(57)【要約】【課題】被写体の所定の部位が動作させられている間に撮影された上記部位の複数の画像に基づいて上記部位に関する情報を出力する画像診断装置において、機能診断を可能とする。【解決手段】人体の関節が動作させられている間に撮影された上記関節の複数の放射線画像間で対応する上記関節の所定の位置を上記放射線画像の注目位置として注目位置決定手段２０により決定し、その注目位置の放射線画像間での位置関係を示す特徴量を特徴量算出手段３０により算出し、この特徴量に基づいて人体の関節の機能が正常か否かを示す情報を自動診断手段４０から出力する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の所定の部位が動作させられている間に撮影された前記部位の複数の画像間で対応する前記部位の所定の位置を前記画像の注目位置として決定する注目位置決定手段と、該注目位置決定手段により決定された注目位置の前記画像間での位置関係を示す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えたことを特徴とする画像診断装置。
【請求項２】
前記特徴量に基づいて前記被写体の所定の部位に関する情報を出力する自動診断手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像診断装置。
【請求項３】
前記被写体の所定の部位が人体の関節であることを特徴とする請求項１または２記載の画像診断装置。
【請求項４】
前記複数の画像が、前記被写体の所定の部位が動作させられている間に該部位へ放射線を照射することにより撮影された放射線画像であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像診断装置。
【請求項５】
前記複数の画像が、マーカーが付設された前記被写体の所定の部位へ放射線を照射することにより撮影された放射線画像であり、
前記注目位置決定手段が、前記マーカーを透過した放射線に基づくマーカー画像の位置を注目位置として決定するものであることを特徴とする請求項４記載の画像診断装置。
【請求項６】
前記放射線画像が、放射線の照射により電荷を発生して蓄積する放射線固体検出器を用いて撮影されたものであることを特徴とする請求項４または５記載の画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の所定の部位が動作させられている間に撮影された上記部位の複数の画像に基づいて上記部位に関する情報を出力する画像診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人体などの被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線をフィルムなどに照射することにより放射線画像を記録する放射線画像記録装置が種々提案されている。
【０００３】
上記のような放射線画像記録装置としては、フィルムに直接放射線を照射して記録するものの他に、たとえば、放射線の照射により該放射線の線量に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積することにより、放射線画像を記録する放射線固体検出器を用いたものや、また、放射線エネルギーの一部を蓄積し、励起光の照射により蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体を支持体上に積層した蓄積性蛍光体シートを用いたものなどが提案されている。
【０００４】
そして、上記のような放射線画像記録装置によって記録された放射線画像は、フィルム写真として現像されたり、画像信号として読み取られ、その画像信号に基づいてモニタに可視画像として表示されたりし、これを医者が観察することにより画像診断が行われていた。
【０００５】
また、上記のような放射線画像記録装置によって記録された放射線画像を画像信号として読み取り、この画像信号に基づいて所定の特徴量を算出し、この特徴量に基づいて診断を行う方法も種々提案されている。たとえば、特許文献１においては、胸部の放射線画像の画像信号に基づいて心胸郭（胸郭と心臓を合わせて心胸郭という）の輪郭を自動検出し、その自動検出された輪郭に基づいて胸郭の幅と心臓の幅をそれぞれ自動計測し、その自動計測の結果から心胸郭比の算出し、この心胸郭比に基づいて診断を行なうことが提案されている。また、特許文献２においては、脊椎の放射線画像の画像信号に基づいて脊椎画像における測定点を自動設定し、予め記憶させた測定方法に基づいて自動計測し、その自動計測された特徴量に基づいて画像診断を行うことが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１０９５５０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−２０３２４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような放射線画像記録装置により撮影され、画像診断に提供される放射線画像は静止画像であるため、上記のような形態診断は行うことが可能であるが、人体の所定の部位、たとえば、関節などの動作中における異常を診断するような機能診断を行うことは困難である。
【０００９】
本発明は、上記ような問題点に鑑み、人体の所定の部位について撮影された画像に基づいて上記所定の部位に関する情報を出力する画像診断装置において、形態診断だけでなく機能診断も容易に行うことができる画像診断装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像診断装置は、被写体の所定の部位が動作させられている間に撮影された上記部位の複数の画像間で対応する上記部位の所定の位置を画像の注目位置として決定する注目位置決定手段と、注目位置決定手段により決定された注目位置の画像間での位置関係を示す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記「所定の部位が動作させられている」とは、所定の部位が意識的に動作させられていることを意味し、たとえば、人体における関節が本人により意識的に動作させられている場合や他人により意識的に動作させられている場合などがある。
【００１２】
また、上記「被写体の所定の部位が動作させられている間」とは、上記動作の開始時と終了時も含むものとする。
【００１３】
また、上記「注目位置」としては、たとえば、腕の関節における上腕骨頭、上腕骨小頭、茎状突起の所定の位置や下肢の関節における大腿骨頭、膝蓋骨尖の所定の位置などがある。
【００１４】
また、上記「注目位置の画像間での位置関係を示す特徴量」としては、たとえば、一方の画像における注目位置を他方の画像に写像した場合における一方の画像の注目位置と他方の画像の注目位置との距離、一方の画像の注目位置からみた他方の注目位置の方向、または一方の画像の注目位置から他方の注目位置までの動線などがある。
【００１５】
また、上記画像診断装置においては、上記特徴量に基づいて被写体の所定の部位に関する情報を出力する自動診断手段を備えたものとすることができる。
【００１６】
ここで、上記「所定の部位に関する情報」としては、たとえば、所定の部位が正常か否かを示す情報や所定の部位の異常の程度を示す情報など、特徴量から導き出される診断に直結した情報があるが、特徴量そのものを出力するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記被写体の所定の部位としては人体の関節などがある。
【００１８】
また、複数の画像として、被写体の所定の部位が動作させられている間に該部位へ放射線を照射することにより撮影された放射線画像を利用することができる。
【００１９】
また、複数の画像として、マーカーが付設された被写体の所定の部位へ放射線を照射することにより撮影された放射線画像を利用し、注目位置決定手段を、マーカーを透過した放射線に基づくマーカー画像の位置を注目位置として決定するものとすることができる。
【００２０】
ここで、上記「マーカー」は、被写体の放射線の透過率と異なる透過率を有し、マーカー画像がその周囲の画像と区別できるようなものであれば如何なるものでもよい。
【００２１】
また、上記放射線画像として、放射線の照射により電荷を発生して蓄積する放射線固体検出器を用いて撮影されたものを利用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の画像診断装置によれば、被写体の所定の部位が動作させられている間に撮影された上記部位の複数の画像間で対応する上記部位の所定の位置を上記画像の注目位置として決定し、その注目位置の画像間での位置関係を示す特徴量を算出するようにしたので、たとえば、この特徴量に基づいて被写体の所定の部位が正常か否かの情報を出力するようにすれば、この情報に基づいて形態診断だけでなく機能診断も容易に行うことができる。
【００２３】
また、上記画像診断装置において、上記人体の関節が動作させられている間に撮影された上記関節の複数の画像間で対応する上記関節の所定の位置を上記画像の注目位置として決定するようにした場合には、関節に関する機能診断を容易に行うことができる。
【００２４】
また、複数の画像としてマーカーが付設された被写体の所定の部位へ放射線を照射することにより撮影された放射線画像を利用し、マーカーを透過した放射線に基づくマーカー画像の位置を注目位置として決定するようにした場合には、注目位置をより簡易な構成で容易に決定することができる。
【００２５】
また、上記放射線画像として放射線の照射により電荷を発生して蓄積する放射線固体検出器を用いて撮影されたものを利用するようにした場合には、被写体の所定の部位が動作させられている間の該部位の複数の画像の撮影を容易に行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像診断装置の一実施形態を適用した放射線画像診断装置について説明する。図１は、本放射線画像診断装置の概略構成図である。
【００２７】
本放射線画像診断装置は、図１に示すように、放射線の照射により電荷を発生して蓄積する放射線固体検出器１０、放射線固体検出器１０から出力された複数の放射線画像のうちの２つの画像を選択し、その選択された放射線画像における注目位置を決定する注目位置決定手段２０、注目位置決定手段２０により決定された注目位置の放射線画像間での位置関係を示す特徴量を算出する特徴量算出手段３０、および特徴量算出手段３０において算出された特徴量に基づいて上記放射線画像の被写体である人体の所定の部位が正常であるか否かの情報を出力する自動診断手段４０を備えている。
【００２８】
放射線画像検出器１０は、図２に示すように、記録用の放射線を透過する電極層１、電極層１を透過した放射線の照射により電荷を発生する放射線検出層２、該放射線検出層２において発生した電荷を電気信号として検出する電気信号検出層３をこの順に積層してなるものである。
【００２９】
電気信号検出層３は、図２（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ：ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ３１と、画素容量３２と、画素電極３３とからなる検出素子３５が基板３４の表面に２次元状の多数配列されてなるものである。図３は電気信号検出層３を上面から見た模式図である。放射線検出層２において放射線の照射により発生した電荷は画素電極３３および画素容量３２により形成されるコンデンサに蓄積される。ＴＦＴスイッチ３１は、ゲート走査線駆動部５０が発する制御信号により各行毎のゲート走査線５１を通じてＯＮ・ＯＦＦ制御されるようになっている。これによりＴＦＴスイッチ３１に接続されたコンデンサに蓄積された電荷が読み出される。そして、この読み出された信号は信号線５２、増幅器５３、マルチプレクサ５４、およびＡ／Ｄ変換器５５を介して読み出される。
【００３０】
本実施形態の放射線固体検出器１０は、腕や足の関節などの人体の所定の部位が動作させられている間に０．５μｓ毎に上記関節の放射線画像を撮影するものであり、放射線固体検出器１０において０．５μｓ毎に撮影された複数の放射線画像の画像信号は注目位置決定手段２０に出力される。
【００３１】
注目位置決定手段２０は、入力された複数の放射線画像の画像信号から２つの放射線画像の画像信号を選択する。この２つの放射線画像は、たとえば、腕を下方から上方に移動させる動作を放射線固体検出器１０により撮影した場合、腕を下方に降ろした状態の放射線画像（撮影開始時の放射線画像）Ｐ１と、腕を下方から上方に移動させる間の状態の放射線画像Ｐ２とを選択する。放射線画像Ｐ２は、放射線画像Ｐ１が入力されてから所定の時間経過時に入力された放射線画像を選択することにより選択するようにすればよい。上記所定の時間は注目位置決定手段２０に予め設定された時間である。図４は上記放射線画像Ｐ１を実線で、上記放射線画像Ｐ２を２点鎖線で示したものである。なお、本実施形態では、上記のように入力された複数の放射線画像から２つの放射線画像を選択するようにしたが、必ずしも選択という過程は必要ではなく、たとえば、上記のようにして撮影さた複数の放射線画像のうち指定した２つ放射線画像のみを注目位置決定手段２０に入力するようにしてもよいし、撮影された全ての放射線画像について注目位置をそれぞれ検出するようにしてもよい。
【００３２】
次に、放射線画像Ｐ１および放射線画像Ｐ２における注目位置をそれぞれ決定する。本実施形態では、図４に示すように、上腕骨頭における所定の点Ａ、上腕骨小頭における所定の点Ｂ、茎状突起における所定の点Ｃを放射線画像Ｐ１の注目位置として決定する。なお、図４においては放射線画像Ｐ１，Ｐ２を２枚の画像に分けてあるが、これらは１枚の画像として撮影されたものを部分的に抜き出したものとする。また、上記注目位置の決定の方法については、如何なる方法でもよいが、たとえば、骨の輪郭画像を検出し、この輪郭画像との位置関係に基づいて決定するようにすればよい。上記のようにして注目位置を検出する場合には、骨の輪郭画像と注目位置との位置関係を予め設定するようにすればよい。また、予め人体の関節部分の所定の位置に、人体とは放射線の透過率が異なるマーカーを付設し、該マーカーが付設された人体の関節部分へ放射線を照射することにより放射線画像を撮影し、マーカーを透過した放射線に基づくマーカー画像の位置を注目位置として決定するようにしてもよい。マーカーとしては、たとえば、放射線を遮蔽する鉛などを用いればよい。マーカーとして鉛を用いる場合におけるマーカー画像の検出については、たとえば、放射線画像の画像信号の大きさを所定の閾値と比較し、所定の閾値よりも大きい部分（放射線の透過率が低いほど画像信号の大きさが大きくなる場合）をマーカー画像の位置として検出するようにすればよい。また、マーカーの形状については、たとえば円形や四角形など、注目位置として検出可能な形状であれば如何なる形状でもよい。
【００３３】
次に、放射線画像Ｐ２についても、放射線画像Ｐ１において決定された点Ａ、点Ｂおよび点Ｃに対応する点を注目位置として決定する。図４における点Ａ’、点Ｂ’、および点Ｃ’が放射線画像Ｐ２の注目位置である。
【００３４】
注目位置決定手段２０は、上記のようにして決定された放射線画像Ｐ１，Ｐ２の注目位置の座標を特徴量算出手段３０に出力する。特徴量算出手段３０は、入力された座標に基づいて点Ａから点Ａ’までの距離を点Ａについての特徴量として算出する。さらに、同様にして点Ｂおよび点Ｃについても上記距離を特徴量として算出する。
【００３５】
そして、点Ａ、点Ｂおよび点Ｃについての特徴量は自動診断手段４０に出力される。自動診断手段４０には、予め正常な人体についての特徴量と疾患を有する人体についての特徴量とが設定されており、これらの値と上記のようにして算出された特徴量の値とを比較する。そして、たとえば、上記のようにして算出された特徴量が、正常な人体についての特徴量に近い場合には、正常な状態であることを示す情報を出力し、また、正常な人体についての特徴量とは異なり、所定の疾患を有する人体についての特徴量に近い場合には、その所定の疾患を示す情報を出力する。上記正常な状態であることを示す情報や所定の疾患を示す情報は、たとえば、モニタなどの表示手段に表示するようにすればよい。
【００３６】
上記放射線画像診断装置によれば、人体の関節が動作させられている間に撮影された上記関節の複数の画像間で対応する上記関節の所定の位置を上記放射線画像の注目位置として決定し、その注目位置の各画像間の位置関係を示す特徴量を算出し、この特徴量に基づいて被写体の所定の部位が正常か否かを示す情報を出力するようにしたので、この情報に基づいて形態診断だけでなく関節の機能診断も容易に行うことができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、特徴量として注目位置間の距離を算出するようにしたが、これに限らず、対応する注目位置の位置関係を示す量であれば如何なるものでもよい。たとえば、注目位置の動いた方向や、動線などを利用して特徴量を算出するようにすればよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、腕を上方に移動させる動作についての放射線画像に基づいて上記腕に関する情報を出力するようにしたが、これに限らず、たとえば、上腕を固定し、肘から先のみを動かす動作についての放射線画像や、下肢屈伸の動作についての放射線画像に基づいて各部位に関する情報を出力するようにしてもよい。上腕を固定し、肘から先のみを動かす動作についての放射線画像に基づいて該部位に関する情報を出力する場合には、たとえば、上腕骨小頭における所定の位置や茎状突起における所定の位置を注目位置とすればよい。また、下肢屈伸の動作についての放射線画像に基づいて該部位に関する情報を出力する場合には、図５に示すような、大腿骨頭の所定の位置の点Ｄや膝蓋骨尖の所定に位置の点Ｅを注目位置とすればよい。
【００３９】
また、自動診断手段４０は、上記のように人体の所定の部位が正常か否か示す情報を出力するだけでなく、異常の程度を示す情報を出力するようにしてもよい。異常の程度を示す情報とは、たとえば、五十肩の進行度合いを評価点で表したものなどがある。また、特徴量の数値そのものを出力するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、放射線固体検出器により撮影された放射線画像を利用してその撮影された部位に関する情報を出力するようにしたが、放射線固体検出器に限らず、被写体の所定の部位が動作させられている間に複数の放射線画像を撮影することができるものであれば如何なるものを利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像診断装置の一実施形態を適用した放射線画像診断装置のブロック図
【図２】図１に示す放射線画像診断装置における放射線固体検出器の概略構成図
【図３】図２に示す放射線固体検出器の電気信号検出層の模式図
【図４】図１に示す放射線画像診断装置の作用を説明する図
【図５】種々の注目位置を説明する図
【符号の説明】
１    電極層
２    放射線検出層
３    電気信号検出層
１０    放射線固体検出器
２０    注目位置決定手段
３０    特徴量算出手段
４０    自動診断手段
３１    スイッチ
３２    画素容量
３３    画素電極
３４    基板
３５    検出素子
３６    絶縁層
５０    ゲート走査線駆動部
５１    ゲート走査線
５２    信号線
５３    増幅器
【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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