(57)【要約】【課題】人工呼吸器の装着時や抜管時の患者の呼吸状態を客観的に評価できるようにする。【解決手段】動態解析システム１００によれば、コンソール２の制御部２１は、被検者に人工呼吸器を装着した状態で放射線撮影された被検者Ｈの胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、複数のフレーム画像における信号値変化量及び／又は胸部の所定の構造物の形態変化量を算出し、算出した信号値変化量及び／又は形態変化量に基づいて、被検者Ｈの人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成し、表示部２４に表示させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸器が装着された被検者の胸部を放射線撮影することにより取得された前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記複数のフレーム画像における信号値変化量及び／又は前記胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量に基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する生成手段と、
を備える動態解析システム。
【請求項２】
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する請求項１に記載の動態解析システム。
【請求項３】
前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、属性情報及び／又はバイタル情報が前記被検者と同じ他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する請求項２に記載の動態解析システム。
【請求項４】
前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態の評価情報を生成する際に用いる前記統計データは、人工呼吸器による呼吸が成功した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと、人工呼吸器による呼吸が失敗した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データである請求項２又は３に記載の動態解析システム。
【請求項５】
前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態の評価情報を生成する際に用いる前記統計データは、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が失敗した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データである請求項２〜４のいずれか一項に記載の動態解析システム。
【請求項６】
前記人工呼吸器の装着時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器装着時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器による呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の装着時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器による呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項１〜５のいずれか一項に記載の動態解析システム。
【請求項７】
前記人工呼吸器の抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器抜管時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器抜管後の自発呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の抜管時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の動態解析システム。
【請求項８】
前記算出手段は、前記人工呼吸器の装着前の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、前記人工呼吸器の装着後の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とに基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項１に記載の動態解析システム。
【請求項９】
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とを比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する請求項８に記載の動態解析システム。
【請求項１０】
前記被検者の人工呼吸装着時の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器装着前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、人工呼吸器装着時の属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器による呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の装着前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記人工呼吸器の装着時の前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器による呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項８又は９に記載の動態解析システム。
【請求項１１】
前記算出手段は、前記人工呼吸器の抜管前の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、前記人工呼吸器の抜管後の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とに基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項１に記載の動態解析システム。
【請求項１２】
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とを比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する請求項１１に記載の動態解析システム。
【請求項１３】
前記人工呼吸器の抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器抜管前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、人工呼吸器抜管時の属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器抜管後の自発呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者について前記人工呼吸器の抜管前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記人工呼吸器の抜管時の前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する請求項１１又は１２に記載の動態解析システム。
【請求項１４】
被検者の胸部を放射線撮影することにより取得された前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記複数のフレーム画像における信号値変化量及び／又は前記胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、人工呼吸器を装着した他の被検者、若しくは過去に人工呼吸器を装着し抜管した他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する生成手段と、
を備える動態解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動態解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、適応数理モデルを用いて、人工呼吸器に接続された患者に取り付けた気道圧力センサ及び流速センサから取得したデータから患者の生理的呼吸努力及び強制時呼吸努力の予測値を非侵襲に得る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５３７０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、日本集中治療学会の人口呼吸器離脱プロトコルによると、人口呼吸器の抜管時には、バイタル情報（呼吸数やＳｐＯ２など）と患者のアセスメント（呼吸パターンの悪化、奇異呼吸の出現、補助呼吸筋の使用など）により呼吸状態の評価を行う必要がある。人口呼吸器の装着時においても同様に評価を行うことが好ましい。
【０００５】
しかしながら、患者のアセスメントは患者の呼吸状態を医療従事者の主観により判定しているため、安定した評価が困難である。
【０００６】
本発明の課題は、人工呼吸器の装着時や抜管時の患者の呼吸状態を客観的に評価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に、請求項１に記載の発明の動態解析システムは、
人工呼吸器が装着された被検者の胸部を放射線撮影することにより取得された前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記複数のフレーム画像における信号値変化量及び／又は前記胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量に基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する生成手段と、
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、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、属性情報及び／又はバイタル情報が前記被検者と同じ他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、
前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態の評価情報を生成する際に用いる前記統計データは、人工呼吸器による呼吸が成功した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと、人工呼吸器による呼吸が失敗した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態の評価情報を生成する際に用いる前記統計データは、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が失敗した他の被検者についての前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、
前記人工呼吸器の装着時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器装着時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器による呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の装着時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器による呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【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、
前記人工呼吸器の抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器抜管時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器抜管後の自発呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の抜管時の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記算出手段は、前記人工呼吸器の装着前の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、前記人工呼吸器の装着後の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とに基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の装着前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の装着後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とを比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、
前記被検者の人工呼吸装着時の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器装着前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、人工呼吸器装着時の属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器による呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者についての前記人工呼吸器の装着前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記人工呼吸器の装着時の前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の前記人工呼吸器による呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記算出手段は、前記人工呼吸器の抜管前の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、前記人工呼吸器の抜管後の前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を算出し、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とに基づいて、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記生成手段は、前記算出手段により算出された前記人工呼吸器の抜管前の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量と、前記人工呼吸器の抜管後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量とを比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の発明において、
前記人工呼吸器の抜管時の前記被検者の属性情報及び／又はバイタル情報を取得する取得手段を備え、
前記生成手段は、他の被検者についての人工呼吸器抜管前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、人工呼吸器抜管時の属性情報及び／又はバイタル情報、並びに人工呼吸器抜管後の自発呼吸の成否結果に基づいて構築された機械学習の識別器に、前記被検者について前記人工呼吸器の抜管前後の前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量、前記人工呼吸器の抜管時の前記属性情報及び／又は前記バイタル情報を入力して前記被検者の人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出することにより、前記被検者の前記人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成する。
【００２０】
請求項１４に記載の発明の動態解析システムは、
被検者の胸部を放射線撮影することにより取得された前記被検者の胸部の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて、前記複数のフレーム画像における信号値変化量及び／又は前記胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量を、人工呼吸器を装着した他の被検者、若しくは過去に人工呼吸器を装着し抜管した他の被検者について算出された前記信号値変化量及び／又は前記形態変化量の統計データと比較して、比較結果を前記被検者の前記人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として生成する生成手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、人工呼吸器の装着時や抜管時の患者の呼吸状態を客観的に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る動態解析システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１のコンソールの機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御部により実行される呼吸状態評価処理Ａを示すフローチャートである。
【図４】横隔膜移動量の算出手法を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態における評価画面の一例を示す図である。
【図６】図２の制御部により実行される呼吸状態評価処理Ｂを示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における評価画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明に係る好適な実施形態について説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００２４】
＜第１の実施形態＞
（動態解析システム１００の構成）
まず、本発明に係る第１の実施形態の構成について説明する。
図１に、本実施形態における動態解析システム１００の全体構成例を示す。
動態解析システム１００は、例えば、集中治療室や手術室等に在室している移動が困難な患者を被検者として撮影を行うための回診用のシステムであり、放射線発生装置１と、コンソール２と、アクセスポイント３と、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）カセッテ４と、を備えて構成されている。放射線発生装置１は、車輪を有し、コンソール２やアクセスポイント３を設置した移動可能な回診車として構成されている。動態解析システム１００において、コンソール２は、アクセスポイント３を介して放射線発生装置１及びＦＰＤカセッテ４と通信接続可能である。
【００２５】
動態解析システム１００は、図１に示すように、手術室（集中治療室）Ｒｃ等に持ち込まれ、ＦＰＤカセッテ４を、例えばベッドＢに寝ている被検者ＨとベッドＢとの間もしくは、図示しないベッドＢの被検者Ｈとは反対面に設けられた挿入口に差し込む等した状態で、放射線発生装置１のポータブルの放射線源１１から放射線を照射して、被検者Ｈの動態撮影を行うシステムである。
動態撮影とは、被検者Ｈ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、複数の画像を取得することをいう。動態撮影では、例えば、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化、心臓の拍動等の、周期性（サイクル）を持つ被検者Ｈの動態を撮影する。この連続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。
本実施形態においては、動態解析システム１００は、被検者Ｈの胸部の動態を撮影するものとして説明する。
【００２６】
以下、動態解析システム１００を構成する各装置について説明する。
放射線発生装置１は、パルス照射、連続照射の少なくともいずれか一方が可能な放射線発生装置である。放射線発生装置１は、放射線を照射する放射線源１１と、放射線照射制御部１２と、曝射スイッチ１３等を備えて構成されている。
【００２７】
放射線源１１は、放射線照射制御部１２の制御に従って、被検者Ｈに対し放射線（Ｘ線）を照射する。
放射線照射制御部１２は、コンソール２から送信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。コンソール２から入力される放射線照射条件は、例えば、管電流、管電圧、フレームレート（１単位時間（１秒）当たりに撮影するフレーム画像数）、１撮影当たりの総撮影時間もしくは総撮影フレーム画像数、付加フィルター種、パルス照射の場合は1フレーム画像当たりの放射線照射時間等である。
曝射スイッチ１３は、押下されることにより、放射線照射指示信号をコンソール２に入力する。
【００２８】
コンソール２は、放射線照射条件を放射線発生装置１に出力し、画像読取条件をＦＰＤカセッテ４に出力して、放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御したり、ＦＰＤカセッテ４から送信された動態画像に基づいて被検者Ｈの人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報を生成して表示したりする。
【００２９】
図２に、コンソール２の機能構成例を示す。図２に示すように、コンソール２は、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５、コネクター２６等を備えて構成され、各部はバス２７により接続されている。
【００３０】
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、コンソール２各部の動作や、放射線発生装置１及びＦＰＤカセッテ４の動作を集中制御する。また、制御部２１は、展開されたプログラムに従って後述する呼吸状態評価処理Ａを始めとする各種処理を実行し、算出手段、生成手段、属性情報の取得手段として機能する。
【００３１】
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３に示す呼吸状態評価処理Ａを実行するためのプログラムを記憶している。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。
また、記憶部２２は、動態撮影時の放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。放射線照射条件及び画像読取条件は、操作部２３の操作によりユーザーが設定可能である。
【００３２】
また、記憶部２２は、ＦＰＤカセッテ４から送信された動態画像に、撮影時の被検者Ｈの患者情報（属性情報）、検査情報、バイタル情報、その動態画像に基づいて算出された所定の構造物の形態変化量、信号値変化量、人工呼吸器の装着（又は抜管）による呼吸の成否結果を対応付けて記憶する。属性情報には、年代、性別、疾患の少なくとも一つが含まれる。バイタル情報には、ＳｐＯ２値、ＰａＯ２値、心拍数、血圧値、呼吸数等の少なくとも一つが含まれる。
【００３３】
また、記憶部２２は、過去に人工呼吸器の装着が行われた患者のうち同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ患者集団毎に、人工呼吸器による呼吸が成功した患者の人工呼吸器の装着前及び後の上記所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量の分布を示す統計データと失敗した患者の人工呼吸器装着前及び後の上記所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量の分布を示す統計データとを記憶している。また、記憶部２２は、過去に人工呼吸器の抜管が行われた患者のうち同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ患者集団毎に、人工呼吸器の抜管後の自発呼吸が成功した患者の人工呼吸器の抜管前及び後の上記所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量の分布を示す統計データと失敗した患者の人工呼吸器の抜管前及び後の上記所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量の分布を示す統計データとを記憶している。
【００３４】
なお、記憶部２２に記憶されている統計データは、患者情報に含まれる複数項目（例えば、性別、年齢、疾患名、・・・）の属性情報のうち、予め定められた一つの項目（例えば、性別）、又はバイタル情報に含まれる複数項目（例えば、ＳｐＯ２値、ＰａＯ２値、心拍数、血圧値、呼吸数、・・・）の情報のうち予め定められた一つの項目（例えば、呼吸数）の情報が同じ患者集団毎に作成したものであってもよいし、予め定められた２以上の項目（例えば、性別と年齢と呼吸数）の情報が同じ患者集団毎に作成したものであってもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）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。
【００３７】
通信部２５は、無線ＬＡＮアダプタ等を備え、アクセスポイント３を介して無線ＬＡＮ等の通信ネットワークに接続された放射線発生装置１、ＦＰＤカセッテ４、被検者Ｈに取り付けられたパルスオキシメーター、血圧計、呼吸センサーを始めとする外部機器との間のデータ送受信を制御する。
【００３８】
コネクター２６は、図示しないケーブルを介してＦＰＤカセッテ４と通信接続するためのコネクターである。
【００３９】
図１に戻り、アクセスポイント３は、放射線発生装置１とコンソール２との間の通信や、コンソール２とＦＰＤカセッテ４との間の通信等を中継する。
【００４０】
ＦＰＤカセッテ４は、動態撮影対応の可搬型の放射線検出器である。ＦＰＤカセッテ４は、ガラス基板等の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検者Ｈ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放射線検出素子がマトリックス状（二次元状）に配列されて構成されている。各放射線検出素子には、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部が接続され、スイッチング部により各放射線検出素子への電気信号の蓄積及び読み取りが制御され、画像データ（フレーム画像）が取得される。ＦＰＤには放射線をシンチレータ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、放射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。
【００４１】
ＦＰＤカセッテ４は、スイッチング部による電気信号の蓄積及び読み取りを制御する読取制御部と、アクセスポイント３を介してコンソール２と通信接続するための通信部とを備えている（何れも図示せず）。フレームレート、１撮影当たりの撮影フレーム画像数、画像サイズ（マトリックスサイズ）等の画像読取条件は、通信部を介してコンソール２により設定される。読取制御部は、設定された画像読取条件に基づいて、スイッチング部による各放射線検出素子への電気信号の蓄積及び読み取りを制御する。また、ＦＰＤカセッテ４は、コネクターを有し、図示しないケーブルを介してコンソール２と通信接続可能である。
【００４２】
なお、ＦＰＤカセッテ４は、放射線技師等の撮影実施者が持参してもよいが、ＦＰＤカセッテ４は比較的重く、落下すると壊れたり故障したりする可能性があるため、回診車に設けられたカセッテ用のポケット６１ａに挿入されて搬送できるようになっている。
【００４３】
（動態解析システム１００の動作）
次に、動態解析システム１００における動作について説明する。
図３に、コンソール２により実行される呼吸状態評価処理Ａの流れを示す。呼吸状態評価処理Ａ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。以下、呼吸状態評価処理Ａについて説明する。
【００４４】
まず、制御部２１は、操作部２３による被検者Ｈの患者情報（氏名、年齢、性別、疾患等）、検査情報（検査対象部位（ここでは、胸部）、呼吸評価項目（人工呼吸器の装着前、装着後、抜管前、抜管後）等）の入力を受け付ける（ステップＳ１）。
【００４５】
次いで、制御部２１は、放射線照射制御部１２及びＦＰＤカセッテ４を制御して、曝射スイッチ１３の押下に応じて被検者Ｈの胸部の動態撮影を行わせ、一連のフレーム画像からなる動態画像を取得する（ステップＳ２）。
【００４６】
ここで、ステップＳ１において入力された呼吸評価項目が「人工呼吸器の装着前」である場合、ステップＳ２においては、被検者Ｈへの人工呼吸器の装着直前の数呼吸分の動態撮影を行う。呼吸評価項目が「人工呼吸器の装着後」である場合、ステップＳ２においては、被検者Ｈへの人工呼吸器の装着直後の数呼吸分の動態撮影を行う。呼吸評価項目が「人工呼吸器の抜管前」である場合、ステップＳ２においては、被検者Ｈからの人工呼吸器の抜管直前の数呼吸分の動態撮影を行う。呼吸評価項目が「人工呼吸器の抜管後」である場合、ステップＳ２においては、被検者Ｈからの人工呼吸器の抜管直後の数呼吸分の動態撮影を行う。
【００４７】
被検者Ｈには、パルスオキシメーター、血圧計、呼吸センサー等のバイタル情報取得装置（取得手段）が取り付けられており、動態撮影時（即ち、人工呼吸器の装着又は抜管時）の被検者Ｈのバイタル情報（ＳｐＯ２値、ＰａＯ２値、心拍数、血圧値、呼吸数等）が計測され、無線通信等によりコンソール２に入力される。  
【００４８】
撮影により取得された動態画像の一連のフレーム画像は、動態画像を識別するための識別ＩＤ、患者情報、検査情報、放射線照射条件、画像読取条件、動態撮影時のバイタル情報、撮影順を示す番号等と対応付けて記憶部２２に記憶される。
【００４９】
次いで、制御部２１は、取得した動態画像における被検者Ｈの胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する（ステップＳ３）。
【００５０】
ステップＳ３において、制御部２１は、まず、動態画像の任意のフレーム画像から所定の構造物の輪郭を抽出する。所定の構造物は、例えば、肺野、横隔膜、骨部（例えば、肋骨）、心臓等である。
【００５１】
肺野の輪郭の抽出方法は、特に限定せず、公知の方法を適用することができる。例えば、特許第２９８７６３３号に開示されているように、Ｘ線画像では肺野領域は左右の肺部分の画像濃度が周辺より高濃度となる。よって、任意のフレーム画像の濃度ヒストグラムを作成し、その濃度ヒストグラムの形状や面積から肺野領域に該当する高濃度領域の画像部分を判断し、当該画像部分の輪郭を肺野の輪郭として抽出すればよい。或いは、特開２００３−６６６１号公報に開示されているように、標準的な肺野領域の輪郭を定めたテンプレートを用いて任意のフレーム画像にテンプレートマッチングを行うことにより肺野領域の輪郭を抽出することもできる。
また、胸部正面を撮影したＸ線画像では肺野下部の輪郭は横隔膜との境界となるため、横隔膜の輪郭は、肺野下部の輪郭を抽出することにより抽出することができる。
【００５２】
肋骨の輪郭の抽出方法は、特に限定せず、公知の方法を適用することができる。例えば、特開平５−１７６９１９号公報に開示されているように、任意のフレーム画像の肺野領域において縦方向（頭−足の方向）にいくつもの輪郭線を定め、この輪郭線に対して予め定められたモデル関数をあてはめることで肋骨領域の輪郭部分を推定する。そして、この推定された輪郭部分に処理対象とする画像領域を複数定め、各画像領域の各画素についてＳｏｂｅｌオペレータによって勾配とその勾配に対応する方位とを求める。各画素の中で最も大きい勾配とその方位をその画像領域の勾配、方位とする。各画像領域の勾配と方位を座標として座標空間にプロットすると、座標空間では肋骨の上縁、下縁、肋骨の辺縁内部、肋骨以外といったような領域毎に集合が形成されるので、座標空間において肋骨の上縁、下縁等の辺縁に分類される画像領域を肋骨領域の輪郭として抽出することができる。
【００５３】
心臓の輪郭の抽出方法は、特に限定せず、公知の方法を適用することができる。例えば、記憶部２２に心臓のテンプレート画像を記憶しておき、任意のフレーム画像内においてテンプレートマッチングにより心臓領域を抽出し、その輪郭を心臓領域の輪郭として抽出する。
【００５４】
任意のフレーム画像から所定の構造物の輪郭を抽出すると、制御部２１は、抽出された輪郭上に一又は複数の基準点を設定し、設定した基準点を中心とする所定サイズの領域をテンプレート画像としてテンプレートマッチングにより他のフレーム画像における基準点を抽出する。そして、複数のフレーム画像間での基準点の移動量を所定の構造物の形態変化量として算出する。基準点が１つの場合、例えば、図４に示すように、１フレーム目からＮフレーム目までの基準点Ｐｋの移動量が全フレーム画像間において最大の移動量であるとすると、１フレーム目の基準点ＰｋとＮフレーム目の基準点Ｐｋの移動量ｄ（Ｐｋ）を形態変化量として算出する。基準点が複数の場合は、例えば、各基準点の最大移動量の平均値を形態変化量として算出する。
【００５５】
次いで、制御部２１は、取得した動態画像における信号値変化量を算出する（ステップＳ４）。
ステップＳ４においては、例えば、取得した動態画像における肺血流による信号値変化量及び換気による信号値変化量を算出する。
【００５６】
肺血流による信号値変化量を算出する場合、まず、制御部２１は、各フレーム画像において肺野領域内の画素信号値（濃度値）の代表値（例えば、平均値、中央値、最大値等）を算出し、算出した代表値の時間変化を時間方向のハイパスフィルター（例えば、カットオフ周波数０．８０Ｈｚ）でフィルタリングする。これにより、換気等による低周波成分を除去して肺血流の信号成分の時間変化を取得することができる。そして、取得した時間変化の振幅値（ある周期の極大値と極小値の差）や振幅値の平均値を信号値変化量として算出する。なお、画素信号値（代表値）の時間変化に対して時間方向のバンドパスフィルター（例えば、低域のカットオフ周波数０．８Ｈｚ、高域のカットオフ周波数２．４Ｈｚ）を用いてフィルタリングを行うこととしてもよい。
【００５７】
換気による信号値変化量を算出する場合、まず、制御部２１は、各フレーム画像において肺野領域内の画素信号値（濃度値）の代表値（例えば、平均値、中央値、最大値等）を算出し、算出した代表値の時間変化を時間方向のローパスフィルター（例えば、カットオフ周波数０．８０Ｈｚ）でフィルタリングする。これにより、肺血流等による高周波成分を除去して換気の信号成分の時間変化を取得することができる。そして、取得した時間変化の振幅値（ある周期の極大値と極小値の差）や振幅値の平均値を信号値変化量として算出する。
【００５８】
次いで、制御部２１は、ステップＳ３で算出した形態変化量及びステップＳ４で算出した信号値変化量と、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ他の患者（他の被検者）についての形態変化量及び信号値変化量の統計データとを比較する（ステップＳ５）。
【００５９】
例えば、ステップＳ１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前である場合、制御部２１は、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの患者情報及び／又はステップＳ２の動態撮影時に取得されたバイタル情報に基づいて、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ、過去に人工呼吸器の装着を行った他の患者の人工呼吸器の装着前の形態変化量、信号変化量の分布を表す統計データ（人工呼吸器による呼吸が成功した患者の統計データ及び失敗した患者の統計データ）を記憶部２２から読み出す。そして、算出した形態変化量及び信号値変化量を読み出した統計データと比較する。本実施形態では、読み出した形態変化量、信号値変化量の統計データのヒストグラム上にステップＳ３、４における算出結果の位置を設定（表示）する。なお、属性情報やバイタル情報が同じとは、それらが数値であるものについては、完全に一致するものだけでなく、ある範囲において同じであるものも含む（以下同様）。
【００６０】
例えば、ステップＳ１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の装着後である場合、制御部２１は、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの患者情報及び／又はステップＳ２の動態撮影時に取得されたバイタル情報に基づいて、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ、過去に人工呼吸器の装着を行った他の患者の人工呼吸器の装着後の形態変化量、信号変化量の分布を表す統計データ（人工呼吸器による呼吸が成功した患者の統計データ及び失敗した患者の統計データ）を記憶部２２から読み出す。そして、算出した形態変化量及び信号値変化量を読み出した統計データと比較する。本実施形態では、読み出した形態変化量、信号値変化量の統計データのヒストグラム上にステップＳ３、４における算出結果の位置を設定（表示）する。
【００６１】
例えば、ステップＳ１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前である場合、制御部２１は、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの患者情報及び／又はステップＳ２の動態撮影時に取得されたバイタル情報に基づいて、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ、過去に人工呼吸器の抜管を行った他の患者の人工呼吸器の抜管前の形態変化量、信号変化量の分布を表す統計データ（人工呼吸器の抜管後の自発呼吸が成功した患者の統計データ及び失敗した患者の統計データ）を記憶部２２から読み出す。そして、算出した形態変化量及び信号値変化量を読み出した統計データと比較する。本実施形態では、読み出した形態変化量、信号値変化量の統計データのヒストグラム上にステップＳ３、４における算出結果の位置を設定（表示）する。
【００６２】
例えば、ステップＳ１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管後である場合、制御部２１は、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの患者情報及び／又はステップＳ２の動態撮影時に取得されたバイタル情報に基づいて、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ、過去に人工呼吸器の抜管を行った他の患者の人工呼吸器の抜管後の形態変化量、信号変化量の分布を表す統計データ（人工呼吸器の抜管後の自発呼吸が成功した患者の統計データ及び失敗した患者の統計データ）を記憶部２２から読み出す。そして、算出した形態変化量及び信号値変化量を読み出した統計データと比較する。本実施形態では、読み出した形態変化量、信号値変化量の統計データのヒストグラム上にステップＳ３、４における算出結果の位置を設定（表示）する。
【００６３】
なお、ステップＳ３で算出した形態変化量及びステップＳ４で算出した信号値変化量を、過去に人工呼吸器を装着（又は抜管）した患者全体の上記形態変化量及び信号変化量の統計データと比較することとしてもよいが、被検者Ｈと同じ属性情報及び／又はバイタル情報をもつ患者についての形態変化量及び信号値変化量の統計データとを比較することで、性別、年代、バイタル状態などのバラツキを考慮した評価が可能となる。
【００６４】
次いで、制御部２１は、ディープニューラルネットワークなどの機械学習の識別器を用いて、被検者Ｈの人工呼吸器の装着後の（又は抜管後）の呼吸成功率を算出する（ステップＳ６）。
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前（後）である場合、記憶部２２に記憶されている、過去に人工呼吸器を装着した複数の患者についての属性情報及び／又はバイタル情報、人工呼吸器の装着前（後）に算出された形態変化量、信号値変化量、人工呼吸器による呼吸の成否結果のデータを特徴量としてトレーニングされた、例えば、ディープニューラルネットワークなどの識別器に、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの属性情報及び／又はステップＳ２で取得されたバイタル情報、人工呼吸器の装着前（後）に算出された形態変化量、信号値変化量を入力することで、被検者Ｈの人工呼吸器による呼吸の成功率を算出する。
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前（後）である場合、記憶部２２に記憶されている、過去に人工呼吸器の抜管した複数の患者についての属性情報及び／又はバイタル情報、人工呼吸器の抜管前（後）に算出された形態変化量、信号値変化量、人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成否結果のデータを特徴量としてトレーニングされた、例えば、ディープニューラルネットワークなどの識別器に、ステップＳ１において取得された被検者Ｈの属性情報及び／又はステップＳ２で取得されたバイタル情報、人工呼吸器の抜管前（後）に算出された形態変化量、信号値変化量を入力することで、被検者Ｈの人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出する。
【００６５】
次いで、制御部２１は、ステップＳ５における比較結果及びステップＳ６における算出結果を含む評価画面２４１を表示部２４に表示し（ステップＳ７）、呼吸状態評価処理Ａを終了する。
【００６６】
図５に、評価画面２４１の一例を示す。図５に示すように、評価画面２４１には、被検者Ｈの患者情報２４１ａと、比較した統計データの区分２４１ｂと、所定の構造物の形態変化量の統計データとの比較結果２４１ｃと、換気成分の信号値変化量の統計データとの比較結果２４１ｄと、肺血流成分の信号値変化量の統計データとの比較結果２４１ｅと、呼吸成功率２４１ｆと、動態画像２４１ｇと、が表示されている。図５は、抜管前に撮影した動態画像２４１ｆに基づいて算出した形態変化量（横隔膜最大移動量）及び肺野の信号値変化量を同年代同性別の統計データと比較した例を示している。
【００６７】
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前である場合、評価画面２４１には、人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報として、被検者Ｈと同じ属性及び／又はバイタル情報をもつ、人工呼吸器による呼吸が成功した患者と失敗した患者それぞれの人工呼吸器の装着前の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の分布上における被検者Ｈの人工呼吸器装着前の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の位置が表示される。したがって、ユーザーは、人工呼吸器の装着前の被検者Ｈの所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量が、過去に人工呼吸器による呼吸が成功したケースと失敗したケースの何れに該当するのかを客観的に把握することができるので、被検者Ｈに人工呼吸器を装着可能な状況であるか否かを客観的に評価することが可能となる。また、評価画面２４１に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器を装着した場合の呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。
【００６８】
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の装着後である場合、評価画面２４１には、人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報として、被検者Ｈと同じ属性及び／又はバイタル情報をもつ、人工呼吸器による呼吸が成功した患者と失敗した患者それぞれの人工呼吸器の装着後の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の分布上における被検者Ｈの人工呼吸器装着後の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の位置が表示される。したがって、ユーザーは、人工呼吸器の装着後の被検者Ｈの所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量が、過去に人工呼吸器による呼吸が成功したケースと失敗したケースの何れに該当するのかを客観的に把握することができるので、被検者Ｈへの人工呼吸器の装着が成功したか否かを客観的に評価することが可能となる。また、評価画面２４１に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器による呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。
【００６９】
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前である場合、評価画面２４１には、人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として、被検者Ｈと同じ属性及び／又はバイタル情報をもつ、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功した患者と失敗した患者それぞれの人工呼吸器の抜管前の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の分布上における被検者Ｈの人工呼吸器抜管前の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の位置が表示される。したがって、ユーザーは、人工呼吸器の抜管前の被検者Ｈの所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量が、過去に人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功したケースと失敗したケースの何れに該当するのかを客観的に把握することができるので、被検者Ｈから人工呼吸器を抜管可能な状況であるか否かを客観的に評価することが可能となる。また、評価画面２４１に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器を抜管した場合の自発呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。
【００７０】
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管後である場合、評価画面２４１には、人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として、被検者Ｈと同じ属性及び／又はバイタル情報をもつ、人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功した患者と失敗した患者それぞれの人工呼吸器の抜管後の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の分布上における被検者Ｈの人工呼吸器抜管後の所定の構造物の形態変化量、肺野の信号値変化量の位置が表示される。したがって、ユーザーは、人工呼吸器の抜管後の被検者Ｈの所定の構造物の形態変化量及び信号値変化量が、過去に人工呼吸器の抜管後に自発呼吸が成功したケースと失敗したケースの何れに該当するのかを客観的に把握することができるので、被検者Ｈからの人工呼吸器の抜管が成功したか否かを客観的に評価することが可能となる。また、評価画面２４１に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態において、コンソール２の記憶部２２には、図６に示す呼吸状態評価処理Ｂを実行するためのプログラムを記憶している。その他の第２の実施形態における動態解析システムの構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用し、以下、第２の実施形態の動作について説明する。
【００７２】
図６に、第２の実施形態においてコンソール２により実行される呼吸状態評価処理Ｂの流れを示す。呼吸状態評価処理Ｂ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。
【００７３】
呼吸状態評価処理Ｂにおいて、まず、制御部２１は、操作部２３による被検者Ｈの患者情報（患者の氏名、年齢、性別、疾患等）、検査情報（検査対象部位（ここでは、胸部）、呼吸評価項目（人工呼吸器の装着前後の変化、抜管前後の変化）等）の入力を受け付ける（ステップＳ１１）。
【００７４】
次いで、制御部２１は、放射線照射制御部１２及びＦＰＤカセッテ４を制御して、曝射スイッチ１３の押下に応じて被検者Ｈの胸部の動態撮影を行わせ、一連のフレーム画像からなる動態画像を取得する（ステップＳ１２）。
【００７５】
ステップＳ１１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、ステップＳ１２においては、被検者Ｈへの人工呼吸器の装着直前の数呼吸分と、装着直後の数呼吸分の動態撮影を行う。呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、ステップＳ１２においては、被検者Ｈからの人工呼吸器の抜管直前の数呼吸分と、抜管直後の数呼吸分の動態撮影を行う。
【００７６】
ここで、被検者Ｈには、パルスオキシメーター、血圧計、呼吸センサー等が取り付けられており、動態撮影時の被検者Ｈのバイタル情報（ＳｐＯ２値、ＰａＯ２値、心拍数、血圧値、呼吸数）が計測され、無線通信等によりコンソール２に入力される。  
【００７７】
撮影により取得された動態画像の一連のフレーム画像は、動態画像を識別するための識別ＩＤ、患者情報、検査情報、放射線照射条件、画像読取条件、動態撮影時のバイタル情報、撮影順を示す番号等と対応付けて記憶部２２に記憶される。
【００７８】
次いで、制御部２１は、取得した動態画像における被検者Ｈの胸部の所定の構造物の形態変化量を算出する（ステップＳ１３）。
呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、ステップＳ１３においては、人工呼吸器の装着前を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器装着前における所定の構造物の形態変化量を算出するとともに、人工呼吸器の装着後を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器装着後における所定の構造物の形態変化量を算出する。呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、ステップＳ１３においては、人工呼吸器の抜管前を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器抜管前における所定の構造物の形態変化量を算出するとともに、人工呼吸器の抜管後を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器抜管後における所定の構造物の形態変化量を算出する。所定の構造物の算出手法は、図３のステップＳ３で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００７９】
次いで、制御部２１は、取得した動態画像における信号値変化量を算出する（ステップＳ１４）。
呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、ステップＳ１４においては、人工呼吸器の装着前を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器装着前における信号値変化量を算出するとともに、人工呼吸器の装着後を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器装着後における信号値変化量を算出する。呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、ステップＳ１４においては、人工呼吸器の抜管前を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器抜管前における信号値変化量を算出するとともに、人工呼吸器の抜管後を撮影した動態画像に基づいて、人工呼吸器抜管後における信号値変化量を算出する。信号値変化量の算出手法は、図３のステップＳ４で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８０】
次いで、制御部２１は、人工呼吸器の装着前後（又は抜管前後）におけるステップＳ１３、１４で算出した形態変化量、信号値変化量の比較を行う（ステップＳ５）。
【００８１】
例えば、ステップＳ１１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、制御部２１は、人工呼吸器の装着前に撮影された動態画像から算出された形態変化量と、人工呼吸器の装着後に撮影された動態画像から算出された形態変化量を同一の数値軸の目盛り上にプロットする。また、人工呼吸器の装着前に撮影された動態画像から算出された信号値変化量と、人工呼吸器の装着後に撮影された動態画像から算出された信号値変化量を同一の数値軸の目盛り上にプロットする。
ステップＳ１１において入力された呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、制御部２１は、人工呼吸器の抜管前に撮影された動態画像から算出された形態変化量と人工呼吸器の抜管後に撮影された動態画像から算出された形態変化量を同一の数値軸の目盛り上にプロットする。また、人工呼吸器の抜管前に撮影された動態画像から算出された信号値変化量と人工呼吸器の抜管後に撮影された動態画像から算出された信号値変化量を同一の数値軸の目盛り上にプロットする。
【００８２】
次いで、制御部２１は、ディープニューラルネットワークなどの機械学習の識別器を用いて、被検者Ｈの人工呼吸器の装着後（又は抜管後）の呼吸成功率を算出する（ステップＳ１６）。
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、過去に人工呼吸器を装着した複数の患者についての人工呼吸器装着時の属性情報及び／又はバイタル情報、人工呼吸器の装着前後の上記形態変化量及び／又は信号値変化量、並びに人工呼吸器による呼吸の成否結果のデータを特徴量としてトレーニングされた、例えば、ディープニューラルネットワークなどの識別器に、ステップＳ１１において取得された被検者Ｈの属性情報及び／又はステップＳ１２において取得されたバイタル情報、人工呼吸器の装着前後の上記形態変化量及び／又は信号値変化量を入力することで、被検者Ｈの人工呼吸器による呼吸の成功率を算出する。
また、例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、過去に人工呼吸器を抜管した複数の患者についての人工呼吸器抜管時の属性情報及び／又はバイタル情報、人工呼吸器の抜管前後の上記形態変化量及び／又は信号値変化量、並びに人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成否結果のデータを特徴量としてトレーニングされた、例えば、ディープニューラルネットワークなどの識別器に、ステップＳ１１において取得された被検者Ｈの属性情報及び／又はステップＳ１２においれ取得されたバイタル情報、人工呼吸器の抜管前後の上記形態変化量及び／又は信号値変化量を入力することで、被検者Ｈの人工呼吸器の抜管後の自発呼吸の成功率を算出する。
【００８３】
次いで、制御部２１は、ステップＳ１５における比較結果及びステップＳ１６における算出結果を含む評価画面２４２を表示部２４に表示し（ステップＳ１７）、呼吸状態評価処理Ｂを終了する。
【００８４】
図７に、評価画面２４２の一例を示す。図７に示すように、評価画面２４２には、被検者Ｈの患者情報２４２ａと、比較したデータの区分２４２ｂと、所定の構造物の形態変化量の装着（抜管）前後の比較結果２４２ｃと、換気成分の信号値変化量の装着（抜管）前後の比較結果２４２ｄと、肺血流成分の信号値変化量の装着（抜管）前後の比較結果２４２ｅと、呼吸成功率２４２ｆと、動態画像２４２ｇとが表示されている。図７は、動態画像２４２ｆに基づいて算出した抜管後（現在）の形態変化量及び肺野の信号値変化量を抜管前（人工呼吸器下）のものと比較した態様で示している。
【００８５】
例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の装着前後の変化である場合、評価画面２４２には、人工呼吸器の装着時の呼吸状態を評価するための評価情報として、人工呼吸器の装着前に撮影された動態画像から算出された上記形態変化量及び信号値変化量と、人工呼吸器の装着後に撮影された動態画像から算出された上記形態変化量及び信号値変化量とが、それぞれ同一の数値軸の目盛り上にプロットして表示される。したがって、ユーザーは、被検者Ｈへの人工呼吸器の装着前後の呼吸状態の変化（例えば、大幅な際が生じていないか）を客観的にかつ容易に評価することが可能となる。また、評価画面２４２に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器による呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。  
また、例えば、呼吸評価項目が人工呼吸器の抜管前後の変化である場合、評価画面２４２には、人工呼吸器の抜管時の呼吸状態を評価するための評価情報として、人工呼吸器の抜管前に撮影された動態画像から算出された上記形態変化量及び信号値変化量と、人工呼吸器の抜管後に撮影された動態画像から算出された上記形態変化量及び信号値変化量とが、それぞれ同一の数値軸の目盛り上にプロットして表示される。したがって、ユーザーは、被検者Ｈへの人工呼吸器の抜管前後の呼吸状態の変化（例えば、大幅な差異が生じていないか）を客観的にかつ容易に評価することが可能となる。また、評価画面２４２に、併せて動態画像に基づいて算出した人工呼吸器抜管後の自発呼吸の成功率を表示することで、ユーザー間の評価のバラツキを抑え、より安定的に評価を行うことが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の第１〜第２の実施形態について説明したが、上記実施形態及び変形例における記述内容は、本発明に係る動態解析システムの好適な一例であり、これに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、上記実施形態においては、動態解析システムが回診用のシステムである場合を例にとり説明したが、本発明は、撮影室で撮影を行い、得られた動態画像に解析を行う動態解析システムにおいても適用可能である。
【００８８】
また、上記実施形態においては、動態画像に基づいて信号値変化量及び所定の構造物の形態変化量の双方を算出して人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態の評価に用いることとしたが、信号値変化量と形態変化量のいずれか一方を算出して人工呼吸器の装着時又は抜管時の呼吸状態の評価に用いることとしてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態においては、記憶部２２に統計データが予め記憶されていることとしたが、ステップＳ５やＳ１５で比較を行う際に、記憶部２２に記憶されている、過去に人工呼吸器の装着時又は抜管時に撮影した患者の患者情報、動態撮影時のバイタル情報、及び人工呼吸器の装着後又は抜管後の自発呼吸の成否結果を示すデータに基づいて、被検者Ｈの属性情報及び／又はバイタル情報が同じ患者についての信号値変化量及び形態変化量の統計データを生成することとしてもよい。
【００９０】
また、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。
【００９１】
その他、動態解析システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、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】
【００９２】
１００  動態解析システム
１  放射線発生装置
１１  放射線源
１２  放射線照射制御部
１３  曝射スイッチ
２  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  コネクター
２７  バス
３  アクセスポイント
４  ＦＰＤカセッテ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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