特開 2022-153114 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022153114

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 360B

A61B6/00 330Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021056178

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小池 崇文

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA11

4C093AA26

4C093CA18

4C093DA06

4C093FF15

4C093FF17

4C093FF35

(57)【要約】

【課題】スピキュラを短い処理時間で精度よく検出することを可能とする画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供する。
【解決手段】画像処理装置は、被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、検出した複数のスピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の断層画像を断層画像群として選択し、選択した断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのプロセッサを備える画像処理装置であって、
前記プロセッサは、
被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、
検出した複数の前記スピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の前記断層画像を断層画像群として選択し、
選択した前記断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する、
画像処理装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、
前記合成２次元画像を解析することにより、前記スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かを判定する、
請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、
前記合成２次元画像を表示する制御を行い、かつ
前記合成２次元画像上に、前記スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かの判定結果を表示する制御を行う、
請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、前記スピキュラ候補領域に加えて、放射状の線構造以外の構造を有する病変候補領域を検出し、
候補領域が前記スピキュラ候補領域でない場合には、候補領域が前記スピキュラ候補領域である場合よりも、前記断層画像群から少ない枚数の断層画像を選択して前記合成２次元画像を生成する、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項5】

被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、
検出した複数の前記スピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の前記断層画像を断層画像群として選択し、
選択した前記断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する、
処理を画像処理装置が備えるプロセッサが実行する画像処理方法。

【請求項6】

被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、
検出した複数の前記スピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の前記断層画像を断層画像群として選択し、
選択した前記断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する、
処理を画像処理装置が備えるプロセッサに実行させるための画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、乳がんの早期発見を促すため、乳房を撮影する放射線画像撮影装置（マンモグラフィと呼ばれる）を用いた画像診断が注目されている。また、マンモグラフィにおいて、放射線源を移動させて複数の線源位置から乳房に放射線を照射して撮影を行い、これにより取得した複数の投影画像を再構成して所望の断層面を強調した断層画像を生成するトモシンセシス撮影が提案されている。トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性及び必要な断層画像に応じて、放射線源を放射線検出器と平行に移動させたり、円又は楕円の弧を描くように移動させたりして、複数の線源位置において乳房を撮影することにより複数の投影画像を取得する。そして、単純逆投影法若しくはフィルタ逆投影法等の逆投影法、又は逐次再構成法等を用いて、取得した複数の投影画像を再構成して断層画像を生成する。

【0003】

このような断層画像を乳房における複数の断層面において生成することにより、乳房内において断層面が並ぶ深さ方向に重なり合った構造を分離することができる。このため、予め定められた方向から被写体に放射線を照射する、従来の単純撮影により取得される２次元画像（以下、「単純２次元画像」という）においては検出が困難であった病変等の異常部位を発見することが可能となる。

【0004】

また、トモシンセシス撮影により取得された、放射線検出器の検出面から放射線源側に向けた距離（高さ方向の位置）が異なる複数の断層画像を、加算法、平均法、最大値投影法又は最小値投影法等によって合成することにより、単純２次元画像に相当する擬似的な２次元画像（以下、「合成２次元画像」という）を生成する技術が知られている（特許文献１参照）。

【0005】

また、病変等の識別性を高めるために、３Ｄ体積データから病変等の候補となる物を識別して断層画像にタグ付けを行い、複数のタグ付けされた断層画像を順投影することで合成２次元画像を生成する技術が知られている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－１２８７１６号公報

【特許文献2】特表２０１５－５１５２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献２には、病変等の候補としてスピキュラを検出することについては記載されていない。スピキュラとは、乳がんが発育する過程で周囲組織を巻き込むことで生じる放射状の線構造である。正常乳腺のなかにも、スピキュラと紛らわしい放射状の構造を有するものが存在する。通常、一枚の断層画像では、スピキュラと正常乳腺とを判別することは容易でないため、３次元画像を用いた解析が行われている。特許文献２においても、３次元画像（３Ｄ体積データ）から病変等の候補となる物を識別するために３次元解析が行われている。３次元解析は処理に時間がかかるという問題がある。

【0008】

本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、スピキュラを短い処理時間で精度よく検出することを可能とする画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の画像処理装置は、少なくとも１つのプロセッサを備える画像処理装置であって、プロセッサは、被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、検出した複数のスピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の断層画像を断層画像群として選択し、選択した断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する。

【0010】

プロセッサは、合成２次元画像を解析することにより、スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かを判定することが好ましい。

【0011】

プロセッサは、合成２次元画像を表示する制御を行い、かつ合成２次元画像上に、スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かの判定結果を表示する制御を行うことが好ましい。

【0012】

プロセッサは、スピキュラ候補領域に加えて、放射状の線構造以外の構造を有する病変候補領域を検出し、候補領域がスピキュラ候補領域でない場合には、候補領域がスピキュラ候補領域である場合よりも、断層画像群から少ない枚数の断層画像を選択して合成２次元画像を生成することが好ましい。

【0013】

本開示の画像処理方法は、被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、検出した複数のスピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の断層画像を断層画像群として選択し、選択した断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する処理を画像処理装置が備えるプロセッサが実行するものである。

【0014】

本開示の画像処理プログラムは、被写体の複数の断層面を表す複数の断層画像の各々から放射状の線構造を有するスピキュラ候補領域を検出し、検出した複数のスピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造を表す複数の前記スピキュラ候補領域に対応する複数の断層画像を断層画像群として選択し、選択した断層画像群を用いて合成２次元画像を生成する処理を画像処理装置が備えるプロセッサに実行させるためのものである。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、スピキュラを短い処理時間で精度よく検出することを可能とする画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】放射線画像撮影システムの概略構成図である。

【図2】放射線画像撮影装置を図１の矢印Ａ方向に見た図である。

【図3】画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】画像処理装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図5】投影画像の取得処理を説明するための図である。

【図6】断層画像の生成処理を説明するための図である。

【図7】複数の断層画像の一例を示す図である。

【図8】断層画像群の選択処理を説明するための図である。

【図9】合成２次元画像の生成処理を説明するための図である。

【図10】スピキュラ候補領域の判定処理を説明するための図である。

【図11】合成２次元画像及び判定結果の表示状態の一例を示す図である。

【図12】合成２次元画像生成処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】合成２次元画像及び判定結果の表示状態の一例を示す図である。

【図14】合成２次元画像及び判定結果の表示状態の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。

【0018】

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１００の構成を説明する。図１及び図２に示すように、放射線画像撮影システム１００は、乳房のトモシンセシス撮影を行って断層画像を生成するために、複数の線源位置から被写体である乳房Ｍを撮影して、複数の放射線画像、すなわち複数の投影画像を取得するためのものである。放射線画像撮影システム１００は、マンモグラフィ撮影装置１、コンソール２、画像保存システム３、及び画像処理装置４を備える。

【0019】

マンモグラフィ撮影装置１は、不図示の基台に対して回転軸１１により連結されたアーム部１２を備えている。アーム部１２の一方の端部には撮影台１３が、その他方の端部には撮影台１３と対向するように放射線照射部１４が取り付けられている。アーム部１２は、放射線照射部１４が取り付けられた端部のみを回転することが可能に構成されており、これにより、撮影台１３を固定して放射線照射部１４のみを回転することが可能となっている。

【0020】

撮影台１３の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線検出器１５が備えられている。放射線検出器１５は放射線の検出面１５Ａを有する。また、撮影台１３の内部には、放射線検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプ、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路、及びアナログの電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog-to-Digital）変換部等が設けられた回路基板等も設置されている。

【0021】

放射線照射部１４の内部には、放射線源１６が収納されている。放射線源１６は放射線としてＸ線を出射する。放射線源１６が放射線を照射するタイミング、及び放射線源１６の放射線発生条件（例えば、管電圧、照射時間等）は、コンソール２により制御される。

【0022】

また、アーム部１２には、撮影台１３の上方に配置されて乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１７と、圧迫板１７を支持する支持部１８と、支持部１８を上下方向に移動させる移動機構１９とが設けられている。なお、圧迫板１７と撮影台１３との間隔、すなわち圧迫乳房厚は、コンソール２に入力される。

【0023】

コンソール２は、無線通信ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して、不図示のＲＩＳ（Radiology Information System）等から取得した撮影オーダ及び各種情報と、技師等により直接行われた指示等とを用いて、マンモグラフィ撮影装置１の制御を行う機能を有している。具体的には、コンソール２は、マンモグラフィ撮影装置１に乳房Ｍのトモシンセシス撮影を行わせることにより、後述するように複数の投影画像を取得し、複数の投影画像を再構成して複数の断層画像を生成する。一例として、本実施形態では、サーバコンピュータをコンソール２として用いている。

【0024】

画像保存システム３は、マンモグラフィ撮影装置１により撮影された放射線画像及び断層画像等の画像データを保存するシステムである。画像保存システム３は、保存している画像データから、コンソール２及び画像処理装置４等からの要求に応じた画像データを取り出して、要求元の装置に送信する。画像保存システム３の具体例としては、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）が挙げられる。

【0025】

次に、図３を参照して、本実施形態に係る画像処理装置４のハードウェア構成を説明する。図３に示すように、画像処理装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、一時記憶領域としてのメモリ２１、及び不揮発性の記憶部２２を含む。また、画像処理装置４は、液晶ディスプレイ等のディスプレイ２３、キーボードとマウス等の入力装置２４、及びネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ（InterFace）２５を含む。ＣＰＵ２０、メモリ２１、記憶部２２、ディスプレイ２３、入力装置２４、及びネットワークＩ／Ｆ２５は、バス２７に接続される。ＣＰＵ２０は、本開示の技術に係る「プロセッサ」の一例である。

【0026】

記憶部２２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部２２には、画像処理プログラム３０が記憶される。ＣＰＵ２０は、記憶部２２から画像処理プログラム３０を読み出してからメモリ２１に展開し、展開した画像処理プログラム３０を実行する。

【0027】

次に、図４を参照して、本実施形態に係る画像処理装置４の機能的な構成について説明する。図４に示すように、画像処理装置４は、取得部４０、検出部４２、選択部４４、合成部４６、判定部４８、及び表示制御部５０を含む。ＣＰＵ２０が画像処理プログラム３０を実行することにより、取得部４０、検出部４２、選択部４４、合成部４６、判定部４８、及び表示制御部５０として機能する。

【0028】

取得部４０は、コンソール２がマンモグラフィ撮影装置１にトモシンセシス撮影を行わせることにより生成された複数の断層画像を取得する。取得部４０は、コンソール２又は画像保存システム３からネットワークＩ／Ｆ２５を介して複数の断層画像を取得する。

【0029】

ここで、コンソール２におけるトモシンセシス撮影及び断層画像の生成処理について説明する。コンソール２は、断層画像を生成するためのトモシンセシス撮影を行うに際し、アーム部１２を回転軸１１の周りに回転させることにより放射線源１６を移動させる。また、コンソール２は、放射線源１６の移動による複数の線源位置において、トモシンセシス撮影用の予め定められた撮影条件により被写体である乳房Ｍに放射線を照射させる。また、コンソール２は、乳房Ｍを透過した放射線が放射線検出器１５により検出されることによって得られた複数の線源位置における複数の投影画像Ｇｉ（ｉ＝１～ｎ；ｎは線源位置の数であり、例えばｎ＝１５）を取得する。

【0030】

図５に示すように、放射線源１６を線源位置Ｓｉ（ｉ＝１～ｎ）の各々に移動し、各線源位置において放射線源１６を駆動して乳房Ｍに放射線を照射する。乳房Ｍを透過した放射線を放射線検出器１５が検出することにより、線源位置Ｓ１～Ｓｎの各々に対応して、投影画像Ｇ１，Ｇ２，・・・Ｇｎが取得される。なお、線源位置Ｓ１～Ｓｎの各々においては、同一の線量の放射線が乳房Ｍに照射される。

【0031】

なお、図５において、線源位置Ｓｃは、放射線源１６から出射された放射線の光軸Ｘ０が放射線検出器１５の検出面１５Ａと直交する線源位置である。以下では、線源位置Ｓｃを基準線源位置Ｓｃと称する。

【0032】

コンソール２は、複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより、乳房Ｍの所望とする断層面を強調した複数の断層画像を生成する。具体的には、コンソール２は、単純逆投影法又はフィルタ逆投影法等の周知の逆投影法等を用いて複数の投影画像Ｇｉを再構成する。これにより、図６に示すように、コンソール２は、乳房Ｍの複数の断層面のそれぞれを表す複数の断層画像Ｄｊ（ｊ＝１～ｍ）を生成する。この際、乳房Ｍを含む３次元空間における３次元の座標位置が設定され、設定された３次元の座標位置に対して、複数の投影画像Ｇｉの対応する画素の画素値が再構成されて、その座標位置の画素値が算出される。

【0033】

コンソール２は、生成した断層画像Ｄｊを画像処理装置４に転送するか、又は画像保存システム３に転送する。

【0034】

一例として図７に示すように、検出部４２は、取得部４０により取得された複数の断層画像Ｄｊの各々からスピキュラ候補を含む領域（以下、スピキュラ候補領域という。）を検出する。スピキュラは、乳がんが発育する過程で周囲組織を巻き込むことで生じる放射状の線構造（以下、放射状構造という。）である。検出部４２は、断層画像Ｄｊの各々から、放射状に広がった線構造を含む領域を、スピキュラ候補領域として検出する。なお、断層画像には、正常乳腺が、スピキュラに類似した放射状構造として現れる可能性がある。このため、スピキュラ候補領域には、正常乳腺が含まれる可能性がある。

【0035】

図７では、説明の簡略化のために、断層画像Ｄｊの枚数が５枚（すなわち、ｊ＝１～５）である場合を例示している。図７に示す例では、断層画像Ｄ２にスピキュラ候補領域Ｋ２１が含まれ、断層画像Ｄ３にスピキュラ候補領域Ｋ３１及びスピキュラ候補領域Ｋ３２が含まれ、断層画像Ｄ４にスピキュラ候補領域Ｋ４１及びスピキュラ候補領域Ｋ４２が含まれ、断層画像Ｄ５にスピキュラ候補領域Ｋ５１が含まれる。

【0036】

検出部４２は、公知のコンピュータ支援画像診断（ＣＡＤ：Computer Aided Diagnosis）のスピキュラ検出用のアルゴリズムを用いて、複数の断層画像Ｄｊの各々からスピキュラ候補領域を検出する。ＣＡＤによるスピキュラ検出用のアルゴリズムにおいては、断層画像Ｄｊにおける画素がスピキュラ候補領域であることを表す確率（尤度）が導出され、その確率が予め定められた閾値以上となる画素がスピキュラ候補領域として検出される。１枚の断層画像Ｄｊだけでは、スピキュラと放射状に広がった正常乳腺とは区別がつきにくいため、放射状に広がった正常乳腺もスピキュラ候補領域として検出される。

【0037】

なお、スピキュラ候補領域の検出処理は、ＣＡＤを用いるものに限定されない。例えば、スピキュラ候補領域の検出処理は、フィルタ（例えば、放射状フィルタ）によるフィルタリング処理によって、断層画像Ｄｊからスピキュラ候補領域を検出するものであってもよい。また、スピキュラ候補領域の検出処理は、ディープラーニング等により機械学習がなされた検出モデル等によって、断層画像Ｄｊからスピキュラ候補領域を検出するものであってもよい。

【0038】

選択部４４は、検出部４２により検出された複数のスピキュラ候補領域のうち、同一のスピキュラ構造（すなわち放射状構造）を表すと推測される複数のスピキュラ候補領域に対応する断層画像群をそれぞれ選択する。例えば、選択部４４は、乳房の厚さ方向で連続する複数の断層画像Ｄｊに写っており、かつそれぞれの断層画像Ｄｊ内における平面位置が同じである複数のスピキュラ候補領域に対応する断層画像群をそれぞれ選択する。「断層画像Ｄｊ内における平面位置がほぼ同じ」とは、例えば、検出面１５Ａに平行な平面上に投影した場合に、断層画像間でスピキュラ候補領域の少なくとも一部が重なっていることを意味する。

【0039】

図７に示す例では、選択部４４は、スピキュラ候補領域Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１と、スピキュラ候補領域Ｋ３２、Ｋ４２、Ｋ５１とのそれぞれが同一のスピキュラ構造を表すと推測する。具体的には、図８に示すように、選択部４４は、スピキュラ候補領域Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１は連続する断層画像Ｄ２～Ｄ４に写っており、かつそれぞれの断層画像Ｄ２～Ｄ４内における平面位置がほぼ同じであるため、断層画像Ｄ２～Ｄ４を第１断層画像群Ｐ１として選択する。また、選択部４４は、スピキュラ候補領域Ｋ３２、Ｋ４２、Ｋ５１は連続する断層画像Ｄ３～Ｄ５に写っており、かつそれぞれの断層画像Ｄ３～Ｄ５内における平面位置がほぼ同じであるため、断層画像Ｄ２～Ｄ４を第２断層画像群Ｐ２として選択する。

【0040】

以下の説明では、スピキュラ候補領域Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１を包含する領域を第１領域Ｒ１とする。また、スピキュラ候補領域Ｋ３２、Ｋ４２、Ｋ５１を包含する領域を第２領域Ｒ２とする。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、例えば矩形状の領域である。

【0041】

合成部４６は、選択部４４により選択された断層画像群を用いて合成２次元画像ＳＧを生成する。合成２次元画像は、基準線源位置Ｓｃ（図５参照）から乳房Ｍに放射線を照射して撮影した単純２次元画像に相当する擬似的な２次元画像である。本実施形態においては、合成部４６は、図９に示すように、複数の断層画像Ｄｊを積層した状態で、基準線源位置Ｓｃからの放射線検出器１５へ向かう視点方向、すなわち光軸Ｘ０（図５参照）に沿って、各断層画像Ｄｊにおいて対応する画素の画素値を合成して、合成２次元画像を生成する。以下、合成２次元画像の生成処理の具体的な一例について説明する。

【0042】

本実施形態では、図９に示すように、第１領域Ｒ１については第１断層画像群Ｐ１に含まれる断層画像Ｄ２～Ｄ４が合成され、第２領域Ｒ２については第２断層画像群Ｐ２に含まれる断層画像Ｄ３～Ｄ５が合成される。また、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２以外の領域については、すべての断層画像Ｄ１～Ｄ５が合成される。例えば、合成部４６は、合成対象の断層画像群において対応する画素位置について画素値の加算平均値を、合成２次元画像ＳＧの画素値とする。

【0043】

判定部４８は、合成部４６により生成された合成２次元画像ＳＧに基づき、スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かを判定する。図１０に示すように、判定部４８は、合成２次元画像ＳＧにおけるスピキュラ候補領域の構造が放射状である場合には、当該スピキュラ候補領域を「スピキュラ」と判定する。一方、判定部４８は、合成２次元画像ＳＧにおけるスピキュラ候補領域の構造が放射状でない場合には、当該スピキュラ候補領域を「正常乳腺」と判定する。

【0044】

スピキュラは、乳がんが発育する過程で周囲組織を巻き込むことで生じる放射状構造であることから、合成対象の断層画像群に含まれるどの断層画像においても乳がんの核から放射状に線が広がる。すなわち、スピキュラは、断層画像間で放射状構造の中心位置はほぼ一致する。このため、スピキュラは、合成２次元画像ＳＧにおいても、核を中心とした放射状構造となる。これに対して、スピキュラに類似した正常乳腺は、放射状に線が広がるものの、乳がんとは異なり核が存在しないので、断層画像間で放射状構造の中心位置は変化する。このため、正常乳腺は、合成２次元画像ＳＧでは、放射状構造が消滅し、非放射状となる。判定部４８は、本特徴を利用して上記判定を行う。

【0045】

図１０に示す例では、第１領域Ｒ１については、放射状構造が検出されるので「スピキュラ」であると判定される。第２領域Ｒ２については、放射状構造は検出されないので「正常乳腺」であると判定される。

【0046】

判定部４８は、検出部４２と同様に、ＣＡＤを用いて、放射状構造の検出及び判定を行う。放射状構造の検出及び判定処理には、フィルタ（例えば、放射状フィルタ）によるフィルタリング処理、又はディープラーニング等により機械学習がなされた検出モデル等を用いることも可能である。

【0047】

表示制御部５０は、合成部４６により生成された合成２次元画像ＳＧをディスプレイ２３に表示する制御を行う。

【0048】

また、表示制御部５０は、判定部４８によるスピキュラ候補領域の判定結果をディスプレイ２３に表示する制御を行う。例えば、表示制御部５０は、合成２次元画像ＳＧ上に判定結果を表示する制御を行う。図１１に、この判定結果の表示状態の一例を示す。図１１に示すように、表示制御部５０は、判定部４８による判定結果を表す文字列を、判定対象のスピキュラ候補領域の近傍に表示する制御を行う。図１１に示す例では、スピキュラであると判定されたスピキュラ候補領域の近傍に「スピキュラ」との文字列が表示されている。なお、近傍に文字列が表示されていないスピキュラ候補領域は「正常乳腺」であることを意味している。

【0049】

次に、図１２を参照して、本実施形態に係る画像処理装置４の作用を説明する。ＣＰＵ２０が画像処理プログラム３０を実行することによって、図１２に示す合成２次元画像生成処理が実行される。図１２に示す合成２次元画像生成処理は、例えば、ユーザにより入力装置２４を介して実行開始の指示が入力された場合に実行される。

【0050】

ステップＳ１０で、取得部４０は、コンソール２がマンモグラフィ撮影装置１にトモシンセシス撮影を行わせることにより生成された複数の断層画像Ｄｊを取得する。

【0051】

ステップＳ１１で、検出部４２は、前述したように、ステップＳ１０で取得された複数の断層画像Ｄｊの各々からスピキュラ候補領域を検出する（図７参照）。

【0052】

ステップＳ１２で、選択部４４は、前述したように、ステップＳ１１で検出部４２により検出された複数のスピキュラ候補領域のうち、断層画像Ｄｊ内の同じ位置から検出されたスピキュラ候補領域に対応する断層画像群を選択する（図８参照）。

【0053】

ステップＳ１３で、合成部４６は、前述したように、選択部４４により選択された断層画像群を用いて合成２次元画像ＳＧを生成する（図８及び図９参照）。

【0054】

ステップＳ１４で、判定部４８は、前述したように、合成部４６により生成された合成２次元画像ＳＧを解析することにより、スピキュラ候補領域がスピキュラであるか否かを判定する（図１０参照）。

【0055】

ステップＳ１５で、表示制御部５０は、前述したように、合成部４６により生成された合成２次元画像ＳＧをディスプレイ２３に表示する制御を行う。

【0056】

ステップＳ１６で、表示制御部５０は、前述したように、判定部４８によるスピキュラ候補領域の判定結果をディスプレイ２３に表示する制御を行う（図１１参照）。ステップＳ１６の処理が終了すると、合成２次元画像生成処理が終了する。

【0057】

上述のとおり、本例の合成２次元画像生成処理では、断層画像Ｄｊ内の同じ平面位置から検出された複数のスピキュラ候補領域に対応する断層画像群を合成することにより合成２次元画像ＳＧを生成している。このため、合成２次元画像ＳＧにおいて、スピキュラ候補領域は、スピキュラである場合には放射状となり、正常乳腺である場合には非放射状となるので、スピキュラの有無を精度よく判定することができる。

【0058】

以上説明したように、本実施形態によれば、断層画像からスピキュラ候補領域を検出しているので、従来のように３次元画像（３Ｄ体積データ）から病変等の候補を検出する場合と比較して、短い処理時間で合成２次元画像を生成してスピキュラを検出することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、スピキュラを短い処理時間で精度よく検出することが可能となる。これにより、医師等の診断者は、３次元画像ではなく、１枚の合成２次元画像を読影すればよいため、読影の負荷が軽減する。また、読影に不要になった断層画像を記憶装置上から削除することによって、記憶装置の容量節約にもつながる。

【0059】

なお、上記実施形態では、表示制御部５０は、判定部４８による判定結果を文字列により表示する制御を行っているが、図１３に示すように、判定部４８による判定結果を、判定結果を示すスピキュラ候補領域の色を、他の領域の色と異ならせることによって表示する制御を行ってもよい。図１３に示す例では、スピキュラであると判定されたスピキュラ候補領域が破線で表示されている。破線は、他の領域と色が異なることを表している。

【0060】

また、図１４に示すように、表示制御部５０は、判定部４８による判定結果を表すマーク６０を、判定結果を示すスピキュラ候補領域の近傍に表示する制御を行ってもよい。図１４に示す例では、スピキュラであると判定されたスピキュラ候補領域の近傍に三角形のマーク６０が表示されている。

【0061】

また、上記実施形態では、合成部４６は、断層画像Ｄｊ内における位置が同じである複数のスピキュラ候補領域を包含する領域（上記実施形態の第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２）について、断層画像群において対応する画素位置について画素値の加算平均値を、合成２次元画像ＳＧの画素値としている。これに代えて、合成部４６は、断層画像Ｄｊ内における位置が同じである複数のスピキュラ候補領域の対応する画素位置の画素について、画素値の加算平均値を合成２次元画像ＳＧの画素値としてもよい。この合成の際、合成部４６は、複数のスピキュラ候補領域の何れか１つにのみ含まれる画素位置の画素については、その画素の画素値を合成２次元画像ＳＧの画素値とする。

【0062】

また、上記実施形態では、合成部４６は、選択部４４により選択された断層画像群に含まれる断層画像をすべて合成しているが、当該断層画像群に含まれる一部の断層画像を合成してもよい。例えば、図８に示す例において、合成部４６は、第１断層画像群Ｐ１に含まれる断層画像Ｄ２～Ｄ４のうち、断層画像Ｄ２及び断層画像Ｄ４のみを合成してもよい。すなわち、合成部４６による合成処理は、連続する複数の断層画像を合成することには限定されず、不連続な複数の断層画像を合成してもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、検出部４２は、断層画像から放射状構造を有する領域をスピキュラ候補領域として検出しているが、放射状構造を有するスピキュラ候補領域に加えて、放射状構造以外の構造を有する領域を病変候補領域として検出してもよい。この場合、合成部４６は、候補領域の種類に応じて、選択部４４により選択された断層画像群から合成に用いる断層画像の枚数を変更することが好ましい。

【0064】

具体的には、合成部４６は、候補領域がスピキュラ候補領域でない場合には、候補領域がスピキュラ候補領域である場合よりも、断層画像群から少ない枚数の断層画像を選択して合成処理を行う。例えば、合成部４６は、候補領域がスピキュラ候補領域である場合には、断層画像群に含まれるすべてあるいは複数枚の断層画像を用いて合成処理を行い、候補領域が腫瘤候補領域の場合には、断層画像群に含まれる一部（好適には一枚）の断層画像を用いて合成処理を行う。例えば、腫瘤候補領域では、断層画像群に含まれるすべての断層画像を用いて合成しても、検出部４２が誤検出した腫瘤状の正常乳腺が消滅する効果は見込めない。さらに、医師が良悪性を判定する上で重要な腫瘤辺縁の微細な構造が埋もれる可能性があるため、スピキュラ候補領域で採用する枚数より少ない枚数（望ましくは断層画像群に含まれる一枚）の断層画像を用いて合成処理を行うことがよい。

【0065】

また、上記実施形態では、合成２次元画像ＳＧの画素の画素値として、選択された断層画像群の対応する画素の画素値の加算平均値を適用する場合について説明したが、これに限定されない。合成２次元画像ＳＧの画素の画素値として、重み付け平均値、選択された断層画像群の対応する画素の画素値の中央値、最大値、又は最小値を適用する形態としてもよい。これに代えて、注目画素の画素値と断層画像群の全断層の平均値との差が設定値よりも大きい画素を有する断層画像、注目画素を含む注目領域の画素値の分散値が他よりも大きい画素を有する断層画像、又は、エッジ検出を使って検出された画素を有する断層画像を選択的に合成してもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、判定部４８が合成２次元画像ＳＧに基づいてスピキュラ候補領域の判定を行っているが、判定部４８は必須ではなく、判定部４８を設けなくてもよい。この場合、ディスプレイ２３に表示された合成２次元画像ＳＧに基づいて、医師等の診断者が判定を行えばよい。

【0067】

また、上記実施形態において、例えば、取得部４０、検出部４２、選択部４４、合成部４６、判定部４８、及び表示制御部５０といった各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

【0068】

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

【0069】

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System on Chip：SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

【0070】

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

【0071】

また、上記実施形態では、画像処理プログラム３０が記憶部２２に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。画像処理プログラム３０は、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、画像処理プログラム３０は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ マンモグラフィ撮影装置
２ コンソール
３ 画像保存システム
４ 画像処理装置
１１ 回転軸
１２ アーム部
１３ 撮影台
１４ 放射線照射部
１５ 放射線検出器
１５Ａ 検出面
１６ 放射線源
１７ 圧迫板
１８ 支持部
１９ 移動機構
２０ ＣＰＵ
２１ メモリ
２２ 記憶部
２３ ディスプレイ
２４ 入力装置
２５ ネットワークＩ／Ｆ
２７ バス
３０ 画像処理プログラム
４０ 取得部
４２ 検出部
４４ 選択部
４６ 合成部
４８ 判定部
５０ 表示制御部
６０ マーク
１００ 放射線画像撮影システム
Ｄｊ 断層画像
Ｇｉ 投影画像
Ｋ２１，Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ４１，Ｋ４２，Ｋ５１ スピキュラ候補領域
Ｍ 乳房
Ｐ１ 第１断層画像群
Ｐ２ 第２断層画像群
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
ＳＧ 合成２次元画像
Ｓｃ 基準線源位置
Ｓｉ 線源位置
Ｘ０ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】