(57)【要約】      （修正有）【課題】肺動脈の血流に係る情報と肺静脈の血流に係る情報を分離することで、病態の把握を容易にし、診断に有利となる情報を医師に提供する。【解決手段】制御部３１は、少なくとも１サイクルの胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出し、抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を表示部３４に表示出力する。【選択図】図１
2012005729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、連続する複数のフレーム画像を生成する撮影部と、
前記生成された複数のフレーム画像の中から心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する出力部と、
を備える胸部診断支援システム。
【請求項２】
前記複数のフレーム画像における右心室領域又は左心房領域にＲＯＩを設定するための設定部を備え、
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記設定されたＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得した信号値に基づいて、前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出する請求項１に記載の胸部診断支援システム。
【請求項３】
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれから心臓領域の輪郭を認識し、当該認識した心臓領域の形状の特徴量を算出し、当該算出された特徴量に基づいて、前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出する請求項１に記載の胸部診断支援システム。
【請求項４】
前記複数のフレーム画像における右心室領域及び左心房領域にＲＯＩを設定するための設定部を備え、
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記右心室領域のＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得した信号値に基づいて前記吐出フレーム画像を抽出するとともに、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記左心房領域のＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得したＲＯＩの信号値に基づいて前記吐入フレーム画像を抽出する請求項１に記載の胸部診断支援システム。
【請求項５】
前記撮影部は、複数サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、
前記抽出部は、心拍周期毎に前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出し、当該抽出された複数の心拍周期の吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像のそれぞれを積算処理し、
前記出力部は、前記積算処理された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する請求項１〜３の何れか一項に記載の胸部診断支援システム。
【請求項６】
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、連続する複数のフレーム画像を生成する撮影部と、
前記生成された複数のフレーム画像の中から心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像群及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像群を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群のそれぞれについて、時間的に隣接するフレーム画像間で信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成するフレーム間差分画像作成部と、
前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する血流静止画像作成部と、
前記作成された肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を出力する出力部と、
を備える胸部診断支援システム。
【請求項７】
前記フレーム間差分画像作成部は、前記複数の各フレーム画像の肺野領域を抽出して複数の小領域に分割し、前記小領域毎の平均信号値を算出し、前記時間的に隣接するフレーム画像間の対応する小領域毎に平均信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成する請求項６に記載の胸部診断支援システム。
【請求項８】
前記抽出部は、前記複数の各フレーム画像の肺野領域を抽出して複数の小領域に分割し、分割された各小領域毎に前記ＲＯＩからの距離に応じて吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群を抽出し、
前記血流静止画像作成部は、前記各小領域毎の前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記小領域毎の吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する請求項６に記載の胸部診断支援システム。
【請求項９】
コンピュータを、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出する抽出部、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する出力部、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像群及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像群を抽出する抽出部、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群のそれぞれについて、時間的に隣接するフレーム画像間で信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成するフレーム間差分画像作成部、
前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する血流静止画像作成部、
前記作成された肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を出力する出力部、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胸部診断支援システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィルム／スクリーンや輝尽性蛍光体プレートを用いた胸部の放射線による静止画撮影及び診断に対し、ＦＰＤ（flat panel detector）等の半導体イメージセンサを利
用して胸部の動態画像を撮影し、診断に応用する試みがなされるようになってきている。具体的には、半導体イメージセンサの画像データの読取・消去の応答性の早さを利用し、半導体イメージセンサの読取・消去のタイミングと合わせて放射源からパルス状の放射線を連続照射し、１秒間に複数回の撮影を行って、胸部の動態を撮影する。撮影により取得された一連の複数枚の画像を順次表示することにより、医師は呼吸運動や心臓の拍動等に伴う胸部の一連の動きを観察することが可能となる。
【０００３】
胸部の動態画像から診断に有用な情報を抽出するための各種技術も提案されている。例えば、特許文献１には、動態画像を構成するフレーム画像毎に所定範囲内のピクセル値を算出し、算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成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】国際公開第２００７／０５０３６７号パンフレット
【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においては、血流に異常があった場合、肺動脈と肺静脈のどちらに異常があるのかを判断することが困難であった。
【０００６】
本発明の課題は、肺動脈の血流に係る情報と肺静脈の血流に係る情報を分離することで、病態の把握を容易にし、診断に有利となる情報を医師に提供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、請求項１に記載の発明の胸部診断支援システムは、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、連続する複数のフレーム画像を生成する撮影部と、
前記生成された複数のフレーム画像の中から心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する出力部と、
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、
前記複数のフレーム画像における右心室領域又は左心房領域にＲＯＩを設定するための設定部を備え、
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記設定されたＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得した信号値に基づいて、前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出する。
【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、
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれから心臓領域の輪郭を認識し、当該認識した心臓領域の形状の特徴量を算出し、当該算出された特徴量に基づいて、前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記複数のフレーム画像における右心室領域及び左心房領域にＲＯＩを設定するための設定部を備え、
前記抽出部は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記右心室領域のＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得した信号値に基づいて前記吐出フレーム画像を抽出するとともに、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおける前記左心房領域のＲＯＩ内の信号値を取得し、当該取得したＲＯＩの信号値に基づいて前記吐入フレーム画像を抽出する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記撮影部は、複数サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、
前記抽出部は、心拍周期毎に前記吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出し、当該抽出された複数の心拍周期の吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像のそれぞれを積算処理し、
前記出力部は、前記積算処理された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する。
【００１２】
請求項６に記載の発明の胸部診断支援システムは、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を撮影し、連続する複数のフレーム画像を生成する撮影部と、
前記生成された複数のフレーム画像の中から心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像群及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像群を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群のそれぞれについて、時間的に隣接するフレーム画像間で信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成するフレーム間差分画像作成部と、
前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する血流静止画像作成部と、
前記作成された肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を出力する出力部と、
を備える。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記フレーム間差分画像作成部は、前記複数の各フレーム画像の肺野領域を抽出して複数の小領域に分割し、前記小領域毎の平均信号値を算出し、前記時間的に隣接するフレーム画像間の対応する小領域毎に平均信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記抽出部は、前記複数の各フレーム画像の肺野領域を抽出して複数の小領域に分割し、分割された各小領域毎に前記ＲＯＩからの距離に応じて吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群を抽出し、
前記血流静止画像作成部は、前記各小領域毎の前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記小領域毎の吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する。
【００１５】
請求項９に記載の発明のプログラムは、
コンピュータを、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出する抽出部、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を出力する出力部、
として機能させる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明のプログラムは、
コンピュータを、
少なくとも１サイクルの心拍周期を含む胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像群及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像群を抽出する抽出部、
前記抽出部により抽出された吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群のそれぞれについて、時間的に隣接するフレーム画像間で信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成するフレーム間差分画像作成部、
前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、前記吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成する血流静止画像作成部、
前記作成された肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を出力する出力部、
として機能させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、肺動脈の血流に係る情報と肺静脈の血流に係る情報を分離して医師に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における胸部診断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１の診断用コンソールの制御部により実行される画像解析処理を示すフローチャートである。
【図４】心臓と肺における血液の流れを示す図である。
【図５】図３のステップＳ１１で実行される吐出／吐入フレーム画像抽出処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１０２において実行される信号情報使用処理を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＴ３において実行される第１の抽出処理を示すフローチャートである。
【図８】右心室をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化の一例を示す図である。
【図９】図６のステップＴ４において実行される第２の抽出処理を示すフローチャートである。
【図１０】左心房をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化の一例を示す図である。
【図１１】図６のステップＴ５において実行される第３の抽出処理を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）は、右心室をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化を示す図、図１２（ｂ）は、左心房をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化を示す図である。
【図１３】図５のステップＳ１０３において実行される形状情報使用処理を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される画像解析処理Ｂを示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される信号情報使用処理Ｂを示すフローチャートである。
【図１６】図１５のステップＴ１３において実行される第４の抽出処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１５のステップＴ１４において実行される第５の抽出処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１５のステップＴ１５において実行される第６の抽出処理を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施の形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される形状情報抽出処理Ｂを示すフローチャートである。
【図２０】図１４のステップＳ２２において実行される血流情報抽出処理を示すフローチャートである。
【図２１】図１４のステップＳ２３において実行される肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理を示すフローチャートである。
【図２２】図２０の肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理の内容を模式的に示す図である。
【図２３】肺に疾患のない正常者及び疾患患者の肺動脈血流静止画像の一例を示す図である。
【図２４】図１４のステップＳ２４において表示される診断用画面の一例を示す図である。
【図２５】第３の実施の形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される画像解析処理Ｃを示すフローチャートである。
【図２６】図２５のステップＳ３２で実行される肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理Ｂ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】
【００１９】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の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。
【００２０】
〔胸部診断支援システム１００の構成 〕
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における胸部診断支援システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、胸部診断支援システム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。胸部診断支援システム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。
【００２１】
〔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、人体の胸部に対し、Ｘ線等の放射線を連続照射し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。
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。
【００２２】
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、連続照射時のパルスレート、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、フィルタ種等である。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。
【００２３】
放射線検出部１３は、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサにより構成される。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
〔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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。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撮影制御処理プログラムを記憶している。また、記憶部２２は、検査対象部位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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
〔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、取得した動態画像を表示して医師が読影診断するための動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。
【００３３】
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、後述する画像解析処理を始めとする各種処理を実行し、診断用コンソール３各部の動作を集中制御する。制御部３１は、後述する画像解析処理（画像解析処理Ｂ、画像解析処理Ｃ）を実行することにより、抽出部、フレーム間差分画像作成部、及び血流静止画像作成部としての機能を実現する。
【００３４】
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で画像解析処理を実行するための画像解析処理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。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。
【００３５】
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。
本実施の形態において、操作部３３は、制御部３１の制御下においてＲＯＩ（関心領域）を設定する設定部として機能する。
【００３６】
出力部としての表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ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からの入力指示やデータ等を表示する。
【００３７】
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。
【００３８】
〔胸部診断支援システム１００の動作〕
次に、上記胸部診断支援システム１００における動作について説明する。
【００３９】
（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に記憶されている撮影制御処理プログラムとの協働により実行される。
【００４０】
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（患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等）の入力が行われる（ステップＳ１）。
【００４１】
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）。ここで、フレームレート（パルスレート）としては、人間の心拍周期を考慮して７．５フレーム／秒以上とすることが好ましい。また、撮影するフレーム数としては、心拍一周期以上のフレーム数、例えば、９フレーム以上とすることが好ましい。
【００４２】
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）。  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。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。
【００４３】
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）。撮影技師は、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。
【００４４】
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、検査対象部位、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）、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。
【００４５】
（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、制御部３１と記憶部３２に記憶されている画像解析処理プログラムとの協働により図３に示す画像解析処理が実行される。
【００４６】
第１の実施の形態における画像解析処理は、胸部の動態画像における心臓領域の信号値又は形状の特徴量の時間変化を使用して、一連のフレーム画像の中から心臓から肺への血液の吐出に相当する吐出フレーム画像、及び肺から心臓への血液の吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出し、出力する処理である。
【００４７】
ここで、心臓と肺における血液の流れについて説明する。図４は、心臓と肺における血液の流れを示す図である。図４に示すように、全身を通り上下の大静脈から戻ってきた血液は、右心房に入った後に右心室に入る。右心室に入った血液は、その収縮により肺動脈を経由して肺に送られ、ガス交換される。肺でガス交換された血液は肺静脈を経由して左心房に入り、その壁の収縮により左心室へ送られ、更に左心室の壁の収縮によって大動脈に送られて全身に循環される。
そこで、本実施の形態においては、右心室から肺に血液が吐出されている間のフレーム画像群のうちの代表的な一つを吐出フレーム画像として抽出する。この吐出フレーム画像は、図４に示す血液の流れから、肺動脈における血液の流れを示す肺動脈情報画像といえる。同様に、肺から左心房に血液が吐入されている間のフレーム画像群のうちの一つを吐入フレーム画像として抽出する。この吐入フレーム画像は、図４に示す血液の流れから、肺静脈における血液の流れの情報を含む肺静脈情報画像といえる。
【００４８】
以下、図３を参照して画像解析処理の流れについて説明する。
まず、吐出／吐入フレーム画像抽出処理が実行される（ステップＳ１１）。
【００４９】
図５に、吐出／吐入フレーム画像抽出処理のフローチャートを示す。
吐出／吐入フレーム画像抽出処理においては、まず、血流の吐出／吐入フレーム画像の抽出に心臓の信号情報を使用するか又は心臓の形状情報を使用するかが判断される（ステップＳ１０１）。ここで、血流の吐出／吐入フレーム画像の抽出に心臓の信号情報を使用するか又は心臓の形状情報を使用するかは、例えば、動態画像撮影時のフレーム間隔により判断される。フレーム間隔が予め定められた時間（例えば、0.1秒以下）である場合、心臓の形状情報を使用すると判断される。フレーム間隔が予め定められた時間を超える場合、心臓の信号情報を使用すると判断される。尚、フレーム間隔が予め定められた時間（例えば、0.1秒以下）の場合には、心臓の信号情報を使用することも可能であるので、どちらを使用するかを選択可能に構成することも出来る。
【００５０】
血流の吐出／吐入フレーム画像の抽出に心臓の信号情報を使用すると判断されると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、信号情報使用処理が実行される（ステップＳ１０２）。血流の吐出／吐入フレーム画像の抽出に心臓の形状情報を使用すると判断されると（ステップＳ１０１；ＮＯ）、形状情報使用処理が実行される（ステップＳ１０３）。
【００５１】
以下、信号情報使用処理及び形状情報使用処理について説明する。
まず、信号情報使用処理について説明する。図６に、信号情報使用処理のフローチャートを示す。
【００５２】
信号情報使用処理においては、まず、表示部３４にフレーム画像が表示され、操作部３３からのＲＯＩ（関心領域）の設定入力が受け付けられる（ステップＴ１）。ここで、表示部３４には、例えば、右心室の領域、左心房の領域、右心室及び左心室の両方の領域、の何れをＲＯＩとして設定するかを選択するための選択ボタンが併せて表示され、何れかの選択ボタンを押下してフレーム画像上の領域を指定することで、ＲＯＩを設定することができる。なお、表示部３４には何れか１枚のフレーム画像を表示し、表示されたフレーム画像において設定されたＲＯＩ領域に対応する検出器領域を、他のフレーム画像に於いてもＲＯＩと見なしてもよいし、全フレーム画像を表示部３４に表示して、オペレータが操作部３３によりそれぞれのフレーム画像にＲＯＩを設定するようにしてもよい。
【００５３】
操作部３３によりＲＯＩが設定されると、右心室の領域がＲＯＩとして設定されたか、左心房の領域がＲＯＩとして設定されたか、又は両方がＲＯＩとして設定されたかが判断される（ステップＴ２）。右心室の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ２；右心室）、第１の抽出処理が実行される（ステップＴ３）。左心房の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ２；左心房）、第２の抽出処理が実行される（ステップＴ４）。右心室及び左心房の両方の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ２；右心室及び左心房）、第３の抽出処理が実行される（ステップＴ５）。
【００５４】
図７は、図６のステップＴ３において実行される第１の抽出処理を示すフローチャートである。
第１の抽出処理では、まず、各フレーム画像において右心室に設定されたＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値（信号積算値）が算出される（ステップＴ１０１）。
【００５５】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像が抽出される（ステップＴ１０２）。次いで、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてそれよりも時間的に（撮影順が）後ろにあるフレーム画像であって、信号積算値がその信号値ｍｉｎの後最初に極大（信号値ｍａｘ）となるフレーム画像が吐出フレーム画像として抽出される（ステップＴ１０３）。
【００５６】
次いで、抽出された信号値ｍａｘのフレーム画像からその次に信号値ｍｉｎとなるフレーム画像までの間のフレーム画像群（信号値ｍａｘ及び信号値ｍｉｎのフレーム画像は含まない）のうちの予め定められたタイミングのフレーム画像が吐入フレーム画像として抽出され（ステップＴ１０４）、処理は図３のステップＳ１２に移行する。
【００５７】
図８は、右心室をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化の一例を示す図である。図８の縦軸はＲＯＩ内の信号積算値を示し、横軸は時間を示す。ここでは、心拍一周期を９フレームで撮影した場合の信号積算値の時間変化を示している。
【００５８】
ＲＯＩ内に血液が多いとＸ線透過率は下がるので、ＲＯＩ内の信号値は低くなる。ＲＯＩ内に血液が少なくなるとＸ線透過率は上がるので、ＲＯＩ内の信号値は高くなる。
よって、ＲＯＩ内での信号値ｍｉｎのフレーム画像（図８のＦ１、Ｆ９、Ｆ１７）は、右心室に血液が充満している状態を示しているといえる。ＲＯＩ内での信号値ｍａｘのフレーム画像（Ｆ５、Ｆ１３）は、右心室から血液が出て純空の状態を示しているといえる。そして、信号値ｍｉｎから次の信号値ｍａｘまでの一連のフレーム画像群（Ｆ１〜Ｆ５、Ｆ９〜Ｆ１３）は、右心室から吐出され、肺動脈を通って肺に流れる血液の流れを示す吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）であるとみなすことができる。そこで、本実施の形態においては、吐出フレーム画像群のうちの一枚である、信号値ｍａｘのフレーム画像を肺動脈への血液の吐出の状態を示す吐出フレーム画像として抽出する。
また、上記吐出フレーム画像群以外のフレーム画像（Ｆ６〜Ｆ８、Ｆ１４〜Ｆ１６）を肺から心臓への血液の吐入を示す吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）とみなして、そのうちの予め定められたタイミングの一枚を肺静脈から心臓への血液の吐入の状態を示す吐入フレーム画像として抽出する。ここで、吐入フレーム画像群の撮影タイミングには心房から心室へ血液が流れ込む期間も含んでしまうため、必ずしも正確に肺から肺静脈を介した心臓への血液の吐入の状態を示したフレーム画像とはいえないが、大まかな静脈情報を示すものとして取得される。
【００５９】
なお、図８に示すように、一連のフレーム画像に複数の心拍周期のフレーム画像が含まれている場合、吐出フレーム画像、吐入フレーム画像は心拍周期毎に複数存在することとなる。上述のステップＴ１０３、Ｔ１０４においては、複数の心拍周期のうち、予め定められた周期（例えば、最初の１周期）の吐出フレーム画像、吐入フレーム画像を抽出することとしてもよいし、複数の周期の吐出フレーム画像、吐入フレーム画像をそれぞれ加算してその平均値を算出し、算出して得られた画像を吐出フレーム画像、吐入フレーム画像としてもよい。このようにすれば、１枚の吐出フレーム画像又は吐入フレーム画像に突発的なノイズが重畳しても、そのノイズ影響を低減することができるので好ましい。
【００６０】
図９は、図６のステップＴ４において実行される第２の抽出処理を示すフローチャートである。
第２の抽出処理では、まず、各フレーム画像において左心房に設定されたＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ２０１）。
【００６１】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像が抽出される（ステップＴ２０２）。次いで、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてそれよりも時間的に（撮影順が）前にあるフレーム画像であって、信号積算値がその信号値ｍｉｎの直前に極大（信号値ｍａｘ）となっているフレーム画像が吐入フレーム画像として抽出される（ステップＴ２０３）。次いで、抽出された信号値ｍｉｎのフレーム画像から次に信号値ｍａｘとなるフレーム画像までの間のフレーム画像群（信号値ｍａｘ及び信号値ｍｉｎのフレーム画像は含まない）のうち、予め定められたタイミングのフレーム画像が吐出フレーム画像として抽出され（ステップＴ２０４）、処理は図３のステップＳ１２に移行する。
【００６２】
図１０は、左心房をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化を示す図である。図１０の縦軸はＲＯＩ内の信号積算値を示し、横軸は時間を示す。ここでは、心拍一周期を９フレームで撮影した場合の信号積算値の時間変化を示している。なお、図８と図１０のフレーム番号は対応していない。
【００６３】
上述のようにＲＯＩ内に血液が多いとＸ線透過率は下がるので、ＲＯＩ内の信号値は低くなる。ＲＯＩ内に血液が少なくなるとＸ線透過率は上がるので、ＲＯＩ内の信号値は高くなる。よって、ＲＯＩ内での信号値ｍａｘのフレーム画像（図１０のＦ１、Ｆ９、Ｆ１７）は、左心房から血液が出て純空の状態を示しているといえる。また、ＲＯＩ内での信号値ｍｉｎのフレーム画像（図１０のＦ５、Ｆ１３、Ｆ２１）は、左心房に血液が戻って充満している状態を示しているといえる。そして、信号値ｍｉｎの直前の信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎまでの一連のフレーム画像群（図１０のＦ１〜Ｆ５、Ｆ９〜Ｆ１３、Ｆ１７〜Ｆ２１）は、肺から肺静脈を通って心臓に流れる血液の流れを示す吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）であるとみなすことができる。そこで、本実施の形態においては、吐入フレーム画像群のうちの一枚である、信号値ｍａｘのフレーム画像を肺静脈から心臓への血液の吐入の状態を示す吐入フレーム画像として抽出する。
また、本実施の形態では、上記吐入フレーム画像群以外のフレーム画像（図１０のＦ６〜Ｆ８、Ｆ１４〜Ｆ１６）を心臓から肺への血液の吐出を示す吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）とみなして、そのうちの予め定められたタイミングの一枚を心臓から肺への血液の吐出の状態を示す吐出フレーム画像として抽出する。なお、吐出フレーム画像群の撮影タイミングには心房から心室へ血液が流れ込む期間も含んでしまうため、必ずしも正確に心臓から肺動脈を介した肺への血液の吐出の状態を示したフレームであるとはいえないが、大まかな動脈情報を示すものとして取得される。
【００６４】
なお、図１０に示すように、一連のフレーム画像に複数の心拍周期のフレーム画像が含まれている場合、吐出フレーム画像、吐入フレーム画像は心拍周期毎に複数存在することとなる。上述のステップＴ２０３、Ｔ２０４においては、複数の心拍周期のうち、予め定められた周期（例えば、最初の１周期）の吐出フレーム画像、吐入フレーム画像を抽出することとしてもよいし、複数の周期の吐出フレーム画像、吐入フレーム画像をそれぞれ加算してその平均値を算出し、算出して得られた画像を吐出フレーム画像、吐入フレーム画像としてもよい。このようにすれば、１枚の吐出フレーム画像又は吐入フレーム画像に突発的なノイズが重畳しても、そのノイズ影響を低減することができるので好ましい。
【００６５】
図１１は、図６のステップＴ５において実行される第３の抽出処理を示すフローチャートである。
第１及び第２の抽出処理では、ＲＯＩで設定された右心室又は左心房の領域内の血液の流れを示す信号値の変化が正弦波的な変化を示すとして説明を行った。しかし、実際には心臓から肺への吐出を示すフレーム画像、肺から心臓への吐入を示すフレーム画像のほか、吐出/吐入が混ざり合ったフレーム画像、吐出/吐入が無いフレーム画像等が存在すると考えられ、ＲＯＩ内の信号値の時間変化が正弦波を示さないことのほうが多いと考えられる。そこで、第３の抽出処理では、右心室のＲＯＩを使用して吐出フレーム画像を抽出し、左心房のＲＯＩを使用して吐入フレーム画像を抽出する。この第３の処理は、第１及び第２の処理に比べて処理時間がかかるが、精度よく吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を抽出することができる。
【００６６】
第３の抽出処理では、まず、各フレーム画像において右心室のＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ３０１）。
【００６７】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像が抽出される（ステップＴ３０２）。次いで、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてそれよりも時間的に（撮影順が）後ろにあるフレーム画像であって、信号積算値がその信号値ｍｉｎの後最初に極大となるフレーム画像が吐出フレーム画像として抽出される（ステップＴ３０３）。
【００６８】
次いで、各フレーム画像において左心房のＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ３０４）。
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像が抽出される（ステップＴ３０５）。次いで、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてそれよりも時間的に（撮影順が）前にあるフレーム画像であって、信号積算値がその信号値ｍｉｎの直前に極大となっているフレーム画像が吐入フレーム画像として抽出される（ステップＴ３０６）。そして、処理は図３のステップＳ１２に移行する。
【００６９】
図１２（ａ）は、右心室をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化を示す図である。図１２（ｂ）は、左心房をＲＯＩとして設定した場合のＲＯＩ内の信号積算値の時間変化を示す図である。図１２（ａ）、（ｂ）の縦軸はＲＯＩ内の信号積算値を示し、横軸は時間を示す。ここでは、心拍一周期を９フレームで撮影した場合の信号積算値の時間変化を示している。
【００７０】
右心室に設定したＲＯＩでは、上述のように信号値ｍｉｎから信号値ｍａｘまでの吐出フレーム画像において肺への血液の吐出による血液の流れを正確に示しているが、それ以外は正確な情報とはいえない。そのため図１２（ａ）に示すように、ＲＯＩ内の信号値が正弦波的な変化を示さないことも多い。一方、左心房に設定したＲＯＩでは、上述のように信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎまでの吐入フレーム画像において肺からの血液の吐入による血液の流れを正確に示しているが、それ以外は正確な情報とはいえない。そのため図１２（ｂ）に示すように、ＲＯＩ内の信号値が正弦波的な変化を示さないことも多い。
【００７１】
そこで、第３の抽出処理では、図１２（ａ）に示すように、右心室に設定したＲＯＩの領域内における信号値ｍｉｎ〜信号値ｍａｘまでを吐出フレーム画像群とみなし、そのうちの一枚の画像、具体的には、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてそれよりも時間的に（撮影順が）後ろにあるフレーム画像であって、信号積算値がその信号値ｍｉｎの後最初に極大（信号値ｍａｘ）となるフレーム画像（図１２（ａ）のＦ４）を吐出フレーム画像として抽出する。また、図１２（ｂ）に示すように、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてその直前の信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎのフレーム画像までを吐入フレーム画像群とみなし、そのうちの一枚の画像、例えば、信号値ｍａｘのフレーム画像を吐入フレーム画像（図１２（ｂ）のＦ４）として抽出する。
よって、第３の抽出処理では、吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を精度よく抽出することができる。
【００７２】
図１３は、図５のステップＳ１０３において実行される形状情報使用処理を示すフローチャートである
【００７３】
形状情報使用処理においては、まず、隣接するフレーム画像間でフレーム間差分処理が行われることにより、心臓領域の輪郭が抽出される（ステップＴ４０１）。
ここで、心拍の動きは胸部の他の部分の動きと比較して非常に早い。そこで、撮影タイミングの異なる２枚のフレーム画像を短時間で収集すれば、その画像間には心拍以外の動き成分はほぼ存在していないと考えられる。そのため、例えばフレーム間隔０．１秒以下の短時間で撮影された２枚のフレーム画像の差分を取ることにより、心臓が拍動により変形した部分、即ち、心臓領域の輪郭を抽出することができる。この手法を用いれば、心尖部が横隔膜や左側胸郭辺縁と重なり、１枚の画像では的確に心臓の形状を認識できない場合でも、その辺縁を容易に認識することができる。また、大きめの心膜外脂肪塊が形成され、心臓横隔膜角が判別しにくい場合でも、容易に認識することができる。
【００７４】
次いで、ステップＴ４０１で生成されたフレーム間差分画像のうち、心臓領域の横寸法が最大のフレーム間差分画像に対応するフレーム画像が特定され、吐出フレーム画像として抽出される（ステップＴ４０２）。心臓の横寸法が最大のフレーム画像は、心臓から肺へ血液が吐出されるタイミングの画像である。次いで、ステップＴ４０１で生成されたフレーム間差分画像のうち、心臓領域の横寸法が最小のフレーム間差分画像に対応するフレーム画像が特定され、吐入フレーム画像として抽出され（ステップＴ４０３）、処理は図３のステップＳ１２に移行する。心臓の横寸法が最小のフレーム画像は、肺から心臓への血液の吐入が開始されるタイミングの画像である。
【００７５】
図３に戻り、ステップＳ１２においては、信号情報使用処理又は形状情報使用処理によって抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像が表示部３４に並べて表示され（ステップＳ１２）、画像解析処理は終了する。
【００７６】
第１の実施の形態の画像解析処理においては、心臓から肺への血液の吐出に相当する吐出フレーム画像のうちの一枚と、肺から心臓への血液の吐入に相当する吐入フレーム画像のうちの一枚を表示出力する。従って、肺動脈の血流を示す特徴的な画像、及び肺静脈の血流を示す特徴的な画像を分けて医師に提供することができるので、医師が肺動脈の血流の異常、肺静脈の血流の異常を診断する際の有用な支援情報を提供することが可能となる。
【００７７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態の構成及び撮影用コンソール２の動作は、第１の実施の形態において説明したものと同様であるので説明を援用する。第２の実施の形態では、画像解析処理の動作が第１の実施の形態と異なるので、以下に説明する。
【００７８】
図１４は、第２の実施の形態における画像解析処理（区別のため画像解析処理Ｂとする）を示すフローチャートである。画像解析処理Ｂは、制御部３１と記憶部３２に記憶されている画像解析処理Ｂプログラムとの協働により実行される。
【００７９】
まず、吐出／吐入フレーム画像抽出処理が実行される（ステップＳ２１）。吐出／吐入フレーム画像抽出処理のメインフローは、第１の実施の形態において図５を用いて説明したものと同様であるが、ステップＳ１０２における信号情報使用処理、ステップＳ１０３における形状情報使用処理が異なるので、以下に説明する。
【００８０】
図１５は、第２の実施の形態における信号情報使用処理（区別のため、信号情報使用処理Ｂとする）を示すフローチャートである。
【００８１】
信号情報使用処理Ｂにおいては、まず、表示部３４に所定のフレーム画像が表示され、操作部３３からのＲＯＩ（関心領域）の設定入力が受け付けられる（ステップＴ１１）。ここで、表示部３４には、例えば、右心室の領域、左心房の領域、右心室及び左心房の両方の領域、の何れをＲＯＩとして設定するかを選択するための選択ボタンが併せて表示され、何れかの選択ボタンを押下してフレーム画像上の領域を指定することで、ＲＯＩを設定することができる。
【００８２】
操作部３３によりＲＯＩが設定されると、右心室の領域がＲＯＩとして設定されたか、左心房の領域がＲＯＩとして設定されたか、又は両方がＲＯＩとして設定されたかが判断される（ステップＴ１２）。右心室の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ１２；右心室）、第４の抽出処理が実行される（ステップＴ１３）。左心房の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ１２；左心室）、第５の抽出処理が実行される（ステップＴ１４）。右心室及び左心房の両方の領域がＲＯＩとして設定されたと判断されると（ステップＴ１２；右心室及び左心房）、第６の抽出処理が実行される（ステップＴ５）。
【００８３】
図１６は、ステップＴ１３において実行される第４の抽出処理を示すフローチャートである。
第４の抽出処理では、まず、各フレーム画像においてＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ５０１）。
【００８４】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像と、信号積算値が極大（信号値ｍｉｎ）のフレーム画像が抽出される（ステップＴ５０２）。そして、信号値ｍｉｎのフレーム画像から次の信号値ｍａｘまでのフレーム画像群が吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶される（ステップＴ５０３）。また、上記吐出フレーム画像群以外、即ち、信号値ｍａｘのフレーム画像からその次の信号値ｍｉｎのフレーム画像までの間のフレーム画像群（信号値ｍａｘ及び信号値ｍｉｎのフレーム画像は含まない）が吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶され（ステップＴ５０４）、処理は図１４のステップＳ２２に移行する。
【００８５】
ＲＯＩ内に血液が多いとＸ線透過率は下がるので、ＲＯＩ内の信号値は低くなる。ＲＯＩ内に血液が少なくなるとＸ線透過率は上がるので、ＲＯＩ内の信号値は高くなる。
よって、ＲＯＩ内での信号値ｍｉｎのフレーム画像（図８のＦ１、Ｆ９、Ｆ１７）は、右心室に血液が充満している状態を示しているといえる。ＲＯＩ内での信号値ｍａｘのフレーム画像（Ｆ５、Ｆ１３）は、右心室から血液が出て純空となった状態を示しているといえる。よって、この信号値ｍｉｎから次の信号値ｍａｘまでの一連のフレーム画像群（Ｆ１〜Ｆ５、Ｆ９〜Ｆ１３）は、右心室から肺に血液が吐出され始めてから吐出が終了するまでの期間の肺の様子を表す画像であるといえる。即ち、この間のフレーム画像は、右心室から吐出される血液が肺動脈を通って肺に流れる血液の流れを表す吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）であるとみなすことができる。そこで、本実施の形態においては、信号値ｍｉｎから信号値ｍａｘの間のフレーム画像群を肺動脈への血液の吐出の状態を示す吐出フレーム画像群として抽出する。
また、上記吐出フレーム画像群以外のフレーム画像、即ち、肺への血液吐出が終了した信号値ｍａｘのフレーム画像からその次の信号値ｍｉｎのフレーム画像までの間の一連のフレーム画像（Ｆ６〜Ｆ８、Ｆ１４〜Ｆ１６）を肺から心臓への血液の吐入を示す吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）とみなして抽出する。なお、吐入フレーム画像群の撮影タイミングには心房から心室へ血液が流れ込む期間も含んでしまうため、必ずしも正確に肺から肺静脈を介した心臓への血液の吐入の状態を示したフレーム画像とはいえないが、大まかな静脈情報を示すものとして取得される。
【００８６】
図１７は、ステップＴ１４において実行される第５の抽出処理を示すフローチャートである。
第５の抽出処理では、まず、各フレーム画像においてＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ６０１）。
【００８７】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像と、信号積算値が極大（信号値ｍｉｎ）のフレーム画像が抽出される（ステップＴ６０２）。そして、信号値ｍａｘのフレーム画像から次の信号値ｍｉｎまでのフレーム画像群が吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶される（ステップＴ６０３）。また、上記吐入フレーム画像群以外、即ち、信号値ｍｉｎのフレーム画像から次の信号値ｍａｘのフレーム画像までの間のフレーム画像（信号値ｍａｘ、信号値ｍｉｎは含まない）が吐出フレーム画像群（肺静脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶され（ステップＴ６０４）、処理は図１４のステップＳ２２に移行する。
【００８８】
ＲＯＩ内に血液が多いとＸ線透過率は下がるので、ＲＯＩ内の信号値は低くなる。ＲＯＩ内に血液が少なくなるとＸ線透過率は上がるので、ＲＯＩ内の信号値は高くなる。よって、ＲＯＩ内での信号値ｍａｘのフレーム画像（図１０のＦ１、Ｆ９、Ｆ１７）は、左心房から血液が出て純空の状態を示しているといえる。また、ＲＯＩ内での信号値ｍｉｎのフレーム画像（図１０のＦ５、Ｆ１３、Ｆ２１）は、左心房に血液が戻って充満している状態を示しているといえる。よって、この信号値ｍａｘから次の信号値ｍｉｎまでの一連のフレーム画像群（Ｆ１〜Ｆ５、Ｆ９〜Ｆ１３、Ｆ１７〜Ｆ２１）は、肺から左心房への血液の吐入が開始されるタイミングから左心房への血液の吐入が終了するまでの期間の肺の様子を表す画像であるといえる。即ち、この間のフレーム画像は、肺から肺静脈を通って左心房に吐入される血液の流れを表す吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）であるとみなすことができる。そこで、本実施の形態においては、信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎの間のフレーム画像群を肺静脈からの血液の吐入の状態を示す吐入フレーム画像群として抽出する。
また、上記吐入フレーム画像群以外、即ち、肺への血液吐出が終了した信号値ｍｉｎのフレーム画像から次の信号値ｍａｘのフレーム画像までの間の一連のフレーム画像（Ｆ６〜Ｆ８、Ｆ１４〜Ｆ１６）を肺から心臓への血液の吐出を示す吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）とみなして抽出する。なお、吐出フレーム画像群の撮影タイミングには心房から心室へ血液が流れ込む期間も含んでしまうため、必ずしも正確に心臓から肺動脈を介した肺への血液の吐出の状態を示したフレーム画像とはいえないが、大まかな動脈情報を示すものとして取得される。
【００８９】
図１８は、ステップＴ１５において実行される第６の抽出処理を示すフローチャートである。
第４及び第５の抽出処理では、ＲＯＩで設定された右心室又は左心房の領域内の血液の流れを示す信号値の変化が正弦波的な変化を示すとして説明を行った。しかし、実際には心臓から肺への吐出を示すフレーム画像、肺から心臓への吐入を示すフレーム画像のほか、吐出/吐入が混ざり合ったフレーム画像、吐出/吐入が無いフレーム画像等が存在すると考えられ、ＲＯＩ内の信号値の時間変化が正弦波を示さないことのほうが多いと考えられる。そこで、第６の抽出処理では、右心室のＲＯＩを使用して吐出フレーム画像を抽出し、左心房のＲＯＩを使用して吐入フレーム画像を抽出する。この第６の処理は、第１及び第２の抽出処理に比べて処理時間がかかるが、精度よく吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を抽出することができる。
【００９０】
第６の抽出処理では、まず、各フレーム画像において右心室のＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ７０１）。
【００９１】
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像と、信号積算値が極大（信号値ｍｉｎ）のフレーム画像が抽出される（ステップＴ７０２）。そして、信号値ｍｉｎのフレーム画像から次の信号値ｍａｘまでのフレーム画像群が吐出フレーム画像群（肺動脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶される（ステップＴ７０３）。
【００９２】
次いで、各フレーム画像において左心房のＲＯＩ内の信号値が加算され、ＲＯＩ内の信号値の積算値が算出される（ステップＴ７０４）。
次いで、縦軸をＲＯＩ内の信号積算値、横軸を時間として時間の経過に対する信号積算値をプロットした場合に、信号積算値が極小（信号値ｍｉｎ）となるフレーム画像と、信号積算値が極大（信号値ｍｉｎ）のフレーム画像が抽出される（ステップＴ７０５）。そして、信号値ｍａｘのフレーム画像から次の信号値ｍｉｎまでのフレーム画像群が吐入フレーム画像群（肺静脈情報画像群）として制御部３１のＲＡＭに記憶され（ステップＴ７０６）、処理は図１４のステップＳ２２に移行する。
【００９３】
右心室に設定したＲＯＩでは、上述のように信号値ｍｉｎから信号値ｍａｘまでの吐出フレーム画像群において肺への血液の吐出による血液の流れを正確に示しているが、それ以外は正確な情報とはいえない。そのため図１２（ａ）に示すように、ＲＯＩ内の信号値が正弦波的な変化を示さないことも多い。一方、左心房に設定したＲＯＩでは、上述のように信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎまでの吐入フレーム画像群において肺からの血液の吐入による血液の流れを正確に示しているが、それ以外は正確な情報とはいえない。そのため図１２（ｂ）に示すように、ＲＯＩ内の信号値が正弦波的な変化を示さないことも多い。
【００９４】
そこで、第６の抽出処理では、図１２（ａ）に示すように、右心室に設定したＲＯＩの領域内における信号値ｍｉｎ〜信号値ｍａｘまでを吐出フレーム画像群とみなして抽出する。また、図１２（ｂ）に示すように、信号値ｍｉｎのフレーム画像を基準としてその直前の信号値ｍａｘから信号値ｍｉｎのフレーム画像までを吐入フレーム画像群とみなして抽出する。
よって、第６の抽出処理では、吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群を精度よく抽出することができる。
【００９５】
図１９は、第２の実施の形態における形状情報使用処理（区別のため、形状情報使用処理Ｂとする）を示すフローチャートである。
【００９６】
形状情報使用処理Ｂにおいては、まず、隣接するフレーム画像間でフレーム間差分処理が行われることにより、心臓領域の輪郭が抽出される（ステップＴ８０１）。
ここで、心拍の動きは胸部の他の部分の動きと比較して非常に速い。そこで、撮影タイミングの異なる２枚のフレーム画像を短時間で収集すれば、その画像間には心拍以外の動き成分はほぼ存在していないと考えられる。そのため、例えばフレーム間隔が予め定められた時間（０．１秒）以下の短時間内で連続撮影された２枚のフレーム画像の差分を取ることにより、心臓が拍動により変形した部分、即ち、心臓領域の輪郭を抽出することができる。この手法を用いれば、心尖部が横隔膜や左側胸郭辺縁と重なり、１枚の画像では的確に心臓の形状を認識できない場合でも、その辺縁を容易に認識することができる。また、大きめの心膜外脂肪塊が形成され、心臓横隔膜角が判別しにくい場合でも、容易に認識することができる。
【００９７】
次いで、ステップＴ８０１で生成されたフレーム間差分画像のうち、心臓領域の横寸法が減少していくフレーム画像群が抽出され（ステップＴ８０２）、抽出されたフレーム画像群が吐出フレーム画像群として制御部３１のＲＡＭに記憶される（ステップＴ８０３）。
【００９８】
次いで、テップＴ８０１で生成されたフレーム間差分画像のうち、心臓領域の横寸法が増加していくフレーム画像群が抽出され（ステップＴ８０４）、抽出されたフレーム画像群が吐入フレーム画像群として制御部３１のＲＡＭに記憶される（ステップＴ８０５）。そして、処理は図１４のステップＳ２２に移行する。
【００９９】
図１４のステップＳ２２においては、血流情報抽出処理が実行される（ステップＳ２２）。
【０１００】
図２０は、ステップＳ２２において実行される血流情報抽出処理を示すフローチャートである。
血流情報抽出処理においては、まず、肺野領域が抽出される（ステップＳ２０１）。肺野領域の抽出方法は何れの方法であってもよい。例えば、一連のフレーム画像中の任意のフレーム画像（ここでは、撮影順が一番のフレーム画像とする。基準画像と呼ぶ。）の各画素の信号値のヒストグラムから判別分析によって閾値を求め、この閾値より高信号の領域を肺野領域候補として１次抽出する。次いで、１次抽出された肺野領域候補の境界付近でエッジ検出を行い、境界付近の小領域でエッジが最大となる点を境界に沿って抽出すれば肺野領域の境界を抽出することができる。
【０１０１】
次いで、各フレーム画像にワーピング処理が施され、フレーム画像間の肺野領域の位置合わせ（一のフレーム画像で規定した小領域を各フレーム画像にわたり対応付ける）が行われる（ステップＳ２０２）。
【０１０２】
ステップＳ２０２においては、まず、ローカルマッチング処理が実行され、各フレーム  画像の肺野領域の対応位置が抽出される。
ローカルマッチング処理では、まず、基準画像から抽出した肺野領域を、例えば、縦方向0.4〜0.6cm、横方向0.4〜2cmの矩形からなる小領域に分割する。
次いで、撮影順が１番のフレーム画像をＰ１、これと隣接するフレーム画像（撮影順が隣接するフレーム画像（即ち、時間的に隣接するフレーム画像。以下同様。））をＰ２とし、Ｐ２に、Ｐ１の各小領域の探索領域を設定する。ここで、Ｐ２の探索領域は、各小領域における中心点の座標を（ｘ，ｙ）とすると、同一の中心点（ｘ，ｙ）をもち、Ｐ１の小領域よりも縦横の幅が大きくなるように設定する（例えば、１．５倍）。そして、Ｐ１の各領域毎に、Ｐ２の探索範囲で最もマッチング度合いが高くなる位置を求めることで、Ｐ１の各小領域に対するＰ２上での対応位置を算出する。マッチング度合いとしては、最小二乗法や相互相関係数を指標に用いる。
次いで、Ｐ２を、新たにＰ１とみなし、撮影順がＰ２の次のフレーム画像を新たなＰ２とみなして、Ｐ１の各小領域におけるＰ２の対応位置を算出する。以上の処理を繰り返すことで、各フレーム画像の各小領域が隣接するフレーム画像のどの位置に対応するかが求まる。求めた処理結果は、制御部３１のＲＡＭに記憶される。
【０１０３】
次いで、ワーピング処理が行われる。具体的には、撮影順が１番のフレーム画像をＰ１、これと撮影順が隣接するフレーム画像をＰ２とし、上記ローカルマッチング処理で算出された隣接するフレーム画像間の各小領域の対応位置に基づいて、各小領域毎にＰ１からＰ２へのシフトベクトルを算出する。次いで、算出されたシフトベクトルを多項式でフィッティングして、この多項式を用いて各小領域における各画素のシフトベクトルを算出する。そして、算出された各画素のシフトベクトルに基づいて、ワーピング処理を行い、Ｐ２の各小領域内の各画素の位置をＰ１のフレーム画像の対応する画素の位置にシフトする。次いで、ワーピング処理されたＰ２を、新たにＰ１とみなし、撮影順がＰ２の次のフレーム画像を新たなＰ２とみなして、上記処理を行う。以上の処理を撮影順の早い隣接フレーム画像間から順次繰り返すことで、全てのフレーム画像の各小領域の位置を基準画像に略一致させることが可能となる。
【０１０４】
次いで、ワーピング処理後の各フレーム画像に対しハイパスフィルタリング処理が実行され、高周波成分のみが抽出される（ステップＳ２０３）。例えば、カットオフ周波数を１Ｈｚとし、人間の心拍周期に相当する、１Ｈｚ以上の高周波成分のみを抽出する。
【０１０５】
次いで、各フレーム画像の各小領域内の画素の平均信号値（濃度平均値）が算出される（ステップＳ２０４）。
【０１０６】
次いで、吐出フレーム画像群、吐入フレーム画像群毎に、隣接するフレーム画像間で各小領域の平均信号値の差分をとるフレーム間差分処理が行われ、フレーム間差分画像が生成される（ステップＳ２０５）。ここでは、フレーム番号ＮとＮ＋１（Ｎは１、２、３・・・）のフレーム画像について、Ｎ−Ｎ＋１の差分値が算出される。フレーム間差分画像は、隣接するフレーム間の小領域毎の信号変化を示す画像である。肺野領域の信号変化としては、血流による変化が大きい。即ち、フレーム間差分画像は、隣接するフレーム間の小領域毎の血流を示す画像であるといえる。血流が増えた領域はＸ線透過線量が減るので、信号値は減る（Ｎ−Ｎ＋１のフレーム間差分信号の符合は正となる）。血流が減った領域はＸ線透過線量が増えるので、信号値は増える（Ｎ−Ｎ＋１のフレーム間差分信号の符合は負となる）。フレーム間差分画像が終了すると、処理は図１４のステップＳ２３に移行する。
【０１０７】
図１４のステップＳ２３においては、肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理が実行される（ステップＳ２３）。
【０１０８】
図２１は、図１４のステップＳ２３において実行される肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理を示すフローチャートである。
まず、制御部３１のＲＡＭに肺動脈用血流静止画像Ａの領域と、肺静脈用血流静止画像Ｖの領域が確保され、０で初期化される（ステップＳ３０１）。
【０１０９】
次いで、変数フレームナンバーＮに１が設定される（ステップＳ３０２）。
次いで、撮影順がＮ番目のフレーム画像が吐出フレーム画像であるか否かが判断される（ステップＳ３０３）。ここでは、吐出／吐入フレーム画像抽出処理における抽出結果に基づいて判断が行われる。Ｎ番目のフレーム画像が吐出フレーム画像であると判断されると（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、肺動脈用血流静止画像ＡにＮ番目のフレーム画像に対応するフレーム間差分画像（ここでは、ＮとＮ＋１とのフレーム間差分画像）が加算され（ステップＳ３０４）、処理はステップＳ３０７に移行する。Ｎ番目のフレーム画像が吐入フレーム画像であると判断されると（ステップＳ３０３；ＮＯ、ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、肺静脈用血流静止画像ＶにＮ番目のフレーム画像に対応するフレーム間差分画像が加算され（ステップＳ３０６）、処理はステップＳ３０７に移行する。
【０１１０】
ステップＳ３０７においては、フレームナンバーＮが１インクリメントされる。そして、「Ｎ＞フレーム間差分画像数」であるか否かが判断され、「Ｎ＞フレーム間差分画像数」ではないではないと判断されると（ステップＳ３０８；ＮＯ）、処理はステップＳ３０３に戻り、ステップＳ３０３〜Ｓ３０８の処理が繰り返し実行される。
【０１１１】
「Ｎ＞フレーム間差分画像数」であると判断されると（ステップＳ３０８；ＹＥＳ）、肺動脈用血流静止画像Ａから各画素の一心拍周期の血流信号値が算出される（ステップＳ３０９）。具体的には、肺動脈用血流静止画像Ａの各画素の信号値が一連のフレーム画像に含まれる心拍周期の数で除算されることにより一心拍周期の血流信号値として算出される。次いで、算出された各画素の一心拍周期の血流信号値に応じた輝度値が割り付けられ、基準画像に重畳されることにより肺動脈血流静止画像が作成される（ステップＳ３１０）。この一心拍周期の血流信号値への正規化処理を行うことで、他患者間での肺動脈血流情報の比較が容易となる。
【０１１２】
次いで、肺静脈用血流静止画像Ｖから各画素の一心拍周期の血流信号値が抽出される（ステップＳ３１１）。具体的には、肺静脈用血流静止画像Ｖの各画素の信号値が一連のフレーム画像に含まれる心拍周期の数で除算されることにより各画素の一心拍周期の血流信号値が抽出される。次いで、抽出された各画素の血流信号値に応じた輝度値が割り付けられ、基準画像に重畳されることにより肺静脈血流静止画像が作成され（ステップＳ３１２）、処理は図１４のステップＳ２４に移行する。この一心拍周期の血流信号値への正規化処理を行うことで、他患者間での肺静脈血流情報の比較が容易となる。
【０１１３】
図２２に、肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理における血流静止画像の作成過程を模式的に示す。図２２の左側に示す画像群は、吐出フレーム画像群又は吐入フレーム画像群である。なお、図２２においては、フレーム間の差分信号を見やすくするため胸部の静止画像上にフレーム間差分画像を重畳して示している。図２２に示すように、血流静止画像は、フレーム間差分画像の各画素の信号値を加算したものであるので、心拍周期を通して信号変化が欠損している箇所があればその箇所が強調される。よって、血流が欠損している箇所を医師が容易に把握することができる。
【０１１４】
図２３は、肺に疾患のない正常者及び疾患患者の肺動脈血流静止画像の一例を示す図である。図２３に示すように、正常者の肺動脈血流静止画像においては、肺野領域の信号値が一様であり、肺動脈の血流が一様に分布していることが確認できる。疾患患者の肺動脈血流静止画像においては、肺野領域の信号値が少ない箇所（図２３中○で囲んだ箇所）が存在しており、血流の少ない箇所が確認できる。
【０１１５】
図１４のステップＳ２４においては、肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を含む診断用画面３４１が表示部３４に表示され（ステップＳ２４）、画像解析処理Ｂは終了する。
【０１１６】
図２４は、ステップＳ２４において表示部３４に表示される診断用画面３４１の一例を示す図である。図２４に示すように、診断用画面３４１は、撮影動画像領域３４１ａ、血流動画像領域３４１ｂ、肺動脈血流静止画像領域３４１ｃ、肺静脈血流静止画領域３４１ｄを有している。撮影動画像領域３４１ａは、動態画像（撮影画像）が動画表示される領域である。血流動画像領域３４１ｂは、基本画像に個々のフレーム間差分画像を順次重畳して動画表示する領域である。この動画像は、血流による信号変化をよく表す動画像であることから血流動画像と呼ぶ。肺動脈血流静止画像領域３４１ｃは、ステップＳ２３で作成された肺動脈血流静止画像を表示する領域である。肺静脈血流静止画領域３４１ｄは、ステップＳ２３で作成された生成された肺静脈血流静止画像を表示する領域である。
【０１１７】
診断用画面３４１では、血流動画像と、肺動脈血流静止画像と、肺静脈血流静止画像とを並べて表示している。血流動画像では血液がどのように流れているかという全体像を把握することができる。また、この際に動脈系情報と静脈系情報とを色分け（例えば、赤と青等）して動画表示するとそれぞれを個別に認知でき好ましい。しかし、この血流動画像を見ても局所的にどの箇所に血流の欠損があるのかという判断を下すのは難しい。一方、肺動脈血流静止画像、肺静脈血流静止画像では、それぞれ局所的にどの箇所に血流の欠損部分があるのかという判断を用いるのに優れているが、血流の動きを把握することはできない。そこで、診断用画面３４１においては、血流動画像と、肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像とを並べて表示することによって、医師が血流の全体的な流れを把握しつつ、局所的な血流の欠損箇所を把握することが可能となる。
【０１１８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態の構成及び撮影用コンソール２の動作は、第１の実施の形態において説明したものと同様であるので説明を援用する。第３の実施の形態では、画像解析処理の動作が第１の実施の形態と異なるので、以下に説明する。
【０１１９】
第３の実施の形態の画像解析処理（区別のため画像解析処理Ｃとする）では、ＲＯＩの設定に基づいた吐出フレーム画像群と吐入フレーム画像群の分類を行わず、肺野領域のフレーム間差分画像の信号値の符号によって両者の分類を行うものである。
【０１２０】
図２５は、第３の実施の形態における画像解析処理Ｃを示すフローチャートである。画像解析処理Ｃは、制御部３１と記憶部３２に記憶されている画像解析処理Ｃプログラムとの協働により実行される。
【０１２１】
画像解析処理Ｃにおいては、まず、血流情報抽出処理が実行される（ステップＳ３１）。血流情報抽出処理は、第２の実施の形態において図２０を用いて説明したものと同様であるので説明を援用する。
【０１２２】
次いで、肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理（区別のため、肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理Ｂとする）が実行される（ステップＳ３２）。
図２６は、肺動脈と肺静脈の血流静止画像作成処理Ｂを示すフローチャートである。
【０１２３】
まず、制御部３１のＲＡＭに肺動脈用血流静止画像Ａの領域と、肺静脈用血流静止画像Ｖの領域が確保され、０で初期化される（ステップＳ４０１）。
【０１２４】
次いで、変数フレーム間差分ナンバーＮに１が設定される（ステップＳ４０２）。
次いで、Ｎ番目のフレーム間差分画像の差分信号値の符号が正であるか否かが判断される（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３においては、例えば、Ｎ番目のフレーム画像における各小領域の差分信号値の平均値をとり、平均値の符号が正であるか否かを判断する。ここで、Ｎ番目のフレーム間差分画像は、上述のように、撮影順がＮのフレーム画像からＮ＋１のフレーム画像を差し引いて作成したものである。心臓から肺へ血液が吐出された場合、肺野には血液が吐入され、肺野の信号値は低くなっていく。よって、Ｎ番目のフレーム間差分画像の信号値の符号（平均値の符号）が正のフレーム画像Ｎは、肺動脈の血液の流れを示す肺動脈情報画像ということができる。肺から心臓へ血液が吐入された場合、肺野中の血液が減っていくため肺野の信号値は高くなっていく。よって、Ｎ番目のフレーム間差分画像の信号値の符号（平均値の符号）が負のフレーム画像Ｎは、肺静脈の血液の流れを示す肺静脈情報画像ということができる。
なお、Ｎ番目のフレーム間差分画像はＮ＋１−Ｎにより作成してもよく、この場合、信号値の符号が正のフレーム画像Ｎは肺静脈情報画像となり、負のフレーム画像Ｎは肺動脈情報画像となるので、ステップＳ４０３の判断のＹＥＳの場合とＮＯの場合の行き先は逆となる。
【０１２５】
Ｎ番目のフレーム間差分画像の差分信号値の符号が正であると判断されると（ステップＳ４０３；ＹＥＳ）、肺動脈用血流静止画像ＡにＮ番目のフレーム画像に対応するフレーム間差分画像（例えば、フレーム画像Ｎとフレーム画像Ｎ＋１との差分画像）が加算され（ステップＳ４０４）、処理はステップＳ４０７に移行する。Ｎ番目のフレーム間差分画像の差分信号値の符号が負であると判断されると（ステップＳ４０３；ＮＯ、ステップＳ４０５；ＹＥＳ）、肺静脈用血流静止画像ＶにＮ番目のフレーム画像に対応するフレーム間差分画像が加算され（ステップＳ４０６）、処理はステップＳ４０７に移行する。
【０１２６】
ステップＳ４０７においては、フレーム間差分ナンバーＮがインクリメントされる。そして、「Ｎ＞フレーム間差分画像数」であるか否かが判断され、「Ｎ＞フレーム間差分画像数」ではないではないと判断されると（ステップＳ４０８；ＮＯ）、処理はステップＳ４０３に戻り、ステップＳ４０３〜Ｓ４０８の処理が繰り返し実行される。
【０１２７】
「Ｎ＞フレーム間差分画像数」であると判断されると（ステップＳ４０８；ＹＥＳ）、肺動脈用血流静止画像Ａから各画素の一心拍周期の血流信号値が算出される（ステップＳ４０９）。具体的には、肺動脈用血流静止画像Ａの各画素の信号値が一連のフレーム画像に含まれる心拍周期の数で除算されることにより一心拍周期の血流信号値が抽出される。次いで、抽出された各画素の血流信号値に応じた輝度値が割り付けられ、基準画像に重畳肺動脈血流静止画像が作成される（ステップＳ４１０）。この一心拍周期の血流信号値への正規化処理を行うことで、他患者間での肺動脈血流情報の比較が容易となる。
【０１２８】
次いで、肺静脈用血流静止画像Ｖから各画素の一心拍周期の血流信号値が算出される（ステップＳ４１１）。具体的には、肺静脈用血流静止画像Ｖの各画素の信号値が一連のフレーム画像に含まれる心拍周期の数で除算されることにより各画素の一心拍周期の血流信号値が算出される。次いで、抽出された各画素の血流信号値に応じた輝度値が割り付けられ、基準画像に重畳されることにより肺静脈血流静止画像が作成され（ステップＳ４１２）、処理は図２４のステップＳ３３に移行する。この一心拍周期の血流信号値への正規化処理を行うことで、他患者間での肺静脈血流情報の比較が容易となる。
【０１２９】
図２５のステップＳ３３においては、肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を含む診断用画面３４１が表示部３４に表示され（ステップＳ３３）、画像解析処理Ｃは終了する。
【０１３０】
ステップＳ３３で表示される診断用画面３４１は、第２の実施の形態において図２３を用いて説明したものと同様であり、同様の効果を奏する。
【０１３１】
以上説明したように、第１の実施の形態における診断用コンソール３によれば、制御部３１は、少なくとも１サイクルの胸部の動態を示す複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像を抽出し、抽出された吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を表示部３４に表示出力する。
【０１３２】
従って、肺動脈の血流に係る情報である吐出フレーム画像と、肺静脈の血流に係る情報である吐入フレーム画像のそれぞれを医師に提供することが可能となる。即ち、肺動脈の血流に係る情報と肺静脈の血流に係る情報を分離して医師に提供することが可能となる。
【０１３３】
吐出フレーム画像と吐入フレーム画像の抽出手法としては、例えば、右心室領域又は左心房領域設定されたＲＯＩ内の信号値の時間変化に基づいて、吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を抽出することができる。
【０１３４】
また、右心室領域及び左心房領域の両方にＲＯＩを設定し、右心室領域のＲＯＩ内の信号値の時間変化に基づいて吐出フレーム画像を抽出し、左心房領域のＲＯＩ内の信号値の時間変化に基づいて吐入フレーム画像を抽出することもできる。このようにすれば、ＲＯＩ内の信号値が正弦波的な変化を示さない場合であっても精度よく吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像の双方を抽出することが可能となる。
【０１３５】
また、予め定められた時間内に連続撮影された複数のフレーム画像のそれぞれから心臓領域の輪郭を認識し、当該認識した心臓領域の形状の特徴量を算出し、当該算出された特徴量に基づいて、吐出フレーム画像及び前記吐入フレーム画像を抽出することもできる。この手法によれば、心拍以外の動き成分はほぼ存在していないフレーム間差分画像を得ることができるので、心尖部が横隔膜や左側胸郭辺縁と重なり、１枚の画像では的確に心臓の形状を認識できない場合でも、その辺縁を容易に抽出することができる。また、大きめの心膜外脂肪塊が形成され、心臓横隔膜角が判別しにくい場合でも、心臓領域の辺縁を容易に抽出することができる。
【０１３６】
また、複数の心拍周期の吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像のそれぞれを積算処理し、積算処理された吐出フレーム画像、吐入フレーム画像を表示部３４に表示出力することで、１周期分のフレーム画像から抽出された吐出フレーム画像又は吐入フレーム画像にノイズがあったとしても、そのノイズを低減することが可能となる。
【０１３７】
第２の実施の形態における診断用コンソール３によれば、制御部３１は、複数のフレーム画像の中から、心臓から肺への血液吐出に相当する吐出フレーム画像群及び肺から心臓への血液吐入に相当する吐入フレーム画像群を抽出し、抽出された吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群のそれぞれについて、時間的に隣接するフレーム画像間で信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成し、吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成し、作成された肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を表示部３４により表示出力する。
【０１３８】
従って、肺動脈で血流が欠損している箇所、肺静脈で血流が欠損している箇所のそれぞれを医師が容易に把握すること可能な診断支援情報を提供することが可能となる。特に、肺動脈系と肺静脈系とを色を変えて表示するので、医師が容易に動脈系／静脈系のそれぞれの状況を容易に視認可能となる。 
【０１３９】
複数の各フレーム画像の肺野領域を抽出して複数の小領域に分割し、小領域毎の平均信号値を算出し、時間的に隣接するフレーム画像間の対応する小領域毎に平均信号値の差分をとることによりフレーム間差分画像を生成することで、小領域毎の血流の変化を取得することができる。
【０１４０】
なお、上述した本実施の形態における記述は、本発明に係る好適な胸部診断支援システムの一例であり、これに限定されるものではない。
【０１４１】
例えば、上記第１及び第２の実施の形態において、心臓の形状の特徴量を心臓の横寸法としたが、これに限定されず、例えば、心臓の縦寸法や面積等を用いることとしてもよい。
【０１４２】
また、上記各実施の形態では、吐出フレーム画像、吐入フレーム画像、肺動脈血流静止画像、肺静脈血流静止画像を表示部３４に表示出力する場合を例にとり説明したが、これに限定されず、例えば、フィルムや紙等の記録媒体上に印刷出力することとしてもよい。
【０１４３】
また、例えば、上記第２及び第３の実施の形態においては、好ましい実施の形態として肺動脈血流静止画像と肺静脈血流静止画像を表示部３４に表示する際、撮影動画像及び血流動画像とともに表示することとして説明したが、これらは単独で表示することも可能である。
【０１４４】
また、上記第２及び第３の実施の形態は、本発明の好ましい態様として、肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像の静止画像への重畳を行ったが、静止画像へ重畳することなく表示することも可能である。
【０１４５】
また、第２の実施の形態において、ＲＯＩ内の信号値に基づいて吐出フレーム画像及び吐入フレーム画像を抽出したが、肺野の各部においては、ＲＯＩからの距離に応じて各部への血液の吐出開始、吐入開始に遅延が生じる。そこで、各フレーム画像の肺野領域を複数の小領域に分割し、分割された各小領域毎にＲＯＩからの距離に応じて吐出フレーム画像群及び吐入フレーム画像群を抽出し（領域の大きさ設定によっては、各小領域毎に抽出されるフレーム画像群は、一部、または、全部のフレーム画像が異なる結果となる）、各小領域毎の前記吐出フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺動脈血流静止画像を生成するとともに、小領域毎の吐入フレーム画像群から作成されたフレーム間差分画像を加算して肺静脈血流静止画像を生成することとしてもよい。この加算表示方式によれば、一心拍周期の血流信号値への正規化処理（加算値の除算）を行って表示する方式にくらべ、血流欠損部の加算信号値＜＜正常部の加算信号値となり、表示される輝度差（コントラスト差）が大きくなり、表示画面上で血流欠損を生じている小領域を視認しやすくなる。また、一の患者の各胸部小領域に於ける血流欠損部有無の視認性を向上させる場合には、信号値は正規化処理済信号値を用い、信号値と表示輝度値との関係を定めるＬＵＴ（ルックアップテーブル）を可変することとしても良い。また、操作部３３から指定された小領域にのみ、ＲＯＩからの距離に応じた遅延分（例えば、ＲＯＩで抽出されたフレーム画像群に対し全体的に２フレームぶんシフトさせる等、或いはシフト量そのものも設定する等）を考慮した肺動脈血流静止画像及び肺静脈血流静止画像を生成することとしてもよい。
【０１４６】
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。
【０１４７】
その他、胸部診断支援システム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】
【０１４８】
１００  胸部診断支援システム
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】
2012005729.tif 000003
【図２】
2012005729.tif 000004
【図３】
2012005729.tif 000005
【図４】
2012005729.tif 000006
【図５】
2012005729.tif 000007
【図６】
2012005729.tif 000008
【図７】
2012005729.tif 000009
【図８】
2012005729.tif 000010
【図９】
2012005729.tif 000011
【図１０】
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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２５】
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【図２６】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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