專利名稱：圖像顯示裝置、圖像顯示方法、存儲(chǔ)介質(zhì)以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示與在壓迫板之間被壓成扁平狀的乳房有關(guān)的圖 像的圖形顯示裝置、圖像顯示方法、存儲(chǔ)介質(zhì)以及程序。
背景技術(shù)：
作為拍攝乳房的以往技術(shù)，有壓迫乳房擴(kuò)大乳腺，從l個(gè)方向進(jìn) 行2維圖像收集的乳房專用X射線攝像。在乳房中的乳腺是由如葡萄 那樣的小室組成的立體性的構(gòu)造，只原樣拍攝時(shí)各室的重疊很多，不 能進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)。為此通過(guò)夾著乳房使其變薄延伸，在減少乳腺的 重疊的同時(shí)，用更少的X射線拍攝。
但是，難以判別和診斷在攝像時(shí)管球跟前的乳腺和檢測(cè)器側(cè)的乳 腺重疊的肺瘤。
[非專利文獻(xiàn)1Tao Wu和另外10人著r Medical Physics, Vol. 30 No.3"Tomographic mammography using a limited number of low-dose conebeam projection images" J American Association of Physicists in Medicine發(fā)行，2003年3月，p. 365-380

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種顯示去掉乳腺的重疊且容易掌握乳 腺構(gòu)造的圖像的圖像顯示裝置、圖像顯示方法、存儲(chǔ)介質(zhì)以及程序。本發(fā)明的第l方面，圖像顯示裝置包括存儲(chǔ)與包含被檢體的乳 房的攝像區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的部件；由上述數(shù)據(jù)生成與根據(jù)壓迫板的位 置信息分割的上述攝像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)分割區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像的 部件；顯示上述生成的圖像的部件。
本發(fā)明的第2方面，在生成乳房的圖像的圖像顯示裝置中，包括 多個(gè)生成上述圖像的局部區(qū)域圖像的部件；在把上述生成的部分區(qū)域 圖像的全部顯示在1個(gè)畫面上的同時(shí)，顯示與乳房的構(gòu)造相關(guān)聯(lián)的部 分區(qū)域的記號(hào)的顯示部件。
本發(fā)明的第3方面，在生成乳房的圖像的圖像顯示裝置中，包括 算出區(qū)域分割位置的部件；生成用上述區(qū)域分割位置分割的分割區(qū)域 的圖像的部件；顯示上述生成的圖像的部件，算出上述區(qū)域分割位置 的部件以上述圖像為基礎(chǔ)，檢測(cè)上述乳房的乳頭的位置信息，根據(jù)上 述被檢測(cè)出的乳頭的位置信息算出上述區(qū)域分割位置。
本發(fā)明的第4方面，在生成乳房的圖像的圖像顯示裝置中，包括 算出區(qū)域分割位置的部件；生成用上述算出的區(qū)域分割位置分割的分 割區(qū)域的圖像的部件，顯示上述生成的圖像的部件，上述算出裝置以 上述圖像為基礎(chǔ)，提取乳房?jī)?nèi)部的概略構(gòu)造，根據(jù)該概略構(gòu)造的位置 算出分割位置。
本發(fā)明的第5方面，圖像顯示方法包括從與包含被檢體的乳房 的攝像區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)中，生成與根據(jù)壓迫板的位置信息分割的上述 攝像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)分割區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像的步驟；顯示上述生 成的圖像的步驟。
本發(fā)明的第6方面，是記錄有用于讓算出機(jī)實(shí)現(xiàn)以下部件功能的 程序的計(jì)算機(jī)可以讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)，即，從與包含在被檢體的乳房的 攝像區(qū)域的數(shù)據(jù)中，生成與根據(jù)壓迫板的位置信息分割的上述攝像區(qū) 域內(nèi)的多個(gè)分割區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像的部件；顯示上述生成的圖 像的部件。
本發(fā)明的第7方面，是讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以下部件功能的程 ，即， 從與包含在被檢體的乳房的攝像區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)中，生成與根據(jù)壓迫板的位置信息分割的上述攝像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)分割區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)
圖像的部件；顯示上述生成的圖像的部件。
如果采用本發(fā)明，則可以提供顯示去掉乳腺的重疊且容易掌握乳 腺構(gòu)造的圖像的圖像顯示裝置、圖像顯示方法、存儲(chǔ)介質(zhì)以及程序。


圖l是展示本發(fā)明的實(shí)施方式的X射線乳房攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是展示被顯示在圖1的顯示單元上的顯示畫面例子的圖。 圖3是展示圖1的X射線乳房攝像裝置的X射線攝像臺(tái)的主要 部分結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖4是展示在本實(shí)施例中X射線攝像時(shí)的X射線管球的動(dòng)作的圖。
圖5是展示圖1的成像處理單元的可成像區(qū)域(攝像區(qū)域)的圖。 圖6是用于補(bǔ)足圖1的投影處理單元的部分投影圖像生成的圖。 圖7是展示圖6的區(qū)域分割面(中央面)的圖。 圖8是用于補(bǔ)足圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元的圖像處理產(chǎn)生
的區(qū)域分割面(中央面)的確定處理的圖。
圖9是展示圖6的區(qū)域分割面(規(guī)定面)的圖。
圖IO是展示圖6的區(qū)域分割面(乳頭面)的圖。
圖ll是用于補(bǔ)足由圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元的圖像處理
進(jìn)行的區(qū)域分割面(乳頭面)的確定處理的圖。
圖12是示例在本實(shí)施方式中形成在壓迫板的表面上的溝的圖。 圖13是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，乳頭提取處理
的補(bǔ)足圖。
圖14是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，另一乳頭提取 處理的補(bǔ)足圖。
圖15是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，分割面設(shè)定處 理的補(bǔ)足圖。
圖16是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，閾值確定處理的補(bǔ)足圖。
圖17是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，用于補(bǔ)足乳腺 區(qū)域的提取處理的圖。
圖18是展示與乳腺層被置換為脂肪層的狀態(tài)的乳房的體積數(shù)據(jù) 有關(guān)的直方圖。
圖19是圖18的乳腺區(qū)域的提取處理內(nèi)的直方圖的曲線近似處理 的補(bǔ)足圖。
圖20是展示與不均勻高濃度的乳房的體積數(shù)據(jù)有關(guān)的直方圖。 圖21是圖20的乳腺區(qū)域的提取處理內(nèi)的直方圖的曲線近似處理 的補(bǔ)足圖。
圖22是展示與接收了邊緣強(qiáng)調(diào)處理的體積數(shù)據(jù)有關(guān)的直方圖的圖。
圖23是展示與乳腺密度高的狀態(tài)的體積數(shù)據(jù)有關(guān)的直方圖的圖。 圖24是展示在本實(shí)施方式中，用超聲波掃描乳房區(qū)域的裝置的 概要的圖。
圖25是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，乳頭和標(biāo)識(shí)器 (marker)定位處理的補(bǔ)足圖。
圖26是在圖1的區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12中，乳管的跟蹤處 理的補(bǔ)足圖。
圖27是在本實(shí)施方式中，展示相對(duì)攝像法等的分割方法的對(duì)應(yīng) 關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。如果采用本實(shí)施方式，則 本發(fā)明可以提供作為X射線診斷裝置的X射線立體攝像裝置、被裝入 X射線立體攝像裝置內(nèi)的圖像顯示裝置、圖像顯示方法、用計(jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)圖像顯示部件的組合的程序、記錄該程序的計(jì)算機(jī)可以讀取的存儲(chǔ) 介質(zhì)。
在本實(shí)施方式中采用X射線立體攝像法。X射線立體攝像法根據(jù)由多方向攝像的多個(gè)x射線透過(guò)圖像再構(gòu)成斷面圖像(為了和x射線
CT的再構(gòu)成區(qū)別，以下稱為"成像，，)。作為實(shí)際的處理，根據(jù)由多 個(gè)方向拍攝的多個(gè)X射線透過(guò)圖像，在指定的斷面上的各點(diǎn)(象素) 上選擇通過(guò)該點(diǎn)的多條放射線，選擇與這些放射線對(duì)應(yīng)的象素值加算。 通過(guò)該處理原理上指定斷面上的部位鮮明映現(xiàn)，離開斷面的位置的部 位模糊。在這樣的X射線立體攝像法中，在全攝像方向的X射線錐重 疊的區(qū)域中，可以進(jìn)行斷面圖像的成像(參照?qǐng)D4，圖5)。
圖l展示本發(fā)明的實(shí)施方式的X射線乳房攝像裝置的結(jié)構(gòu)。X射 線乳房攝像裝置具有X射線攝像臺(tái)1。 X射線攝像臺(tái)l如圖3所示， 在C型臂17的一方的端部上裝備X射線管球2。 X射線管球2接收 來(lái)自高電壓發(fā)生器3的高電壓的施加發(fā)生X射線。在C型臂17的另 一方的端部上，在與X射線管球2相對(duì)的方向上安裝平面檢測(cè)器(還 稱為平板檢測(cè)器)5。平面檢測(cè)器5具有把入射X射線直接變換為電 氣信號(hào)的直接變換型，或者把入射X射線用熒光體變換為光，把該光 變換為電氣信號(hào)的間接變換型的多個(gè)半導(dǎo)體檢測(cè)元件。多個(gè)半導(dǎo)體檢 測(cè)元件被排列成2維格子狀。在多個(gè)半導(dǎo)體檢測(cè)元件中伴隨X射線入 射發(fā)生的信號(hào)電荷經(jīng)由數(shù)據(jù)收集單元6作為數(shù)字信號(hào)讀出。平面檢測(cè) 器5可以代替圖像增強(qiáng)器和光學(xué)性照相機(jī)的組合。
平面檢測(cè)器5被收容在固定于C型臂17上的下側(cè)壓迫板18中。 下側(cè)壓迫板18和被支撐在C型臂17上可以在箭頭a方向移動(dòng)的上側(cè) 壓迫板19一同，被設(shè)置成用于壓迫被檢體的乳房。C型臂17由被安 裝在支柱20內(nèi)的臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4支撐為可以在箭頭P方向上搖頭旋轉(zhuǎn)。 例如，該旋轉(zhuǎn)中心軸被設(shè)定在下側(cè)壓迫板18的附近，通過(guò)在和C型 臂17的旋轉(zhuǎn)相反的方向上旋轉(zhuǎn)下側(cè)壓迫板18，如圖4(a)所示，在 多方向攝像時(shí)，放置被檢體的乳房的下側(cè)壓迫板18停止，X射線管球 2可以進(jìn)行搖頭運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)施方式的X射線乳房攝像裝置在具備X射線攝像臺(tái)1的同 時(shí)，還具備系統(tǒng)控制單元7、攝像控制單元8、操作單元9、圖像存 儲(chǔ)單元10、成像處理單元11、區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12、投影處理單元13、斷面變換處理單元14、畫面構(gòu)成單元15、顯示單元16。 攝像控制單元8通過(guò)根據(jù)事前設(shè)定的攝像條件控制高電壓發(fā)生單元3、 臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、數(shù)據(jù)收集單元6，執(zhí)行把在壓迫板18、 19上被壓成扁 平狀的被檢體的乳房作為對(duì)象的多方向攝像(立體攝像)(參照?qǐng)D4 (a)、圖4 (b))。對(duì)右側(cè)的乳房和左側(cè)的乳房各自進(jìn)行立體攝像， 把和攝像方向不同的右側(cè)乳房有關(guān)的多個(gè)X射線透過(guò)圖像的數(shù)據(jù)以及 和攝像方向不同的左側(cè)乳房有關(guān)的多個(gè)X射線透過(guò)圖像的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 圖像存儲(chǔ)單元10上。成像處理單元ll如圖6所示，對(duì)于用X射束以 及一對(duì)壓迫板18、 19規(guī)定的大致正方形狀的可成像區(qū)域(簡(jiǎn)稱為攝像 區(qū)域)內(nèi)的等間隔的多個(gè)斷面，成像分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)斷面圖像。把由 多個(gè)斷面圖像組成的集合稱為體積圖像或者只稱為體積。多個(gè)斷面圖 像的數(shù)據(jù)，即體積圖像的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)單元10中。
區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12把攝像區(qū)域設(shè)定為多個(gè)，典型的是 對(duì)于厚度方向(Y軸方向)，設(shè)定用于分割成2個(gè)部分區(qū)域的區(qū)域分 割面。區(qū)域分割面可以操縱操作單元9來(lái)手動(dòng)地4壬意設(shè)定，而該初始 位置由區(qū)域分割面設(shè)定處理單元12自動(dòng)地設(shè)定。其初始的區(qū)域分割面 從3種中選擇。選擇操作在事前或者處理過(guò)程中進(jìn)行。
第1區(qū)域分割面如圖7所示，是夾著乳房的上下2塊壓迫板18、 19的中央面。具體地說(shuō)，把下側(cè)壓迫板18的上面和上側(cè)壓迫板19的 下面之間的距離(被壓迫的乳房的厚度)設(shè)置為T,壓迫板18、 19平 行，在從下側(cè)壓迫板18的上面到位于T/2的距離的面(中央面)上設(shè) 定第l區(qū)域分割面。因?yàn)橄聜?cè)壓迫板18被固定在C型臂17上，所以 如果上側(cè)壓迫板19的下面位置被確定，則可以設(shè)定中央面。上側(cè)壓迫 板19的下面位置可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器等的位置傳感器來(lái)檢測(cè)。而且通 過(guò)圖像處理可以確定上側(cè)壓迫板19的下面位置。上側(cè)壓迫板19的下 面位置因?yàn)槭潜粔浩鹊娜榉亢蜕蟼?cè)壓迫板19的邊界，所以如圖8所示， 可以通過(guò)從其附近的多個(gè)斷面中提取斷面圖像從軟組織像變化到壓迫 板19的均勻^^的斷面來(lái)確定。
這時(shí)，如圖12所示，如果在壓迫板18、 19的各個(gè)表面上把非常潛的細(xì)溝21形成為格子狀，則從已生成的統(tǒng)計(jì)圖像數(shù)據(jù)中，容易確定 壓迫板18、 19的表面位置。因?yàn)橹涝O(shè)置的溝21的圖形，所以通過(guò) 圖像匹配可以在2維圖像中算出該圖形包含什么程度的指標(biāo)。對(duì)于成 像圖像的各分層圖像，調(diào)查其指標(biāo)，指標(biāo)最高的分層是壓迫板19的表 面位置。如果在上下壓迫板18、 19上設(shè)置不同圖像的溝，則可以獨(dú)立 確定上下壓迫板表面。也可以不用溝21而在壓迫板18、 19上設(shè)置不 透過(guò)X射線的標(biāo)識(shí)器。
第2區(qū)域分割面如圖9所示，被設(shè)置在從夾著乳房的上下2塊壓 迫板18、 19的下側(cè)壓迫板18的上面開始只離開規(guī)定的距離D的位置 的面上。如上所述，因?yàn)檫x擇壓迫板18被固定在C型臂17上，所以 不管上側(cè)壓迫板19的下面的位置如何，都始終被設(shè)定在一定位置上。
下側(cè)或者上側(cè)壓迫板18、 19的位置如以下那樣確定。體積圖像 的各分層假設(shè)是和壓迫板18、 19大致平行。壓迫板的方向因?yàn)橛沙上?處理的條件確定，所以容易生成上述那樣的分層。
把體積圖像的分層層數(shù)設(shè)置為N，把最初的分層的位置設(shè)置為 zl，把最后的分層位置設(shè)置為z2，把下側(cè)或者上側(cè)的壓迫板18、 19 的表面設(shè)置為z3。 zl、 z2是作為成像時(shí)的條件指示的值。既有z3是 裝置設(shè)計(jì)上的常數(shù)的情況，如上所述，也有是用傳感器測(cè)量的測(cè)量值 的情況。此外，也有如上所述是根據(jù)圖像確定的值的情況。
區(qū)域分割面例如在被指定為從壓迫板18、 19的表面開始在z軸 正的方向上離開距離L的位置上的情況下，區(qū)域分割面的位置成為第 a=l+N (z3+L-zl) / (z2-zl)層的分層位置。 一般該值不是整數(shù)，表 示在不超過(guò)a的最大的整數(shù)和比a大的最小的整數(shù)間存在區(qū)域分割面。
如圖10、圖11所示，從根據(jù)斷面圖像利用閾值處理以及圖形匹 配處理可以高精度地提取的、通過(guò)乳頭且與壓迫板18、 19平行或者傾 斜的多個(gè)面中，選擇各面內(nèi)象素值的積分值最高的斷面，將該被選擇 的面設(shè)定為第3區(qū)域分割面。進(jìn)而，代替通過(guò)乳頭的面，也可以把通 過(guò)攝像區(qū)域內(nèi)的象素值的重心的面作為第3區(qū)域分割面設(shè)定。
進(jìn)而，有關(guān)乳頭提取處理的細(xì)節(jié)以后敘述。攝像區(qū)域由區(qū)域分割面分割成上側(cè)壓迫板19側(cè)的大致上半部分 區(qū)域(A)和下側(cè)壓迫板18側(cè)的大致下半部分區(qū)域(B)。投影處理 單元13從大致上半部分區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斷面圖像中，通過(guò)最大值投影處 理(MIP)，生成與大致上半部分區(qū)域?qū)?yīng)的投影圖像。此外，投影 處理單元13從大致下半部分區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斷面圖像中通過(guò)最大值投 影處理，生成與大致下半部分區(qū)域?qū)?yīng)的投影圖#>。 MIP處理如公知 的那樣，作為投影面在此設(shè)定與壓迫板18、 19平行的面，把與該投影 面垂直的軸(放射線)上的象素值的最大值作為該放射線和投影面的 交點(diǎn)象素的值。即，對(duì)于被壓迫的乳房的厚度方向?qū)γ總€(gè)部分區(qū)域獨(dú) 立實(shí)施投影處理。作為投影處理，并不限于MIP,也可以是積分放射 線上的象素值的處理。投影處理單元13在對(duì)左右乳房各自生成大致上 半部分區(qū)域的部分投影圖像和大致下半部分區(qū)域的部分投影圖像的同 時(shí)，對(duì)于左右乳房的各自生成全部投影區(qū)域的投影圖像。把左右乳房 各自的大致上半部分區(qū)域的部分投影圖像，和左右乳房各自的大致下 半部分區(qū)域的部分投影圖像，和左右乳房各自的全攝像區(qū)域的投影圖 像的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元10中。
斷面變換單元14根據(jù)攝像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斷面圖像，在和該斷面 正交的同時(shí)相對(duì)左右乳房的各自生成通過(guò)該斷面的中央的圖6所示的 縱斷面的斷面圖像。右乳房的縱斷面圖像和左乳房的縱斷面圖像的數(shù) 據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元10中。
畫面構(gòu)成單元15構(gòu)成顯示單元17的顯示畫面。如圖2所示，夾 著用虛線表示的畫面的中央線，把有關(guān)右乳房的大致上半部分的部分 投影圖像，和有關(guān)左乳房的大致下半部分的部分投影圖像配置成對(duì)稱。 在大致上半部分的部分投影圖像的下側(cè)上，把有關(guān)右乳房的大致下半 部分的部分投影圖像和有關(guān)左乳房的大致下半部分的部分投影圖像夾 著畫面中央線配置成對(duì)稱。在大致上半部分的部分投影圖像的外側(cè)上 把有關(guān)右乳房的全區(qū)域的投影圖像和有關(guān)左乳房的全區(qū)域的投影圖像 夾著畫面中央線對(duì)稱配置。進(jìn)而，有關(guān)左右乳房的全區(qū)域的投影圖像， 與操作單元9的適當(dāng)?shù)牟僮飨鄳?yīng)，可以切換到通過(guò)斷面變換處理單元14生成的與區(qū)域分割面有關(guān)的斷面圖像。在大致下半部分的部分投影 圖像的外側(cè)上，把有關(guān)右乳房的縱斷面圖像和有關(guān)左乳房的縱斷面圖 像夾著畫面中央線大致對(duì)稱配置。在各縱斷面圖像中，分別與區(qū)域分 割面對(duì)應(yīng)的線光標(biāo)彼此重合。線光標(biāo)的顯示位置與操作單元9的適當(dāng) 的操作相應(yīng)可以上下移動(dòng)。在線光標(biāo)移動(dòng)時(shí)，跟隨該移動(dòng)更新部分投 影圖像。
進(jìn)而，在圖27中，展示乳房構(gòu)造、與之對(duì)應(yīng)的攝像方法以及顯 示方法。在圖27中，"外側(cè)"、"內(nèi)側(cè)"是與乳房的構(gòu)造對(duì)應(yīng)的記號(hào)。根 據(jù)分割面把體積區(qū)域分割為2個(gè)，生成各自區(qū)域的圖像，而此時(shí)，把 生成分割面的表面?zhèn)葏^(qū)域的方法作為方法A，把生成分割面的背面?zhèn)?區(qū)域的方法作為方法B。與方法A、方法B對(duì)應(yīng)的各個(gè)記號(hào)可以用圖 27那樣的表來(lái)確定。
如上所述，在本實(shí)施方式中，制成分割了壓迫乳房的體積圖像(多 層斷面圖像)的圖像，顯示表面和背面的圖像。作為分割的區(qū)域分割 面的確定方法，使用把壓迫板的中央斷面作為區(qū)域分割面的方法，和 通過(guò)圖像處理提取脂肪層作為區(qū)域分割面的方法等。在通常的X射線 乳腺攝影法中因?yàn)槎鄠€(gè)乳腺重疊，所以有可能錯(cuò)誤地診斷為腫瘤，當(dāng) 在本發(fā)明中通過(guò)制成乳房分割圖像，可以提供沒(méi)有乳腺重疊的圖像， 診斷精度提高。
進(jìn)而，上迷的第3區(qū)域分割面是通過(guò)乳頭的面。以下說(shuō)明區(qū)域分 割面設(shè)定處理單元12的乳頭提取處理。
如圖13所示，把體積數(shù)據(jù)的3個(gè)軸設(shè)置為X， Y， Z。體積數(shù)據(jù) 假設(shè)在X， Y， Z方向上分別具有n、 m、 1[象素的大小。首先，從體 積數(shù)據(jù)中通過(guò)濾波處理除去散布的圖像干擾(斑點(diǎn)噪聲等)。以下， 被濾波后的體積數(shù)據(jù)通過(guò)閾值處理被2值化。閾值為了區(qū)別空氣區(qū)域， 和此外的以乳房以及乳頭為主的區(qū)域被設(shè)定在適宜的值。對(duì)于具有超 過(guò)閾值的值的體素(voxel)，即主要包含乳房以及乳頭的區(qū)域內(nèi)的體 素例如給出"l"，對(duì)于具有閾值以下的值的體素，即空氣區(qū)域內(nèi)的體素 例如給出"0"。在此，假設(shè)向量f是表示乳頭存在的概率高的方向的向量。計(jì)算 該向量f和給予了 "l，，的體素各自的內(nèi)積。從給予了 "l，，的多個(gè)體素中， 選擇內(nèi)積最大的體素。把選擇出的體素的中心坐標(biāo)值確定為乳頭位置。
作為其他的乳頭提取方法有半自動(dòng)方法。首先，在根據(jù)體積數(shù)據(jù)
生成的投影顯示、MIP顯示(最大值投影)等的2維圖像上操作者手 動(dòng)指定乳頭位置。在該指定階段中，只是確定了在2維畫面上的位置， 進(jìn)而，需要確定進(jìn)深方向(投影方向)的位置。
操作者沿著通過(guò)了在2維圖像上指定的點(diǎn)的投影直線(典型的是 與畫面正交的方向)檢索象素值，用以下的(a) 、 (b)之一的方法 確定乳頭位置。
(a) 從投影直線上的多個(gè)體素中選擇具有最大象素值的體素， 把該選擇出的體素的位置作為乳頭位置。
(b) 從投影直線上的多個(gè)體素中，提取具有超過(guò)規(guī)定閾值的象 素值的體素。把提取的體素連續(xù)的區(qū)域(體素序列)的中央位置設(shè)置 成乳頭位置。當(dāng)體素序列存在多個(gè)的情況下，選擇最長(zhǎng)的體素序列。 進(jìn)而，閾值例如可以根據(jù)MIP的顯示條件(灰電平和窗口寬度)來(lái)確 定。
進(jìn)而在其他的乳頭提取方法中，在從體積數(shù)據(jù)由MPR處理(斷 面變換處理multiplanar reconstruction processing )生成的任意斷面 上，操作者指定乳頭位置，把指定的位置作為乳頭位置。
進(jìn)而在其他的乳頭提取方法中，在由體積構(gòu)圖(Volume Rendering)顯示的圖像上，操作者指定乳頭位置。從該位置開始，如 以下那樣確定乳頭的3維坐標(biāo)。沿著在體積構(gòu)像中通過(guò)點(diǎn)擊的點(diǎn) 的投影直線，檢索在體積構(gòu)圖制作中使用的不透明度。如果該不透明 度大于等于第l閾值，則累計(jì)不透明度，把該累計(jì)值達(dá)到第2閾值的 點(diǎn)作為乳頭位置。
進(jìn)而其他的乳頭提取方法是對(duì)于MPR圖像顯示的各斷面實(shí)施圖 像處理，自動(dòng)地算出乳頭位置的圖像處理方法。在該圖像處理方法中 主要包含2種圖像處理方法。第l種方法是鋪上判別乳頭形狀的2維掩模，進(jìn)行圖形匹配(Pattern Matching Algorithm )的方法。第2圖 像處理方法如下。首先，從體積數(shù)據(jù)中，通過(guò)濾波處理除去散布的圖 像噪聲(斑點(diǎn)噪聲等)。以下，根據(jù)象素值2值化經(jīng)濾波處理的體積 數(shù)據(jù)。用于2值化的閾值如上所述和用于分離空氣區(qū)域和此外的乳房 等的區(qū)域用的閾值相同。對(duì)于被2值化的體積數(shù)據(jù)實(shí)施一般性的一次 微分、2次微分等的濾波處理，提取輪廓。整理被提取的輪廓線。
如圖14示例的那樣對(duì)輪廓線上的多點(diǎn)各自求切線的傾斜，算出 傾斜是零的位置，即典型的是使用與被檢體的身體軸大致平行的切線 B的接點(diǎn)位置算出乳頭位置?；蛘咭晕⒎种底畲蟮奈恢米鳛槿轭^位置。
進(jìn)而在其他的乳頭提取方法中，首先，對(duì)乳頭的體積數(shù)據(jù)適用高 頻除去濾波器處理，除去包含在體積數(shù)據(jù)中的空間性的高頻成分。通 過(guò)閾值處理把體積數(shù)據(jù)2值化為空氣區(qū)域和此外的包含乳房和乳頭的 區(qū)域。如果需要，則作為補(bǔ)缺處理，對(duì)包含空氣區(qū)域以外的乳房以及 乳頭的區(qū)域("l"區(qū)域)，在小距離的膨脹處理(dilation)后，進(jìn)行 同樣3巨離的收縮處理(erotion)。
只以距離nl對(duì)接收了補(bǔ)缺處理的體積數(shù)據(jù)A的"l"區(qū)域進(jìn)行收 縮處理，對(duì)于該結(jié)果只以距離n2進(jìn)行膨脹處理。此時(shí)，n2假設(shè)大于 等于nl。把接收了該處理的體積數(shù)據(jù)稱為B。該運(yùn)算有平滑化"l"區(qū) 域的表面的作用，其結(jié)果，體積數(shù)據(jù)B與除去了突起部分的體積數(shù)據(jù) A對(duì)應(yīng)。通過(guò)從具有突起部分的體積數(shù)據(jù)A中減去除去了突起部分的 體積數(shù)據(jù)B，生成殘留多個(gè)突起部分區(qū)域的體積數(shù)據(jù)C。體積數(shù)據(jù)C 內(nèi)的多個(gè)突起部分區(qū)域之一是乳頭區(qū)域。
對(duì)體積數(shù)據(jù)C內(nèi)的聯(lián)結(jié)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記(稱為connected component labeling )。求各個(gè)區(qū)域的體積和重心坐標(biāo)值。預(yù)先以對(duì)每 種攝像方法(壓迫乳房的標(biāo)準(zhǔn)的幾種方法)確定的選擇條件為基礎(chǔ)選 擇1個(gè)區(qū)域。例如，選擇體積在VI以上V2以下的區(qū)域中重心坐標(biāo)值 的向量f的內(nèi)積最大的區(qū)域。向量f是表示乳頭存在的概率高的方向 的向量。求選擇出的區(qū)域的重心，把它作為乳頭位置。
以下，在分割面設(shè)定處理單元12中，還具有根據(jù)乳腺區(qū)域的分布變化確定分割面的功能。參照?qǐng)D5，把分離2個(gè)乳腺區(qū)域的中央面 作為分割面。首先，說(shuō)明從體積數(shù)據(jù)中提取乳腺的方法。乳腺的區(qū)域 在X射線斷層圖像上，是比乳房的其他許多構(gòu)造更大的象素值。因而， 如果確定某一閾值，則可以通過(guò)2值化處理大致求得乳腺的區(qū)域。閾 值的確定方法以后敘述。在攝像區(qū)域內(nèi)設(shè)定與壓迫板18、 19大致水平 的多個(gè)分層面。換句話說(shuō)，在被壓迫的乳房厚度方向上以一定的間隔 設(shè)置分層面(XZ面)。求對(duì)各分層面的每面提取的乳腺區(qū)域的斷面 積。如果對(duì)每個(gè)分層位置求斷面積，則如圖15(a)所示，可以得到 表示與厚度方向有關(guān)的乳腺區(qū)域斷面積的變化的曲線圖。在該曲線圖 上，求具有比某一定面積(虛線)還大的區(qū)域的范圍(從T點(diǎn)到B點(diǎn) 的范圍)，把該范圍的中點(diǎn)Ml作為確定的分層位置。
作為其他方法，如圖15(b)所示，求從中點(diǎn)M1到下方斷面積 出現(xiàn)峰值的分層位置P1。同樣，從M1開始求上方的峰值，確定該分 層位置P2。 i殳置為P2。把P1和P2的中點(diǎn)作為M2。
把這樣求得的分層位置(Ml或者M(jìn)2)作為分割面，在本例子 中，也可以確定T、 Pl、 Ml、 P2、 B這多個(gè)分層，把它作為分割面制 成分割在多個(gè)區(qū)域上的投影像來(lái)顯示。
進(jìn)而，閾值可以從操作者設(shè)定的MIP和MPR等的圖像顯示的顯 示條件中求得。這種情況下，希望構(gòu)成為在MIP和MPR等的圖像中， (用例如紅色等)重疊顯示在已確定的閾值中提取的閾值，當(dāng)顯示條 件變更的情況下，根據(jù)該操作者操作，再次確定閾值，重新提取區(qū)域， 更新重疊圖像。此外，已知有最佳閾值、大津法和百分比拼貼法等確 定閾值的幾種自動(dòng)的方法，這些方法都可以使用。
下面說(shuō)明處理單元12中的閾值的另一確定方法，處理單元12首 先從體積數(shù)據(jù)中制成象素值的直方圖(參照?qǐng)D16)。根據(jù)直方圖判定 乳房以外的區(qū)域，把該區(qū)域作為a。根據(jù)直方圖把乳房?jī)?nèi)的區(qū)域設(shè)置 為p、 y。在此把圖16的黑色部分的值設(shè)置為<|),把白色部分的值設(shè)置 為V}/ ( (J) < \(/)。
區(qū)域a:相當(dāng)于乳房的脂肪層。區(qū)域P:不與乳房的主要構(gòu)造對(duì)應(yīng)。 區(qū)域y:相當(dāng)于乳房的乳腺區(qū)域等。
背景(空氣)區(qū)域的象素值比小還小，在圖16的直方圖中未展
示o
在區(qū)域ot以及區(qū)域P上和區(qū)域Y上設(shè)定不同的值，生成2值圖像， 提取乳腺構(gòu)造。
以下，確定閾值。乳房一般有3種乳腺構(gòu)造狀態(tài)。狀態(tài)依賴于年 齡、哺乳經(jīng)歷等。
狀態(tài)a:乳腺層全部被置換為脂肪層的乳房(參照?qǐng)D17 (a))
狀態(tài)b:不均勻高濃度乳房的狀態(tài)(參照?qǐng)D17 (b))
狀態(tài)c:乳腺密度高的乳房(參照?qǐng)D17 (c))
在此，表示乳房具有3個(gè)狀態(tài)。圖18示例乳腺層被全部置換為 脂肪層的乳房時(shí)的直方圖。在乳腺層全部被置換為脂肪層的乳房中， 乳腺構(gòu)造區(qū)域y從直方圖中容易分成乳腺區(qū)域和非乳腺區(qū)域這2個(gè)區(qū) 域。
如杲把象素值設(shè)置為X，把象素總數(shù)設(shè)置為Y，則在用近似曲線 f (X)表現(xiàn)直方圖時(shí)可以用圖19表現(xiàn)。
操作者指定區(qū)域a和P的邊界位置f以及區(qū)域|3和y的邊界位 置y。假設(shè)把Y = f (X)的微分值從負(fù)變?yōu)檎腦設(shè)置為XI (n是整 數(shù))。把X1作為中心，把體素寬度Ti的s。/。設(shè)置為區(qū)域p。進(jìn)而，有 s由操作者設(shè)定的情況，和使用模型的直方圖設(shè)定默認(rèn)值的情況。
在不均勻高濃度的乳房時(shí)的直方圖示例于圖20。如果把象素值設(shè) 置為X，把象素總數(shù)設(shè)置為Y,則在用近似曲線f (X)表現(xiàn)直方圖時(shí) 可以用圖21表示。但是，看不出顯著的變化。
因而，如果經(jīng)由傅立葉變換把圖像變換為頻率區(qū)域的信息，在頻 率空間上降低到低頻下，則邊緣被強(qiáng)調(diào)。在反傅立葉變換中返回實(shí)際 空間。在頻率處理后的直方圖中，如圖22所示，邊緣被強(qiáng)調(diào)。
如果把象素值設(shè)置為X，把象素總數(shù)設(shè)置為Y，用近似曲線f(X) 近似直方圖，則可以得到邊緣被強(qiáng)調(diào)的直方圖。在邊緣被強(qiáng)調(diào)的直方圖上，操作者手動(dòng)指定區(qū)域a和l3的邊界位置(j)、以及v!/。
在乳腺密度高的乳房中，如圖23示例的那樣，幾乎都是乳腺區(qū)
域。操作者指定區(qū)域a和Y的邊界位置小。
對(duì)于各乳房，也有預(yù)先用默認(rèn)值確定象素值的閾值，選擇乳房的 種類，設(shè)定直方圖的閣值的方法。操作者選擇被提示的圖像是乳腺層 全部被置換為脂肪層的乳房、不均勻高濃度的乳房、乳腺密度高的乳 房的哪個(gè)。預(yù)先確定與各個(gè)乳房圖像對(duì)應(yīng)的閾值，使用該閾值進(jìn)行閾 值處理。
此外，有自動(dòng)地確定乳腺層全部被置換為脂肪層的乳房、不均勻 高濃度的乳房、乳腺密度高的乳房的哪個(gè)的方法和選擇后的閾值的設(shè) 定方法。首先被提示的圖像把乳腺層全部被置換為脂肪層的乳房、不 均勻高濃度的乳房、乳腺密度高的乳房的哪個(gè)和預(yù)先模型化的直方圖 取相關(guān)，從相關(guān)值中選擇是哪類的乳房。
事前確定各個(gè)乳房圖像的閾值。把相對(duì)被選擇出的乳房的種類的 閾值作為默認(rèn)值(參考值)進(jìn)行閾值處理。
以下，i兌明從體積數(shù)據(jù)中設(shè)定分割面的方法。本方法如圖24所 示，從由超聲波掃描求得的乳房的體積數(shù)據(jù)中，半自動(dòng)地設(shè)定分割面。 首先，攝像者指定通過(guò)乳頭或者想分割顯示的斷面(可以是多個(gè))。 用超聲波3D掃描包含乳房的區(qū)域來(lái)收集體積數(shù)據(jù)。把設(shè)定的平面作 為分割面進(jìn)行圖像顯示。
此外，如以下所示，也可以根據(jù)體積數(shù)據(jù)設(shè)定分割面。是一種如 知道乳頭的位置和圖像的位置關(guān)系那樣使用可以定位的卡具，收集包 含乳房的區(qū)域的體積數(shù)據(jù)，機(jī)械地設(shè)定斷面的方法。如圖25所示，可 以使標(biāo)識(shí)器和乳頭的一方與另一方對(duì)齊。
收集圖像設(shè)定通過(guò)乳頭的分割面。例如，使用距離壓迫板18、 19 的距離設(shè)定分割面。把乳頭(標(biāo)識(shí)器)作為旋轉(zhuǎn)中心，使平面旋轉(zhuǎn)， 操作者設(shè)定分割面。
下面說(shuō)明從體積數(shù)據(jù)中提取乳腺構(gòu)造的另一方法。本方法是操作 者選擇跟蹤開始點(diǎn)，從該開始點(diǎn)使用一般的跟蹤方法提取乳腺構(gòu)造的方法。2維圖像顯示(投影，MIP， MPR)體積數(shù)據(jù)。如圖26所示， 操作者點(diǎn)擊乳管的位置。使用公知的血管跟蹤方法跟蹤乳管。
進(jìn)而，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式本身，在實(shí)施階段在不脫離 其主旨的范圍中可以變形構(gòu)成要素而具體化。此外，通過(guò)在上述實(shí)施 方式中公開的多個(gè)構(gòu)成要素的適宜組合，可以形成各種發(fā)明。例如， 可以從本實(shí)施方式展示的全部構(gòu)成要素中刪除幾個(gè)構(gòu)成要素。進(jìn)而， 也可以適宜組合不同的實(shí)施方式的構(gòu)成要素。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，用于生成乳房圖像，包括算出區(qū)域分割位置的部件；生成用上述區(qū)域分割位置分割的分割區(qū)域的圖像的部件；顯示上述已生成的圖像的部件，算出上述區(qū)域分割位置的部件以上述圖像為基礎(chǔ)，檢測(cè)上述乳房的乳頭的位置信息，根據(jù)上述被檢測(cè)出的乳頭的位置信息算出上述區(qū)域分割位置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種去掉乳腺的重疊，顯示容易掌握乳腺構(gòu)造的圖像的圖像顯示裝置、圖像顯示方法、存儲(chǔ)介質(zhì)以及程序。圖像顯示裝置包括存儲(chǔ)與包含被檢體的乳房的攝像區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元(10)、根據(jù)數(shù)據(jù)生成與根據(jù)壓迫板的位置信息分割的攝像區(qū)域內(nèi)的多個(gè)分割區(qū)域分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像的處理單元(13)；顯示已生成的圖像的顯示單元(16)。
文檔編號(hào)A61B6/00GK101612047SQ200910160229
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者大湯重治, 杉山敦子, 遠(yuǎn)藤登喜子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社