的图。
[0028]图18是表示使用图16的体积变化率的严重度等级的确定处理的一个例子的图。
[0029]图19是表示使用图16的体积变化率的严重度等级的确定处理的其他的例子的图。
[0030]图20是表示在本实施方式中确定严重度等级所使用的参数之一的3个时相的活动量的图。
[0031]符号说明
[0032]100…架台部(扫描)、101...Χ射线管、102…旋转环、103…X射线检测器、104...数据收集电路、105…非接触数据传送装置、106…前处理部、107…架台驱动部、108…滑动环、109…高电压发生部、110…主控制器、112…存储装置、115…输入装置、119…图像对位处理部、117…区域分割处理部、120…区域评估值计算部、121…向量计算处理部、122...显示部、123…严重度等级确定部、124…彩色图像生成处理部。
【具体实施方式】
[0033]本实施方式所涉及的医用图像处理装置对表示被检体胸部的形态的呼吸时相不同的多个图像的数据进行处理。针对每个像素或区域计算多个图像间的部位的活动量。根据活动量、由图像的像素值求得的特征值、以及区域的大小的变化率的至少两个的组合，针对每个像素或区域确定与慢性阻塞性肺疾病的严重度相关的等级。输出与确定的等级相关的信息。
[0034]以下，参照附图，说明本实施方式所涉及的医用图像处理装置。在以下的说明中，示例出表示被检体胸部内部的三维形态(三维构造)的体数据。该体数据由X射线计算机断层摄影装置或磁共振成像装置产生。另外，本实施方式所涉及的医用图像处理装置也可以将表示被检体胸部内部的二维形态(二维构造)的断层图像作为处理对象来使用。以下，设当简称为“图像”时，是指“体数据或二维图像(断层图像)的数据”。另外，设当简称为“像素”时，是指“构成体数据的体素、或构成二维图像(断层图像)的像素”。
[0035]如图1所示，本实施方式所涉及的医用图像处理装置为独立的、或者被组合到X射线计算机断层摄影装置。虽然说明为X射线管101和X射线检测器103作为一体在被检体的周围旋转的旋转/旋转方式，但也可以是在环上配置多个X射线检测器103，只有X射线管101在被检体的周围旋转的固定/旋转方式、和将多个X射线管101配置在环上，多个X射线检测器103也同样地配置在环上的固定/固定方式等各种方式。另外，关于旋转/旋转方式，说明为一对X射线管101和X射线检测器103被搭载在旋转架上的一管球型，但也可以是X射线管10