专利名称：乳腺含有率推算设备、方法和记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于推算乳腺含有率的设备和方法，具体来说，涉及仅仅根据使用乳 房X-射线照相成像装置对乳房进行X-射线照相获得的乳房图像，对乳房图像中的每个像 素的乳腺含有率进行推算的技术。
背景技术：
乳房主要由乳腺组织和脂肪组织构成，乳腺在乳房中的比率被称为乳腺含有率。 乳腺含有率对于准确了解乳房的特性是非常有用的，也是医疗方面的必要信息。例如，研究 表明，在乳腺含有率与癌症风险之间存在关联性。目前，乳房组成(乳腺萎缩程度被分类成脂肪性、乳腺散布、不均勻的高密度和高 密度的四个阶段)的分类和评估，是根据通过视觉的乳腺与脂肪的对比差异来定性进行 的，但是评估可能因X-射线照相的解读者而不一致，因此需要更加定量的评估。常规情况下，作为用于定量评估乳腺含有率的方法，存在着在日本专利申请特开 No. 2002-125961中公开的方法。在该方法中，例如使用胸肌密度作为基准对乳腺进行分 类，将乳腺区域的变化转化成直方图，并确定乳房中的乳腺比率是多少(日本专利申请特 开 No. 2002-125961 的段落
)。同时，提出了对于乳房图像中的每个像素推算乳腺含有率的方法。通过为每个像 素计算乳腺含有率，使得能够应用到各种不同的应用中(诊断的辅助，CAD(计算机辅助检 测)，图像处理条件设定，以及 QA)。在”Measurement of Glandular Dose Using Digital Mammogram”( “使用数字乳房X光照片测量腺体剂量”)，Medical Imaging andlnformation Sciences, Vol. 24，No. 1，pp. 6-12, 2007中，根据剂量比率(透射剂量/照射剂量)、乳房团 块(breast mass)厚度、以及像素值与乳腺含有率之间的关系(以前获得的关系表达式)， 为每个像素计算了乳腺含有率。此 夕卜，，，Volumetric Breast Density Estimation From Full-Field DigitalMammograms”，IEEE Trans. MEDICAL IMAGING, Vol. 25，No. 3，2006，公开了用于如下 的技术根据从成像装置获得的X-射线管电压、靶/过滤器和乳房团块厚度的信息，计算 乳腺和脂肪的衰减系数；以及根据等厚校正图像和相应的衰减系数推算乳腺的体积，其中 等厚校IE图像是t艮据，，Thickness correction of mammographic images byanisotropic filtering and interpolation of dense tissue" , Proc. SPIE(Medical Imaging Image Processing)，Vol. 5747，pp. 1521-1527，2005 推算的。
发明内容
在日本专利申请特开No. 2002-125961中公开的方法中，根据像素的密度从乳房 图像中提取乳腺区域，并推算乳腺区域相对于乳房区域的面积比率作为乳腺含有率。但是， 因为乳房由混合在一起的乳腺和脂肪构成，因此存在着在二维图像中不能将乳腺区域与脂 肪区域清楚地分离开的问题。此外，还存在着面积比率随着成像时压迫乳房和定位的方式而变化的问题。同时，在”Measurement of Glandular Dose Using DigitalMammogram，，,Medical Imaging and Information Sciences,Vol. 24,No. l,pp. 6-12,2007)中公开的方法中，对于 每个乳房X光照相装置来说，需要预先获得剂量比率、乳房团块厚度、像素值以及乳腺含有 率的关系表达式，并需要预先进行复杂的校准。此外，为了选择适合的关系表达式，需要乳 房团块厚度等的信息，而只使用乳房图像的图像数据不能推算出乳腺含有率。此夕卜，在” Volumetric Breast Density Estimation From Full-FieldDigital Mammograms", IEEE Trans. MEDICAL IMAGING, Vol. 25，No. 3,2006 中公开的方法中，能够计 算乳腺的体积和体积比率，但是不能为每个像素计算出乳腺含有率。此外，需要获得与成像 相关的成像信息，例如X-射线照相时X-射线管的电压和靶/过滤器，以及乳房团块厚度， 并且当不能获得成像信息时出现了不能推算乳腺的体积和体积比率的问题。本发明鉴于上述情况而做出，其目标是提供用于推算乳腺含有率的装置和方法， 其无需复杂的预先校准就能够容易地、精确地推算每个像素的乳腺含有率。为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，乳腺含有率推算设备包括乳房图 像获取装置，该乳房图像获取装置获取了使用乳房X-射线照相成像设备对乳房进行X-射 线照相而获得的乳房图像；脂肪图像推算装置，该脂肪图像推算装置基于整个乳房只由脂 肪组织构成的假设从获取的乳房图像推算脂肪图像；从获取的乳房图像获取直接照射区域 的像素值的装置；以及乳腺含有率计算装置，该乳腺含有率计算装置根据获取的乳房图像、 推算的脂肪图像和获取的直接照射区域的像素值，为乳房图像中的每个像素计算乳腺含有 率。在本发明的第一个方面，从乳房的X-射线图像(乳房图像)推算脂肪图像(具有 在乳房的乳腺组织都被脂肪组织代替的情况下的像素值的图像)，并根据原始乳房图像和 脂肪图像之间的关系，为每个像素计算乳腺含有率。在计算乳腺含有率时，除了乳房图像和 脂肪图像之外，还使用了乳房图像中直接照射区域(没有X-射线衰减的区域)的像素值。 通过使用通过分析乳房图像而获得的脂肪图像和直接照射区域的像素值，以及它们之间的 关系表达式，无需复杂的预先校准，就能为每个像素以高精度容易地推算出乳腺含有率。根据本发明的第二个方面，根据本发明的第一个方面的乳腺含有率推算设备还包 含存储装置，所述存储装置储存了表明乳腺和脂肪的平均衰减系数的比率的预定值，其中 乳腺含有率计算装置根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像、获取的直接照射区域的像素 值、以及所存储的表明了平均衰减系数的比率的预定值，为乳房图像中的每个像素计算乳 腺含有率。这里，乳腺和脂肪的平均衰减系数，是依据成像条件(X-射线管电压，靶/过滤 器的种类，乳房团块厚度)而显著变化的值，以及为了避免它们的影响，在”Volumetric Breast Density Estimation FromFull-Field Digital Mammograms，，，IEEE Trans. MEDICAL IMAGING, Vol. 25，No. 3,2006中，从预先设定的衰减系数表中读取对应于成像条件 的值。但是，根据本发明人的研究，最新发现，平均衰减系数的比率值，是几乎不受成像条件 影响的值。通过使用平均衰减系数比率的预定值计算乳腺含有率，能够只从图像数据而不 需要获取与成像相关的信息，以高精度推算出乳腺含有率。根据本发明的第三个方面，根据本发明的第二个方面的乳腺含有率推算设备中，
5乳腺含有率计算装置通过下述表达式为乳房图像的坐标(x，y)处的每个像素计算乳腺含 有率 G(x，y)[表达式1]
A(x,y)-I(x,y) 1G(x, y) = ~--—X--
/0 - A(x, y) f2-l其中在获取的乳房图像中坐标(x，y)处的像素值设为I(x，y)，推算的脂肪图像的 坐标(x，y)处的像素值设为A(x，y)，获取的直接照射区域的像素值设为V以及储存的表 示平均衰减系数的比率的预定值设为P。正如[表达式1]中所示，在表达式中没有包含与成像有关的信息，以及乳房图像 的各个坐标(x，y)处的每个像素的乳腺含有率G(x，y)，能够从原始乳房图像的坐标(x，y) 处的像素值I(x，y)、脂肪图像的坐标(x，y)处的像素值A(X，y)、从原始乳房图像获得的直 接照射区域的像素值I。、以及表明了平均衰减系数的比率的预定值P (几乎不受成像条件 影响的值)计算出来。根据本发明的第四个方面，根据本发明的第三个方面的乳腺含有率推算设备，所 述乳腺含有率推算设备的特征在于进一步包含乳腺体积比率计算装置，该乳腺体积比率计 算装置通过使用[表达式1]的(IcrA(X，y))作为权重计算乳腺含有率G(x，y)的加权平均 值，来计算乳腺的体积比率。获得整个乳房的体积和乳腺的体积是困难的，但是由从[表达式1]获得的乳房图 像中每个像素的乳腺含有率，能够推算出乳腺体积比率。根据本发明的第五个方面，在根据第一个到第四个方面的任何一个的乳腺含有率 推算设备中，表明乳腺和脂肪的平均衰减系数的比率的预定值是固定值，该固定值表明当 使用乳房X-射线照相成像设备在平均成像条件下对平均乳房进行成像时，乳腺的平均衰 减系数与脂肪的平均衰减系数的比率。表明平均衰减系数的比率的预定值是几乎不受成像条件影响的值，但不是完全不 受影响。因此，作为表明平均衰减系数的比率的预定值，采用表明在平均条件下对平均乳房 进行成像的情况下乳腺的平均衰减系数与脂肪的平均衰减系数的比率的值(固定值)，能 够将乳腺含有率的推算中的误差最小化。根据本发明的第六个方面，在根据第一个到第五个方面的任何一个的乳腺含有率 推算设备中，表明乳腺和脂肪的平均衰减系数的比率的预定值是大约1. 778。根据本发明的第七个方面，在根据第一个到第六个方面的任何一个的乳腺含有率 推算设备中，脂肪图像推算装置包括皮肤线提取装置，所述皮肤线提取装置根据获取的乳房图像提取表现乳房区域与 直接照射区域之间的边界的皮肤线；以及脂肪图像产生装置，所述脂肪图像产生装置基于被成像乳房的厚度根据法向方向 上距皮肤线的距离来确定的假设，通过将距皮肤线同等距离的像素的像素值设定为根据距 皮肤线的距离而确定的像素值，来产生脂肪图像。当假定整个乳房只由脂肪组织构成时，根据成像时的乳房团块厚度，脂肪图像具 有不同的像素值。因此，假定被成像的乳房的厚度根据在法向方向上距皮肤线的距离来确 定，并且通过将距皮肤线同等距离的像素的像素值设定为依照距皮肤线的距离而确定的像素值，来产生脂肪图像。根据本发明的第八个方面，在根据第七个方面的乳腺含有率推算设备中，脂肪图 像产生装置包含为各个距皮肤线的距离，根据获取的乳房图像，从距皮肤线同等距离的像 素的像素值，计算表示脂肪组织的代表值的装置；以及根据计算的代表值，推算距皮肤线的 距离与脂肪图像的像素值之间的关系表达式的装置，其中对应于距皮肤线的距离的脂肪图 像的像素值，根据推算的关系表达式来确定。脂肪图像产生装置根据获取的乳房图像，从距皮肤线同等距离的每个像素的像素 值，计算表示脂肪组织的代表值。作为代表值，可以想到多个像素值的中值、平均值、最频 值、极值等。如上所述，对于距皮肤线的每个不同距离计算了代表值，然后根据代表值，推算 了距皮肤线的距离与脂肪图像的像素值之间的关系表达式。例如，表现了关系表达式的曲 线近似表达式的系数，通过将代表值代入近似表达式来确定。根据本发明的第九个方面的乳腺含有率推算方法，包括下列步骤获取使用乳房 X-射线照相成像设备对乳房进行X-射线照相而获得的乳房图像；基于整个乳房只由脂肪 组织构成的假设，从获取的乳房图像推算脂肪图像；从获取的乳房图像获取直接照射区域 的像素值；以及根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像和获取的直接照射区域的像素值，为 乳房图像的每个像素计算乳腺含有率。根据本发明的第十个方面，根据本发明的第九个方面的乳腺含有率推算方法，还 包含下列步骤将表明乳腺和脂肪的平均衰减系数的比率的预定值，预先储存在存储装置 中，其中在计算乳腺含有率的步骤中，根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像、获取的直接 照射区域的像素值、以及还有表明平均衰减系数的比率的预定值，为乳房图像中的每个像 素计算乳腺含有率。根据本发明的第十一个方面，在根据本发明的第十个方面的乳腺含有率推算方 法中，在计算乳腺含有率的步骤中，在乳房图像的坐标(x，y)处的每个像素的乳腺含有率 6(1，7)，通过下述表达式计算[表达式2]
其中在获取的乳房图像中坐标(X，y)处的像素值设为I (x，y)，推算的脂肪图像的 坐标(x，y)处的像素值设为A(x，y)，获取的直接照射区域的像素值设为V储存的表示平 均衰减系数的比率的预定值设为P。根据本发明的第十二个方面，根据本发明的第十一个方面的乳腺含有率推算方 法，还包含使用[表达式1]的(IcrA(X，y))作为权重计算乳腺含有率G(x，y)的加权平均 值来获得乳腺的体积比率的步骤。根据第十三个方面，在记录介质上记录有程序，该程序包含计算机可执行的指令， 用于获取使用乳房X-射线照相成像设备对乳房进行X-射线照相而获得的乳房图像；基 于整个乳房只由脂肪组织构成的假设，从获取的乳房图像推算脂肪图像；从获取的乳房图 像获取直接照射区域的像素值；以及根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像和获取的直接 照射区域的像素值，为乳房图像的每个像素计算乳腺含有率。根据本发明，从乳房的X-射线图像(乳房图像)推算脂肪图像(具有在乳房的乳腺组织全部被脂肪组织代替的情况下的像素值的图像)，对没有X-射线衰减的直接照射区 域的像素值进行分析，并根据原始乳房图像、脂肪图像与直接照射区域的像素值之间的关 系，来计算乳腺含有率。因此，无需复杂的预先校准，就能为每个像素容易且精确地推算乳 腺含有率。附图简述
图1是系统构成图，包含了根据本发明实施例的用于推算乳腺含有率的设备；图2是构成图，示出了乳房X-射线照相成像设备的实施例；图3是乳房X-射线照相成像设备中成像台的内部构成图；图4是示出乳房X-射线照相成像时X-射线源、被成像的对象(乳房)和检测器 的关系的示意图；图5是示出在乳房X-射线照相成像中常用的三种X-射线光谱的图；图6是示出乳腺和脂肪对光子能量的衰减系数的图；图7是示出多种成像条件的每种成像条件下乳腺的平均衰减系数|ag —、脂肪的平 均衰减系数―、这些平均衰减系数的差值以及比率的计算结果的表格；图8A和8B是示出皮肤线距离与脂肪像素值的关系的图；图9是示出根据本发明实施例的用于推算乳腺含有率的方法的流程图；图10A是示出乳房图像的原始图像的图，以及图10B是显示了从原始图像提取的 分成了相应结构的区域的图像的图；图11是用于解释皮肤线的扩展的图；图12是在每个皮肤线距离处绘制脂肪像素值的图；图13是显示图像分析处理的流程的流程图；图14A到14G是在图13中示出的图像分析处理中使用的图像；图15是示出从乳房图像检测特征点的状态的说明图；图16是示出使用大量数据获得的乳腺存在概率的一个例子的说明图；图17是示出乳腺存在概率图示的一个例子的说明图；图18是示出乳腺对比值(contrast value)的渐变的控制的说明图；图19是示出乳腺像素值的渐变的控制的说明图；以及图20是示出皮肤线像素值的渐变的控制的说明图。优选实施例的详细描述在下文中，将根据所附的图，对根据本发明的用于推算乳腺含有率的设备和方法 (乳腺含有率推算设备和方法)的优选实施例，进行描述。[设备构成]图1是系统构成图，包含了根据本发明的乳腺含有率推算设备。该系统包括根据本发明实施例的乳腺含有率推算设备10 ；放置在医疗设施等中 的乳房X-射线照相成像设备40 ；用于执行乳房X-射线照相成像设备40的操作等的操作 控制台42 ；储存了通过乳房X-射线照相成像设备40取得的乳房图像的图像数据库(图像 DB)44。乳腺含有率推算设备10由计算机例如工作站构成，以及主要包括控制每个部件 的操作的中央处理单元(CPU) 12 ；储存了设备的控制程序并在执行程序时变成工作区域的
8主存储器14 ；控制监视装置28，例如液晶显示器或CRT(阴极射线管)显示器，的显示的图 形卡16 ；连接到医疗设施的网络50的通讯接口(通讯I/F)18 ；储存各种不同种类的应用软 件的硬盘装置20，所述应用软件包括根据实施例的用于乳腺含有率的推算处理的程序和图 像分析程序、将在后面描述的显示平均衰减系数的比率的预定值P等；CD-ROM驱动器22; 检测键盘30的键操作并将它作为指令输入而输出到CPU 12的键盘控制器24 ；以及鼠标控 制器26，所述鼠标控制器26检测作为位置输入装置的鼠标32的状态，并将鼠标指针在监视 装置28上的位置的信号、鼠标32的状态等输出到CPU 12。<乳房X-射线照相成像设备>图2是构成图，图示了根据实施例的乳房X-射线照相成像设备40的例子。乳房X-射线照相成像设备40包括放置于升起状态下的基台；臂元件116，该臂 元件116固定到放置在基台112的基本中央部分的旋转轴114 ；X-射线源容纳部120，所述 X-射线源容纳部120容纳用于向受检者118的乳房曝光辐射(X-射线)的X-射线源，并固 定到臂元件116的一个端部上；成像台122，所述成像台122容纳用于检测透射通过乳房的 X-射线以获取X-射线图像信息的检测器，并固定到臂元件116的另一个端部上；以及将乳 房压迫紧靠成像台122的压迫板124。连接有X-射线源容纳部120、成像台122和压迫板124的臂元件116被构造成能 够以旋转轴114作为中心在箭头A的方向上旋转，使得受检者118的乳房的成像方向可调 整。压迫板124在该压迫板124与臂元件116相连的状态下，放置在X-射线源容纳部120 与成像台122之间，并被构造成可以在箭头B的方向上移动。在X-射线源容纳部120中，放置了由遮断X-射线的元件形成的面部护板128，以 便保护受检者118的面部附近的区域免受X-射线曝射。在基台112上，放置有显示装置 130，该显示装置130显示受检者118的被成像区域的成像信息、成像方向等，受检者118的 ID信息等，并根据需要显示关于直到释放压迫板124对乳房的压迫状态为止的剩余压迫时 间的信息。图3是乳房X-射线照相成像设备40中的成像台122的内部构成图，并显示了作 为受检者118的被成像区域的乳房136，被放置在成像台122与压迫板124之间的状态。参 考数字138表示受检者118的胸壁。成像台122在内部装备有检测器140，所述检测器140根据透射通过乳房136的 X-射线累积X-射线图像信息，并将它作为电信号输出；读取光源部142，所述读取光源部 142向检测器140发射读取光，以便读取检测器140中累积和记录的X-射线图像信息；剂量 检测器(自动曝光控制X-射线检测器，在后文中称为“AEC(自动曝光控制)传感器144”)， 所述剂量检测器检测透射通过乳房136的X-射线的剂量，以便确定作为X-射线曝光条件 之一的曝光时间；以及擦除光源部146，所述擦除光源部146向检测器140发出擦除光以便 移除在检测器140中累积的不需要的电荷。检测器140是直接转换类型和光读取类型的X-射线检测器，根据透射通过乳房 136的X-射线来累积X-射线图像信息作为静电潜像，并通过被来自读取光源部142的读取 光扫描来产生对应于静电潜像的电流。读取光源部分142具有通过例如将多个LED芯片排列成行而构造的线光源，以及 将从线光源输出的读取光发射到检测器140上的光学系统。读取光源部142，通过将具有
9以与作为检测器140的第二个导电层的线性电极的延伸方向垂直的方向排列的LED芯片的 线光源，在上面提到的线性电极的延伸方向(箭头C的方向)上移动，来曝光和扫描检测器 140的整个表面。AEC传感器144被构造成可以沿着检测器140在箭头C的方向上移动，以便能够例 如通过被移动到对应于乳房136的具有高乳腺密度的部分的区域来检测X-射线剂量。擦 除光源部146能够通过对在短时间内发射光/淬熄光并具有极短的余辉的LED芯片进行二 维排列来构建。透射通过乳房136的X-射线，作为X-射线图像信息被检测器140检测到，并通过 X-射线图像形成部(未图示)形成乳房136的X-射线图像。同时，用来自擦除光源部146 的擦除光照射从其读取了 X-射线图像信息的检测器140，由此进行了剩余X-射线图像信息 的擦除处理。现在，当执行受检者118的乳房X-射线照相成像时，受检者118进行定位，并通过 操作所述操作控制台42 (图1)进行成像。此外，操作控制台42装备有接收用于标识受检 者的受检者标识信息(受检者ID)和用于标识X-射线照相者的X-射线照相者ID的输入 装置。通过操作控制台42输入的受检者ID和X-射线照相者ID，以及通过乳房X-射线照 相成像设备40取得的乳房图像，被彼此相关地储存在图像DB 44中。乳房图像能够作为例如符合DIC0M(医学数字图像和通信)标准的图像文件 (DIC0M文件)储存在图像DB 44中。在这种情况下，除了上面提到的受检者ID和X-射线 照相者ID之外，成像日期、成像设施等的信息也记录在DIC0M文件的头部中。检测器140没有特别的限制，以及可以是具有累积性荧光体的成像板(累积性荧 光体板)IP,或平板类型的X-射线检测器(平板检测器)FPD，其中在X-射线检测表面上二 维排列极其大量的使用半导体等的X-射线检测元件。[乳腺含量推算的原理]接下来，将描述根据本发明的乳腺含有率推算方法的原理。图4是示出在乳房X-射线照相成像时X-射线源、成像的对象(乳房)与检测器 间的关系的示意图。如图4中所示，从X-射线源121发射的X-射线P(E)通过厚度为ta的脂肪和厚 度为tg的乳腺。通过它们的透射X-射线I (E)被检测器140检测到。到达检测器140的X-射线剂量(X-射线分布的积分)I，能够由下述表达式表示。[表达式3]
在上述的[表达式3]中，y a(E)和y g(E)分别是对应于入射的X-射线光谱的脂 肪和乳腺的衰减系数。这里，入射X-射线光谱的平均衰减系数能够由下述表达式表示。[表达式4] 当脂肪的平均衰减系数设为;^，乳腺的平均衰减系数设为时，并且在；^和
随着、和tg的变化平滑地改变的情况下，可以建立下面的表达式。[表达式5] 此外，当对上述的[表达式5]的两侧取对数时，获得了下面的表达式。[表达式6] 当假设X-射线图像的像素值与X-射线剂量的对数成正比时，乳房图像的各个坐 标(x，y)处的像素值I (x，y)能够用下列表达式表示。[表达式7] 这里，常数h对应于直接照射区域中的像素值，该区域是没有x-射线衰减的区 域。需要获得的乳腺含有率G(x，y)是X-射线所通过的乳腺厚度％&，7)与乳房厚度 (ta(x, y)+tg(x, y))的比率，以及能够用下列表达式表示。[表达式8] 这里，当假设图像(脂肪图像)A(x，y)只含脂肪组织而不含乳腺时，脂肪图像A(x， y)能够用下列表达式表示。[表达式9] 将[表达式7]和[表达式9]代入上述的[表达式8]并进行组织，能够将乳腺含 有率G(x，y)改写成下列表达式。[表达式10] [表达式 11]
[表达式11]是将[表达式10]的表达式中的乳腺的平均衰减系数ig与脂肪的平
均衰减系数;的比率()改写成P所获得的结果。本发明从[表达式11]推算乳腺 含有率G(x，y)。在上述的[表达式11]中，乳房图像的像素值I(x，y)是观察到的像素值(观察像 素值)。这里，观察像素值是与透射剂量的对数成正比的值，因此透射剂量变为最大值的 直接照射区域的像素值I。，能够通过从观察像素值中获得最大值来获取。此后，如果能够推算[表达式9]中示出的脂肪图像A(x，y)以及乳腺的平均衰减
系数与脂肪的平均衰减系数的比率P，则能够从上述的[表达式11]推算乳腺含有率G(x， y)。〈平均衰减系数的推算〉正如从[表达式3]和[表达式4]所知，平均衰减系数是随着入射X-射线的光谱 和受检者的厚度而改变的值。因此，如图5中所示，假设了在乳房X-射线照相成像中常用的三种类型的X-射线 光谱，并对平均衰减系数如何变化进行了模拟。入射X-射线的光谱，根据X-射线源中的靶和过滤器的组合而具有各种不同的特 性。图5中示出的三种X-射线光谱表现了使用M0(钼)靶/M0过滤器(0. 03mm)、M0靶/ Rh(铑)过滤器(0. 025mm)、W(钨)靶/Rh过滤器(0. 05mm)作为靶/过滤器的组合，将X-射 线管电压设置在28kV时的情况。在乳房X-射线照相成像时，乳房的厚度平均为大约4cm，在薄的情况下厚度为 2cm，而在厚的情况下厚度为大约8cm。对于各个厚度和图5中示出的三种X-射线光谱(三
种靶/过滤器组合)，计算了乳腺的平均衰减系数和脂肪的平均衰减系数、这些平均
衰减系数的差值以及比率。图7示出了计算结果。从图7示出的表格，可以发现，平均衰减系数是随着X-射线光谱和乳房团块厚度 而显著变化的值。但是，乳腺的平均衰减系数与脂肪的平均衰减系数;^比率值，只在使用乳
腺平均衰减系数和脂肪平均衰减系数Zfl=0.45作为参考时的参考值(1.778 = 0. 80/0. 45)的士5%的范围内变化。从[表达式11]([表达式1])，对于使用上述的参考值所得的计算结果来说，乳腺 含有率G(x，y)在计算上的影响在士 10%的范围内。例如，如果乳腺含有率为50%，误差在 45%到55%的范围内。更具体来说，即使使用固定的平均衰减系数比率(上述的参考值)， 也能够不怎么受成像条件例如X-射线光谱和乳房团块厚度的影响来推算乳腺含有率。同 时， 在 根 据” Volumetric Breast Density Estimation From Full-FieldDigital Mammograms", IEEE Trans. MEDICAL IMAGING, Vol. 25，No. 3，2006 的通过使用乳腺的平均衰减系数与脂肪的平均衰减系数；^的差值来推算乳腺含有率的方
法中，当乳腺的平均衰减系数和脂肪的平均衰减系数^a固定在参考值时，通过使用根据
每种成像条件的各个乳腺的平均衰减系数和脂肪的平均衰减系数所推算的乳腺含有 率，对于使用参考值进行计算的结果来说，在士20到30%的范围内变化。当对乳房的组成进行定性分类时，乳房组成被分类成四种阶段乳腺含有率低于 10%的脂肪；乳腺含有率为大约10到30%的散布乳腺，大约50到60%的不均勻的高密度； 以及大约80到90%的高密度。当乳腺含有率的推算发生士20到30%的误差时，上述的分类可能改变。因此，对 于定量评估来说精度不够。因此，需要每次获取与成像有关的信息和乳房团块厚度的信息， 并计算乳腺和脂肪的平均衰减系数。与此相反，当乳腺含有率的推算误差在士 10%的范围内时，上述的分类不会改变， 对于定量评估来说精度足够。在模拟中，使用了图6的图中示出的Johns和Yaffe的测量结果作为乳腺和脂 肪的衰减系数(Johns PC, Yaffe Mj, "X-ray characterizationand neoplastic Breast tissues”，Phy Med Biol. Vol. 32，pp.675—695，1987)。如图6中所示，对于光子能量来说，乳腺组织的衰减系数P g(E)值高于脂肪组织 的衰减系数Pa(E)值。〈脂肪图像的推算〉为了从[表达式11]([表达式1])获得乳腺含量，需要推算脂肪图像A(x，y)。脂肪图像A(x，y)是只具有脂肪组织而不存在乳腺的图像，当乳房图像的各个坐 标(x，y)处的乳房团块厚度设为T(x，y)时，上述的[表达式9]能够由下列表达式表示。[表达式12] 顺便提及，乳房成像时如图3中所示被压迫。因此，一部分乳房的厚度对应于成像 台122与压迫板124之间的间距，但是在被图3中的圆C围住的区域中，乳房的厚度不对应 于成像台122与压迫板124之间的间距。但是，当假设该部分中的乳房团块厚度，由在法线方向上距表现了乳房区域与直 接照射区域之间的边界的皮肤线(乳房的外廓线)的距离‘‘d”(在后文中称为“皮肤线距 离”)来确定时，[表达式12]能够改写成下列表达式。[表达式13] 更具体来说，通过距皮肤线的距离“d”，能够推算100%脂肪组织情况下的像素值。实际中，在表现距皮肤线距离“d”的线上的各像素中，只具有脂肪组织的像素和存 在乳腺和脂肪两者的像素都存在。
因此，如图8A和8B所示，从距皮肤线同等距离的像素(具有同等皮肤线距离的像 素)，计算了表示具有同等皮肤线距离的像素的脂肪像素值的代表值，将上述计算的代表值 在XY坐标上作图，将皮肤线距离(即距皮肤线的距离)设为X轴，并将脂肪像素值设为Y 轴，以及获得了通过作图点的曲线，由此能够推算皮肤线距离与脂肪像素值之间的关系。其 详细情况将在后文描述。对于在某些坐标(x，y)处的脂肪图像的像素值来说，获得了坐标(x，y)处的皮肤 线距离，然后从获得的皮肤线距离推算脂肪像素值。然后，通过将观察到的乳房图像的像素值I (x，y)、直接照射区域的像素值h、指示 了乳腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值P ( = 1.778)、以及脂肪图像的像素值八(1， y)，代入上述的[表达式11]([表达式1])，能够以高精度为每个像素推算乳腺含有率G (x， y)。此外，在这时，能够仅从乳房图像的图像数据而不需获取关于成像条件等信息，获得用 于计算[表达式1]的值，并由此能够推算乳腺含有率。[乳腺体积比率的推算]当乳腺的体积设为\，整个乳房的体积设为V时，乳腺的体积比率能够由下列表达 式表不。[表达式14] 在这里，直接获得乳腺的体积\和整个乳房的体积V是困难的，但是能够使用乳 腺含有率G(x，y)来推算体积比率。更具体来说，能够将[表达式12]变换成下列表达式。[表达式I5]uaT(x, y) = I0-A(x, y)因此，如果由[表达式8]、[表达式14]和[表达式15]的表达式，使用aQ-A(X， y))作为权重获得乳腺含有率G(x，y)的加权平均值为下面的表达式，就能够推算乳腺的体 积比率。[表达式I6] [乳腺含有率推算方法]接下来，将描述根据本发明的乳腺含有率推算方法的实施例。如图9中所示，乳腺含有率推算设备10的CPU 12获取了对其推算乳腺含有率的 乳房图像(步骤S10)。对于该乳房图像来说，储存在图像DB 44中的乳房图像的图像文件， 可以通过输入受检者ID等通过网络50从图像DB 44获取，或者乳房图像可以在通过乳房 X-射线照相成像设备40取得图像后，通过网络50从该乳房X-射线照相成像设备40自动 获取。为了增加随后的分析处理的速度，期望将获取的乳房图像缩小。〈脂肪图像的推算〉随后，CPU 12从获取的乳房图像推算脂肪图像(步骤S12到S16)。为了推算脂肪图像，将乳房图像分成区域(步骤S12)。如图10A和10B中所示，在根据乳房图像(图10A) 将乳房图像划分成区时，乳房图像被分成了相应结构的区域(全乳房区域、乳腺区域、脂肪 区域、胸大肌区域和直接照射区域(非乳房区域))(参见图10B)。但是，不可能从二维图像将三维重叠的相应结构彼此精确地分离开。在这里， 重要的不是精确分离相应的结构，而是提取出被认为确实只由脂肪组织构成的像素。一 种用于此目的的方法将在下文给出。(细节请参见本申请人提交的日本专利申请特开 No. 2005-65855)。(i)将图像分成乳房区域和直接照射区域。因为尤其是直接照射区域在图像上呈 现出高密度，因此在整个图像的密度直方图中出现在高密度侧的峰对应于直接照射区域。 通过将从峰值减去固定值获得的值作为阈值进行二值化，将图像分成乳房区域和直接照射 区域。可选地，可以通过从密度直方图中的高密度侧扫描乳房图像，并通过将具有预定值或 最先更小值的点设为阈值来进行二值化。为了计算乳腺含有率，获取上述的峰值并保持作 为直接照射区域的像素值I。。(ii)提取作为乳房区域的轮廓的皮肤线。顺序地搜索(扫描)乳房区域和直接照 射区域的边界点，并连接搜索到的像素，由此能够提取出皮肤线。(iii)提取胸大肌区域。因为胸大肌区域和脂肪区域的边界的边缘相对清晰，从皮 肤线朝向胸壁侧通过微分算子进行扫描，提取出具有大的微分值的点作为胸大肌区域的边 界点。计算连接提取的边界点的曲线，以及提取出关于曲线的胸壁侧(与直接照射区域相 反的一侧)作为胸大肌区域。(iv)从胸大肌区域和胸大肌区域附近的脂肪区域的密度值，计算用于分离乳腺和 脂肪区域的阈值。通过进行参数设置，使得阈值变为稍大的值，能够提取出确定只由脂肪组 织构成的像素。当如上述进行乳房图像的区域划分时，接下来推算皮肤线距离与脂肪图像的像素 值之间的关系表达式(图9的步骤S14)。(v)如图11中所示，为了考虑在图像端部被切掉的乳房区域的皮肤线，根据需要 将皮肤线扩展(将皮肤线的形状外推)。通过使用来自端部，例如右端和左端处，的十个点 的坐标值，利用最小二乘法进行线性近似，来进行皮肤线的外推。(vi)在每个像素中，计算到皮肤线的最短距离(欧几里德距离)。在这里，为了缩 短处理时间，期望首先粗略搜索(10个像素跳跃)最短距离，然后，进一步详细地搜索(扫 描)最短距离的周缘。(vii)在各皮肤线距离中，收集多个脂肪像素的像素值，并计算这些像素值的中 值。作为多个脂肪像素的像素值的代表值，可以想到平均值、最频值、极值等，而不限于中值。图12示出了相对皮肤线距离对脂肪像素值进行作图的图。在图12中，X轴表示 皮肤线，以及皮肤线距离的单位为“像素”。(viii)通过曲线近似推算在皮肤线距离(距皮肤线的距离)与脂肪像素值之间的 关系表达式。具体来说，假设曲线Y为下列表达式，[表达式17]Y = a氺exp (_bx) +c
(其中X皮肤线距离，Y 脂肪像素值)，以及系数通过单纯形法进行推算。对于初 始值来说，a =(像素值的最大值)_(最小值)，b = 10/距皮肤线的最大距离(经验值)， c =像素值的最小值。(ix)通过将乳房图像中每个像素的皮肤线距离代入[表达式17]，计算脂肪图 像的像素值，并由此产生了脂肪图像(步骤S16)。脂肪图像的产生方法不限于上面的描 述，以及月旨肪图像可以通过使用例如在” Thickness correction of mammographic images by anisotropic filteringand interpolation of dense tissue", Proc. SPIE(Medical Imaging JmageProcessing)，Vol. 5747，pp. 1521-1527，2005 中的平滑处理来获得。接下来，CPU 12读取储存在硬盘装置20或未图示的非易失性存储器中的表示乳 腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值P (例如等于1. 778)(步骤S18)。然后，CPU 12将步骤S10中获取的乳房图像的像素值I (x，y)、步骤S12中获取的 直接照射区域的像素值I。、步骤S16中产生的脂肪图像的像素值A(x，y)和预先储存的平均 衰减系数的比率P代入[表达式11]([表达式1])，由此为乳房图像的各个像素计算出乳 腺含有率G(x，y)(步骤S20)。当计算乳房图像的所有像素的乳腺含有率G(x，y)时，使用(IcrAO^y))作为权重 获得计算的乳腺含有率G(x，y)的加权平均值(参见[表达式16]的表达式)，并由此推算 乳腺的体积比率(步骤S22)。[应用例](1)乳腺含有率或乳腺体积比率的显示如上所述计算的乳腺含有率或乳腺体积比率可以显示在监视装置的屏幕上。因为 能够为各个像素获得乳腺含有率，因此乳腺含有率可以以二维图像形式或图形形式(直方 图)显示。此外，能够为一个图像获得乳腺体积比率的一个值，因此该值可以与图像一起显 示。它们的信息储存在DIC0M文件的头部中，并能够与取得的图像一起储存在图像DB 44 中。当医生解读图像时，显示取得的图像，同时也显示它们的信息以帮助诊断。(2)应用于计算机辅助诊断(计算机辅助诊断CAD)在具有高乳腺含有率的区域和具有低乳腺含有率的区域之间，病变的外观是不同 的，因此检测算法需要改变。此外，当乳腺的体积比率高，可以说医生很可能错过病变时，可 以使得检测到的病变的数量大。(3)应用于图像处理随着乳腺的体积比率更高，则乳腺的对比变得更低，在图像中病变变得更难发现。 因此，可以根据乳腺的体积比率改变对比增强程度。此外，能够为各个像素推算乳腺含有率，并由此能够进行更详细的图像分析。例 如，从乳腺含量，能够区分具有较多乳腺的区域和具有较少乳腺的区域。因此，计算具有较 多乳腺的区域中的像素值和对比值，并用于设定图像处理条件。具体来说，通过只使用乳腺 含有率为预定的阈值或以上的像素进行直方图分析，并根据分析结果设定图像处理条件。 此外，乳腺含有率可以用作权重，以及可以产生整个乳房的加权直方图，以进行直方图分 析。此外，可以通过直方图分析之外的方法进行对比计算。通过对在每个像素的周围区域 中获得的对比值使用乳腺含有率作为权重来计算加权平均值，并可以计算整个乳房图像的 乳腺对比值。在图像处理条件的设定中，能够确定渐变的偏移量以便计算的乳腺区域的像
16素值变成预定值，和/或能够根据计算的对比值确定渐变的倾斜度。此外，像素值和对比值 不仅可用于设定渐变处理条件，而且也可用于设定频率增强处理条件。但是，病变的频带包 括了多种多样的频率，范围从低频(肿瘤)到高频(钙化)，因此，更希望通过渐变处理进行 对比增强，而不是增强特定的频带。在下文中，将更详细地描述用于计算上述的像素值和对比值的方法。在该方法中， 分析了乳房图像的组织结构(乳腺，脂肪)，并根据分析结果设定适合于图像的图像处理条 件，并控制密度/对比。在乳房图像的常规处理中，通过设定预先设置的典型条件(在后文中称为标准条 件)进行图像处理，以便获得适合于图像解读的图像。但是，根据患者的身体构造的差异和 乳腺含量的差异(个体差异)，在标准条件下处理的图像有时对于X-射线照相解读能力来 说不胜任。根据本发明，能够进行更详细的图像分析，因此能够设定对应于个体差异的图像 处理条件。与按照标准条件的常规处理相比的主要差别，有如下三个方面。(1)根据乳腺区域的提取结果控制乳腺密度。(2)根据每张图像的动态范围，控制动态范围压缩处理的强度。(3)根据乳腺中的局部对比值，控制渐变的倾斜度。图13示出了图像分析处理的流程。图14A到14G示出了在图像分析处理中处理 的乳房图像。首先，在图13的步骤S30中，与在上面描述的图9中的步骤S10相同，乳腺含有率 推算设备10的CPU 12接收为原始图像的乳房图像(原始乳房图像)。图14A示出了原始 乳房图像的例子。接下来，在步骤S32中，将原始乳房图像分成乳房区域和直接照射区域， 并提取乳房区域遮罩。图14B示出了乳房区域遮罩的例子。如上所述，在这时提取了作为 乳房区域的轮廓的皮肤线。顺序地搜索(扫描)乳房区域与直接照射区域之间的边界点。 通过将搜索到的像素相连，能够提取出皮肤线，并获得皮肤线像素值。接下来，处理一分为二。在步骤S34中，进行乳腺含有率推算处理，而在步骤S36 中，进行乳腺存在概率图推算处理。在这里，在步骤S34的乳腺含有率推算处理中，通过使 用原始乳房图像和乳房区域遮罩获得脂肪像素候选者，产生脂肪图像，并推算乳腺含有率。 图14C示出了脂肪像素候选者、脂肪图像和乳腺含有率的图像的例子。处理包含在上述使 用图9描述的处理中，因此详细描述在此省略。在步骤S36的乳腺存在概率图推算处理中，从乳房图像获得了特征点位置，以及 通过使用以前储存在数据库中的特征点与乳腺区域之间的关系，来推算乳腺存在概率图。 图14D示出了从中提取特征点位置的图像(较大的图像显示在图15中)以及乳腺存在概 率图(较大的图像显示在图17中)的例子。首先，将描述特征点(解剖学的特征点)的检测。如图15中所示，在乳房图像中， 作为特征点检测了三个特征点，它们是边界线上表示胸大肌和脂肪区域之间的边界线的两 个点A和B，以及皮肤线上表示乳头位置的点C。如上所述，乳房区域被分成乳腺区域、脂肪区域和胸大肌区域。胸大肌区域与脂肪 区域之间的边界的边缘相对清晰，以及图像上在该边界上的两个端部被设为点A和B。此外，作为表示乳头位置的点C，乳头的位置(相应位置)可以例如通过如下来检
17测作为乳房图像中的结构参考预先储存的查找表格等，根据对应于结构(乳头)的模板， 通过使用模板对乳房图像进行模板匹配来检测。或者，可以根据X-射线照相解读者的指 令，用连接到鼠标的光标，使用矩形框(R0I框)在乳房图像中选择结构(乳头)，来检测位 置(点C)。此外，可以通过边缘检测等来检测乳房与透明部分之间的边界线，并将边界线中 距胸壁侧的图像端部的距离最长的点(半圆形边界线的顶点)设为乳头位置，来检测点C。然后，在被照相者(subject)的每个像素中，计算距皮肤线的距离和距点C的距 离。这时，将表示胸大肌的线AB与点C之间的距离(从C向下以与线AB相交的垂线的长 度)标准化为1。同时，预先将来自大量数据的表现了特征点与乳腺区域之间的关系的乳腺存在概 率储存在数据库DB中。图16示出了从大量数据获得的乳腺存在概率的一个例子。在图16 中，横坐标轴表示了每个点距皮肤线的距离，而纵坐标轴表示了每个点距点C的距离。因为 在图16中(以及在图17中也如此)对皮肤线距离和距点C的距离进行了标准化，X轴和Y 轴没有单位。在图16中，较低的(较白的)密度显示了乳腺存在的较高概率。接下来，通过使用根据大量数据预先储存在数据库中的乳腺存在概率，产生乳腺 存在概率图，其中乳腺存在概率以与乳房区域中各个点(像素)相关联的方式，根据上面获 得的距特征点C和皮肤线的距离，来进行显示。图17示出了乳腺存在概率图的一个例子。归根到底，图17中示出的乳腺存在概 率图，是对图16中示出的乳腺存在概率进行映射，以便将乳房区域的每个点对应于距特征 点C和皮肤线的距离的结果。通过使用这样产生的乳腺存在概率图，能够更可靠地提取出很可能是乳腺的区 域。例如，皮肤线附近的几个像素倾向于具有较大的乳腺含有率的推算误差，但是乳腺存在 概率图能够补偿它们。作为使用乳腺存在概率图的应用例，例如当为乳房图像计算平均乳腺含有率时， 使用乳腺存在概率作为权重获得了加权平均值，和/或如后文所述，获得了其中将乳腺含 有率图像与乳腺存在概率图相乘的加权图。这能够在具有高权重的区域中计算乳腺像素值 和乳腺对比值。更具体来说，在接下来的步骤S38中，通过将乳腺含有率图像与乳腺存在概率图 相乘，产生了加权图。图14E示出了加权图的例子。接下来，在步骤S40中，通过使用加权图和对比图，从加权的直方图获得平均 值，并由此计算乳腺对比值。在这里，对比图像是计算周围区域中的像素值的离散度 (dispersion value)作为原始图像中每个像素的对比值的结果。图14E示出了对比图像的 例子。此外，在步骤S42中，通过使用加权图和作为原始图像的乳房图像，从加权直方图计 算了乳腺像素值。期望计算乳腺中较白部分的像素值作为乳腺像素值。从加权直方图进一 步产生了累积直方图，以及累积频率的10%点被计算作为乳腺像素值。特别地，首先，产生 示出累积频率(从0%到100% )相对于像素值的累积直方图。从最低像素值到最高像素 值计算(累积)累积频率。也就是，像素值越低，则对应于该像素值的累积频率变得越低。 此后，获得对应于大于10%的累积频率的像素值，作为乳腺的像素值(乳腺像素值)。通过使用如上获得的三个值(乳腺对比值、乳腺像素值和皮肤线像素值)控制渐 变转换的参数和动态范围压缩处理的参数，进行了图像处理条件的设置。
图18到20分别解释了如何控制乳腺对比值的渐变、乳腺像素值的渐变以及皮肤 线像素值的渐变。在图18到20中的每个图中，X轴表示输入像素值，而Y轴表示输出像素值。例如，对于乳腺对比值来说，如图18中所示，当乳腺对比值低时，控制渐变的倾斜 度，以便如图中用虚线所示通过使得相对于参考渐变转换曲线的渐变的倾斜度更大，来使 得对比更大。此外，例如，对于乳腺像素值来说，如图19中所示，控制渐变偏移量使得参考渐变 转换曲线如图中虚线所示平行偏移，以便乳腺区域的密度落在预定范围内。此外，例如，对于皮肤线像素值来说，如图20中所示，控制动态范围的压缩率，使 得皮肤线的密度落在预定范围内。期望将高密度部分的动态范围改变成被压缩，而不特别 改变低密度部分。(4)应用于剂量控制通常用作曝光剂量的评估的平均乳腺剂量(AGD)，一般根据50%的乳腺含有率进 行计算。通过从图像计算乳腺含有率，能够对平均乳腺剂量进行更精确的评估。此外，为了 为每个像素计算乳腺含有率，不仅可以计算平均乳腺剂量，而且可以计算最大腺体剂量。(5)应用于QA (质量保证)能够提取具有特定乳腺含有率的区域，因此，通过推算具有某个乳腺含有率的区 域中的噪音量并通过与以前确定的适合噪音量进行比较，变得可能确定X-射线照相剂量 是否合适。噪音量的推算能够例如使用高频成分的离散度来计算。当噪音量变为某个阈值 或更大时，它被确定为不适合，并进行警告显示，以敦促X-射线照相技术人员再次取得图像。[其他]在本实施例中，将乳房图像的像素值设为与透射剂量的对数成正比的值，但即使 像素值是与透射剂量的对数成反比的值，上述的[表达式1]也成立。在这种情况下，能够 通过获得观察到的像素值的最小值来获得直接照射区域的像素值。此外，作为输入的乳房 图像，没有进行过例如渐变转换的图像处理的包括RAW数据等的图像数据，是优选的。但 是，优选对输入图像进行校正处理，用于使由于足跟效应(heeleffect)和线宽变宽而变得 不均勻的X-射线的照射强度分布均勻化。此外，在本实施例中，作为用于从乳房图像提取似乎只由脂肪组织构成的像素的 方法，示出了使用胸大肌区域的方法。但是，在乳房图像中可能不存在胸大肌。因此，为了 更方便，可以通过使用已知的不需要提取胸大肌区域的阈值确定方法(确定分析)对像素 值进行阈值处理。 此外，在本实施例中，假定了在平均成像条件下乳房的厚度，并在乳腺平均衰减系 数设为0. 80而脂肪平均衰减系数设为0. 45的情况下，将0. 80/0. 45 = 1. 778设为预定的 衰减系数比率，但是平均衰减系数的比率不限于此，并且可以采用如图7的表格中示出的 在每种不同的成像条件下计算的多个平均衰减系数比率(Pg/ya)中的代表值，例如中值、 平均值和最频值，作为平均衰减系数比率。 此外，自不待言，本发明不限于上述的例子，可以在其范围内进行各种不同的改进 和修改，而不背离本发明的精神和范围。
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例如，储存有程序的记录介质(例如ROM、软盘、光盘等)，其中所述程序包括用于 引起一个或多个计算机执行根据任何一个实施例的乳腺含有率推算方法的步骤的计算机 可执行指令，也能够实现本发明的目标。在这种情况下，首先将程序从记录介质安装到一个 或多个计算机中，然后计算机运行程序，以执行乳腺含有率推算方法的步骤。
权利要求
乳腺含有率推算设备，包括乳房图像获取装置，所述乳房图像获取装置获取使用乳房X-射线照相成像设备对乳房进行X-射线照相而取得的乳房图像；脂肪图像推算装置，所述脂肪图像推算装置基于整个乳房只由脂肪组织构成的假设，从获取的乳房图像推算脂肪图像；从获取的乳房图像获取直接照射区域的像素值的装置；以及乳腺含有率计算装置，所述乳腺含有率计算装置根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像和获取的直接照射区域的像素值，为乳房图像中的每个像素计算乳腺含有率。
2.根据权利要求1的乳腺含有率推算设备，还包括存储装置，所述存储装置储存了表明乳腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值， 其中乳腺含有率计算装置根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像、获取的直接照射区 域的像素值、以及所存储的表明平均衰减系数的比率的预定值，为乳房图像中的每个像素 计算乳腺含有率。
3.根据权利要求2的乳腺含有率推算设备，其中乳腺含有率计算装置通过下述表达式计算乳房图像的每个在坐标(χ，y)处的像 素的乳腺含有率G(x，y) [表达式1] 其中在获取的乳房图像中坐标(x，y)处的像素值设为I (x，y)，推算的脂肪图像的坐标 (χ，y)处的像素值设为A(χ，y)，获取的直接照射区域的像素值设为Itl,以及储存的表明平 均衰减系数的比率的预定值设为μ。
4.根据权利要求3的乳腺含有率推算设备，还包括乳腺体积比率计算装置，所述乳腺体积比率计算装置通过使用[表达式1]的(Itl-A(χ， y))作为权重计算乳腺含有率G (x，y)的加权平均值来计算乳腺的体积比率。
5.根据权利要求1到4中任何一项的乳腺含有率推算设备，其中表明乳腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值是固定值，所述固定值表明当在 平均成像条件下使用乳房χ-射线照相成像设备对平均乳房进行成像时，乳腺的平均衰减 系数与脂肪的平均衰减系数的比率。
6.根据权利要求1到4中任何一项的乳腺含有率推算设备，其中表明乳腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值大约是1. 778。
7.根据权利要求1到4中任何一项的乳腺含有率推算设备， 其中脂肪图像推算装置包含皮肤线提取装置，所述皮肤线提取装置根据获取的乳房图像提取表现了乳房区域和直 接照射区域之间的边界的皮肤线；以及脂肪图像产生装置，所述脂肪图像产生装置基于被成像乳房的厚度依照法向方向上距 皮肤线的距离来确定的假设，通过把距皮肤线同等距离的像素的像素值设定为根据距皮肤 线的距离而确定的像素值，来产生脂肪图像。
8.根据权利要求7的乳腺含有率推算设备，其中脂肪图像产生装置包括为距皮肤线的各个距离、基于获取的乳房图像按照距皮肤线同等距离的像素的像素值 来计算表示脂肪组织的代表值的装置；以及根据计算的代表值来推算距皮肤线的距离与脂肪图像的像素值之间的关系表达式的 装置，其中对应于所述距皮肤线的距离的脂肪图像的像素值，根据推算的关系表达式来确定。
9.乳腺含有率推算方法，包括下列步骤获取使用乳房χ-射线照相成像设备对乳房进行χ-射线照相而取得的乳房图像； 基于整个乳房只由脂肪组织构成的假设从获取的乳房图像推算脂肪图像； 从获取的乳房图像获取直接照射区域的像素值；以及根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像和获取的直接照射区域的像素值，为乳房图像 的每个像素计算乳腺含有率。
10.根据权利要求9的乳腺含有率推算方法，还包括下列步骤在存储装置中预先储存表明乳腺与脂肪的平均衰减系数的比率的预定值， 其中在计算乳腺含有率的步骤中，根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像、获取的直接 照射区域的像素值、以及表明平均衰减系数的比率的预定值，为乳房图像中的每个像素计 算乳腺含有率。
11.根据权利要求10的乳腺含有率推算方法，其中在计算乳腺含有率的步骤中，在乳房图像的每个在坐标(X，y)处的各个像素的乳腺含有率G (X，y)，通过下述表达式计算[表达式1] 其中在获取的乳房图像中坐标(x，y)处的像素值设为I (x，y)，推算的脂肪图像的坐标 (χ，y)处的像素值设为A(χ，y)，获取的直接照射区域的像素值设为Itl,以及储存的表明平 均衰减系数的比率的预定值设为μ。
12.根据权利要求11的乳腺含有率推算方法，还包括下列步骤使用[表达式1]的(Itl-A (X，y))作为权重来计算乳腺含有率G (X，y)的加权平均值， 以获得乳腺的体积比率。
全文摘要
乳腺含有率推算设备、方法和记录介质。乳腺含有率推算设备包括乳房图像获取装置，获取使用乳房X-射线照相成像设备对乳房进行X-射线照相获得的乳房图像；脂肪图像推算装置，基于整个乳房只由脂肪组织构成的假设从获取的乳房图像推算脂肪图像；从获取的乳房图像获取直接照射区域的像素值的装置；以及乳腺含有率计算装置，根据获取的乳房图像、推算的脂肪图像和获取的直接照射区域的像素值，为乳房图像中的每个像素计算乳腺含有率。因此，不需要复杂的预先校准，能够容易且精确地为每个像素推算乳腺含有率。
文档编号G06F19/00GK101849836SQ20101015816
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者森田顺也 申请人:富士胶片株式会社