(57)【要約】【課題】より簡易的な検査手法により、気管・気管支の狭窄状態を推定できるようにする。【解決手段】診断用コンソール３の制御部３１は、気管・気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた複数の二次元画像からなる動態画像を解析して、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定し、測定結果に基づいて、気管・気管支の狭窄状態を推定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた複数の二次元画像からなる動態画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段と、
を備える画像解析装置。
【請求項２】
前記特徴量は、前記動態画像における気管領域及び／又は気管支領域の径、面積、濃度の少なくとも一つである請求項１に記載の画像解析装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記測定手段による測定結果に基づいて、さらに、前記気管及び／又は前記気管支の疾患を推定する請求項１又は２に記載の画像解析装置。
【請求項４】
前記動態画像は、１方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像であり、
前記測定手段は、前記特徴量として、前記動態画像から気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積、及び濃度を測定する請求項３に記載の画像解析装置。
【請求項５】
前記動態画像は、異なる２方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像であり、
前記測定手段は、前記特徴量として、前記２方向から撮影した動態画像の双方から、気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積を測定するか、又は濃度を測定する請求項３に記載の画像解析装置。
【請求項６】
前記動態画像は、前記被写体を正面及び側面の２方向から撮影した画像である請求項５に記載の画像解析装置。
【請求項７】
前記動態画像は、呼気を含むタイミングで撮影された動態画像である請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像解析装置。
【請求項８】
気管及び／又は気管支を含む被写体を、呼吸サイクルよりも短い時間間隔で連続的に撮影することにより得られた複数の二次元画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段と、
を備える画像解析装置。
【請求項９】
気管及び／又は気管支を含む被写体の動態を撮影して複数の二次元画像からなる動態画像を取得する撮影装置と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像解析装置と、
を備える画像解析システム。
【請求項１０】
コンピューターを、
気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた複数の二次元画像からなる動態画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段、
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、画像解析装置、画像解析システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
気管・気管支が軟化したことにより、息を吐いた時に気道が狭窄する疾患として、気管・気管支軟化症が知られている。気管・気管支軟化症を評価する際には、気道の狭窄状態を実際に観察可能な気道内視鏡が用いられている。しかし、気道内視鏡による評価は、医師の視覚のみに基づくため定量的な指標がなく、客観性が低い。また、狭窄がある状態であっても、気道壁が内視鏡に接触することで、狭窄の発生を妨害してしまう懸念がある。ＣＴ検査により気道断面を視覚化する方法もあるが、気管・気管支軟化症による狭窄は呼気の最中に発生するため、息止めが必要なＣＴ検査では検出できない場合がある。以上の通り、従来の検査手法では、狭窄を検出できないケースが懸念される。
【０００３】
この問題に対する解決手段として、例えば、特許文献１には、被写体の三次元画像の時間変化を取得することができる４ＤＣＴ検査により得られた画像を基に、気管支領域の容量の変化を測定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、４ＤＣＴ検査は被ばく量が多く、コストも高い。より簡易的な検査手法が求められる。
【０００６】
本発明の課題は、より簡易的な検査手法により、気管・気管支の狭窄状態を推定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の画像解析装置は、
気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた複数の二次元画像からなる動態画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段と、
を備える。
【０００８】
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、
前記特徴量は、前記動態画像における気管領域及び／又は気管支領域の径、面積、濃度の少なくとも一つである。
【０００９】
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、
前記推定手段は、前記測定手段による測定結果に基づいて、さらに、前記気管及び／又は前記気管支の疾患を推定する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記動態画像は、１方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像であり、
前記測定手段は、前記特徴量として、前記動態画像から気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積、及び濃度を測定する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記動態画像は、異なる２方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像であり、
前記測定手段は、前記特徴量として、前記２方向から撮影した動態画像の双方から、気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積を測定するか、又は濃度を測定する。
【００１２】
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、
前記動態画像は、前記被写体を正面及び側面の２方向から撮影した画像である。
【００１３】
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、
前記動態画像は、呼気を含むタイミングで撮影された動態画像である。
【００１４】
請求項８に記載の発明の画像解析装置は、
気管及び／又は気管支を含む被写体を、呼吸サイクルよりも短い時間間隔で連続的に撮影することにより得られた複数の二次元画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段と、
を備える。
【００１５】
請求項９に記載の発明の画像解析システムは、
気管及び／又は気管支を含む被写体の動態を撮影して複数の二次元画像からなる動態画像を取得する撮影装置と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像解析装置と、
を備える。
【００１６】
請求項１０に記載の発明のプログラムは、
コンピューターを、
気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた複数の二次元画像からなる動態画像を解析して、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定する測定手段、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記気管及び／又は前記気管支の狭窄状態を推定する推定手段、
として機能させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、より簡易的な検査手法により、気管・気管支の狭窄状態を推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における画像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】（ａ）は、人体の胸部を正面から見た模式図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線Ｂで囲んだ気管を切り出した形状の拡大図である。
【図４】正常な気管・気管支及び狭窄した気管・気管支の疾患別の呼気時の見え方（断面、正面、側面）及び正面の動態画像と側面の動態画像における径、濃度の変化を一覧にして示す図である。
【図５】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ａを示すフローチャートである。
【図６】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ｂを示すフローチャートである。
【図７】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ｃを示すフローチャートである。
【図８】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ｄを示すフローチャートである。
【図９】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ｅを示すフローチャートである。
【図１０】図１の診断用コンソールの制御部により実行される狭窄状態推定処理Ｆを示すフローチャートである。
【図１１】気管・気管支領域の狭窄状態の変化率の時間変化を表すグラフである。
【図１２】狭窄状態の推定に用いた気管・気管支領域の位置を可視化して示した図である。
【図１３】狭窄状態の推定を行った気管・気管支領域の部位名、狭窄率、面積変化量、濃度変化量を一覧にして示した図である。
【図１４】過去に測定した狭窄率と患者数との関係を示すヒストグラム上に、今回測定した狭窄率の位置を示した図である。
【図１５】過去に測定した正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率の散布図に、今回測定した正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率の位置を示した図である。
【図１６】正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率による正常及び疾患の分類を示した分類図に、今回測定した正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率の位置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
〔画像解析システム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画像解析システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、画像解析システム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。画像解析システム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。
【００２１】
〔撮影装置１の構成〕
撮影装置１は、例えば、被写体の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。
【００２２】
放射線源１１は、被写体Ｍ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（二次元画像）を取得する。この画像データがフレーム画像である。各フレーム画像は、各画素の濃度を表す信号値からなる。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。
【００２５】
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。
【００２６】
〔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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）及び撮影方向（正面、側面）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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
〔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、取得した動態画像に基づいて、気管及び／又は気管支（以下、気管・気管支と表記）の狭窄状態を表す特徴量を測定し、測定結果に基づいて気管・気管支の狭窄状態を推定する装置である。
【００３３】
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。
【００３４】
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、後述する狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆ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、測定手段、推定手段として機能する。
【００３５】
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で後述する狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆ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。
【００３６】
また、記憶部３２には、過去に撮影された動態画像、及びその動態画像から測定された気管・気管支の狭窄率（詳細後述）、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が患者情報（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）、撮影方向（正面、側面））に対応付けて記憶されている。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
〔画像解析システム１００の動作〕
次に、本実施形態における上記画像解析システム１００の動作について説明する。
【００４１】
（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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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）。ここで、フレームレートは、呼吸サイクルより短くなるように設定される。一般的な動態撮影のフレームレートは１５ｆｐｓであるが、呼吸サイクルは周期が長いため、７．５ｆｐｓとしてもよい。
【００４４】
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。深呼吸を指示してもよい。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。
【００４５】
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。
【００４６】
操作部２３により放射線照射終了指示が入力されると、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。
撮影実施者は、少なくとも呼気位を含むタイミングで動態撮影が行われるように、放射線照射終了の指示を行う。気管・気管支の狭窄は、呼気の最中に発生するためである。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
本実施形態では、上記撮影制御処理に従って胸部正面及び／又は胸部側面の動態撮影を行い、胸部正面及び／又は胸部側面の動態画像を取得する。
【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（胸部正面及び／又は胸部側面）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、以下に説明する狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆのいずれかが実行される。
【００５１】
ここで、図３（ａ）は、人体の胸部を正面から見た模式図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線Ｂで囲んだ気管を切り出した形状を拡大した図である。
気管は、軟骨と筋肉により構成される。図３（ｂ）に示すように、気管は、筒状をしており、前（腹）側が軟骨、後（背）側が筋肉となっている。気管支は、気管が枝分かれしたものであり、気管と同様に、筒状の形状であり、前（腹）側と後（背）側が共に軟骨となっている。気管・気管支が狭窄する疾患としては、気管・気管支の軟骨が縮む気管・気管支軟化症（Tracheobronchomalacia）と、気管の筋肉が縮む動的気道虚脱（Excessive Dynamic Airway Collapse）とがある。
【００５２】
図４は、正常な気管・気管支及び狭窄した気管・気管支の疾患別の呼気時の見え方（断面、正面、側面）及び正面の動態画像と側面の動態画像における気管・気管支領域の径（直径）、濃度の変化を一覧にして示す図である。
放射線画像（動態画像）において、気管・気管支領域は奥行き方向の空気の量が多いほど高い濃度で（黒っぽく）描画され、奥行き方向の空気量が少ないほど低い濃度で（白っぽく）描画される。気管・気管支が奥行き方向に狭窄していない状態では、気管・気管支は十分な空気を含んでいるため気管・気管支領域は高濃度で描画されるが、気管・気管支が奥行き方向に狭窄した状態では、気管・気管支の空気が少ないため気管・気管支領域は低濃度で描画される。すなわち、動態画像における気管・気管支領域の濃度は、気管・気管支の奥行き方向の狭窄状態を示す情報となる。図４の「気管の見え方」の正面と側面の濃度は、呼気時における正面と側面の画像の濃度で示されている。また、放射線画像において、気管・気管支領域の径（面積）は、気管・気管支が画像の左右方向に狭窄した状態では小さく描画される。
【００５３】
狭窄のない正常な気管・気管支は、図４に示すように、断面が筒状であり、正面の動態画像と側面の動態画像において気管・気管支領域の径（面積）、濃度は、ともに変化しない。
気管・気管支軟化症のSaber-sheath typeは、気管・気管支の前側の軟骨が縮まり、気管・気管支が背面から前面に向かって剣先のように細くなり、奥行き方向が広がる疾患であり、図４に示すように、正面の動態画像では、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が縮小し、濃度が増加する。側面の動態画像では、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が拡大し、濃度が減少する。
気管・気管支軟化症のCrescent typeは、気管・気管支の軟骨の前後方向が縮まり、左右方向が広がる疾患であり、図４に示すように、正面の動態画像では、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が拡大し、濃度が減少する。側面の動態画像では、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が縮小し、濃度が増加する。
気管・気管支軟化症のCircumferential typeは、気管・気管支の軟骨が前後及び左右方向に縮まる疾患であり、図４に示すように、正面の動態画像では、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が縮小し、濃度も減少する。側面の動態画像においても、狭窄すると気管・気管支領域の径（面積）が縮小し、濃度も減少する。
動的気道虚脱は、気管の筋肉が痛んで内側に湾曲してしまう疾患であり、図４に示すように、正面の動態画像では、狭窄しても気管領域の径（面積）は変化しないが、濃度が減少する。側面の動態画像においは、狭窄すると気管領域の径（面積）が縮小し、濃度は変化しない。
【００５４】
すなわち、正面の動態画像及び／又は側面の動態画像の気管・気管支領域の径（面積）、濃度は、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量であり、これらの特徴量を測定することにより、気管・気管支の狭窄の有無やどこが狭窄しているか等の狭窄状態を推定することができる。
また、図４に示すように、正面または側面から見た気管・気管支の左右方向及び奥行き方向の情報が揃えば、気管・気管支の狭窄による疾患を推定することができる。例えば、正面又は側面のいずれか１方向から撮影した動態画像から気管・気管支領域の径又は面積、及び濃度を測定することにより、気管・気管支の左右方向及び奥行き方向の情報を取得することができ、気管・気管支の疾患を推定することができる。また、正面及び側面から撮影した動態画像の双方から、気管・気管支領域の径又は面積を測定するか、又は濃度を測定することにより、気管・気管支の左右方向及び奥行き方向の情報を取得することができ、気管・気管支の疾患を推定することができる。
【００５５】
診断用コンソール３は、撮影用コンソール２から受信した動態画像の撮影方向に応じた狭窄状態推定処理を実行する。なお、以下の説明において、気管・気管支領域の径についての記載は、面積についても同様のことがいえる。
【００５６】
＜側面の動態画像のみから狭窄状態を推定＞
撮影用コンソール２から受信した動態画像が側面の動態画像のみである場合、制御部３１は、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５に示す狭窄状態推定処理Ａ、又は図６に示す狭窄状態推定処理Ｂを実行する。いずれの処理を実行するかは、ユーザーが操作部３３の操作により選択することができる。
【００５７】
まず、図５を参照して狭窄状態推定処理Ａについて説明する。
まず、側面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ１１）。
気管・気管支領域は、気管と気管が枝分かれした複数の気管支領域により構成されており（図１２参照）、ステップＳ１１においては、気管領域と複数の気管支領域のうち、狭窄状態の推定対象となる気管・気管支領域が抽出される。推定対象となる気管・気管支領域は、一つであってもよいし、複数であってもよい。
各フレーム画像からの気管・気管支領域の抽出は、制御部３１が自動で行うこととしてもよいし、ユーザー操作により手動で行うこととしてもよい。
気管・気管支領域の抽出を自動で行う場合、推定対象となる気管・気管支領域は、予め設定されていてもよいし、ユーザーが操作部３３により設定（選択）することとしてもよい。推定対象の気管・気管支領域は、例えば、パターンマッチング処理により抽出することができる。
気管・気管支領域の抽出を手動で行う場合、例えば、受信された動態画像の代表フレーム画像（例えば、１番目のフレーム画像）が表示部３４に表示され、表示された代表フレーム画像からユーザーが操作部３３により指定した（なぞった）領域が気管・気管支領域として抽出される。他のフレーム画像については、代表フレーム画像からユーザーにより指定された領域がトラッキングされ、気管・気管支領域として抽出される。または、ユーザーが操作部３３により表示された代表フレーム画像にＲＯＩ（関心領域）を設定する（例えば、四角等で囲む）と、その範囲内でパターンマッチング処理を行って推定対象の気管・気管支領域を抽出することとしてもよい。または、ユーザーが操作部３３により表示された代表フレーム画像に推定対象としたい気管領域又は気管支領域の径に線や矢印を付加すると、その線や矢印の幅を径としてその位置から予め定められた範囲内を推定対象の気管・気管支領域として抽出することとしてもよい。
なお、後段のステップにおいて、狭窄状態を表す特徴量として径が使用される場合には、気管・気管支領域の抽出を行わず、操作部３３により描画された線や矢印の位置を気管・気管支領域の径の測定位置として取得するだけであってもよい。
【００５８】
次いで、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２においては、気管・気管支領域の予め定められた位置（例えば、中央部）の径を測定してもよいし、複数箇所の径を測定してその代表値（平均値、中央値等）を径としてもよい。
【００５９】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
気管・気管支領域の径の変化率＝｛（Dmax−Dmin）／Dmax｝×１００［％］・・・（式１）
ここで、Dmaxは、各フレーム画像から測定された径のうち最大径、Dminは最小径を指す。
また、一般的な診断では、気管（気管支）の断面積が５０％以上変化した場合、狭窄あり（異常）と判断するため、気管（気管支）の断面を正円と仮定すると、気管（気管支）の断面積は「半径×半径×π」となることから、閾値ＴＨ１は２９．３％とすることが好ましい。
【００６０】
気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ１４）、ステップＳ１９に移行する。
気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に移行する。
【００６１】
ステップＳ１６においては、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ１６）。例えば、気管・気管支領域の径の時間変化を示すグラフが上に凸である場合、気管・気管支領域の径が拡大したと判断され、下に凸である場合、気管・気管支領域の径が縮小したと判断される。
気管・気管支領域の径が拡大したと判断した場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ１７）、ステップＳ１９に移行する。
気管・気管支領域の径が縮小したと判断した場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Crescent typeもしくはCircumferential type）又は動的気道虚脱であると推定され（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ１２〜ステップＳ１８の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が終了すると、ステップＳ１９に移行する。
【００６２】
ステップＳ１９においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ１９）、狭窄状態推定処理Ａは終了する。
狭窄状態推定処理Ａの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。ここで、狭窄率とは、上記狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆで求めた径（面積）や濃度の変化率を指し、径（面積、濃度）が拡大（増加）している場合は正の符号を付し、径（面積、濃度）が縮小（減少）している場合は負の符号を付して表す。
【００６３】
次に、図６を参照して狭窄状態推定処理Ｂについて説明する。
まず、側面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ３１）。
ステップ３１の処理は、ステップＳ１１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００６４】
次いで、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ３２）。気管・気管支領域の径の測定手法は、ステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００６５】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
【００６６】
気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ３４）、ステップＳ４４に移行する。
気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ３５）、ステップＳ３６に移行する。
【００６７】
ステップＳ３６においては、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ３６）。例えば、気管・気管支領域の径の時間変化を示すグラフが上に凸である場合、気管・気管支領域の径が拡大したと判断され、下に凸である場合、気管・気管支領域の径が縮小したと判断される。
気管・気管支領域の径が拡大したと判断した場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ３７）、ステップＳ４４に移行する。
気管・気管支領域の径が縮小したと判断した場合（ステップＳ３６；ＮＯ）、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の濃度が測定される（ステップＳ３８）。
ステップＳ３８においては、例えば、気管・気管支領域の予め定められた位置（例えば、中心）の画素の信号値を濃度として測定してもよいし、気管・気管支領域内の画素の信号値の代表値（例えば、平均値、中央値、最大値、最小値等）を濃度として測定してもよい。
【００６８】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の濃度に基づいて、気管・気管支領域の濃度の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ３９）。
気管・気管支領域の濃度の変化率は、（式１）のＤｍａｘを最大濃度、Ｄｍｉｎを最小濃度として、（式１）と同様の式により算出することができる。また、閾値ＴＨ２は、径の変化率の閾値ＴＨ１＝２９．３％に相当する濃度変化率とすることが好ましい。濃度は、撮影装置や撮影条件によって変動するため、実験にて調整することが好ましい。
【００６９】
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２未満であると判断された場合（ステップＳ３９；ＮＯ）、動的気道虚脱であると推定され（ステップＳ４０）、ステップＳ４４に移行する。
【００７０】
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２以上であると判断された場合（ステップＳ３９；ＹＥＳ）、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の濃度の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の濃度が増加したか減少したかが判断される（ステップＳ４１）。例えば、気管・気管支領域の濃度の時間変化を示すグラフが上に凸である場合、気管・気管支領域の濃度が増加したと判断され、下に凸である場合、縮小したと判断される。
【００７１】
気管・気管支領域の濃度が増加したと判断された場合（ステップＳ４１；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Crescent type）と推定され（ステップＳ４２）、ステップＳ４４に移行する。
気管・気管支領域の濃度が減少したと判断された場合（ステップＳ４１；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Circumferential type）と推定され（ステップＳ４３）、ステップＳ４４に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ３２〜ステップＳ４３の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ３２〜Ｓ４３の処理が終了すると、ステップＳ４４に移行する。
【００７２】
ステップＳ４４においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ４４）、狭窄状態推定処理Ｂは終了する。狭窄状態推定処理Ｂの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。
【００７３】
狭窄状態推定処理Ｂでは、側面の動態画像における気管・気管支領域の左右方向の狭窄状態を表す径及び奥行き方向の狭窄状態を表す濃度の双方を使って狭窄状態を推定するので、狭窄の有無だけでなく、疾患を推定することができる。なお、上記狭窄状態推定処理Ｂでは、先に気管・気管支領域の径の変化率に基づいて推定を行ったが、先に濃度の変化率に基づいて推定を行ってもよい。
【００７４】
＜正面の動態画像のみから狭窄状態を推定＞
撮影用コンソール２から受信した動態画像が正面の動態画像のみである場合、制御部３１は、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７に示す狭窄状態推定処理Ｃ、又は図８に示す狭窄状態推定処理Ｄを実行する。いずれの処理を実行するかは、ユーザーが操作部３３の操作により選択することができる。
【００７５】
まず、図７を参照して狭窄状態推定処理Ｃについて説明する。
まず、正面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ５１）。
ステップＳ５１の処理は、図５のステップＳ１１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００７６】
次いで、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の濃度が測定される（ステップＳ５２）。ステップＳ５２の処理は、図６のステップＳ３８で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００７７】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の濃度に基づいて、気管・気管支領域の濃度の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ５３）。
気管・気管支領域の濃度の変化率は、（式１）のＤｍａｘを最大濃度、Ｄｍｉｎを最小濃度として、（式１）と同様の式にて算出することができる。
【００７８】
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２未満であると判断された場合（ステップＳ５３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ５４）、ステップＳ５９に移行する。
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２以上であると判断された場合（ステップＳ５４；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ５５）、ステップＳ５６に移行する。
【００７９】
ステップＳ５６においては、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の濃度の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の濃度が増加したか減少したかが判断される（ステップＳ５６）。ステップＳ５６の処理は、図６のステップＳ４１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
気管・気管支領域の濃度が増加したと判断した場合（ステップＳ５６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ５７）、ステップＳ５９に移行する。
【００８０】
気管・気管支領域の濃度が減少したと判断した場合（ステップＳ５６；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Crescent typeもしくはCircumferential type）又は動的気道虚脱であると推定され（ステップＳ５８）、ステップＳ５９に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ５２〜ステップＳ５８の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ５２〜Ｓ５８の処理が終了すると、ステップＳ５９に移行する。
【００８１】
ステップＳ５９においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ５９）、狭窄状態推定処理Ｃは終了する。狭窄状態推定処理Ｃの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。
【００８２】
次に、図８を参照して狭窄状態推定処理Ｄについて説明する。
まず、正面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ６１）。
ステップ６１の処理は、図５のステップＳ１１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８３】
次いで、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の濃度が測定される（ステップＳ６２）。気管・気管支領域の濃度の測定は、図６のステップＳ３８で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８４】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の濃度の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ６３）。
気管・気管支領域の濃度の変化率は、（式１）のＤｍａｘを最大濃度、Ｄｍｉｎを最小濃度として、（式１）により算出することができる。
【００８５】
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２未満であると判断された場合（ステップＳ６３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ６４）、ステップＳ７４に移行する。
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ２以上であると判断された場合（ステップＳ６３；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ６５）、ステップＳ６６に移行する。
【００８６】
ステップＳ６６においては、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の濃度の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の濃度が増加したか減少したかが判断される（ステップＳ６６）。ステップＳ６６の処理は、図６のステップＳ４１の処理と同様であるので説明を援用する。
気管・気管支領域の濃度が増加したと判断した場合（ステップＳ６６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ６７）、ステップＳ７４に移行する。
気管・気管支領域の濃度が減少したと判断した場合（ステップＳ６６；ＮＯ）、受信した動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ６８）。
ステップＳ６８の処理は、図５のステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８７】
次いで、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ６９）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
【００８８】
気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ６９；ＮＯ）、動的気道虚脱であると推定され（ステップＳ７０）、ステップＳ７４に移行する。
気管・気管支領域の濃度の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ６９；ＹＥＳ）、各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ７１）。
ステップＳ７１の処理は、図５のステップＳ１６で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８９】
気管・気管支領域の径が拡大したと判断された場合（ステップＳ７１；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Crescent type）と推定され（ステップＳ７２）、ステップＳ７４に移行する。
気管・気管支領域の径が縮小したと判断された場合（ステップＳ７１；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Circumferential type）と推定され（ステップＳ７３）、ステップＳ７４に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ６２〜ステップＳ７３の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ６２〜Ｓ７３の処理が終了すると、ステップＳ７４に移行する。
【００９０】
ステップＳ７４においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ７４）、狭窄状態推定処理Ｄは終了する。狭窄状態推定処理Ｄの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。
【００９１】
狭窄状態推定処理Ｄでは、正面の動態画像における気管・気管支領域の左右方向の狭窄状態を表す径及び奥行き方向の狭窄状態を表す濃度の双方を使って狭窄状態を推定するので、狭窄の有無だけでなく、疾患を推定することができる。なお、上記狭窄状態推定処理Ｄでは、先に気管・気管支領域の濃度の変化率に基づいて推定を行ったが、先に径の変化率に基づいて推定を行ってもよい。
【００９２】
＜正面及び側面の動態画像から狭窄状態を推定＞
撮影用コンソール２から受信した動態画像が正面及び側面の動態画像である場合、制御部３１は、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９に示す狭窄状態推定処理Ｅ、又は図１０に示す狭窄状態推定処理Ｆを実行する。いずれの処理を実行するかは、ユーザーが操作部３３の操作により選択することができる。
【００９３】
まず、図９を参照して狭窄状態推定処理Ｅについて説明する。
まず、正面及び側面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ８１）。
ステップＳ８１の処理は、図５のステップＳ１１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
なお、肋骨の位置情報に基づいて、正面の動態画像と側面の動態画像の対応するフレーム画像に（同じタイミングで撮影されたフレーム画像又は呼吸位相が最も近いフレーム画像）おける推定対象の気管・気管支領域の位置合わせを行う。
【００９４】
次いで、側面の動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ８２）。ステップＳ８２の処理は、図５のステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００９５】
次いで、側面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ８３）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
【００９６】
側面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ８３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ８４）、ステップＳ９４に移行する。
側面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ８３；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ８５）、ステップＳ８６に移行する。
【００９７】
ステップＳ８６においては、側面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、側面の気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ８６）。ステップＳ８６の処理は、図５のステップＳ１６で説明したものと同様であるので説明を援用する。
側面の気管・気管支領域の径が拡大したと判断した場合（ステップＳ８６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ８７）、ステップＳ９４に移行する。
【００９８】
側面の気管・気管支領域の径が縮小したと判断した場合（ステップＳ８６；ＮＯ）、正面の動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ８８）。ステップＳ８８の処理は、図５のステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００９９】
次いで、正面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、正面の気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ８９）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
【０１００】
正面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ８９；ＮＯ）、動的気道虚脱と推定され（ステップＳ９０）、ステップＳ９４に移行する。
正面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ８９；ＹＥＳ）、正面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ９１）。ステップＳ９１の処理は、図５のステップＳ１６で説明したものと同様であるので説明を援用する。
正面の気管・気管支領域の径が拡大したと判断された場合（ステップＳ９１；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Crescent type）と推定され（ステップＳ９２）、ステップＳ９４に移行する。
正面の気管・気管支領域の径が縮小したと判断された場合（ステップＳ９１；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Circumferential type）と推定され（ステップＳ９３）、ステップＳ９４に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ８２〜ステップＳ９３の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ８２〜Ｓ９３の処理が終了すると、ステップＳ９４に移行する。
【０１０１】
ステップＳ９４においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ９４）、狭窄状態推定処理Ｅは終了する。狭窄状態推定処理Ｅの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。
なお、上記狭窄状態推定処理Ｅは、正面と側面を入れ替えて、径を濃度に置き換えても、同様に狭窄の有無及び疾患を推定することができる。
【０１０２】
次に、図１０を参照して狭窄状態推定処理Ｆについて説明する。
まず、正面及び側面の動態画像の各フレーム画像から気管・気管支領域が抽出される（ステップＳ１０１）。
ステップＳ１０１の処理は、図５のステップＳ１１で説明したものと同様であるので説明を援用する。
なお、肋骨の位置情報に基づいて、正面の動態画像と側面の動態画像の対応するフレーム画像（同じタイミングで撮影されたフレーム画像又は呼吸位相が最も近いフレーム画像）における推定対象の気管・気管支領域の位置合わせを行う。
【０１０３】
次いで、正面及び側面の動態画像の各フレーム画像の気管・気管支領域において、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量として、気管・気管支領域の径が測定される（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理は、図５のステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【０１０４】
次いで、正面及び側面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の断面積の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ３以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０３）。
気管・気管支領域の断面を楕円と仮定すると、気管・気管支領域の断面積は「短軸半径×長軸半径×π」となる。すなわち、（正面の径÷２）×（側面の径÷２）×πを算出することで、断面積を算出することができる。
気管・気管支領域の断面積の変化率は、（式１）のＤｍａｘを最大断面積、Ｄｍａｘを最小断面積に置き換えることにより算出することができる。
また、一般的な診断では、気管（気管支）の断面積が５０％以上変化した場合、狭窄あり（異常）と判断するため、閾値ＴＨ３は５０％とすることが好ましい。
【０１０５】
気管・気管支領域の断面積の変化率が予め定められた閾値ＴＨ３未満であると判断された場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、狭窄なしと推定され（ステップＳ１０４）、ステップＳ１１３に移行する。
気管・気管支領域の断面積の変化率が予め定められた閾値ＴＨ３以上であると判断された場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、狭窄ありと推定され（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に移行する。
【０１０６】
ステップＳ１０６においては、側面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、側面の気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の処理は、図５のステップＳ１６で説明したものと同様であるので説明を援用する。
側面の気管・気管支領域の径が拡大したと判断した場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Saber-sheath type）であると推定され（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１３に移行する。
【０１０７】
側面の気管・気管支領域の径が縮小したと判断した場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、正面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径に基づいて、気管・気管支領域の径の変化率が算出され、予め定められた閾値ＴＨ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０８）。
気管・気管支領域の径の変化率は、（式１）により算出することができる。
【０１０８】
正面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１未満であると判断された場合（ステップＳ１０８；ＮＯ）、動的気道虚脱と推定され（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１３に移行する。
正面の気管・気管支領域の径の変化率が予め定められた閾値ＴＨ１以上であると判断された場合（ステップＳ１０８；ＹＥＳ）、正面の動態画像の各フレーム画像から算出された気管・気管支領域の径の時間変化に基づいて、気管・気管支領域の径が拡大したか縮小したかが判断される（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の処理は、図５のステップＳ１６で説明したものと同様であるので説明を援用する。
正面の気管・気管支領域の径が拡大したと判断された場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、気管・気管支軟化症（Crescent type）と推定され（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１３に移行する。
正面の気管・気管支領域の径が縮小したと判断された場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）、気管・気管支軟化症（Circumferential type）と推定され（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１３に移行する。
なお、推定対象の気管・気管支領域が複数抽出されている場合は、領域ごとに、ステップＳ１０２〜ステップＳ１１２の処理が実行され、全ての領域についてステップＳ１０２〜Ｓ１１２の処理が終了すると、ステップＳ１１３に移行する。
【０１０９】
ステップＳ１１３においては、狭窄の有無と疾患の推定結果が表示部３４に表示され（ステップＳ１１３）、狭窄状態推定処理Ｆは終了する。狭窄状態推定処理Ｆの終了後、測定された気管・気管支の狭窄率、狭窄の有無、及び疾患の推定結果が動態画像に対応付けて記憶部３２に記憶される。
【０１１０】
上記狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆにおいて、径を算出したり、径に基づいて判断を行ったりした箇所は、面積に置き換えて処理を行うことが可能である。
【０１１１】
上述のステップＳ１９、Ｓ４４、Ｓ５９、Ｓ７４、Ｓ９４、Ｓ１１３において、狭窄状態の有無と疾患の推定結果を表示部３４に表示する際には、制御部３１は、併せて以下の狭窄状態を示す情報を表示することとしてもよい。
【０１１２】
例えば、図１１に示すように、気管・気管支領域の狭窄状態の変化率の時間変化を表すグラフを生成して、表示部３４に表示することとしてもよい。ここで、狭窄状態の変化率は、以下の（式２）により算出することができる。パラメーター値は、推定に用いたパラメーター（気管・気管支領域の径（面積）又は濃度、すなわち狭窄状態を表す特徴量）の値である。
狭窄状態の変化率＝（ｎフレーム目のパラメーター値−１フレーム目のパラメーター値）／１フレーム目のパラメーター値  ・・・（式２）
または、パラメーター値の時間変化を表すグラフを表示部３４に表示してもよい。その際、呼気位相がどこであるかを示す表示をすることが好ましい。呼気位相の区間は、肺野面積が最大から最小になるまでのフレーム画像の区間として特定することができる。これにより、気管・気管支の状態の時間変化をユーザーが把握することが可能となる。
【０１１３】
また、図１２に示すように、狭窄状態の推定に用いた気管・気管支の位置を可視化して表示することとしてもよい。例えば、狭窄状態の推定に用いた気管・気管支領域の位置を代表フレーム画像において色を付けて表示することとしてもよい。また、図１３に示すように、狭窄状態を推定した気管・気管支の部位名、狭窄率を一覧表示してもよい。これにより、狭窄状態を推定した気管・気管支の位置及びそれぞれの狭窄の程度をユーザーが容易に把握することが可能となる。また、狭窄率と併せて、または狭窄率に代えて、径（面積）や濃度の変化量（最大変化量）を表示することとしてもよい。径（面積）や濃度の変化量（最大変化量）を表示する際には、径（面積、濃度）が拡大（増加）している場合は正の符号を付し、径（面積、濃度）が縮小（減少）している場合は負の符号を付して表すことが好ましい。
【０１１４】
また、図１４に示すように、過去に測定した狭窄率と患者数の関係を示すヒストグラムを作成し、今回動態画像から算出した狭窄率（被検者の狭窄率）の位置（図１４において患者Ａで示す）を作成したヒストグラム上に表示してもよい。これにより、被検者の狭窄率を過去のデータと比較して、狭窄の重症度を把握することができる。ヒストグラム上に、正常・異常を分ける閾値を表示してもよい。なお、狭窄率を、気管・気管支領域の径（面積）や濃度の変化率に置き換えてもよい。
【０１１５】
また、図１５に示すように、過去に測定した正面と側面の気管・気管支領域の径（図１５、図１６において気道径と表記）の変化率の散布図を作成し、今回動態画像から算出した被検者の正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率の位置を散布図上にプロットして（図１５において患者Ａで示す）表示してもよい。これにより、被検者の気管・気管支領域の径の変化率を過去のデータと比較して、被検者の気管・気管支の狭窄の重症度を把握することが可能となる。なお、気管・気管支領域の径を気管・気管支領域の面積や濃度に置き換えてもよい。
【０１１６】
また、図１６に示すように、正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率による正常及び疾患の分類図を作成し、今回動態画像から算出した被検者の正面と側面の気管・気管支領域の径の変化率の位置を作成した分類図上にプロットして（図１６において患者Ａで示す）表示してもよい。これにより、被検者の気管・気管支の狭窄状態や疾患名を容易に推定することができる。なお、気管・気管支領域の径を気管・気管支領域の面積や濃度に置き換えてもよい。
【０１１７】
以上説明したように、診断用コンソール３の制御部３１は、気管・気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた二次元画像からなる動態画像を解析して、気管・気管支の狭窄状態を表す特徴量を測定し、測定結果に基づいて、気管・気管支の狭窄状態を推定する。
したがって、４ＤＣＴ検査のように被ばく量が多くコストも高い検査を行うことなく、より簡易的な検査手法により、気管・気管支の狭窄状態を推定することが可能となる。
【０１１８】
例えば、制御部３１は、動態画像における気管・気管支領域の径、面積、濃度の少なくとも一つの測定結果に基づいて、気管・気管支の狭窄状態を推定する。したがって、動態画像から測定した、気管・気管支領域の径、面積、濃度の少なくとも一つから気管・気管支の狭窄状態を推定することが可能となる。
【０１１９】
また、制御部３１は、さらに、気管及び／又は気管支の疾患を推定するので、気管及び／気管支の疾患をユーザーが認識することが可能となる。その結果、疾患に合った適切な治療を行うことが可能となる。
例えば、動態画像が１方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像である場合、制御部３１は、動態画像から気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積、及び濃度を測定することにより気管及び／又は気管支の疾患を推定することができる。
また、例えば、動態画像が、例えば、異なる２方向から気管及び／又は気管支を含む被写体を動態撮影することにより得られた画像である場合、制御部３１は、２方向から撮影した動態画像の双方から、気管領域及び／又は気管支領域の径又は面積を測定するか、又は濃度を測定することにより気管及び／又は気管支の疾患を推定することができる。２方向から撮影された動態画像が被写体を正面及び側面の２方向から撮影した画像である場合、精度よく気管及び／又は気管支の疾患を推定することができる。
気管及び／又は気管支の疾患がわかることで、疾患に合った適切な治療を行うことが可能となる。
【０１２０】
また、制御部３１は、呼気位を含むタイミングで撮影された動態画像から気管及び／又は気管支の狭窄状態を推定することで、狭窄状態を精度よく推定することが可能となる。
【０１２１】
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、正面及び／又は側面の撮影方向の動態画像を用いて狭窄状態の推定を行う場合を例にとり説明したが、斜位方向の動態画像を加えて狭窄状態の推定を行ってもよい。これにより、変則的な縮まり方など、より情報量を増やして推定することができるので、精度よく推定を行うことが可能となる。
【０１２２】
また、上記実施形態においては、図５から図１０の狭窄状態推定処理Ａ〜Ｆのフローのいずれかを用いて狭窄状態や疾患を推定する例を示したが、これに限定されず、例えば、図１６に示す分類図を予め記憶部３２に記憶しておき、今回動態画像から算出した被検者の正面と側面の気道径（または、面積、濃度）の変化率の位置（１方向の場合は気道径（又は面積）及び濃度）を分類図上にプロットすることにより被検者の狭窄状態や疾患を推定することとしてもよい。
【０１２３】
また、上記実施形態においては、胸部の動態画像から気管・気管支の狭窄状態や疾患を推定する場合を例にとり説明したが、気管・気管支を含む被写体が撮影された画像であれば特に限定されない。また、気管・気管支を含む被写体を呼吸サイクルよりも短い時間間隔で連続的に撮影することにより得られた複数の静止画像を用いてもよい。
【０１２４】
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。
【０１２５】
その他、画像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】
【０１２６】
１００  画像解析システム
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】
2020168176.tif 000003
【図２】
2020168176.tif 000004
【図３】
2020168176.tif 000005
【図４】
2020168176.tif 000006
【図５】
2020168176.tif 000007
【図６】
2020168176.tif 000008
【図７】
2020168176.tif 000009
【図８】
2020168176.tif 000010
【図９】
2020168176.tif 000011
【図１０】
2020168176.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020168176.tif 000014
【図１３】
2020168176.tif 000015
【図１４】
2020168176.tif 000016
【図１５】
2020168176.tif 000017
【図１６】
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