(57)【要約】【課題】異なる時期に放射線撮影された胸部動態画像間の正確な比較を可能とする。【解決手段】診断用コンソール３によれば、制御部３１は、現在の動態画像及び過去の動態画像のそれぞれから、呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を生成し、生成した複数の波形情報に基づいて、過去の動態画像の中から、現在の動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定し、基準画像と参照画像に対して比較解析処理を適用する。そして、比較解析処理の解析結果を表示部３４に表示させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる時期に胸部の動態を放射線撮影することにより生成された第１の胸部動態画像及び第２の胸部動態画像のそれぞれから、少なくとも呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を含む複数の波形情報を生成する波形情報生成手段と、
前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像から、前記第１の胸部動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定する決定手段と、
前記基準画像と前記参照画像に対して、比較解析処理を実施する比較解析手段と、
を備える動態解析装置。
【請求項２】
前記比較解析処理の結果を表示する表示手段を備える請求項１に記載の動態解析装置。
【請求項３】
前記比較解析処理は、経時差分処理又は心胸郭比計測処理を含む請求項１又は２に記載の動態解析装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記基準画像が一のフレーム画像である場合は、前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像の中から前記基準画像と呼吸位相及び心拍位相が最も類似したフレーム画像を前記参照画像として決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記基準画像が時系列方向の任意区間の複数のフレーム画像である場合は、前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像の中から前記基準画像の区間に含まれるフレーム画像と呼吸位相及び心拍位相が最も類似したフレーム画像の区間を組み合わせて前記参照画像を決定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記基準画像と前記決定した参照画像のフレーム画像の数が合わない場合、前記基準画像又は前記参照画像のいずれか一方のフレーム画像数を間引くか又は補間処理で補間する請求項５に記載の動態解析装置。
【請求項７】
前記第１の胸部動態画像の中から前記基準画像を選択する基準画像選択手段を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項８】
前記第１の胸部動態画像との比較対象となる前記第２の胸部動態画像を選択する比較画像選択手段を備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項９】
前記呼吸状態を表す波形情報は、横隔膜の位置、肺野領域の面積又は高さの時間変化を表す波形情報である請求項１〜８のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項１０】
前記心拍状態を表す波形情報は、心臓領域の面積又は幅の時間変化を表す波形情報である請求項１〜９のいずれか一項に記載の動態解析装置。
【請求項１１】
コンピューターを、
異なる時期に胸部の動態を放射線撮影することにより生成された第１の胸部動態画像及び第２の胸部動態画像のそれぞれから、少なくとも呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を含む複数の波形情報を生成する波形情報生成手段、
前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像から、前記第１の胸部動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定する決定手段、
前記基準画像と前記参照画像に対して、比較解析処理を実施する比較解析手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動態解析装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、呼吸を伴いながら胸部を放射線撮影することにより取得される動態画像が新たな診断情報を提供するものとして期待されているが、異なる時期に撮影された動態画像を比較読影する場合、動態画像間で撮影時の被写体の周期や位相が異なるため、適切な比較読影ができない問題がある。
【０００３】
例えば、検診などで撮影される胸部正面画像では、比較する画像間の差異を容易に把握可能な技術として経時差分処理が知られているが、これを動態画像に単純に適用すると、呼吸周期や呼吸位相の違いにより、差分画像にアーティファクトが発生する。
【０００４】
この問題を解決するために、２つの検査間での同一呼吸位相フレームに対して、経時差分処理を行う技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５１０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、胸部画像において、周期的に動く臓器（構造物）は肺に限定されず、例えば、心拍に伴って動く心臓や大動脈弓なども含まれる。これらの構造物は、肺の周期とは異なる周期特性を持っているため、呼吸位相のみの同期だけでは、経時差分処理の処理結果等にこれらの構造物の動きに伴うアーティファクトが発生し得る。特に心臓領域は、胸部画像において二次元的に広範囲の領域を占めるため、読影効率低下や読影精度低下に与える影響は大きい。
【０００７】
本発明の課題は、異なる時期に放射線撮影された胸部動態画像間の正確な比較を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の動態解析装置は、
異なる時期に胸部の動態を放射線撮影することにより生成された第１の胸部動態画像及び第２の胸部動態画像のそれぞれから、少なくとも呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を含む複数の波形情報を生成する波形情報生成手段と、
前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像から、前記第１の胸部動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定する決定手段と、
前記基準画像と前記参照画像に対して、比較解析処理を実施する比較解析手段と、
を備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記比較解析処理の結果を表示する表示手段を備える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記比較解析処理は、経時差分処理又は心胸郭比計測処理を含む。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、
前記決定手段は、前記基準画像が一のフレーム画像である場合は、前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像の中から前記基準画像と呼吸位相及び心拍位相が最も類似したフレーム画像を前記参照画像として決定する。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記決定手段は、前記基準画像が時系列方向の任意区間の複数のフレーム画像である場合は、前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像の中から前記基準画像の区間に含まれるフレーム画像と呼吸位相及び心拍位相が最も類似したフレーム画像の区間を組み合わせて前記参照画像を決定する。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記決定手段は、前記基準画像と前記決定した参照画像のフレーム画像の数が合わない場合、前記基準画像又は前記参照画像のいずれか一方のフレーム画像数を間引くか又は補間処理で補間する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、
前記第１の胸部動態画像の中から前記基準画像を選択する基準画像選択手段を備える。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明において、
前記第１の胸部動態画像との比較対象となる前記第２の胸部動態画像を選択する比較画像選択手段を備える。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発明において、
前記呼吸状態を表す波形情報は、横隔膜の位置、肺野領域の面積又は高さの時間変化を表す波形情報である。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明において、
前記心拍状態を表す波形情報は、心臓領域の面積又は幅の時間変化を表す波形情報である。
【００１８】
請求項１１に記載の発明のプログラムは、
コンピューターを、
異なる時期に胸部の動態を放射線撮影することにより生成された第１の胸部動態画像及び第２の胸部動態画像のそれぞれから、少なくとも呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を含む複数の波形情報を生成する波形情報生成手段、
前記波形情報生成手段により生成された複数の波形情報に基づいて、前記第２の胸部動態画像から、前記第１の胸部動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定する決定手段、
前記基準画像と前記参照画像に対して、比較解析処理を実施する比較解析手段、
として機能させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、異なる時期に放射線撮影された胸部動態画像間の正確な比較が可能となるので、診断性能向上や読影効率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における動態解析システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の撮影用コンソールの制御部により実行される撮影制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される画像比較処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）の上段は、現在の動態画像から生成した、呼吸状態を表す波形情報の一例を示すグラフであり、下段は、現在の動態画像から生成した、心拍状態を表す波形情報の一例を示すグラフ、（ｂ）の上段は、過去の動態画像から生成した、呼吸状態を表す波形情報の一例を示すグラフ、下段は、過去の動態画像から生成した、心拍状態を表す波形情報の一例を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、基準画像が時系列方向の任意区間のフレーム画像である場合の基準画像の区間の一例を示す図、（ｂ）は、（ａ）に示す基準画像と比較する参照画像の区間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００２２】
〔動態解析システム１００の構成〕
まず、本実施形態の構成を説明する。
図１に、本実施形態における動態解析システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、動態解析システム１００は、撮影装置１と、撮影用コンソール２とが通信ケーブル等により接続され、撮影用コンソール２と、診断用コンソール３とがＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮＴを介して接続されて構成されている。動態解析システム１００を構成する各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Image and Communications in Medicine）規格に準じており、各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭに則って行われる。
【００２３】
〔撮影装置１の構成〕
撮影装置１は、例えば、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化、心臓の拍動等の、周期性（サイクル）を持つ動態を撮影する撮影手段である。動態撮影とは、被写体に対し、Ｘ線等の放射線をパルス状にして所定時間間隔で繰り返し照射するか(パルス照射)、もしくは、低線量率にして途切れなく継続して照射する(連続照射)ことで、被写体の動態を示す複数の画像を取得することをいう。動態撮影により得られた一連の画像を動態画像と呼ぶ。また、動態画像を構成する複数の画像のそれぞれをフレーム画像と呼ぶ。なお、以下の実施形態では、パルス照射により胸部の動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
【００２４】
放射線源１１は、被写体Ｍ（被検者）を挟んで放射線検出部１３と対向する位置に配置され、放射線照射制御装置１２の制御に従って、被写体Ｍに対し放射線（Ｘ線）を照射する。
放射線照射制御装置１２は、撮影用コンソール２に接続されており、撮影用コンソール２から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源１１を制御して放射線撮影を行う。撮影用コンソール２から入力される放射線照射条件は、例えば、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、１撮影あたりの撮影フレーム数、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、付加フィルター種等である。パルスレートは、１秒あたりの放射線照射回数であり、後述するフレームレートと一致している。パルス幅は、放射線照射１回当たりの放射線照射時間である。パルス間隔は、１回の放射線照射開始から次の放射線照射開始までの時間であり、後述するフレーム間隔と一致している。
【００２５】
放射線検出部１３は、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサーにより構成される。ＦＰＤは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源１１から照射されて少なくとも被写体Ｍを透過した放射線をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子（画素）がマトリックス状に配列されている。各画素は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部を備えて構成されている。ＦＰＤにはＸ線をシンチレーターを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
放射線検出部１３は、被写体Ｍを挟んで放射線源１１と対向するように設けられている。
【００２６】
読取制御装置１４は、撮影用コンソール２に接続されている。読取制御装置１４は、撮影用コンソール２から入力された画像読取条件に基づいて放射線検出部１３の各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、放射線検出部１３に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。この画像データがフレーム画像である。そして、読取制御装置１４は、取得したフレーム画像を撮影用コンソール２に出力する。画像読取条件は、例えば、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ（マトリックスサイズ）等である。フレームレートは、１秒あたりに取得するフレーム画像数であり、パルスレートと一致している。フレーム間隔は、１回のフレーム画像の取得動作開始から次のフレーム画像の取得動作開始までの時間であり、パルス間隔と一致している。
【００２７】
ここで、放射線照射制御装置１２と読取制御装置１４は互いに接続され、互いに同期信号をやりとりして放射線照射動作と画像の読み取りの動作を同調させるようになっている。
【００２８】
〔撮影用コンソール２の構成〕
撮影用コンソール２は、放射線照射条件や画像読取条件を撮影装置１に出力して撮影装置１による放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御するとともに、撮影装置１により取得された動態画像を撮影技師等の撮影実施者によるポジショニングの確認や診断に適した画像であるか否かの確認用に表示する。
撮影用コンソール２は、図１に示すように、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５を備えて構成され、各部はバス２６により接続されている。
【００２９】
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成される。制御部２１のＣＰＵは、操作部２３の操作に応じて、記憶部２２に記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って後述する撮影制御処理を始めとする各種処理を実行し、撮影用コンソール２各部の動作や、撮影装置１の放射線照射動作及び読み取り動作を集中制御する。
【００３０】
記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部２２は、制御部２１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部２２は、図２に示す撮影制御処理を実行するためのプログラムを記憶している。また、記憶部２２は、検査対象部位（ここでは、胸部）に対応付けて放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部２１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
【００３１】
操作部２３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部２１に出力する。また、操作部２３は、表示部２４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部２１に出力する。
【００３２】
表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、操作部２３からの入力指示やデータ等を表示する。
【００３３】
通信部２５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ（Terminal Adapter）等を備え、通信ネットワークＮＴに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
【００３４】
〔診断用コンソール３の構成〕
診断用コンソール３は、撮影用コンソール２から動態画像を取得し、取得した動態画像や動態画像の解析結果を表示して医師の診断を支援するための装置である。
診断用コンソール３は、図１に示すように、制御部３１、記憶部３２、操作部３３、表示部３４、通信部３５を備えて構成され、各部はバス３６により接続されている。
【００３５】
制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。制御部３１のＣＰＵは、操作部３３の操作に応じて、記憶部３２に記憶されているシステムプログラムや、各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って、後述する画像比較処理を始めとする各種処理を実行し、診断用コンソール３の各部の動作を集中制御する。制御部３１は、波形情報生成手段、決定手段、比較解析手段、基準画像選択手段、比較画像選択手段として機能する。
【００３６】
記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部３２は、制御部３１で画像比較処理を実行するためのプログラムを始めとする各種プログラムやプログラムによる処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部３１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
【００３７】
また、記憶部３２には、過去に撮影された動態画像が患者情報（例えば、患者ＩＤ、患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等）、検査情報（例えば、検査ＩＤ、検査日、検査対象部位（ここでは、胸部）に対応付けて記憶されている。
【００３８】
操作部３３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、ユーザーによるキーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部３１に出力する。また、操作部３３は、表示部３４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部３１に出力する。
【００３９】
表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ等のモニターにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。
【００４０】
通信部３５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ等を備え、通信ネットワークＮＴに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
【００４１】
〔動態解析システム１００の動作〕
次に、本実施形態における上記動態解析システム１００の動作について説明する。
【００４２】
（撮影装置１、撮影用コンソール２の動作）
まず、撮影装置１、撮影用コンソール２による撮影動作について説明する。
図２に、撮影用コンソール２の制御部２１において実行される撮影制御処理を示す。撮影制御処理は、制御部２１と記憶部２２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００４３】
まず、撮影実施者により撮影用コンソール２の操作部２３が操作され、被検者（被写体Ｍ）の患者情報、検査情報の入力が行われる（ステップＳ１）。
【００４４】
次いで、放射線照射条件が記憶部２２から読み出されて放射線照射制御装置１２に設定されるとともに、画像読取条件が記憶部２２から読み出されて読取制御装置１４に設定される（ステップＳ２）。
【００４５】
次いで、操作部２３の操作による放射線照射の指示が待機される（ステップＳ３）。ここで、撮影実施者は、被写体Ｍを放射線源１１と放射線検出部１３の間に配置してポジショニングを行う。また、被検者（被写体Ｍ）に対し、呼吸状態を指示する。具体的には、被検者（被写体Ｍ）に楽にするように指示し、安静呼吸を促す。撮影準備が整った時点で、操作部２３を操作して放射線照射指示を入力する。
【００４６】
操作部２３により放射線照射指示が入力されると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、放射線照射制御装置１２及び読取制御装置１４に撮影開始指示が出力され、動態撮影が開始される（ステップＳ４）。即ち、放射線照射制御装置１２に設定されたパルス間隔で放射線源１１により放射線が照射され、放射線検出部１３によりフレーム画像が取得される。
【００４７】
予め定められたフレーム数の撮影が終了すると、制御部２１により放射線照射制御装置１２及び読取制御装置１４に撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム数は、少なくとも１呼吸サイクルが撮影できる枚数である。
【００４８】
撮影により取得されたフレーム画像は順次撮影用コンソール２に入力され、撮影順を示す番号（フレーム番号）と対応付けて記憶部２２に記憶されるとともに（ステップＳ５）、表示部２４に表示される（ステップＳ６）。撮影実施者は、表示された動態画像によりポジショニング等を確認し、撮影により診断に適した画像が取得された（撮影ＯＫ）か、再撮影が必要（撮影ＮＧ）か、を判断する。そして、操作部２３を操作して、判断結果を入力する。
【００４９】
操作部２３の所定の操作により撮影ＯＫを示す判断結果が入力されると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、動態撮影で取得された一連のフレーム画像のそれぞれに、動態画像を識別するための識別ＩＤや、患者情報、検査情報、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す番号（フレーム番号）等の情報が付帯され（例えば、ＤＩＣＯＭ形式で画像データのヘッダ領域に書き込まれ）、通信部２５を介して診断用コンソール３に送信される（ステップＳ８）。そして、本処理は終了する。一方、操作部２３の所定の操作により撮影ＮＧを示す判断結果が入力されると（ステップＳ７；ＮＯ）、記憶部２２に記憶された一連のフレーム画像が削除され（ステップＳ９）、本処理は終了する。この場合、再撮影が必要となる。
【００５０】
（診断用コンソール３の動作）
次に、診断用コンソール３における動作について説明する。
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から胸部の動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により図３に示す画像比較処理が実行される。
【００５１】
以下、図３を参照して画像比較処理の流れについて説明する。
まず、受信した動態画像との比較対象となる過去の動態画像が選択される（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０においては、例えば、記憶部３２に記憶されている被写体Ｍの過去の動態画像の一覧が表示部３４に表示され、表示された動態画像の中からユーザーが所望する動態画像を操作部３３により選択することとしてもよいし、記憶部３２に記憶されている被写体Ｍの過去の動態画像のうち、例えば、検査日が直近の動態画像を制御部３１が自動的に選択することとしてもよい。その他、予め定められた条件に合致する動態画像を制御部３１が自動的に選択することとしてもよい。
なお、受信した動態画像を現在の動態画像（第１の胸部動態画像）、現在の動態画像と比較する動態画像を過去の動態画像（第２の胸部動態画像）と呼ぶ。また、現在の動態画像から取得する読影対象のフレーム画像を基準画像、過去の動態画像から取得する、基準画像と比較するフレーム画像を参照画像と呼ぶ。
【００５２】
次いで、現在の動態画像及び過去の動態画像のそれぞれから、呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報が生成される（ステップＳ１１）。
【００５３】
ステップＳ１１においては、呼吸状態を表す波形情報として、例えば、呼吸によって動く所定構造物の時間変化を表す波形情報が生成される。また、心拍状態を表す波形情報として、例えば、心拍によって動く所定構造物の時間変化を表す波形情報が生成される。
【００５４】
呼吸によって動く所定構造物（ここでは、肺野又は横隔膜）の時間変化を表す波形情報は、例えば、現在の動態画像及び過去の動態画像のそれぞれにおいて、各フレーム画像から肺野領域を抽出し、抽出した肺野領域の面積、高さ、又は横隔膜の位置等を時系列に並べてグラフ化することによって生成することができる。肺野領域は、公知のいずれの方法を用いて抽出してもよい。例えば、各画素の信号値のヒストグラムから判別分析によって閾値を求め、この閾値より高信号の領域を肺野領域候補として１次抽出する。次いで、１次抽出された肺野領域候補の境界付近でエッジ検出を行い、境界付近の小領域でエッジが最大となる点を境界に沿って抽出すれば肺野領域の境界を抽出することができる。肺野面積は、例えば、抽出した肺野領域内の画素数に画素サイズを乗算することにより求めることができる。肺野領域の高さは、例えば、肺野領域の最も高い位置（肺尖）と低い位置との距離を算出することにより求めることができる。横隔膜の位置は、例えば、肺野領域の下側のエッジ部分を横隔膜境界部として抽出し、横隔膜境界部の或るｘ座標の位置に基準点を設定し、設定した基準点のｙ座標を取得することにより求めることができる。
【００５５】
心拍によって動く所定構造物（ここでは、心臓）の時間変化を表す波形情報は、例えば、現在の動態画像及び過去の動態画像のそれぞれにおいて、各フレーム画像から心臓領域を抽出し、抽出した心臓領域の面積又は幅等を時系列に並べてグラフ化することによって生成することができる。心臓領域の輪郭の抽出は、例えば、特許第２７９６３８１号公報に記載の心臓輪郭決定方法等の公知の手法を用いて行うことができる。心臓領域の面積は、例えば、抽出した心臓領域内の画素数に画素サイズを乗算することにより求めることができる。心臓領域の幅は、例えば、心臓領域の最も広い幅を算出することにより求めることができる。
【００５６】
なお、その他、呼吸状態を表す波形情報としては、例えば、肺野領域内の画素値の時間変化を表す波形情報を生成してもよい。また、心拍状態を表す波形情報としては、例えば、心臓領域内の画素値の時間変化を表す波形情報を生成することとしてもよい。
【００５７】
図４（ａ）の上段は、現在の動態画像から生成した、呼吸状態を表す波形情報の一例を示すグラフである。図４（ａ）の下段は、現在の動態画像から生成した、心拍状態を表す波形情報の一例を示すグラフである。
図４（ｂ）の上段は、過去の動態画像から生成した、呼吸状態を表す波形情報の一例を示すグラフである。図４（ｂ）の下段は、過去の動態画像から生成した、心拍状態を表す波形情報の一例を示すグラフである。
なお、図４（ｂ）においては、図４（ａ）のＩ〜ＩＶのそれぞれに呼吸位相及び心拍位相が最も類似しているタイミング（フレーム画像）を同じ記号で示している（図５においても同様）。
【００５８】
次いで、現在の動態画像から、比較読影の対象とする基準画像が選択される（ステップＳ１２）。
基準画像は、現在の動態画像に含まれる一のフレーム画像であってもよいし、現在の動態画像に含まれる時系列方向の任意区間の複数のフレーム画像であってもよい。また、基準画像の選択は、自動で行ってもよいし手動で行ってもよい。
基準画像の選択を手動で行う場合、例えば、現在の動態画像の各フレーム画像が並べて表示部３４に表示され、表示されたフレーム画像の中からユーザーによる操作部３３の操作により選択された一のフレーム画像又は時間方向の任意区間の複数のフレーム画像が基準画像として選択される。
【００５９】
基準画像の選択を自動で行う場合であって、基準画像として一のフレーム画像を選択する場合、例えば、後段の比較解析処理において基準画像と参照画像の間で経時差分処理を行う場合には、肺野領域が観察対象となるため、最も肺野領域が大きくなる最大吸気位かつ心臓領域が最も小さくなる位相（図４（ａ）の（ＩＩＩ））のフレーム画像が基準画像として選択される。また、後段の比較解析処理において、基準画像と参照画像に心胸郭比計測処理を行う場合には、例えば、最も肺野領域が大きくなる最大吸気位のフレーム画像（心拍位相は何でもよい）が基準画像として選択される。
また、基準画像の選択を自動で行う場合であって、基準画像として時系列方向の任意区間の複数のフレーム画像を選択する場合、例えば、所定周期分のフレーム画像区間が自動的に基準画像として選択される。あるいは、例えば、最大呼気位から最大吸気位等、予め定められた位相区間の複数のフレーム画像を基準画像として自動的に選択することとしてもよい。
【００６０】
次いで、現在の動態画像及び過去の動態画像から生成された呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報に基づいて、過去の動態画像から参照画像とするフレーム画像が決定される（ステップＳ１３）。
【００６１】
例えば、基準画像が一のフレーム画像である場合、ステップＳ１１において取得された波形情報に基づいて、過去の動態画像の中からステップＳ１２で選択された基準画像と呼吸位相及び心拍位相の双方が最も類似するフレーム画像が参照画像として選択される。
なお、参照画像は、基準画像と呼吸状態（呼気期、吸気期）及び心拍状態（拡張期、収縮期）が同じとなるフレーム画像が選択されることが好ましい。
【００６２】
また、例えば、基準画像が時系列方向の任意区間の複数のフレーム画像である場合、例えば、ステップＳ１１において生成された波形情報に基づいて、過去の動態画像の中からステップＳ１２で選択された基準画像の区間に含まれるフレーム画像（区間の一部でも全部でもよい）と呼吸位相及び心拍位相の双方が最も類似するフレーム画像の区間を組み合わせて参照画像のフレーム画像として決定する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。例えば、現在の動態画像から算出された波形と過去の動態画像から算出された波形の周期が異なる等により、参照画像のフレーム画像数が基準画像のフレーム画像数に足りない場合は、基準画像のフレーム画像を間引くか、または、参照画像のフレーム画像をバイリニア補間、バイキュービック補間等の補間処理で補間し、基準画像と参照画像のフレーム画像数を合わせてもよい。
なお、参照画像は、呼吸状態（呼気期、吸気期）及び心拍状態（拡張期、収縮期）が基準画像の対応するフレーム画像と同じとなるものとすることが好ましい。
【００６３】
次いで、基準画像と参照画像に対し、比較解析処理が適用される（ステップＳ１４）。
比較解析処理は、基準画像と参照画像の比較読影を補助するための解析処理であり、例えば、基準画像と参照画像の差分画像を生成する経時差分処理や、基準画像と参照画像のそれぞれの心胸郭比を計測する心胸郭比計測処理が挙げられる。基準画像と参照画像が区間である場合は、基準画像と参照画像の対応するフレーム画像ごとに、経時差分処理や心胸郭比計測処理が実行される。
【００６４】
次いで、比較解析処理の処理結果が表示部３４に表示され（ステップＳ１５）、画像比較処理は終了する。
【００６５】
以上説明したように、診断用コンソール３の制御部３１は、現在の胸部動態画像及び過去の胸部動態画像のそれぞれから、呼吸状態を表す波形情報及び心拍状態を表す波形情報を生成し、生成した複数の波形情報に基づいて、過去の胸部動態画像の中から、現在の胸部動態画像に含まれる基準画像と比較する参照画像を決定し、基準画像と参照画像に対して比較解析処理を適用する。
したがって、比較解析処理結果に、呼吸及び心拍に伴って動く構造物のアーティファクトが発生したり、呼吸及び心拍に伴う構造物の動きにより正確な解析結果が得られなかったりすることを防止できるため、異なる時期に放射線撮影された胸部動態画像における基準画像と参照画像の正確な比較が可能となる。その結果、診断性能の向上や読影の効率化を図ることができる。
【００６６】
なお、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、同一の被検者の現在の動態画像と過去の動態画像を比較する場合を例にとり説明したが、被検者の現在の動態画像と他の被検者の動態画像（例えば、典型的な症例をもつ患者の画像等）と比較する場合においても本発明を適用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、まず、現在の動態画像から基準画像を選択し、選択された基準画像に合わせて過去の動態画像から参照画像を決定することとしたが、過去の動態画像から基準画像を選択し、選択された基準画像に合わせて現在の動態画像から参照画像を決定してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、現在の動態画像及び過去の動態画像から呼吸状態を表す波形情報と心拍状態を表す波形情報を生成し、生成した波形情報に基づいて、基準画像と比較する参照画像を決定することとしたが、呼吸状態を表す波形情報と心拍状態を表す波形情報とともに呼吸や心拍以外の他の動態を表す波形情報を併せて生成し、生成した波形情報に基づいて、基準画像と比較する参照画像を決定することとしてもよい。
【００６９】
また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。
【００７０】
その他、動態解析装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  動態解析システム
１  撮影装置
１１  放射線源
１２  放射線照射制御装置
１３  放射線検出部
１４  読取制御装置
２  撮影用コンソール
２１  制御部
２２  記憶部
２３  操作部
２４  表示部
２５  通信部
２６  バス
３  診断用コンソール
３１  制御部
３２  記憶部
３３  操作部
３４  表示部
３５  通信部
３６  バス
【図１】
2020141841.tif 000003
【図２】
2020141841.tif 000004
【図３】
2020141841.tif 000005
【図４】
2020141841.tif 000006
【図５】
2020141841.tif 000007