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技術 診断装置並びに当該診断装置における画像処理方法及びそのプログラム

出願人 カシオ計算機株式会社
発明者 北條芳治
出願日 2014年12月17日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2014-254665
公開日 2016年6月23日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-112270
状態 特許登録済
技術分野 診断用測定記録装置 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定
主要キーワード 解析線 非対称度 面プロット モスコ 色素分布 テーブル索引 部分選択 診断サーバ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年6月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

病変色素人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化する事実を捉え、病変の深さ方向の進行を把握することができるようにする。

解決手段

皮膚の表面から撮影した患部撮影画像を用いて病変を診断するための診断装置100であって、撮影画像を処理する処理部101を備え、処理部101が、撮影画像に表された病変の色を皮膚の各層に応じて病変の深さを判定する。処理部101は、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関する項目を少なくとも含む対応表を有し、撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、撮影画像から判読された色素の色を皮膚の各層に応じて対応表により病変の深さを判定する。

概要

背景

皮膚病変診断として視診は必ず行われ、多くの情報を得ることが出来る。しかしながら、肉眼ルーペだけでは、ホクロとしみの判別さえ難しく、良性腫瘍悪性腫瘍鑑別も難しい。そこで、ダーモスコープ付きカメラを用いて病変撮影するダーモスコピー診断が行われている。

ダーモスコープとは、LED照明ハロゲンランプ等で病変部を明るく照らし、エコージェル偏光フィルタなどにより反射光の無い状態にし、10倍程度に拡大して観察する非侵襲性診察器具である。この器具を用いた観察法をダーモスコピーと呼んでいる。ダーモスコピー診断については、インターネットURL(http://www.twmu.ac.jp/DNH/department/dermatology/dermoscopy.html)<平成26年9月1日閲覧>に詳細に記載されている。ダーモスコピー診断によれば、角質による乱反射がなくなることにより、表皮内から真皮浅層までの色素分布が良く見えてくる。

例えば、特許文献1に、上記したダーモスコープで撮影された皮膚画像に対して、色味テクスチャ非対称度円度等の値を用いて診断を行う色素沈着部分の遠隔診断システムの技術が開示されている。それは、ダーモスコープを付けたカメラ付き携帯電話を用い、ダーモスコープを通して、メラノーマ心配がある良性色素性母斑などがある皮膚を撮影する。そして、携帯電話ネットワーク接続機能を用いてインターネットに接続し、撮影した皮膚画像を遠隔診断装置に送信して診断を依頼するものである。皮膚画像を受信した遠隔診断装置は、メラノーマ診断プログラムを用い、皮膚画像から、それがメラノーマであるか否か、あるいはメラノーマであった場合にどの病期のメラノーマであるかを診断し、その結果を医師返信する。

概要

病変の色素人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化する事実を捉え、病変の深さ方向の進行を把握することができるようにする。皮膚の表面から撮影した患部撮影画像を用いて病変を診断するための診断装置100であって、撮影画像を処理する処理部101を備え、処理部101が、撮影画像に表された病変の色を皮膚の各層に応じて病変の深さを判定する。処理部101は、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関する項目を少なくとも含む対応表を有し、撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、撮影画像から判読された色素の色を皮膚の各層に応じて対応表により病変の深さを判定する。

目的

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、病変の色素と人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化する事実を捉え、病変の深さ方向の進行を把握することができるようにした、診断装置並びに当該診断装置における画像処理方法及びそのプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

皮膚の表面から撮影した患部撮影画像を用いて病変診断するための診断装置であって、前記撮影画像を処理する処理部を備え、前記処理部が、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定する診断装置。

請求項2

前記処理部が、前記皮膚の各層として、角質層表皮層上部、表皮層下部及び真皮層を少なくとも判定の対象とすることを特徴とする請求項1に記載の診断装置。

請求項3

前記処理部が、前記皮膚の各層、前記病変に含まれる色素の色、及び前記深さに関する項目を少なくとも含む対応表を有し、前記撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、前記撮影画像から判読された前記色素の色を前記皮膚の各層に応じて前記対応表により前記病変の深さを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の診断装置。

請求項4

前記処理部が、判定された前記病変の深さを断面図として表示させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の診断装置。

請求項5

前記処理部が、前記色素としてメラニン色素を用い、前記メラニン色素を、前記撮影画像において、前記角質層では黒色、前記表皮層上部では色、前記表皮層下部では灰色、及び前記真皮層では青色として判読させることを特徴とする請求項3又は4に記載の診断装置。

請求項6

皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理方法であって、前記撮影画像を処理するステップを備え、前記処理ステップにおいて、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定する画像処理方法。

請求項7

皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理プログラムであって、コンピュータに、前記撮影画像を処理する処理機能を実行させ、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定させることを特徴とするプログラム。

技術分野

0001

本発明は、診断装置並びに当該診断装置における画像処理方法及びそのプログラムに関する。

背景技術

0002

皮膚病変診断として視診は必ず行われ、多くの情報を得ることが出来る。しかしながら、肉眼ルーペだけでは、ホクロとしみの判別さえ難しく、良性腫瘍悪性腫瘍鑑別も難しい。そこで、ダーモスコープ付きカメラを用いて病変撮影するダーモスコピー診断が行われている。

0003

ダーモスコープとは、LED照明ハロゲンランプ等で病変部を明るく照らし、エコージェル偏光フィルタなどにより反射光の無い状態にし、10倍程度に拡大して観察する非侵襲性診察器具である。この器具を用いた観察法をダーモスコピーと呼んでいる。ダーモスコピー診断については、インターネットURL(http://www.twmu.ac.jp/DNH/department/dermatology/dermoscopy.html)<平成26年9月1日閲覧>に詳細に記載されている。ダーモスコピー診断によれば、角質による乱反射がなくなることにより、表皮内から真皮浅層までの色素分布が良く見えてくる。

0004

例えば、特許文献1に、上記したダーモスコープで撮影された皮膚画像に対して、色味テクスチャ非対称度円度等の値を用いて診断を行う色素沈着部分の遠隔診断システムの技術が開示されている。それは、ダーモスコープを付けたカメラ付き携帯電話を用い、ダーモスコープを通して、メラノーマ心配がある良性色素性母斑などがある皮膚を撮影する。そして、携帯電話ネットワーク接続機能を用いてインターネットに接続し、撮影した皮膚画像を遠隔診断装置に送信して診断を依頼するものである。皮膚画像を受信した遠隔診断装置は、メラノーマ診断プログラムを用い、皮膚画像から、それがメラノーマであるか否か、あるいはメラノーマであった場合にどの病期のメラノーマであるかを診断し、その結果を医師返信する。

先行技術

0005

特開2005−192944号

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、皮膚病変は、表皮内、および真皮の浅い部分に発生し、メラノーマや基底細胞癌等の病変の色素人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化することが知られている。現状、ダーモスコープ画像による診断が普及しつつあるが、病変部分の平面画像の色味の変化から深さ方向の進行の度合いを推測することにより診断を行っている。この深さ方向の進行の度合いを推測するためには診断医にダーモスコピー診療スキルが必要とされるため、ダーモスコピー診療が広く普及しない原因にもなっている。

0007

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、病変の色素と人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化する事実を捉え、病変の深さ方向の進行を把握することができるようにした、診断装置並びに当該診断装置における画像処理方法及びその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

0008

上記した課題を解決するために、本発明は、皮膚の表面から撮影した患部撮影画像を用いて病変を診断するための診断装置であって、前記撮影画像を処理する処理部を備え、前記処理部が、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定することを特徴とする。

0009

また、本発明は、皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理方法であって、前記撮影画像を処理するステップを備え、前記処理ステップにおいて、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定することを特徴とする。

0010

更に、本発明は、皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理のプログラムであって、コンピュータに、前記撮影画像を処理する処理機能を実行させ、前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定することを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によれば、病変の色素と人体の皮膚の各層との関係でダーモスコープ画像の色味が変化する事実を捉え、病変の深さ方向の進行を把握することができるようにした、診断装置並びに当該診断装置における画像処理方法及びそのプログラムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施の形態に係る診断装置の構成を示すブロック図である。
図1対応表データ構造の一例を示す図である。
本発明の実施の形態に係る診断装置の処理動作を示すフローチャートである。
平面画像に対する解析対象線、および断面の各層の深さを模式的に示した図である。
本発明の実施の形態に係る診断装置により可視化される断面表示の一例を示す図である。
本発明の実施の形態に係る診断装置をシステム化した場合のネットワーク構成を示す図である。

実施例

0013

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と称する)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

0014

(実施形態の構成)
図1は、本実施形態に係る診断装置100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る診断装置100は、皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する機能を有し、ダーモスコープ付き撮影装置110が接続されている。ダーモスコープ付き撮影装置110は、診断装置100(処理部101)からの指示により撮影を行ない、撮影画像(ダーモスコピー画像)を画像記憶部102に格納するとともに表示装置120上に表示する。また、撮影画像は、処理部101により強調処理が施されて画像記憶部102に保存されると共に表示装置120上に表示される。入力装置130は、ダーモスコープ画像の撮影開始指示、後述するダーモスープ画像中の部分選択操作等を行う。

0015

なお、表示装置120、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)モニタにより構成され、入力装置130は、マウス等により構成されている。

0016

処理部101は、撮影画像に表された病変の色を皮膚の各層に応じて病変の深さを判定する手段として機能する。このとき、処理部101は、皮膚の各層として、角質層表皮層上部、表皮層下部及び真皮層を少なくとも解析の対象とする。処理部101は、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関する項目を少なくとも含む対応表103を有する。処理部101は、撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、撮影画像から判読された色素の色を皮膚の各層に応じて対応表103により病変の深さを判定する。

0017

対応表103のデータ構造の一例が図2に示されている。対応表103は、例えば、メラニン色素が角質から真皮まで存在した場合のメラニン色素のダーモスコピーでの皮膚表面からダーモスコピーで撮影したときのメラニン色素の見え方をデータとして表したものである。このため、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関するデータデータ項目として含む。

0018

ここでは、皮膚断面を、角質、皮膚上部、皮膚下部、真皮の4つの部分に分け、それぞれの部分の色が異なって見える(黒色色、灰色、青色)ため、その色により実際の深さを特定するために、対応するデータ0,100〜200[μm],200〜500[μm],500〜1000[μm]が書き込まれている。処理部101は、実際の深さを、対応表103の断面の表示方法にある倍率(0段、A段、B段、C段)を乗算することで、断面構造の可視化を可能にする。一般的に深さ1mm(1000μ)まで悪性の病変が到達すると、血管やリンパ癌細胞入り込み、人体の内部臓器転移するといわれている。

0019

可視化にあたり、処理部101は、判定された病変部分の深さを断面図として表示装置120に表示させる。このとき、処理部101は、色素としてメラニン色素を用い、メラニン色素は、撮影画像において、角質層では黒色、表皮層上部では茶色、表皮層下部では灰色、及び真皮層では青色として判読する。

0020

(実施形態の動作)
以下、図1図2に示す本実施形態に係る診断装置100の動作について、図3以降を参照しながら詳細に説明する。

0021

図3に、本実施形態に係る診断装置100の処理動作の流れが示されている。図3によれば、処理部101は、まず、ダーモスコープ付き撮影装置110で撮影された患部(例えば、皮膚病変部分)の撮影画像を取得する(ステップS101)。そして、取得した撮影画像を画像記憶部102の所定の領域に格納するとともに、表示装置120に表示する(ステップS102)。

0022

次に、表示装置120に表示された撮影画像(平面画像)の病変部分を確認した診断医が、入力装置130を操作することにより病層の断面画像を表示したい部分に断面指示カット直線(解析対象線)を入力する。図4(a)に、断面指示カット直線の一例が示されている。こここでは、断面A−Aラインと、断面B−Bラインを断面指示カット直線として描画する。断面指示カット直線入力を検知した処理部101は、その直線部分の色味の変化から深さを認識して、図4(b)に示すように、断面A−A、断面B−Bの病層の断面構造を実現する。ここでは、真皮までの深さが1[mm]の例を示している。

0023

なお、ここでは、断面指示カット直線を診断医が入力することとしたが、例えば、表示装置120の任意の画面領域に割り当てられたボタン(図示省略)を操作する等、診断医による断面画像表示のトリガにより、処理部101が病変部分を含む平面画像に自動的に断面指示カット直線を描画してもよい。この場合の断面指示カット直線の本数は任意である。

0024

続いて、断面指示カット直線入力を検知した処理部101は(ステップS103)、断面指示カット直線を均等にn分割(nは分解能)して各プロット点を設定する。例えば、10分割してそのプロット点の色を判定する(ステップS104)。そして、そのプロット点の色が、例えば、黒色(角質)、茶色(表皮上部)、灰色(表皮下部)、青色(真皮)の4色のいずれかに属していれば(ステップS105“YES”)、処理部101は、そのプロット点の画像(例えば、病変に含まれるメラニン色素の深さによる色の変化)を解析して、その病変が角質層にあるか表皮にあるか、あるいは真皮にあるかを判定する。

0025

すなわち、処理部101は、判定された色毎に、対応表103を参照することによりその色に相当する深さ情報(0〜100[μm])を得、更に、その深さ情報にしたがい、断面の表示方法として規定される0〜C段に分類し、断面プロットを行う(ステップS106)。なお、プロット点が深さを特定する4色に該当しない場合(ステップS105“NO”)、その部分の断面プロットは行わず、その前後のプロット点をつなぐ処理を実行する(ステップS107)。

0026

処理部101は、ステップS105〜S107による断面プロット処理を、断面指示カット直線上に配したプロットの数だけ繰り返し実行し、全てのポイントの断面プロットが終了した時点で(ステップS108“YES”)、色の変化部分をスムーズな曲線でつなぐスムージング処理を経て病変部分の断面図を作成し(ステップS109)、表示装置に表示して診断医者の診断に委ねる。

0027

図5(a)(b)に、本実施形態に係る診断装置100によって作成される断面表示した病変画像の一例が示されている。図5(a)は実際の病変画像の断面図であり、図5(b)は、断面表示した病変画像を矢印の方向から平面的に見た場合の色の違いを際立てるために色のグラデーションを示すスケール疑似的に付して示した図である。向かって左端が黒色で、茶色、灰色を経、最左端が青色を示す。

0028

ダーモスコープ付撮影装置110で撮影したメラニン色素を含む病変画像は、その構造の色味により皮膚のどの層に病変があるかを判断することができる。病変は、組織の中で存在する位置によって色味が異なって見える。したがって、本実施形態に係る診断装置100が、皮膚上面から撮影した平面画像を解析してその病理組織を断面図で描画し、診断医がその画像を観察することで、その病変部分の色味から、どの表皮、真皮に病変があるかを推測することができる。したがって、診断医の診断を容易化し、診断精度の向上がはかれる。

0029

なお、本実施形態に係る診断装置100は、スタンドアロン構成により実現されることを前提に説明したが、診断サイトとしてサーバを用いたネットワーク形態で実現してもよい。図6にその場合の診断システムシステム構成の一例が示されている。

0030

図6によれば、診断サイトが管理運営する診断サーバ200と、診断サーバ200とは、例えば、IP網(Internet Protocol)等のネットワーク400経由で接続される、利用者サイド病院)のPC端末300とにより、システムが構築される。診断サイトは、ダーモスコピー画像診断ネットワークサービス画像解析サービスのために、病変部分の断面構造を規定するためのUI(ユーザーインターフェース)を提供する。PC端末300は、そのUIを使用して、断面指示でカット直線をある分解能(10ポイントから20ポイント等)したがいプロット点を作成する。

0031

診断サーバ200はこれをうけてそのプロット点の画像を解析し、その病変が角質層にあるか、表皮にあるか真皮にあるかを判断して断面図を作成し、診断要求があったPC端末300にネットワーク400経由で送信する診断サービスを実行する。この場合、利用者サイドは、病変部分の断面画像を少ない資源で自動的に得ることができる。

0032

なお、この場合も上記したスタンドアロン構成の診断装置100と同様、診断サーバ200は、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関する項目を少なくともデータ項目として含む対応表103をテーブルとして有し、撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、撮影画像から判読された色素の色を皮膚の各層に応じてテーブル索引により病変の深さを判定して病変部分の断面図を作成する。そして、要求のあったPC端末300にネットワーク400経由で送信し、利用者サイドの診断医の診断に委ねる。

0033

(実施形態の効果)
以上説明のように本実施形態に係る診断装置100によれば、処理部101が、撮影画像に表された病変の色を皮膚の各層に応じて病変の深さを判定して診断医に提供することで、診断医は、病変の深さ方向の進行を容易に把握することができる。このとき、処理部101は、皮膚の各層、病変に含まれる色素の色、及び深さに関する項目を少なくとも含む対応表を有し、撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、撮影画像から判読された色素の色を皮膚の各層に応じて対応表により病変の深さを判定する。したがって、医師の診断を容易にするとともに診断精度の向上をはかることができる。

0034

具体的に本実施形態に係る診断装置100は、メラノーマや基底細胞癌等が持つ病変部分の色素と、それが人体の皮膚の層(角質、表皮、真皮)の各層における色味(ダーモスコープ画像)によりその深さを規定し、診断医が、ダーモスコープ画像の任意の位置に解析線(断面指示カット線)を配置することで、その断面の深さ構造を可視化する。このように、ダーモスコープ画像の色味の規則性と人体の皮膚構造との関連付けを行い、指示された断面の色味からその病変がどの位置に(深さに)あるかを可視化することで診断を容易にする効果が得られる。したがって、深さ方向の進行の度合いを推測するのにダーモスコピー診療のスキルをさほど必要とせず、ダーモスコピー診療の普及に寄与することができる。

0035

以上、各実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態及び実施例に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

0036

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

0037

[付記]
[請求項1]
皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断するための診断装置であって、
前記撮影画像を処理する処理部を備え、
前記処理部が、
前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定する診断装置。
[請求項2]
前記処理部が、
前記皮膚の各層として、角質層、表皮層上部、表皮層下部及び真皮層を少なくとも判定の対象とすることを特徴とする請求項1に記載の診断装置。
[請求項3]
前記処理部が、
前記皮膚の各層、前記病変に含まれる色素の色、及び前記深さに関する項目を少なくとも含む対応表を有し、
前記撮影画像の解析対象線上に配したプロット点において、前記撮影画像から判読された前記色素の色を前記皮膚の各層に応じて前記対応表により前記病変の深さを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の診断装置。
[請求項4]
前記処理部が、
判定された前記病変の深さを断面図として表示させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の診断装置。
[請求項5]
前記処理部が、
前記色素としてメラニン色素を用い、前記メラニン色素を、前記撮影画像において、前記角質層では黒色、前記表皮層上部では茶色、前記表皮層下部では灰色、及び前記真皮層では青色として判読させることを特徴とする請求項3又は4に記載の診断装置。
[請求項6]
皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理方法であって、
前記撮影画像を処理するステップを備え、
前記処理ステップにおいて、
前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定する画像処理方法。
[請求項7]
皮膚の表面から撮影した患部の撮影画像を用いて病変を診断する診断装置における画像処理のプログラムであって、
コンピュータに、
前記撮影画像を処理する処理機能を実行させ、
前記撮影画像に表された前記病変の色を前記皮膚の各層に応じて前記病変の深さを判定することを特徴とするプログラム。

0038

100…診断装置、101…処理部、102…画像記憶部、103…対応表、110…ダーモスコープ付き撮影装置、120…表示装置、130…入力装置、200…診断サーバ、300…PC端末、400…ネットワーク

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