(57)【要約】【課題】動態画像に含まれる診断対象の動態の比較読影を容易に行えるようにする。【解決手段】診断用コンソール３によれば、制御部３１は、ユーザー操作又は関心領域に表されている動態の種類に基づいて、診断対象の動態の種類を設定し、複数の動態画像のそれぞれから設定された種類の動態を表すフレーム画像を抽出する。次いで、制御部３１は、複数の動態画像のそれぞれから抽出されたフレーム画像から、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量を抽出し、抽出された動態依存特徴量に基づいて複数の動態画像間の基準化を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象の動態の種類を設定する設定手段と、
生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像のそれぞれから前記設定手段により設定された種類の動態を表すフレーム画像を抽出するフレーム画像抽出手段と、
前記複数の動態画像のそれぞれから抽出されたフレーム画像から前記設定手段により設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量を抽出する動態依存特徴量抽出手段と、
前記動態依存特徴量により抽出された動態依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の基準化を行う基準化手段と、
を備える動態画像処理装置。
【請求項２】
前記設定手段は、ユーザー操作に応じて前記診断対象の動態の種類を設定する請求項１に記載の動態画像処理装置。
【請求項３】
前記複数の動態画像それぞれに関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記関心領域設定手段により設定された関心領域から動態に関する特徴量を抽出する動態特徴量抽出手段と、
前記動態特徴量抽出手段により抽出された特徴量に基づいて、前記関心領域に表されている動態の種類を特定する特定手段と、
を備え、
前記設定手段は、前記特定手段により特定された動態の種類に基づいて、前記診断対象の動態の種類を設定する請求項１に記載の動態画像処理装置。
【請求項４】
前記基準化手段は、前記動態依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の前記診断対象の動態の周期及び位相を揃える基準化を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の動態画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の動態画像のそれぞれから前記設定手段により設定された種類の動態に依存しない動態非依存特徴量を抽出する動態非依存特徴量抽出手段を備え、
前記基準化手段は、さらに、前記動態非依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の基準化を行う請求項１〜４の何れか一項に記載の動態画像処理装置。
【請求項６】
前記動態非依存特徴量は、前記動態画像における所定の構造物の位置及び／又は濃度値に係る特徴量であり、
前記基準化手段は、前記動態非依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の前記所定の構造物の位置及び／又は濃度値を揃える基準化を行う請求項５に記載の動態画像処理装置。
【請求項７】
前記基準化手段により基準化された前記複数の動態画像を並べて又は重ねて表示する表示手段を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の動態画像処理装置。
【請求項８】
前記基準化手段により基準化された前記複数の動態画像の差分画像を表示する表示手段を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の動態画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動態画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被写体の周期性を持つ動態を放射線撮影することにより得られた動態画像が診断に用いられている。動態画像では、静止画では捉えられなかった被写体の動態を表示・解析することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、動態画像に基づいて生体における複数の部位の動き量の時系列変化をそれぞれ検出し、所定の部位の動き量の時系列変化又は他の部位の動き量の時系列変化を時間軸方向に所定量だけ移動させ、所定の部位の動き量の時系列変化を基準とした他の部位の相対的な動き量の時系列変化を取得して表示する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、診断においては、複数の動態画像（例えば、同一患者の過去と現在の動態画像）に含まれる特定の種類の動態を診断対象として比較読影したい場合がある。例えば、一般的に、胸部の動態画像には、安静呼吸に伴う動態、深呼吸に伴う動態、心拍に伴う動態等の複数種類の動態のいずれか１以上が含まれており、そのうちのいずれかの動態を診断対象として比較読影したい場合がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、診断対象の動態の種類について考慮されていないため、診断対象として注目すべき動態の時系列変化の部分が容易に把握できないという問題がある。また、特許文献１に記載の技術では、動態画像内の所定の部位と他の部位の間で発生した時間的なずれを考慮しているが、複数の動態画像間の動態のずれについては考慮されていない。
【０００６】
本発明の課題は、動態画像に含まれる診断対象の動態の比較読影を容易に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の動態画像処理装置は、
診断対象の動態の種類を設定する設定手段と、
生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像のそれぞれから前記設定手段により設定された種類の動態を表すフレーム画像を抽出するフレーム画像抽出手段と、
前記複数の動態画像のそれぞれから抽出されたフレーム画像から前記設定手段により設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量を抽出する動態依存特徴量抽出手段と、
前記動態依存特徴量により抽出された動態依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の基準化を行う基準化手段と、
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、
前記設定手段は、ユーザー操作に応じて前記診断対象の動態の種類を設定する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記複数の動態画像それぞれに関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記関心領域設定手段により設定された関心領域から動態に関する特徴量を抽出する動態特徴量抽出手段と、
前記動態特徴量抽出手段により抽出された特徴量に基づいて、前記関心領域に表されている動態の種類を特定する特定手段と、
を備え、
前記設定手段は、前記特定手段により特定された動態の種類に基づいて、前記診断対象の動態の種類を設定する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、
前記基準化手段は、前記動態依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の前記診断対象の動態の周期及び位相を揃える基準化を行う。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記複数の動態画像のそれぞれから前記設定手段により設定された種類の動態に依存しない動態非依存特徴量を抽出する動態非依存特徴量抽出手段を備え、
前記基準化手段は、さらに、前記動態非依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の基準化を行う。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記動態非依存特徴量は、前記動態画像における所定の構造物の位置及び／又は濃度値に係る特徴量であり、
前記基準化手段は、前記動態非依存特徴量に基づいて前記複数の動態画像間の前記所定の構造物の位置及び／又は濃度値を揃える基準化を行う。
【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、
前記基準化手段により基準化された前記複数の動態画像を並べて又は重ねて表示する表示手段を備える。
【００１４】
請求項８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、
前記基準化手段により基準化された前記複数の動態画像の差分画像を表示する表示手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、動態画像に含まれる診断対象の動態の比較読影を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における動態画像処理システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の撮影用コンソールの制御部により実行される撮影制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される比較表示処理Ａを示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される比較表示処理Ｂを示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される比較表示処理Ｃを示すフローチャートである。
【図６】第４の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される比較表示処理Ｄを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
〔動態画像処理システム１００の構成〕
まず、第１の実施形態の構成を説明する。
図１に、第１の実施形態における動態画像処理システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、動態画像処理システム１００は、撮影装置１と、撮影用コンソール２とが通信ケーブル等により接続され、撮影用コンソール２と、診断用コンソール３とがＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮＴを介して接続されて構成されている。動態画像処理システム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。
【００１９】
〔撮影装置１の構成〕
撮影装置１は、例えば、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化、心臓の拍動等の、周期性（サイクル）を持つ動態を撮影する撮影手段である。動態撮影とは、被写体に対し、Ｘ線等の放射線をパルス状にして所定時間間隔で繰り返し照射するか(パルス照射)、もしくは、低線量率にして途切れなく継続して照射する(連続照射)ことで、被写体の動態を示す複数の画像を取得することをいう。動態撮影により得られた一連の画像を動態画像と呼ぶ。また、動態画像を構成する複数の画像のそれぞれをフレーム画像と呼ぶ。なお、以下の実施形態では、パルス照射により胸部の動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
【００２０】
放射線源１１は、被写体Ｍを挟んで放射線検出部１３と対向する位置に配置され、放射線照射制御装置１２の制御に従って、被写体Ｍに対し放射線（Ｘ線）を照射する。
放射線照射制御装置１２は、撮影用コンソール２に接続されており、撮影用コンソール２から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源１１を制御して放射線撮影を行う。撮影用コンソール２から入力される放射線照射条件は、例えば、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、１撮影あたりの撮影フレーム数、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、付加フィルター種等である。パルスレートは、１秒あたりの放射線照射回数であり、後述するフレームレートと一致している。パルス幅は、放射線照射１回当たりの放射線照射時間である。パルス間隔は、１回の放射線照射開始から次の放射線照射開始までの時間であり、後述するフレーム間隔と一致している。
【００２１】
放射線検出部１３は、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサーにより構成される。ＦＰＤは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源１１から照射されて少なくとも被写体Ｍを透過した放射線をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子（画素）がマトリックス状に配列されている。各画素は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部を備えて構成されている。ＦＰＤにはＸ線をシンチレーターを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
放射線検出部１３は、被写体Ｍを挟んで放射線源１１と対向するように設けられている。
【００２２】
読取制御装置１４は、撮影用コンソール２に接続されている。読取制御装置１４は、撮影用コンソール２から入力された画像読取条件に基づいて放射線検出部１３の各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、放射線検出部１３に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。この画像データがフレーム画像である。そして、読取制御装置１４は、取得したフレーム画像を撮影用コンソール２に出力する。画像読取条件は、例えば、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ（マトリックスサイズ）等である。フレームレートは、１秒あたりに取得するフレーム画像数であり、パルスレートと一致している。フレーム間隔は、１回のフレーム画像の取得動作開始から次のフレーム画像の取得動作開始までの時間であり、パルス間隔と一致している。
【００２３】
ここで、放射線照射制御装置１２と読取制御装置１４は互いに接続され、互いに同期信号をやりとりして放射線照射動作と画像の読み取りの動作を同調させるようになっている。
【００２４】
〔撮影用コンソール２の構成〕
撮影用コンソール２は、放射線照射条件や画像読取条件を撮影装置１に出力して撮影装置１による放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御するとともに、撮影装置１により取得された動態画像を撮影技師等の撮影実施者によるポジショニングの確認や診断に適した画像であるか否かの確認用に表示する。
撮影用コンソール２は、図１に示すように、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５を備えて構成され、各部はバス２６により接続されている。
【００２５】
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成される。制御部２１のＣＰＵは、操作部２３の操作に応じて、記憶部２２に記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って後述する撮影制御処理を始めとする各種処理を実行し、撮影用コンソール２各部の動作や、撮影装置１の放射線照射動作及び読み取り動作を集中制御する。
【００２６】
記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部２２は、制御部２１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部２２は、図２に示す撮影制御処理を実行するためのプログラムを記憶している。また、記憶部２２は、被写体部位（ここでは、胸部とする）に対応付けて放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部２１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
【００２７】
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。
【００２８】
表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、操作部２３からの入力指示やデータ等を表示する。
【００２９】
通信部２５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ（Terminal Adapter）等を備え、通信ネットワークＮＴに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
【００３０】
〔診断用コンソール３の構成〕
診断用コンソール３は、撮影用コンソール２から動態画像を取得し、取得した動態画像や動態画像の解析結果を表示して医師の診断を支援するための動態画像処理装置である。
診断用コンソール３は、図１に示すように、制御部３１、記憶部３２、操作部３３、表示部３４、通信部３５を備えて構成され、各部はバス３６により接続されている。
【００３１】
制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。制御部３１のＣＰＵは、操作部３３の操作に応じて、記憶部３２に記憶されているシステムプログラムや、各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って、後述する比較表示処理Ａを始めとする各種処理を実行し、診断用コンソール３の各部の動作を集中制御する。制御部３１は、設定手段、フレーム画像抽出手段、動態依存特徴量抽出手段、基準化手段として機能する。
【００３２】
記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部３２は、制御部３１で比較表示処理Ａを実行するためのプログラムを始めとする各種プログラムやプログラムによる処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部３１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
【００３３】
また、記憶部３２には、過去に撮影された動態画像が患者情報（例えば、患者ＩＤ、患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等）、検査情報（例えば、検査ＩＤ、検査日、被写体部位（ここでは、胸部）、診断対象の動態の種類（例えば、安静呼吸、深呼吸、心拍等）に対応付けて記憶されている。また、動態画像に対応する電子カルテ情報を図示しない電子カルテ装置から取得して動態画像に対応付けて記憶しておくこととしてもよい。
【００３４】
操作部３３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、ユーザーによるキーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部３１に出力する。また、操作部３３は、表示部３４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部３１に出力する。
【００３５】
表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ等のモニターにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。
【００３６】
通信部３５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ等を備え、通信ネットワークＮＴに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
【００３７】
〔動態画像処理システム１００の動作〕
次に、本実施形態における上記動態画像処理システム１００の動作について説明する。
【００３８】
（撮影装置１、撮影用コンソール２の動作）
まず、撮影装置１、撮影用コンソール２による撮影動作について説明する。
図２に、撮影用コンソール２の制御部２１において実行される撮影制御処理を示す。撮影制御処理は、制御部２１と記憶部２２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００３９】
まず、撮影実施者により撮影用コンソール２の操作部２３が操作され、被検者の患者情報、検査情報の入力が行われる（ステップＳ１）。
【００４０】
次いで、放射線照射条件が記憶部２２から読み出されて放射線照射制御装置１２に設定されるとともに、画像読取条件が記憶部２２から読み出されて読取制御装置１４に設定される（ステップＳ２）。
【００４１】
次いで、操作部２３の操作による放射線照射の指示が待機される（ステップＳ３）。ここで、撮影実施者は、被写体Ｍを放射線源１１と放射線検出部１３の間に配置してポジショニングを行う。また、被検者に対し、診断対象の動態の種類に応じた呼吸状態を指示する。撮影準備が整った時点で、操作部２３を操作して放射線照射指示を入力する。
【００４２】
操作部２３により放射線照射指示が入力されると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、放射線照射制御装置１２及び読取制御装置１４に撮影開始指示が出力され、動態撮影が開始される（ステップＳ４）。即ち、放射線照射制御装置１２に設定されたパルス間隔で放射線源１１により放射線が照射され、放射線検出部１３によりフレーム画像が取得される。
【００４３】
予め定められたフレーム数の撮影が終了すると、制御部２１により放射線照射制御装置１２及び読取制御装置１４に撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム数は、少なくとも１呼吸サイクルが撮影できる枚数である。
【００４４】
撮影により取得されたフレーム画像は順次撮影用コンソール２に入力され、撮影順を示す番号（フレーム番号）と対応付けて記憶部２２に記憶されるとともに（ステップＳ５）、表示部２４に表示される（ステップＳ６）。撮影実施者は、表示された動態画像によりポジショニング等を確認し、撮影により診断に適した画像が取得された（撮影ＯＫ）か、再撮影が必要（撮影ＮＧ）か、を判断する。そして、操作部２３を操作して、判断結果を入力する。
【００４５】
操作部２３の所定の操作により撮影ＯＫを示す判断結果が入力されると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、動態撮影で取得された一連のフレーム画像のそれぞれに、動態画像を識別するための識別ＩＤや、患者情報、検査情報、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す番号（フレーム番号）等の情報が付帯され（例えば、ＤＩＣＯＭ形式で画像データのヘッダ領域に書き込まれ）、通信部２５を介して診断用コンソール３に送信される（ステップＳ８）。そして、本処理は終了する。一方、操作部２３の所定の操作により撮影ＮＧを示す判断結果が入力されると（ステップＳ７；ＮＯ）、記憶部２２に記憶された一連のフレーム画像が削除され（ステップＳ９）、本処理は終了する。この場合、再撮影が必要となる。
【００４６】
（診断用コンソール３の動作）
次に、診断用コンソール３における動作について説明する。
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、受信された動態画像は記憶部３２に記憶される。
操作部３３により比較読影の開始が指示されると、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により図３に示す比較表示処理Ａが実行される。
【００４７】
以下、図３を参照して比較表示処理Ａの流れについて説明する。
まず、比較する２以上の動態画像が選択される（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０においては、例えば、記憶部３２に記憶されている被写体Ｍの動態画像の一覧が表示部３４に表示され、表示された動態画像の中からユーザーが所望する動態画像を操作部３３により選択する。
【００４８】
次いで、ユーザー操作による診断対象の動態の種類の設定が行われる（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１においては、例えば、表示部３４に設定画面が表示され、設定画面におけるユーザーによる操作部３３の操作に応じて診断対象の動態の種類が設定される。例えば、被写体部位が胸部の場合、設定画面には安静呼吸、深呼吸、心拍（息止め）等の選択肢が表示され、操作部３３により選択された種類の動態が診断対象の動態の種類として設定される。或いは、動態の種類をユーザーが任意に入力することとしてもよい。
以下の説明では、診断対象の動態の種類として安静呼吸、深呼吸、心拍（息止め）のいずれかが設定可能である例について説明する。
【００４９】
次いで、比較対象の各動態画像から、ステップＳ１１で設定された種類の動態を表すフレーム画像が抽出される（ステップＳ１２）。
例えば、各動態画像から、所定の特徴量が抽出され、抽出された特徴量に基づいて、各動態画像の一連のフレーム画像の中からステップＳ１１で設定された種類の動態を表す区間のフレーム画像が抽出される。
【００５０】
ステップＳ１１においては、例えば、動態画像の各フレーム画像から、例えば、横隔膜、肋骨、外胸郭、軟組織（乳房等）等の、呼吸（肺）に伴って動く構造物の位置（構造物の特徴点の位置）の時間変化を示す波形が特徴量として抽出され、設定された動態の種類が安静呼吸である場合、抽出された波形周期が一定で、且つ予め定められた閾値より短い区間のフレーム画像が抽出される。設定された動態の種類が深呼吸である場合、抽出された波形周期が一定で、且つ予め定められた閾値より長い区間のフレーム画像が抽出される。設定された動態の種類が心拍である場合、抽出された波形の変化のない区間（息止め区間。呼吸による影響がなく、心拍の動態が表れている区間）のフレーム画像が抽出される。
横隔膜、肋骨、外胸郭、軟組織（乳房等）等の構造物の領域は、エッジ検出技術等の公知の画像処理技術を用いて検出することができる。
【００５１】
また、造影剤は、血管の描出性能を向上させるものであり、肺血管は、肺に伴って動く構造物であるため、動態画像の各フレーム画像から造影剤を表す所定の濃度値の領域を検出し、検出された領域の所定の特徴点の位置の時間変化を示す波形を上記の構造物の位置の時間変化を示す波形に替えて特徴量として用いることとしてもよい。
【００５２】
また、換気に基づく肺野領域の濃度値（肺野領域の各画素の濃度値の代表値）の時間変化を示す波形を生成し、生成した波形を上記の構造物の位置の時間変化を示す波形に替えて特徴量として用いることとしてもよい。なお、換気に基づく肺野領域の濃度値は、肺野領域の濃度値の時間変化を示す波形に時間方向のローパスフィルター処理（例えば、カットオフ周波数０．８Ｈｚ）を施すことにより求めることができる。
【００５３】
また、各フレーム画像における換気に基づく肺野領域の濃度値の基準フレーム画像（例えば、最大呼気位又は最大吸気位のフレーム画像）における換気に基づく肺野領域の濃度値のとのフレーム間差分値の時間変化を示す波形を上記の構造物の位置の時間変化を示す波形に替えて特徴量として用いることとしてもよい。
【００５４】
次いで、各動態画像（抽出されたフレーム画像からなる動態画像）から、ステップＳ１１で診断対象として設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量が算出される（ステップＳ１３）。
例えば、ステップＳ１１において安静呼吸又は深呼吸が設定された場合、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量として、例えば、安静呼吸や深呼吸に伴って動く肋骨、外胸郭、横隔膜、又は軟組織等の構造物の位置の時間変化を示す波形や、造影剤によって描出される肺血管の位置の時間変化を示す波形、又は換気に基づく肺野領域の濃度値やそのフレーム間差分値の時間変化を示す波形等が算出される。これらの特徴量の抽出手法は、ステップＳ１２で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００５５】
また、ステップＳ１１において、心拍が設定された場合、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量として、心拍に伴って変化する動態を表す特徴量、例えば、心臓領域の面積の時間変化、心臓領域の濃度値の時間変化、肺血管領域の膨張縮小の時間変化、肺血管領域の濃度値の時間変化等が算出される。
心臓領域の面積は、例えば、フレーム画像から心臓領域を抽出し、抽出された領域の画素数をカウントすることにより求めることができる。心臓領域は、心臓のテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理等の公知の画像処理技術を用いて検出することができる。
肺血管の膨張縮小の時間変化は、例えば、フレーム画像間の差分を取って肺血管の太さの時間変化を取得することにより求めることができる。また、肺血管領域を抽出して肺血管の太さの時間変化を取得することとしてもよい。肺血管領域は、例えば、肺血管モデルや線構造を抽出するフィルター等を用いた公知の画像処理技術を用いて検出することができる。また、上述のように、造影剤を表す濃度値の領域を検出することにより肺血管領域を検出してもよい。
【００５６】
次いで、ステップＳ１３で算出された、診断対象として設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量に基づいて、比較する動態画像間の基準化が行われる（ステップＳ１４）。
例えば、ステップＳ１３で各動態画像から算出された動態依存特徴量の周期及び位相に基づいて、各動態画像における診断対象の動態の周期及び位相が所定の基準に合うように基準化される。例えば、各動態画像から算出された動態依存特徴量の周期及び位相を所定の基準に合わせることで、各動態画像における診断対象の動態の周期及び位相を揃えることができる。
【００５７】
周期及び位相の基準は、何れか一方の動態画像の周期及び位相を基準としてもよいし、予め定められた基準を設けてもよい。
【００５８】
例えば、動態依存特徴量の周期が短い動態画像を長い周期の基準に合わせる場合、各動態画像の動態依存特徴量の周期が基準の周期となるように動態画像を時間方向にアップサンプリングして（時間方向に均等にフレーム画像を追加して）動態依存特徴量の周期を基準の周期に合わせる。追加するフレーム画像の各画素の画素値（濃度値）は、例えば、元の動態画像の複数のフレーム画像における同じ位置の画素の画素値を用いて補間処理を行うことにより求めることができる。また、動態依存特徴量の周期が長い動態画像を短い周期の基準に合わせる場合、動態画像を時間方向にダウンサンプリングして（時間方向に均等にフレーム画像を間引き（削除）して）動態依存特徴量の周期を基準の周期に合わせる。
【００５９】
また、周期を合わせた後、各動態画像の動態依存特徴量に基づいて、各動態画像の開始タイミングにおける診断対象の動態の位相を予め定められた基準位相（例えば、極大点又は極小点）に一致させるための動態画像の時間方向のずらし量を算出し、算出したずらし量だけ各動態画像のフレーム画像を時間方向にシフトさせる。これにより、比較対象の各動態画像の開始タイミングにおける診断対象の動態の位相を一致させることができる。
【００６０】
そして、基準化された２以上の動態画像が表示部３４に比較表示され（ステップＳ１５）、比較表示処理Ａは終了する。
【００６１】
ステップＳ１５においては、例えば、基準化された２以上の動態画像が表示部３４に並べて表示される。
例えば、２以上の動態画像が撮影日（検査日）順に並べて表示される。或いは、投薬量、病気のステージ、身長、体重等の電子カルテ情報の所定の項目に基づいて並べて表示することとしてもよい。或いは、ステップＳ１３で算出された動態依存特徴量に基づく順番（例えば、構造物の移動速度に基づく順番等）で並べて表示することとしてもよい。
または、基準化された２以上の動態画像の色を変えて重ねて表示することとしてもよい。
【００６２】
また、ステップＳ１５においては、基準化された２以上の動態画像の対応するフレーム画像の差分を算出し、差分画像を生成して表示することとしてもよい。差分に色を付ける等により差分を強調してもよい。また、差分の大きい順に差分画像（又は、動態画像）のフレーム画像を並べて表示してもよし、差分が大きい（所定の閾値より大きい）差分画像(又は、動態画像)のフレーム画像だけをスローモーションで表示したり、取り出して表示したりすることとしてもよい。また、差分の大きいフレーム画像をサムネイル化して各動態画像の代表画像として表示してもよい。これにより、比較する動態画像間の診断対象の動態の差異が把握しやすくなるので、医師の比較読影が容易となる。
【００６３】
このように、第１の実施形態においては、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量に基づいて、比較する２以上の動態画像間の基準化が行われるので、設定された種類の動態の周期や位相を揃えて表示することができ、医師は診断対象の動態の比較読影を容易に行うことが可能となる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態における構成は、診断用コンソール３の記憶部３２に比較表示処理Ｂを実行するためのプログラムが記憶されている他は、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省略し、以下第２の実施形態の動作について説明する。
【００６５】
まず、撮影装置１と撮影用コンソール２において動態撮影が行われて動態画像が生成され、撮影用コンソール２から診断用コンソール３に動態画像の一連のフレーム画像が送信される。
【００６６】
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、受信された一連のフレーム画像が記憶部３２に記憶される。また、操作部３３により比較読影の開始が指示されると、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により図４に示す比較表示処理Ｂが実行される。
【００６７】
図４は、第２の実施形態において、診断用コンソール３により実行される比較表示処理Ｂを示すフローチャートである。比較表示処理Ｂは、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００６８】
まず、比較する２以上の動態画像が選択される（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０の処理は、図３のステップＳ１０で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００６９】
次いで、各動態画像に関心領域の設定が行われる（ステップＳ２１）。
例えば、画像全体を関心領域として設定してもよいし、ユーザーが操作部３３により動態画像上から指定した領域を関心領域として設定することとしてもよいし、所定の構造物（例えば、肺野領域や心臓領域等）を動態画像から自動的に検出し、検出した領域を関心領域として設定してもよい。
【００７０】
次いで、関心領域から動態に関する特徴量が抽出される（ステップＳ２２）。
例えば、比較対象の各動態画像の関心領域から動態に関する特徴量が抽出される。例えば、関心領域が肺野領域である場合、換気に基づく肺野領域の濃度値（肺野領域の各画素の代表値）又は基準フレーム画像との差分値の時間変化を示す波形等が特徴量として抽出される。
【００７１】
次いで、各動態画像の関心領域から抽出された特徴量に基づいて、関心領域に表されている動態の種類が特定される（ステップＳ２３）。
例えば、関心領域が肺野であり、各動態画像においてステップＳ２２で抽出された特徴量（波形）の周期が一定で、且つ予め定められた閾値より短い場合、関心領域に表されている動態の種類が安静呼吸であると特定される。特徴量（波形）の周期が一定で、且つ予め定められた閾値より長い場合、関心領域に表されている動態の種類が深呼吸であると特定される。波形の変化がない場合、関心領域に表されている動態の種類が息止めであると特定される。
【００７２】
なお、（１）特徴量の周期が一定かつ閾値より短い、（２）特徴量の周期が一定かつ閾値より長い、（３）波形の変化がない、の特徴のうち、複数の特徴の区間を有する動態画像が存在する場合は、比較する動態画像に共通する特徴に対応する動態の種類が関心領域に表されている動態の種類として特定される。比較する動態画像に共通する特徴が複数存在した場合は、例えば、最も長い区間に対応する動態の種類を関心領域に表されている動態の種類として特定する等、予め定められたルールに従って特定される。
【００７３】
次いで、特定された動態の種類に基づいて診断対象の動態の種類が設定される（ステップＳ２４）。
例えば、特定された動態の種類が安静呼吸である場合、診断対象の動態の種類が安静呼吸に設定される。特定された動態の種類が深呼吸である場合、診断対象の動態の種類が深呼吸に設定される。特定された動態の種類が息止めである場合、診断対象の動態の種類が心拍に設定される。
【００７４】
診断対象の動態の種類が設定されると、ステップＳ２５〜Ｓ２８の処理が実行される。ステップＳ２５〜Ｓ２８の処理は、第１の実施形態において説明した図３のステップＳ１２〜Ｓ１５と同様であるので説明を援用する。
【００７５】
このように、第２の実施形態においては、関心領域の動態に応じて自動的に診断対象の動態の種類を設定することができる。
【００７６】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態における構成は、診断用コンソール３の記憶部３２に比較表示処理Ｃを実行するためのプログラムが記憶されている他は、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省略し、以下第３の実施形態の動作について説明する。
【００７７】
まず、撮影装置１と撮影用コンソール２において動態撮影が行われて動態画像が生成され、撮影用コンソール２から診断用コンソール３に動態画像の一連のフレーム画像が送信される。
【００７８】
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、受信された一連のフレーム画像が記憶部３２に記憶される。また、操作部３３により比較読影の開始が指示されると、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により図５に示す比較表示処理Ｃが実行される。
【００７９】
図５は、第３の実施形態において、診断用コンソール３により実行される比較表示処理Ｃを示すフローチャートである。比較表示処理Ｃは、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００８０】
まず、比較する２以上の動態画像が選択される（ステップＳ４０）。
次いで、ユーザー操作による診断対象の動態の種類の設定が行われる（ステップＳ４１）。
次いで、比較対象の各動態画像から、ステップＳ４１で設定された種類の動態を表す区間のフレーム画像が抽出される（ステップＳ４２）。
【００８１】
次いで、各動態画像（抽出されたフレーム画像からなる動態画像）から、ステップＳ４１で診断対象として設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量が算出される（ステップＳ４３）。
次いで、ステップＳ４３で算出された、診断対象として設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量に基づいて、比較する動態画像間の基準化が行われる（ステップＳ４４）。
【００８２】
ステップＳ４０〜Ｓ４４の詳細については、図３のステップＳ１０〜Ｓ１４で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８３】
次いで、比較対象の各動態画像（抽出されたフレーム画像からなる動態画像）から、設定された種類の動態に依存しない動態非依存特徴量が算出される（ステップＳ４５）。
設定された種類の動態に依存しない動態非依存特徴量とは、設定された種類の動態に伴って変動しない特徴量であり、例えば、動態画像における所定の構造物の位置及び／又は濃度値に係る特徴量である。例えば、背骨の位置、心臓の中心位置、体表面の輪郭位置、診断対象となる構造物の動態画像全体の平均濃度及び分散等が挙げられる。
背骨の位置は、例えば、公知のエッジ抽出手法を用いて画像の左右方向における中央付近の縦方向のエッジを抽出することで求めることができる。体表面の輪郭は、各フレーム画像を二値化して、画像側端付近の縦方向に伸びる境界を抽出することにより求めることができる。
【００８４】
次いで、算出された動態非依存特徴量に基づいて、さらに比較する動態画像間における基準化が行われる（ステップＳ４６）。
ステップＳ４６においては、比較する動態画像間における設定された種類の動態に伴って変動しない要素（所定の構造物の位置及び／又は濃度値等）についての基準化が行われる。例えば、動態非依存特徴量に基づいて、動態画像の対応するフレーム画像間で背骨の位置、心臓の中心位置、又は体表面の輪郭位置等の特徴量が一致するように（予め定められた基準に合致するように）アフィン変換が行われ、被写体が移動、回転、拡縮される。
また、診断対象となる動態に関する構造物領域（例えば、診断対象の動態の種類が深呼吸又は安静呼吸の場合は肺野領域、診断対象の動態の種類が心拍である場合は心臓領域）の動態画像全体の平均濃度及び分散が動態画像間で一致するように（予め定められた基準となるように）コントラストが調整される。
【００８５】
そして、基準化された２以上の動態画像が表示部３４に比較表示され（ステップＳ４７）、比較表示処理Ｃは終了する。
ステップＳ４７の詳細は図３のステップＳ１５で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８６】
このように、第３の実施形態においては、比較する２以上の動態画像が、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量に基づいて基準化されるので、設定された種類の動態の周期や位相を揃えて表示することができ、医師は診断対象の動態の比較読影を容易に行うことが可能となる。更に、比較する２以上の動態画像が、設定された種類の動態に伴って変動しない動態非依存特徴量に基づいて基準化されるので、比較する２以上の動態画像の、設定された種類の動態に伴って変動しない要素（設定された種類の動態に伴って変動しない構造物の位置や動態画像全体の濃度等）を揃えて表示することができ、医師は、より一層比較読影を容易に行うことが可能となる。
【００８７】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態における構成は、診断用コンソール３の記憶部３２に比較表示処理Ｄを実行するためのプログラムが記憶されている他は、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省略し、以下第４の実施形態の動作について説明する。
【００８８】
まず、撮影装置１と撮影用コンソール２において動態撮影が行われて動態画像が生成され、撮影用コンソール２から診断用コンソール３に動態画像の一連のフレーム画像が送信される。
【００８９】
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、受信された一連のフレーム画像が記憶部３２に記憶される。また、操作部３３により比較読影の開始が指示されると、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により図６に示す比較表示処理Ｄが実行される。
【００９０】
図６は、第４の実施形態において、診断用コンソール３により実行される比較表示処理Ｄを示すフローチャートである。比較表示処理Ｄは、制御部３１と記憶部３２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００９１】
まず、比較する２以上の動態画像が選択される（ステップＳ５０）。
次いで、各動態画像に関心領域の設定が行われる（ステップＳ５１）。
次いで、関心領域から動態に関する特徴量が抽出される（ステップＳ５２）。
次いで、各動態画像から抽出された特徴量に基づいて、関心領域に表されている動態の種類が特定され（ステップＳ５３）、特定された動態の種類に基づいて診断対象の動態の種類が設定される（ステップＳ５４）。
【００９２】
ステップＳ５０〜Ｓ５４の処理は、第２の実施形態で説明したステップＳ２０〜Ｓ２４の処理と同様であるので説明を援用する。
【００９３】
診断対象の動態の種類が設定されると、ステップＳ５５〜Ｓ６０の処理が実行される。ステップＳ５５〜Ｓ６０の処理は、第３の実施形態において説明した図５のステップＳ４２〜Ｓ４７と同様であるので説明を援用する。すなわち、設定された種類の動態の動態依存特徴量に基づいて、比較する動態画像間の基準化が行われるとともに、動態非依存特徴量に基づいて、比較する動態画像間の基準化が行われ、基準化された動態画像が表示部３４に比較表示される。
【００９４】
このように、第４の実施形態においては、関心領域の動態に応じて自動的に診断対象の動態の種類を設定することができる。また、比較する２以上の動態画像が、設定された種類の動態に依存する動態依存特徴量に基づいて基準化されるので、設定された種類の動態の周期や位相を揃えて表示することができ、医師は診断対象の動態の比較読影を容易に行うことが可能となる。更に、比較する２以上の動態画像が、設定された種類の動態に伴って変動しない動態非依存特徴量に基づいて基準化されるので、比較する２以上の動態画像の、設定された種類の動態に伴って変動しない要素（設定された種類の動態に伴って変動しない構造物の位置や動態画像全体の濃度等）を揃えて表示することができ、医師は、より一層比較読影を容易に行うことが可能となる。
【００９５】
以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明したが、実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
【００９６】
例えば、上記実施形態においては、被写体部位が胸部である場合を例にとり説明したが、他の部位を撮影した複数の動態画像を比較する場合においても本発明を適用することができる。
また、診断対象として設定可能な動態の種類や各種特徴量についても上記実施形態の例に限定されるものではない。
【００９７】
また、上記第３及び第４の実施形態においては、動態依存特徴量の算出及び動態依存特徴量に基づく動態画像間の基準化を行ってから、動態非依存特徴量の算出及び動態非依存特徴量に基づく動態画像間の基準化を行うこととして説明したが、動態非依存特徴量の算出及び動態非依存特徴量に基づく動態画像間の基準化を行ってから動態依存特徴量の算出及び動態依存特徴量に基づく動態画像間の基準化を行うこととしてもよい。また、動態依存特徴量及び動態非依存特徴量の算出を行ってから各特徴量に基づく基準化を行ってもよい。
【００９８】
また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ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。
【００９９】
その他、動態画像処理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、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  動態画像処理システム
１  撮影装置
１１  放射線源
１２  放射線照射制御装置
１３  放射線検出部
１４  読取制御装置
２  撮影用コンソール
２１  制御部
２２  記憶部
２３  操作部
２４  表示部
２５  通信部
２６  バス
３  診断用コンソール
３１  制御部
３２  記憶部
３３  操作部
３４  表示部
３５  通信部
３６  バス
【図１】
2019103586.tif 000003
【図２】
2019103586.tif 000004
【図３】
2019103586.tif 000005
【図４】
2019103586.tif 000006
【図５】
2019103586.tif 000007
【図６】
2019103586.tif 000008