関心領域

関心領域（ROI と略されることが多い）は、特定の目的のために識別されたデータセット内のサンプルです。 ^{[ 1 ]} ROI の概念は、多くのアプリケーション分野で一般的に使用されています。ROI は、近傍として、または近傍内に存在します。たとえば、医用画像処理では、腫瘍の大きさを測定する目的で、画像上またはボリューム内で腫瘍の境界を定義することができます。心機能の評価を目的として、心周期の異なるフェーズ（たとえば、収縮末期と拡張末期）で、画像上で心内膜境界を定義することができます。地理情報システム（GIS）では、ROI は 2D マップからの多角形選択として文字通りに解釈できます。コンピュータ ビジョンと光学文字認識では、ROI は検討対象のオブジェクトの境界を定義します。多くのアプリケーションでは、ROI の内容を簡潔に記述するために、記号（テキスト）ラベルが ROI に追加されます。ROI 内には、個々の関心点（POI）が存在する場合があります。

• 1次元データセット：波形上の時間または周波数間隔
• 2Dデータセット：画像上のオブジェクトの境界
• 3Dデータセット：ボリューム内のオブジェクト（関心領域（VOI）とも呼ばれる）を輪郭または表面で囲んだもの
• 4Dデータセット：時間ボリューム内の特定の時間間隔におけるオブジェクトの輪郭

ROIは注釈の一種であり、多くの場合、テキストまたは構造化された形式で表現される、カテゴリ情報または定量的情報（例えば、体積や平均強度などの測定値）に関連付けられています。

ROIをエンコードする方法には、根本的に異なる3つの方法があります。

• サンプルデータセットの不可欠な部分として、通常発生する値の範囲外である場合もそうでない場合もある一意の値またはマスキング値を持ち、個々のデータセルをタグ付けします。
• ベクター画像やビットマップ画像（ラスタライズ画像）などの描画要素を含む、独立した純粋なグラフィック情報として、場合によってはデータ自体の形式でプレーンテキスト（非構造化テキスト）が付随する。
• 空間座標および／または時間座標のセットを持つ、独立した構造化された意味情報（コード化された値タイプなど）として

DICOMなどの医用画像規格は、さまざまなユースケースをサポートするための汎用的なメカニズムとアプリケーション固有のメカニズムを提供する。

DICOM画像（2次元以上）の場合：

• 焼き付き画像やテキストは、通常のピクセル値の範囲内（例えば、最大白色値など）で発生する場合があります（非推奨）。
• ビットマップ（ラスタライズ）オーバーレイのグラフィックとテキストは、ピクセルデータの未使用の上位ビット、または別の属性（非推奨）に存在する場合があります。
• ベクターグラフィックスは、曲線として個別の画像属性にエンコードされることがあります（非推奨）。
• 非構造化ベクターグラフィックスやテキスト、およびビットマップ（ラスタライズ）オーバーレイグラフィックスは、適用対象の画像オブジェクトを参照するプレゼンテーション状態として、別のオブジェクトにエンコードされることがあります。
• 構造化データは、コード化された概念またはテキスト概念の名前と値のペアのツリーの形式で構造化レポートとして別のオブジェクトにエンコードされる可能性があり、派生した定量的情報に関連付けられる可能性があり、空間座標および/または時間座標を参照することができ、それらはさらに、それらが適用される画像オブジェクトを参照します。
• 参照位置は、特定の画像を参照したピクセル座標、または患者固有の3D直交座標空間における座標のいずれかの形式で、関連付けられたコード化された目的を持つ空間座標の形式で基準点としてエンコードされる。
• ピクセル（連続していない場合もある）は、セグメンテーションオブジェクトにバイナリ値または確率値としてエンコードされたセグメントに分類され、ラスター（セグメンテーションの元となった画像と同じ空間サンプリングや範囲を持つ必要はない）に格納されます。これらは通常、構造化コンテンツ（構造化レポート）を含む他のオブジェクトによって参照されます。

DICOM放射線治療の場合：

• 物体の輪郭は、特定の画像を参照したピクセル座標として、または患者固有の3D直交座標空間における座標として、構造セットとして定義できます（これらは放射線治療以外の用途にも使用されます）。

DICOM時間ベース波形の場合：

• 波形に焼き付き値が発生する場合があります（非推奨）
• 注釈は別の属性にエンコードすることができ、サンプル番号または指定された時間によって、複数の時点または時点の範囲を選択できます。
• 構造化データは、コード化された概念またはテキスト概念の名前と値のペアのツリーの形式で構造化レポートとして別のオブジェクトにエンコードされる可能性があり、派生した定量的情報に関連付けられている可能性があり、時間座標を参照することができ、その時間座標は、それらが適用される波形オブジェクトを参照します。

HL7臨床文書アーキテクチャには、DICOMと同様の（そして互換性を持たせることを意図した）メカニズムのサブセットがあり、画像関連の空間座標を観測値として参照できます。これにより、円、楕円、ポリライン、または点を、外部のマルチメディア画像オブジェクトを参照する整数ピクセル相対座標として定義できます。このオブジェクトは、医療画像形式ではなく、一般消費者向け画像形式（GIF 、 PNG、JPEGなど）である場合があります。

光学文字認識（OCR）および文書レイアウト分析において、関心領域（ROI）は、ページ、テキスト、グラフィックブロックといった階層構造を持ち、個々の線画画像、単語、文字の画像ボックスまでを包含します。アーカイブや図書館における事実上の標準は、{画像ファイル、XMLファイル}というタプルであり、通常は*.tifファイルとその付随する*.xmlファイルの形式をとります。

医療以外の規格に関しては、広く普及している純粋なグラフィックマークアップ言語（PostScriptやPDFなど）、ベクターグラフィック（ SVGなど）、3D（ VRMLなど）の描画ファイル形式に加えて、特定のROIセマンティクスを持たないJPEG 2000などの規格では、関心領域と呼ばれる領域にラベルを付けたり、異なる忠実度で圧縮したりするためのメカニズムが具体的に提供されています。