JP2013169400A - 動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 - Google Patents
動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013169400A JP2013169400A JP2012036282A JP2012036282A JP2013169400A JP 2013169400 A JP2013169400 A JP 2013169400A JP 2012036282 A JP2012036282 A JP 2012036282A JP 2012036282 A JP2012036282 A JP 2012036282A JP 2013169400 A JP2013169400 A JP 2013169400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analysis
- subject
- block
- pixel
- support information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 161
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 310
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 165
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 143
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 113
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 70
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 51
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 33
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002601 radiography Methods 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 149
- 238000002438 flame photometric detection Methods 0.000 description 121
- 230000008859 change Effects 0.000 description 49
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 49
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 49
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 35
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 32
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 27
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 26
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 23
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 20
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 18
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 16
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 14
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 6
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 6
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 6
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 6
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 5
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 5
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 5
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 4
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 2
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001871 Tachycardia Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000011976 chest X-ray Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000541 pulsatile effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006794 tachycardia Effects 0.000 description 1
- 208000008203 tachypnea Diseases 0.000 description 1
- 206010043089 tachypnoea Diseases 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- YDLQKLWVKKFPII-UHFFFAOYSA-N timiperone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)CCCN1CCC(N2C(NC3=CC=CC=C32)=S)CC1 YDLQKLWVKKFPII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000809 timiperone Drugs 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
【解決手段】解析WSの制御部は、被写体の動態を撮影することにより得られた一連のフレーム画像のそれぞれを互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数のブロックに分割し、複数のフレーム画像における解析対象領域内の各ブロックの画素の信号値に基づいて各ブロックにおける被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて被写体の動態の正常/異常の疑いありを弁別する。そして、異常の疑いがあると弁別されたブロックを当該ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、各小ブロックにおける被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する。
【選択図】図9
Description
また、従来の要精査と判断された被検者に対しては、再撮影すること無く被検者の動態機能に係る特徴量情報を診断支援情報として算出提供可能とし、早期診断を可能とするものである。
被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムであって、
前記解析手段は、
前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する弁別手段と、
前記弁別手段により前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する診断支援情報生成手段と、
を備える。
前記弁別手段は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおいて、前記各画素ブロック毎に画素の信号値の代表値を算出して画素ブロック内の画素の信号値を当該算出された代表値に置き換え、撮影順が隣接するフレーム画像間において前記各画素ブロックの信号値の差分値を算出し、前記算出された差分値に基づいて、前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する。
前記撮影手段は、前記被写体の胸部の安静呼吸の動態を撮影し、
前記診断支援情報生成手段は、前記被写体の胸部の安静呼吸の動態に係る診断支援情報を生成する。
前記弁別手段は、前記複数のフレーム画像のうち、肺野領域の面積が最小のフレーム画像において、その肺野領域を複数の画素からなる複数の画素ブロックに分割し、他のフレーム画像を前記各画素ブロックと同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割する。
前記撮影手段は、放射線の散乱を防止するためのグリッドが装着されてない状態で撮影を行う。
被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムであって、
前記被写体の動態について算出すべき特徴量を指定するための指定手段を備え、
前記解析手段は、前記指定手段により指定された特徴量に応じて、特徴量算出の単位となる小ブロックに含まれる画素数を決定し、前記複数のフレーム画像のそれぞれを前記指定手段により指定された画素数の画素からなる複数の小ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における解析対象領域内の各小ブロックの画素の信号値に基づいて前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る前記指定された特徴量を算出して診断支援情報を生成する。
前記解析手段は、前記指定手段により複数の特徴量が指定された場合、前記指定された複数の特徴量のそれぞれに応じた画素数のうち、最も小さい画素数を前記小ブロックの画素数として決定する。
被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムにおける動態診断支援情報生成方法であって、
前記撮影手段により、前記被写体の動態を一周期以上撮影して複数のフレーム画像を取得する工程と、
前記解析手段により、前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する工程と、
前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する工程と、
を含む。
被写体の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する動態解析装置であって、
前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する弁別手段と、
前記弁別手段により前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する診断支援情報生成手段と、
を備える。
また、従来の要精査と判断された被検者に対しては、再撮影すること無く被検者の動態機能に係る特徴量情報を診断支援情報として算出提供可能となり、早期診断が可能となる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る診断支援情報生成システム100の全体構成例を示す図である。
図1に示す撮影室R1〜R3は、被検者の身体の一部である被写体(すなわち被検者の撮影部位)に放射線を照射して被写体の動態撮影又は静止画撮影を行うための室である。
動態撮影とは、被写体に対し、X線等の放射線をパルス的に連続照射して複数の画像を取得(即ち、連続撮影)することをいう。動態撮影では、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)を持つ被写体の動態を撮影する。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。
静止画撮影とは、従来のフィルム方式やCR方式と同様に撮影部位の濃度分解能に基づく診断に使用されるもので、被写体に対し、X線等の放射線を1回照射して一枚の静止画像を取得することをいう。
撮影室R1には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3aと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が備えられている。
撮影室R2には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3b、3cと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
撮影室R3には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3bと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
図2に、ブッキー装置1の機能構成例を示す。図2に示すように、ブッキー装置1は、制御部11と、検出器装着部12と、通信I/F13と、駆動部14とを備えて構成されている。
例えば、制御部11は、検出器装着部12にFPD9a又は9bが装着されると、装着されたFPDにコネクタ12bを介してFPDID(FPDの識別情報)の送信要求を行い、FPDIDが受信されると、自己の識別番号であるブッキーIDをFPDIDに対応付けて通信I/F13を介してコンソール5に送信する。また、受信されたFPDIDを一時的にRAMに記憶する。
また、例えば、制御部11は、検出器装着部12からFPDが抜き取られると、通信I/F13を介してコンソール5にFPDIDを送信し、当該FPDIDの(撮影管理テーブル521からの)消去要求を行う。
ブッキー装置2は、制御部21と、検出器装着部22と、通信I/F23と、駆動部24とを備えて構成されている。制御部21、検出器装着部22、通信I/F23、駆動部24は、それぞれ上述の制御部11、検出器装着部12、通信I/F13、駆動部14と同様の構成であるので説明を援用する。更に、ブッキー装置2は、被写体を載置するための被写体台26を備える。
コンソール5は、当該FPDIDを取得すると、以後、当該FPDを自己の制御下におき、起動やスリープ遷移等を制御する。
なお、本実施の形態においては、FPDを撮影室内に持ち込んだ際及び持ち出す際にクレードル4に装着することで、FPDの撮影室への侵入及び持ち出しをクレードル4を介してコンソール5で検知できるようになっている。
なお、FPDの撮影室への侵入及び持ち出しは、上記のクレードル方式以外も採用可能で、例えば、WO2008/111355号公報に開示されているRFID方式等を用いることができる。
析用WS8、PACS(Picture Archiving and Communication System)10等に接続されており、HIS/RIS7から送信された撮影オーダー情報に基づいて、コンソール5が対応つけられている(設置されている)撮影室でそのオーダーの撮影が可能であるか否かを判断し、判断結果を表示する。そして、撮影が可能である場合、コンソール5は撮影に用いられる放射線源及びFPDを起動させる等の制御をして撮影を行わせる。
例えば、制御部51は、通信I/F55を介してFPDID及びブッキーIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521(図4参照)の受信されたブッキーIDに対応する領域にFPDIDを書き込む。また、制御部51は、通信I/F55を介してクレードル4からFPDIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521のブッキーIDが対応付けられていない領域にFPDIDを書き込む。また、制御部51は、ブッキー装置1又は2を介して画像データが受信されると、画像受信時刻を撮影管理テーブル521の送信元のブッキー装置のブッキーIDに対応する領域に記憶させる。
また、例えば、制御部51は、後述する撮影・解析処理を実行し、HIS/RIS7から取得した撮影オーダー情報に基づいて、このコンソール5が設置されている撮影室でそのオーダーの撮影が可能であるか否かを判断し、判断結果を表示する。そして、撮影が可能である場合、コンソール5は撮影に用いられる放射線源及び撮影に用いられるFPDを制御して撮影を行わせる。
例えば、記憶部52には、各撮影室における撮影を管理するための撮影管理テーブル521が記憶されている。
図4に、撮影管理テーブル521のデータ格納例を示す。図4に示すように、撮影管理テーブル521には、「ブッキーID」、「管球タイプ」、「FPDID」、「画像受信時刻」等の項目が設けられている。「ブッキーID」、「管球タイプ」の領域には、当該コンソール5が設置されている撮影室に設けられているブッキー装置及び放射線源のタイプの情報が予め設定されている。ブッキーIDに対応付けられている「FPDID」の領域は、そのブッキーIDに装着されているFPDを管理するための領域であり、ブッキー装置からFPDID及びブッキーIDが受信された際に、受信されたFPDIDがブッキーIDに対応付けて格納される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域は、撮影室に存在するFPDを管理するための領域であり、クレードル4からFPDIDが受信された際に、受信されたFPDIDが格納される。なお、ブッキー装置からFPDが抜き取られてFPDIDの消去要求が受信された場合には、制御部51により消去要求されたFPDIDのうち当該ブッキーIDに対応して格納されているFPDIDは消去される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域に格納されているFPDIDがクレードル4から受信されると、制御部51によりそのFPDIDのFPDは撮影室から持ち出された(即ち、撮影室に存在しなくなった)と判断され、そのFPDIDは撮影管理テーブル521から消去される。また、「画像受信時刻」には、通信I/F55から画像データが受信された際に、その時刻が格納される。
なお、表示部54の画面上に、透明電極を格子状に配置した感圧式(抵抗膜圧式)のタッチパネル(図示せず)を形成し、表示部54と入力部53とが一体に構成されるタッチスクリーンとしてもよい。この場合、タッチパネルは、手指やタッチペン等で押下された力点のXY座標を電圧値で検出し、検出された位置信号が操作信号として制御部51に出力されるように構成される。なお、表示部54は、一般的なPC(Personal Computer)に用いられるモニタよりも高精細のものであってもよい。
図6に、FPD9aの機能構成例を示す。図6に示すように、FPD9aは、制御部91、検出部92、記憶部93、コネクタ94、バッテリ95、無線通信部96等を備えて構成され、各部はバス97により接続されている。
例えば、制御部91は、コネクタ94を介して接続されたブッキー装置1又は2からの要求に応じてFPD9aの識別情報であるFPDIDを記憶部93から読み出して要求元のブッキー装置に送信する。
また、例えば、制御部91は、コンソール5から入力された画像読取条件に基づいて検出部92のスイッチング部を制御して、各放射線検出素子(以下、検出素子)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、検出部92に蓄積された電気信号を順次読み取ることにより、順次画像データ(静止画像又はフレーム画像)を生成する。そして、制御部91は、生成した画像データを、順次コネクタ94及びブッキー装置1又は2を介してコンソール5に出力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影終了後に、纏めてFPD9aからコンソール5に出力することとしても良い。
なお、FPD9aは、ブッキーに装填されない単体使用時には、バッテリ駆動及び無線通信する構成であるが、動態撮影の場合には、登録第4,561,730号公報に開示されているように、ブッキーを介した外部電力供給及び有線通信する構成に変更することが好ましい。これは、静止画撮影に比べ、データ転送容量や転送時間が圧倒的に増えるので、一のフレーム画像の転送中に他のフレーム画像の撮影(読取り)に対しノイズを与えないため、且つ、転送時間自体を短くするためであり、さらに、一連の撮影途中のバッテリ切れを防止するためである。
なお、生成された静止画像又はフレーム画像を構成する各画素は、検出部92の各検出素子のそれぞれから出力された信号値(ここでは、濃度値と呼称する)を示す。
また、単体での使用は勿論のこと、ブッキー装置に装填しても使用可能で、ブッキー装置に装填時には、コネクタ接続により、バッテリ/無線方式から、有線/電力供給方式に切り替えることができる。従い、複数の被写体を連続的に静止画撮影する場合に於いても、バッテリ切れを気にする必要がなくなる。
図7に、診断支援情報生成システム100において実行される撮影・解析処理の流れを示す。図7のコンソール5側の処理は、コンソール5の制御部51と記憶部52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。解析用WS8側の処理は、解析用WS8の制御部81と記憶部82に記憶されている解析プログラムとの協働により実行される。
なお、この場合、一旦、撮影室内でFPDの入替操作を行って、再度コンソールまで戻り、再度ステップS1の処理から行わせ、確実性を高めるフローとしても良い。
動態撮影の場合は、ステップS5で設定されたパルス間隔で放射線源3aにより放射線が照射され、ステップS5で設定されたフレームレートでFPD9a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画像数の撮影が終了すると、制御部51により放射線源3a及びFPD9aに撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム画像数は、少なくとも動態1サイクルが撮影できる枚数である。撮影により取得されたフレーム画像はFPD9aからブッキー装置を介して順次コンソール5に入力される。
なお、撮影オーダー情報により解析が指示されていない場合には、オフセット補正用のダーク画像を読取り、コンソール5に入力することとしても良い。
静止画撮影の場合は、ステップS5で設定された条件で被写体の1枚の静止画像及びオフセット補正用の1または数枚のダーク画像が撮影される。撮影により取得された静止画像及びダーク画像は、FPDからブッキー装置を介してコンソール5に入力される。
本件発明者等は、動態解析においては、静止画のような個々の画素の絶対的出力値はあまり重要ではなく、個々の画素におけるフレーム間の相対的出力値(変動成分)に基づく特徴量の算出が基本となっているため、上記の補正処理の一部或いは全部を省略しても、補正処理を行った場合と略同等の解析結果を得ることが可能である知見を得た。従い、解析結果を得るまでの時間を短縮するため、一部或いは全部の補正処理を省略することできる。
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、入力部53を操作して、判断結果を入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール5へ出力されるようにしても良い。
入力部53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S13;YES)、解析を行うか否かが判断される(ステップS15)。解析を行うか否かの判断は、例えば、ステップS8で説明したのと同様の判断により行われる。解析を行わないと判断されると(ステップS15;NO)、撮影された静止画像又はフレーム画像が必要に応じて画像処理され、ネットワーク通信部56を介してPACS10のサーバー装置に送信される(ステップS16)。なお、PACS10のサーバー装置においては、受信された静止画像又はフレーム画像が撮影オーダー情報に対応付けて保存される。
なお、選択されたフレーム画像を先頭とすると必要な枚数が確保できない場合がある。このような場合は、選択用画面541上に警告をポップアップ表示する。このポップアップ画面でフレーム画像数不足のまま解析を行うか、選択しなおすかをユーザに選択させるようにしてもよい。また、本実施の形態においては、解析に使用する始点となるフレーム画像を選択させることとしているが、終点となるフレームをユーザに選択させる構成としてもよい。
図9に、解析処理のフローチャートを示す。解析処理は、制御部81と記憶部82に記憶されている解析プログラムとの協働により実行される。制御部81は、解析処理の実行により、解析手段(弁別手段、診断支援情報生成手段)として機能する。
第1の領域分割処理においては、まず、一連のフレーム画像の中から一のフレーム画像が基準画像として設定される。次いで、基準画像における解析対象部位の領域が抽出され、この抽出された領域が複数の画素からなる複数の画素ブロック(後述する小ブロックに対して、1ブロック内の画素数が多い、大ブロックを指す。ここでは単にブロックと呼ぶ)に分割される。次いで、他のフレーム画像が基準画像の各ブロックと同じ画素位置のブロック(撮影に使用されたFPDの検出部92の同じ検出素子から出力される信号値の領域)に分割され、各フレーム画像間の同じ画素位置のブロックが互いに対応付けられる。これにより、一連のフレーム画像の解析対象部位の領域が複数画素からなる複数のブロックに分割される。
この解析処理は、基準画像の解析対象領域に対応する画素群が他のフレーム画像においても解析対象領域に係る画素群とみなして特徴量を算出する所謂見なし方式であり、ローカルマッチング処理やワーピング処理を行う場合に比べて一連のフレーム画像の領域分割及びフレーム画像間のブロックの対応付けを高速に行うことが可能となる。
安静呼気位の画像は、一連のフレーム画像の中から横隔膜の位置が最も高い位置にある画像を抽出することで取得することができる。また、各フレーム画像から肺野領域を抽出し、抽出された肺野領域の面積が最も小さい(肺野領域内の画素数が最も少ない)フレーム画像を安静呼気位の画像としてもよい。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、安静呼気位のフレーム画像とする。)の各画素の信号値(濃度値)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、境界付近の小ブロック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。
なお、コンソール5から送信された一連のフレーム画像は、第2の領域分割処理を行う際に使用するため、第1の領域分割処理を施す前にそのコピーがRAMに保存される。
例えば、胸部の動態画像においては、肺野領域に換気と血流の双方の動きによる信号値の変化が現れる。呼吸換気に伴う信号値の変化幅は、肺血流に伴う信号値変化幅の約10倍となる。よって、呼吸換気の正常/異常疑いありを弁別する場合は、血流等に伴う高周波数な信号変化はノイズとなる。この血流等に伴う信号変化を除去するために、ブロック毎の信号値の時間変化に対して、安静呼吸画像群ではカットオフ周波数0.7Hz(深呼吸画像の場合はカットオフ周波数0.5Hz)でローパスフィルタ処理が行われる。
そこで、本実施の形態においては、各ブロックのフレーム間差分値が予め定められた閾値以上である場合にそのブロックは正常と判断され、各ブロックのフレーム間差分値が予め定められた閾値より小さい場合にそのブロックは異常の疑いがあると判断される。
フレーム間差分値が予め定められた閾値より小さいブロックがあると判断されると(ステップS105:YES)、そのブロックにおける被写体の動態は異常の疑いありに弁別される(ステップS107)。そして、第2の領域分割処理(ビニング処理)が実行されることにより、異常の疑いありに弁別されたブロックがそのブロックよりも少ない画素数からなる画素ブロック(小ブロック)に再分割され(ステップS108)、異常の疑いありに弁別された領域の、再分割された小ブロック毎に、予め指定されている特徴量が算出され、診断支援情報が生成される(ステップS109)。診断支援情報は、特徴量そのものである場合もあるし、後述するフレーム間差分画像の静止画像や最大流速比のヒストグラムのように、算出された特徴量に基づいて作成された画像やグラフ等の場合もある。
また、胸部の場合、大ブロック化で動態(換気)機能に異常の疑いありと弁別された被検者に対しては、血流機能解析に相応しい小ブロックに再分割し、血流機能に係る特徴量情報も提供して、総合的な診断を行えるようにすることが好ましい。
小ブロックのサイズは、例えば、0.2mm〜5mmの矩形領域であり、解析項目(算出すべきとして指定されている特徴量)に応じ各小ブロックあたりの画素数が決定される。解析項目とその項目の解析を行う際に最適な小ブロックの画素数は、予め記憶部82に記憶されている。解析項目が複数ある場合は、最小の画素数が小ブロックの画素数として決定される。なお、特徴量に応じた小ブロック当たりの画素数がコンソール5から送信されたフレーム画像のビニングサイズと同じ場合には、既に第2の領域分割処理が行われているので、ステップS108の処理は省略される。
肺野の換気機能による局所的な信号変化を示す特徴量を算出する解析項目としては、例えば、下記の(1)〜(6)の項目が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、下記においては、解析に必要な処理を明確にするため、撮影されたフレーム画像の生データ(RAWデータ)から特徴量を算出する処理内容について説明するが、本実施の形態においては、すでに各フレーム画像に、ビニング処理が施されている(即ち、所定サイズの小ブロックに分割され、小ブロック毎に信号値の平均化が行われている)。
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去処理
ビニング処理、時間軸方向のローパスフィルタ処理、フレーム間差分処理は上述のとおりである(以下同じ)。
なお、フレーム間差分画像の静止画像を作成する場合は、肺野全体の濃度変化又は横隔膜の位置の変化を解析することにより一連のフレーム画像における吸気期間と呼気期間を算出し、小ブロック毎に吸気期間については正のフレーム間差分値の絶対値を積算し、呼気期間については負のフレーム間差分値の絶対値を積算した画像を作成する。
換気−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→波形描画
波形描画処理は、一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小ブロック毎に、横軸を撮影開始からの経過時間、縦軸を画素の平均信号値とした座標平面を作成して、各フレーム画像の撮影開始からの経過時間とその小ブロックについて算出された平均信号値が交わる点をプロットすることより、換気量を示す信号値の時間変化を示す波形を描画する処理である。
気流速度は、各小ブロックの肺のやわらかさ(肺コンプライアンス)を示す特徴量である。気流速度は、一連のフレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→フレーム間差分値の代表値(最大値もしくは平均値)を算出
最大流速比のヒストグラム解析では、図14A〜図14C等に示すように、各小ブロックの吸気気流速度の最大値(絶対値)と呼気気流速度の最大値(絶対値)との比の値がヒストグラム表示されるとともに、COPDであるか否かの指標となる肺野全体での平均値や標準偏差が表示された画像が生成される。また、併せて静止画像上の各小ブロックを比の値に応じた輝度もしくは色で示すことで、異常個所の分布を医師が容易に把握できるような診断情報提供する。
換気量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小ブロック毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、肺野全体の濃度変化又は横隔膜位置の変化を解析することにより安静呼気位のフレーム画像を抽出し、各小ブロック毎に、安静呼気位のフレーム画像から、吸気時において安静呼気位の信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
吸気時間、呼気時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小ブロック毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)、最小信号値(極小値)の算出→最大信号値から最小信号値までの時間を呼気時間、最小信号値から最大信号値までの時間を呼気時間として算出
また、例えば、肺血流(血流)の解析を行う場合には、呼吸等に伴う低周波数な信号変化はノイズとなる。この呼吸等に伴う低周波数な信号変化を除去するために、異常領域の抽出前に、ブロック毎の信号値の時間変化に対して、安静呼吸画像群では低域カットオフ周波数0.7Hz、深呼吸画像群では低域カットオフ周波数0.5Hzでハイパスフィルタ処理を行うことが好ましい。若しくは、さらに高周波数のノイズ成分を除去するために2.5Hzの高域カットオフ周波数で高周波数も遮断するバンドパスフィルタによってフィルタリングを行っても良い。
小ブロックのサイズは、例えば、0.2mm〜5mmの矩形領域であり、解析項目(算出すべきとして指定されている特徴量)に応じ各小ブロックあたりの画素数が決定される。
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去
時間軸方向のハイパスフィルタ処理は、血流による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、カットオフ周波数0.7Hzでフィルタリングする。その他は、上述の(1)換気−フレーム間差分画像で説明した処理と同様である。
血流−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→各小ブロック毎の波形描画
ビニング処理及び時間軸方向のハイパスフィルタ処理は上述のとおりである(以下同じ)。
波形描画処理は、上述の(2)換気−波形描画で説明した処理と同様の処理である。
血流量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小ブロック毎に、心拍1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小ブロック(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、心室領域の濃度変化又は心壁位置の変化を解析することにより心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像を抽出し、各小ブロック毎に、心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像から、心室収縮期において心室拡張期の終わりの信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
横隔膜移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から横隔膜の位置を抽出→各フレーム画像の横隔膜の位置を追跡し、移動量を算出
(12)胸郭移動量解析
胸郭移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から上部胸郭(上肋骨(第2〜第6肋骨))、下部胸郭(下肋骨(第7〜第10肋骨))の位置を抽出→各フレーム画像の上胸郭、下胸郭の位置を追跡し、移動量を算出する。
(13)呼吸数、呼吸周期
呼吸数、呼吸周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた横隔膜位置(肺尖から横隔膜までの距離)の変化若しくはローパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より呼吸周期を求め、呼吸周期の逆数から単位時間当たりの呼吸数を算出する。
(14)心拍数、心周期
心拍数、心周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた心壁位置の変化若しくはハイパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より心周期を求め、心周期の逆数から単位時間当たりの呼吸数を算出する。
(15)スパイロ検査相当の値の算出
横隔膜位置の時間変化波形を算出し、FEV1.0%(一秒率)相当の値を算出する。
胸郭と横隔膜位置の変化から肺野面積の変化量を算出し、別途測定した胸厚の変化量を乗ずることで、VC(肺活量)相当の値を算出する。
解析処理が終了すると、処理は図7のステップS20に移行する。
また、解析用WS8にて、解析結果のデータと、コンソール5から受信した撮影オーダー情報を対応付け、これらのデータを解析用WS8からPACS10に送信する構成としても良い。
このワーピング処理を行うには、一のフレーム画像を複数の小ブロックに分割し、当該一のフレーム画像の各小ブロックに描画された構造物の部分と同一の部分を描画した小ブロックを各フレーム画像毎に抽出しなければならない。ワーピング処理では、一般的には肺野内構造物による空間的な濃度変化をもとに位置合わせを行うため、各フレーム画像にわたり当該構造物の濃度が忠実に(均一に)再現される必要があり、従って、FPDの各画素の出力バラツキ等は極力抑える必要があり(従い、オフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ補正処理等の各種補正処理を行って、バラツキを補正する必要がある)、補正処理に時間を要し、更に、高精度のワーピング処理を行うには、それに従い分解能の細かい画像を必要とするので画素サイズの小さなFPDが必要となり、各フレーム画像毎のデータ容量が増え、処理対象となる全体データ容量が大幅増加となる。そのため、大容量メモリや高速処理CPU等のハードウエアが必要であり、かつ処理時間も必要となっていた。
まず、体厚方向(z方向;側面)における信号値の変化ついて説明する。
図11は、安静呼気位である時刻T1における肺野の体厚方向(z方向)を模式的に示す図、時刻T1から吸気していくことにより安静吸気位となった時刻T2における肺野の体厚方向を模式的に示す図、及びFPDの検出素子位置(体軸方向(y方向))を模式的に示す図である。図11においては、吸気することにより肺胞a及び肺胞bのy方向の位置は下方へ移動し、時刻T1における肺胞bのy方向の位置と時刻T2における肺胞aのy方向の位置が一致した例を示している。
図12に示すように、通常、吸気においては、肺胞は左肺野の場合左下方向に、右肺野の場合右下方向に移動する。これを鉛直方向(y方向)への移動と水平方向(x方向)への移動に分解する。y方向への肺胞の移動に対するワーピング処理は前述のとおりである。以下に、安静換気時の、肺胞のx方向への移動について説明する。
また、従来のシステムにおいて、原画像から間引き画像が作成されていたが、これは被写体の関心領域が解析可能な範囲内に収まっているかの確認や、検出アルゴリズムに適合する濃度範囲に検出対象画像の濃度範囲を収めるための階調処理条件の算出等、検出処理の前準備段階で使用されるだけであり、CADによる検出処理においては使用されることなく、廃棄されるものであった。
ここでは、換気量のフレーム間差分画像、最大流速比のヒストグラム解析、血流量のフレーム間差分画像を対象項目とした場合を例として示している。なお、各フレーム画像は、照射線量及びフレームレート等の放射線照射条件及び画像読取条件を一定として撮影された画像を用いている。図13では、フレームレート7.5枚/秒、10秒間での入射表面線量は0.2mGy、FPD9aの画素サイズは200μmである。なお、図13(及び後述する図15A及び図15B)において、評価結果△以上は診断に使用できる精度で特徴量の算出が可能であることを示し、△→○→◎の順に解析精度が低い→高いとなっていることを示す。また、処理時間×は処理時間が長く、あまり実用化には向かないことを示し、△以上は処理時間が実用上許容できる範囲であることを示す。なお、この処理時間の場合、Xレベルであっても、全画素データを使う場合にくらべると、かなりの処理時間短縮は可能にはなっているので、使用不可というわけでは無い。
図14A〜図14Cに、ブロックサイズをそれぞれ2mm角、5mm角、10mm角としたときの最大流速比のヒストグラム解析の解析結果の一例を示す。
なお、ブロックサイズを0.5mm角、1mm角とした場合は、図14Aに示すヒストグラムとほとんど変化はみられなかった。
図14Aに示すブロックサイズ2mm角の解析結果と図14Bに示すブロックサイズ5mm角の解析結果を比較すると、若干ヒストグラムの形状に変化が見られる。図14Aに示すブロックサイズ2mm角の解析結果と図14Cに示すブロックサイズ10mm角の解析結果を比較すると、ヒストグラムの形状に大幅な変化が見られ、解析精度が大幅に低下することがわかる。よって、解析精度の点からいえば、ブロックサイズ5mm角以下、特に、2mm角以下であることが必要である。一方、処理時間の点からすると、上述の図13に示すように、ブロックサイズが小さいほど処理時間は長くなる。
よって、解析精度の維持及び処理時間短縮化の観点から、肺野の換気の解析ではブロックサイズは2mm角から5mm角程度とすることが好ましい。
以上の観点からも、異常疑いありに弁別された詳細解析の対象となる領域に対して、肺野の換気に関する解析処理を行う場合のブロックサイズは2mm角〜5mm角程度が好ましい。
また、異常疑いありに弁別された詳細解析の対象となる領域に対して、血流に関する解析処理を行う場合のブロックサイズは、細部の血管が視認しやすいよう、1mm角程度が好ましい。
図15A〜図15Bは、FPD9aのフレームレートを2枚/秒〜20枚/秒と変化させたときの上記解析処理の代表的な項目の解析結果、処理時間、間引きによる影響、被写体の被曝の程度、の評価結果を示す図である。図15Aは、各フレーム画像における照射線量を一定にした場合の評価結果を示す。図15Bは、一回の動態撮影のトータルの照射線量を一定(撮影10秒間での入射照射線量0.2mGy相当)にした場合の評価結果を示す。図15A、図15Bとも画素サイズは200μm、ブロックサイズは2mm角である。
図16A〜図16Eに、動態撮影においてトータルの照射線量を一定とし、フレームレートを2枚/秒〜30枚/秒と変化させたときの最大流速比のヒストグラム解析の解析結果の一例を示す。
図16Aに示すように、フレームレート2枚/秒とした場合、フレームレート3.75枚/秒とした場合に比べ、平均値は1.15→1.32(15%増)、分散値は0.38→0.52(37%増)と解析結果に差異が生じている。また、異常値となる小ブロックが増えており(図16A〜図16Eの肺野領域の中で静止画上に最大流速比に応じた輝度が重畳されていない領域)、解析精度は低下している。ここで、吸気、呼気のそれぞれにおいてフレーム間差分値の最大値を算出する際、ノイズの影響を抑制する目的で、フレーム間差分値の最大値が所定閾値より小さい場合は異常値としてその小ブロックは解析対象から除外している。より具体的には、吸気時は信号値が増加するため、フレーム間差分値の最大値が正の所定閾値以上である場合を正常値、呼気時は信号値が減少するため、フレーム間差分値の最大値が負の所定閾値以下である場合を正常値、それ以外を異常値と判定している。
例えば、SID=200cm(被写体厚を20cmと想定)、フレームレート7.5枚/秒における胸部動態撮影の撮影条件の一例としては、管電圧100kV、管電流50mA、パルス幅2ms、付加フィルタAl0.5mm+Cu0.1mmが挙げられる。この
とき、1フレーム画像あたりのX線パルスの照射線量は0.1mAs(=50mA×0.002s)であり、トータル線量が一定となるようにフレームレートに応じて1フレーム画像あたりの照射線量を変えた場合、フレームレート15枚/秒における1フレーム画像あたりのX線パルスの照射線量は0.05mAs、フレームレート30枚/秒における1フレーム画像あたりのX線パルスの照射線量は0.025mAsとなる。しかし、X線パルス幅を1msに制御することは難しく、また、管電流を下げようとすると、X線管のアノード・カソード間に存在するコンデンサに蓄えられた電荷を放電する時定数が長くなり、その結果、管電圧の下降が穏やかになるため、上記電荷の放電を急峻に行うための回路が必要となり、装置コストが増大する。従って、X線パルスの制御の観点では、低フレームレートの方が有利となる。
また、一般的に、FPDにおける残像(ラグ)は、時間(撮影間隔)に対して指数関数的に減少するため、トータル線量が一定となるようにフレームレートに応じて1フレーム画像当たりの照射線量を変えた場合でも、即ち、フレームレートに反比例させて線量を減少させた場合でも、残像の視認性の観点では、フレームレートが小さいほうが有利となる。
従って、換気の解析では、フレームレートを3.75枚/秒〜7.5枚/秒とすることが好ましい。
フレームレート3.75枚/秒とした場合、フレーム画像間隔が離れすぎているため、場合によっては心臓からの拍出タイミングを捉えられない場合がある。フレームレート7.5枚/秒、15枚/秒とした場合、図17B、図17Cに示すように、平均的な脈拍数(安静時50回〜100回/分。60回/分とすると心拍周期は1.0秒。)の成人の画像であれば血液の拍出タイミングを捉えることができる。ただし、レアケースな頻脈者(単位時間当たりの脈拍数が多い人。100回〜120回/分。120回/分とすると心拍周期は0.5秒。)の場合、15枚/秒以上が好ましい。フレームレート30枚/秒とした場合は、1フレーム画像当たりの線量が少ないためにノイズが多く、フレーム間差分画像の画質が低下している。
従って、血流の解析では、フレームレート7.5枚/秒〜15枚/秒とすることが好ましい。
また、ポジショニング確認用にビニング処理及び単純間引き処理された画像を解析用に再利用することができるので、処理時間を大幅に短縮化することができる。
これは、既存の動画撮影対応、例えば透視用のFPD等に於いては、FPD自体が、例えば、2×2画素等のビニング処理を行ったデータを表示装置に出力してリアルタイム表示を行い、手術具等の位置確認等に使用するものがあるが、このような型式の出力信号を、そのまま特徴量の解析に使用することが可能となり、既存の撮影装置の出力信号を使用しても動態に係る特徴量の解析が行えることを示している。
例えば、画素サイズ150μmの半切サイズのFPD(撮影可能領域:2370画素×2860画素)を用いて、胸部正面画像を7.5fpsで呼吸1周期を撮影した場合、仮に1周期2秒とすると15ものフレーム画像が生成されるが、肺野領域を左右のそれぞれを上中下に分割(肺野を6つの大ブロックに分割)し、各大ブロック毎に画素の信号値を平均化してフレーム間差分値を予め定められた閾値と比較すれば、正常者と異常疑い者を短時間で弁別可能である。更に、異常疑い者に弁別された場合は、画素単位やビニング単位で解析処理を行うことにより、より詳細な特徴量を算出することができる。この場合、再撮影を行う必要はなく、演算アルゴリズムを変更するのみでよい。
従って、集団検診の比較的最初のステージで動態撮影を行い、最後の医師による問診のステージに到達するころには、弁別結果及び異常の疑いがある場合には高精細な特徴量(診断支援情報)を生成し終えることが可能で、医師は異常疑いのある検査者に対し、その異常のある箇所にのみ聴診器でダブルチェックを行うことも可能となる。
例えば、グリッドがブッキー装置に着脱可能である場合には、ブッキー装置にグリッドの装着を検知するグリッド検知センサを設け、このグリッド検知センサの出力をコンソール5の制御部51に送信する構成としておき、動態撮影の場合、制御部51は、グリッド検知センサによりグリッドの装着が検知されていない場合に放射線源から放射線を照射するように制御する構成としてもよい。
また、上記第1の実施の形態においては、各撮影室にコンソール5を配置し、各撮影室のコンソール5で撮影室内における撮影を制御することとして説明したが、図19に示す診断支援情報生成システム200のように、撮影室の外に1又は複数のコンソール5を設置して各撮影室の操作卓6及びアクセスポイントAPと接続可能な構成とし、各コンソール5が撮影室R1〜R3の何れの撮影についても制御できるようにしてもよい。
例えば、各コンソール5において、動態撮影を指示する撮影オーダー情報が指定された際に、制御部51により撮影管理テーブル521に記憶されている情報、例えば、撮影室に存在する管球のタイプやFPDの種類の情報に基づいて各撮影室で動態撮影が可能であるか否かを事前に判断し、撮影が可能な撮影室の選択画面を表示部54に表示することが可能となる。又は、選択画面に各撮影室に設けられている放射線源の管球タイプ、ブッキー装置、FPDの種類等を表示し、操作者が撮影オーダー情報に基づく撮影が可能な撮影室を容易に選択できるようにしてもよい。或いは、操作者が撮影室を選択するための選択画面を表示部54に表示し、選択された撮影室での撮影が可能か否かを判断して撮影が不可能な場合に警告を表示することとしてもよい。このような制御により、コンソール5と撮影室とが1:1対応でなくm:nであっても、操作者は、間違いなく撮影オーダー情報に応じた撮影を行うことができる。また、操作者が動態撮影が不可能な放射線源やFPDで誤って撮影を開始してしまうことを防止することができる。撮影室が選択されると、制御部51は選択された撮影室の放射線源及びFPDを起動させる。
なお、診断支援情報生成システム200におけるその他の動作については診断支援情報生成システム100で説明したものと同様である。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
まず、構成について説明する。
図20に、第2の実施の形態における診断支援情報生成システム300の全体構成を示す。診断支援情報生成システム300は、開業医やクリニック等の小規模施設において撮影された動態画像を解析センターの解析サーバー30で解析し、小規模施設に解析結果を提供するシステムである。第1の実施の形態で説明したように、ワーピング処理を施さなくてよい場合、解析処理を行う側でFPDの画素サイズや個々の画素のダイナミックレンジ等を考慮する必要がない。そのため、各施設で使用しているFPDの型式を問わず、以下に説明するようにオープンシステムで解析処理を提供することができる。
コンソール50の構成は、図3に示すコンソール5と同様に、制御部51、記憶部52、入力部53、表示部54、通信I/F55、ネットワーク通信部56等を備えて構成され、各部はバス57により接続されている。
コンソール50の記憶部52には、コンソール50に対応する各種プログラムが記憶されており、制御部51は、当該プログラムに従って後述する撮影・解析処理Bをはじめとする各種処理を実行する。なお、コンソール50においては、撮影管理テーブル521は不要である。また、ネットワーク通信部56は、スイッチングハブを介して接続された施設内の装置のほか、インターネットPNを介して解析サーバー30等の外部機器と通信接続可能である。その他コンソール50の各部の構成は、コンソール5と同様であるので説明を援用する。
上述のように、患者が来院すると、受付担当により患者に受付番号が付与され、受付装置20において受付番号、患者情報等が入力される。受付装置20の制御部においては、患者の受付番号及び患者情報等が入力部により入力されると、入力された情報が記憶部に記憶されて受付登録が行われるとともに、入力された情報(受付リスト情報)が通信部によりコンソール50に送信される。コンソール50の制御部においては、受付装置20からネットワーク通信部56により受付リスト情報が受信されると、受信された受付リスト情報が記憶部52に記憶される。また、入力部53からの操作に応じて、本日の受付リスト情報の一覧が表示部54に表示される。
図21に、診断支援情報生成システム300において実行される動態解析処理の流れを示す。撮影・解析処理Bのコンソール50側の処理は、コンソール50の制御部51と記憶部52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。解析サーバー30側の処理は、解析サーバー30の制御部と記憶部に記憶されているプログラムとの協働より実行される。
解析サーバー30においては、動態解析開始要求が受信されると、コンソール50に対し、解析対象の部位、特徴量、及び使用するFPDのフレームレートの問い合わせが行われる(ステップT2)。
コンソール50においては、解析対象の部位、特徴量(解析対象項目)、及び使用するFPDのフレームレートの情報が取得され、ネットワーク通信部56により解析サーバー30に送信される(ステップT3)。ステップT3では、解析サーバー30からの問い合わせ内容が表示部54に表示され、医師が解析対象の部位及び特徴量、使用するFPD9aのフレームレートを入力部53により入力すると、入力した情報がネットワーク通信部56により解析サーバー30に送信される。特徴量としては、例えば、解析対象が肺野である場合、第1の実施の形態の図7のステップS19において説明した(1)〜(15)の項目特徴量が挙げられる。
撮影処理は、図7のステップS4〜S13(又はS14)の処理と略同様の処理である。ここでは、医師や撮影技師等の撮影実施者は、患者を撮影室に連れて行き、撮影する体位のブッキー装置(1又は2)にFPD9aを装着する。コンソール50においては、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3a及びブッキー装置(1又は2)が起動され、放射線源3aの位置及び向きが調整される。また、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3aに放射線照射条件が設定され、FPD9aに画像読取条件が設定される。動態撮影の結果を用いて解析を行う場合は、診断に使用し得る解析精度を確保するため、フレームレートが3.75枚/秒以上に設定される。操作卓6から放射線照射指示が入力されると、コンソール50により放射線源3a及びFPD9aが制御され、動態撮影が行われる。入力されたフレーム画像数+αの撮影が終了すると、撮影動作が停止される。
撮影により取得されたフレーム画像は順次FPD9aのコネクタ94によりブッキー装置を介してコンソール50に入力される。入力されたフレーム画像は、記憶部52に記憶され、間引き処理が行われる。間引き処理は、ビニング処理及び/又は単純間引き処理である。何れの間引き処理を行うか、及び、ビニングする画素数(ブロックサイズ)もしくは単純間引きの画素間隔は、解析サーバー30が受信した解析対象の部位及び特徴量に応じた値が、フレーム画像数と併せて、撮影前に解析サーバー30からコンソール50へ通知されるようにしてもよい。間引き後の画像は表示部54に表示される。撮影実施者は、表示部54に表示されたフレーム画像を見てポジショニング等の確認を行い、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)かの判断結果を入力部53により入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール50へ出力されるようにしても良い。入力部53により撮影NGの判断結果が入力されると、入力されたフレーム画像が記憶部52から削除される。この場合、再撮影が行われる。入力部53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、処理はステップT7へ移行する。
また、集団検診に於いては、第2の実施の形態に於ける動態撮影系及び撮影データの大ブロック化のみが、検診車により各地の集団検診場所(工場や学校等)で実施され、解析に必要なデータ(大ブロック化データ)はネットワークを通じて解析センターへ送付されることになる。この際に、受診者全員に適用される大ブロック化データ送信は短時間で終えることができ、精査必要な患者のデータは、小ブロック化で再送信する。尚、複数の特徴量解析を行う場合には、各特徴量の解析に必要なブロックサイズのうちの最小のブロックサイズで送信することで、送信を1回のみとすることができ好ましい。
例えば、上記実施の形態においては、コンソール5やコンソール50において間引き処理を行うこととして説明したが、例えば、特許第4,546,174号公報のように、動
態画像を撮影する撮影装置側(本実施の形態ではFPD9a)でビニング処理や単純間引き処理を行い、処理済みのフレーム画像をコンソール5に送信することとしてもよい。このようにすれば、FPDとコンソールとの間での画像データの転送時間も短縮することができるので、更に好ましい。
また、上記実施の形態においては、解析処理は、解析用WS8上で行うこととしたが、コンソール5上が解析用WS8の機能を持ち、コンソール5にて解析処理を行うこととしても良い。もしくは、SaaS (Software as a Service)等、クラウド上のマルチテナントなサーバーリソースにて解析処理を実施し、その解析結果を、コンソール5もしくは、PACS10に返す構成としても良い。
1 ブッキー装置
11 制御部
12 検出器装着部
13 通信I/F
14 駆動部
15 バス
2 ブッキー装置
21 制御部
22 検出器装着部
23 通信I/F
24 駆動部
25 バス
3a 放射線源
3b 放射線源
3c 放射線源
4 クレードル
5 コンソール
51 制御部
52 記憶部
521 撮影管理テーブル
53 入力部
54 表示部
541 選択用画面
55 通信I/F
56 ネットワーク通信部
57 バス
9a FPD
9b FPD
91 制御部
92 検出部
93 記憶部
94 コネクタ
95 バッテリ
96 無線通信部
97 バス
6 操作卓
7 HIS/RIS
8 解析用WS
81 制御部
82 記憶部
83 入力部
84 表示部
85 通信部
86 バス
10 PACS
20 受付装置
50 コンソール
30 解析サーバー
200 診断支援情報生成システム
300 診断支援情報生成システム
Claims (9)
- 被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムであって、
前記解析手段は、
前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する弁別手段と、
前記弁別手段により前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する診断支援情報生成手段と、
を備える動態診断支援情報生成システム。 - 前記弁別手段は、前記複数のフレーム画像のそれぞれにおいて、前記各画素ブロック毎に画素の信号値の代表値を算出して画素ブロック内の画素の信号値を当該算出された代表値に置き換え、撮影順が隣接するフレーム画像間において前記各画素ブロックの信号値の差分値を算出し、前記算出された差分値に基づいて、前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する請求項1に記載の動態診断支援情報生成システム。
- 前記撮影手段は、前記被写体の胸部の安静呼吸の動態を撮影し、
前記診断支援情報生成手段は、前記被写体の胸部の安静呼吸の動態に係る診断支援情報を生成する請求項1又は2に記載の動態診断支援情報生成システム。 - 前記弁別手段は、前記複数のフレーム画像のうち、肺野領域の面積が最小のフレーム画像において、その肺野領域を複数の画素からなる複数の画素ブロックに分割し、他のフレーム画像を前記各画素ブロックと同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割する請求項3に記載の動態診断支援情報生成システム。
- 前記撮影手段は、放射線の散乱を防止するためのグリッドが装着されてない状態で撮影を行う請求項1〜4の何れか一項に記載の動態診断支援情報生成システム。
- 被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムであって、
前記被写体の動態について算出すべき特徴量を指定するための指定手段を備え、
前記解析手段は、前記指定手段により指定された特徴量に応じて、特徴量算出の単位となる小ブロックに含まれる画素数を決定し、前記複数のフレーム画像のそれぞれを前記指定手段により指定された画素数の画素からなる複数の小ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における解析対象領域内の各小ブロックの画素の信号値に基づいて前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る前記指定された特徴量を算出して診断支援情報を生成する動態診断支援情報生成システム。 - 前記解析手段は、前記指定手段により複数の特徴量が指定された場合、前記指定された複数の特徴量のそれぞれに応じた画素数のうち、最も小さい画素数を前記小ブロックの画素数として決定する請求項6に記載の動態診断支援情報生成システム。
- 被写体に連続的に放射線を照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記複数の検出素子のそれぞれにおいて前記放射線源により連続的に照射され被写体を透過した放射線を順次検出することにより前記被写体の動態を示す複数のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する解析手段と、
を備える動態診断支援情報生成システムにおける動態診断支援情報生成方法であって、
前記撮影手段により、前記被写体の動態を一周期以上撮影して複数のフレーム画像を取得する工程と、
前記解析手段により、前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する工程と、
前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する工程と、
を含む動態診断支援情報生成方法。 - 被写体の動態を示す複数のフレーム画像に基づいて前記被写体の動態を解析して診断支援情報を生成する動態解析装置であって、
前記複数のフレーム画像のそれぞれの解析対象領域を互いに対応する同一位置の複数画素からなる複数の画素ブロックに分割し、前記複数のフレーム画像における各画素ブロックの画素の信号値に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいて前記各画素ブロックにおける前記被写体の動態が正常であるか又は異常の疑いがあるかを弁別する弁別手段と、
前記弁別手段により前記異常の疑いがあると弁別された画素ブロックを当該画素ブロックに含まれている画素数より少ない画素数からなる複数の小ブロックに再分割し、この再分割された各小ブロック内の画素の信号値に基づいて、前記各小ブロックにおける前記被写体の動態に係る特徴量を算出して診断支援情報を生成する診断支援情報生成手段と、
を備える動態解析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036282A JP5772653B2 (ja) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | 動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036282A JP5772653B2 (ja) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | 動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013169400A true JP2013169400A (ja) | 2013-09-02 |
JP5772653B2 JP5772653B2 (ja) | 2015-09-02 |
Family
ID=49263750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012036282A Active JP5772653B2 (ja) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | 動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5772653B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018153297A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | コニカミノルタ株式会社 | X線動画像処理装置 |
JP2020058883A (ja) * | 2020-01-20 | 2020-04-16 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線用撮影台及び放射線画像撮影システム |
JP7472621B2 (ja) | 2020-04-21 | 2024-04-23 | 富士通株式会社 | 医用画像経時比較プログラム、医用画像経時比較方法及び医用画像経時比較システム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007078012A1 (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | National University Corporation Kanazawa University | 連続x線画像スクリーニング検査装置、プログラム及び記録媒体 |
JP2009153677A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 動態画像処理システム |
JP2009273671A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 動態撮影システム |
-
2012
- 2012-02-22 JP JP2012036282A patent/JP5772653B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007078012A1 (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | National University Corporation Kanazawa University | 連続x線画像スクリーニング検査装置、プログラム及び記録媒体 |
JP2009153677A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 動態画像処理システム |
JP2009273671A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 動態撮影システム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018153297A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | コニカミノルタ株式会社 | X線動画像処理装置 |
JP2020058883A (ja) * | 2020-01-20 | 2020-04-16 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線用撮影台及び放射線画像撮影システム |
JP7472621B2 (ja) | 2020-04-21 | 2024-04-23 | 富士通株式会社 | 医用画像経時比較プログラム、医用画像経時比較方法及び医用画像経時比較システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5772653B2 (ja) | 2015-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012110400A (ja) | 動態診断支援情報生成システム | |
JP5919717B2 (ja) | 動態医用画像生成システム | |
JP5672147B2 (ja) | 胸部診断支援情報生成システム | |
JP6413927B2 (ja) | 動態解析装置及び動態解析システム | |
JP5874636B2 (ja) | 診断支援システム及びプログラム | |
JP5948950B2 (ja) | 動態解析システム | |
JP5200656B2 (ja) | 動態撮影システム | |
JP5617559B2 (ja) | 放射線画像撮影システム | |
WO2014156796A1 (ja) | 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線撮影制御プログラム | |
JP2017176400A (ja) | 動態解析装置、動態解析システム、動態解析方法及びプログラム | |
JP6662428B2 (ja) | 動態解析システム | |
JP2018078974A (ja) | 動態画像処理システム | |
JP6507581B2 (ja) | 胸部動態撮影支援システム | |
JP5625800B2 (ja) | 動態診断支援情報生成システム | |
JP5625799B2 (ja) | 動態診断支援情報生成システム | |
JP5772653B2 (ja) | 動態診断支援情報生成システム、動態診断支援情報生成方法及び動態解析装置 | |
JP5617577B2 (ja) | 胸部診断支援情報生成方法 | |
JP2014147844A (ja) | 動態診断支援情報生成システム | |
JP2009273605A (ja) | 動態画像診断支援システム | |
JP2012110398A (ja) | 診断支援情報生成システム | |
JP2013102850A (ja) | 医用画像撮影システム、医用画像処理装置及びプログラム | |
JP2012115582A (ja) | 胸部診断支援システム | |
JP2022135243A (ja) | 動態解析装置及びプログラム | |
JP2021177793A (ja) | プログラム、動画管理装置及び動画表示システム | |
JP2021131742A (ja) | 画像処理装置、放射線画像システム及びプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140807 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150430 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5772653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |