(57)【要約】【課題】長尺撮影のように撮影毎に被写体が移動する可能性がある場合に、被写体の体動を精度良く検出できるようにする。【解決手段】局所移動ベクトル算出部３４が、隣接する２つの放射線画像の重複領域における局所的な移動ベクトル（局所移動ベクトル）を算出する。体動指標値算出部３６が、局所移動ベクトルを用いて、被写体の平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの体動指標値を算出する。さらに、後処理選択部３９が、これらの体動指標値に基づいて、体動補正の実施の有無の選択、体動補正方法の選択および画像表示部６０に表示する体動指標値を選択する。【選択図】図１
2012075862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の放射線画像の撮影時における前記被写体の動きの種類に応じた複数種類の体動指標値を取得する体動指標値取得手段とを備えたことを特徴とする体動検出装置。
【請求項２】
前記体動指標値取得手段は、前記複数の放射線画像における重複領域内の局所的な前記被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出する局所移動ベクトル算出手段と、
前記局所移動ベクトルに基づいて前記複数種類の体動指標値を算出する体動指標値算出手段とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の体動検出装置。
【請求項３】
前記体動指標値算出手段は、前記被写体の平行移動量の指標値、前記被写体の３次元的な移動量の指標値および該被写体の２次元的な移動量の指標値の少なくとも２つを前記体動指標値として算出する手段であることを特徴とする請求項２項記載の体動検出装置。
【請求項４】
前記複数種類の体動指標値または該複数種類の体動指標値のうちの主たる体動指標値に基づいて、前記複数の放射線画像に関連する後処理を選択する後処理選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の体動検出装置。
【請求項５】
前記後処理選択手段は、前記複数種類の体動指標値または前記主たる体動指標値に基づいて体動がある前記動きの種類を判定し、該判定結果に応じて前記後処理を選択する手段であることを特徴とする請求項４記載の体動検出装置。
【請求項６】
前記後処理選択手段は、前記複数の放射線画像に体動補正処理を施すか否かを選択する手段であることを特徴とする請求項４または５記載の体動検出装置。
【請求項７】
前記後処理選択手段は、前記複数の放射線画像に施す体動補正処理の種類を選択する手段であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項記載の体動検出装置。
【請求項８】
前記後処理選択手段は、表示する体動指標値の種類を選択する手段であることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項記載の体動検出装置。
【請求項９】
放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する撮影手段と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
請求項１から８のいずれか１項記載の体動検出装置とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得し、
前記複数の放射線画像の撮影時における前記被写体の動きの種類に応じた複数種類の体動指標値を取得することを特徴とする体動検出方法。
【請求項１１】
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する手順と、
前記複数の放射線画像の撮影時における前記被写体の動きの種類に応じた複数種類の体動指標値を取得する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする体動検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた複数の放射線画像を用いて、撮影時における被写体の体動を検出する体動検出装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射により被写体に関する放射線画像を記録する放射線検出器（いわゆる「Flat Panel Detector」 以下、ＦＰＤとする）が各種提案、実用化されている。このようなＦＰＤとしては、例えば、放射線の照射により電荷を発生するアモルファスセレン等の半導体を利用したＦＰＤがあり、そのようなＦＰＤとして、いわゆる光読取方式のものやＴＦＴ読取方式のものが提案されている。
【０００３】
一方、単純Ｘ線撮影において、背骨全体（全脊椎）や足全体（全下肢）等の長尺領域を撮影対象とした長尺撮影が行われることがあり、ＦＰＤを用いた長尺撮影も実施されてきている。ここで、ＦＰＤは、撮影したい対象より撮影可能な範囲が狭い場合があるため、長尺撮影を行うためには、ＦＰＤを所定の移動軸に沿って移動して、位置を変える毎に同一被写体を透過した放射線の照射を受けるようにする。そして、各回の放射線照射（放射線画像の記録）毎にＦＰＤから読取操作がなされて、各回の読取操作毎に放射線画像を示す画像データが取得される。そして、後にそれらの画像データをつなぎ合わせるように合成することにより、被写体の長い部分を示す画像データが得られるようになる。
【０００４】
ところで、ＦＰＤを使用した長尺撮影では、ショット間隔が３〜５秒あることから、ショット間で被写体の体動が生じてしまう可能性があり、体動が生じた場合には、複数のＸ線画像の連結を適正に行うことができず、正確な計測に支障をきたすため、再撮影をする必要がある。また、途中で体動が起こっていても、合成画像を見て初めて気付くケースもあり、最後まで撮影してから再撮影を行うのは非効率である。さらに、体動が起こった後のショットは無意味になるので、被写体の被曝も増えることとなる。
【０００５】
なお、体動は、被写体を構成する物質によって透過した放射線の減衰量が違うことを利用して、エネルギーが異なる２種類のエネルギーの放射線を被写体に照射して得られた２枚の放射線画像を用いたエネルギーサブトラクション処理を行うためのエネルギーサブトラクション撮影、および撮影時期が異なる２つの時系列的な放射線画像間の差異を表す差分画像を取得する、経時サブトラクション撮影を行う場合にも生じる。また、患部をより詳しく観察するために、Ｘ線管を移動させて異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、これにより取得した画像を加算して所望の断層面を強調した画像を得るトモシンセシス撮影、あるいは連続して被写体に放射線を照射して複数の画像を取得する連写撮影時にも生じる。
【０００６】
このため、被写体の体動を検出して撮影を停止したり、体動を警告したりする手法が提案されている。例えば特許文献１には、センサを用いて撮影時の被写体の体動を検出し、体動が検出された場合に警告を行う手法が提案されている。また、特許文献２には、ＦＰＤの組み立て誤差および放射線画像撮影装置の設置誤差を考慮して、被写体の体動量を算出する手法が提案されている。具体的には、複数の放射線画像の重複領域においてテンプレートマッチングを行うことにより、局所的な複数のズレ量を求め、ズレ量の平均値を体動量として算出し、これをしきい値と比較して体動の有無を検出する手法が提案されている。なお、特許文献１，２に記載の手法は、いずれもＦＰＤの撮像面に対する被写体の平行移動を体動として検出している。さらに、特許文献１，２には、非線形ワーピングにより体動補正を行う手法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４０６５６号公報
【特許文献２】特願２０１０−０７４０２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、体動には、特許文献１，２に記載されたような平行移動のみならず、被写体のねじれおよびＦＰＤの撮像面に対する前後方向の倒れという３次元的な動きも含む。さらには、撮像面に平行な面における被写体の回転および前後方向への平行移動による拡大縮小という２次元的な動きも含む。特許文献１，２に記載された手法は、体動を撮像面に平行な方向のズレ量としてのみ算出しているため、被写体の３次元的な動きおよび２次元的な動きは、平行移動に近似されてしまう。このように被写体の３次元的な動きおよび２次元的な動きが平行移動に近似されてしまうと、平行移動以外の被写体の動きが大きくても体動が小さいものとして検出される、あるいは体動が検出されなくなってしまうという問題がある。
【０００９】
一方、体動が検出されない（すなわち体動が小さい）と、非線形ワーピングにて体動補正を行うこととなるが、上述したように平行移動以外の被写体の動きが大きくても体動が小さくなる場合があるため、３次元的な動きおよび２次元的な動きが大きくても体動補正が行われてしまうこととなる。このように被写体の動きが大きい場合に体動補正が行われると、過度に画像が補正されて歪みが大きくなるため、正確な診断に支障をきたすおそれがある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、長尺撮影のように撮影毎に被写体が移動する可能性がある場合に、被写体の体動を精度良く検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による体動検出装置は、同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の放射線画像の撮影時における前記被写体の動きの種類に応じた複数種類の体動指標値を取得する体動指標値取得手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
「少なくとも一部が重複した」とは、一部が重複する場合のみならず、全部が重複する場合も含む。
【００１３】
なお、本発明による体動検出装置においては、前記体動指標値取得手段を、前記複数の放射線画像における重複領域内の局所的な前記被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出する局所移動ベクトル算出手段と、
前記局所移動ベクトルに基づいて前記複数種類の体動指標値を算出する体動指標値算出手段とを備えてなるものとしてもよい。
【００１４】
この場合、前記体動指標値算出手段を、前記被写体の平行移動量の指標値、前記被写体の３次元的な移動量の指標値および該被写体の２次元的な移動量の指標値の少なくとも２つを前記体動指標値として算出する手段としてもよい。
【００１５】
また、本発明による体動検出装置においては、前記複数種類の体動指標値または該複数種類の体動指標値のうちの主たる体動指標値に基づいて、前記複数の放射線画像に関連する後処理を選択する後処理選択手段をさらに備えるものとしてもよい。
【００１６】
また、本発明による体動検出装置においては、前記後処理選択手段を、前記複数種類の体動指標値または前記主たる体動指標値に基づいて体動がある前記動きの種類を判定し、該判定結果に応じて前記後処理を選択する手段としてもよい。
【００１７】
また、本発明による体動検出装置においては、前記後処理選択手段を、前記複数の放射線画像に体動補正処理を施すか否かを選択する手段としてもよい。
【００１８】
また、本発明による体動検出装置においては、前記後処理選択手段を、前記複数の放射線画像に施す体動補正処理の種類を選択する手段としてもよい。
【００１９】
また、本発明による体動検出装置においては、前記後処理選択手段を、表示する体動指標値の種類を選択する手段としてもよい。
【００２０】
本発明による放射線画像撮影装置は、放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する撮影手段と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
本発明による体動検出装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明による体動検出方法は、同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得し、
前記複数の放射線画像の撮影時における前記被写体の動きの種類に応じた複数種類の体動指標値を取得することを特徴とするものである。
【００２２】
なお、本発明による体動検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の体動検出装置および方法によれば、複数の放射線画像の撮影時における被写体の体動に応じた複数種類の体動指標値が取得される。このため、被写体の体動に応じた適切な体動指標値を取得することができ、その結果、精度よく体動を検出することができる。また、検出した体動指標値に基づいて、後段で行われる複数の放射線画像に関連する後処理を適切に選択することができる。
【００２４】
また、複数の放射線画像における重複領域内の局所領域毎に、重複領域における被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出し、局所移動ベクトルに基づいて体動指標値を算出することにより、比較的簡易な演算により体動指標値を取得することができる。
【００２５】
また、被写体の平行移動量の指標値、被写体の３次元的な移動量の指標値および被写体の２次元的な移動量の指標値の少なくとも２つを体動指標値として算出することにより、被写体の平行移動に起因する体動、被写体のねじれおよび倒れという３次元的な体動、並びに被写体の回転移動および拡大縮小という２次元的な体動の少なくとも２つを検出することができる。
【００２６】
また、本発明による体動検出装置および方法を、長尺撮影に適用することにより、長尺撮影により取得される複数の放射線画像間に生じる被写体の体動を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態による体動検出装置を適用した放射線画像撮影装置の構成を示す概略図
【図２】局所移動ベクトルの算出を説明するための図
【図３】多重解像度変換を用いたテンプレートマッチングを説明するための図
【図４】テンプレートマッチングの他の手法を説明するための図
【図５】テンプレートマッチングの他の手法を説明するための図
【図６】ヒストグラムの例を示す図
【図７】３次元的な動きの体動指標値の算出を説明するための図
【図８】体動補正を説明するための図
【図９】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１０】画像表示部の表示画面における表示の例を示す図
【図１１】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態による体動検出装置を適用した放射線画像撮影装置の構成を示す概略図
【図１３】第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１４】複数の合成画像を表示した状態を示す図
【図１５】複数の合成画像を表示した状態を示す図
【図１６】第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。図１は本発明の第１の実施形態による体動検出装置を適用した放射線画像撮影装置の構成を示す概略図である。図１に示すように第１の実施形態による放射線画像撮影装置１５０は、１つの放射線源１００と１つのＦＰＤ１１０とを用いて、被写体Ｎ中の隣接する複数の領域Ｎ１、Ｎ２・・・を順次撮影し、これにより取得した複数の放射線画像を合成して被写体Ｎの大部分を示す長尺の放射線画像を得る、長尺撮影を行うことができるように構成されたものである。
【００２９】
なお、本実施形態による放射線画像撮影装置１５０は、長尺撮影のみならず、胸部、下肢等の被写体Ｎの特定の部位のみ撮影を行う通常の撮影にも用いることができることはもちろんである。この場合、エネルギーサブトラクション撮影および経時サブトラクション撮影等を行うことが可能であるが、以降では長尺撮影についてのみ詳細に説明するものとする。
【００３０】
放射線画像撮影装置１５０は、具体的には射出窓１１１からコリメータ１１２によって定められる照射範囲に放射線１０４を発する放射線源１００と、被写体Ｎを透過した放射線１０４の照射を受けてこの放射線１０４を検出する撮像面（放射線検出面）１０２を有するＦＰＤ１１０と、ＦＰＤ１１０を被写体Ｎに沿って移動させる検出器移動部２０と、射出窓１１１の位置および向きが所望状態となるように放射線源１００を配置する線源配置部２５とを備える。なお図１においては、コリメータ１１２によって照射範囲が定められる放射線１０４の放射中心軸をＣｒで示してある。
【００３１】
ＦＰＤ１１０は、被写体Ｎを透過した放射線１０４を検出して電気信号に変換し、その被写体Ｎの放射線画像を表す画像データを出力する。なお、ＦＰＤ１１０は、放射線を電荷に直接変換する直接方式のＦＰＤ、または放射線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式のＦＰＤのいずれも利用可能である。直接方式のＦＰＤは、アモルファスセレン等の光導電膜、キャパシタおよびスイッチ素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって構成される。例えば、Ｘ線等の放射線が入射されると、光導電膜から電子−正孔対（ｅ−ｈペア）が発せられる。その電子−正孔対はキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。
【００３２】
一方、間接方式のＦＰＤは、蛍光体で形成されたシンチレータ層、フォトダイオード、キャパシタおよびＴＦＴ等によって構成される。例えば、「ＣｓＩ：Ｔｌ」等の放射線が入射されると、シンチレータ層が発光（蛍光）する。シンチレータ層による発光はフォトダイオードで光電変換されてキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。
【００３３】
検出器移動部２０は、床面５Ｆから鉛直方向（図中矢印Ｙ方向）に起立して両者間にＦＰＤ１１０を保持する２つの支柱２１と、ＦＰＤ１１０を長尺方向である鉛直方向に移動させる移動機構２２とを備えている。移動機構２２としては、ＦＰＤ１１０を従来知られているリニアスライド機構等で支持し、モータ等の駆動源を用いて移動させるものを採用することができる。
【００３４】
合成に供する放射線画像を取得するための撮影を実施する際に、被写体ＮはＦＰＤ１１０の移動方向に沿って配置される。すなわち、被写体Ｎを床面に起立させた姿勢にして撮影が行われる。
【００３５】
線源配置部２５は、被写体Ｎを間に置いてＦＰＤ１１０の撮像面１０２に対向するように、すなわちＦＰＤ１１０の方向を向くように放射線源１００を保持し、かつ移動させるものである。この線源配置部２５は、天井５Ｅから鉛直方向に延びる支柱２６と、この支柱２６を天井５Ｅに沿って図中矢印Ｚ方向に移動させる天井ベース台２７と、支柱２６に係合されて図中矢印Ｙ方向へ移動可能であるとともに、紙面に垂直な軸の回りを回転可能な回転台２８とを有している。放射線源１００はこの回転台２８に搭載されている。これにより、放射線源１００は、上下方向（図中矢印Ｙ方向）および左右方向（図中矢印Ｚ方向）に移動可能、かつ放射線源１００の略中心を通る図中のＸ軸に平行な軸の周りに回転可能とされている。なお線源配置部２５も、従来知られているリニアスライド機構や回転機構、およびモータ等の駆動源を用いて形成することができる。
【００３６】
また、放射線画像撮影装置１５０は、検出器移動部２０および線源配置部２５の動作を制御する長尺撮影制御部５０を有している。この長尺撮影制御部５０は検出器移動部２０の動作を制御して、ＦＰＤ１１０を被写体Ｎの延びる方向に沿って放射線撮影を行うための各位置Ｑ１，Ｑ２・・・へ順次移動させる。それとともに長尺撮影制御部５０は線源配置部２５の動作を制御して、放射線源１００から発せられる放射線１０４の照射方向が、上記各位置に配置されたＦＰＤ１１０の撮像面１０２の方向を向くように放射線源１００を配置させる。こうした上で放射線源１００が駆動されると、被写体Ｎ中の隣接する領域Ｎ１、Ｎ２・・・が順次撮影され、各回の撮影毎に、被写体Ｎの全体を表すための複数の部分的な放射線画像を表す画像データが取得される。
【００３７】
放射線画像撮影装置１５０はさらに、撮影時における被写体Ｎの体動を検出する体動検出部３０、体動に基づいて被写体Ｎのズレ量を補正する体動補正部４０、上記各回の放射線撮影によって得られた各画像データを合成して、被写体Ｎの全体を表す長尺の放射線画像を生成する画像合成部４２、および警告部４４を備える。なお、画像合成部４２が生成した長尺の放射線画像は、例えばＣＲＴ表示装置、液晶表示装置等からなる画像表示部６０に表示される。
【００３８】
体動検出部３０は、画像取得部３１、撮影情報取得部３２、局所移動ベクトル算出部３４、体動指標値算出部３６および後処理選択部３９を備える。なお、局所移動ベクトル算出部３４および体動指標値算出部３６が、体動指標値取得手段を構成する。
【００３９】
画像取得部３１は、ＦＰＤ１１０から放射線画像を取得するための各種インターフェースからなる。なお、体動検出部３０を放射線画像撮影装置１５０と別個に設け、これらをネットワークにより接続した場合、画像取得部３１はネットワークインターフェースとなる。
【００４０】
撮影情報取得部３２は、放射線画像撮影装置１５０の全体の動作を制御するコンソール７０から、撮影情報を取得する。ここで、撮影情報としては、撮影状況に関する情報および撮影対象に関する情報を取得する。撮影状況に関する情報としては、長尺撮影時においてすべての放射線画像を撮影するまでに要する撮影時間、隣接する２つの放射線画像の撮影間隔、撮影時における被写体Ｎの固定の有無等の情報が挙げられる。また、撮影対象に関する情報としては、被写体Ｎにおける撮影部位（胸部、下肢、全脊椎、全下肢等）および被写体Ｎの症状（重症か軽症か、術前か術後か等）等の情報が挙げられる。撮影情報取得部３２は、これらの情報のうちの少なくとも１つを撮影情報として取得する。
【００４１】
なお、撮影情報は、コンソール７０に対して操作者が入力したものを用いてもよく、コンソール７０において、撮影時間を計測したり、被写体Ｎの固定の有無を検出したり、取得した放射線画像の部位認識を行う等することにより、コンソール７０が自動で算出したものを取得するようにしてもよい。また、撮影メニューに応じて撮影情報は異なるものとなることから、操作者が選択した撮影メニューに応じてコンソール７０が自動で判断した撮影情報を取得するようにしてもよい。
【００４２】
局所移動ベクトル算出部３４は、隣接する２つの放射線画像の互いに重複する重複領域において、局所的な移動ベクトルを算出する。図２は局所移動ベクトルの算出を説明するための図である。図２に示すように、局所移動ベクトル算出部３４は、隣接する２つの放射線画像Ｓ１，Ｓ２の重複領域Ｋ１，Ｋ２において、被写体Ｎの体動によって表れる画像の局所的な移動量、すなわち局所移動ベクトルを、一方の画像（放射線画像Ｓ１の重複領域Ｋ１中に存在する制御点を基準としたテンプレートＴ）と同じものが、他の画像（放射線画像Ｓ２の重複領域Ｋ２）中のどの部分に存在するかを探索するテンプレートマッチングによって算出する。
【００４３】
具体的には、テンプレートＴと、放射線画像Ｓ２の重複領域Ｋ２から順次探索される同一サイズの探索対象画像Ｉとの相関値を、所定の探索範囲Ｒ内において算出する。これにより、探索範囲Ｒと同一サイズの相関分布が得られる。そして、相関分布において、相関値が最大になったときのテンプレートＴの基準位置（体動がない場合に相関が最大になる位置）からの画素ずらし量（移動量）を、局所移動ベクトルＶ０として算出する。
【００４４】
なお、本実施形態においては、制御点は複数設定するものとする。これにより、重複領域Ｋ１内において複数の局所移動ベクトルが算出される。なお、制御点は、重複領域Ｋ１内の画像の全画素位置でもよく、所定の画素間隔で間引いた画素位置でもよい。また、重複領域Ｋ１内におけるエッジの交点、または分散が大きい画素位置等の代表画素位置であってもよい。ここで、代表画素位置は自動で検出してもよく、放射線画像Ｓ１の重複領域Ｋ１を表示することにより操作者が手動で設定するようにしてもよい。
【００４５】
また、相関値が最大となる位置に基づいて局所移動ベクトルＶ０を算出するのみならず、相関分布における相関値の重心位置に基づいて算出してもよい。なお、相関値の重心位置は、探索範囲Ｒ内における原点（例えば上述したテンプレートの基準位置）を基準として、探索範囲Ｒ内における画素位置の相関値による重みづけ平均位置を算出することにより求めることができる。この際、相関値が所定のしきい値以上となる画素位置のみを用いて重心位置を算出してもよい。なお、この重心位置を高相関重心位置と称する。
【００４６】
また、局所移動ベクトルＶ０を算出する際に、図３に示すように、重複領域Ｋ１，Ｋ２の画像を多重解像度変換することにより、解像度が異なる複数の重複領域画像を生成し、各解像度の重複領域画像間において、低解像度から高解像度にかけて順次局所移動ベクトルＶ０を算出するようにしてもよい。なお、図３においては、２回の解像度変換を行って１／４の解像度まで多重解像度変換を行った状態を示している。また、図３においては、多重解像度変換前の重複領域画像をＫ１−１，Ｋ２−１とし、次の解像度の重複領域画像をＫ１−２，Ｋ２−２、さらに次の解像度の重複領域画像をＫ１−３，Ｋ２−３としている。
【００４７】
ここで、各解像度の重複領域画像は、解像度が１／２ずつ異なる。したがって、２回の解像度変換を行って１／４の解像度まで多重解像度変換を行った場合において、局所移動ベクトルＶ０を１６個算出するものとすると、まず最低解像度の重複領域画像Ｋ１−３，Ｋ２−３を用いて、１個の局所移動ベクトルＶ０を算出する。なお、図３の局所移動ベクトルＶ０を算出した状態を説明する箇所においては、重複領域画像のサイズを重複領域Ｋ１−１，Ｋ２−１と同一サイズとしている。
【００４８】
次いで、次に高い解像度の重複領域画像Ｋ１−２，Ｋ２−２を用いて、４つの局所移動ベクトルＶ０を算出する。この際、重複領域画像Ｋ１−３，Ｋ２−３において算出した局所移動ベクトルＶ０を用いることにより、効率よく局所移動ベクトルＶ０を算出できる。例えば、図３に示すように、重複領域画像Ｋ１−３，Ｋ２−３において右斜め上を向く局所移動ベクトルＶ０が算出された場合、次の解像度の重複領域画像Ｋ１−２，Ｋ２−２においては、前の解像度にて算出した局所移動ベクトルＶ０を初期値として、図４に示すように、探索範囲Ｒの右斜め上付近の領域においてのみ（斜線で示す）テンプレートマッチングを行うようにすれば、相関値算出のための演算量を低減できるため、局所移動ベクトルＶ０の算出を効率よく行うことができる。
【００４９】
また、上記ではテンプレートマッチングを行う際に、重複領域Ｋ２内に探索範囲Ｒを設定しているが、図５に示すように、重複領域Ｋ２を超えて探索範囲Ｒを設定するようにしてもよい。これにより、探索範囲を大きくすることができるため、より精度良く局所移動ベクトルＶ０を算出できる。
【００５０】
また、上記では、放射線画像Ｓ１の重複領域Ｋ１にテンプレートＴを設定して局所移動ベクトルＶ０を算出しているが、これに加えて、放射線画像Ｓ２の重複領域Ｋ２にテンプレートＴを設定し、重複領域Ｋ２を基準とした局所移動ベクトルＶ０を算出するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記では相関値を用いて局所移動ベクトルＶ０を算出しているが、テンプレートＴと探索範囲Ｒ内の探索対象画像Ｉとの類似度を表す指標であれば相関値に限定されるものではなく、例えば、残差および平均二乗誤差等の他の任意の指標を用いることが可能である。
【００５２】
ここで、局所移動ベクトル算出部３４は、上記のように各種手法を用いて局所移動ベクトルＶ０を算出することが可能であるが、本実施形態においては、撮影情報取得部３２が取得した撮影情報に基づいて、局所移動ベクトルＶ０を算出する。具体的には、撮影情報に応じて、局所移動ベクトルＶ０の算出の手法を切り換える。例えば、撮影状況の情報が撮影枚数が多く撮影時間が長い、撮影間隔が長いおよび被写体の固定がない等の情報を含む場合、あるいは撮影対象の情報が撮影部位が胸部（長尺撮影でない場合）や全脊椎（長尺撮影の場合）である、被写体である患者が重症であり、撮影中に体を静止した状態に保持できない等の情報を含む場合は、体動が大きいと想定される。このため、撮影情報から体動が大きいと想定される場合には、局所移動ベクトル算出部３４は、探索範囲Ｒを大きくしたり、重複領域を多重解像度変換してテンプレートマッチングを行うに際しては、より低解像度まで多重解像度変換を行ったりする。これにより、より精度良く局所移動ベクトルＶ０を算出できる。なお、撮影時間が長いか否か、および撮影間隔が長いか否かはしきい値を用いて判断すればよい。
【００５３】
なお、逆に、撮影情報が体動が小さいと想定される情報を含む場合には、探索範囲Ｒを小さくしたり、多重解像度変換の回数を少なくするか、多重解像度変換を行わないようにすればよい。ここで、局所移動ベクトル算出部３４は、体動が大きいか否かを判定するのみならず、段階的に体動の大きさを判定するようにしてもよい。この場合、体動の大きさに応じて段階的に探索範囲Ｒのサイズを変更したり、多重解像度変換の回数を段階的に変更したりすればよい。
【００５４】
また、撮影情報が、２次元構造が多いと想定される撮影部位（例えば胸部、全脊椎等）の情報を含む場合、テンプレートマッチングの際に、相関値が最大となる位置に基づいて局所移動ベクトルＶ０を算出するものとし、１次元構造が多いと想定される撮影部位（例えば下肢、全下肢等）である場合、相関値は１次元方向に沿ってぶれやすくなるため、重心位置または高相関重心位置に基づいて局所移動ベクトルＶ０を算出するものとしてもよい。
【００５５】
ここで、局所移動ベクトル算出部３４は、上記のように撮影情報に基づいて局所移動ベクトルＶ０を算出しているが、上記手法のうちのいずれかの手法を用いて局所移動ベクトルＶ０を算出するかをあらかじめ定めておくようにしてもよい。この場合、撮影情報取得部３２は不要となる。
【００５６】
体動指標値算出部３６は、局所移動ベクトル算出部３４が算出した複数の局所移動ベクトルＶ０を用いて体動指標値を算出する。まず、体動指標値算出部３６は、平行移動の体動指標値を算出する。なお、平行移動とは、被写体ＮのＦＰＤ１１０の撮像面１０２に平行な直線的な動きである。このため、体動指標値算出部３６は、局所移動ベクトル算出部３４が算出した複数の局所移動ベクトルＶ０について、縦ズレ、横ズレおよび頻度を３軸とする３次元ヒストグラムを作成する。ここで、縦ズレおよび横ズレは、放射線画像の重複領域の縦横に対応するものであり、図１に示す座標系を用いることにより、局所移動ベクトルＶ０は、横方向をＸ座標、縦方向をＹ座標としたＸＹ座標上の２次元のベクトルで表されることとなる。したがって、縦ズレおよび横ズレは、それぞれ局所移動ベクトルＶ０のＹ方向およびＸ方向の大きさとなる。
【００５７】
図６はヒストグラムの例を示す図である。図６に示すようにヒストグラムにおいては、縦ズレおよび横ズレの値に応じた局所移動ベクトルＶ０の頻度が表されている。なお、ヒストグラムを作成する際には、局所移動ベクトルＶ０算出の基準となる相関値が所定のしきい値以上となる局所移動ベクトルＶ０のみを用いてもよい。また、局所移動ベクトルＶ０を算出する際に使用したテンプレートＴ内の画素値の分散値を算出し、分散値が所定のしきい値より小さく、存在するエッジが多いテンプレートＴを用いて算出した局所移動ベクトルＶ０のみを用いてもよい。
【００５８】
そして、体動指標値算出部３６はヒストグラムに基づいて体動指標値を算出する。体動指標値の算出方法としては、ヒストグラムの頻度が最大となる局所移動ベクトルＶ０を決定し、その局所移動ベクトルＶ０のヒストグラム上における位置（頻度最大位置）と基準位置（すなわちヒストグラムの原点）との距離を体動指標値として算出する方法が挙げられる。また、頻度が所定のしきい値以上となる局所移動ベクトルＶ０の重心位置（頻度重心位置）を算出し、頻度重心位置と基準位置との距離を体動指標値として算出する方法を用いてもよい。また、局所移動ベクトルＶ０の縦ズレの平均値および横ズレの平均値をそれぞれ算出して局所移動ベクトルＶ０の平均位置を算出し、平均位置と基準位置との距離を体動指標値として算出してもよい。さらに、局所移動ベクトルＶ０の縦ズレの中央値および横ズレの中央値をそれぞれ算出して局所移動ベクトルＶ０の中央位置を算出し、中央位置と基準位置との距離を体動指標値として算出してもよい。
【００５９】
また、体動指標値算出部３６は、被写体Ｎの３次元的な動きの体動指標値を算出する。なお、３次元的な動きとは、被写体ＮのねじれおよびＦＰＤ１１０の撮像面１０２に対する前後方向への倒れの動きである。３次元的な動きの体動指標値は、上述したように算出した局所移動ベクトルＶ０のヒストグラムを用いて算出する。図７は３次元的な動きの体動指標値の算出を説明するための図である。ここで、体動が平行移動のみである場合、ヒストグラムの分布は略一カ所に集中するが、体動が３次元的な動きである場合、ヒストグラムの分布は広がることとなる。このため体動指標値算出部３６は、ヒストグラムの分布の標準偏差または分散を、３次元的な動きの体動指標値として算出する。なお、標準偏差または分散が大きいほど、３次元的な動きが大きいこととなる。標準偏差または分散を算出する際の中心は、上述した頻度最大位置、頻度重心位置、平均位置および中央位置のいずれかを用いることができる。
【００６０】
さらに、体動指標値算出部３６は、被写体Ｎの２次元的な動きの体動指標値を算出する。なお、２次元的な動きとは、被写体ＮのＦＰＤ１１０の撮像面１０２に平行な面における回転、撮像面１０２の前後方向への平行移動および撮像面１０２に平行な方向の平行移動の動きである。なお、撮像面の前後方向への平行移動は、放射線画像においては拡大縮小の体動として現れるため、以降の説明においては、前後方向への移動は拡大縮小の体動として説明する。また、平行移動の動きは、上述したように局所移動ベクトルＶ０を用いて算出できるが、ここでは２次元的な動きとは、回転、拡大縮小および平行移動をすべて含む動きとしてその算出について説明する。
【００６１】
体動指標値算出部３６は、例えば「図形処理工学、山口富士夫、日刊工業新聞社刊、68-82頁、1981年」に記載された式に基づいて、被写体Ｎの２次元的な動きの体動指標値を算出する。具体的には、上述したように算出した局所移動ベクトルＶ０を２次元アフィン変換の式に適用し、複数の局所移動ベクトルＶ０から最小二乗法を用いて、平行移動、回転および拡大縮小の各要素を体動指標値として算出する。ここで、２次元アフィン変換において、横方向の移動量をｔｘ、縦方向の移動量をｔｙとすると、平行移動は下記の式（１）により表される。なお、式（１）および以降の式において、（ｘ，ｙ）は移動前の２次元座標位置、（ｘ*，ｙ*）は移動後の２次元座標位置である。
【数１】
2012075862.tif 000003
【００６２】
また２次元アフィン変換において、回転角をθとすると、回転移動は下記の式（２）により表される。
【数２】
2012075862.tif 000004
【００６３】
また、２次元アフィン変換において、拡大縮小のための拡大縮小パラメータをａ（Ｘ方向），ｄ（Ｙ方向）とすると、拡大縮小は下記の式（３）により表される。
【数３】
2012075862.tif 000005
【００６４】
式（１′）〜（３′）をまとめると、
【数４】
2012075862.tif 000006
【００６５】
となり、Ｈは９個の要素からなる行列となる。ここで、局所移動ベクトルＶ０は、（ｘ*−ｘ，ｙ*−ｙ）と表すことができるため、複数の局所移動ベクトルＶ０を上記の式（４）に適用し、最小二乗法により９個の要素を求めることにより、平行移動量、回転角度および拡大縮小パラメータを算出することができる。このようにして求めた平行移動量、回転角度および拡大縮小パラメータが２次元的な動きの体動指標値となる。なお、本実施形態においては、以降の処理において、平行移動の体動指標値は上述したようにヒストグラムに基づいて算出されたものを用いるものとし、２次元的な動きの体動指標値としては、回転角度および拡大縮小パラメータのみを用いるものとする。
【００６６】
ここで、体動指標値算出部３６は、上記のように平行移動および３次元的な動きについて、各種手法を用いて体動指標値を算出することが可能であるが、本実施形態においては、撮影情報取得部３２が取得した撮影情報に基づいて、体動指標値を算出する。具体的には、撮影情報に応じて体動指標値の算出の手法を切り換える。例えば、平行移動の体動指標値については、撮影部位が下肢（長尺撮影でない）や全下肢（長尺撮影）の場合、心臓または腸にたまったガスのように被写体Ｎの体動とは別に動く構造物が含まれないため、撮影情報が、撮影部位が下肢である旨の情報を含む場合には、体動指標値を平均位置および中央位置を用いて算出することにより、できるだけ多くの局所移動ベクトルＶ０を用いた指標値を算出する。また、３次元的な動きの体動指標値については、平均位置および中央位置を標準偏差または分散を算出する際の中心として用いることにより体動指標値を算出する。
【００６７】
一方、撮影部位が胸部（長尺撮影でない）や全脊椎（長尺撮影）の場合、心臓または腸にたまったガスのように被写体Ｎの体動とは別に動く構造物が含まれる。このため、撮影情報が、撮影部位が胸部である旨の情報を含む場合には、平行移動の体動指標値については、体動指標値を頻度最大位置または頻度重心位置を用いて算出することにより、局所的な動きに影響されないように指標値を算出することができる。また、３次元的な動きの体動指標値については、頻度最大位置または頻度重心位置を標準偏差または分散を算出する際の中心として用いることにより体動指標値を算出する。
【００６８】
なお、体動指標値算出部３６は、平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きのすべての体動指標値を算出しているが、平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの少なくとも２つの体動指標値を算出するものであってもよい。しかしながら、平行移動の体動指標値を含むものであることが好ましい。
【００６９】
ここで、体動指標値算出部３６は、上記のように撮影情報に基づいて体動指標値を算出しているが、上記手法のうちのいずれかの手法を用いて体動指標値を算出するかをあらかじめ定めておくようにしてもよい。この場合、撮影情報取得部３２は不要となる。
【００７０】
後処理選択部３９は、上述したように算出した被写体の動きに応じた複数種類の体動指標値に基づいて、後段で行う処理を選択する。このために、後処理選択部３９は、まず体動指標値算出部３６が算出した体動指標値をしきい値と比較し、体動指標値がしきい値以上の場合に体動があると判別する。なお、本実施形態においては、平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの複数の体動指標値が算出されているため、そのそれぞれについての体動指標値を、それぞれに応じたしきい値と比較して、個別に体動の有無を判別する。さらに、２次元の動きについては、回転および拡大縮小のそれぞれについてしきい値を用意しておき、回転および拡大縮小のそれぞれについて体動の有無を判別する。
【００７１】
ここで、本実施形態においては、後処理選択部３９は、撮影情報取得部３２が算出した撮影情報に基づいて、体動指標値をしきい値と比較することにより体動の有無を判別する。具体的には、撮影情報に応じてしきい値の大きさを切り換える。例えば、撮影部位が下肢（長尺撮影でない）や全下肢（長尺撮影）の場合、心臓または腸にたまったガスのように被写体Ｎの体動とは別に動く構造物が含まれない。これに対して、撮影部位が胸部（長尺撮影でない）や全脊椎（長尺撮影）の場合、心臓または腸にたまったガスのように被写体Ｎの体動とは別に動く構造物が含まれる。このため、撮影情報が、撮影部位が胸部である旨の情報を含む場合には、撮影部位が下肢の場合よりも判別のためのしきい値を大きくする。これにより、局所的な動きに影響されることなく、体動の有無を判別できる。
【００７２】
また、撮影部位が全脊椎（長尺撮影）である場合のように、要求される検出体動量が小さい撮影部位である場合には、しきい値を小さく設定し、撮影部位が全下肢（長尺撮影）である場合のように検出体動量が大きい撮影部位である場合には、しきい値を大きく設定する。
【００７３】
なお、撮影情報に基づくことなく、あらかじめ定められたしきい値を用いて体動の有無を判別してもよい。この場合、撮影情報取得部３２は不要となる。
【００７４】
さらに、後処理選択部３９は、体動補正部４０において体動補正を行うか否かを選択する。具体的には、３次元的な動きの体動があると判別した場合には、平行移動および２次元的な動きの体動の有無に拘わらず体動補正を行わない。また、２次元的な動きの体動があると判別した場合にも、平行移動および３次元的な動きの体動の有無に拘わらず体動補正を行わない。なお、平行移動の体動については、３次元的な動きの体動および２次元的な動きの体動がないと判別された場合にのみ、体動の有無に拘わらず体動補正を行う。すなわち、３次元的な動きおよび２次元的な動きのいずれかの体動があると判別された場合以外は体動補正を行う。
【００７５】
また、後処理選択部３９は、体動の有無の判別結果および体動指標値に基づいて、体動補正を行うと選択した場合の体動補正の方法を選択する。ここで、本実施形態においては、体動指標値をしきい値と比較し、体動指標値がしきい値未満となった場合に体動無しと判別しているため、体動無しと判別された場合でも、体動指標値は０でないことから体動は生じているものである。このため、３次元的な動きの体動が生じている場合には、非線形ワーピングを選択する。また、２次元的な動きにおける回転の体動が生じている場合には、上記式（２）を用いて回転により体動補正を行う方法を選択する。また、２次元的な動きにおける拡大縮小の体動が生じている場合には、上記式（３）を用いて拡大縮小により体動補正を行う方法を選択する。なお、２次元的な動きの体動が生じている場合には、非線形ワーピングを行う方法を選択してもよい。また、３次元的な動きおよび２次元的な動きの体動の双方が生じている場合には、非線形ワーピングを行う方法を選択する。なお、これ以外の場合には、局所移動ベクトルＶ０の方向に基づいて、平行移動の体動補正を行う方法を選択する。
【００７６】
また、後処理選択部３９は、体動の有無の判別結果および体動指標値に基づいて、後述する画像表示部６０に表示する体動指標値を選択する。具体的には、３次元的な動きの体動があると判別した場合あるいは３次元的な動きの体動がないと判別したが、３次元的な動きの体動が生じている場合には、３次元的な動きの体動指標値（すなわち標準偏差または分散）を表示することを選択する。また、２次元的な動きにおける回転の体動があると判別した場合あるいは回転の体動がないと判別したが回転の体動が生じている場合には、回転の体動指標値（すなわち回転角θ）を表示することを選択する。また、２次元的な動きにおける拡大縮小の体動があると判別した場合あるいは拡大縮小の体動がないと判別したが拡大縮小の体動が生じている場合には、拡大縮小の体動指標値（すなわちパラメータａ，ｄ）を表示することを選択する。なお、平行移動の体動については、平行移動の体動指標値を表示することを選択する。
【００７７】
次に、体動補正部４０による体動の補正について説明する。体動補正部４０は、後処理選択部３９が体動補正を行うと選択した場合において、さらに後処理選択部３９が選択した体動補正の方法を用いて、被写体Ｎの体動に起因する画像歪みを解消するための補正を放射線画像に対して行う。ここで、平行移動の体動補正が選択された場合について説明すると、図８（ａ）に示すように、平行移動の体動指標値が検出されていることとなるため、図８（ｂ）に示すように、体動指標値すなわち局所移動ベクトルＶ０に基づいて、２つの放射線画像Ｓ１，Ｓ２を相対的にずらすことにより体動補正を行う。また、非線形ワーピングが選択された場合には、複数の放射線画像を相対的に非線形ワーピングすることにより体動補正を行う。また、回転または拡大縮小の体動補正が選択されている場合には、上記式（２）または式（３）を用いて体動補正を行う。
【００７８】
画像合成部４２は、体動補正済みの放射線画像をつなぎ合わせるように合成して合成画像Ｃ１を生成する。
【００７９】
警告部４４は、後述するように体動が大きい場合に警告を行う。
【００８０】
なお、放射線画像撮影装置１５０の全体の動作は、コンソール７０によって制御される。したがってコンソール７０には、被写体Ｎに関する情報や長尺の放射線画像を得るための撮影条件等が入力され、それらの情報は長尺撮影制御部５０や、コリメータ１１２によって定められる放射線照射範囲等を設定するための撮影調節部（図示せず）等に入力される。この撮影調節部は、例えば４回の放射線撮影毎に所定サイズの合成用放射線画像が得られるように、各放射線撮影時の放射線源１００の位置やコリメータ１１２の状態、そしてＦＰＤ１１０の位置等を調節するフレーム割りを行う。その後、コンソール７０からの指令により、４つの放射線画像を撮影する動作が実行される。
【００８１】
ここで、複数回撮影される放射線画像のサイズを決定するには、上述のようにコリメータ１１２等によって放射線照射範囲を規定する他、各回の撮影で得られた放射線画像の一部分を切り出して各画像部分の長さ、幅を調節するようにしてもよい。
【００８２】
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図９は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、ＦＰＤ１１０を移動させつつ長尺撮影を行い、移動の各位置における放射線画像を取得する（ステップＳＴ１）。そして、局所移動ベクトル算出部３４が、隣接する２つの放射線画像の重複領域における局所移動ベクトルＶ０を算出し（ステップＳＴ２）、体動指標値算出部３６が体動指標値を算出する（ステップＳＴ３）。
【００８３】
続いて、後処理選択部３９が、体動指標値に基づいて体動の有無を判別する（ステップＳＴ４）。そして、後処理選択部３９が、体動の有無の判別結果および体動指標値に基づいて、画像表示部６０に表示する体動指標値を選択し（ステップＳＴ５）、体動の有無の判別結果に応じて体動補正を行うか否かを選択する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６が肯定されると、後処理選択部３９は、体動補正の方法を選択し（ステップＳＴ７）、体動補正に使用する体動指標値および選択した体動補正の方法の情報を体動補正部４０に、表示すると選択した体動指標値を画像表示部６０にそれぞれ出力する（情報出力、ステップＳＴ８）。
【００８４】
次いで、後処理選択部３９が選択した体動補正の方法を用いて、体動補正部４０が複数の放射線画像の体動を補正し（ステップＳＴ９）、画像合成部４２が体動補正済みの放射線画像を合成して合成画像Ｃ１を生成する（ステップＳＴ１０）。そして、画像表示部６０が合成画像Ｃ１を、表示すると選択された体動指標値とともに表示し（ステップＳＴ１１）、処理を終了する。
【００８５】
図１０は画像表示部６０の表示画面における表示の例を示す図である。図１０に示すように表示画面６１には、合成画像Ｃ１を表示する画像表示領域６２と、体動指標値を表示する体動指標値表示領域６３とが表示される。なお、体動指標値表示領域６３には、表示すると選択された体動指標値のみが表示される。図１０においては、平行移動、３次元的な動き、並びに２次元的な動きの回転および拡大縮小の体動指標値が表示された状態を示している。なお、図１１に示すように、画像表示領域６２に表示された合成画像Ｃ１の重複領域にカーソルを近づけると、体動指標値をポップアップ表示するようにしてもよい。
【００８６】
一方、ステップＳＴ６が否定されると、後処理選択部３９は、体動補正を行わない旨の選択結果を警告部４４に、表示すると選択した体動指標値を画像表示部６０に出力する（情報出力、ステップＳＴ１２）。警告部４４は、音声メッセージ（警告音声を含む）やブザー音（警告音）により警告を行う（ステップＳＴ１３）。さらに画像表示部６０が表示すると選択された体動指標値を表示し（ステップＳＴ１４）、処理を終了する。この場合、音声メッセージは、例えば「体動が大きいため、撮影をやり直して下さい」等、操作者に再撮影を促す内容のものを用いればよい。また、画像表示部６０の表示画面上に警告マークや警告メッセージを表示するようにしてもよい。また、音および表示の双方によって警告を発生するようにしてもよい。
【００８７】
このように、本実施形態においては、複数の放射線画像の撮影時における被写体の体動に応じた複数種類の体動指標値を取得するようにしたため、平行移動、３次元的な動きおよび２次元的な動きという、被写体の体動に応じた適切な体動指標値を取得することができ、その結果、精度よく体動を検出することができる。また、検出した体動指標値に基づいて、後段で行われる体動補正実行の有無の選択、体動補正方法の選択および表示する体動指標値を選択する処理を適切に行うことができる。
【００８８】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は本発明の第２の実施形態による体動検出装置を適用した放射線画像撮影装置の構成を示す概略図である。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第２の実施形態による放射線画像撮影装置１５０Ａは、後処理選択部３９Ａが、平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの体動指標値のうちの、最も大きい体動指標値を主たる体動指標値に決定し、主たる体動指標値に基づいて体動補正の実施の選択、体動補正方法の選択および表示する体動指標値の選択を行うようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００８９】
すなわち、第２の実施形態においては、後処理選択部３９Ａは、体動指標値算出部３６が算出した平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの体動指標値の大きさを判定する。この場合、平行移動、３次元の動きおよび２次元の動きの体動指標値は単位が異なるため、単位を正規化して体動指標値の大きさを判定すればよい。そして最も大きい体動指標値を主たる体動指標値に決定し、主たる体動指標値に基づいて、体動補正の実施の選択を行う。すなわち、主たる体動指標値が３次元的な動きまたは２次元的な動きの体動指標値である場合、その体動指標値をしきい値と比較して、体動補正を行うか否かを選択する。なお、主たる体動指標値が平行移動である場合は、３次元的な動きの体動および２次元的な動きの体動がないと判別された場合に、体動補正を行うことを選択する。
【００９０】
また、体動補正を実施すると選択した場合には、体動補正の方法を選択する。すなわち、主たる体動指標値が３次元的な動きの体動指標値である場合には、非線形ワーピングを選択する。また、主たる体動指標値が２次元的な動きにおける回転の体動指標値である場合には、上記式（２）を用いて回転により体動補正を行う方法を選択する。また、主たる体動指標値が２次元的な動きにおける拡大縮小の体動指標値である場合には、上記式（３）を用いて拡大縮小により体動補正を行う方法を選択する。なお、２次元的な動きの体動が生じている場合には、非線形ワーピングを行う方法を選択してもよい。さらに、主たる体動指標値が平行移動の体動指標値である場合には、局所移動ベクトルＶ０の方向に基づいて、平行移動の体動補正を行う方法を選択する。
【００９１】
次いで、本発明の第２の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、ＦＰＤ１１０を移動させつつ長尺撮影を行い、移動の各位置における放射線画像を取得する（ステップＳＴ２１）。そして、局所移動ベクトル算出部３４が、隣接する２つの放射線画像の重複領域における局所移動ベクトルＶ０を算出し（ステップＳＴ２２）、体動指標値算出部３６が体動指標値を算出する（ステップＳＴ２３）。
【００９２】
続いて、後処理選択部３９は、体動指標値の大きさを比較して、主たる体動指標値を決定する（ステップＳＴ２４）。さらに、後処理選択部３９は、主たる体動指標値に基づいて体動の有無を判別する（ステップＳＴ２５）。そして、後処理選択部３９は、主たる体動指標値を画像表示部６０に表示する体動指標値として選択し（ステップＳＴ２６）、主たる体動指標値の体動の有無の判別結果に応じて体動補正を行うか否かを選択する（ステップＳＴ２７）。ステップＳＴ２７が肯定されると、後処理選択部３９は、主たる体動指標値に基づいて体動補正の方法を選択し（ステップＳＴ２８）、主たる体動指標値および選択した体動補正の方法の情報を体動補正部４０に、表示すると選択した主たる体動指標値を画像表示部６０にそれぞれ出力する（情報出力、ステップＳＴ２９）。
【００９３】
次いで、後処理選択部３９が選択した体動補正の方法を用いて、体動補正部４０が複数の放射線画像の体動を補正し（ステップＳＴ３０）、画像合成部４２が体動補正済みの放射線画像を合成して合成画像Ｃ１を生成する（ステップＳＴ３１）。そして、画像表示部６０が合成画像Ｃ１を、表示すると選択された体動指標値とともに表示し（ステップＳＴ３２）、処理を終了する。
【００９４】
一方、ステップＳＴ２７が否定されると、後処理選択部３９は、体動補正を行わない旨の選択結果を警告部４４に、表示すると選択した主たる体動指標値を画像表示部６０に出力する（情報出力、ステップＳＴ３３）。警告部４４は、音声メッセージ（警告音声を含む）やブザー音（警告音）により警告を行う（ステップＳＴ３４）。さらに画像表示部６０が表示すると選択された体動指標値を表示し（ステップＳＴ３５）、処理を終了する。
【００９５】
なお、上記第１の実施形態においては、後処理選択部３９が複数種類の体動補正方法を選択する場合がある。例えば、平行移動、３次元的な動きおよび２次元的な動きのすべてが生じている場合には、平行移動、非線形ワーピング、回転および拡大縮小のすべての体動補正方法が選択される。なお、２次元的な動きについては、非線形ワーピングが選択される場合もある。このため、体動補正部４０においては、後処理選択部３９が選択した複数の体動補正方法について、取り得るすべての組み合わせまたは任意の組み合わせの体動補正方法を用いて体動補正を行うようにしてもよい。例えば、平行移動、非線形ワーピング、回転および拡大縮小のすべての体動補正方法が選択されている場合は、体動補正の方法は４種類あるため、４種類すべての体動補正方法（１通り）、４種類のうちの３種類の体動補正方法（４通り）、４種類のうちの２種類の体動補正方法（６通り）、４種類のうちの１種類の体動補正方法（４通り）の合計１５通りの体動補正方法により体動補正を行うことが可能である。
【００９６】
この場合、体動補正部４０は、１５通りのすべての体動補正方法またはこれらのうちの任意の数の体動補正方法を用いて体動補正を行う。画像合成部４２は行われたすべての体動補正方法により補正された放射線画像を用いて複数の合成画像を生成する。そして、画像表示部６０は、複数の合成画像を表示する。図１４は複数の合成画像を表示した状態を示す図である。なお、図１４においては、６通りの体動補正が行われた場合における６つの合成画像を表示した状態を示している。図１４に示すように、表示画面６１の画像表示領域６２には、複数の合成画像の縮小画像が一覧として表示される。この場合、複数の合成画像のうち、選択された合成画像を拡大して表示することが好ましい。これにより、操作者は好ましい補正方法により補正された合成画像を選択することができる。なお、この場合、図１５に示すように、最も好ましい体動補正方法により補正された合成画像以外の画像をグレーアウトさせるようにしてもよい。なお、図１５においてはグレーアウトした状態を斜線を付与することにより示している。
【００９７】
ここで、上記第１および第２の実施形態においては、平行移動、３次元的な動きおよび２次元的な動きの体動指標値を算出しているが、とくに長尺撮影時における体動は、ＦＰＤ１１０に対する被写体の縦横方向の移動、すなわち平行移動が主なものであることが分かっている。また、平行移動の体動は、複数の放射線画像を相対的にずらすことにより補正することができるため、放射線画像の画質を劣化させることがない。これにより、計測および診断に影響がない範囲の平行移動の体動であることが分かれば、平行移動の体動を補正しても、放射線画像を合成することにより得られる合成画像の読影に影響を与えない。したがって、長尺撮影中に体動が平行移動であり、かつ計測および診断に影響がない範囲の体動であることが分かれば、放射線画像を補正しても合成画像の読影に影響を与えないことから、再度の撮影は不要となり、その結果、被写体である患者が無用に被曝されることを防止できる。
【００９８】
このため、体動指標値を算出するに際し、平行移動の体動指標値のみを算出するようにしてもよい。以下、これを第３の実施形態として説明する。なお、第３の実施形態においては、上記第１および第２の実施形態における体動指標値算出部３６において行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。
【００９９】
第３の実施形態においては、体動指標値算出部３６は、平行移動の体動指標値のみを算出する。具体的には、局所移動ベクトル算出部３４が算出した複数の局所移動ベクトルＶ０を用いて図６に示すヒストグラムを作成し、ヒストグラムに基づいて平行移動の体動指標値を算出する。ここで、撮影部位が胸部（長尺撮影でない）や全脊椎（長尺撮影）の場合、心臓または腸にたまったガスのように被写体Ｎの体動とは別に動く構造物が含まれる。すなわち、被写体Ｎを剛体と見なした場合における被写体Ｎの姿勢に関する動き以外の、局所的な動きが含まれる。体動指標値算出部３４は、作成したヒストグラムにおける頻度最大位置または頻度重心位置を用いて体動指標値を算出する。なお、頻度が大きいほど重みづけを大きくしたヒストグラムの重みづけ平均値を体動指標値として算出するようにしてもよい。
【０１００】
これにより、被写体Ｎを剛体と見なした場合における被写体Ｎの姿勢に関する動きである平行移動の体動指標値のみを、局所的な動きに影響されないように算出することができる。
【０１０１】
なお、平行移動の体動指標値を算出する手法は、ヒストグラムを用いる手法に限定されるものではない。例えば、複数の局所移動ベクトルＶ０を方向および大きさ毎にクラスタリングすることにより局所移動ベクトルＶ０を分離し、分離した局所移動ベクトルＶ０のうち、大きさが所定のしきい値未満の局所移動ベクトルＶ０を除去する、あるいは局所移動ベクトルＶ０の大きさが大きいほど重みづけを大きくする等の手法を用いることにより、局所的な動きを抑制して、平行移動の体動指標値を算出することが可能である。
【０１０２】
次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図１６は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、ＦＰＤ１１０を移動させつつ長尺撮影を行い、移動の各位置における放射線画像を取得する（ステップＳＴ４１）。そして、局所移動ベクトル算出部３４が、隣接する２つの放射線画像の重複領域における局所移動ベクトルＶ０を算出し（ステップＳＴ４２）、体動指標値算出部３６が平行移動の体動指標値を算出する（ステップＳＴ４３）。
【０１０３】
続いて、後処理選択部３９が、体動指標値に基づいて体動の有無を判別する（ステップＳＴ４４）。そして、後処理選択部３９が、体動の有無の判別結果に応じて体動補正を行うか否かを選択する（ステップＳＴ４５）。ステップＳＴ４５が肯定されると、後処理選択部３９は、平行移動の体動指標値の情報を体動補正部４０および画像表示部６０にそれぞれ出力する（情報出力、ステップＳＴ４６）。
【０１０４】
次いで、体動補正部４０が複数の放射線画像の平行移動の体動を補正し（ステップＳＴ４７）、画像合成部４２が体動補正済みの放射線画像を合成して合成画像Ｃ１を生成する（ステップＳＴ４８）。そして、画像表示部６０が合成画像Ｃ１を平行移動の体動指標値とともに表示し（ステップＳＴ４９）、処理を終了する。
【０１０５】
一方、ステップＳＴ４５が否定されると、後処理選択部３９は、体動補正を行わない旨の選択結果を警告部４４に、平行移動の体動指標値を画像表示部６０に出力する（情報出力、ステップＳＴ５０）。警告部４４は、音声メッセージ（警告音声を含む）やブザー音（警告音）により警告を行う（ステップＳＴ５１）。さらに画像表示部６０が平行移動の体動指標値を表示し（ステップＳＴ５２）、処理を終了する。
【０１０６】
これにより、第３の実施形態においては、被写体の平行移動の動きを精度よく体動を検出することができる。また、検出した平行移動の体動指標値に基づいて、後段で行われる体動補正実行の有無の選択を選択する処理を適切に行うことができる。
【０１０７】
なお、上記第１から第３の実施形態においては、長尺撮影により取得した放射線画像についての体動指標値を取得しているが、体動検出部３０のみを単独で使用することにより、エネルギーサブトラクション撮影、経時サブトラクション撮影、およびトモシンセシス撮影および連写撮影等、同一被写体についてショット間で体動が生じる可能性がある撮影により取得した放射線画像についても、上記第１および第２の実施形態と同様に、撮影情報に基づく局所移動ベクトルＶ０の算出、体動指標値の算出および体動の有無の判別を行うことができる。
【０１０８】
また、上記第１から第３の実施形態においては、ＦＰＤ１１０の移動中、すなわち撮影中において、２回目以降の移動の各位置毎、すなわち２回目の撮影以降の各撮影毎に、隣接する２つの放射線画像の重複領域に基づいて体動指標値の算出および体動の有無の判別を行い、体動ありと判別された場合に警告を発生するようにしてもよい。
【０１０９】
この場合、操作者は、長尺撮影中に警告等によって被写体Ｎの体動を確認すると、コンソール７０に設けられた緊急停止スイッチを操作することによって、撮影を途中で停止させることができる。これにより、合成ができないほどの体動量があるにも拘わらず撮影を続けることにより、被写体Ｎが無用に被曝されることを防止できる。
【０１１０】
また、長尺撮影中に被写体の体動ありと判別された場合には、警告を発生させるようにしたが、警告の発生とともに、その後の撮影を自動的に停止させるようにしてもよい。これにより、操作者が警告等によって被写体の体動を確認してから、直ちに緊急停止スイッチを操作する必要がなくなり、あるいは緊急停止スイッチが操作されるまでの間に次の撮影が行われることを防止することができ、その結果、操作者に負担をかけることなく、被写体が無用に被曝されることを防止できる。
【０１１１】
また、上記第１および第２の実施形態においては、後処理選択部３９において、体動補正の実施の有無の選択、体動補正方法の選択および画像表示部６０に表示する体動指標値の選択を行っているが、これらのうちのいずれか１つまたは任意の組み合わせについての選択を行うようにしてもよい。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態に係る装置１５０について説明したが、コンピュータを、上記の撮影情報取得部３２、局所移動ベクトル算出部３４、体動指標値算出部３６、および後処理選択部３９に対応する手段として機能させ、図９，１３，１６に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。
【０１１３】
以下、本発明の実施態様項について説明する。
【０１１４】
［実施態様項１］
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の放射線画像における重複領域内の局所的な前記被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出する局所移動ベクトル算出手段と、
前記局所移動ベクトルに基づいて前記被写体の姿勢に起因する体動指標値を算出する体動指標値算出手段とを備えたことを特徴とする体動検出装置。
【０１１５】
「被写体の姿勢に起因する体動指標値」とは、被写体を剛体と見なした場合における、被写体の姿勢に起因する体動の指標値を意味し、被写体内部に含まれる心臓、肺、腸等の内臓の動きに起因する指標値は含まない。
【０１１６】
［実施態様項２］
前記体動指標値算出手段は、前記被写体の平行移動量の指標値を前記体動指標値として算出する手段であることを特徴とする実施態様項１記載の体動検出装置。
【０１１７】
［実施態様項３］
前記体動指標値算出手段は、さらに前記被写体の３次元的な移動量の指標値および該被写体の２次元的な移動量の指標値の少なくとも一方を前記体動指標値として算出する手段であることを特徴とする実施態様項２記載の体動検出装置。
【０１１８】
［実施態様項４］
前記体動指標値に基づいて、前記複数の放射線画像に関連する後処理を選択する後処理選択手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項３項記載の体動検出装置。
【０１１９】
［実施態様項５］
前記後処理選択手段は、前記複数の放射線画像に体動補正処理を施すか否かを選択する手段であることを特徴とする実施態様項４記載の体動検出装置。
【０１２０】
［実施態様項６］
前記後処理選択手段は、前記複数の放射線画像に施す体動補正処理の種類を選択する手段であることを特徴とする実施態様項４または５記載の体動検出装置。
【０１２１】
［実施態様項７］
前記後処理選択手段は、表示する体動指標値の種類を選択する手段であることを特徴とする実施態様項４から６のいずれか１項記載の体動検出装置。
【０１２２】
［実施態様項８］
前記撮影時の撮影状況および撮影対象を表す撮影情報を取得する撮影情報取得手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項１から７のいずれか１項記載の体動検出装置。
【０１２３】
［実施態様項９］
前記局所移動ベクトル算出手段は、前記撮影情報に基づいて前記局所移動ベクトルを算出する手段であることを特徴とする実施態様項８記載の体動検出装置。
【０１２４】
［実施態様項１０］
前記体動指標値算出手段は、前記撮影情報に基づいて、前記局所移動ベクトルを統合して前記平行移動の体動指標値を算出する手段であることを特徴とする実施態様項８または９記載の体動検出装置。
【０１２５】
［実施態様項１１］
前記撮影情報および前記体動指標値に基づいて、前記被写体の体動の有無を判別する体動判別手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項８から１０のいずれか１項記載の体動検出装置。
【０１２６】
［実施態様項１２］
前記体動指標値に基づいて、前記被写体の体動の有無を判別する体動判別手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項１から１０のいずれか１項記載の体動検出装置。
【０１２７】
［実施態様項１３］
放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する撮影手段と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
実施態様項１から１２のいずれか１項記載の体動検出装置とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【０１２８】
［実施態様項１４］
前記体動が検出された場合に、前記複数の放射線画像の再撮影を補助するための再撮影補助情報を生成する情報生成手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項１３記載の放射線画像撮影装置。
【０１２９】
［実施態様項１５］
前記再撮影補助情報を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項１４記載の放射線画像撮影装置。
【０１３０】
［実施態様項１６］
前記再撮影補助情報に基づいて、前記再撮影の制御を行う再撮影制御手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様項１４または１５記載の放射線画像撮影装置。
【０１３１】
［実施態様項１７］
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得し、
前記複数の放射線画像における重複領域内の局所的な前記被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出し、
前記局所移動ベクトルに基づいて前記被写体の姿勢に起因する体動指標値を算出することを特徴とする体動検出方法。
【０１３２】
［実施態様項１８］
同一被写体に関して複数回の撮影を行うことにより得られた、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する手順と、
前記複数の放射線画像における重複領域内の局所的な前記被写体のズレを表す局所移動ベクトルを算出する手順と、
前記局所移動ベクトルに基づいて前記被写体の姿勢に起因する体動指標値を算出する手順とを有することを特徴とする体動検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１３３】
３０    体動検出部
３１    画像取得部
３２    撮影情報取得部
３４    局所移動ベクトル算出部
３６    体動指標値算出部
３９，３９Ａ    後処理選択部
４０    体動補正部
４２    画像合成部
４４    警告部
６０    画像表示部
１００    放射線源
１０２    撮像面
１０４    放射線
１１０    ＦＰＤ
１５０，１５０Ａ    放射線画像撮影装置
【図１】
2012075862.tif 000007
【図２】
2012075862.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012075862.tif 000011
【図６】
2012075862.tif 000012
【図７】
2012075862.tif 000013
【図８】
2012075862.tif 000014
【図９】
2012075862.tif 000015
【図１０】
2012075862.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
2012075862.tif 000018
【図１３】
2012075862.tif 000019
【図１４】
2012075862.tif 000020
【図１５】
2012075862.tif 000021
【図１６】
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