(57)【要約】【課題】動画による適切な診断及び診断効率の向上を実現する画像処理技術を提供する。【解決手段】画像処理装置３は、動画像を構成する複数のフレーム画像ＩＧそれぞれの対象領域内における対象画素を決定する対象画素決定部１２１を含む画素決定部１２０と、対象領域の周期的な時間変化である対象領域周期を検出し、複数のフレーム画像ＩＧを該対象領域周期単位に分類する周期分類部１３０と、対象画素の画素値に基づき対象領域周期毎に評価する対象画素評価部２４０を含み、対象領域周期毎に対象画素の周期評価結果を得る周期評価部１４０と、該周期評価結果に基づいて特定の対象領域周期を選択し、該特定の対象領域周期に分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像として得る周期選択部１５０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体または動物の身体内部における所定領域の物理的状態が周期的に時間変化する状態をフレーム撮影周期毎に捉えた複数のフレーム画像から構成される動画像を取得する動画像取得手段を備え、
前記複数のフレーム画像のそれぞれの所定領域内における所定画素を決定する所定画素決定部を含む画素決定手段と、
前記所定領域の周期的な時間変化となる所定領域周期を検出し、前記複数のフレーム画像を該所定領域周期単位に分類する周期分類手段と、
前記所定画素の画素値である所定画素値に基づき前記所定領域周期毎に評価する所定画素評価部を含み、前記所定領域周期毎に前記所定画素の周期評価結果を得る周期評価手段と、
前記周期評価結果に基づいて特定の所定領域周期を選択し、該特定の所定領域周期に分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像とする周期選択手段と、
を更に備えることを特徴とする、
画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記所定画素評価部は、
前記所定領域周期内における前記所定画素値の時間方向に対する濃度変化を示す所定画素時間濃度変化を算出する所定画素時間濃度変化算出部と、
（ａ１）前記所定画素時間濃度変化における最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、
（ａ２）前記所定画素時間濃度変化における最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、
（ａ３）前記所定画素時間濃度変化における極値となる値、
（ａ４）前記所定画素時間濃度変化を生成するフレーム画像のうち前記所定画素値が第１所定値以上となるフレーム画像数、
（ａ５）前記所定画素時間濃度変化のうち第２所定値以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、
（ａ６）前記所定画素時間濃度変化と予め準備した基準変化モデルとの相関値、
の前記判断要素（ａ１）〜（ａ６）のうち、少なくとも１つの判断要素に基づいて所定画素評価値を算出する所定画素評価値算出部と、
を含み、
前記周期評価手段は、
前記所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む、
画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記基準変化モデルは、
前記フレーム画像上の血管領域における血流方向に沿った複数の画素の画素値の空間方向における濃度変化を示す空間濃度変化を用いて作成することを特徴とする、
画像処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記画素決定手段は、
前記フレーム画像上における前記所定画素とは異なる参照画素を決定する参照画素決定部、
を更に含み、
前記所定画素評価部は、
前記所定領域周期内における前記参照画素の画素値である参照画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照画素時間濃度変化を算出する参照画素時間濃度変化算出部と、
（ｂ１）前記参照画素時間濃度変化における最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、
（ｂ２）前記参照画素時間濃度変化における最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、
（ｂ３）前記参照画素時間濃度変化における極大値及び極小値のうち、少なくとも１つの値、
（ｂ４）前記参照画素時間濃度変化を構成するフレーム画像のうち前記参照画素値が第３所定値以上となるフレーム画像数、
（ｂ５）前記参照画素時間濃度変化のうち第４所定値以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、
（ｂ６）前記参照画素時間濃度変化と予め準備した基準変化モデルとの相関値、
の前記判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）のうち、前記所定画素評価値の算出に用いた前記判断要素（ａ１）〜（ａ６）に対応する判断要素に基づき参照画素評価値として算出する参照画素評価値算出部と、
前記所定画素評価値と前記参照画素評価値との差を空間相関値として算出する第１の空間相関値算出処理を実行する空間相関値算出部と、
を更に含み、
前記周期評価結果決定部は、
前記空間相関値に基づいて前記周期評価結果の有効性を判断することを特徴とする、
画像処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記画素決定手段は、
前記フレーム画像上における前記所定画素とは異なる参照画素を決定する参照画素決定部、
を更に含み、
前記所定画素評価部は、
前記所定領域周期内における前記参照画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照画素時間濃度変化を算出する参照画素時間濃度変化算出部と、
前記所定画素時間濃度変化の周期的変化と前記参照画素時間濃度変化の周期的変化とを比較して得られる該所定画素値と該参照画素値との差の総和を空間相関値として算出する第２の空間相関値算出処理を実行する空間相関値算出部と、
を更に含み、
前記周期評価結果決定部は、
前記空間相関値に基づいて前記周期評価結果の有効性を判断することを特徴とする、
画像処理装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の画像処理装置であって、
前記所定画素評価部は、前記空間相関値を得る前処理として、
（ｃ１）前記所定画素時間濃度変化の位相と前記参照画素時間濃度変化の位相とのズレを一致させる補正、
（ｃ２）心臓領域からの距離に応じて前記所定画素時間濃度変化及び／または前記参照画素時間濃度変化の位相及び振幅を調整する補正、
の前記補正（ｃ１）及び（ｃ２）のうち、少なくとも１つの補正を前記参照画素時間濃度変化の算出後に行う位相振幅補正部、
を更に含む、
画像処理装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像処理装置であって、
前記参照画素決定部は、
前記所定画素との空間的な距離が所定の距離値以下となる画素を前記参照画素として決定することを特徴とする、
画像処理装置。
【請求項８】
請求項４に記載の画像処理装置であって、
前記参照画素決定部が前記参照画素の候補となる参照候補画素を複数決定し、
前記所定画素評価部は、
前記所定領域周期内における前記参照候補画素の画素値である参照候補画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照候補画素時間濃度変化を算出し、前記参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する変化を参照画素時間濃度変化として決定する、
画像処理装置。
【請求項９】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記所定画素は複数の画素を含み、前記所定画素評価値は複数の所定画素評価値を含み、前記所定画素評価値算出部が前記複数の所定画素に対して前記複数の所定画素評価値を算出し、
前記周期評価手段は、
（ｄ１）前記複数の所定画素評価値の総和、
（ｄ２）前記複数の所定画素評価値のうち、所定値以上の前記所定画素評価値の総和、
（ｄ３）前記複数の所定画素評価値のうちの最高値、
（ｄ４）前記複数の所定画素間における前記所定画素時間濃度変化の類似性、
の前記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値を算出する統計所定画素評価値算出部、
を更に含み、
前記周期評価手段は、
前記統計所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む、
画像処理装置。
【請求項１０】
請求項４または請求項５に記載の画像処理装置であって、
前記所定画素は複数の画素を含み、前記所定画素評価値は複数の所定画素評価値を含み、前記所定画素評価値算出部が前記複数の所定画素に対して前記複数の所定画素評価値を算出し、
前記参照画素は前記複数の所定画素とは異なり、複数の所定画素に対応する複数の参照画素を含み、前記空間相関値算出部が前記複数の参照画素に対して前記第１あるいは第２の空間相関値算出処理を実行して前記複数の所定画素評価値に対応する前記複数の空間相関値を算出し、
前記周期評価手段は、前記複数の所定画素評価値のうち、前記複数の空間相関値に基づき有効と判断された所定数の有効所定画素評価値あるいは所定数の有効所定画素に対し、
（ｄ１）前記所定数の有効所定画素評価値の総和、
（ｄ２）前記所定数の有効所定画素評価値のうち、所定値以上の前記所定画素評価値の総和、
（ｄ３）前記所定数の有効所定画素評価値のうちの最高値、
（ｄ４）前記所定数の有効所定画素間における前記所定画素時間濃度変化の類似性、
の前記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値を算出する統計所定画素評価値算出部、
を更に含み、
前記周期評価手段は、
前記統計所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む、
画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、
前記特定周期フレーム画像を含むフレーム画像に対して動画像解析を行い、該動画像解析結果を得る解析手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像処理装置であって、
前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を表示する表示手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の画像処理装置であって、
前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を記憶する記憶手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の画像処理装置であって、
前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を通信する通信手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、
前記所定領域は、血管領域を含む、
画像処理装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の画像処理装置であって、
前記所定画素決定部が血管に沿って移動しながら所定画素を順次変更して決定し、変更された前記所定画素毎に得られた前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を隣接配置表示または重畳表示する表示手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、
前記動画像の撮影中に前記身体が空間的に動く場合において、
前記動画像取得手段にて取得された直後のフレーム画像間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像を前記画素決定手段に出力する位置対応処理手段、
を更に備える、
画像処理装置。
【請求項１８】
画像処理装置に含まれるコンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータを、請求項１から請求項１７のうち、いずれか１項記載の画像処理装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体または動物の身体が撮影された動態画像の画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療現場では、Ｘ線等を用いて内臓や骨格等に含まれる患部を撮影することにより、各種検査や診断が行われている。そして、近年では、デジタル技術の適用により、Ｘ線等を用いて患部の動きを捉えた動画像（複数のフレーム画像から構成される画像群）を比較的容易に取得することが可能となっている。
【０００３】
そこでは、ＦＰＤ（flat panel detector）等の半導体イメージセンサを利用し、診断対象領域を含む被写体領域に対し動態画像を撮影できるため、従来のＸ線撮影による静止画撮影及び診断では実施できなかった診断対象領域などの動き解析による診断を実施することが可能になってきた。とりわけ、血流の診断では、末梢などの特定エリアの血管に血流がどのように流れているか、或いは、流れていないのかを確認することが診断上重要な意味があるため、動画による血流診断が必要とされている。
【０００４】
そこで、近年、動態画像による診断を行うための種々な画像処理技術が提案されている。例えば、特許文献１が開示する技術では、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、複数心拍周期のうちビュー（Ｘ線管の回転角度）が同じ投影データを加重加算して断層像を再構成する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２が開示する技術では、撮影動態システムにおいて、呼気・心拍の周期毎に振幅や周期を特徴量として算出し、特徴量に基づいて診断支援情報を生成及び表示する技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３が開示する技術では、血流動態解析技術において、造影剤による動脈の時間濃度曲線を２箇所で測定し、伝達関数から血流動態情報を算出する技術が開示されている。
【０００７】
ところで、Ｘ線動態撮影では、Ｘ線撮影機器の撮影能力や被曝量削減等のために撮影フレームレートが十分でないことから、所望の領域に血流波形が十分見てとれるとは限らず、動画全て（全フレーム画像）の中からよく見える周期を探し出した上で診断しなくてはならず、診断に時間と手間を要する。また、疾患患者の中には心拍数が極端に高い場合もあり、Ｘ線動態画像を解析することで得られる血流情報は、被写体の実血流速度に対しフレームレート不足になる傾向があり、診察対象領域の血流や心拍波形が観察しづらいケースがあるため診断効率が悪く、さらには、血流波形は身体内部の位置によって位相や振幅が異なるため、全領域にわたって最適な表現を得ることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−６１３２４号公報
【特許文献２】特開２００９−２７３６７１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３１０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに対して、上記特許文献１の従来技術では、異なる周期のデータを強引に加重加算するため、周期毎の位置合わせの精度要求が非常に高く、データが劣化する課題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２の従来技術では、周期毎の肺機能や心機能の正常／異常に関する評価が行われるが、周期毎にフレームレート不足か否かの評価については開示されていない。このため、周期毎に対して一律に該評価が行われることになるため、周期毎に診断支援情報の信頼性が異なる課題がある。
【００１１】
更に、上記特許文献３の従来技術についても、周期毎に対してフレームレート不足か否かの評価については開示されていない。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、人体または動物の身体内部における所定領域の物理的状態が周期的に時間変化する状態を時間順次に捉えた動画像に対して、複雑な処理を施すことなく、所定領域の状態変化に対して動画による適切な診断及び診断効率の向上を実現する画像処理技術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】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、人体または動物の身体内部における所定領域の物理的状態が周期的に時間変化する状態をフレーム撮影周期毎に捉えた複数のフレーム画像から構成される動画像を取得する動画像取得手段を備え、前記複数のフレーム画像のそれぞれの所定領域内における所定画素を決定する所定画素決定部を含む画素決定手段と、前記所定領域の周期的な時間変化となる所定領域周期を検出し、前記複数のフレーム画像を該所定領域周期単位に分類する周期分類手段と、前記所定画素の画素値である所定画素値に基づき前記所定領域周期毎に評価する所定画素評価部を含み、前記所定領域周期毎に前記所定画素の周期評価結果を得る周期評価手段と、前記周期評価結果に基づいて特定の所定領域周期を選択し、該特定の所定領域周期に分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像とする周期選択手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記所定画素評価部は、前記所定領域周期内における前記所定画素値の時間方向に対する濃度変化を示す所定画素時間濃度変化を算出する所定画素時間濃度変化算出部と、（ａ１）前記所定画素時間濃度変化における最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、（ａ２）前記所定画素時間濃度変化における最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、（ａ３）前記所定画素時間濃度変化における極値となる値、（ａ４）前記所定画素時間濃度変化を生成するフレーム画像のうち前記所定画素値が第１所定値以上となるフレーム画像数、（ａ５）前記所定画素時間濃度変化のうち第２所定値以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、（ａ６）前記所定画素時間濃度変化と予め準備した基準変化モデルとの相関値、の前記判断要素（ａ１）〜（ａ６）のうち、少なくとも１つの判断要素に基づいて所定画素評価値を算出する所定画素評価値算出部と、を含み、前記周期評価手段は、前記所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記基準変化モデルは、前記フレーム画像上の血管領域における血流方向に沿った複数の画素の画素値の空間方向における濃度変化を示す空間濃度変化を用いて作成することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記画素決定手段は、前記フレーム画像上における前記所定画素とは異なる参照画素を決定する参照画素決定部、を更に含み、前記所定画素評価部は、前記所定領域周期内における前記参照画素の画素値である参照画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照画素時間濃度変化を算出する参照画素時間濃度変化算出部と、（ｂ１）前記参照画素時間濃度変化における最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ２）前記参照画素時間濃度変化における最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ３）前記参照画素時間濃度変化における極大値及び極小値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ４）前記参照画素時間濃度変化を構成するフレーム画像のうち前記参照画素値が第３所定値以上となるフレーム画像数、（ｂ５）前記参照画素時間濃度変化のうち第４所定値以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、（ｂ６）前記参照画素時間濃度変化と予め準備した基準変化モデルとの相関値、の前記判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）のうち、前記所定画素評価値の算出に用いた前記判断要素（ａ１）〜（ａ６）に対応する判断要素に基づき参照画素評価値として算出する参照画素評価値算出部と、前記所定画素評価値と前記参照画素評価値との差を空間相関値として算出する第１の空間相関値算出処理を実行する空間相関値算出部と、を更に含み、前記周期評価結果決定部は、前記空間相関値に基づいて前記周期評価結果の有効性を判断することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記画素決定手段は、前記フレーム画像上における前記所定画素とは異なる参照画素を決定する参照画素決定部、を更に含み、前記所定画素評価部は、前記所定領域周期内における前記参照画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照画素時間濃度変化を算出する参照画素時間濃度変化算出部と、前記所定画素時間濃度変化の周期的変化と前記参照画素時間濃度変化の周期的変化とを比較して得られる該所定画素値と該参照画素値との差の総和を空間相関値として算出する第２の空間相関値算出処理を実行する空間相関値算出部と、を更に含み、前記周期評価結果決定部は、前記空間相関値に基づいて前記周期評価結果の有効性を判断することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載の画像処理装置であって、前記所定画素評価部は、前記空間相関値を得る前処理として、（ｃ１）前記所定画素時間濃度変化の位相と前記参照画素時間濃度変化の位相とのズレを一致させる補正、（ｃ２）心臓領域からの距離に応じて前記所定画素時間濃度変化及び／または前記参照画素時間濃度変化の位相及び振幅を調整する補正、の前記補正（ｃ１）及び（ｃ２）のうち、少なくとも１つの補正を前記参照画素時間濃度変化の算出後に行う位相振幅補正部、を更に含む。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項４に記載の画像処理装置であって、前記参照画素決定部は、前記所定画素との空間的な距離が所定の距離値以下となる画素を前記参照画素として決定することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８の発明は、請求項４に記載の画像処理装置であって、前記参照画素決定部が前記参照画素の候補となる参照候補画素を複数決定し、前記所定画素評価部は、前記所定領域周期内における前記参照候補画素の画素値である参照候補画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照候補画素時間濃度変化を算出し、前記参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する変化を参照画素時間濃度変化として決定する。
【００２１】
また、請求項９の発明は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記所定画素は複数の画素を含み、前記所定画素評価値は複数の所定画素評価値を含み、前記所定画素評価値算出部が前記複数の所定画素に対して前記複数の所定画素評価値を算出し、前記周期評価手段は、（ｄ１）前記複数の所定画素評価値の総和、（ｄ２）前記複数の所定画素評価値のうち、所定値以上の前記所定画素評価値の総和、（ｄ３）前記複数の所定画素評価値のうちの最高値、（ｄ４）前記複数の所定画素間における前記所定画素時間濃度変化の類似性、の前記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値を算出する統計所定画素評価値算出部、を更に含み、前記周期評価手段は、前記統計所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む。
【００２２】
また、請求項１０の発明は、請求項４または請求項５に記載の画像処理装置であって、前記所定画素は複数の画素を含み、前記所定画素評価値は複数の所定画素評価値を含み、前記所定画素評価値算出部が前記複数の所定画素に対して前記複数の所定画素評価値を算出し、前記参照画素は前記複数の所定画素とは異なり、複数の所定画素に対応する複数の参照画素を含み、前記空間相関値算出部が前記複数の参照画素に対して前記第１あるいは第２の空間相関値算出処理を実行して前記複数の所定画素評価値に対応する前記複数の空間相関値を算出し、前記周期評価手段は、前記複数の所定画素評価値のうち、前記複数の空間相関値に基づき有効と判断された所定数の有効所定画素評価値あるいは所定数の有効所定画素に対し、（ｄ１）前記所定数の有効所定画素評価値の総和、（ｄ２）前記所定数の有効所定画素評価値のうち、所定値以上の前記所定画素評価値の総和、（ｄ３）前記所定数の有効所定画素評価値のうちの最高値、（ｄ４）前記所定数の有効所定画素間における前記所定画素時間濃度変化の類似性、の前記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値を算出する統計所定画素評価値算出部、を更に含み、前記周期評価手段は、前記統計所定画素評価値を前記周期評価結果として決定する周期評価結果決定部を含む。
【００２３】
また、請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項１０のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、前記特定周期フレーム画像を含むフレーム画像に対して動画像解析を行い、該動画像解析結果を得る解析手段、を更に備える。
【００２４】
また、請求項１２の発明は、請求項１１に記載の画像処理装置であって、前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を表示する表示手段、を更に備える。
【００２５】
また、請求項１３の発明は、請求項１１に記載の画像処理装置であって、前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を記憶する記憶手段、を更に備える。
【００２６】
また、請求項１４の発明は、請求項１１に記載の画像処理装置であって、前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を通信する通信手段、を更に備える。
【００２７】
また、請求項１５の発明は、請求項１ないし請求項１４のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、前記所定領域は、血管領域を含む。
【００２８】
また、請求項１６の発明は、請求項１１に記載の画像処理装置であって、前記所定画素決定部が血管に沿って移動しながら所定画素を順次変更して決定し、変更された前記所定画素毎に得られた前記特定周期フレーム画像または前記動画像解析結果を隣接配置表示または重畳表示する表示手段、を更に備える。
【００２９】
また、請求項１７の発明は、請求項１ないし請求項１６のうち、いずれか１項記載の画像処理装置であって、前記動画像の撮影中に前記身体が空間的に動く場合において、前記動画像取得手段にて取得された直後のフレーム画像間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像を前記画素決定手段に出力する位置対応処理手段、を更に備える。
【００３０】
更に、請求項１８の発明は、画像処理装置に含まれるコンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータを、請求項１から請求項１７のうち、いずれか１項記載の画像処理装置として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１ないし請求項１７の発明によれば、所定領域の周期的な時間変化となる所定領域周期を検出し、複数のフレーム画像を該所定領域周期単位に分類し、所定画素値に基づき所定領域周期毎に評価し、周期評価結果を得る周期評価手段と、周期評価結果に基づいて特定の所定領域周期を選択し、該特定の所定領域周期に分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像として得る周期選択手段と、を備える。すなわち、所定画素値に基づき各所定領域周期を評価することで、診断に必要か否かの判断や重要な周期か否かの判断を行うことが可能となる。その結果、医者等の専門家が、複数のフレーム画像のうち特定周期フレーム画像を選択的に精査することにより、所定領域周期内の所定領域の状態変化に対して、動画診断を適切かつ効率的に行うことが可能となる。また、動画読影による診断時間の短縮化が図れ、ユーザにとっての利便性が向上する。
【００３２】
請求項２の発明によれば、所定画素評価部は、所定画素時間濃度変化算出部と所定画素評価値算出部とを備えることにより、例えば、所定画素評価値として、判断要素（ａ１）における最大値または最大値と最小値との差を算出する場合は、所定画素時間濃度変化の最も重要な情報である波形ピークの高さを捉えることができる。また、判断要素（ａ２）（ａ３）における最大微分値、最小微分値、極値（極大値、極小値）に基づき所定画素評価値を算出する場合は、所定画素時間濃度変化の波形の形状を知ることが可能となる。さらに、判断要素（ａ６）における所定画素時間濃度変化と基準変化モデルとの相関値に基づき所定画素評価値を算出する場合は、所定画素時間濃度変化の全体的な表現能を求めることが可能となる。
【００３３】
このように、所定画素評価値を周期評価結果として決定することにより、診断に必要か否かの判断や重要な所定領域周期か否かの判断を適切に行うことが可能となる。
【００３４】
請求項３の発明によれば、基準変化モデルを空間濃度変化に基づいて作成することにより、対象画素時間濃度変化と基準変化モデルとの相関値を適切に求めることが可能となる。
【００３５】
請求項４または請求項５の発明によれば、周期評価結果決定部は空間相関値に基づいて周期評価結果の有効性を判断する。これにより、所定画素とその周囲の画素との相関を見ることでき、所定画素値がノイズなのか有意な信号なのかを判定することが可能となる。
【００３６】
請求項６の発明によれば、所定画素評価部は空間相関値を得る前処理として位相振幅補正部を更に含む。これにより、フレーム画像上における所定画素と参照画素との位置の違いによる位相や振幅の違いを補正し、所定画素時間濃度変化の周期的変化と参照画素時間濃度変化の周期的変化とを同位相内の変化として比較することが可能となる。その結果、周期評価手段は、周期評価結果の有効性を精度良く判断することができる。
【００３７】
請求項７の発明によれば、所定画素との空間的な距離が所定距離値以下となる画素を参照画素として決定することにより、所定画素の信号と似通った信号の画素を参照画素として決定することが可能となる。これにより、周期評価結果の有効性の判断を行うに相応しい空間相関値が得られ、適切な評価を行うことが可能となる。
【００３８】
請求項８の発明によれば、参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する変化を参照画素時間濃度変化として決定することにより、複数の参照候補画素のうち、ノイズをもつ画素を除外して参照画素を決定することができるため、周期評価結果の有効性の判断を行うに相応しい空間相関値が得られ、適切な評価を行うことが可能となる。
【００３９】
請求項９の発明によれば、周期評価結果は統計所定画素評価値を含むことにより、フレーム画像上の広範囲領域から適切な周期選択の判定を行うことができる。すなわち、所定領域内の最も統計所定画素評価値の高い（周期的な波形特徴を捉えた）画素群に基づいて、周期評価結果を出力することが可能となる。
【００４０】
また、統計値（ｄ２）所定値以上の所定画素評価値の総和、統計値（ｄ３）所定画素評価値のうちの最高値、統計値（ｄ４）複数の所定画素間における所定画素時間濃度変化の類似性、のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値を算出する場合、所定画素評価値の低いまたは所望の信号が存在しない領域（画素）を所定画素から外す判断を行うことができる。これにより、所定画素評価値の低いまたは所望の信号が存在しない領域（画素）が取り除かれるため、計算時間の短縮化が図れ、安定的かつ高速にノイズ除去が可能となる。
【００４１】
請求項１０の発明によれば、複数の空間相関値に基づいて複数の所定画素評価値の有効性を判断する。これにより、複数の所定画素それぞれとその周囲の画素との相関を見ることでき、複数の所定画素値がノイズなのか有意な信号なのかを判定した後、有効と判断された所定数の有効所定画素評価値または所定数の有効所定画素に基づき、統計所定画素評価値を精度良く算出することが可能となる。
【００４２】
請求項１１の発明によれば、特定周期フレーム画像に対してのみ動画像解析を行えば、解析処理時間の短縮化が図れる。
【００４３】
請求項１２の発明によれば、特定周期フレーム画像のみまたは前記動画像解析結果のみを表示することにより、診断時間の短縮化が図れる。
【００４４】
一方、特定の所定領域周期以外のフレーム画像を完全に削除するのではなく、特定の所定領域周期の特定周期フレーム画像のみを通常の速度で表示し、その他のフレーム画像は高速表示もしくは間引き表示を行うことが可能となる。また、特定の所定領域周期以外のフレーム画像においても動画像解析を行い、特定の所定領域周期の動画像解析結果のみを通常の速度で表示し、その他のフレーム画像の動画像解析結果は高速表示もしくは間引き表示を行うことが可能となる。
【００４５】
請求項１３の発明によれば、特定周期フレーム画像のみまたは前記動画像解析結果のみを記憶することにより、記憶領域を小さくすることが可能となり、記憶容量を節約することが可能となる。
【００４６】
請求項１４の発明によれば、特定周期フレーム画像のみまたは前記動画像解析結果のみを通信することにより、通信負荷を抑えることができるとともに、通信時間の短縮化が図れる。
【００４７】
請求項１５の発明によれば、所定領域が血管領域であることにより、所望の血管領域の所定画素における血流量、血液量等を描出した血流周期を選択することができる。
【００４８】
例えば、時間濃度変化の最大微分値から血流の急激な変化を、時間濃度変化の極大値からａ波、ｖ波等の小さな波形を捉えることが可能となる。また、上記の判断要素（ａ４）のフレーム画像数や判断要素（ａ５）の画素積分値を得ることにより血液量を評価することが可能となる。
【００４９】
このため、所定画素の血流周期内の血流の状態変化に対して、効率的な医療診断が可能となる。また、血管領域における動画読影による診断時間の短縮化が図れ、ユーザにとっての利便性が向上する。
【００５０】
請求項１６の発明によれば、所定画素決定部が血管に沿って移動しながら所定画素を順次変更して決定し、変更された所定画素毎に得られた特定周期フレーム画像または動画像解析結果を隣接配置表示または重畳表示する。これにより、患部が特定できない場合においても、重畳表示により順次患部の探索が可能となり、効率的な医療診断が可能となる。
【００５１】
請求項１７の発明によれば、動画像の撮影中に身体が空間的に動く場合において、動画像取得手段にて取得された直後のフレーム画像間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像を画素決定手段に出力する位置対応処理手段を更に備える。すなわち、身体の空間的な動きを対応点探索処理等により補正することで、フレーム画像間における所定画素の時間方向の位置関係を補正することが可能となる。これにより、撮影中に身体が空間的に動いても、特定の所定領域周期内の所定領域の状態変化に対して、精度の良い医療診断が可能となる。
【００５２】
請求項１８の発明によれば、請求項１から請求項１７の発明と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態に係る放射線動態画像撮影システム１００の全体構成を示す図である。
【図２】血流波形の一般的特性を例示する図である。
【図３】血流波形と撮影タイミングとにおける問題点を説明する図である。
【図４】第１実施形態に係る画像処理装置３の機能構成を示すブロック図である。
【図５】対象領域内における対象画素の決定方法を例示する図である。
【図６】複数のフレーム画像を対象画素の血流周期単位に分類する際の該対象画素の血流周期を血流波形で説明する図である。
【図７】第１実施形態に係る周期評価部１４０の詳細を示すブロック図である。
【図８】対象画素時間濃度変化を例示する図である。
【図９】対象画素時間濃度変化及び判断要素を例示する図である。
【図１０】特定の血流周期に分類された特定周期フレーム画像を選択することを説明する図である。
【図１１】第１実施形態において実現される画像処理装置３の基本動作を説明するフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る画像処理装置３Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態に係る周期評価部１４０Ａの詳細を示すブロック図である。
【図１４】第２実施形態に係る周期評価部１４０Ａ’の詳細を示すブロック図である。
【図１５】参照画素の選択方法の変形例を説明するブロック図である。
【図１６】対象画素時間濃度変化と参照画素時間濃度変化との位相関係を例示する図である。
【図１７】第２実施形態において実現される画像処理装置３Ａの基本動作を説明するフローチャートである。
【図１８】第３実施形態に係る画像処理装置３Ｂの機能構成を示すブロック図である。
【図１９】複数の対象画素の決定方法を例示する図である。
【図２０】第３実施形態に係る周期評価部１４０Ｂの詳細を示すブロック図である。
【図２１】第３実施形態において実現される画像処理装置３Ｂの基本動作を説明するフローチャートである。
【図２２】第４実施形態に係る画像処理装置３Ｃの機能構成を示すブロック図である。
【図２３】第４実施形態に係る周期評価部１４０Ｃの詳細を示すブロック図である。
【図２４】第４実施形態に係る周期評価部１４０Ｃ’の詳細を示すブロック図である。
【図２５】第４実施形態において実現される画像処理装置３Ｃの基本動作を説明するフローチャートである。
【図２６】第５実施形態に係る画像処理装置３Ｄの機能構成を示すブロック図である。
【図２７】血流位相解析結果を例示する図である。
【図２８】肺血管領域の血流信号値の時間変化を示す波形を例示する図である。
【図２９】血管に沿って移動しながら対象画素を順次変更して決定する場合を説明する図である。
【図３０】第５実施形態において実現される画像処理装置３Ｄの基本動作を説明するフローチャートである。
【図３１】第６実施形態に係る画像処理装置３Ｅの機能構成を示すブロック図である。
【図３２】動画像の撮影中に身体が空間的に動く場合のフレーム画像間における各画素の空間的位置関係を説明する模式図である。
【図３３】第６実施形態において実現される画像処理装置３Ｅの基本動作を説明するフローチャートである。
【図３４】空間濃度変化に基づいた基準変化モデルＮＭの作成方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
＜１．第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る放射線動態画像撮影システムについて以下説明する。
【００５５】
＜１−１．放射線動態画像撮影システムの全体構成＞
第１実施形態に係る放射線動態画像撮影システムは、人体または動物の身体を被写体として、被写体の対象領域（所定領域）の物理的状態が周期的に時間変化する状況に対して放射線画像の撮影を行う。
【００５６】
図１は、第１実施形態に係る放射線動態画像撮影システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、放射線動態画像撮影システム１００は、撮影装置１と、撮影制御装置２（撮影用コンソール）と、画像処理装置３（診断用コンソール）とを備える。撮影装置１と、撮影制御装置２とが通信ケーブル等により接続され、撮影制御装置２と、画像処理装置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。放射線動態画像撮影システム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。
【００５７】
＜１−１−１．撮影装置１の構成＞
撮影装置１は、例えば、Ｘ線撮影装置等によって構成され、呼吸に伴う被写体Ｍの胸部の動態を撮影する装置である。動態撮影は、被写体Ｍの胸部に対し、Ｘ線等の放射線を繰り返して照射しつつ、時間順時に複数の画像を取得することにより行う。この連続撮影により得られた一連の画像を動態画像（動画像）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。
【００５８】
図１に示すように、撮影装置１は、照射部（放射線源）１１と、放射線照射制御装置１２と、撮像部（放射線検出部）１３と、読取制御装置１４と、サイクル検出部１５と、サイクル検出装置１６とを備えて構成されている。
【００５９】
照射部１１は、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。図示例は人体用のシステムであり、被写体Ｍは検査対象者に相当する。以下では被写体Ｍを「被検者」とも呼ぶ。
【００６０】
放射線照射制御装置１２は、撮影制御装置２に接続されており、撮影制御装置２から入力された放射線照射条件に基づいて照射部１１を制御して放射線撮影を行う。
【００６１】
撮像部１３は、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサにより構成され、照射部１１から照射されて被検者Ｍを透過した放射線を電気信号（画像情報）に変換する。
【００６２】
読取制御装置１４は、撮影制御装置２に接続されている。読取制御装置１４は、撮影制御装置２から入力された画像読取条件に基づいて撮像部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、撮像部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。そして、読取制御装置１４は、取得した画像データ（フレーム画像）を撮影制御装置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、連続撮影において、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。
【００６３】
ここで、放射線照射制御装置１２と読取制御装置１４とは互いに接続され、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。
【００６４】
サイクル検出装置１６は、被検者Ｍの呼吸サイクルを検出して撮影制御装置２の制御部２１に出力する。また、サイクル検出装置１６は、被検者Ｍの呼吸サイクルを検出するサイクル検出センサ（不図示）と、サイクル検出センサにより検出された呼吸サイクルの時間を測定し制御部２１に出力する計時部（不図示）とを備える。
【００６５】
＜１−１−２．撮影制御装置２の構成＞
撮影制御装置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。
【００６６】
図１に示すように、撮影制御装置２は、制御部２１と、記憶部２２と、操作部２３と、表示部２４と、通信部２５とを備えて構成され、各部はバス２６により接続されている。
【００６７】
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や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、撮影制御装置２各部の動作や、撮影装置１の動作を集中制御する。
【００６８】
記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリ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、或いは処理結果等のデータを記憶する。
【００６９】
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とを備えて構成され、キーボードに対するキー操作、マウス操作、あるいは、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。
【００７０】
表示部２４は、カラーＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタにより構成され、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。
【００７１】
通信部２５は、ＬＡＮアダプタやモデムや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。
【００７２】
＜１−１−３．画像処理装置３の構成＞
画像処理装置３は、撮像装置１から送信された動態画像を、撮影制御装置２を介して取得し、医師等が読影診断するための画像を表示する。
【００７３】
図１に示すように、画像処理装置３は、制御部３１と、記憶部３２と、操作部３３と、表示部３４と、通信部３５と、解析部３６とを備えて構成され、各部はバス３７により接続されている。
【００７４】
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各種処理を実行し、画像処理装置３各部の動作を集中制御する（詳細は後述する）。
【００７５】
記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリ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、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部３２は、後述する画像処理を実行するための画像処理プログラムを記憶している。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。
【００７６】
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、キーボードに対するキー操作やマウス操作、あるいは、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。
【００７７】
表示部３４は、カラーＬＣＤ等のモニタにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、操作部３３からの入力指示、データ、及び、後述する表示用画像を表示する。
【００７８】
通信部３５は、ＬＡＮアダプタやモデムや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。
【００７９】
解析部３６は、読取制御装置１４から出力された画像データ又は記憶部３２に一旦記憶された画像データに対して、例えば、後述で詳述する血流位相解析（図２７及び図２８参照）のような画像解析を実施する。そして、解析部３６による解析の結果生成された画像情報を記憶部３２、表示部３４、通信部３５に出力する。なお、第１実施形態に係る画像処理装置３では、解析部３６を備えることが必須の構成ではない。
【００８０】
＜１−２．血流波形の一般的特性と従来の動画診断における問題点＞
この実施形態における画像処理装置３の詳細を説明する前提として、血流波形の一般的特性と従来技術における動画診断の問題点とを説明しておく。
【００８１】
図２は、１周期分の血流波形の一般的特性を例示する図であり、横軸は時間方向を示し、縦軸は濃淡を表す画素値を示す。なお、画素値の時系列波形（血流波形）については、図２を含め全図において、実際検出された画素値の時系列波形を反転させて示している。このため、心臓の拍動に応じて心臓から肺野内に血液が拍出されることでＸ線の減衰量が増加し実際の画素値は減少するが、以下の全図においては、増加するように示されている。
【００８２】
図２で示されるように、１周期分の血流波形は、ピークＢ１、ピークレンジＢ２及びピークレンジの積分値（一定値ｖ０以上の画素値を時間方向に積分した値）Ｂ３で示される特徴を有する。また、これらの特徴は血流動態を定量的に表す指標であり、ピークＢ１は血流量（血流振幅）を示し、ピークレンジＢ２は通過時間（血流通過時間）を示し、ピークレンジの積分値Ｂ３は血液量を示す。
【００８３】
図３は、ピークＢ１周辺に特化した血流波形とそれに同期した撮影タイミングとを示す図である。なお、撮影タイミングの間隔は、動画像に含まれるフレーム撮影周期ＦＰに相当する。
【００８４】
例えば、医者等の専門家が血流量（血流振幅）を動画より診断する場合、ピークＢ１を撮影タイミングとして含んでいる必要がある。しかしながら、図３で示されるような場合では、撮影タイミングが血流波形のピークＢ１にはなくピークＢ１の周辺の位置ｔｓ１，ｔｓ２にあるため、血流量（血流振幅）を正しく検出することができず、適切な動態診断を行うことができない。また、撮影タイミングが所望の要件を満足する周期（フレーム画像）を探し出す作業は時間と手間を要する。
【００８５】
このような背景の下、ピークＢ１、ピークレンジＢ２及びピークレンジの積分値Ｂ３といったパラメータをフレーム画像がより描出している特定の周期に対して、適切に、血流量、血液量、血流通過時間を検出した上で、動態診断を行うことが望まれている。
【００８６】
そこで、本発明では、該特定の周期に対応するフレーム画像を選択することにより、該周期内の対象領域の状態変化に対して、動態診断を適切かつ効率的に行うことを可能とする。
【００８７】
以下では、第１実施形態における画像処理装置３の詳細について説明する。
【００８８】
＜１−３．画像処理装置３の具体的構成＞
本発明の第１実施形態における放射線動態画像撮影システム１００の画像処理装置３は、複数のフレーム画像のうち特定の周期に対するフレーム画像を選択することにより、動画診断を適切かつ効率的に行うことが可能となる。
【００８９】
以下では、画像処理装置３で実現される機能的な構成について説明する。
【００９０】
＜１−３−１．画像処理装置３の機能構成＞
図４は、放射線動態画像撮影システム１００における画像処理装置３において、ＣＰＵ等が各種プログラムに従って動作することにより制御部３１で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。この実施形態の画像処理装置３は、主として心臓および両肺を含む胸部が撮影された動態画像を使用する。
【００９１】
制御部３１では、主に、動画像取得部１１０と、画素決定部１２０と、周期分類部１３０と、周期評価部１４０と、周期選択部１５０と、から構成される。
【００９２】
以下では、図４で示されたような制御部３１の機能的な構成が、あらかじめインストールされたプログラムの実行によって、実現されるものとして説明するが、専用のハードウエア構成で実現されても良い。
【００９３】
以降、動画像取得部１１０、画素決定部１２０、周期分類部１３０、周期評価部１４０、周期選択部１５０が行う各処理についての具体的内容を、図４を参照しながら順次説明する。
【００９４】
＜１−３−１−１．動画像取得部１１０＞
動画像取得部１１０では、撮像装置１の読取制御装置１４によって撮影された人体または動物の身体内部における対象領域の物理的状態が周期的に時間変化する状態をフレーム撮影周期毎に捉えた複数のフレーム画像から構成される動画像を取得する。本実施形態では、対象領域は血管領域として説明する。また、ここでいう「物理的状態」という用語は、血流の濃度（血流の有無）などを意味する内容で用いている。
【００９５】
なお、図４は、撮像装置１と画像処理装置３との間に、撮影制御装置２が介在し、撮影制御装置２の記憶部２２に記憶された検出データ（フレーム画像）が通信部２５を介して、画像処理装置３の通信部３５に出力される。
【００９６】
＜１−３−１−２．画素決定部１２０＞
画素決定部１２０では、複数のフレーム画像のそれぞれの血管領域（対象領域）内における対象画素（所定画素）を決定する対象画素決定部（所定画素決定部）を備える。
【００９７】
対象領域および対象画素の決定方法は大別すると、手動、自動、手動アシストの３種類が挙げられる。（ｉ）手動の場合は、医者等の専門家が指定した対象領域について対象画素を決定するとする。（ｉｉ）自動の場合は、診断情報から患部として抽出された位置に基づいて決定する。ここで、診断情報は、患者を現在診断した結果のカルテ情報などから選択してもよく、過去に患部であった場所を使っても良い。（ｉｉｉ）手動アシストの場合は、手動で指定した対象領域に対して、必要な範囲に拡大もしくは縮小することで、対象画素を決定する。
【００９８】
図５は、自動の場合を例にして、対象領域内における対象画素の決定方法を説明する図である。図５で示されるように、診断情報を過去の解析画像ＩＡから患部として診断された対象領域ＴＡに基づいて、フレーム画像ＩＧ上の対象領域ＴＡとする。そして、対象領域ＴＡ内において対象画素ＴＰを決定する。
【００９９】
＜１−３−１−３．周期分類部１３０＞
周期分類部１３０では、血管領域（対象領域）の周期的な時間変化となり、上記のフレーム撮影周期ＦＰ（図３参照）とは独立した血流周期（対象領域周期、具体的には対象画素ＴＰの血流周期）を検出し、複数のフレーム画像を該対象画素ＴＰの血流周期（対象領域周期）単位毎に分類する。ここにおける時間変化の検出とは、血流の濃度などの物理的状態についての時間的変化の検出を意味する。
【０１００】
すなわち、周期分類部１３０では、被検者Ｍの血管領域の周期的な時間変化、すなわち、対象領域の血流の位相情報や周波数（周期）情報を検出した後、対象画素ＴＰの血流周期単位で複数のフレーム画像ＩＧを分類する。図６は、複数のフレーム画像ＩＧを血流周期単位に分類する際の該血流周期を血流波形で説明する図である。図６で示されるように、後述する方法で検出された被検者Ｍの血管領域の周期的な時間変化ＴＦ１により血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３を検出し、該血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３毎に複数のフレーム画像ＩＧを分類する。ここで、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３の決定方法は、例えば、時間変化ＴＦ１の最高値ＨＰを基準に立ち上がりを探索して決定する方法等が採用可能である。
【０１０１】
被検者Ｍの血管領域の周期的な時間変化ＴＦ１（血流による位相情報）の算出方法として、血管領域の時間濃度変化により求める方法がある。
【０１０２】
血管領域の時間濃度変化として、対象となる血管領域の画素のうち、信号の明確な画素における時間濃度変化を用いる。すなわち、周期分類部１３０は、動画像を構成する複数のフレーム画像ＩＧ上の該画素の時間濃度変化を算出し、対象領域の時間濃度変化とする。画素の時間濃度変化を算出する方法としては、例えば、フレーム画像ＩＧ間の差分をとることで対象となる血管領域における信号の明確な画素の濃度変化を血流情報とすることができる。また、特開２０１１−１３１０４１号公報に記載されているような血流動態解析手法等を採用することもできる。
【０１０３】
以上のように、周期分類部１３０では、動画像で捉えられた血管領域における画素の時間濃度変化に基づき、対象領域の時間濃度変化とすることで、対象画素ＴＰの血流周期を自動的に検出可能である。
【０１０４】
一方、被検者Ｍの対象領域の血管領域における血流周期を用いずに、心臓の周期的な時間変化ＴＦ１（心拍による位相情報）を検出し、心拍周期を用いる方法もある。心拍周期抽出の方法としては、大別すると２つの方法がある。
【０１０５】
第１の心拍周期抽出方法は、心電計を用いる場合である。例えば、図１の撮影装置１による撮影動作を同期させて、被写体Ｍの心拍の位相（心臓の周期的な時間変化ＴＦ１）を心電計より検出することで、心拍周期を抽出することができる。
【０１０６】
第２の心拍周期抽出方法は、動画像取得部１１０によって取得された撮影画像を用いて、心臓壁の動き量を算出することで、心拍情報とする方法である。例えば、心臓の輪郭を検出する手法（例えば、"Image feature analysis and computer-aided diagnosis in digital radiography: Automated analysis of sizes of heart and lung in chest images", Nobuyuki Nakamori et al., Medical Physics, Volume 17, Issue 3, May,1990, pp.342-350.等参照）等を採用し、心臓の周期的な時間変化ＴＦ１を検出することで、心拍周期を抽出することができる。
【０１０７】
＜１−３−１−４．周期評価部１４０＞
周期評価部１４０では、対象画素ＴＰの画素値である対象画素値に基づき血流周期ＰＣ毎に評価する対象画素評価部２４０を備え、血流周期ＰＣ毎に対象画素の周期評価結果ＣＲを得る（図４参照）。
【０１０８】
図７は、第１実施形態に係る周期評価部１４０（図４参照）の詳細を示すブロック図である。図７で示されるように、周期評価部１４０は、対象画素評価部２４０と周期評価結果決定部３４０とを備えて構成される。
【０１０９】
＜１−３−１−４−１．対象画素評価部２４０＞
対象画素評価部２４０は、対象画素時間濃度変化算出部２４１と対象画素評価値算出部２４２とを備えて構成される。
【０１１０】
＜１−３−１−４−１−１．対象画素時間濃度変化算出部２４１＞
対象画素時間濃度変化算出部２４１では、血流周期ＰＣ内における対象画素値の時間方向に対する濃度変化を示す対象画素時間濃度変化を算出する。対象画素時間濃度変化の算出方法は、対象画素ＴＰに対して先述の時間濃度変化と同様の方法で算出可能である。
【０１１１】
図８は、対象画素時間濃度変化を例示する図であり、横軸が撮影時間を示し、縦軸が画素値を示す。なお、点線波形は基準変化モデルＮＭを示し、破線の縦線間隔はフレーム撮影周期ＦＰを示す。ここで、基準変化モデルＮＭとは、医学的な先見的知識から算出された理想形状モデルであり、予め作成されている。作成方法としては、先述の時間濃度変化と同様に、フレーム動画ＩＧ上の血管（対象）領域における信号値が明確な画素から求めた時間濃度変化により作成する方法等が考えられる。
【０１１２】
また、基準変化モデルＮＭの他の作成方法としては、空間濃度変化に基づいて作成する方法もある。ここでいう空間濃度変化とは、フレーム画像ＩＧ上の血管領域における血流方向に沿った複数の画素の画素値の空間方向における濃度変化を示す。
【０１１３】
図３４は、空間濃度変化に基づいた基準変化モデルＮＭの作成方法について説明する図である。図３４（ａ）はフレーム画像ＩＧ上の対象領域ＴＡ（対象画素ＴＰ）と血管領域ＲＧとの位置関係を例示し、図３４（ｂ）は血管領域ＲＧ内における血流方向ＡＲ２に沿った複数の画素ｒｇ１〜ｒｇ４を例示し、図３４（ｃ）の左図は複数の画素ｒｇ１〜ｒｇ４から生成された空間濃度変化ＮＳを例示し、右図は作成された基準変化モデルＮＭを例示する。なお、図３４（ｃ）の左図の横軸は空間方向（血流方向ＡＲ２）を示し、縦軸は画素値（血流値）を示す。また、図３４（ｃ）の右図の横軸は時間方向を示し、縦軸は画素値（血流値）を示す。
【０１１４】
図３４で示されるように、空間濃度変化ＮＳは、フレーム画像ＩＧ上の信号値が明確である、例えば、心臓付近に位置する血管領域ＲＧにおける血流方向に沿った複数の画素ｒｇ１〜ｒｇ４の空間方向における濃度変化を指す。具体的に、空間方向における濃度変化は、複数の画素ｒｇ１〜ｒｇ４それぞれの濃度または濃度の差分値（血流値）を算出することで求められる（図３４（ｃ）の左図参照）。そして、血流方向ＡＲ２に沿って求められた空間濃度変化ＮＳの縦軸、横軸の倍率を所定の方法の下で変換することで、対象領域ＴＡ（対象画素ＴＰ）における推定の時間濃度変化が得られ、これが基準変化モデルＮＭとなる（図３４（ｃ）の右図参照）。具体的には、特開２０１１−１３１０４１号公報に記載されているような血流動態解析手法等を用いて作成することができる。
【０１１５】
図８（ａ）で示されるように、フレーム画像ＩＧ上の対象領域ＴＡ内の対象画素ＴＰが対象画素決定部１２１により決定される。そして、図８（ｂ）で示されるように、該対象画素ＴＰに対して対象画素時間濃度変化ＮＴが血流周期毎に算出される。すなわち、血流周期ＰＣ１内では、対象画素時間濃度変化ＮＴ１が算出され、血流周期ＰＣ２内では、対象画素時間濃度変化ＮＴ２が算出され、血流周期ＰＣ３内では、対象画素時間濃度変化ＮＴ３が算出される。なお、図８の血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３は、説明の都合上、血流の１周期全体（図２参照）のうち、ピークレンジＢ２周辺のみを示している。
【０１１６】
＜１−３−１−４−１−２．対象画素評価値算出部２４２＞
対象画素評価値算出部２４２では、（ａ１）対象画素時間濃度変化ＮＴにおける最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、（ａ２）対象画素時間濃度変化ＮＴにおける最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、（ａ３）対象画素時間濃度変化ＮＴにおける極大値及び極小値のうち、少なくとも１つの値、（ａ４）対象画素時間濃度変化ＮＴを生成するフレーム画像ＩＧのうち対象画素値が第１画素値（第１所定値）以上となるフレーム画像数、（ａ５）対象画素時間濃度変化ＮＴのうち第２画素値（第２所定値）以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、（ａ６）対象画素時間濃度変化ＮＴと予め準備した基準変化モデルＮＭとの相関値、の判断要素（ａ１）〜（ａ６）のうち、少なくとも１つの判断要素に基づいて対象画素評価値を算出する。
【０１１７】
このように、対象画素評価値は、各々の判断要素のみを用いて付与することができる一方で、判断要素（ａ１）〜（ａ６）のうちの幾つかの判断要素の組合せ、または、判断要素（ａ１）〜（ａ６）全てを用いて、対象画素評価値を付与することも可能である。すなわち、ｍ（ｍは６以下の正の整数）個の判断要素に対して各々の評価値ｅｔ（１）〜ｅｔ（ｍ）が存在する場合、対象画素評価値ｆｔは、評価値ｅｔ（１）〜ｅｔ（ｍ）に対する係数をα（１）〜α（ｍ）とすると、以下の式（１）より算出される。
【０１１８】
【数１】
2014079312.tif 000003
【０１１９】
図９は、図８の対象画素時間濃度変化ＮＴ及びその判断要素を例示する図であり、横軸が撮影時間を示し、縦軸が画素値を示す。図９で示されるように、例えば、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ１）の対象画素時間濃度変化ＮＴにおける最大値を算出する場合は、点Ｅ１により血流周期ＰＣ１に最も高い評価値ｅｔが付与される。また、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ２）の対象画素時間濃度変化ＮＴにおける最大微分値を算出する場合は、微分値Ｅ２により血流周期ＰＣ１に最も高い評価値ｅｔが付与される。このように、判断要素（ａ１）（ａ２）は、例えば、最も大きな画素値の周期を取り出したい場合等に有効である。
【０１２０】
また、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ４）対象画素時間濃度変化ＮＴを生成するフレーム画像ＩＧのうち対象画素値が第１画素値ｖ１以上となるフレーム画像数を算出する場合は、血流周期ＰＣ２の領域Ｅ４および血流周期ＰＣ３の領域Ｅ４’のフレーム画像の数が“２”であるため、血流周期ＰＣ２，ＰＣ３に血流周期ＰＣ１と比較して高い評価値ｅｔが付与される。また、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ５）対象画素時間濃度変化ＮＴのうち第２画素値ｖ２以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値を算出する場合は、画素積分値Ｅ５により血流周期ＰＣ２に最も高い評価値ｅｔが付与される。このように、判断要素（ａ４）（ａ５）は、第１画素値ｖ１や第２画素値ｖ２のように一定値以上のフレーム画像の存在を確認することで、例えば、ノイズのチェックや信号値の把握を行う場合等に有効である。なお、図９は、第１画素値ｖ１と第２画素値ｖ２とを同じ画素値にしたが、異なる画素値でもよい。
【０１２１】
また、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ３）対象画素時間濃度変化ＮＴにおける極大値（第２極大値）を算出する場合は、点Ｅ３の極大値により血流周期ＰＣ３に最も高い評価値ｅｔが付与される。このように、判断要素（ａ３）は、例えば、ｖ波ｗｖ（図３参照）を診断したい場合等に有効である。
【０１２２】
更に、血流周期ＰＣ１〜ＰＣ３内で判断要素（ａ６）対象画素時間濃度変化ＮＴと予め準備した基準変化モデルＮＭとの相関値を算出する場合は、対象画素時間濃度変化ＮＴと基準変化モデルＮＭとの差が最も小さい血流周期ＰＣ１に最も高い評価値ｅｔが付与される。このように、判断要素（ａ６）は、例えば、周期全体の表現を重要視する場合等に有効である。
【０１２３】
＜１−３−１−４−２．周期評価結果決定部３４０＞
周期評価結果決定部３４０では、対象画素評価部２４０にて算出された対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとして決定する。したがって、周期評価結果決定部３４０では、対象画素評価値ｆｔが高ければ周期評価結果ＣＲを高く付与し、対象画素評価値ｆｔが低ければ周期評価結果ＣＲを低く付与することが可能となる。
【０１２４】
＜１−３−１−５．周期選択部１５０＞
周期選択部１５０では、周期評価結果ＣＲに基づいて特定の血流周期を選択し、複数のフレーム画像ＩＧのうち、該特定の血流周期に分類されたフレーム画像ＩＧを特定周期フレーム画像として得る。そして、周期選択部１５０は、得られた特定周期フレーム画像を、記憶部３２、表示部３４、通信部３５にて出力する（図４参照）。
【０１２５】
図１０は、特定の血流周期に分類された特定周期フレーム画像を選択することを説明する図である。図１０で示されるように、特定の血流周期ＳＰＣに分類されたフレーム画像ＳＧを選択し、表示部３４にてフレーム画像ＳＧを表示する。
【０１２６】
なお、特定周期フレーム画像ＳＧを一旦記憶部３２に記憶した後、解析部３６（図１参照）にて記憶していた特定周期フレーム画像ＳＧを解析し、得られた特定周期解析画像ＳＡを表示部３４にて表示してもよい。
【０１２７】
＜１−４．画像処理装置３（３’）の基本動作＞
図１１は、本実施形態に係る画像処理装置３（３’）において実現される基本動作を説明するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため（図４参照）、ここでは全体の流れのみ説明する。
【０１２８】
図１１に示すように、まず、ステップＳ１において、制御部３１（３１’）の動画像取得部１１０が、撮像装置１の読取制御装置１４によって撮影された動画像（複数のフレーム画像ＩＧ）を、撮影制御装置２を介して取得する。
【０１２９】
ステップＳ２では、画素決定部１２０の対象画素決定部１２１が、複数のフレーム画像ＩＧのそれぞれの対象領域ＴＡ内における対象画素ＴＰを決定する（図５参照）。
【０１３０】
ステップＳ３では、周期分類部１３０（１３０’）が、対象画素の血流周期ＰＣを検出し、複数のフレーム画像ＩＧを該血流周期ＰＣ単位に分類する（図６参照）。具体的に、周期的な時間変化の検出方法は、周期分類部１３０に関しては、動画像におけるフレーム画像ＩＧの画素の時間濃度変化解析に基づき検出される。
【０１３１】
ステップＳ４では、周期評価部１４０の対象画素評価部２４０が、複数のフレーム画像ＩＧそれぞれにおける対象画素ＴＰの画素値である対象画素値に基づき血流周期ＰＣ毎に評価することにより対象画素評価値ｆｔを算出し、周期評価結果決定部３４０が、対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとして決定する（図７〜図９参照）。
【０１３２】
ステップＳ５では、周期選択部１５０が、周期評価結果ＣＲに基づいて特定の血流周期を選択し、該特定の血流周期に分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像ＳＧとして得る（図１０参照）。
【０１３３】
最後に、ステップＳ６において、周期選択部１５０が、ステップＳ５において選択した特定周期フレーム画像ＳＧを記憶部３２、表示部３４、通信部３５にて出力し（図４参照）、本動作フローが終了される。
【０１３４】
以上、画像処理装置３（３’）では、対象となる血管領域の周期的な時間変化となり、フレーム撮影周期ＦＰとは独立した血流周期ＰＣを検出し、複数のフレーム画像ＩＧを該血流周期ＰＣ単位に分類し、対象画素値に基づき血流周期ＰＣ毎に評価し、周期評価結果ＣＲを得る周期評価部１４０と、周期評価結果ＣＲに基づいて特定の血流周期ＳＰＣを選択し、該特定の血流周期ＳＰＣに分類されたフレーム画像を特定周期フレーム画像ＳＧとして得る周期選択部１５０と、を備える。すなわち、対象画素値に基づき各血流周期ＰＣを評価することで、診断に必要か否かの判断や重要な周期か否かの判断を行うことが可能となる。その結果、医者等の専門家が、複数のフレーム画像ＩＧのうち特定周期フレーム画像ＳＧを選択的に精査することにより、血流周期ＰＣ内の対象領域の状態変化に対して、動画診断を適切かつ効率的に行うことが可能となる。また、動画読影による診断時間の短縮化が図れ、ユーザにとっての利便性が向上する。
【０１３５】
また、対象画素評価部１２１は、対象画素時間濃度変化算出部２４１と対象画素評価値算出部２４２とを備えることにより、例えば、対象画素評価値ｆｔとして、判断要素（ａ１）における最大値または最大値と最小値との差を算出する場合は、対象画素時間濃度変化ＮＴの最も重要な情報である波形ピークの高さを捉えることができる。また、判断要素（ａ２）（ａ３）における最大微分値、最小微分値、極大値、極小値に基づき対象画素評価値ｆｔを算出する場合は、対象画素時間濃度変化ＮＴの波形の形状を知ることが可能となる。さらに、判断要素（ａ６）における対象画素時間濃度変化ＮＴと基準変化モデルＮＭとの相関値に基づき対象画素評価値ｆｔを算出する場合は、対象画素時間濃度変化ＮＴの全体的な表現能を求めることが可能となる。
【０１３６】
このように、対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとして決定することにより、診断に必要か否かの判断や重要な血流周期か否かの判断を適切に行うことが可能となる。
【０１３７】
また、基準変化モデルＮＭを空間濃度変化ＮＳに基づいて作成することにより、対象画素時間濃度変化ＮＴと基準変化モデルＮＭとの相関値を適切に求めることが可能となる。
【０１３８】
また、特定周期フレーム画像ＳＧのみを表示することにより、診断時間の短縮化が図れる。一方、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＩＧを完全に削除するのではなく、特定の血流周期ＳＰＣの特定周期フレーム画像ＳＧのみを通常の速度で表示し、その他のフレーム画像ＩＧは高速表示もしくは間引き表示を行うことが可能となる。
【０１３９】
また、特定周期フレーム画像ＳＧのみを記憶することにより、記憶領域を小さくすることが可能となり、記憶容量を節約することが可能となる。
【０１４０】
一方、特定の血流周期ＳＰＣのフレーム画像ＳＧのみを可逆(非)圧縮保存を行い、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＳＧは非可逆圧縮保存を行うことが可能となる。
【０１４１】
また、フレーム画像ＩＧの画像情報の劣化が好ましくない場合は、動画像に加えて特定周期フレーム画像ＩＧの撮影時間（またはフレームナンバー）を記憶しておくことで、再現表示時に所望の表示を効率的に行うことが可能となる。
【０１４２】
また、特定周期フレーム画像ＳＧのみを通信することにより、通信負荷を抑えることができるとともに、通信時間の短縮化が図れる。
【０１４３】
一方、特定の血流周期ＳＰＣのフレーム画像ＳＧのみを可逆(非)圧縮送信を行い、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＳＧは非可逆圧縮送信を行うことが可能となる。
【０１４４】
さらに、対象領域ＴＡが血管領域であることにより、所望の血管領域における血流量、血液量等を描出した血流周期ＰＣを選択することができる。
【０１４５】
例えば、時間濃度変化の最大微分値から血流の急激な変化を、時間濃度変化の極大値からａ波ｗａ（大きさが２番目の極大値に相当）、ｖ波ｗｖ（大きさが３番目の極大値に相当）（図３参照）等の小さな波形を捉えることが可能となる。また、上記の判断要素（ａ４）のフレーム画像数や判断要素（ａ５）の画素積分値を得ることにより血液量を評価することが可能となる。
【０１４６】
このため、血流周期ＰＣ内の血管領域ＴＡの状態変化に対して、効率的な医療診断が可能となる。また、該血管領域ＴＡにおける動画読影による診断時間の短縮化が図れ、ユーザにとっての利便性が向上する。
【０１４７】
＜２．第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態として構成された画像処理装置３Ａで用いられる制御部３１Ａの機能構成を示す図である。この制御部３１Ａは、第１実施形態の画像処理装置３における制御部３１（図４参照）の代替として使用される。第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の画素決定部１２０に対応する画素決定部１２０Ａが参照画素決定部１２２を更に備え、第１実施形態の周期評価部１４０が周期評価部１４０Ａ（または周期評価部１４０Ａ’）に変更される点である。なお、残余の構成は画像処理装置３と同様である。
【０１４８】
＜２−１．画素決定部１２０Ａ＞
画素決定部１２０Ａでは、対象画素決定部１２１の機能構成に加え、フレーム画像ＩＧ上における対象画素ＴＰとは異なる参照画素ＲＰ（後述の図１６参照）を決定する参照画素決定部１２２を更に備える。
【０１４９】
参照画素決定部１２２は、対象画素ＴＰとの空間的な距離が所定の距離値以下となる画素を参照画素ＲＰとして決定する。
【０１５０】
＜２−２．周期評価部１４０Ａ＞
図１３は、第２実施形態に係る周期評価部１４０Ａの詳細を示すブロック図である。図１３で示されるように、周期評価部１４０Ａは対象画素評価部２４０Ａと周期評価結果決定部３４０Ａとから構成される。
【０１５１】
＜２−２−１．対象画素評価部２４０Ａ＞
対象画素評価部２４０Ａでは、対象画素評価部２４０と同様の対象画素時間濃度変化算出部２４１と対象画素評価値算出部２４２との機能構成に加え、参照画素時間濃度変化算出部２４３と、位相振幅補正部２４４と、参照画素評価値算出部２４５と、空間相関値算出部２４６と、を更に備える。
【０１５２】
＜２−２−１−１．参照画素時間濃度変化算出部２４３＞
参照画素時間濃度変化算出部２４３では、血流周期ＰＣ内における参照画素ＲＰの画素値である参照画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照画素時間濃度変化ＮＲを算出する。すなわち、各血流周期ＰＣにおいて、図８で示される対象画素時間濃度変化ＮＴと同様に、参照画素ＲＰにおいても参照画素時間濃度変化ＮＲが算出される（後述の図１６参照）。
【０１５３】
＜２−２−１−２．位相振幅補正部２４４＞
図１６は、対象画素時間濃度変化ＮＴと参照画素時間濃度変化ＮＲとの位相及び振幅の関係を例示する図であり、図１６（ａ）はフレーム画像ＩＧ上における対象画素ＴＰと参照画素ＲＰとの位置関係を示し、図１６（ｂ）は対象画素ＴＰに対する対象画素時間濃度変化ＮＴを示し、図１６（ｃ）は参照画素ＲＰに対する参照画素時間濃度変化ＮＲを示す。図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）で示されるように、参照画素時間濃度変化ＮＲの位相及び振幅は、対象画素時間濃度変化ＮＴの位相及び振幅と一致していないことが見て取れる。
【０１５４】
これについては、具体的に、図６を再度参照して説明する。図６で示されるように、身体内部の異なる３つの位置で血流を測定した場合、血流波形は周期的な時間変化ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３として測定される。時間変化ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３の順で心臓からの距離が離れている場合、時間変化ＴＦ１では最も振幅のピークＢ１（図２参照）が大きく、時間変化ＴＦ２，ＴＦ３の順で小さくなる。また、逆に、時間変化ＴＦ１では最もピークレンジＢ２（図２参照）が小さく、時間変化ＴＦ２，ＴＦ３の順で大きくなる。
【０１５５】
このように、血流波形は身体内部の位置（一般的には、心臓からの距離）によって位相や振幅が異なるため、同時刻に撮影されたフレーム画像ＩＧにおいて、単純に対象画素ＴＰと参照画素ＲＰとの画素値の比較が行えないことを意味する。
【０１５６】
そこで、位相振幅補正部２４４では、後述の空間相関値を得る前処理として、（ｃ１）対象画素時間濃度変化ＮＴの位相と参照画素時間濃度変化ＮＲの位相とのズレを一致させる補正、（ｃ２）心臓からの距離に応じて対象画素時間濃度変化ＮＴ及び／または参照画素時間濃度変化ＮＲの位相及び振幅を調整する補正、の補正（ｃ１）及び（ｃ２）のうち、少なくとも１つの補正を参照画素時間濃度変化ＮＲの算出後に行う。
【０１５７】
図１６の場合においては、参照画素時間濃度変化ＮＲに対して上記補正（ｃ２）を行っている。すなわち、参照画素時間濃度変化ＮＲを矢印ＡＲの方向に移動させる（位相をずらし）とともに、各画素値を減衰補正して振幅を調整している。このように、参照画素時間濃度変化ＮＲの位相及び振幅を、対象画素時間濃度変化ＮＴの位相及び振幅に合わせることにより、対象画素時間濃度変化ＮＴと比較可能なように新たに参照画素時間濃度変化ＮＲ’を生成している。
【０１５８】
なお、図１６では、参照画素時間濃度変化ＮＲに対してのみ補正し参照画素時間濃度変化ＮＲ’を生成したが、対象画素時間濃度変化ＮＴに対してのみ補正し参照画素時間濃度変化ＮＴ’を生成してもよい。また、対象画素時間濃度変化ＮＴと参照画素時間濃度変化ＮＲとの両方に対して補正し対象画素時間濃度変化ＮＴ’と参照画素時間濃度変化ＮＲ’とを生成してもよい。
【０１５９】
このように、位相振幅補正部２４４にて上記の補正が行われた対象画素時間濃度変化ＮＴ（ＮＴ’）は対象画素評価値算出部２４２に出力され、参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）は参照画素評価値算出部２４５に出力される。
【０１６０】
＜２−２−１−３．参照画素評価値算出部２４５＞
参照画素評価値算出部２４５では、（ｂ１）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）における最大値及び最小値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ２）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）における最大微分値及び最小微分値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ３）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）における極大値及び極小値のうち、少なくとも１つの値、（ｂ４）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）を構成するフレーム画像ＩＧのうち参照画素値が第３所定値以上となるフレーム画像数、（ｂ５）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）のうち第４所定値以上における画素値を時間方向に積分した画素積分値、（ｂ６）参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）と予め準備した基準変化モデルＮＭとの相関値、の判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）のうち、対象画素評価値ｆｔの算出に用いた判断要素（ａ１）〜（ａ６）に対応する判断要素に基づき参照画素評価値ｆｒとして算出する。
【０１６１】
すなわち、参照画素評価値ｆｒは、対象画素評価値ｆｔと同様に、各々の判断要素のみを用いて付与することができる他、判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）のうちの幾つかの判断要素の組合せ、または、判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）全てを用いて、参照画素評価値ｆｒを付与することも可能である。したがって、参照画素評価値ｆｒは、対象画素評価値ｆｔと同様に、ｍ個の判断要素に対して各々の評価値ｅｒ（１）〜ｅｒ（ｍ）が存在する場合、対象画素評価値ｆｒは、評価値ｅｒ（１）〜ｅｒ（ｍ）に対する係数をα（１）〜α（ｍ）とすると、以下の式（２）より算出される。
【０１６２】
【数２】
2014079312.tif 000004
【０１６３】
なお、参照画素ＲＰの各評価値ｅｒ（１）〜ｅｒ（ｍ）の判断要素は、対象画素評価値算出部２４２で算出される対象画素ＴＰの各評価値ｅｔ（１）〜ｅｔ（ｍ）の判断要素と対応している。すなわち、例えば、対象画素評価値ｆｔを判断要素（ａ１）と（ａ４）とから算出した場合は、参照画素評価値ｆｒにおいても判断要素（ｂ１）と（ｂ４）とから算出され、対象画素評価値ｆｔを判断要素（ａ１）〜（ａ６）全てを用いて算出した場合は、参照画素評価値ｆｒにおいても判断要素（ｂ１）〜（ｂ６）全てを用いて算出される。
【０１６４】
図１６の場合では、位相振幅補正部２４４から出力された対象画素時間濃度変化ＮＴと参照画素時間濃度変化ＮＲ’との比較になる。そして、ここでは、各々の時間濃度変化ＮＴ、ＮＲ’の最大値（点Ｅ１）及び極大値（点Ｅ３）を判断要素として用いる。このため、対象画素評価値ｆｔは判断要素（ａ１）と（ａ３）とから求められ、参照画素評価値ｆｒは判断要素（ｂ１）と（ｂ３）とから求められる。
【０１６５】
＜２−２−１−４．空間相関値算出部２４６＞
空間相関値算出部２４６では、対象画素評価値ｆｔと参照画素評価値ｆｒとの差を空間相関値ｆｓとして算出する第１の空間相関値算出処理を実行する。すなわち、空間相関値ｆｓは、ｆｓ＝｜ｆｔ−ｆｒ｜により算出される。
【０１６６】
＜２−２−２．周期評価結果決定部３４０Ａ＞
周期評価結果決定部３４０Ａでは、対象画素ＴＰの対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとするとともに、空間相関値ｆｓに基づいて周期評価結果ＣＲの有効性を判断（ノイズの有無を判断）する（図１３参照）。すなわち、空間相関値ｆｓは値が小さい程、対象画素ＴＰの画素値は参照画素ＲＰの画素値と類似している（周囲画素との相関が良い）ことを示し、空間相関値ｆｓの値が大きければ、対象画素ＴＰの画素値は参照画素ＲＰの画素値とは異なる（周囲画素との相関が悪い）ことを示している。このため、空間相関値ｆｓを算出することで、対象画素決定部１２１にて決定された対象画素ＴＰがノイズを含んでいるか否かの判断を効率的に行う事が可能となる。
【０１６７】
したがって、周期評価結果決定部３４０Ａでは、対象画素評価値ｆｔが高く且つ空間相関値ｆｓが小さければ（相関が良ければ）周期評価結果ＣＲを高く付与し、対象画素評価値ｆｔが高くても空間相関値ｆｓが大きければ（相関が悪ければ）周期評価結果ＣＲを低く付与することが可能となる。
【０１６８】
＜２−３．周期評価部１４０Ａ’＞
周期評価部１４０Ａ’は、周期評価部１４０Ａと同様に空間相関値を算出することで周期評価結果ＣＲの有効性を判断するが、その空間相関値の算出方法が異なる。
【０１６９】
図１４は、第２実施形態に係る周期評価部１４０Ａ’の詳細を示すブロック図である。図１４で示されるように、周期評価部１４０Ａ’は、対象画素評価部２４０Ａ’と周期評価結果決定部３４０Ａ’とから構成される。周期評価部１４０Ａ’が周期評価部１４０Ａと異なる点は、対象画素評価値ｆｔと参照画素評価値ｆｒとを用いず直接に空間相関値ｆｓ’が算出される点である。
【０１７０】
＜２−３−１．対象画素評価部２４０Ａ’の空間相関値算出部２４６’＞
対象画素評価部２４０Ａ’における空間相関値算出部２４６’では、対象画素時間濃度変化ＮＴの周期的変化と参照画素時間濃度変化ＲＴの周期的変化とを比較して得られる該対象画素値と該参照画素値との差の総和を空間相関値ｆｓ’として算出する第２の空間相関値算出処理を実行する（図１４参照）。ここで、対象画素時間濃度変化ＮＴの周期的変化と参照画素時間濃度変化ＲＴの周期的変化とは、位相振幅補正部２４４が出力する対象画素時間濃度変化ＮＴ（ＮＴ’）と参照画素時間濃度変化ＮＲ（ＮＲ’）とを指す。
【０１７１】
すなわち、空間相関値ｆｓ’は、血流周期ＰＣ内の比較すべき対象画素ＴＰ及び参照画素ＲＰがそれぞれＬ個（Ｌは正の整数）ずつ存在する場合、対象画素ＴＰに対する各々の対象画素値Ｔｖ（１）〜Ｔｖ（Ｌ）と参照画素ＲＰに対する各々の参照画素値Ｒｖ（１）〜Ｒｖ（Ｌ）とを用いて、以下の式（３）より算出される。
【０１７２】
【数３】
2014079312.tif 000005
【０１７３】
すなわち、図１６の場合における第２の空間相関値算出処理では、対象画素時間濃度変化ＮＴの７個の対象画素ＴＰに対する各々の対象画素値Ｔｖ（１）〜Ｔｖ（７）と参照画素時間濃度変化ＮＲ’の７個の参照画素ＲＰに対する各々の参照画素値Ｒｖ（１）〜Ｒｖ（７）との差の総和を空間相関値ｆｓ’として算出する。
【０１７４】
＜２−３−２．周期評価結果決定部３４０Ａ’＞
周期評価結果決定部３４０Ａ’では、対象画素ＴＰの対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとするとともに、空間相関値ｆｓ’に基づいて周期評価結果ＣＲの有効性を判断（ノイズの有無を判断）する（図１４参照）。すなわち、空間相関値ｆｓ’は値が小さい程、対象画素ＴＰの画素値は参照画素ＲＰの画素値と類似している（周囲画素との相関が良い）ことを示し、空間相関値ｆｓ’の値が大きければ、対象画素ＴＰの画素値は参照画素ＲＰの画素値とは異なる（周囲画素との相関が悪い）ことを示している。このため、空間相関値ｆｓ’を算出することで、対象画素決定部１２１にて決定された対象画素ＴＰがノイズを含んでいるか否かの判断を効率的に行う事が可能となる。
【０１７５】
したがって、周期評価結果決定部３４０Ａ’では、対象画素評価値ｆｔが高く且つ空間相関値ｆｓ’が小さければ（相関が良ければ）周期評価結果ＣＲを高く付与し、対象画素評価値ｆｔが高くても空間相関値ｆｓ’が大きければ（相関が悪ければ）周期評価結果ＣＲを低く付与することが可能となる。
【０１７６】
＜２−４．画像処理装置３Ａ（３Ａ’）の基本動作＞
続いて、図１７は、第２実施形態に係る画像処理装置３Ａ（３Ａ’）の動作フローを例示した図である。なお、図１７のうち、ステップＳＡ１，ＳＡ３，ＳＡ５は図１１のステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５と同様であるため、その説明は省略する。
【０１７７】
この第２実施形態では、第１実施形態では存在しなかった参照画素決定部１２２が付加され、周期評価部１４０が周期評価部１４０Ａ（１４０Ａ’）に置換されたことで、下記の工程のみが変更される。
【０１７８】
すなわち、第１実施形態と同様の工程として、ステップＳＡ１を経て、図１７で示されるように、ステップＳＡ２にて、画素決定部１２０において、対象画素決定部１２１が、複数のフレーム画像ＩＧそれぞれの対象領域ＴＡ内における対象画素ＴＰを決定するとともに、参照画素決定部１２２が対象画素ＴＰと比較すべき参照画素ＲＰを決定する。
【０１７９】
また、ステップＳＡ４では、周期評価部１４０Ａ（１４０Ａ’）の対象画素評価部２４０Ａ（２４０Ａ’）が、血流周期ＰＣ毎に、対象画素評価値ｆｔ及び空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）を算出し、周期評価結果決定部３４０Ａが、対象画素評価値ｆｔを周期評価結果ＣＲとするとともに、空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）に基づいて周期評価結果ＣＲの有効性を判断する（図１３，図１４，図１６参照）。そして、残余の工程は第１実施形態と同様となる。
【０１８０】
以上のように第２実施形態に係る画像処理装置３Ａ（３Ａ’）では、周期評価結果決定部３４０Ａ（３４０Ａ’）は空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）に基づいて周期評価結果ＣＲの有効性を判断する。これにより、対象画素ＴＰとその周囲の画素との相関を見ることでき、対象画素値がノイズなのか有意な信号なのかを判定することが可能となる。
【０１８１】
また、対象画素評価部２４０Ａ（２４０Ａ’）は空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）を得る前処理として位相振幅補正部２４４を更に備える。これにより、フレーム画像ＩＧ上における対象画素ＴＰと参照画素ＲＰとの位置の違いによる位相や振幅の違いを補正し、対象画素時間濃度変化ＮＴの周期的変化と参照画素時間濃度変化ＮＲの周期的変化とを同位相内の変化として比較することが可能となる。その結果、周期評価部１４０Ａ（１４０Ａ’）は、周期評価結果ＣＲの有効性を精度良く判断することができる。
【０１８２】
また、対象画素ＴＰとの空間的な距離が所定距離値以下となる画素を参照画素ＲＰとして決定することにより、対象画素ＴＰの信号と似通った信号の画素を参照画素ＲＰとして決定することが可能となる。これにより、周期評価結果ＣＲの有効性の判断を行うに相応しい空間相関値が得られ、適切な評価を行うことが可能となる。
【０１８３】
＜２−５．参照画素ＲＰの選択方法の変形例＞
参照画素ＲＰの選択方法として、上述では、対象画素ＴＰとの空間的な距離から参照画素ＲＰを決定（選択）したが、参照画素ＲＰを選択する方法の変形例として次のような方法を採用することもできる。すなわち、参照画素決定部１２２が参照画素ＲＰの候補となる参照候補画素を複数決定し、対象画素評価部２４０Ａ（２４０Ａ’）が、血流周期ＰＣ内における参照候補画素の画素値である参照候補画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照候補画素時間濃度変化を算出し、参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する１つの変化を参照画素時間濃度変化ＮＲとして決定してもよい。
【０１８４】
図１５は、参照画素ＲＰの選択方法の変形例を説明するブロック図である。図１５で示されるように、参照画素時間濃度変化算出部２４３”が、血流周期ＰＣ内における参照候補画素の画素値である参照候補画素値の時間方向に対する濃度変化を示す参照候補画素時間濃度変化を算出し、参照画素確定部２４７が、参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する１つの変化を参照画素時間濃度変化ＮＲとして決定する。
【０１８５】
このように、参照候補画素時間濃度変化のうち、最大値が所定の閾値以上を満足する変化を参照画素時間濃度変化ＮＲとして決定することにより、複数の参照候補画素のうち、ノイズをもつ画素を除外して参照画素ＲＰを決定することができるため、周期評価結果ＣＲの有効性の判断を行うに相応しい空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）が得られ、適切な評価を行うことが可能となる。
【０１８６】
＜３．第３実施形態＞
図１８は、本発明の第３実施形態として構成された画像処理装置３Ｂで用いられる制御部３１Ｂの機能構成を示す図である。この制御部３１Ｂは、第１実施形態の画像処理装置３における制御部３１（図４参照）の代替として使用される。第１実施形態と異なる点は、画素決定部１２０が画素決定部１２０Ｂに変更され、周期評価部１４０が周期評価部１４０Ｂに変更される点である。なお、残余の構成は画像処理装置３と同様である。
【０１８７】
＜３−１．画素決定部１２０Ｂ＞
画素決定部１２０Ｂにおける対象画素決定部１２１Ｂでは、決定される対象画素ＴＰは複数の画素である。対象画素ＴＰが複数の画素である場合、対象領域ＴＡ内の画素すべてを対象画素ＴＰとしても良いが、より安定的かつ高速に処理するために対象領域ＴＡの一部を対象画素ＴＰとして用いることが考えられる。
【０１８８】
図１９は、複数の対象画素ＴＰの決定方法を例示する図であり、図１９（ａ）ではフレーム画像ＩＧ上の対象領域ＴＡを示し、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）では対象領域ＴＡ内の複数の対象画素ＴＰの選択方法を説明する図である。図１９（ｂ）で示されるように、対象領域ＴＡ内の血管ではない領域ＥＸは画素変動が少ないため除外し、一定値以上の画素変動のある画素ＴＰａ〜ＴＰｄを対象画素ＴＰとして選択することができるほか、ハイパスフィルタにより、血流とは無関係の呼吸などによる画素変動を除外してもよい。一方、図１９（ｃ）で示されるように、血流方向に対して垂直方向に沿って複数の画素ＴＰｅ〜ＴＰｇを対象画素ＴＰとして選択してもよく、この方法を採用すれば、上述したように、位相及び振幅の調整が不要になるため、時間濃度変化ＮＴの相互類似性の観点から有効である。
【０１８９】
＜３−２．周期評価部１４０Ｂ＞
図２０は、第３実施形態に係る周期評価部１４０Ｂの詳細を示すブロック図である。図２０で示されるように、周期評価部１４０Ｂは、対象画素評価部２４０Ｂと周期評価結果決定部３４０Ｂとを備えて構成される。
【０１９０】
＜３−２−１．対象画素評価部２４０Ｂ＞
対象画素評価部２４０Ｂは、対象画素時間濃度算出部２４１Ｂと対象画素評価値算出部２４２Ｂとを備えて構成される。
【０１９１】
対象画素評価値算出部２４２Ｂでは、対象画素決定部１２１Ｂにより決定された複数の対象画素ＴＰに対して複数の対象画素評価値ｆｔを算出する。
【０１９２】
具体的には、図２０で示されるように、対象画素時間濃度変化算出部２４１Ｂが、対象画素決定部１２１Ｂにより決定された複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）（ｎは正の整数）に対して、それぞれ対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）を算出する。そして、対象画素評価値算出部２４２Ｂが、第１及び第２実施形態の対象画素評価値算出部２４２と同様の算出処理を行うことにより、該対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）に対して、それぞれ対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）を算出する。
【０１９３】
＜３−２−２．周期評価結果決定部３４０Ｂ＞
周期評価結果決定部３４０Ｂは、統計対象画素評価値算出部３４１Ｂを備えて構成される（図２０参照）。統計対象画素評価値算出部３４１Ｂでは、以下の統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値Ｆｔに基づいて統計対象画素評価値Ｓｔを算出する。
【０１９４】
（ｄ１）複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）の総和に基づいて統計値Ｆｔを算出する。すなわち、統計値Ｆｔは、対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）に対する係数をβ（１）〜β（ｎ）とすると、以下の式（４）より算出される。
【０１９５】
【数４】
2014079312.tif 000006
【０１９６】
（ｄ２）複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）のうち、一定値（所定値）以上の対象画素評価値ｆｔの総和に基づいて統計値Ｆｔを算出する。ここで、一定値をＸとすれば、上式４と同様に、以下の式（５）より算出される。
【０１９７】
【数５】
2014079312.tif 000007
【０１９８】
（ｄ３）複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）のうちの最高値に基づいて統計値Ｆｔを算出する。すなわち、以下の式（６）より算出される。
【０１９９】
【数６】
2014079312.tif 000008
【０２００】
（ｄ４）複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）間における対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）の類似性に基づいて統計値Ｆｔを算出する。ここで、類似性とは、上述の空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）（図１６参照）と同様の手法を用いることができる。すなわち、前述の図１６の場合では、１つの対象画素ＴＰの対象画素時間濃度変化ＮＴと１つの参照画素ＲＰの参照画素時間濃度変化ＮＲとの空間的な類似性を空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）より算出したが、この統計値（ｄ４）では、複数の対象画素ＴＰの複数の対象画素時間濃度変化ＮＴ間の空間的な類似性を空間相関値より算出する。
【０２０１】
以上の（ｄ１）〜（ｄ４）のほか、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）間における判断要素（ａ１）〜（ａ６）の評価値ｅｔを比較した類似度に基づいて統計値Ｆｔを算出してもよい。
【０２０２】
このように、統計対象画素評価値Ｓｔは、各々の統計値Ｆｔのみを用いて付与することができる一方で、統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうちの幾つかの統計値Ｆｔの組合せ、または、統計値（ｄ１）〜（ｄ４）全てを用いて、統計対象画素評価値Ｓｔを付与することも可能である。すなわち、ｍ２（ｍ２は４以下の正の整数）個の統計値Ｆｔ（１）〜Ｆｔ（ｍ２）が存在する場合、統計対象画素評価値Ｓｔは、統計値Ｆｔ（１）〜Ｆｔ（ｍ２）に対する係数をα２（１）〜α２（ｍ２）とすると、以下の式（７）より算出される。
【０２０３】
【数７】
2014079312.tif 000009
【０２０４】
最後に、周期評価結果決定部３４０Ｂ（周期評価部１４０Ｂ）が、統計対象画素評価値Ｓｔを周期評価結果ＣＲとして決定する。
【０２０５】
＜３−３．画像処理装置３Ｂの基本動作＞
続いて、図２１は、第３実施形態に係る画像処理装置３Ｂの動作フローを例示した図である。なお、図２１のうち、ステップＳＢ１，ＳＢ３，ＳＢ５は図１１のステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５と同様であるため、その説明は省略する。
【０２０６】
この第３実施形態では、第１実施形態とは異なり、対象画素ＴＰを複数決定されたことで、下記の工程のみが変更される。
【０２０７】
すなわち、第１実施形態と同様の工程として、ステップＳＢ１を経て、図２１で示されるように、ステップＳＢ２にて、画素決定部１２０Ｂにおいて、対象画素決定部１２１Ｂが、複数のフレーム画像ＩＧのそれぞれの対象領域ＴＡ内において、複数の対象画素ＴＰを決定する（図１９参照）。
【０２０８】
また、ステップＳＢ４では、周期評価部１４０Ｂの対象画素評価部２４０Ｂが、血流周期ＰＣ毎に、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）（ｎは正の整数）に対して、それぞれ対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）を算出し、続いて、周期評価結果決定部３４０Ｂの統計対象画素評価値算出部３４１Ｂが、対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）を用いて算出された統計値Ｆｔ（上記の統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値Ｆｔに対応）に基づいて統計対象画素評価値Ｓｔを算出する（図２０参照）。そして、残余の工程は第１実施形態と同様となる。
【０２０９】
以上のように第３実施形態に係る画像処理装置３Ｂでは、周期評価結果ＣＲは統計対象画素評価値Ｓｔであることにより、フレーム画像ＩＧ上の広範囲領域から適切な周期選択の判定を行うことができる。すなわち、対象領域ＴＡ内の最も統計対象画素評価値Ｓｔの高い（周期的な波形特徴を捉えた）画素群に基づいて、周期評価結果ＣＲを出力することが可能となる。
【０２１０】
また、上記の統計値（ｄ２）一定値（所定値）Ｘ以上の対象画素評価値ｆｔの総和、統計値（ｄ３）対象画素評価値ｆｔのうちの最高値、統計値（ｄ４）複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）間における対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）の類似性、のうち、少なくとも１つの統計値Ｆｔに基づいて統計所定画素評価値Ｓｔを算出する場合、対象画素評価値ｆｔの低いまたは所望の信号が存在しない領域（画素）を対象画素から外す判断を行うことができる。これにより、対象画素評価値ｆｔの低いまたは所望の信号が存在しない領域（画素）が取り除かれるため、計算時間の短縮化が図れ、安定的かつ高速にノイズ除去が可能となる。
【０２１１】
＜４．第４実施形態＞
図２２は、本発明の第４実施形態として構成された画像処理装置３Ｃで用いられる制御部３１Ｃの機能構成を示す図である。この制御部３１Ｃ（３１Ｃ’）は、第２実施形態の画像処理装置３Ａ（３Ａ’）における制御部３１Ａ（３１Ａ’）（図４参照）の代替として使用される。第２実施形態と異なる点は、画素決定部１２０Ａが画素決定部１２０Ｃに変更され、周期評価部１４０Ａ（１４０Ａ’）が周期評価部１４０Ｃ（１４０Ｃ’）に変更される点である。なお、残余の構成は画像処理装置３Ａ（３Ａ’）と同様である。
【０２１２】
＜４−１．画素決定部１２０Ｃ＞
画素決定部１２０Ｃでは、対象画素決定部１２１Ｃと参照画素決定部１２２Ｃとを備えて構成される。
【０２１３】
対象画素決定部１２１Ｃでは、対象画素決定部１２１Ｂと同様に、決定される対象画素ＴＰは複数の画素である。なお、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）（ｎは整数）の選択方法は、図１９で説明した通りである。
【０２１４】
参照画素決定部１２２Ｃでは、参照画素決定部１２２と同様に、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）それぞれに対応する参照画素ＲＰ（１）〜ＲＰ（ｎ）を決定する。なお、各々の対象画素ＴＰと参照画素ＲＰとの関係は上記で説明した通りである。すなわち、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）とは異なり、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）に対応する複数の参照画素ＲＰ（１）〜ＲＰ（ｎ）を決定する。
【０２１５】
＜４−２．周期評価部１４０Ｃ，周期評価部１４０Ｃ’＞
図２３及び図２４は、第４実施形態に係る周期評価部１４０Ｃ及び１４０Ｃ’の詳細をそれぞれ示すブロック図である。図２３で示されるように、周期評価部１４０Ｃは対象画素評価部２４０Ｃと周期評価結果決定部３４０Ｃとを備えて構成され、図２４で示されるように、周期評価部１４０Ｃ’は対象画素評価部２４０Ｃ’と周期評価結果決定部３４０Ｃ’とを備えて構成される。
【０２１６】
＜４−２−１．対象画素評価部２４０Ｃ＞
対象画素評価部２４０Ｃでは、対象画素評価部２４０Ａ（図１３参照）と同様の機能構成を備えるが、対象画素評価部２４０Ａと異なる点は、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）に対してそれぞれ対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）及び空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）を算出する点である（図２３参照）。
【０２１７】
具体的には、図２３で示されるように、対象画素時間濃度変化算出部２４１Ｃが、対象画素決定部１２１Ｃにより決定された複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）に対して、それぞれ対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）を算出するとともに、参照画素時間濃度変化算出部２４３Ｃが、参照画素決定部１２２Ｃにより決定された複数の参照画素ＲＰ（１）〜ＲＰ（ｎ）に対して、それぞれ参照画素時間濃度変化ＮＲ（１）〜ＮＲ（ｎ）を算出する。
【０２１８】
続いて、位相振幅補正部２４４Ｃが、第２実施形態の位相振幅補正部２４４と同様の算出処理を対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）と参照画素時間濃度変化ＮＲ（１）〜ＮＲ（ｎ）とのｎ個のペアに対してそれぞれ行う。そして、対象画素評価値算出部２４２Ｃが、第２実施形態の対象画素評価値算出部２４２と同様の算出処理を行うことにより、該対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）（または、ＮＴ’（１）〜ＮＴ’（ｎ））に対して、それぞれ対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）を算出するとともに、参照画素評価値算出部２４５Ｃが、第２実施形態の参照画素評価値算出部２４５と同様の算出処理を行うことにより、該参照画素時間濃度変化ＮＲ（１）〜ＮＲ（ｎ）（または、ＮＲ’（１）〜ＮＲ’（ｎ））に対して、それぞれ参照画素評価値ｆｒ（１）〜ｆｒ（ｎ）を算出する。
【０２１９】
さらに、空間相関値算出部２４６Ｃが、第１の空間相関値算出処理を実行して複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）に対応する複数の空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）を算出する。
【０２２０】
＜４−２−２．対象画素評価部２４０Ｃ’＞
対象画素評価部２４０Ｃ’においては、対象画素評価部２４０Ａ’（図１４参照）と同様の機能構成を備えるが、対象画素評価部２４０Ａ’と異なる点は、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）に対してそれぞれ対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）及び空間相関値ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ）を算出する点である（図２４参照）。
【０２２１】
具体的には、図２４で示されるように、対象画素評価部２４０Ｃと同様に、位相振幅補正部２４４Ｃが対象画素時間濃度変化ＮＴ（１）〜ＮＴ（ｎ）（または、ＮＴ’（１）〜ＮＴ’（ｎ））及び参照画素時間濃度変化ＮＲ（１）〜ＮＲ（ｎ）（または、ＮＲ’（１）〜ＮＲ’（ｎ））を算出処理後、空間相関値算出部２４６Ｃ’が、第２の空間相関値算出処理を実行して複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）に対応する複数の空間相関値ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ）を算出する。
【０２２２】
＜４−２−３．周期評価結果決定部３４０Ｃ＞
続いて、周期評価結果決定部３４０Ｃは統計対象画素評価値算出部３４１Ｃを備えて構成される（図２３参照）。
【０２２３】
統計対象画素評価値算出部３４１Ｃでは、統計対象画素評価値算出部３４１Ｂ（図２０参照）と同様の機能構成を備えるが、統計対象画素評価値算出部３４１Ｂと異なる点は、図２３で示されるように、空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）を考慮して、統計対象画素評価値Ｓｔを算出する点である。
【０２２４】
すなわち、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ（周期評価結果決定部３４０Ｃ）では、複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）のうち、複数の空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）に基づき有効と判断された所定数の有効対象画素評価値ｆｔあるいは所定数の有効対象画素ＴＰに対し、（ｄ１）所定数の有効対象画素評価値ｆｔの総和、（ｄ２）所定数の有効対象画素評価値ｆｔのうち、所定値以上の対象画素評価値ｆｔの総和、（ｄ３）所定数の有効対象画素評価値ｆｔのうちの最高値、（ｄ４）所定数の有効対象画素ＴＰ間における対象画素時間濃度変化ＮＴの類似性、の統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計所定画素評価値Ｓｔを算出する。
【０２２５】
そして、周期評価結果決定部３４０Ｃ（周期評価部１４０Ｃ）が、統計対象画素評価値Ｓｔを周期評価結果ＣＲとして決定する（図２２参照）。
【０２２６】
＜４−２−４．周期評価結果決定部３４０Ｃ’＞
また、周期評価結果決定部３４０Ｃ’は、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ’を備えて構成される（図２４参照）。
【０２２７】
統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ’においても、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ（図２３参照）と同様の機能構成を備えるが、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃと異なる点は、図２４で示されるように、空間相関値ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ）を考慮して、統計対象画素評価値Ｓｔを算出する点である。すなわち、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ’（周期評価結果決定部３４０Ｃ’）では、複数の対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）のうち、複数の空間相関値ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ）に基づき有効と判断された所定数の有効対象画素評価値ｆｔあるいは所定数の有効対象画素ＴＰに対し、上記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計対象画素評価値Ｓｔを算出する。
【０２２８】
そして、周期評価結果決定部３４０Ｃ’（周期評価部１４０Ｃ’）が、統計対象画素評価値Ｓｔを周期評価結果ＣＲとして決定する（図２２参照）。
【０２２９】
＜４−３．画像処理装置３Ｃ（３Ｃ’）の基本動作＞
図２５は、第４実施形態に係る画像処理装置３Ｃ（３Ｃ’）の動作フローを例示した図である。なお、図２５のうち、ステップＳＣ１，ＳＣ３，ＳＣ５は図１７のステップＳＡ１，ＳＡ３，ＳＡ５と同様であるため、その説明は省略する。
【０２３０】
この第４実施形態では、第２実施形態とは異なり、対象画素ＴＰが複数決定されたことで、下記の工程のみが変更される。
【０２３１】
すなわち、第２実施形態と同様の工程として、ステップＳＣ１を経て、図２５で示されるように、ステップＳＣ２にて、画素決定部１２０Ｃにおいて、対象画素決定部１２１Ｃが、複数のフレーム画像ＩＧのそれぞれの対象領域ＴＡ内において、複数の対象画素ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）を決定とともに、参照画素決定部１２２Ｃがそれに対応する複数の参照画素ＲＰ（１）〜ＲＰ（ｎ）を決定する。
【０２３２】
また、ステップＳＣ４では、周期評価部１４０Ｃ（１４０Ｃ’）の対象画素評価部２４０Ｃ（２４０Ｃ’）が、血流周期ＰＣ毎に、対象画素評価値ｆｔ（１）〜ｆｔ（ｎ）及び空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）（ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ））を算出し、統計対象画素評価値算出部３４１Ｃ（３４１Ｃ’）が、該複数の空間相関値ｆｓ（ｆｓ’）に基づき有効と判断された所定数の有効対象画素評価値ｆｔあるいは所定数の有効対象画素ＴＰに対し、上記統計値（ｄ１）〜（ｄ４）のうち、少なくとも１つの統計値に基づいて統計対象画素評価値Ｓｔを算出する（図２３，図２４参照）。そして、周期評価結果決定部３４０Ｃ（３４０Ｃ’）が、統計対象画素評価値Ｓｔを周期評価結果ＣＲとして決定する（図２２参照）。そして、残余の工程は第２実施形態と同様となる。
【０２３３】
以上のように第４実施形態に係る画像処理装置３Ｃ（３Ｃ’）では、複数の空間相関値ｆｓ（１）〜ｆｓ（ｎ）（ｆｓ’（１）〜ｆｓ’（ｎ））に基づいて複数の対象画素評価値ｆｔの有効性を判断する。これにより、複数の対象画素ＴＰそれぞれとその周囲の画素との相関を見ることでき、複数の対象画素値がノイズなのか有意な信号なのかを判定をした後、有効と判断された所定数の有効対象画素評価値ｆｔまたは所定数の有効所定画素ＴＰに基づき、統計対象画素評価値Ｓｔを精度良く算出することが可能となる。
【０２３４】
＜５．第５実施形態＞
図２６は、本発明の第５実施形態として構成された画像処理装置３Ｄの機能構成を示す図である。第１実施形態と異なる点は、画像処理装置３Ｄでは、周期選択部１５０により選択された特定周期フレーム画像ＳＧが解析部３６を介して記憶部３２，表示部３４，通信部３５に出力される点である。すなわち、解析部３６は特定周期フレーム画像ＳＧに対して動画像解析処理を行った後、得られた特定周期解析画像ＳＡを記憶部３２，表示部３４，通信部３５に出力する。なお、残余の構成は画像処理装置３と同様である。
【０２３５】
解析部３６では、特定周期フレーム画像ＳＧを含むフレーム画像に対して動画像解析を行い、該動画像解析結果（特定周期解析画像ＳＡ）を得る。以下では、解析部３６にて実施される動画像解析例として、血流位相解析について説明する。
【０２３６】
＜５−１．血流位相解析＞
解析部３６は、周期選択部１５０によって選択された特定周期フレーム画像ＳＧを用いて、血流位相解析を行うことで特定周期解析画像ＳＡ（動画像解析結果）を得る。ここで、血流位相とは、血流が流れている位置に応じた血流の有無を示す位相情報である。本発明で用いる血流位相解析処理（血流情報生成処理）に関しては、例えば、本出願人による出願である「特願２０１１−１１５６０１号（出願日：平成２３年５月２４日）」を採用することができる。
【０２３７】
図２７は、血流位相解析結果を例示する図であり、肺全体の血流の有無に伴う時空間変化の解析結果を例示する図であり、特定周期解析画像ＳＡの下に付されたバーは血流の有無を示している。一般的に、血流位相解析では、心臓の収縮によって右心室から大動脈を介して血液が急激に吐出されることにより肺野血管が拡がるので、この拡がりを、動態画像を解析することにより抽出して肺全体の血流の有無に関する診断支援情報として出力するものである。即ち、肺野において血管が拡張すると、肺血管が拡がった領域の放射線透過量が、肺野（肺胞）領域を透過する放射線透過量よりも比較的大きく減少するので、この領域に対応する放射線検出部１３の出力信号値が低下する。このような心臓の拍動に呼応した肺血管の拡がりは、心臓近傍の動脈から末梢へ伝播する。そこで、動態画像を構成する一連の特定周期フレーム画像ＳＧ間の放射線検出部１３の画素（ピクセル）単位、または、複数画素からなる小領域単位（画素ブロック単位）を互いに対応付け、画素単位又は小領域単位毎に、信号値が最も低くなったフレーム画像ＳＧを求め、そのフレーム画像ＳＧの該当する領域を肺血管が血流により拡張したタイミングを示す信号として色付けする。そして、図２７で示されるように、色付け後の一連の特定周期解析画像ＳＡ（特定周期フレーム画像ＳＧ）を表示部３４に順次表示することで、血流の状態を医師等が視認できるようになる。なお、図２７で示される白色箇所は、実際は赤色等で色付けされている。
【０２３８】
各画素（小領域）において、血流により肺血管が拡張したタイミングを示す信号（血流信号という）は、その画素（小領域）の信号値の時間変化を示す波形（出力信号波形という）の極小値を求めることにより取得することができる。この血流信号は心臓の拍動周期と同じ間隔で表れるが、不整脈等の異常個所があると、心臓の拍動周期と異なる間隔で血流に伴う血管の拡張と関係なく極小値が表れる場合がある。そこで、心臓の拍動を示す拍動信号波形と各小領域の出力信号波形との相関係数を求めることにより、精度良く血流信号を抽出する。
【０２３９】
以下では、肺血管領域における血流情報の検出として、肺血管領域の出力信号波形と血流信号抽出方法との概要を説明する。図２８は、肺血管領域の血流信号値の時間変化を示す波形を例示する図である。図２８（ａ）では、時間順次に取得された一連の特定周期フレーム画像ＳＧにおいて、診断対象領域に相当する肺血管領域ＩＲの位置を示し、図２８（ｂ）では、横軸を動態画像の撮影開始からの経過時間（フレーム番号）とし、縦軸を肺血管領域ＩＲにおける信号値（代表値）とした座標空間上に各フレーム画像ＳＧの肺血管領域ＩＲの信号値（代表値）がプロットされたグラフを示す。
【０２４０】
ここで、図２８（ｂ）のグラフでは、呼吸と血流との位相が混在した状態であるため、次のフィルタリング処理によって、呼吸と血流のそれぞれ互いの影響を排除する。すなわち、当該フィルタリング処理では、呼吸等による低周波数な信号変化を除去し、血流による信号値の時間変化を抽出する。例えば、小領域毎の信号値の時間変化に対して、安静呼吸画像群では低域カットオフ周波数０．７Ｈｚ、深呼吸画像群では低域カットオフ周波数０．５Ｈｚでハイパスフィルタリングを行う。若しくは、さらに高周波数のノイズ成分を除去するために２．５Ｈｚの高域カットオフ周波数で高周波数も遮断するバンドパスフィルタによってフィルタリングを行っても良い。
【０２４１】
ここで、当該カットオフ周波数は、固定値とするよりも、撮影された動態画像毎に最適化することが好ましい。例えば、一連の特定周期フレーム画像ＳＧ（図２８（ａ）参照）の心臓領域の信号変化から、心臓の収縮期の時間と拡張期（弛緩期）の時間を算出する。そして、拡張期の時間の逆数に所定の係数を乗じた値をハイパスフィルタもしくはバンドパスフィルタで低周波数を遮断するカットオフ周波数として設定し、また、バンドパスフィルタの場合は、収縮期の時間の逆数に所定の係数を乗じた値を、高周波数を遮断する高域カットオフ周波数として設定する。更に、低域カットオフ周波数は、呼吸による周波数成分を考慮し、一連の特定周期フレーム画像ＳＧから横隔膜の位置の値や肺野領域の面積値あるいは特徴点間距離を解析し、安静換気の場合は安静呼気位及び安静吸気位となるフレーム画像ＳＧを検出し、安静呼気位のフレームとその次の安静吸気位のフレームの間のフレーム数から吸気期の時間を求め、その逆数と、当該拡張期の時間の平均値に所定の係数を乗じた値を低域のカットオフ周波数として設定してもよい。このとき安静換気の場合、自動的に設定されるカットオフ周波数は、低域カットオフ周波数は０．２〜１．０Ｈｚの間に、高域カットオフ周波数は、２．０Ｈｚ以上に制限することが好ましい。また、別途測定された安静時における１分間の呼吸数、脈拍数等のバイタルサインを患者情報として入力しておき、これらの値からカットオフ周波数が算出されるようにしてもよい。例えば、患者情報として入力された１分間の呼吸数を１秒間の呼吸数に変換し、その呼吸数に所定の係数を乗じた値を低域カットオフ周波数としてもよい。そして、入力された１分間の脈拍数を１秒間の脈拍数に変換し、１秒間の呼吸数に所定の係数を乗じた値を高域カットオフ周波数としてもよい。更に、１秒間の呼吸数と１秒間の心拍数の平均値に所定の係数を乗じた値を低域カットオフ周波数として設定するようにしてもよい。
【０２４２】
＜５−２．解析部３６を利用した血流診断例＞
図２９は、血流診断例を説明する図である。患部箇所が既知の場合は患部箇所を対象領域ＴＡとして対象画素ＴＰを決定して特定の血流周期ＳＰＣを選択するが、患部箇所が未知の場合は対象領域ＴＡを明確に指定できない。
【０２４３】
そこで、図２９で示されるように、血管ＢＶに沿って移動しながら対象領域ＴＡ（すなわち、対象画素ＴＰ）を順次変更して決定する。具体的には、血流上流（心臓に近い側）から順に血流に沿って対象領域ＴＡ（対象画素ＴＰ）を領域ＴＡ１（画素ＴＰ１）、領域ＴＡ２（画素ＴＰ２）、領域ＴＡ３（画素ＴＰ３）のように順次移動させ、各対象領域ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３に対して、順次、特定周期フレーム画像ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３を得て、特定周期フレーム画像ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３を表示部３４に表示する。
【０２４４】
あるいは、解析部３６が特定周期フレーム画像ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３に対してそれぞれ血流位相解析を行うことで、特定周期解析画像ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３を表示部３４に表示する。
【０２４５】
ここで、特定周期フレーム画像ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３または特定周期解析画像ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３の表示方法は、対象領域ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３ごとに隣接配置表示するほか、特定周期解析画像ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３を重畳表示（図２９参照）してもよい。これにより、特定周期解析画像ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３または特定周期解析画像ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３から、患部箇所を示す画像を得ることができるほか、血管狭窄などの患部箇所を発見することが可能となる。
【０２４６】
＜５−３．画像処理装置３Ｄの基本動作＞
続いて、図３０は、第５実施形態に係る画像処理装置３Ｄの動作フローを例示した図である。なお、図３０のうち、ステップＳＤ１〜ＳＤ４は図１１のステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、その説明は省略する。
【０２４７】
この第５実施形態では、第１実施形態とは異なり、解析部３６を介して記憶部３２，表示部３４，通信部３５に出力されるため、下記の工程のみが変更される。
【０２４８】
すなわち、第１実施形態と同様の工程として、ステップＳＤ１〜ＳＤ４を経て、図３１で示されるように、ステップＳＤ５では、ステップＳＤ４にて得られた周期評価結果ＣＲに基づいて周期選択部１５０が特定周期フレーム画像ＳＧとして得た後、解析部３６が該特定周期フレーム画像ＳＧに対して動画像解析を行う（図２７及び図２８参照）。
【０２４９】
ステップＳＤ６では、解析部３６が動画像解析結果（特定周期解析画像ＳＡ）を得て、記憶部３２，表示部３４，通信部３５に出力し（図２６参照）、本動作フローが終了される。
【０２５０】
以上のように第５実施形態に係る画像処理装置３Ｄでは、特定周期フレーム画像ＳＧに対してのみ動画像解析を行えば、解析処理時間の短縮化が図れる。
【０２５１】
また、特定周期フレーム画像ＳＧに対する特定周期解析画像ＳＡ（動画像解析結果）のみを表示することにより、診断時間の短縮化が図れる。
【０２５２】
一方、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＩＧにおいても動画像解析を行い、特定の血流周期ＳＰＣの特定周期解析画像ＳＡのみを通常の速度で表示し、その他のフレーム画像ＩＧの動画像解析結果は高速表示もしくは間引き表示を行うことが可能となる。
【０２５３】
また、特定周期フレーム画像ＳＧに対する特定周期解析画像ＳＡのみを記憶することにより、記憶領域を小さくすることが可能となり、記憶容量を節約することが可能となる。一方、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＩＧにおいても動画像解析を行い、特定の血流周期ＳＰＣの特定周期解析画像ＳＡのみを可逆(非)圧縮保存を行い、特定の血流周期ＳＰＣ以外の動画像解析結果は非可逆圧縮保存を行うことが可能となる。
【０２５４】
また、特定周期フレーム画像ＳＧに対する特定周期解析画像ＳＡのみを通信することにより、通信負荷を抑えることができるとともに、通信時間の短縮化が図れる。一方、特定の血流周期ＳＰＣ以外のフレーム画像ＩＧにおいても動画像解析を行い、特定の血流周期ＳＰＣの特定周期解析画像ＳＡのみを可逆(非)圧縮送信を行い、特定の血流周期ＳＰＣ以外の動画像解析結果は非可逆圧縮送信を行うことが可能となる。
【０２５５】
さらに、対象画素決定部１２１が血管に沿って移動しながら対象画素ＴＰを順次変更して決定し、変更された対象画素ＴＰ毎に得られた特定周期フレーム画像ＳＧまたは特定周期解析画像ＳＡを隣接配置表示または重畳表示する。これにより、患部が特定できない場合においても、重畳表示により順次患部の探索が可能となり、効率的な医療診断が可能となる。
【０２５６】
＜６．第６実施形態＞
図３１は、本発明の第６実施形態として構成された画像処理装置３Ｅで用いられる制御部３１Ｅの機能構成を示す図である。この制御部３１Ｅは、第１実施形態の画像処理装置３における制御部３１（図４参照）の代替として使用される。第１実施形態と異なる点は、位置対応処理部１１５が付加される点である。なお、残余の構成は画像処理装置３と同様である。
【０２５７】
＜６−１．位置対応処理部１１５＞
図３２は、動画像の撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動く場合のフレーム画像ＩＧ間における各画素の空間的位置関係を説明する模式図である。ここで、図３２（ａ）ではフレーム画像ＩＧにおける画素ＰＸの時間濃度変化を示し、図３２（ｂ）では時間を隔てた画素ＰＸのフレーム画像ＩＧにおける空間的位置関係を示す。
【０２５８】
図３２（ａ）で示されるように、画素ＰＸの時間濃度変化のうち、時間ｔ＝ｔａにおけるフレーム画像ＩＧの画素ＰＸを画素ＰＸａとし、時間ｔ＝ｔｂにおけるフレーム画像ＩＧの画素ＰＸを画素ＰＸｂとし、時間ｔ＝ｔｃにおけるフレーム画像ＩＧの画素ＰＸを画素ＰＸｃとする。そして、動画像の撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動かない場合は、当然ながら、画素ＰＸａ，ＰＸｂ，ＰＸｃのフレーム画像ＩＧの空間的位置は一致している。しかしながら、撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動く場合は、図３２（ｂ）で示されるように、画素ＰＸａ，ＰＸｂ，ＰＸｃのフレーム画像ＩＧの空間的位置は一致しない。
【０２５９】
このように、動画像撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動くことにより、フレーム画像ＩＧにおける各画素が時間方向で見たときに、空間的に動くことが想定される。これにより、対象画素ＴＰを決定したとしても、各フレーム画像ＩＧ間で身体の異なる位置を指定することになり、正確な解析を行うことができない。
【０２６０】
そこで、動画像の撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動く場合において、位置対応処理部１１５では、動画像取得部１１０にて取得された直後のフレーム画像ＩＧ間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像ＩＧを画素決定部１２０に出力する。
【０２６１】
具体的に、位置対応処理部１１５は、被験者Ｍの動きを各フレーム画像ＩＧ間で追跡して対応づける。ここで、各フレーム画像ＩＧ間で追跡して対応づける方法として、例えば、既存の方法である対応点探索処理等（例えば、本出願人による特開２０１２−０７９２５１号公報等参照）を採用することができる。
【０２６２】
対応点探索処理とは、対応点基準画像上の任意の注目点に対応する対応点参照画像上の点（対応点）を探索して求める。なお、対応点参照画像とは、対応点基準画像に対応する画像である。具体的には、撮影された動画像のうち、時間的に前のフレーム画像ＩＧが対応点基準画像であり、時間的に後のフレーム画像ＩＧが対応点参照画像である。例えばテンプレートマッチングでの対応点探索では、この対応点基準画像上の注目点に対してテンプレートが設定され、このテンプレートと対応する対応点参照画像上のウインドウが探索され、この探索されたウインドウから対応点が求められる。
【０２６３】
＜６−３．画像処理装置３Ｅの基本動作＞
続いて、図３３は、第６実施形態に係る画像処理装置３Ｅの動作フローを例示した図である。ここでは、動画像の撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動く場合を想定している。なお、図３３のうち、ステップＳＥ１，ＳＥ３〜ＳＥ６は図３３のステップＳ１〜Ｓ５と同様であるため、その説明は省略する。
【０２６４】
この第６実施形態では、第１実施形態とは異なり、位置対応処理部１１５が付加されたことで、下記の工程が追加される。
【０２６５】
すなわち、第１実施形態と同様の工程として、ステップＳＥ１を経て、図３３で示されるように、ステップＳＥ２では、位置対応処理部１１５が、ステップＳＥ１にて取得されたフレーム画像ＩＧ間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像ＩＧを画素決定部１２０に出力する（図３１及び図３２参照）。そして、残余の工程は第１実施形態と同様となる。
【０２６６】
以上のように第６実施形態に係る画像処理装置３Ｅでは、動画像の撮影中に被験者Ｍの身体が空間的に動く場合において、動画像取得部１１０にて取得された直後のフレーム画像ＩＧ間における各画素の空間的位置を時間方向に対応づける処理を行い、該処理後のフレーム画像ＩＧを画素決定部１２０に出力する位置対応処理部１１５を更に備える。すなわち、身体の空間的な動きを対応点探索処理等により補正することで、フレーム画像ＩＧ間における対象画素ＴＰの時間方向の位置関係を補正することが可能となる。これにより、撮影中に身体が空間的に動いても、特定の血流周期ＳＰＣ内の対象領域ＴＡの状態変化に対して、精度の良い医療診断が可能となる。
【０２６７】
＜７．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０２６８】
※  本実施形態では、画像処理装置３，３’，３Ａ（３Ａ’），３Ｂ，３Ｃ（３Ｃ’），３Ｄ，３Ｅを個別に実施されるように各実施形態に分けて記載したが、これらの個別機能は、互いに矛盾しない限り、相互に組み合わせてもよい。
【０２６９】
※  本実施形態では、ステップＳ２（ＳＡ２，ＳＢ２，ＳＣ２，ＳＤ２，ＳＥ２）を実施してから、ステップＳ３（ＳＡ３，ＳＢ３，ＳＣ３，ＳＤ３，ＳＥ３）を実施したが、この順番は、逆に行うことも可能である。
【０２７０】
※  被写体は、人体だけでなく、動物の身体であってもよい。
【符号の説明】
【０２７１】
１  撮影装置
２  撮影制御装置
３，３’，３Ａ（３Ａ’），３Ｂ，３Ｃ（３Ｃ’），３Ｄ，３Ｅ  画像処理装置
３１，３１’，３１Ａ（３１Ａ’），３１Ｂ，３１Ｃ（３１Ｃ’），３１Ｄ，３１Ｅ  制御部
３２  記憶部
３４  表示部
３５  通信部
３６  解析部
１００，１００’，１００Ａ（１００Ａ’），１００Ｂ，１００Ｃ（１００Ｃ’），１００Ｄ，１００Ｅ  放射線動態画像撮影システム
１１０  動画像取得部
１１５  位置対応処理部
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ  画素決定部
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ  対象画素決定部
１２２，１２１Ｃ  参照画素決定部
１３０  周期分類部
１４０，１４０Ａ（１４０Ａ’），１４０Ｂ，１４０Ｃ（１４０Ｃ’），１４０Ｄ，１４０Ｅ  周期評価部
２４０，２４０Ａ（２４０Ａ’），２４０Ｂ，２４０Ｃ（２４０Ｃ’）  対象画素評価部
２４４  位相振幅補正部
３４０，３４０Ａ（３４０Ａ’），３４０Ｂ，３４０Ｃ（３４０Ｃ’）  周期評価結果決定部
１５０  周期選択部
ＴＡ  対象領域
ＴＰ  対象画素
ＴＮ  対象画素時間濃度変化
ｆｔ  対象画素評価値
ＲＰ  参照画素
ＲＮ  参照画素時間濃度変化
ｆｒ  参照画素評価値
ｆｓ，ｆｓ’  空間相関値
Ｓｔ  統計対象画素評価値
Ｍ  被写体（被検者）
ＩＧ  フレーム画像
ＳＧ  特定周期フレーム画像
ＳＡ  特定周期解析画像
ＰＣ  血流周期
ＳＰＣ  特定の血流周期
ＣＲ  周期評価結果
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図５】
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【図１０】
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【図２７】
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【図２９】
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