胸部X线图像的灰度变换方法、灰度变换程序、灰度变换装置、服务器装置以及变换方法制造方法及图纸

一种胸部X线图像的灰度变换方法，将作为读片对象的胸部X线图像的对象胸部X线图像的灰度进行变换的图像灰度变换装置的计算机：取得对象胸部X线图像(S50)，使用预先机器学习过的模型，在对象胸部X线图像中检测包括线结构的结构物，所述线结构由投影并描画出X线透射率互不相同的多个解剖结构的与周围亮度不同的第1线状区域、或者投影并描画出包括气管或支气管的壁或叶间裂的解剖结构的第2线状区域所形成(S100)，提取与结构物的邻近区域对应的像素集合，使用像素集合的直方图生成进行直方图平滑化的对比度变换式(S500)，使用对比度变换式，进行对象胸部X线图像整体的各像素值的亮度变换(S700)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胸部X线图像的灰度变换方法、灰度变换程序、灰度变换装置、服务器装置以及变换方法
本公开涉及医用图像的处理技术，更详细而言是涉及胸部X线(X射线)图像的灰度变换技术。
技术介绍
在医用图像中，胸部X线图像因拍摄设备价格低以及拍摄成本低，普及率也高，已成为诊断胸部疾病时的首选方法。然而，在胸部X线图像中，是沿进深方向重叠地描画出多个解剖结构(解剖学结构)。因此，被指出了如下问题点：因为读片(射线图判读)难，所以导致将病变看漏，导致轻易地实施计算机断层摄影等。另外，胸部X线图像通常在X线拍摄装置中被取得为高灰度(例如10～14位)的数字图像。另一方面，在将拍摄到的胸部X线图像显示于监视器时，胸部X线图像被灰度压缩为较低灰度(例如8～12位)来显示。灰度压缩也一并进行γ补正等对比度变换处理，并以尽可能地保存图像中的重要的灰度的方式进行。为了尽量使读片变得容易一些，重要的是以不使胸部X线图像的对于诊断而言重要的区域的信息减少的方式进行灰度压缩。以往，作为能够在保持胸部X线图像的信息量的同时将所希望的区域以所希望的对比度和浓度进行显示的灰度变换技术，提出了专利文献1。在专利文献1所记载的技术中，根据胸部X线图像的像素值直方图，例如推定肺野和纵膈这样的大致的区域的像素值范围，并基于推定结果，决定γ曲线的控制点。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/174206号非专利文献非专利文献1：O.Ronneberger,P.Fischer,andT.Brox,U-Net:ConvolutionalNetworksforBiomedicalImageSegmentation,MedicalImageComputingandComputer-AssistedIntervention(MICCAI),Springer,LNCS,Vol.9351:234-241,2015.非专利文献2：J.Long,E.Shelhamer,T.Darrell,FullyConvolutionalNetworksforSemanticSegmentation,InCVPR,2015.
技术实现思路
在上述专利文献1所记载的技术中，例如能够应用分别适于肺野和纵膈的γ曲线。然而，在上述现有技术中，不能保证使胸部X线图像的对于诊断而言重要的区域的对比度提高，因此需要进一步的改善。本公开的一个技术方案是一种胸部X线图像的灰度变换方法，将作为读片对象的胸部X线图像的对象胸部X线图像的灰度进行变换的图像灰度变换装置的计算机：取得所述对象胸部X线图像；使用预先机器学习过的模型，在所述对象胸部X线图像中检测包括线结构的结构物，所述线结构由投影并描画出X线透射率互不相同的多个解剖结构的与周围亮度不同的第1线状区域、或者投影并描画出包括气管或支气管的壁或叶间裂的解剖结构的第2线状区域所形成；提取与所述结构物的邻近区域对应的像素集合；使用所述像素集合的直方图生成进行直方图平滑化的对比度变换式；使用所述对比度变换式，进行所述对象胸部X线图像整体的各像素值的亮度变换。此外，该总括性的或者具体的技术方案既可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的记录介质来实现，也可以通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序以及计算机可读取的记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质例如包括CD-ROM(CompactDiscReadOnlyMemory)等非易失性的记录介质。根据本公开，能够实现进一步的改善。从说明书及附图可知晓本公开的一个技术方案中的进一步的优点及效果。上述优点和/或效果分别由若干个实施方式和说明书及附图所记载的特征提供，但无需为了获得一个或一个以上相同的特征而提供所有的实施方式和特征。附图说明图1是第1实施方式中的图像灰度变换装置的框图。图2是第1实施方式中的医疗机构内的网络结构的框图。图3是第1实施方式中的流程图。图4A是表示包含降主动脉的阴影的胸部X线图像的图。图4B是表示降主动脉的阴影的掩模图像(蒙片)的图。图4C是表示将掩模图像重叠在胸部X线图像上的图像的图。图5A是表示包含右背侧横膈膜的阴影的胸部X线图像的图。图5B是表示右背侧横膈膜的阴影的掩模图像的图。图5C是表示将掩模图像重叠在胸部X线图像上的图像的图。图6A是表示包含第一胸椎的胸部X线图像的图。图6B是表示第一胸椎的掩模图像的图。图6C是表示将掩模图像重叠在胸部X线图像上的图像的图。图7是概略地表示U-Net的架构的图。图8A是概略地表示线结构的一例的图。图8B是概略地表示图8A的线结构的邻近区域的一例的图。图9A是概略地表示区域结构的一例的图。图9B是概略地表示图9A的区域结构的邻近区域的一例的图。图10是概略地表示灰度变换LUT(查找表)的一例的图。图11A是概略地表示图8A的线结构的邻近区域的不同的例子的图。图11B是概略地表示图9A的区域结构的邻近区域的不同的例子的图。图12是表示第2实施方式中的图像灰度变换装置的构成的框图。图13是表示第2实施方式中的结构物检测处理的流程图。图14是概略地表示分辨率信息的图。图15是概略地表示图13的步骤S103～步骤S106的处理的图。图16是表示第3实施方式中的图像灰度变换装置的构成的框图。图17是第3实施方式中的流程图。图18是第4实施方式中的医疗机构内的网络结构的框图。图19是对使轮廓线MLpr膨胀(扩展)预定像素数的理由进行说明的图。具体实施方式(成为本公开的基础的见解)根据上述专利文献1所记载的技术，例如能够应用分别适于肺野和纵膈的γ曲线。对此，本专利技术人发现在胸部X线图像中，与肺野或者纵膈相比在图像中所占的面积较小并且浓淡差小的区域有时对于诊断很重要。然而，在上述专利文献1所记载的技术中，不能保证这种区域的对比度提高。于是，本专利技术人想到了以下的各技术方案，它们能够使胸部X线图像的对于诊断而言重要的、在胸部X线图像中所占的面积小并且浓淡差小的区域(例如后述的线结构)的对比度提高。本公开的第1技术方案是一种胸部X线图像的灰度变换方法，将作为读片对象的胸部X线图像的对象胸部X线图像的灰度进行变换的图像灰度变换装置的计算机：取得所述对象胸部X线图像；使用预先机器学习过的模型，在所述对象胸部X线图像中检测包括线结构的结构物，所述线结构由投影并描画出X线透射率互不相同的多个解剖结构的与周围亮度不同的第1线状区域、或者投影并描画出包括气管或支气管的壁或叶间裂的解剖结构的第2线状区域所形成；提取与所述结构物的邻近区域对应的像素集合；使用所述像素集合的直方图生成进行直方图平滑化的对比度变换式；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胸部X线图像的灰度变换方法，将作为读片对象的胸部X线图像的对象胸部X线图像的灰度进行变换的图像灰度变换装置的计算机：/n取得所述对象胸部X线图像；/n使用预先机器学习过的模型，在所述对象胸部X线图像中检测包括线结构的结构物，所述线结构由投影并描画出X线透射率互不相同的多个解剖结构的与周围亮度不同的第1线状区域、或者投影并描画出包括气管或支气管的壁或叶间裂的解剖结构的第2线状区域所形成；/n提取与所述结构物的邻近区域对应的像素集合；/n使用所述像素集合的直方图生成进行直方图平滑化的对比度变换式；/n使用所述对比度变换式，进行所述对象胸部X线图像整体的各像素值的亮度变换。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180516 JP 2018-0947371.一种胸部X线图像的灰度变换方法，将作为读片对象的胸部X线图像的对象胸部X线图像的灰度进行变换的图像灰度变换装置的计算机：
取得所述对象胸部X线图像；
使用预先机器学习过的模型，在所述对象胸部X线图像中检测包括线结构的结构物，所述线结构由投影并描画出X线透射率互不相同的多个解剖结构的与周围亮度不同的第1线状区域、或者投影并描画出包括气管或支气管的壁或叶间裂的解剖结构的第2线状区域所形成；
提取与所述结构物的邻近区域对应的像素集合；
使用所述像素集合的直方图生成进行直方图平滑化的对比度变换式；
使用所述对比度变换式，进行所述对象胸部X线图像整体的各像素值的亮度变换。


2.根据权利要求1所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
所述预先机器学习过的模型是使用以像素为单位进行预测的神经网络以在学习用胸部X线图像中检测出所述结构物的方式进行了学习的模型，所述学习用胸部X线图像是正常状态的胸部X线图像。


3.根据权利要求2所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述检测中，
将所述对象胸部X线图像变换为比所述对象胸部X线图像的分辨率低的第1分辨率从而制作第1X线图像，
将所述对象胸部X线图像变换为比所述第1分辨率高且在所述对象胸部X线图像的分辨率以下的第2分辨率从而制作第2X线图像，
从所述第1X线图像检测第1尺寸的所述结构物，
基于所述第1尺寸的所述结构物的检测结果，在所述第2X线图像中设定比所述第2X线图像小的搜索区域，
从所述搜索区域，检测比所述第1尺寸小的第2尺寸的所述结构物。


4.根据权利要求3所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述第1尺寸的所述结构物的检测中，从所述第1X线图像检测解剖结构作为所述第1尺寸的所述结构物，
在所述第2尺寸的所述结构物的检测中，从所述第2X线图像的所述搜索区域检测所述线结构作为所述第2尺寸的所述结构物。


5.根据权利要求3或4所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述搜索区域的设定中，使用从预先保存有所述第1尺寸的所述结构物与所述第2尺寸的所述结构物的相对位置关系的位置存储器读出的所述相对位置关系，设定所述搜索区域。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述提取中，将使所述结构物的轮廓线向外侧和内侧膨胀预定像素数后的区域作为所述结构物的邻近区域。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述提取中，将使所述结构物向外侧膨胀预定像素数后的区域作为所述结构物的邻近区域。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
在所述提取中，使用所述检测出的所有所述结构物。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
进一步，用户选择所述检测出的所述结构物中的一部分结构物，
在所述提取中，仅使用由所述用户选择出的所述一部分结构物。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的胸部X线图像的灰度变换方法，
还将进行了所述亮度变换后的所述对象胸部X线图像显示于显示器，
在所述亮度变换中，使用所述对比度变换式、和向比所述对象...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤坚司，小泽顺，木村浩彦，伊藤春海，藤本真一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP