(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に変動を繰り返す同一撮像部位を経時的に撮像した複数の画像を表示する動画像表示方法であって、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する算出工程と、時系列にならべた前記数値から各画像を複数のグループに分類する分類工程と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える工程と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する工程とを有することを特徴とする動画像表示方法。
【請求項２】
前記撮像部位が胸部である場合に、肺野の面積又は高さを前記算出工程における数値とすることを特徴とする請求項１に記載の動画像表示方法。
【請求項３】
前記撮像部位が関節部である場合に、屈折角を前記算出工程における数値とすることを特徴とする請求項１に記載の動画像表示方法。
【請求項４】
前記分類工程において、前記数値列における数値が増加している系列の画像と、数値が減少している系列の画像の２グループに分類することを特徴とする請求項に記載の動画像表示方法。
【請求項５】
前記動画像表示工程において、画像の表示速度を各グループごとに変更可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の動画像表示方法。
【請求項６】
前記動画像表示工程において、各グループごとに前記動画像を構成する画像の表示倍率を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の動画像表示方法。
【請求項７】
前記画像は、放射線撮影により得られたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の動画像表示方法。
【請求項８】
少周期的に変動を繰り返す同一撮像部位を経時的に撮像した複数の画像を表示するためにコンピュータを、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像を複数のグループに分類する手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段として機能させるためのプログラム。
【請求項９】
周期的に変動を繰り返す同一撮像部位を経時的に撮像した複数の画像を表示するためにコンピュータを、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像を複数のグループに分類する手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段として機能させるためのプログラムを記憶したコピュータ読み取り可能なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
周期的に変動を繰り返す同一撮像部位を経時的に撮像した複数の画像を表示するため動画像表示装置であって、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像を複数のグループに分類する手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段とを有することを特徴とする動画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
動画像表示方法、プログラム、コンピュータ可読記憶媒体、及び動画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては大面積の半導体イメージセンサを使用し、被写体（対象物）の放射線画像を撮影するシステムが開発されている。このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して、極めて広範囲の放射線露出域に渡って画像を記録できるという実用的な利点を有している。即ち、極めて広範囲のダイナミックレンジのＸ線を、光電変換手段を用いて電気信号として読み取り、この電気信号をさらにディジタル信号に変換する。このディジタル信号を処理して、写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に、可視像として放射線画像を出力することにより、放射線露光量がある程度変動しても良好な放射線画像が得られる。
【０００３】
半導体イメージセンサを使用した撮影では、従来の静止画像を中心とした画像診断に代わって、呼吸を伴いながら肺を撮影する呼吸動態撮影が新たな病理情報を提供するものとして期待されている。この呼吸動態撮影とは、肺を十分に膨らませた状態から肺を十分に縮ませた状態までの画像を動画像として撮影することを意味しており、好適には肺の膨張期及び収縮期からなる呼吸の１周期を動画像として撮影するのがよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
呼吸を伴った撮影は、息を止めた静止画像とは異なり、連続で取り込まれる動画像中に呼吸サイクルを正確に位相を合わせて（たとえば、吸気から始まって呼気で終了するように）データ収集するのは難しい。撮影開始と同時に息を吸い始めるように患者に指示をしても、患者に依存した遅延が発生するからである。特に高齢者や体力の低下した患者は瞬発力が低下しているため、この遅延はいっそう顕著となる。このように撮影された画像を医師が診断する際、患者によって動画表示開始時の呼吸位相が異なっていると、診断方法が定まらず、診断に時間を要することが考えられる。
【０００５】
この開始時の位相ばらつきを無くすために、呼吸を観測するセンサを使用して撮影の開始及び停止のタイミング制御することもできるが、患者に器具を取り付ける必要があり、撮影が煩雑になる。
【０００６】
また、胸部の静止画撮影は、従来、正面と側面との組合せで撮影されることが多く、胸部の動態撮影においても、正面からの呼吸動画像と、側面からの呼吸動画像とを撮影することで、病気診断（画像診断）の精度が向上すると考えられる。
【０００７】
ここで、静止画撮影においては、正面画像と側面画像とは別々の時間に撮影され、診断の際に正面画像と側面画像とが横に並べられた状態で観察される。静止画像の場合、それぞれ吸気の状態で撮影が行われるため、正面画像と側面画像とは呼吸サイクル中での位相が一致している。しかし、動画像においては、正側面画像を並べて、単に収集した順序で動画像表示すると、前述の理由により正側面画像の位相が一致していない場合があり、診断する際に正面画像と側面画像との対応が取りにくいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上述のような問題を解消することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し目的を達成するための第１の発明は、周期的に変動を繰り返す同一対象物の同一領域を経時的に撮像した複数の画像を表示する動画像表示方法であって、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する解析工程と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像がいずれの周期に属するかを決定する工程と、前記数値列に基づき前記周期内の各画像を複数のグループに分類する分類工程と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える工程と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する工程とを有することを特徴とする動画像表示方法。
【００１０】
第２の発明は、周期的に変動を繰り返す同一対象物の同一領域を経時的に撮像した複数の画像を表示するためにコンピュータを、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する解析手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像がいずれの周期に属するかを決定する手段と、前記数値列に基づき前記周期内の各画像を複数のグループに分類する分類手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段として機能させるためのプログラム。
【００１１】
第３の発明は、周期的に変動を繰り返す同一対象物の同一領域を経時的に撮像した複数の画像を表示するためにコンピュータを、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する解析手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像がいずれの周期に属するかを決定する手段と、前記数値列に基づき前記周期内の各画像を複数のグループに分類する分類手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段として機能させるためのプログラムを記憶したコピュータ読み取り可能なコンピュータ可読記憶媒体。
【００１２】
第４の発明は、周期的に変動を繰り返す同一対象物の同一領域を経時的に撮像した複数の画像を表示するため動画像表示装置であって、前記変動に従い相違する数値を前記画像毎に算出する解析手段と、時系列にならべた前記数値から前記複数の画像がいずれの周期に属するかを決定する手段と、前記数値列に基づき前記周期内の各画像を複数のグループに分類する分類手段と、同一グループに属する全画像を前記数値の大きさの順に並び替える手段と、並び替えた画像を順次にグループ毎に表示する手段とを有することを特徴とする動画像表示装置。
【００２３】
本発明の他の目的、特徴及び優位性は、添付図面を参照してなされた後述の説明から明らかにされる。尚、当該図面において、同一又は類似の符号は複数の図面を通して同一又は類似の構成要素を表す。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を、添付図面（図１乃至１６）を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
１は本実施形態に係るシステムの構成を示す。図１において、４はアモルファス半導体と蛍光スクリーンとから構成される２次元センサで、その画素サイズは１６０μ×１６０μ、その画素数は２６８８ｘ２６８８である。センサ４は、ここでは、立位撮影用として用いられ、スタンド５に取り付けられている。
【００２６】
Ｘ線管球２は、天井懸垂手段３で天井に支持され、患者（被写体又は対象物ともいう）の体格に合わせて移動可能になっている。Ｘ線管球２から曝射されたＸ線は患者を透過してセンサ４に到達する。Ｘ線は蛍光スクリーンで可視光に変換され、当該可視光はアモルファス半導体を用いて画像データに変換される。撮影のタイミングは、撮影技師などにより撮影指示手段９から指示される。当該指示に基づいて、システム制御手段８がＸ線制御手段２及びセンサ駆動手段１１を制御することにより、Ｘ線画像が取得される。
【００２７】
患者の呼吸サイクルは、吸気モードと呼気モードとから構成される。吸気モードとは、患者が息を吸い込んでいくモードであり、それに連れて胸郭中での肺野の領域が大きくなり、横隔膜が押し下げられる。呼気モードとは、患者が息を吐出していくモードであり、それに連れて肺野の領域が小さくなり、横隔膜が上がってくる。
【００２８】
呼吸サイクルとは１回ずつの呼気モードと吸気モードとが含まれる呼吸運動の１周期を言うが、技術的課題として上述したように、撮影技師等の操作者による撮影指示手段９からの指示に基づくＸ線の曝射期間中に、呼吸サイクルを１回正確に収めるのは難しい。図２にこのような撮影の例を示す。図２において、横軸は時間、縦軸は肺野面積あるいは肺尖から横隔膜までの距離（肺野高さ）を示す。技師による撮影指示手段９からの指示に基づき実際にＸ線が曝射された撮影区間中には、患者の呼気モードの末期、吸気モードの全期間、呼気モードの全期間、及び吸気モードの初期が含まれている。
【００２９】
このように、撮影の際に技師が患者に対して、呼吸サイクルに関する指示を行っても、単に息を止める指示とは異なり、指示通りに患者に呼吸を行わせることは難しい。
【００３０】
本実施形態では、１秒間に３回のＸ線パルスが曝射され、そのパルスＸ線に対応する画像が取り込まれるように構成しているため、吸気モード５秒間、呼気モード５秒間、計１０秒の呼吸サイクルを撮影する場合、得られる画像数は３０枚となる。
【００３１】
撮影された画像は、センサ駆動手段１１を介して画像処理手段１２に送信される。画像処理手段１２は画像を解析することにより、収集された画像の並べ替えを行い、画像保存手段１３は並べ替えられた画像を保存する。例えば、画像処理手段１２はコンピュータを含んで構成され、画像保存手段１３は当該コンピュータのメモリあるいは磁気ディスクから構成される。
【００３２】
保存された画像は、操作者によって操作される不図示の指示手段からの指示に基づき、画像表示手段１４により順次動画表示される。上記の各手段はシステムバス７を介してシステム制御手段８に接続されている。システム制御手段８は上述の各手段の駆動のタイミングやデータの流れ等の制御を行う。システム制御手段８はコンピュータプログラムに従って動作するコンピュータで構成することができる。
【００３３】
画像処理手段１２により実行される画像処理の工程を図３を用いて説明する。図２に示されるような呼吸サイクルを含む期間にわたり、画像が約３０枚（以下Ｎ枚とする）撮影されたとすると、Ｎ枚の画像が画像処理手段１２に入力される（工程３１）。それぞれの画像に対して肺野領域抽出処理が実行される（工程３２）。
【００３４】
肺野領域抽出工程３２では、胸部正面画像中から肺野の領域が抽出される。図４に典型的な胸部正面画像のヒストグラムを示す。ヒストグラムは３つの山から構成される。それぞれの山は、図８に示されるような、肺野領域８１、Ｘ線素抜け領域８２およびその他の領域８３（縦隔部、心臓、横隔膜下領域等）に対応する。肺野の領域を特定するには、図４に示される閾値１と閾値２との間の画素値か否かで画像を２値化すればよい。
【００３５】
図５に図４に示したヒストグラムに対する累積ヒストグラム、及び累積ヒストグラムを直線回帰した際の直線を示す。経験的に累積ヒストグラムとその回帰直線とが交わる交点の画素値が閾値１を示す。具体的には、図６に示すように、累積ヒストグラムとその回帰直線との誤差（差分）を計算し、当該誤差がゼロクロスする点が閾値１を示す。
【００３６】
以上により、閾値１が求まったので、閾値１以上の画素値を示す領域を画像から除外して、残った領域のヒストグラムを計算すると、図７のヒストグラムが計算できる。図示は省略するが、図７のヒストグラムの累積ヒストグラムと、その回帰直線との差分を計算し、当該差分がゼロクロスする点を求めると、その点の画素値が概ね閾値２に対応する。閾値１と閾値２との間の画素値を１、それ以外の画素値を０にするように胸部の入力画像を２値化すると、肺野領域を抽出できる。この２値画像を肺野２値画像と呼ぶ。
【００３７】
次に、肺野２値画像の画素値が１の画素数を計算することによって肺野面積Ｓを計算する（工程３３）。次いで、肺野２値画像の縦方向のプロジェクションを計算し、当該プロジェクションに基づいて右肺及び左肺の左右方向の範囲を決定する。更に、右肺２値画像、左肺２値画像それぞれの横方向のプロジェクションを計算することにより、各プロジェクションの縦方向の長さとして、右肺高さＨＲ、左肺高さＨＬを得る（工程３４）。
【００３８】
入力されたＮ枚の画像に対して計算された肺野面積Ｓ、右肺高さＨＲ、左肺高さＨＬのいずれか１つをグラフ化することにより、図２に示されるような波形を得ることができる（工程３５）。グラフ化の際には、計算された点を直線で接続する他に、スプライン関数で補間することができる。続いて、時間とともに肺野面積Ｓ等が増加する区間を吸気モード期間、減少する区間を呼気モード期間と定義して、各画像がどちらの期間に属するかを判断し、認定する（工程３６）。ここで、画像処理手段１２は、各画像について認定されたモードの区別、および各画像について計算された肺野面積もしくは肺野高さを、各画像の位相情報として、各画像と対応させて、画像処理手段１２内のメモリ又は画像保存手段１３に記憶する。当該位相情報は、例えば、動画像データのヘッダ情報の一部として記憶される。尚、ここで、位相とは、被写体の少なくとも一部の領域の一連の動態において動態の過程がどの段階にあるかを示す情報である。
【００３９】
次に、各画像について認定されたモードの区別、および各画像について計算された肺野面積もしくは肺野高さ（位相情報）を使用して、各画像の並べ替えを行う（工程３７）。具体的には、例えば、画像を吸気モードと呼気モードとに分類し、吸気モードであれば肺野面積が小さいものから大きなものになるように画像を並べ替え、呼気モードであれば肺野面積が大きなものから小さなものになるように画像を並べ替える。最後に吸気モード、呼気モードの順にＮ枚の画像を並べると完了する。その後、並べ替えられた画像は、操作者（技師又は医師等）の操作に応じて、又は自動的に、画像表示手段１４に動画として表示される。
【００４０】
以上の例では、肺野面積を使用した並べ替えについて説明したが、両肺もしくはいずれかの片肺の肺野高さ、又は片肺の肺野高さのいずれか高いほうを使用して画像を並べ替えることも可能である。また、上記の例ではＮ枚の画像を吸気、呼気の順に並べたが、呼気、吸気の順に並べてもよい。
【００４１】
以上のような構成により、呼吸サイクルの任意の位相から画像データ収集を開始しても、呼吸サイクルにおける位相に基づいて画像を並べ替えることにより、撮影開始タイミングに依存した呼吸サイクルの位相の相違が緩和された呼吸動画像（呼吸動態画像）を提供することができる。このような呼吸動態画像は医師にとって診断し易く、よって診断時間を短縮することが可能になる。
【００４２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の構成を、胸部正側面動画像に適用した例を説明する。第１の実施形態の構成を利用して、図９のフローチャートに示されるように、胸部正面画像を対象にした、正面動画像の入力（工程９１）、肺野抽出に基づく位相解析（工程９２）、及び位相合わせのための並べ替え（工程９３）が実行される。側面画像に対しても同様に、側面動画像の入力（工程９４）、肺野抽出に基づく位相解析（工程９５）、及び位相合わせのための並べ替え（工程９６）が実行される。並べ替えの際には、正面画像に対して呼気、吸気の順に並べ替えたのであれば、側面画像に対して同様に呼気、吸気の順に並べ替えが行われる。正面動画像及び側面動画像の並べ替えが完了すると動画表示を行う（又は、動画表示が可能な状態になる。工程９７）。
【００４３】
図１０に表示手段上に表示された動画像画面の例を示す。左側に正面画像の動画表示用のウィンドウが用意され、右側に側面画像の動画表示用のウィンドウが用意されている。不図示のユーザインターフェースを用いて動画表示の開始が指示されると、正面及び側面の動画を形成する各フレームが順次位相を合わせて切り替え表示される。
【００４４】
表示の際に注意すべき点は、正面画像と側面画像との間で呼気モード、吸気モードに対応する画像の枚数が異なる場合があることである。前述したように、正面画像と側面画像とは異なる時間に撮影されており、しかも、撮影の際の患者の呼吸の仕方によって、呼気モードの撮影時間幅と吸気モードの撮影時間幅とが異なることが容易に想像される。例を示すと、
▲１▼正面の吸気モード画像１７枚
▲２▼正面の呼気モード画像１３枚
▲３▼側面の吸気モード画像１５枚
▲４▼側面の呼気モード画像１５枚
のようになる。撮影時間は、正面、側面いずれも１０秒間であるが、表示時間は任意に設定できる。医師が診断する際、概略を把握する場合には５秒表示、詳細を観察する場合には２０秒表示などと表示時間を選択することができる。５秒表示を選択した場合、上記の正面側面画像をそれぞれ５秒で表示すると、正面は吸気モードであるが側面は呼気モードに移行している状態が表示される。これでは医師が診断する際に、正面と側面の画像を並べて表示することの目的を適切に達成することはできない。
【００４５】
そこで、表示時間を５秒に設定した際に吸気モードの時間をその半分の２．５秒、呼気モードの時間も同様に２．５秒とすることにすれば正面、側面画像の位相関係で不一致がおきない。具体的には、正面の吸気モード画像１７枚を２．５秒で表示しようとすれば、吸気モードの動画のフレームレートは、１７／２．５ｆｐｓとなり、正面の呼気モード画像１３枚を２．５秒で表示すると呼気モードの動画のフレームレートは１３／２．５ｆｐｓとなる。側面画像は、吸気、呼気モードともに表示のフレームレートは、１５／２．５ｆｐｓとなる。
【００４６】
上述の例では、表示時間を５秒とした際に、呼気モードと吸気モードの表示時間を均等に配分したが、必ずしも均等にする必要はなく、吸気モードをゆっくり観察して呼気モードを短く観察することが診断学的に意味がある場合には、配分比率を変更することも可能である。また、病気の種類によって配分比率を設定しておき、不図示の診断レポート入力手段からの病気情報に基づいて配分比率を選択するように構成してもよい。
【００４７】
以上、胸部の呼吸画像を例にして説明したが、胸部呼吸画像に限定されるものではなく、左右の乳房のＸ線動画像に対しても適用可能である。従来、Ｘ線乳房画像は静止画像で撮影され観察されてきたが、近年の半導体センサの発達により、動画像を撮影することも可能になった。乳房の動画像は、例えば、それぞれの乳房に対して圧迫板を移動させることにより、乳房を回転させるようにして撮影することによって得られる。このような動画像により、石灰化および腫溜の立体的構造を視覚化することができ、病変に対する良性・悪性の判定を容易にすることが可能になる。
【００４８】
左右の乳房画像を同期して表示することは、以下の点で意味がある。人体の構造および組織は左右対称に形成されている場合が多々ある。例えば、左右の肺、左右の眼底像、左右の乳房の乳腺および脂肪分布などがある。診断の際に、左右画像（左右乳房画像等）のアンバランス（非対称性等）に基づき異常を検出または認識しやすくすることが経験的に行われている。上述の例で、圧迫板の移動により乳房を回転（ロール）させながら画像を撮影する際、この回転による乳房へのＸ線入射方向を左右乳房間で実質的に同一（すなわち、左右対称）にすることにより、組織の見え方を同様にすれば、左右乳房間の差（病変等）の検出または認識を容易にすることができる。
【００４９】
また、上記の例では、同一の被写体又は左右一対の被写体について、同時期に撮影された複数の動画像を、位相を合わせて表示する場合を説明したが、同時期に撮影されたものには限定されない。例えば、静止画によるスクリーニング観察の際に過去画像との比較が通常行われており、動画像によるスクリーニング又は経過観察を行う場合には、過去に撮影された動画像と、現在撮影された動画像とを、位相を合わせて表示することが望ましい。前述したように位相を検出し、位相に基づいて画像の並べ替えを行うことにより、位相を合わせた表示が可能になる。また、過去及び現在の動画を構成する画像（フレーム）の枚数、撮影時間、各画像の撮影間隔が異なる場合は、上述したように、並べ替えるだけでなく、動画を表示する際の画像切り替えタイミング（フレームレート等）の調整が必要になる。ここで、動画像を構成する各画像の位相情報に応じて、各画像の時間軸上における表示スケジュール（表示タイミングともいう）を決定することが肝要である。そして、上述の画像の並べ替えやフレームレートの調整等は、この決定に対応した実施態様の例に過ぎない。従って、例えば、メモリに記憶された画像を物理的に並べ替える代わりに、各画像の表示順序又は表示タイミング等の表示スケジュール情報を各画像に対応させて動画像データと共に記憶し、当該表示スケジュール情報に基づいて動画像を表示することもできる。
【００５０】
さらに、上記の例では、２つの動画像の位相合わせに限定して説明したが、２個に限定されるものではなく、例えば、さらに過去の動画像等をも含めて、３つ以上の動画像を位相合わせして表示するようにしてもよい。この場合、複数の動画像中から１つの動画像を選択し、その動画像を基準に他の動画像の位相を合わせることが行われる。例えば、現在の動画像を診断する場合には、現在の動画像を位相合わせの基準とすることが望ましい。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、胸部の正面画像と側面画像とを並べて動画表示する際、位相が概略一致しているため、医師による診断が容易になる。また、胸部の呼気及び吸気の表示時間を調整可能とすることにより、病気に合わせた表示が可能になる。胸部画像の他に、例えば、左右のＸ線乳房動態画像に適用しても、本来の乳腺や脂肪の分布の左右対称性を利用して、診断を容易化することが可能になる。
【００５２】
（第３の実施形態）
動態撮影は、腹式呼吸を行っている腹部、屈伸運動を行っている関節を含む腰や四肢等、運動中の部位などにも診断上有効である。例として、図１１に屈伸運動中の膝の動態撮影画像の例を示す。同図は、膝関節の伸びたＦ０の状態から、膝関節が徐々に曲がっていくＦ１０又はＦ１１までの状態を経て、逆に膝関節が徐々に伸びていき、膝関節が伸びきったＦ１９の状態までの動態撮影によって得られた全２０枚のフレームからなる動態画像を示している。膝の屈伸運動における位相の解析について以下に説明する。胸部動態の解析においては、肺野の面積等を特徴量として使用したが、膝の屈伸運動の位相解析においては異なる特徴量が導入される。このように位相解析には動態撮影の対象部位に応じて適当な特徴量が使用される。
【００５３】
膝の屈伸運動における特徴量には、大腿と下腿とがなす角度（屈折角）を使用する。当該角度を計算するアルゴリズム（フローチャート）の例を図１２を用いて説明する。まず、膝関節動態画像が画像処理手段１２に入力される（工程Ｐ１）。入力された動態画像の各フレームに対して２値化処理を行い、概略骨の存在領域を表わす２値画像を得る（工程Ｐ２）。２値化の際の閾値は、例えば、上述の方法（図５）と同様に、対象画像データの累積ヒストグラムとその近似直線との差分がゼロクロスする点から求めることができる。この閾値決定には、高い精度は必要ないが、放射線照射野の面積に対する被写体領域の面積等に依存した調整が必要となる場合がある。
【００５４】
次に、工程Ｐ２で得られた２値画像の重心を計算する（工程Ｐ３）。この重心は経験的に関節部分に配置されることがわかっている。重心の位置を図中に円環で示す。続いて、２値画像をモフォロジカルに細線化する（工程Ｐ４）。細線化した結果を図中のＰ４に示す。ついで、細線化画像を重心位置を境に上下方向に２分割する（工程Ｐ５）。２分割の様子を図中のＰ５に示す。最後に、上画像及び下画像の各々について細線化された骨部分を直線近似し、得られた２つの直線のなす角度（屈折角）を計算する（工程Ｐ６）。直線近似は次のように行う。
▲１▼上画像及び下画像の各々について、細線のＸ方向及びＹ方向各々の投影（プロジェクション）を計算する。
▲２▼各投影の端点を求める。
▲３▼上画像及び下画像の各々について、投影の端点から細線の端点を特定し、細線の両端点を通る直線を、骨を近似した直線とする。
【００５５】
このようにして得られた２本の骨（大腿骨及び頚骨）を近似する２直線のなす角度として、屈折角を計算することができる。
【００５６】
図１１のような入力画像に対して、それぞれ屈折角を計算すると、図１３のような屈折角グラフを得ることができる。屈折角の減少過程を屈曲過程、屈折角の増加過程を伸張過程と分類し、また、屈折角が比較的小さい領域（屈折角領域を特定する閾値は経験的にあらかじめ設定される）を曲げ部分と呼ぶことにする。このような解析結果（分類）を利用すれば、動態画像を表示する際、動態画像全部を表示するのではなく、屈曲過程（領域）、伸張過程（領域）、あるいは曲げ部分（領域）などの特定の位相領域のみを選択的に表示することが可能になり、診断に役立たせることができる。
【００５７】
また、上記のような解析結果を利用すると、動態画像中の特定の位相領域の表示速度を異ならせることが可能になる。たとえば、動態画像全体を撮影時の時間スケールのまま表示するのではなく、たとえば、曲げ部分の位相領域についてのみ二分の一の速度で再生すれば、画像表示に要する時間を極端に長くすることなく、当該位相領域の観察を容易にすることができる。
【００５８】
また、他の表示速度の制御例としては、上述の位相領域の分類毎の表示速度制度のほかに、屈折角の変化率に注目して制御することも有効である。具体的には、図１３に示した屈折角の変化率に依存して表示速度を変更することができる。例えば、表示速度を屈折角の変化率に反比例させれば、医師は屈折角の変化率が一定の動態画像を観察することができる。傾向としては、屈折角変化率が大きな部分では画像の切り替え速度を遅くし、屈折角変化率が小さい部分では画像の切り替え速度を速くすればよい。具体的には、動態画像の各フレーム間での屈折角の変化率をΔとしたとき、画像の表示間隔がＫ・Δmsec（ここでＫは定数）となるように表示速度を制御すればよい。
【００５９】
さらに、上記の解析結果を利用して、動態画像中の特定の位相領域（例えば注目対象の過程等）のみを拡大表示することも可能である。たとえば、図１４に示すように、曲げ部分に関しては関節部分を拡大表示することにより、動態画像全体を観察しながら、注目する位相領域の動態画像を詳細に観察することができる。拡大対象の領域は、画像データに応じて自動的に設定可能であるし、また、図示しないユーザインタフェースを使用して観察者により設定可能としてもよい。例えば、膝関節動態画像であれば、前述の重心計算の結果を利用して、関節部分を拡大対象領域として自動設定可能である。
【００６０】
（他の実施形態）
尚、本発明の目的は、実施形態１〜３のいずれかの装置又はシステムの機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置又はシステムに供給し、その装置又はシステムのコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００６１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が実施形態１〜３のいずれかの機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。
【００６２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００６３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、実施形態１〜３のいずれかの機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等を利用して実際の処理の一部又は全部が行われ、その処理によって実施形態１〜３のいずれかの機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００６４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施形態１〜３のいずれかの機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００６５】
このようなプログラム又は当該プログラムを格納した記憶媒体に本発明が適用される場合、当該プログラムは、例えば、上述の図３、９又は１２に示されるフローチャートに対応したプログラムコードから構成される。
【００６６】
図１５は、前記コンピュータ１０００の構成を示したものである。
【００６７】
コンピュータ１０００は、前記図１５に示されるように、ＣＰＵ１００１と、ＲＯＭ１００２と、ＲＡＭ１００３と、キーボード（ＫＢ）１００９に関する制御を行うキーボードコントローラ（ＫＢＣ）１００５と、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１０１０に関する制御を行うＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）１００６と、ハードディスク（ＨＤ）１０１１及びフロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）１０１２に関する制御を行うディスクコントローラ（ＤＫＣ）１００７と、ネットワーク１０２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）１００８とが、システムバス１００４を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
【００６８】
ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１に記憶されたソフトウェア、又はＦＤ１０１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス１００４に接続された各構成部を総括的に制御する。
【００６９】
すなわち、ＣＰＵ１００１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１、又はＦＤ１０１２から読み出して実行することで、上述した実施形態１〜３のいずれかの動作を実現するための制御を行う。
【００７０】
ＲＡＭ１００３は、ＣＰＵ１００１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ１００５は、ＫＢ１００９や不図示のポインティングデバイス等からの指示入力に関する制御を行う。ＣＲＴＣ１００６は、ＣＲＴ１０１０の表示に関する制御を行う。
【００７１】
ＤＫＣ１００７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び所定の処理プログラム等を記憶するＨＤ１０１１及びＦＤ１０１２へのアクセスに関する制御を行う。
【００７２】
ＮＩＣ１００８は、ネットワーク１０２０上の装置或いはシステムと、双方向にデータ等をやりとりする。
【００７３】
また、本発明が複数の機器（例えば、放射線発生装置、放射線撮影装置、画像処理装置、及びインターフェイス機器、等）から構成されるシステムにも、これらの機器の機能が一体化された単一の機器にも適用され得ることはいうまでもない。本発明が複数の機器からなるシステムに適用される場合、当該複数の機器は、例えば、電気的接続手段（通信手段等）、光学的接続手段（通信手段等）及び／又は機械的接続手段等を介して接続される。
【００７４】
更に、図１６のようなネットワーク（ＬＡＮ及び／又はＷＡＮ等）を介した画像診断支援システムに本発明を適用することもできる。図１６において、２０００は医療施設、２００１は医療施設２０００を訪れた患者に関する情報（例えば、カルテ情報、検査情報、会計情報、等）を管理するためのコンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含む病院情報システム（以下、ＨＩＳ）である。２００２は放射線科の情報管理を行うためのコンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含む放射線科情報システム（以下、ＲＩＳ）であって、例えば、後述の撮影システム２００３と連携して、ＨＩＳからの放射線撮影依頼情報の管理等を行うものである。
【００７５】
２００３は放射線撮影を行うための撮影システムである。撮影システム２００３は、例えば、患者の放射線撮影を行って画像データを出力する１つ以上の撮影装置２００４、並びに、ＲＩＳからの撮影依頼情報等に基づく当該放射線撮影の管理及び／又は放射線画像に対する画像処理等を行う撮影管理／画像処理サーバ２００５等から構成される。尚、撮影システム２００３又は撮影装置２００４は、例えば、上述の図１のシステムを含んで構成される。
【００７６】
２００６は撮影システム２００３からの画像データを、当該画像データの管理及び／又は画像診断等に必要な情報（付帯情報ともいう）とともに保管し、必要に応じて当該画像データ（及び付帯情報）を提供する機能等を有する画像保管通信システム（以下、ＰＡＣＳ）である。ＰＡＣＳ２００６は、例えば、コンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含むＰＡＣＳサーバ２００７と、当該画像データ及び付帯情報を記憶する画像記憶装置２００８とから構成される。
【００７７】
２００９は、撮影システム２００３及び／又はＰＡＣＳ２００６等と連携し、撮影システム２００３により得られた画像データを画像診断（診断医による読影）に供するため、診断医に対し当該画像データについての診断依頼情報を、自動的に、又は操作者（放射線技師等）の操作に基づいて送信するとともに、画像診断の進捗管理等を行うための診断依頼管理システムである。診断依頼管理システム２００９はコンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含んで構成される。
【００７８】
２０１０、２０１１は、診断医により利用される診断用端末（画像ビューア等）であって、例えば、診断依頼管理システム２００９からの診断依頼情報の受信、ＰＡＣＳ２００６からの画像データ及び付帯情報の取得、診断医による診断結果の入力、当該診断結果の情報及び／又は診断終了を示す情報の診断依頼管理システム２００９への送信、等の機能を有するコンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含んで構成される。
【００７９】
尚、以上の構成要素２００１〜２０１１はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０１２を介して接続されている。また、診断結果情報は、診断依頼管理システム２００９から、又は診断用端末２０１０、２０１１から直接に、病院情報システム２００１、放射線科情報システム２００２及びＰＡＣＳ２００６の少なくともいずれかに送信される。
【００８０】
ここで、診断依頼管理システム２００９からの診断の依頼先は医療施設２０００内には限られない。例えば、公衆回線又は専用回線を利用したＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して他の医療施設の診断医に診断を依頼することも可能である。図１６は、医療施設２０００と医療施設２０００´とがインターネット３０００を介して接続されている例を示している。ここでは、医療施設２０００´も医療施設２０００と同様の構成要素２００１´〜２０１２´を含むものとしているが、必ずしもそれには限定されない。医療施設２０００の診断依頼管理システム２００９は、例えば、インターネット３０００及び医療施設２０００´の診断依頼管理システム２００９´を介して、医療施設の２０００´に診断を依頼し、そこから診断結果を得ることができる。
【００８１】
また、上述のように、医療施設間で診断依頼情報、画像データ及び診断結果情報等を直接通信するシステムに代えて、診断仲介施設４０００を介したシステムを構成することもできる。この場合、例えば、医療施設２０００の診断依頼管理システム２００９は、インターネット３０００を介して、画像データを含む診断依頼情報を、診断仲介施設４０００に送信する。ここで、診断仲介施設４０００は、診断仲介サービス機関（診断仲介サービス会社等）の所有する施設であって、例えば、コンピュータ又はコンピュータ・ネットワーク等を含んで構成される仲介サーバ４００１と、必要なデータを記憶する記憶装置４００２とを含んで構成される。
【００８２】
仲介サーバ４００１は、医療施設２０００からの診断依頼情報に基づいて、診断に適した医療施設及び／又は診断医を選択する機能、当該医療施設及び／又は診断医に対して診断依頼情報を送信する機能、当該医療施設及び／又は診断医に対して診断に必要な画像データ等を提供する機能、当該医療施設及び／又は診断医から診断結果情報を取得する機能、医療施設２０００に対し診断結果情報その他の情報を提供する機能、等を有し、記憶装置４００２は診断依頼情報の他、これらの機能に必要なデータ、例えば、診断に適した医療施設及び／又は診断医を選択するために必要なデータ（例えば、医療施設及び／又は診断医のネットワークアドレス、診断可能分野、診断能力、スケジュール、等に関するデータ）を記憶する。このようなシステム構成により、医療施設２０００の診断依頼管理システム２００９は、インターネット３０００及び診断仲介施設４０００を介して、診断依頼情報に適した医療施設及び／又は診断医からの診断結果情報を受信することができる。
【００８３】
尚、医療施設２０００は、病院等の医療機関には限定されず、例えば、診断医の勤務する検診機関であってもよく、この場合、医療施設２０００は、例えば、構成要素２００３〜２０１２と同様の構成要素から構成される検診機関２０００´´（不図示）で置換され得る。また、医療施設２０００は、検査（放射線撮影等）のみが行われる検査機関であってもよく、この場合、医療施設２０００は、例えば、構成要素２００３〜２００９、及び２０１２と同様の構成要素から構成される検査機関２０００´´´（不図示）で置換され得る。
【００８４】
更に、医療施設２０００内の一部のシステム、装置、手段、又は機能（例えば、撮影システム２００３又は撮影装置２００４における画像処理手段１２又はその一部の機能）は、医療施設２０００内になく、例えば、インターネット３０００等を介して、他の施設における同様又は類似のシステム、装置、手段、又は機能により代替されるように構成されてもよい。
【００８５】
次に、医療施設２０００内の撮影システム２００３及び診断依頼管理システム２００９の行う処理の流れを説明する。まず、撮影システム２００３の処理の流れを図１７のフローチャートを用いて説明する。始めに、ステップＳ５００１において、撮影システムは、ＨＩＳ又はＲＩＳから送信された撮影依頼情報の有無を判断する。撮影依頼情報がある場合には、ステップＳ５００３に進み、撮影依頼情報がない場合には、ステップＳ５００２に進む。ステップＳ５００２では、撮影システム２００３に対する動作終了の指示があるか否かを判断する。撮影システム２００３は、動作終了指示がある場合には、動作を終了し、動作終了指示がない場合には、ステップＳ５００１へ戻って動作を継続する。ステップＳ５００３では、撮影依頼情報に基づき、上述の実施形態で説明したようにして撮影を実行する。
【００８６】
撮影を実行した後、１人の患者（被写体）に対して依頼されたすべての撮影が完了したか否かを判断する（ステップＳ５００４）。撮影が未完了の場合には、ステップＳ５００５において先の撮影により得られた放射線画像に対する画像処理を開始したのち、ステップＳ５００３に戻って撮影処理を続行する。このとき、当該画像処理は、上述の実施形態において説明したものであって、ステップＳ５００３の撮影処理と並行して実行される。当該患者に対するすべての撮影が完了した場合には、ステップＳ５００６へ処理を進める。
【００８７】
ステップＳ５００６においては、撮影によって得られた当該患者の全画像に対する画像処理が完了したか否かを判断する。全画像処理が完了している場合には、ステップＳ５００７に処理を進め、画像処理が未完了の場合には、ステップＳ５００６の判断を繰り返す。
【００８８】
ステップＳ５００７において、当該患者の画像処理後の全画像データの送信を開始する。ここでは、例えば、全画像データがＰＡＣＳ２００６に送信され、ＰＡＣＳ２００６に送信された画像データにアクセスするためのデータが診断依頼管理システム２００９に送信される。
【００８９】
次のステップＳ５００８では、上述のような画像データの送信が完了したか否かを判断する。送信が完了した場合には、ステップＳ５００２に進み、送信が未完了の場合には、ステップＳ５００８の判断を繰り返す。
【００９０】
続いて、診断依頼管理システム２００９の処理の流れを図１８のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ６００１において、診断依頼されるべき患者単位の放射線画像データの有無を判断する。この判断は、撮影システム２００３、他の医療施設２０００´、又は診断仲介施設４０００等から送信された患者単位の放射線画像データに関する情報、例えば上述のような、ＰＡＣＳに送信された画像データにアクセスするための情報等、に基づいて行われる。当該画像データがある場合には、ステップＳ６００２に処理を進め、当該画像データがない場合には、ステップＳ６００４に処理を進める。
【００９１】
ステップＳ６００２では、診断依頼対象画像の診断依頼先を決定するとともに、診断の進捗を管理するため、診断依頼先情報を含む、診断依頼関連情報を記憶手段に登録する。ここで、診断依頼先は、対象画像に関する情報、例えば、対象画像データのヘッダ情報等として対象画像に関連付けて記憶手段に記憶されている情報（例えば、患者の撮影対象部位、撮影方法、診断目的、疾患情報、診断医指定情報、等）等に基づいて決定される。尚、診断依頼先は、上述のように、他の医療施設２０００´又は診断仲介施設４０００等であってもよい。次に、ステップＳ６００３において、先に決定した診断依頼先へ、診断対象画像を特定するための情報又は診断対象画像データを含む診断依頼情報を送信する。
【００９２】
更に、ステップＳ６００４では、新規の診断レポートの有無を判断する。この判断は、例えば、診断用端末２０１０等、他の医療施設２０００´、又は診断仲介施設４０００等から受信した情報に基づいて行われる。新規の診断レポートがある場合には、ステップＳ６００６へ処理を進め、新規の診断レポートがない場合には、ステップＳ６００５へ処理を進める。ステップＳ６００５においては、診断依頼管理システム２００９への動作終了指示の有無が判断される。診断依頼管理システム２００９は、当該指示がある場合には、動作を終了し、当該指示がない場合には、ステップＳ６００１に戻って動作を継続する。
【００９３】
ステップＳ６００６では、診断進捗管理の一環として、診断レポート関連情報（入手日時、レポート内容等）を記憶手段に登録する。次いで、ステップＳ６００７では、ＨＩＳ２００１、ＲＩＳ２００２、ＰＡＣＳ２００６、及び診断依頼元（他の医療施設２０００´又は診断仲介施設４０００等を含む）のコンピュータ等のうちの所定の送信先に診断レポートを送信（転送）する。その後、診断依頼管理システム２００９は、前述のステップＳ６００５の判断へ処理を進める。
【００９４】
尚、診断依頼管理システム２００９は、上述の説明では、専用のコンピュータ等として構成されているが、それに限られず、ＨＩＳ２００１、ＲＩＳ２００２、撮影システム２００３内の撮影管理／画像処理サーバ２００５、又はＰＡＣＳ２００６内のＰＡＣＳサーバ２００７等に機能的に組み込まれて構成されていてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、上述の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム構成図
【図２】撮影の例を示す図
【図３】画像処理手段１２による画像処理フローの説明図
【図４】胸部正面画像のヒストグラム
【図５】累積ヒストグラムとその回帰直線とを示す図
【図６】累積ヒストグラムとその回帰直線との誤差を示す図
【図７】胸部正面画像の閾値１以下のヒストグラム
【図８】胸部正面画像の模式図
【図９】正側位相合わせ・表示処理のフローチャート
【図１０】正側動画像の表示例を示す図
【図１１】屈伸運動中の膝関節の動態撮影画像を示す模式図
【図１２】膝関節動態撮影画像に対する特徴量計算アルゴリズムを説明するための図
【図１３】特徴量の時間変化を示すグラフ
【図１４】膝関節動態撮影画像の表示例を示す図
【図１５】実施の形態の機能または動作に係るプログラムを実行可能なコンピュータの構成を示すブロック図
【図１６】ネットワークを介するシステムに本発明を適用した実施の形態の説明図
【図１７】撮影システムの処理の流れを説明するためのフローチャート
【図１８】診断依頼管理システムの処理の流れを説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１２  画像処理手段
【図１】
0003639825.tif 000002
【図２】
0003639825.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003639825.tif 000005
【図５】
0003639825.tif 000006
【図６】
0003639825.tif 000007
【図７】
0003639825.tif 000008
【図８】
0003639825.tif 000009
【図９】
0003639825.tif 000010
【図１０】
0003639825.tif 000011
【図１１】
0003639825.tif 000012
【図１２】
0003639825.tif 000013
【図１３】
0003639825.tif 000014
【図１４】
0003639825.tif 000015
【図１５】
0003639825.tif 000016
【図１６】
0003639825.tif 000017
【図１７】
0003639825.tif 000018
【図１８】
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