JP2018000926A - 動態解析システム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の左右の肺を見比べて初めて認識される異常を的確に見出して、医師が分かり易いように表示することが可能な動態解析システムを提供する。【解決手段】動態解析システム１は、左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮからそれぞれ肺野Ｒを抽出し、肺野Ｒにおける左部と右部における各対応点ｐｌ、ｐｒを特定し、各対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒを比較する比較手段１０と、比較手段１０が比較した結果を、複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮ若しくは複数の動態画像のうちの１枚の動態画像Ｐｎとともに表示し、又は、複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮ若しくは１枚の動態画像Ｐｎに重ねて表示する表示手段１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、動態解析システムに関する。

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放射線（Ｘ線）の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ーを利用して診断対象の部位（以下、対象部位という。）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ー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ーの読取・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的に照射し、１秒間に複数回の撮影を行って、対象部位の動態を撮影する。撮影により取得された一連の複数枚の動態画像を順次表示することにより、医師は対象部位の一連の動きを観察することが可能となる。

例えば肺の診断においては、肺の機能（換気機能や肺血流機能等）が低下している箇所がないかを観察することは重要である（例えば特許文献１参照）。しかし、医師が動態画像を観察して目視で機能の異常個所を認識することは必ずしも容易ではない。そこで、撮影して得られた動態画像を解析して診断支援情報を生成し、早期診断に向けて医師に提供することが提案されている。

例えば、特許文献２には、被写体の胸部の撮影を行い、得られた複数の時間位相における動態画像を領域分割し、分割された領域ごとに各領域に含まれる画素の信号値の平均値等として平均信号値を算出し、平均信号値の時系列のデータを取る。そして、この時系列の平均信号値のデータから特徴量として振幅（すなわち平均信号値の最大値と最小値の差）や周期（すなわち平均信号値の最大値から次の最大値までの時間位相の間隔）を算出し、当該特徴量の各周期間の変化に基づいて肺換気機能の正常／異常を判別することが記載されている。

また、例えば、特許文献３には、被写体の胸部の撮影を行い、得られた動態画像（例えば図１３参照）のうち、肺野Ｒの最大呼気位と最大吸気位間の動態画像の総信号変化量と絶対換気量とから単位信号変化量あたりの推定変化量を算出し、単位信号原価量あたりの推定変化量の値を用いて、最大呼気位と最大吸気位の動態画像と他の動態画像の信号値の変化量から各動態画像における推定換気量を算出することが記載されている。

国際公開第２００９／０９０８９４号 特開２００９−２７３６７１号公報 特開２００９−１５３６７８号公報

ところで、上記の各特許文献１に記載された処理は、動態画像に撮影された被写体の左右の肺ごとに別個に行われるが、本発明者らの研究では、動態画像に撮影された左右の肺を見比べて初めて異常が見出される場合があることが分かってきた。そして、そのような場合も、現状では、医師が動態画像を観察して目視で異常を認識することは必ずしも容易ではなく、また、認識できたとしても感覚的にしか認識することができない。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、被写体の左右の肺を見比べて初めて認識される異常を的確に見出して、医師が分かり易いように表示することが可能な動態解析システムを提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の動態解析システムは、
左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像からそれぞれ肺野を抽出し、肺野における左部と右部における各対応点を特定し、前記各対応点での特徴量を比較する比較手段と、
前記比較手段が比較した結果を、前記複数の動態画像若しくは前記複数の動態画像のうちの１枚の前記動態画像とともに表示し、又は、前記複数の動態画像若しくは前記１枚の動態画像に重ねて表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明のような方式の動態解析システムによれば、被写体の左右の肺を見比べて初めて認識される異常を的確に見出して、医師が分かり易いように表示することが可能となる。

本実施形態における動態解析システムの全体構成を表すブロック図である。 動態画像Ｐｎごとの抽出された肺野を表す図である。 動態画像Ｐｎごとの割り出された肺野の中心点等を表す図である。 割り出した中心点を原点とする正規化された座標系等を表す図である。 肺の正常な位置における各対応点での特徴量の時間的推移を表すグラフである。 右肺の対応点での特徴量が時間的に遅れて推移する場合を表すグラフである。 右肺の対応点で特徴量が時間的な変化の大きさが小さくなった場合を表すグラフである。 表示手段の表示画像上での表示例を表す図である。 動画表示の際に差が異常であると判断された動態画像の対応点の部分に所定の記号を重ねて表示することを表す図である。 動画表示の際に左右の特徴量等に差が生じている全ての対応点の部分にそれぞれ記号を表示することを表す図である。 動態画像ごとに算出した各対応点での特徴量の差を正の差ごとにそれぞれ集計した値を表示することを表す図である。 動態画像ごとに算出した各対応点での特徴量の差を負の差ごとにそれぞれ集計した値を表示することを表す図である。 構成例１〜４での処理の結果を肺の解剖学的な位置に記号等で表示することを表す図である。 抽出された肺野等に設けられた関心領域の例等を表す図である。 対応点を動態画像ごとに追跡することを表す図である。 被写体の胸部の撮影で撮影された動態画像等を表す図である。

以下、本発明に係る動態解析システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。

［動態解析システムの全体構成］
本実施形態における動態解析システム１の全体構成について説明する。図１は、本実施形態における動態解析システムの全体構成を表すブロック図である。本実施形態では、動態解析システム１は、図１に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０やＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、入出力インターフェース１３等がバスに接続された汎用コンピューターで構成されている。そして、入出力インターフェース１３を介してネットワークＮに接続されている。

また、ＣＰＵ１０は、さらに、キーボードやマウス、タッチパネル等で構成される入力手段１４や、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成される表示手段１５等が接続されている。また、ＣＰＵ１０には、不揮発性の半導体メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成される記憶手段１６が接続されている。

なお、動態解析システム１を、上記のような汎用コンピューターではなく専用の装置として構成することも可能である。また、本実施形態では、後述するようにＣＰＵ１０が本発明に係る比較手段として機能するように構成されているが、比較手段を、例えばＣＰＵ１０とは別体のユニットやモジュール等の形で構成することも可能である。さらに、表示手段１５以外にも、例えば音声発生手段や光の点灯・点滅手段、或いは振動を発生させる手段等を備えるように構成することも可能であり、その他、印刷手段等の適宜の手段を備えるように構成することが可能である。

また、図１に示したように、動態解析システム１を１つの装置として構成することも可能であるが、例えば、比較手段と表示手段１５とを別体の装置として構成することも可能であり、動態解析システム１は、図１に示した場合（すなわち１つの装置として構成する場合）に限定されない。

さらに、図示を省略するが、動態解析システム１に、動態画像を撮影する撮影装置や、撮影を制御するコンソール等の制御装置、撮影された動態画像を解析する画像解析装置、撮影した画像を保存する画像保存用のデータベース等を含む形に構成することも可能である。

また、本実施形態では、左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像を画像保存用のデータベースから読み出し、動態解析システム１で画像解析して換気機能や肺血流機能に関する特徴量（すなわち前述した振幅や周期、絶対換気量、推定換気量等）を算出するように構成することも可能であり、また、動態解析システム１とは別体の画像解析装置で予め画像解析した特徴量を動態解析システム１で利用するように構成することも可能である。なお、各特徴量の算出方法等については、前述した特許文献１〜３等を参照されたい。

その他、特徴量として、肺野の濃度変化量や、肺野面積の変化量（肺野輪郭の動き量）、横隔膜の移動量（横隔膜の動き量）、外胸郭の移動量（外胸郭の動き量）、肺野の濃度変化に係る速度、肺野面積の変化に係る速度、横隔膜の動きに係る速度、外胸郭の動きに係る速度、肺コンプライアンス（肺の柔らかさを表す指標）等を用いることも可能である。これらについては、特願２０１６−０６３１２５号に詳しく記載されているのでそちらを参照されたい。

特に、肺コンプライアンスは、それが高い場合には肺気腫、ＣＯＰＤ、肺嚢胞症等の疾病が疑われ、また、それが低い場合には拘束性肺疾患、間質性肺炎、肺線維症、肺水腫等の疾病が疑われるなど各種の疾病の診断に有効な特徴量となり得るものである。

前述したように、本実施形態では、動態解析システム１のＣＰＵ１０が本発明に係る比較手段として機能するように構成されている。以下、ＣＰＵ１０が比較手段として機能する場合、比較手段１０として説明する。そして、比較手段１０は、左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像からそれぞれ肺野を抽出し、肺野における左部と右部における各対応点を特定し、各対応点での特徴量を比較するようになっている。

表示手段１５は、後述するように比較手段１０が肺野Ｒにおける左部と右部における各対応点ｐｌ、ｐｒを特定すると、例えば後述する図３や図６等に示すように、複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮ上、或いは複数の動態画像のうちの１枚の動態画像Ｐｎ上に各対応点ｐｌ、ｐｒを表示するようになっている。そして、表示手段１５は、比較手段１０が比較した結果を、複数の動態画像にそれぞれ若しくは複数の動態画像のうちの１枚の動態画像にとともに表示し、又は、複数の動態画像若しくは１枚の動態画像に重ねて表示するようになっている。

以下、まず、比較手段１０における対応点の設定の仕方の一例について説明した後、表示手段１５における表示処理について構成例をいくつか挙げて具体的に説明する。また、本実施形態に係る動態解析システム１の作用についてもあわせて説明する。なお、以下では、１回の撮影でＮ枚の動態画像を撮影した場合について説明し、各動態画像をＰｎ（ｎ＝１〜Ｎ）として表す。

［比較手段における対応点の設定の仕方の一例について］
本実施形態では、比較手段１０は、画像保存用のデータベース等から撮影で得られた複数の動態画像Ｐｎ（例えば図１３参照）を入手し、図２Ａに示すように、動態画像Ｐｎごとにそれぞれ肺野Ｒを抽出する。なお、その際、比較手段１０は、図２Ａに示すように、各動態画像Ｐｎから心臓、横隔膜及び椎体の全て或いはそれらのうちのいずれかを除去した画像を対象として処理を行うように構成することが可能である。

そして、比較手段１０は、動態画像ごとに、抽出した肺野Ｒの中心線Ｌｃを割り出し、割り出した中心線Ｌｃから左右に等距離の各点（すなわち中心線Ｌｃに対して互いに対称な位置にある各点）を肺野Ｒの左部と右部における対応点として特定するように構成されている。具体的には、比較手段１０は、図２Ｂに示すように、抽出した左右両方の肺野Ｒを含む１つの略釣鐘状の領域ｒを特定し、特定した領域ｒの中心点Ｏｎを割り出す。

その際、図２Ｂに示すように、動態画像Ｐｎの横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とし、画素を（ｘ，ｙ）と表す場合、比較手段１０は、例えば上記の領域ｒ中の左端の位置のｘ座標と右端の位置のｘ座標との中心をｘ座標ｘ_Ｏ(n)、領域ｒ中の上端の位置のｙ座標と下端の位置のｙ座標との中心をｙ座標ｙ_Ｏ(n)とする点（ｘ_Ｏ(n)，ｙ_Ｏ(n)）を中心点Ｏｎとして割り出すことができる。なお、中心点Ｏｎのｙ座標としては、例えば肺尖部と肺底部との位置の各ｙ座標の中心として割り出すように構成することも可能である。

そして、比較手段１０は、図３に示すように、割り出した中心点Ｏｎを原点とし、横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸とする正規化された座標系を設定する。この場合、Ｙ軸が上記の中心線Ｌｃに相当する。そして、比較手段１０は、そのような座標系において、Ｙ座標が同じでＸ座標の正負が逆の各点ｐｌ、ｐｒを対応点とするように構成することが可能である。

この場合、正規化された座標系でが、中心点Ｏｎ（すなわち原点）の座標は（０，０）であり、例えば一方の対応点ｐｌの座標が（−０．８，−０．４）であれば、他方の対応点ｐｒの座標は（０．８，−０．４）になる。そして、上記のように構成すると、対応点ｐｌ、ｐｒは互いに中心線Ｌｃ（この場合はＹ軸）から左右に等距離の各点になる。

そして、比較手段１０は、この対応点ｐｌ、ｐｒを特定する処理を、抽出された肺野Ｒに属する全ての画素について行う。なお、この点については後で説明する。また、肺野Ｒに属する画素のうち対応点が見出されない画素については、下記の処理の対象から除外される。

ところで、必ずしも上記のように正規化された座標系を設定する必要はないが、上記のように正規化された座標系を動態画像Ｐｎごとに設定すると、各動態画像Ｐｎ（すなわち動態画像Ｐ１、Ｐ２、…、ＰＮ）での正規化された座標系でそれぞれ同じ座標（例えば（−０．８，−０．４）、（０．８，−０．４））で表される各対応点ｐｌ、ｐｒは、図１３に示したように各動態画像Ｐ１、Ｐ２、…中における左肺や右肺の位置が全体的に上がったり下がったりするのに合わせて画像中を上下方向に移動する。

そして、その際、対応点ｐｌは比較的良好に解剖学的に左肺の同じ位置を追跡して画像中を上下し、対応点ｐｒは比較的良好に解剖学的に右肺の同じ位置を追跡して画像中を上下する状態になることが本発明者らの研究で分かっている。そのため、上記のようにして動態画像Ｐ１、Ｐ２、…上にそれぞれ正規化された座標系を設定してそれぞれ対応点ｐｌ、ｐｒを特定すると、各対応点ｐｌ、ｐｒにおける特徴量は、比較的良好に左肺及び右肺の解剖学的に同じ位置における特徴量（の時間的推移）を見ていることになる。

なお、この点については後で説明する。また、以下、対応点ｐｌにおける特徴量をＣｌ、対応点ｐｒにおける特徴量をＣｒと表し、左肺や右肺を区別せずに特徴量を表す場合には特徴量Ｃという。また、上記のように、中心点や座標系を動態画像Ｐｎごとに設定する代わりに、例えば最大吸気位の動態画像Ｐｎ（例えば図１３のＴ＝ｔ_０参照）で設定した中心点や座標系を他の動態画像Ｐｎでも共通して用いるように構成することも可能である。

そして、比較手段１０は、上記のようにして各動態画像Ｐｎ中に抽出した肺野Ｒにおいて左部と右部における各対応点ｐｌ、ｐｒを特定すると、各対応点ｐｌ、ｐｒにおける特徴量Ｃｌ、Ｃｒを割り出して比較するようになっている。その際、比較手段１０は、前述した換気機能や肺血流機能、肺の柔らかさ等に関する特徴量Ｃが既に他の画像解析装置で算出されている場合にはそれを利用し、また、算出されていなければ自らが算出するように構成される。

［比較手段における比較処理と表示手段における表示処理について］
以下、比較手段１０における比較処理や表示手段１５における表示処理についての構成例をいくつか挙げて具体的に説明する。

［構成例１］
本発明者らの研究では、肺に疾病や病変等がなければ、左右の肺の対応する個所は同じように動いたり機能したりする、すなわち肺が正常であれば、肺野Ｒにおける上記の左右の対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒは互いにほぼ同じ値になるという知見が得られている。

そのため、例えば、複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮにおいて、上記の対応点ｐｌ、ｐｒに対応する解剖学上の左肺及び右肺の位置やそれらの近傍に疾病や病変等がなければ、各動態画像Ｐｎでの対応点ｐｌ、ｐｒにおける特徴量Ｃｌ、Ｃｒを割り出して、各動態画像Ｐｎごとに、すなわち時間ｔの経過にあわせてプロットすると、例えば図４に示すように、各対応点ｐｌ、ｐｒにおける特徴量Ｃｌ、Ｃｒの時間的推移は、通常、ほぼ重なる。すなわち、左右の肺の対応する個所での各特徴量Ｃｌ、Ｃｒは、一般的には、時間的に同じように変化する。

しかし、例えば右肺のある部分に異常があると、例えば図５Ａに例示するように右肺の対応点ｐｒにおける特徴量Ｃｒが正常な左肺の対応点ｐｌにおける特徴量Ｃｌよりも時間的に遅れて推移したり、或いは、図５Ｂに例示するように右肺の対応点ｐｒにおける特徴量Ｃｒが正常な左肺の対応点ｐｌにおける特徴量Ｃｌよりも時間的な変化の大きさ（振れ幅）が小さくなったりする。

そこで、比較手段１０は、例えば図４や図５Ａ、図５Ｂに示したように時間ｔを横軸に取って各対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒをそれぞれプロットしたグラフｇをそれぞれ作成する。なお、時間ｔを縦軸に取ることも可能である。そして、表示手段１５は、例えば図６に示すように、表示画面１５Ａ上に、１枚の動態画像Ｐｎを表示させたり、或いは複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示させたりするとともに、上記のようにして比較手段１０が作成した１つのグラフを表示し、或いは複数のグラフを例えば時間ｔの経過をそろえた形で表示するように構成することが可能である。

このように構成すると、肺野Ｒのどの位置（すなわちどの対応点ｐｌ、ｐｒ）でグラフｇに異常が生じている可能性があるかを一目で認識することが可能となり、被写体の左右の肺を比較して初めて見出される異常の可能性を医師が分かり易いように表示することが可能となる。

その際、例えば、グラフｇを表示する対応点ｐｌ、ｐｒ（或いはいずれか一方）を、医師等が例えば表示画面１５Ａに触れたり表示画面１５Ａ上のカーソルを移動させる等して指定するように構成することが可能であり、表示手段１５が肺野Ｒ上で自動的に選択するように構成することも可能である。その場合、表示手段１５は、指定され或いは選択した対応点ｐｌ、ｐｒのグラフｇを表示画面１５Ａ上に表示する。

また、表示手段１５がグラフｇを表示する対応点ｐｌ、ｐｒを肺野Ｒ上で所定の順番に自動的に移動させていき、それにあわせて表示するグラフｇを自動的に切り替えていくように構成することも可能である。

さらに、表示手段１５は、比較手段１０が作成したグラフｇに異常（例えば図５Ａ、図５Ｂ参照）が生じている可能性がある対応点ｐｌ、ｐｒが集まっている肺野Ｒ上の個所がある場合には、例えば図６に示すように、表示画面１５Ａにサブ画像Ｐｓを表示し、サブ画像Ｐｓにその個所を着色して表示する（図６中の斜線部分参照）等して医師が一目で認識することができるように表示するように構成することも可能である。

［構成例２］
一方、前述したように、肺が正常であれば、肺野Ｒにおける上記の左右の対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒは互いにほぼ同じ値になるため、例えば下記（１）、（２）式に示すように、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの差ΔＣｌ、ΔＣｒ（すなわち一方の対応点での特徴量と他方の対応点での特徴量との差）を算出すると、差ΔＣｌ、ΔＣｒはいずれもほぼ０になる。
ΔＣｌ＝Ｃｌ−Ｃｒ …（１）
ΔＣｒ＝Ｃｒ−Ｃｌ …（２）

しかし、左肺や右肺のいずれかに異常がある場合、例えば図５Ａ、図５Ｂに示したようにある時刻ｔにおける対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの差ΔＣｌ、ΔＣｒは０とは有意に異なる正の値或いは負の値になる。そのため、例えば表示手段１５が動態画像Ｐｎを表示する際に、上記のようにして算出した差ΔＣｌ、ΔＣｒが０でない場合に動態画像Ｐｎ上の対応点ｐｌ、ｐｒにそれを表す記号を表示すれば、その対応点ｐｌ、ｐｒの位置が正常でない可能性があることを医師に認識させることができる。

そこで、例えば、比較手段１０は、上記（１）、（２）式に従って動態画像Ｐｎの各対応点ｐｌ、ｐｒごとに特徴量Ｃｌ、Ｃｒの差ΔＣｌ、ΔＣｒを算出し、比較手段１０が算出した増加量ΔＣｌ、ΔＣｒが異常であると判断される場合（すなわち例えば差ΔＣｌ、ΔＣｒの絶対値が所定の閾値以上である場合）には、表示手段１５は、表示画面１５Ａ上に複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示する際に、差ΔＣｌ、ΔＣｒが異常であると判断された動態画像Ｐｎの対応点ｐｌ、ｐｒの部分に所定の記号を動態画像Ｐｎに重ねて表示するように構成することが可能である。

すなわち、表示手段１５は、図７に示すように、動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示する際に、差ΔＣｌ、ΔＣｒが異常であると判断された動態画像Ｐｎの対応点ｐｌ、ｐｒの部分に、所定の記号Ｍｌ、Ｍｒを動態画像Ｐｎに重ねて表示することが可能である。なお、図７では、所定の記号Ｍｌ、Ｍｒとして四角の記号を表示する例が示されている。

そして、その際、例えば、差ΔＣｌ（或いは差ΔＣｒ）が正の値である場合には記号Ｍｌ（或いは記号Ｍｒ）を所定の色（例えば黄色）で表示し、逆に、差ΔＣｌ（或いは差ΔＣｒ）が負の値である場合には、記号Ｍｌ（或いは記号Ｍｒ）を所定の色（例えば青）で表示するように構成することが可能である。なお、図７や後述する図８等では、記号Ｍｌ、Ｍｒにおける斜線の方向を変えることで色の違いが表現されている。

一方、上記のように対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒ自体ではなく、例えば、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの動態画像Ｐｎごとの差分（すなわち対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの時間的変化率）が、左右の肺（すなわち左右の対応点ｐｌ、ｐｒ）で異なっているような場合にも、その対応点ｐｌ、ｐｒの位置が正常でない可能性がある。

また、例えば、対応点ｐｌでの特徴量Ｃｌとその周囲（或いは近傍）の画素での特徴量Ｃｌとの差分と、対応点ｐｒでの特徴量Ｃｒとその周囲（或いは近傍）の画素での特徴量Ｃｒとの差分とが、左右の肺（すなわち左右の対応点ｐｌ、ｐｒ）で異なっているような場合にも、その対応点ｐｌ、ｐｒの位置が正常でない可能性がある。

このように、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒ自体の差ΔＣｌ、ΔＣｒだけでなく、比較手段１０が、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒに基づいて算出される値同士の差を算出する。そして、表示手段１５は、表示画面１５Ａ上に複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示する際に、それらの値の差が異常であると判断された動態画像Ｐｎの対応点ｐｌ、ｐｒの部分に所定の記号Ｍｌ、Ｍｒを動態画像Ｐｎに重ねて表示するように構成することも可能である。

なお、上記の場合、各動態画像Ｐ１〜ＰＮにおける、ある対応点ｐｌ、ｐｒに着目すると、ある動態画像では上記の記号Ｍｌや記号Ｍｒが現れるが、他の動態画像では記号Ｍｌや記号Ｍｒが現れないような状態になる。すなわち、ある対応点ｐｌ、ｐｒに着目すると、動態画像によって記号Ｍｌや記号Ｍｒが現れたり消えたりするように表示される。

以上のように構成すれば、記号Ｍｌ、Ｍｒが表示された肺の対応点ｐｌ、ｐｒの位置が正常でない可能性があることを分かり易く表示することが可能となる。そして、肺野Ｒのどの位置（すなわちどの対応点ｐｌ、ｐｒ）で、かつどのタイミングで異常が生じている可能性があるかを一目で認識することが可能となり、被写体の左右の肺を比較して初めて見出される異常を医師が分かり易いように表示することが可能となる。

なお、以下では、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒ自体の差ΔＣｌ、ΔＣｒを算出する場合やそれに基づいて記号Ｍｌ、Ｍｒを表示する場合について説明するが、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒに基づいて算出される値同士の差を算出する場合やそれに基づいて記号Ｍｌ、Ｍｒを表示する場合も適用可能であり、同様に説明される。

また、以下、上記のように対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの差ΔＣｌ、ΔＣｒや、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒに基づいて算出される値同士の差を算出する場合について説明するが、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒ同士や、対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒに基づいて算出される値同士の違いの度合は、上記の差の他に、例えばそれら同士の比（例えばＣｌ／Ｃｒ等）などを用いて表すことも可能である。

そして、本明細書中で特徴量同士や特徴量に基づいて算出される値同士の差についての説明は、違いの度合として比などを用いる場合にも同様にあてはまる。例えば、上記の構成例における「差ΔＣｌ（或いは差ΔＣｒ）が正の値である場合」、「差ΔＣｌ（或いは差ΔＣｒ）が負の値である場合」は、違いの度合として比を用いる際には、それぞれ「比Ｃｌ／Ｃｒ（或いは比Ｃｒ／Ｃｌ）が１より大きい場合」、「比Ｃｌ／Ｃｒ（或いは比Ｃｒ／Ｃｌ）が１未満の場合」と読み替えられる。

［構成例３］
上記の構成例２では、動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示する際に、記号Ｍｌ、Ｍｒが、例えば医師が指定したり表示装置１５が自動的に選択した対応点ｐｌ、ｐｒごとに表示される。しかし、例えば図８に示すように、動態画像Ｐｎごとに、特徴量Ｃｌ、Ｃｒやそれに基づいて算出される値について左右に差が生じている全ての対応点ｐｌ、ｐｒの部分にそれぞれ記号Ｍｌ、Ｍｒを表示するように構成することも可能である。

このように構成すれば、どのタイミングで、かつ、肺野Ｒのどの辺りで異常が生じている可能性があるかや、そのような個所が肺野Ｒのどの辺りに集中して現れるかを一目で認識することが可能となり、被写体の左右の肺を比較して初めて見出される異常を医師が分かり易いように表示することが可能となる。

なお、上記の構成例２、３（図７や図８参照）では、表示画面１５Ａ上に複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示しながら、差ΔＣｌ、ΔＣｒが異常であると判断された動態画像Ｐｎの１対または複数の対応点ｐｌ、ｐｒの部分に所定の記号を動態画像Ｐｎに重ねて表示する場合について説明したが、この他にも、図示を省略するが、例えば、差ΔＣｌ、ΔＣｒが異常であると判断された動態画像Ｐｎを静止画像状に１枚ずつ表示させながら、各動態画像Ｐｎ上にそれぞれ１対または複数の対応点ｐｌ、ｐｒの部分に所定の記号を重ねて表示するように構成することも可能である。

［構成例４］
また、比較手段１は、上記のようにして動態画像Ｐｎごとに各対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒの差ΔＣｌ、ΔＣｒを算出し、表示手段１５は、各対応点ｐｌ、ｐｒにおける差ΔＣｌ、ΔＣｒを、正の差ごと、及び負の差ごとにそれぞれ全ての動態画像Ｐ１〜ＰＮで集計し、図９Ａ、図９Ｂに示すように、動態画像Ｐｎの各対応点ｐｌ、ｐｒの各位置を、集計した値σｌ＋、σｒ＋（正の差ごとに集計した値。図９Ａ参照）、σｌ−、σｒ−（負の差ごとに集計した値。図９Ｂ参照）に対応する態様でそれぞれ表示するように構成することが可能である。

この場合、集計した値に対応する態様とは、例えば、集計した値σｌ＋、σｌ−、σｒ＋、σｒ−の絶対値の大きさに応じて色の濃さを変えたり色を変えたりして表示するように構成することが可能である。

このように構成すれば、肺野Ｒのどの辺りで異常が生じている可能性があるかを一目で認識することが可能となり、被写体の左右の肺を比較して初めて見出される異常を医師が分かり易いように表示することが可能となる。

なお、上記の各構成例１〜４において、動態画像Ｐｎ（或いは動態画像Ｐ１〜ＰＮ）上に記号等を表示する代わりに、動態画像Ｐｎにおける位置が、肺の解剖学的な位置におけるどの位置かを割り出して、例えば図１０に示すように、肺の解剖学的な位置に記号等を表示したり、或いは該当する肺の解剖学的構造（肺葉等）自体を着色する等して表示するように構成することも可能である。

このように構成すれば、異常が生じている可能性がある動態画像Ｐｎ上の位置が、実際の肺のどの部分に相当するかを視覚的に把握することが可能となり、医師の診断の用に供することが可能となる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る動態解析システム１によれば、比較手段１０が、左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮからそれぞれ肺野Ｒを抽出し、肺野Ｒにおける左右の各対応点ｐｌ、ｐｒでの特徴量Ｃｌ、Ｃｒを比較し、表示手段１５が、その結果を、複数の動態画像Ｐ１〜ＰＮを動画表示したり１枚の動態画像Ｐｎに重ねて表示する等して表示したりするように構成した。

そのため、本実施形態によれば、被写体の左右の肺を見比べなければ見いだせないような異常（疾病や病変等）であっても、それを動態解析システム１が自動的かつ的確に見出して、医師が分かり易いように表示することが可能となる。そして、従来では、医師が感覚的にしか認識できなかった異常を、定量的に示すことが可能となる。

なお、上記の実施形態では、動態画像Ｐｎとして、各動態画像Ｐｎから心臓、横隔膜及び椎体を除去した画像を対象として処理を行うように構成する場合について説明したが、例えば、動態画像Ｐｎ中から心臓や横隔膜、椎体の成分を抽出し、それらの成分を動態画像Ｐｎから除去することで、心臓や横隔膜、椎体と重なって撮影されている肺の部分の画像成分を復元し、復元した動態画像Ｐｎを対象として処理を行うように構成することも可能である。

［対応点のとり方について］
また、上記の実施形態では、比較手段１０は、対応点ｐｌ、ｐｒを特定する処理（図３参照）を、抽出された肺野Ｒに属する全ての画素について行う場合について説明したが、例えば正規化された座標系における所定の各点（例えば座標が（０．１×ｋ，０．１×ｍ）（ｋ、ｍは整数）で表される各点）についてのみ行うように構成することも可能である。

さらに、例えば図１１に示すように、抽出された肺野Ｒ上や正規化された座標系上に関心領域ＲＯＩを設け、例えば関心領域ＲＯＩを代表する点（例えば関心領域ＲＯＩの中心当）として対応点ｐｒ等を特定する。そして、関心領域ＲＯＩに含まれる各点における特徴量Ｃの平均値等を対応点ｐｒ等の特徴量Ｃｒ等として処理を行うように構成することも可能である。

上記のように構成することで、抽出された肺野Ｒに属する全ての画素を対応点ｐｌ、ｐｒとして処理を行う場合に比べて比較手段１０における処理の負担を軽減することが可能となる。

［動態画像ごとの対応点の追跡について］
また、上記の実施形態では、上記のようにして動態画像Ｐｎ中に正規化された座標系を設定し、各動態画像Ｐ１〜ＰＮにおいて対応点ｐｌ、ｐｒとして同じ座標の点を特定することで、対応点ｐｌや対応点ｐｒが比較的良好に解剖学的に左右の肺の同じ位置を追跡する状態になることを説明した。しかし、下記のように構成すれば、動態画像Ｐｎごとに、対応点ｐｌ、ｐｒがより的確に解剖学的に左右の肺の同じ位置を追跡するように構成することができる。

すなわち、例えば、図１３に示したように複数の動態画像のうち例えば最大吸気位の動態画像（図１３中ではＴ＝ｔ_０の動態画像）を基準画像に設定し、肺野Ｒを含む領域を矩形状の小領域（関心領域に相当する。）に分割する。そして、基準画像と他の動態画像Ｐｎとの間でローカルマッチング処理やワーピング処理（非線形歪変換処理。例えば特開２０１２−５７２９号公報等参照）を施して、動態画像ごとに関心領域を追跡して対応点を追跡するように構成することが可能である。

また、例えば、図１２に示すように、まず、動態画像Ｐ１で対応点ｐｒ（或いは対応点ｐｌ）を特定する。そして、動態画像Ｐ１上に特定した対応点ｐｒ（或いは対応点ｐｌ）を含む小領域（図示省略）のパターンと最も近いパターンの小領域を次の動態画像Ｐ２上に特定して動態画像Ｐ２上での対応点ｐｒ（或いは対応点ｐｌ）の位置を特定する。そして、この処理を各動態画像Ｐｎで繰り返していくことで、動態画像Ｐｎごとに対応点ｐｒ（或いは対応点ｐｌ）を追跡して特定するように構成することも可能である。

この場合、対応点ｐｌ（或いは対応点ｐｒ）は、例えば、上記のようにして動態画像Ｐｎごとに対応点ｐｒ（或いは対応点ｐｌ）を特定するごとに、前述した肺野Ｒの中心線Ｌｃに対してそれに対称な点として特定するように構成することが可能である。

また、例えば、動態画像Ｐ１において前述した肺野Ｒの中心線Ｌｃに対して対称な点として対応点ｐｌ、ｐｒを特定し、それ以降の各動態画像Ｐｎにおいては、対応点ｐｌと対応点ｐｒとでそれぞれ独立に上記のようにして対応点を追跡していくように構成することも可能である。

このように構成すれば、動態画像Ｐｎごとの対応点ｐｌ、ｐｒをより厳密に割り出して特定することが可能となり、上記の実施形態に係る動態解析システム１における作用効果をより的確に発揮させることが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 動態解析システム
１０ ＣＰＵ（比較手段）
１５ 表示手段
Ｃｌ、Ｃｒ 特徴量
ｇ グラフ
Ｌｃ 中心線
Ｍｌ、Ｍｒ 記号
Ｏｎ 中心点
ｐｌ、ｐｒ 対応点
Ｐｎ、Ｐ１〜ＰＮ 動態画像
Ｒ 肺野
ＲＯＩ 関心領域
ｔ 時間
ΔＣｌ、ΔＣｒ 差（違いの度合）
σｌ＋、σｒ＋、σｌ−、σｒ− 集計した値

Claims (15)

1. 左右の肺を含む被写体の胸部を撮影することにより得られた複数の動態画像からそれぞれ肺野を抽出し、肺野における左部と右部における各対応点を特定し、前記各対応点での特徴量を比較する比較手段と、
   前記比較手段が比較した結果を、前記複数の動態画像若しくは前記複数の動態画像のうちの１枚の前記動態画像とともに表示し、又は、前記複数の動態画像若しくは前記１枚の動態画像に重ねて表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする動態解析システム。
2. 前記表示手段は、前記複数の動態画像上、または前記複数の動態画像のうちの１枚の前記動態画像上に前記各対応点を表示することを特徴とする請求項１に記載の動態解析システム。
3. 前記比較手段は、時間を一軸に取って前記各対応点での前記特徴量をそれぞれプロットしたグラフをそれぞれ作成し、
   前記表示手段は、前記複数の動態画像を動画表示するとともに又は前記複数の動態画像のうちの１枚の前記動態画像を表示するとともに、前記比較手段が作成した前記グラフのうちの１つ又は複数を表示することを特徴とする請求項１に記載の動態解析システム。
4. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに前記各対応点を追跡して特定し、時間を一軸に取って前記各対応点での前記特徴量をそれぞれプロットしたグラフをそれぞれ作成し、
   前記表示手段は、特定された前記各対応点ごとに前記グラフを表示することを特徴とする請求項３に記載の動態解析システム。
5. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、一方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値と、他方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値との違いの度合を算出することを特徴とする請求項１に記載の動態解析システム。
6. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、一方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値と、他方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値との差を算出し、
   前記表示手段は、前記各対応点における前記差を、正の前記差ごと、及び負の前記差ごとにそれぞれ全ての前記動態画像で集計し、前記動態画像の前記各対応点の位置を、集計した値に対応する態様でそれぞれ表示することを特徴とする請求項１に記載の動態解析システム。
7. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、一方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値と、他方の前記対応点での前記特徴量又は前記特徴量に基づいて算出される値との比を算出し、
   前記表示手段は、前記各対応点における前記比を、１より大きい前記比ごと、及び１未満の前記比ごとにそれぞれ全ての前記動態画像で集計し、前記動態画像の前記各対応点の位置を、集計した値に対応する態様でそれぞれ表示することを特徴とする請求項１に記載の動態解析システム。
8. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、抽出した前記肺野の中心線を割り出し、割り出した前記中心線から左右に等距離の各点を前記対応点として特定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の動態解析システム。
9. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、抽出した前記肺野を含む領域の中心点を割り出し、割り出した前記中心点を原点とする正規化された座標系を設定し、前記中心点を通る縦軸に対して対称な位置の各点を前記対応点とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の動態解析システム。
10. 前記比較手段は、
    所定の前記動態画像について、抽出した前記肺野の中心線を割り出し、割り出した前記中心線から左右に等距離の各点を前記対応点として特定するとともに、
    割り出した前記中心線を他の前記動態画像についても適用して、前記中心線から左右に等距離の各点を前記対応点として特定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の動態解析システム。
11. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに、関心領域を設定し、当該関心領域を代表する点として前記対応点を特定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の動態解析システム。
12. 前記比較手段は、前記動態画像ごとに前記対応点を追跡して特定することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の動態解析システム。
13. 前記比較手段は、前記複数の動態画像のうち一の前記動態画像を基準画像に設定し、基準画像と他の前記動態画像との間でローカルマッチング処理及び／又はワーピング処理を施して、前記動態画像ごとに前記対応点を追跡することを特徴とする請求項１２に記載の動態解析システム。
14. 前記比較手段は、前記動態画像から心臓、横隔膜及び椎体のいずれか又は全てを除去した画像を対象として処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の動態解析システム。
15. 前記比較手段が算出した前記違いの度合が異常であると判断される場合には、前記表示手段は、前記違いの度合が異常であると判断された前記動態画像の前記対応点の部分に所定の記号を表示する処理を、前記複数の動態画像を動画表示しながら、または、前記違いの度合が異常であると判断された当該動態画像を静止画像状に表示させた状態で行うことを特徴とする請求項５に記載の動態解析システム。

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