(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胸部の動態をＸ線撮影することにより胸部動態画像を構成する複数のフレーム画像を順次取得する撮影手段と、
前記胸部動態画像に関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記撮影手段による撮影と並行して、前記撮影手段により順次取得される各フレーム画像から、設定された前記関心領域の画像を切り出して取得する取得手段と、
取得された前記関心領域の画像を時系列に並べて表示する表示手段と、
を備える胸部動態撮影支援システム。
【請求項２】
前記表示手段は、取得された前記関心領域の画像を当該フレーム画像と同時に表示する請求項１に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項３】
関心領域の位置情報を予め記憶する関心領域記憶手段を備え、
前記関心領域設定手段は、前記関心領域記憶手段に記憶されている関心領域の位置情報を読み出して、前記各フレーム画像の前記読み出した位置情報に対応する位置に関心領域を設定する請求項１又は２に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項４】
同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域の位置情報を記憶する関心領域記憶手段を備え、
前記関心領域設定手段は、前記関心領域記憶手段に記憶されている同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域の位置情報を読み出して、前記各フレーム画像の前記読み出した位置情報に対応する位置に関心領域を設定する請求項１又は２に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項５】
前記関心領域設定手段により設定された関心領域からエッジ情報の抽出を行うエッジ情報抽出手段と、
前記エッジ情報抽出手段によるエッジ情報の抽出結果に基づいて関心領域を再設定する再設定手段と、を備え、
前記取得手段は、前記各フレーム画像から、再設定された前記関心領域の画像を切り出して取得する請求項１〜４の何れか一項に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項６】
前記関心領域の画像には、肺野輪郭部が含まれる請求項１〜５の何れか一項に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項７】
前記表示手段は、撮影開始からの経過時間と、前記関心領域の画像とを、グラフ上に時系列に表示する請求項１〜６の何れか一項に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項８】
前記関心領域の画像を時系列に並べることによって得られる波形に基づいて呼吸回数をカウントする呼吸回数カウント手段を備え、
前記表示手段は、前記カウントされた呼吸回数を、前記波形とともに表示する請求項１〜７の何れか一項に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項９】
所望の呼吸回数を撮影終了条件として入力する呼吸回数入力手段と、
前記カウントされた呼吸回数が前記入力された呼吸回数に一致した場合に、撮影終了条件に達したことを通知する通知手段と、
を備える請求項８に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項１０】
前記通知手段は、撮影終了条件に達したことを示すメッセージの前記表示手段への表示、前記表示手段の所定領域の点滅、前記表示手段の所定領域の色の変更、又は音により撮影終了条件に達したことを通知する請求項９に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項１１】
安静呼吸、深呼吸、息止めのいずれかを呼吸の種類として入力する呼吸種類入力手段と、
前記取得手段により取得された前記関心領域の画像を時系列に並べることによって得られる波形の振幅の大きさに基づいて、呼吸の種類が安静呼吸、深呼吸、息止めのいずれであるかを判定する判定手段と、
前記入力された呼吸の種類と前記判定された呼吸の種類とが一致しない場合に、撮影エラーであることを通知するエラー通知手段と、
を備える請求項１〜１０の何れか一項に記載の胸部動態撮影支援システム。
【請求項１２】
前記エラー通知手段は、撮影エラーであることを示すメッセージの前記表示手段への表示、前記表示手段の所定領域の点滅、前記表示手段の所定領域の色の変更、又は音により撮影エラーであることを通知する請求項１１に記載の胸部動態撮影支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胸部動態撮影支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検者の胸部の動態をＸ線撮影し、肺の換気機能等の診断に応用する試みがなされるようになってきている。このような胸部の動態撮影においては、診断や動態解析に必要な呼吸サイクル数分の時間、動態撮影を行う必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、ＣＣＤカメラにより得られた画像から被検者の呼吸サイクル位置を検出し、検出された呼吸サイクル位置に応じて、Ｘ線画像の開始タイミングと撮影終了タイミングを自動制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７９３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、撮影技師等の撮影者は撮影中に撮影終了タイミングに相当する呼吸サイクル位置が到来したか否かを知ることはできないため、撮影終了タイミングの自動制御が失敗した場合、そのまま誤ったタイミングで撮影が終了してしまう。そのため、必要な時間よりも長時間の撮影が行われてしまい被検者の被曝量が増加してしまったり、必要な時間の撮影が行われずに再撮影となってしまったりする等のリスクがあった。また、呼吸サイクル位置を検出するセンサーが必要となるため、装置構成が複雑でコストがかかるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、胸部の動態撮影において、複雑な装置構成とすることなく、撮影者が撮影終了タイミングの判断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に記載の発明の胸部動態撮影支援システムは、
胸部の動態をＸ線撮影することにより胸部動態画像を構成する複数のフレーム画像を順次取得する撮影手段と、
前記胸部動態画像に関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記撮影手段による撮影と並行して、前記撮影手段により順次取得される各フレーム画像から、設定された前記関心領域の画像を切り出して取得する取得手段と、
取得された前記関心領域の画像を時系列に並べて表示する表示手段と、
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、
前記表示手段は、取得された前記関心領域の画像を当該フレーム画像と同時に表示する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
関心領域の位置情報を予め記憶する関心領域記憶手段を備え、
前記関心領域設定手段は、前記関心領域記憶手段に記憶されている関心領域の位置情報を読み出して、前記各フレーム画像の前記読み出した位置情報に対応する位置に関心領域を設定する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域の位置情報を記憶する関心領域記憶手段を備え、
前記関心領域設定手段は、前記関心領域記憶手段に記憶されている同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域の位置情報を読み出して、前記各フレーム画像の前記読み出した位置情報に対応する位置に関心領域を設定する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記関心領域設定手段により設定された関心領域からエッジ情報の抽出を行うエッジ情報抽出手段と、
前記エッジ情報抽出手段によるエッジ情報の抽出結果に基づいて関心領域を再設定する再設定手段と、を備え、
前記取得手段は、前記各フレーム画像から、再設定された前記関心領域の画像を切り出して取得する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記関心領域の画像には、肺野輪郭部が含まれる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、
前記表示手段は、撮影開始からの経過時間と、前記関心領域の画像とを、グラフ上に時系列に表示する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、
前記関心領域の画像を時系列に並べることによって得られる波形に基づいて呼吸回数をカウントする呼吸回数カウント手段を備え、
前記表示手段は、前記カウントされた呼吸回数を、前記波形とともに表示する。
【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、
所望の呼吸回数を撮影終了条件として入力する呼吸回数入力手段と、
前記カウントされた呼吸回数が前記入力された呼吸回数に一致した場合に、撮影終了条件に達したことを通知する通知手段と、
を備える。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、
前記通知手段は、撮影終了条件に達したことを示すメッセージの前記表示手段への表示、前記表示手段の所定領域の点滅、前記表示手段の所定領域の色の変更、又は音により撮影終了条件に達したことを通知する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、
安静呼吸、深呼吸、息止めのいずれかを呼吸の種類として入力する呼吸種類入力手段と、
前記取得手段により取得された前記関心領域の画像を時系列に並べることによって得られる波形の振幅の大きさに基づいて、呼吸の種類が安静呼吸、深呼吸、息止めのいずれであるかを判定する判定手段と、
前記入力された呼吸の種類と前記判定された呼吸の種類とが一致しない場合に、撮影エラーであることを通知するエラー通知手段と、
を備える。
【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、
前記エラー通知手段は、撮影エラーであることを示すメッセージの前記表示手段への表示、前記表示手段の所定領域の点滅、前記表示手段の所定領域の色の変更、又は音により撮影エラーであることを通知する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、胸部の動態撮影において、撮影者が撮影終了タイミングを容易に判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態における胸部動態撮影支援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】図２のステップＳ４において実行される動態撮影及び呼吸インジケーター表示処理を示すフローチャートである。
【図４】関心領域の設定手法の一例を説明するための図である。
【図５】呼吸状態を示す情報が取得できない関心領域の設定例を示す図である。
【図６】関心領域の再設定の手法を説明するための図である。
【図７】図３のステップＳ４０７における表示の一例を示す図である。
【図８】呼吸回数のカウント方法を説明するための図である。
【図９】呼吸インジケーターのグラフ軸のスケールが適切でない場合の例を示す図である。
【図１０】呼吸種類の判定手法の一例を説明するための図である。
【図１１】変形例１の表示例を示す図である。
【図１２】変形例２の表示例を示す図である。
【図１３】変形例３の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００２８】
〔胸部動態撮影支援システム１００の構成〕
まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態における胸部動態撮影支援システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、胸部動態撮影支援システム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。胸部動態撮影支援システム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。
【００２９】
〔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）を持つ胸部の動態を撮影する装置である。動態撮影は、被検者の胸部に対し、放射線（Ｘ線）撮影を連続的に複数回行って、複数の画像を取得（即ち、連続撮影）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胸部動態画像と呼ぶ。また、胸部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。
撮影装置１は、図１に示すように、放射線源１１、放射線照射制御装置１２、放射線検出部１３、読取制御装置１４等を備えて構成されている。
【００３０】
放射線源１１は、被写体（被検者）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、連続照射時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、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、連続撮影において、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。
【００３１】
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（本実施形態においては、胸部正面）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により構成されている。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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により取得された胸部動態画像や後述する呼吸インジケーターを表示する。
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。
【００３５】
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。また、制御部２１は、取得手段、関心領域設定手段、エッジ情報抽出手段、再設定手段、画像処理手段、呼吸回数カウント手段、判定手段として機能する。
【００３６】
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、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。
【００３７】
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。
また、操作部２３は、放射線照射指示や撮影終了指示を入力するための曝射スイッチを備えている。曝射スイッチは、押下することにより放射線照射指示を入力することができ、押下を解放することにより撮影終了指示を入力することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
〔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から胸部動態画像を取得し、取得した胸部動態画像を診断用に表示したり、解析を行ったりするための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。
【００４１】
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、診断用コンソール３各部の動作を集中制御する。
【００４２】
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、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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、操作部３３からの入力指示やデータ等を表示する。
【００４５】
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。
【００４６】
〔胸部動態撮影支援システム１００の動作〕
次に、上記胸部動態撮影支援システム１００における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のフローチャートを示す。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。
【００４７】
まず、撮影技師により撮影用コンソール２の操作部２３が操作され、撮影対象（被写体Ｍ）の患者情報（患者（被検者）の氏名、身長、体重、年齢、性別、既に疾患名が診断されている場合は、疾患名等）の入力が行われる（ステップＳ１）。
【００４８】
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）。
【００４９】
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）。この間、撮影技師は被写体Ｍのポジショニングを行う。具体的には、被写体Ｍの胸部正面（又は背面）が放射線源１１に対向するように被写体Ｍを配置する。ポジショニングが終了すると、撮影技師は操作部２３を操作して放射線照射を指示する。
【００５０】
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）、動態撮影及び呼吸インジケーター表示処理が実行される（ステップＳ４）。呼吸インジケーター（図７のＧ１参照）は、動態撮影中の呼吸状態を示す情報をリアルタイムで時系列に並べて表示するものである。
【００５１】
図３に、図２のステップＳ４において実行される動態撮影及び呼吸インジケーター表示処理のフローチャートを示す。動態撮影及び呼吸インジケーター表示処理は、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。
ここで、呼吸インジケーターは、撮影により順次取得されるフレーム画像に基づいてリアルタイムに生成及び表示することが要求されるため、図３に示す各ステップでは、高度な処理（画像認識、追跡等）は行わず、簡単で高速な処理が採用されている。
【００５２】
まず、撮影装置１の放射線照射制御装置１２及び読取制御装置１４に動態撮影の開始指示が出力され、動態撮影が開始される（ステップＳ４０１）。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。
【００５３】
動態撮影により１枚のフレーム画像が取得され、取得されたフレーム画像が通信部２５により撮影用コンソール２に入力されると（ステップＳ４０２）、取得されたフレーム画像に関心領域（ＲＯＩ：Regions Of Interest）Ｒが設定される（ステップＳ４０３）。
【００５４】
関心領域Ｒは、呼吸インジケーターに表示するための呼吸状態の情報を取り出す領域となる。そこで、横隔膜との境界部等の肺野輪郭部が含まれるように関心領域Ｒを設定し、関心領域Ｒ内での肺野の占める程度を視認可能に呼吸インジケーターに時系列に並べて表示することで、呼吸によって肺野が膨張／収縮しているタイミングや、呼吸による肺の膨張や収縮の程度（呼吸の深さ）等の呼吸状態を示す情報を提供することが可能となる。
【００５５】
ステップＳ４０３において、関心領域Ｒは、取得されたフレーム画像内の予め定められた領域（位置）に設定される。例えば、胸部動態画像において横隔膜との境界部等の肺野輪郭部が含まれるような領域の位置情報が予め記憶部２２に記憶されており、ステップＳ４０３においては、記憶部２２に記憶されている関心領域Ｒの位置情報が読み出され、フレーム画像内の読み出された位置情報に対応する位置に関心領域Ｒが設定される。例えば、図４に示すように、フレーム画像を４等分した際の左下の領域における水平方向（左右方向）の中心部の領域を関心領域Ｒとして設定する。これにより、ほとんどの患者の胸部動態画像で横隔膜の境界部等の肺野輪郭部が含まれるような領域を容易に関心領域Ｒとして設定することができる。
【００５６】
或いは、患者情報に対応付けて、その患者の過去の胸部動態画像に対して設定された関心領域Ｒの位置情報を記憶部２２に記憶しておき、ステップＳ１において入力された患者情報に対応する関心領域Ｒの位置情報を記憶部２２から読み出して、読み出した位置情報に対応する位置を関心領域Ｒとして設定することとしてもよい。このようにすれば、患者（被検者）個人に適した関心領域Ｒを容易に設定することができる。また、表示する呼吸インジケーターと過去のインジケーターとの比較も容易となる。
【００５７】
或いは、複数の患者の胸部動態画像に対して過去に設定された関心領域Ｒの平均的な位置を算出してその位置情報を記憶部２２に記憶しておき、記憶部２２に記憶された関心領域Ｒの位置を関心領域Ｒとして設定することとしてもよい。また、例えば、性別、年齢、体型（痩せ型等）、診断された疾患名等が同じ複数の患者の胸部動態画像に対して設定された複数の関心領域Ｒの平均的な位置を算出して記憶部２２に記憶しておき、ステップＳ１において入力された患者情報の性別、年齢、体型、疾患名と同じ性別、年齢、体型、疾患をもつ複数の患者に対して過去に設定された関心領域Ｒの平均的な位置を記憶部２２から読み出して関心領域Ｒとして設定することとしてもよい。このようにすれば、患者の特徴に適した関心領域Ｒを容易に設定することができる。
【００５８】
ここで、例えば、図５に示すように、稀に肺野輪郭部が含まれていない領域が関心領域Ｒとして設定されてしまうことがある。また、肺野輪郭部が含まれていても、関心領域Ｒの端部付近に肺野輪郭部が位置し、呼吸による肺野の動きよって肺野輪郭部が関心領域Ｒを超えてしまうことがある。このような場合、呼吸状態を示す情報を取得することができない。そこで、図６（ａ）に示すように、関心領域Ｒの設定後、例えば、関心領域Ｒにおいて肺野輪郭部と直交する方向（ここでは、垂直方向（上下方向））の画素信号値（濃度値）の微分値を算出して最大微分値の位置を取得する等によりエッジを抽出し、図６（ｂ）に示すように、エッジの位置が関心領域Ｒの中心となるように関心領域Ｒを再度設定し直すことが好ましい。
【００５９】
関心領域Ｒの設定が終了すると、関心領域Ｒ内の画像から呼吸状態を示す情報の取得が行われる（ステップＳ４０４）。
【００６０】
ステップＳ４０４においては、処理を高速化してリアルタイムに呼吸状態を表示できるようにするため、画像認識や追跡等の高度な処理を行わずに呼吸状態の情報を取得する。例えば、フレーム画像から関心領域Ｒ内の画像を切り出し、この関心領域Ｒ内の画像を呼吸状態を示す情報として取得する。なお、関心領域Ｒ内の肺野領域とその他の領域の区別をはっきりさせるため、肺野領域に階調処理や２値化処理を施すこととしてもよい。
【００６１】
次いで、ステップＳ４０４においてフレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報に基づいて、呼吸インジケーターが生成される（ステップＳ４０５）。
呼吸インジケーターは、フレーム画像から取得した呼吸状態を示す情報を、縦軸を呼吸状態の指標となる値を示す軸（ここでは、フレーム画像における垂直方向の位置）、横軸を撮影開始からの経過時間（秒）とした時系列のグラフ上に表したものである（図７のＧ１参照）。ステップＳ４０５では、フレーム画像が取得される毎に、リアルタイムで、フレーム画像が取得されたタイミングの、撮影開始からの経過時間に応じた横軸の位置に、そのフレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報（ここでは、関心領域Ｒ内の画像）が配置（追加）される。即ち、呼吸インジケーターは、撮影されたフレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報がリアルタイムで時系列に並べられたものである。
【００６２】
例えば、本実施形態のように、関心領域Ｒの画像を呼吸状態を示す情報として取得して時系列に並べると、肺野輪郭部の位置が波形となって現れる（図７のＧ１参照）。この波形によって、呼吸によって肺野が膨張／収縮しているタイミング（即ち、呼気や吸気）や、呼吸による肺野の膨張や収縮の程度（呼吸の深さ）等の呼吸状態を示す情報を撮影技師が知ることができる。具体的に、呼気では、肺が収縮して横隔膜の位置が上に移動するので、波形が上に凸のピーク（山）に向かう部分は呼気期であり、吸気では、肺が膨張して横隔膜の位置が下に移動するので、波形が下に凸（谷）のピークに向かう部分は吸気期であることがわかる。また、図８に示すように、波形の山のピークの回数又は谷のピークの回数を数えることで、呼吸回数をカウントすることができる。また、波形の振幅の大きさで、安静呼吸、深呼吸、息止め等の呼吸の種類を把握することができる。
【００６３】
ここで、グラフ軸のスケールが適切でない場合、図９（ａ）に示すように、呼吸状態を示す情報の全体の把握が困難となったり、図９（ｂ）に示すように、細かい情報の把握が困難となったりしてしまう。そこで、ステップＳ４０５において、１枚目のフレーム画像から取得した呼吸状態を示す情報をグラフ上に配置する際には、まず、グラフ軸のスケールの設定が行われる。このスケールの設定は、迅速に行うため、例えば、関心領域Ｒのサイズに基づいて予め定められたスケールが記憶部２２に記憶されており、記憶部２２に記憶されているスケールを読み出して呼吸インジケーターのグラフ軸に設定する。
【００６４】
或いは、患者情報に対応付けて、その患者の過去の胸部動態画像に設定されたスケールの情報を記憶部２２に記憶しておき、ステップＳ１において入力された患者情報に対応するスケールの情報を記憶部２２から読み出して、読み出したスケールを呼吸インジケーターのグラフ軸に設定することとしてもよい。或いは、過去に複数の患者の胸部動態画像に対して設定されたスケールの情報から平均的なスケールを算出して記憶部２２に記憶しておき、記憶部２２に記憶されたスケールを呼吸インジケーターのグラフ軸に設定することとしてもよい。また、例えば、性別、年齢、体型（痩せ型等）、診断された疾患名等が同じ複数の患者の胸部動態画像に対して設定されたスケールの情報から平均的なスケールを算出して記憶部２２に記憶しておき、ステップＳ１において入力された患者情報の性別、年齢、体型、疾患名と同じ性別、年齢、体型、疾患をもつ患者の胸部動態画像に対して過去に設定された平均的なスケールを記憶部２２から読み出して呼吸インジケーターのグラフ軸に設定することとしてもよい。
【００６５】
次いで、生成された呼吸インジケーターの波形に基づいて、撮影開始から現在までの呼吸回数がカウントされる（ステップＳ４０６）。呼吸回数のカウント方法は、上述のとおりである。
【００６６】
次いで、生成された呼吸インジケーター、ステップＳ４０２において取得されたフレーム画像及び現在の呼吸回数が同時に表示部３４に表示される（ステップＳ４０７）。
【００６７】
図７に、ステップＳ４０７における表示の一例を示す。図７に示すように、ステップＳ４０７においては、フレーム画像（図７においてＧ２で示す）及びそのフレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報が追加された呼吸インジケーター（図７においてＧ１で示す）が並べて表示される。また、撮影開始から現在までの呼吸回数（図７においてＧ３で示す）が表示部３４に表示される。これにより、撮影技師は、現時点のフレーム画像を確認するだけでなく、撮影開始から現在までの呼吸状態（肺野や横隔膜の動き）及び呼吸回数を容易にリアルタイムで把握することができる。そのため、撮影技師は、必要な回数の呼吸の撮影が行われたら、直ちに撮影終了タイミングであると判断して動態撮影の終了を指示することができる。
【００６８】
なお、動態撮影開始前に、呼吸回数入力手段としての操作部２３により撮影の終了条件とする呼吸回数を入力しておく構成とし、制御部２１により、ステップＳ４０６においてカウントされた呼吸回数が操作部２３から入力された呼吸回数と一致したか否かを判断し、一致した場合に、撮影終了条件に達したことを示す通知を出力することとしてもよい。又は、入力された呼吸回数に到達する見込み時間を、最初の数枚のフレーム画像に基づく波形から推測し、推測された時間に到達する直前に、撮影終了条件に到達することを通知することとしてもよい。これにより、呼吸回数が撮影の終了条件に到達したときに確実に撮影を終了させることができる。
撮影終了条件に達したことを示す通知手段としては、例えば、表示部２４に「呼吸回数が○回に達しました」等のメッセージを表示することとしてもよいし、呼吸インジケーターＧ１の領域等、表示部２４の画面上の所定領域を点滅させることとしてもよいし、呼吸インジケーターＧ１の背景等、表示部２４の画面上の所定領域の色を変更することとしてもよいし、所定の音をスピーカーから出力することとしてもよい。
【００６９】
また、胸部の動態撮影においては、安静呼吸、深呼吸、息止め等、医師により指示された種類の呼吸を撮影する必要がある。撮影に慣れた撮影技師であれば、図７に示す呼吸インジケーターＧ１の表示を見て、指示された種類の呼吸を被検者が行っているか否かを把握することができる。しかし、不慣れな撮影技師にはこの判断が難しい場合もある。そこで、動態撮影開始前に、呼吸種類入力手段としての操作部２３により撮影すべき呼吸の種類（ここでは、安静呼吸、深呼吸、息止めの何れか）を入力しておく構成とし、制御部２１により、例えば図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、インジケーターＧ１の波形の振幅の大きさに基づいて呼吸の種類を判定し、判定された呼吸の種類が入力された呼吸の種類と一致していない場合に撮影エラーであることを示すエラー通知を出力することとしてもよい。このようにすれば、意図しない呼吸状態で撮影が続行してしまうことを防止することができる。
エラー通知手段としては、例えば、表示部２４に「呼吸の種類が一致しません」等のメッセージを表示することとしてもよいし、呼吸インジケーターＧ１の領域等、表示部２４の画面上の所定領域を点滅させることとしてもよいし、呼吸インジケーターＧ１の背景等、表示部２４の画面上の所定領域の色を変更することとしてもよいし、所定の音をスピーカーから出力することとしてもよい。
【００７０】
次いで、操作部２３により撮影終了の指示が入力されたか否かが判断される（ステップＳ４０８）。撮影終了の指示が入力されていないと判断した場合（ステップＳ４０８；ＮＯ）、ステップＳ４０２に戻り、次のフレーム画像が取得され、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０７の処理が繰り返し実行される。操作部２３により撮影終了の指示が入力されたと判断した場合（ステップＳ４０８；ＹＥＳ）、図２のステップＳ５に移行する。
【００７１】
ステップＳ５においては、撮影により診断に適した画像が取得された（撮影ＯＫ）ことを入力するためのＯＫボタンと、再撮影が必要（撮影ＮＧ）であることを入力するためのＮＧボタンとが表示部２４に表示され、操作部２３により何れかのボタンが押下されるまで待機される（ステップＳ５）。撮影技師は、ステップＳ４で表示された胸部動態画像や呼吸インジケーター表示によりポジショニングや呼吸状態等を確認し、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。
【００７２】
操作部２３によりＯＫボタンが押下されたと判断した場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、呼吸インジケーターに、胸部動態画像を識別するための識別ＩＤ、患者情報等が対応付けられ、記憶部２２に記憶される（ステップＳ６）。また、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、胸部動態画像を識別するための識別ＩＤや、患者情報、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す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）、胸部動態画像を識別するための識別ＩＤ、患者情報等が対応付けられた呼吸インジケーターとともに通信部２５により診断用コンソール３に送信される（ステップＳ７）。そして、本処理は終了する。なお、ステップＳ７においては、表示部２４に表示された呼吸インジケーター上の横軸の範囲が操作部２３により指定された場合、指定された範囲に対応するフレーム画像のみを通信部２５により診断用コンソール３に送信することとしてもよい。これにより、必要なフレーム画像のみを診断用コンソール３に送信して保存することができ、画像データを送信する時間や、保存するメモリー容量を低減することができる。また、撮影された各フレーム画像と、当該フレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報を対応付けて記憶し、操作部２３により、表示部２４に表示された呼吸インジケーター上で呼吸状態を示す情報が選択された場合、対応するフレーム画像を表示部２４に表示することとしてもよい。これにより、撮影技師は、所望とする呼吸状態のフレーム画像を容易に選択して表示することができ、当該フレーム画像をもとに診断に適した画像が取得されたか否かの判断を効率良く行うことが可能となる。
【００７３】
一方、操作部２３によりＮＧボタンが押下されたと判断した場合（ステップＳ５；ＮＯ）、一連のフレーム画像が削除され（ステップＳ８）、本処理は終了する。
【００７４】
診断用コンソール３においては、通信部３５を介して撮影用コンソール２から胸部動態画像の一連のフレーム画像及び呼吸インジケーターが受信されると、受信されたフレーム画像及び呼吸インジケーターが対応付けて記憶部３２に記憶される。記憶部３２に記憶された胸部動態画像の表示や解析が操作部３３により指示された場合、制御部３１により、指示された胸部動態画像に対応する呼吸インジケーターが表示部３４に表示され、操作部３３により呼吸インジケーター上の横軸の範囲が操作部２３により指定されると、指定された範囲に対応するフレーム画像のみが表示部３４に表示又は解析処理される。
このように、呼吸インジケーター上で指定された範囲に対応するフレーム画像のみを表示や解析の対象とすることで、処理時間を短縮することが可能となるとともに、不要なフレーム画像を表示対象や解析対象からはずすことで診断効率を向上させることができる。
【００７５】
以下、本実施形態の変形例について説明する。
［変形例１］
上記実施形態においては、関心領域Ｒが肺野領域の横隔膜の境界部が含まれる垂直方向に長い領域である場合を例にとり説明したが、呼吸により肺野は横方向にも膨張／収縮するので、図１１に示すように、肺野領域の右側面又は左側面の境界部が含まれる、水平方向に長い領域を関心領域Ｒとして設定することとしてもよい。そして、呼吸インジケーターを生成する際には、関心領域Ｒ内の画像を切り出したものを肺野側が上になるように９０°回転させて呼吸インジケーターの軸に時系列に配置する。このようにしても、呼吸状態をユーザが把握することが可能となる。
【００７６】
［変形例２］
また、図１２に示すように、フレーム画像の下半分を関心領域Ｒとし、関心領域Ｒにおいて画素信号値（濃度値）が所定の閾値以下の画素数をカウントし、そのカウント値を呼吸インジケーターのグラフにプロットして時系列に表示することとしてもよい。吸気により肺野が膨張して横隔膜が下がると、フレーム画像の下半分に占める肺野の領域が増えるため、関心領域Ｒ中に濃度の高い領域が増える。呼気により肺野が収縮して横隔膜が上がると、フレーム画像の下半分に占める肺野の領域が減るため、関心領域Ｒ中に濃度の低い領域が増える。よって、関心領域Ｒの画素値が閾値以下の画素数をカウントして呼吸インジケーターに表示することでも呼吸状態を示すことができる。
【００７７】
［変形例３］
また、図１３（ｂ）に示すように、肺野領域内の所定の領域を関心領域Ｒとし、関心領域Ｒ内の画素信号値（濃度値）の代表値（平均値、最大値、最小値、中央値の何れか）を算出し、算出された値に応じた色を時系列に呼吸インジケーターに表示することとしてもよい。或いは、図１３（ａ）に示すように、算出した代表値を時系列にプロットしてその波形を呼吸インジケーターに表示することとしてもよい。吸気により肺野に空気が取り込まれて肺野が膨張すると、肺野の密度が減少するので、肺野を透過する放射線量が増加し、画像における肺野内の濃度値は増加する。呼気により肺から空気が排出され、肺野が収縮すると、肺野の密度は増加するので、肺野を透過する放射線量は減少し、画像における肺野内の濃度値は減少する。よって、肺野内の関心領域Ｒの濃度値の代表値を示す色を時系列に呼吸インジケーターに表示する、或いは関心領域Ｒの濃度値の波形を呼吸インジケーターに表示することで、呼吸状態を示すことができる。
なお、変形例３の場合、関心領域Ｒを２段階で設定する場合、まず、最初に設定された関心領域Ｒ内の垂直方向及び水平方向の画素信号値の微分値を算出し、微分値が所定の閾値以上の箇所（エッジ）がある場合に、微分値が所定の閾値以上のエッジを含まない肺野領域に関心領域Ｒの再設定を行う。
【００７８】
以上説明したように、撮影用コンソール２によれば、制御部２１は、撮影装置１による動態撮影と並行して、撮影装置１により順次取得される各フレーム画像から呼吸状態を示す情報をリアルタイムで取得し、取得された呼吸状態を示す情報をリアルタイムに時系列に並べて表示部２４に呼吸インジケーターとして表示する。
従って、胸部の動態撮影において、リアルタイムで肺野が膨張／収縮しているタイミング等の呼吸状態を撮影者が容易に認識することができるので、撮影者が撮影終了タイミングを容易に判断することが可能となる。
【００７９】
また、フレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報をフレーム画像と同時に表示するようにすることで、撮影者は、撮影されたフレーム画像を併せて確認することが可能となる。
【００８０】
また、撮影装置１により取得された胸部動態画像に関心領域Ｒを設定し、各フレーム画像の関心領域Ｒの画像から呼吸状態を示す情報を取得することで、呼吸状態を示す情報の取得を高速に行うことが可能となる。
例えば、関心領域Ｒの位置情報を予め記憶部２２に記憶しておき、記憶されている関心領域Ｒの位置情報を読み出して、各フレーム画像の読み出した位置情報に対応する位置に関心領域Ｒを設定することで、関心領域Ｒの設定を容易に高速に行うことが可能となる。
また、例えば、同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域Ｒの位置情報を記憶部２２に記憶しておき、同一被検者の過去の胸部動態画像に設定された関心領域Ｒの位置情報を読み出して、各フレーム画像の読み出した位置情報に対応する位置に関心領域Ｒを設定することで、同じ被検者に対して毎回同じ位置に高速に関心領域Ｒを設定することができる。
【００８１】
また、設定された関心領域Ｒからエッジ情報の抽出を行い、エッジ情報に基づいて横隔膜輪郭部等が関心領域Ｒに含まれていないと判断される場合には、関心領域Ｒを再設定するようにすることで、呼吸状態を示す情報が取得できなくなることを防止することができる。
【００８２】
また、例えば、各フレーム画像の関心領域Ｒ内の画像を切り出して呼吸状態を示す情報として取得することで、関心領域Ｒからの呼吸状態を示す情報の取得を簡単に高速に行うことが可能となる。関心領域Ｒ内の画像には、肺野輪郭部が含まれるようにすることで、呼吸状態を示す情報を確実に取得することが可能となる。
また、例えば、関心領域Ｒ内の画像に階調処理又は２値化処理を施すようにすることで、関心領域Ｒ内の画像の変化を撮影者が見やすいように表示することができる。
【００８３】
また、例えば、各フレーム画像の、関心領域Ｒ内の画素の濃度値の代表値を算出し、算出した代表値を呼吸状態を示す情報として取得するようにすることでも、関心領域Ｒからの呼吸状態を示す情報の取得を簡単に高速に行うことが可能となる。
【００８４】
また、例えば、呼吸状態を示す情報を、撮影開始からの経過時間を示す軸と呼吸状態の指標となる値を示す軸とを有するグラフ上に時系列に表示することで、呼吸状態を示す情報の時間変化を撮影者が容易に把握することが可能となる。
呼吸状態の指標となる値を示す軸のスケールは、予め記憶部２２に記憶しておき、この予め記憶されているスケールと同じスケールでグラフの軸を表示するようにすることで、高速にスケールを設定することが可能となる。また、同一被検者の過去の胸部動態画像から取得された呼吸状態を示す情報を表示する際に設定されたスケールを記憶部２２に記憶しておき、このスケールでグラフ軸を表示するようにすることで、同一被検者に対して同じスケールで呼吸状態を示す情報を表示することが可能となる。又は、複数の被検者の過去の胸部動態画像から取得された呼吸状態を示す情報を表示する際に設定されたスケールの平均的なスケールと同じスケールでグラフの軸を表示するようにすることで、呼吸状態を把握しやすいスケールを高速に設定することが可能となる。
【００８５】
また、各フレーム画像から取得された呼吸状態を示す情報に基づいて呼吸回数をカウントし、カウントされた呼吸回数を呼吸インジケーターとともに表示することで、撮影者が撮影終了タイミングをより容易に判断することが可能となる。
【００８６】
また、所望の呼吸回数を撮影終了条件として操作部２３から入力しておき、カウントされた呼吸回数が入力された呼吸回数に一致した場合に、撮影終了条件に達したことを通知するようにすることで、撮影者が撮影終了タイミングをより容易に判断することが可能となる。
【００８７】
また、操作部２３から安静呼吸、深呼吸、息止め等の、撮影対象とする呼吸の種類を入力する構成とし、取得された呼吸状態を示す情報に基づいて判定される呼吸の種類が入力された呼吸の種類と一致しない場合に、撮影エラーであることを通知するようにすることで、意図しない呼吸状態で撮影が行われてしまうことを防止することができる。
【００８８】
なお、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、撮影制御処理において、制御部２１により、ステップＳ１で入力された患者情報の過去の呼吸インジケーターを記憶部２２から読み出して、この同一患者（同一被検者）に対して生成された過去の呼吸インジケーターと今回の撮影において生成された呼吸インジケーターとを並べて表示することとしてもよい。これにより、過去と現在の患者の呼吸状態に差異がある場合に、撮影技師は容易に認識することができる。
同様に、診断用コンソール３において、制御部３１により同一患者の過去の呼吸インジケーターと胸部動態画像を記憶部３２から読み出して、今回の撮影において生成された呼吸インジケーターと胸部動態画像とを並べて表示することとしてもよい。これにより、過去と現在の患者の呼吸状態に差異がある場合に、医師は容易に認識することができる。
【００９０】
また、上記実施形態においては、関心領域Ｒは１箇所に設定することとして説明したが、複数個所に設定し、それぞれの関心領域Ｒに対して呼吸インジケーターを表示することとしてもよい。また、最初に設定した関心領域Ｒと同じ位置の関心領域Ｒで全フレーム画像を処理してもよいし、数フレームおきに関心領域Ｒを設定し直すこととしてもよい。数フレームおきに関心領域Ｒを設定し直すことで、体動や呼吸状態の変化（例えば、安静呼吸→深呼吸）があった場合に対応することが可能となる。
【００９１】
また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。
【００９２】
その他、胸部動態撮影支援システム１００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】
【００９３】
１００  胸部動態撮影支援システム
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】
0006507581.tif 000002
【図２】
0006507581.tif 000003
【図３】
0006507581.tif 000004
【図４】
0006507581.tif 000005
【図５】
0006507581.tif 000006
【図６】
0006507581.tif 000007
【図７】
0006507581.tif 000008
【図８】
0006507581.tif 000009
【図９】
0006507581.tif 000010
【図１０】
0006507581.tif 000011
【図１１】
0006507581.tif 000012
【図１２】
0006507581.tif 000013
【図１３】
0006507581.tif 000014