實(shí)施方式的椎骨分割裝置的診斷支援系統(tǒng)的概要的硬件結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，在該系統(tǒng)中， 第一實(shí)施方式的椎骨分割裝置1、Ξ維圖像攝影裝置2及圖像保管服務(wù)器3經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)4而W 可通信的狀態(tài)連接。
[0046] Ξ維圖像攝影裝置2是通過(guò)對(duì)被攝體的成為診斷的對(duì)象的部位進(jìn)行攝影而生成 表示該部位的Ξ維圖像的裝置，具體來(lái)說(shuō)，是CT裝置、MRI裝置及PET任ositron Emission Tomography:正電子發(fā)射斷層掃描）裝置等。由該Ξ維圖像攝影裝置2生成的Ξ維圖像被 發(fā)送并保管于圖像保管服務(wù)器3。另外，在本實(shí)施方式中設(shè)為，被攝體的診斷對(duì)象部位是椎 骨，Ξ維圖像攝影裝置2是CT裝置，Ξ維圖像是CT圖像。
[0047]圖像保管服務(wù)器3是保存并管理各種數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，具備大容量外部存儲(chǔ)裝置 及數(shù)據(jù)庫(kù)管理用軟件。圖像保管服務(wù)器3通過(guò)有線或無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)4而與其他裝置進(jìn)行通 信，對(duì)圖像數(shù)據(jù)等進(jìn)行發(fā)送接收。具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而獲取由Ξ維圖像攝影裝置2生成 的Ξ維圖像等圖像數(shù)據(jù)，并保存于大容量外部存儲(chǔ)裝置等記錄介質(zhì)中而進(jìn)行管理。另外， 圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式和經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)4的各裝置間的通信，基于DIC0M值igital Imaging and Communication in Medicine:醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信）等協(xié)議。另外，對(duì)Ξ維圖像賦予基于 DIC0M標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽。在標(biāo)簽中包括患者姓名、表示攝影裝置的信息、攝影日期和時(shí)間及攝影 部位等信息。
[004引椎骨分割裝置1是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中安裝有本發(fā)明的椎骨分割程序的裝置。計(jì)算機(jī) 既可W是進(jìn)行診斷的醫(yī)師直接操作的工作站或個(gè)人計(jì)算機(jī)，或者也可W是與它們經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) 而連接的服務(wù)器計(jì)算機(jī)。椎骨分割程序被記錄在DVDXD-R0M等記錄介質(zhì)中而被分發(fā)，從該 記錄介質(zhì)安裝到計(jì)算機(jī)?；蛘?，W能夠從外部訪問(wèn)的狀態(tài)存儲(chǔ)于連接于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器計(jì)算 機(jī)的存儲(chǔ)裝置或網(wǎng)絡(luò)膽存器中，根據(jù)要求而下載并安裝于醫(yī)師使用的計(jì)算機(jī)。
[0049] 圖2是表示通過(guò)在計(jì)算機(jī)中安裝椎骨分割程序而實(shí)現(xiàn)的椎骨分割裝置的概略結(jié) 構(gòu)的圖。如圖2所示，椎骨分割裝置1作為標(biāo)準(zhǔn)的工作站的結(jié)構(gòu)，具備CPU11、存儲(chǔ)器12及 膽存器13。另外，椎骨分割裝置1與顯示器14及鼠標(biāo)等輸入部15連接。
[0050] 在膽存器13中存儲(chǔ)有經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)4而從圖像保管服務(wù)器3獲取的Ξ維圖像、通過(guò)椎 骨分割裝置1的處理而生成的圖像及包括處理所需要的信息的各種信息。
[0051] 另外，在存儲(chǔ)器12中存儲(chǔ)有椎骨分割程序。椎骨分割程序作為使CPU11執(zhí)行的處 理而規(guī)定了如下處理：獲取Ξ維圖像攝影裝置2所獲取的包含成為診斷對(duì)象的多個(gè)椎骨的 被攝體的Ξ維圖像VI的圖像獲取處理；從Ξ維圖像VI中檢測(cè)脊髓中屯、線和脊椎中屯、線的 至少一方的中屯、線檢測(cè)處理；生成W脊髓中屯、線和脊椎中屯、線的至少一方為基準(zhǔn)的、用于 檢測(cè)椎間孔的至少一個(gè)截面圖像的截面圖像生成處理；根據(jù)至少一個(gè)截面圖像算出表示椎 間孔可能性的特征量的特征量計(jì)算處理；使用表示椎間孔可能性的特征量對(duì)椎間孔的位置 進(jìn)行檢測(cè)的椎間孔位置檢測(cè)處理；及使用所檢測(cè)出的椎間孔的位置對(duì)多個(gè)椎骨分別進(jìn)行確 定的椎骨特定處理。
[0052] 并且，CPU11按照程序執(zhí)行上述處理，由此計(jì)算機(jī)作為圖像獲取部21、中屯、線檢測(cè) 部22、截面圖像生成部23、特征量計(jì)算部24、椎間孔位置檢測(cè)部25及椎骨特定部26而發(fā)揮 作用。另外，椎骨分割裝置1也可W是具備分別進(jìn)行圖像獲取處理、中屯、線檢測(cè)處理、截面 圖像生成處理、特征量計(jì)算處理、椎間孔位置檢測(cè)處理及椎骨特定處理的多個(gè)CPU的裝置。
[0053] 圖像獲取部21從圖像保管服務(wù)器3獲取Ξ維圖像VI。在Ξ維圖像VI已經(jīng)存儲(chǔ)于 膽存器13的情況下，圖像獲取部21也可W從膽存器13獲取。另外，在本實(shí)施方式中，將Ξ 維圖像VI的體軸方向設(shè)定為Z軸，將Ξ維圖像VI中的從被攝體的背部朝向腹側(cè)的方向設(shè) 定為X軸，將左右方向設(shè)定為y軸。
[0054] 中屯、線檢測(cè)部22從Ξ維圖像VI中檢測(cè)出脊髓中屯、線和脊椎中屯、線的至少一方。 在本實(shí)施方式中設(shè)為檢測(cè)脊髓中屯、線。作為檢測(cè)脊髓中屯、線的方法，而使用例如記載于日 本特開(kāi)2011-142960號(hào)公報(bào)的方法。記載于日本特開(kāi)2011-142960號(hào)公報(bào)的方法是如下方 法：根據(jù)Ξ維圖像VI而生成多個(gè)與體軸正交的軸向截面的截面圖像，根據(jù)多個(gè)截面圖像對(duì) 脊髓的截面形狀進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)所檢測(cè)出的多個(gè)截面形狀的位置進(jìn)行插補(bǔ)，而如圖3所 示的那樣檢測(cè)出脊髓中屯、線30。另外，作為檢測(cè)脊髓中屯、線或者脊椎中屯、線的方法，不限定 于此，能夠使用例如在記載于日本特開(kāi)2009-207886號(hào)公報(bào)的方法等任意的方法。
[0055] 截面圖像生成部23生成W脊髓中屯、線和脊椎中屯、線的至少一方為基準(zhǔn)的、用于 檢測(cè)椎間孔的至少一個(gè)截面圖像。在本實(shí)施方式中，W脊髓中屯、線30為基準(zhǔn)，根據(jù)Ξ維圖 像VI并沿著脊髓中屯、線30每隔預(yù)先規(guī)定的間隔（例如3~7mm間隔，本實(shí)施方式中為5mm 間隔）而生成與脊髓中屯、線30正交的多個(gè)截面圖像Di (i = 1~n，η為截面圖像的數(shù)量）。 具體來(lái)說(shuō)，將Ξ維圖像VI的xyz坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為W脊髓中屯、線30為Ζ'軸的X' y' Ζ'坐 標(biāo)系，并生成與轉(zhuǎn)換后的X' y' Z'坐標(biāo)系中的Z'軸正交的多個(gè)截面圖像Di。圖4是示 意性地表示所生成的多個(gè)截面圖像的圖。如圖4所示，截面圖像生成部23生成的截面圖像 Di將存在于與Z'軸即脊髓中屯、線30正交并相互平行的多個(gè)平面即與脊髓中屯、線30正交 的截面上。圖5是表示截面圖像的例子的圖。如圖5所示，截面圖像還基于該截面的位置， 但表示用與脊髓中屯、線30正交的截面來(lái)切斷椎骨而得到的圖像。
[0056] 另外，通過(guò)沿著脊髓中屯、線30排列多個(gè)截面圖像Di而能夠生成Ξ維圖像。W下， 將Ξ維圖像攝影裝置2獲取的Ξ維圖像VI稱為第一Ξ維圖像VI，將通過(guò)沿著脊髓中屯、線 30排列多個(gè)截面圖像Di而生成的Ξ維圖像稱為第二Ξ維圖像V2。第二Ξ維圖像V2的坐 標(biāo)系為X' y' Z'坐標(biāo)系。
[0057] 特征量計(jì)算部24算出表示椎間孔可能性的特征量。首先，特征量計(jì)算部24在各 截面圖像Di上，設(shè)定W與脊髓中屯、線30的交點(diǎn)32為基準(zhǔn)的捜索范圍33。在本實(shí)施方式 中，如圖5所示，將沿通過(guò)交點(diǎn)32的X'軸方向延伸的線設(shè)定為中屯、線31。另外，中屯、線31 是線對(duì)稱地分割截面圖像Di的線。特征量計(jì)算部24在W中屯、線31為基準(zhǔn)的左側(cè)的區(qū)域 中，W在中屯、線31上具有一邊并包含脊椎的橫突起的方式設(shè)定矩形的捜索范圍33。另外， 捜索范圍33也可W設(shè)定在W中屯、線31為基準(zhǔn)的右側(cè)的區(qū)域。
[0058] 在此，特征量計(jì)算部24具有用于算出表示椎間孔可能性的特征量的辨別器。如圖 6所示，辨別器使用例如自適應(yīng)增強(qiáng)算法等方法通過(guò)進(jìn)行機(jī)械學(xué)習(xí)而獲取包含與脊髓中屯、 線30正交的截面上的椎間孔的多個(gè)采樣圖像。并且，在與截面圖像Di上的采樣圖像相同 尺寸的二維小塊區(qū)域中應(yīng)用辨別器，算出捜索范圍內(nèi)的辨別器的輸出的最大值作為表示椎 間孔可能性的特征量。另外，在捜索范圍內(nèi)，如圖5所示，在從通過(guò)交點(diǎn)32并與中屯、線31 正交的線右旋轉(zhuǎn)預(yù)先規(guī)定的角度范圍內(nèi)，進(jìn)行捜索范圍內(nèi)的特征量的計(jì)算。另外，作為預(yù)先 規(guī)定的角度范圍能夠使用20度~45度，優(yōu)選的是30度的范圍。
[0059] 另外，如圖7所示，也可W設(shè)計(jì)為在第二Ξ維圖像V2上設(shè)定W與各截面圖像Di上 的脊髓中屯、線30的交點(diǎn)32為中屯、的平面38,并使該平面38在Wx' y'平面為基準(zhǔn)而預(yù) 先規(guī)定的角度范圍內(nèi)Ξ維地傾斜，使用傾斜后的平面上的第二Ξ維圖像V2的像素值進(jìn)行 特征量的計(jì)算。由此，即使在截面圖像Di上不存在椎間孔的中屯、位置的情況下，也能夠擴(kuò) 大椎間孔的捜索范圍，因此能夠更可靠地算出表示椎間孔可能性的特征量。另外，優(yōu)選的是 作為角度范圍而設(shè)為例如±20度左右的值。
[0060] 椎間孔位置檢測(cè)部25基于特征量計(jì)算部24所算出的特征量而對(duì)椎間孔的位置 進(jìn)行檢測(cè)。圖8是用于對(duì)椎間孔的位置檢測(cè)進(jìn)行說(shuō)明的圖。另外，在圖8中示意性地表示 X' y' z'坐標(biāo)系中的脊椎的一部分。另外，在圖8中表示四個(gè)椎骨40A~40D及與脊髓 中屯、線30垂直的四個(gè)截面41A~41D。由于截面41A通過(guò)椎間孔的大致中屯、，因此在截面 41A的截面圖像中算出的特征量是比較大的值。由于截面41B不通過(guò)椎間孔，因此在截面 41B的截面圖像中算出的特征量是比較小的值。由于截面41C只稍稍通過(guò)椎間孔，因此在截 面41C的截面圖像中算出的特征量是比較小的值。由于截面41D通過(guò)椎間孔的大致中屯、， 因此在截面41D的截面圖像中算出的特征量是比較大的值。因此，若沿著脊髓中屯、線30的 方向?qū)μ卣髁康闹颠M(jìn)行繪制并順楊地連接繪圖，則如圖9所示，成為特征量在椎間孔的位 置取極大值，在椎間孔之間的位置取極小值的沿著Z'軸周期