JP2018148964A - 動態解析システム - Google Patents

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Abstract

【課題】比較する動態画像間の差異を容易に把握できるようにする。
【解決手段】診断用コンソール３によれば、制御部３１は、複数の動態画像のそれぞれから診断対象の機能に係る特徴量の時間変化の周期を取得し、取得された周期を調整して、特徴量の時間変化の周期が等しい複数の周期調整データを生成する。そして、複数の周期調整データの同一位相ごとの差分情報を生成し、表示部３４に表示させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、動態解析システムに関する。
被写体の周期性を持つ動態を撮影することにより得られた動態画像を比較読影する場合、動態画像間で動態の周期に違いが出てしまう。そのため、適切な比較評価ができないという問題がある。
そこで、例えば特許文献１には、基準動画像と比較すべき参照動画像の周期毎に、２つの画像の周期的変化を特定の位相において同期させて表示させる技術が記載されている。
国際公開ＷＯ２０１４／０５４３７９号
しかしながら、特許文献１に記載のように、複数の動態画像の周期を揃えて同期表示するだけでは直感的に差異がわかりにくいという問題がある。
本発明の課題は、比較する動態画像間の差異を容易に把握できるようにすることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の動態解析システムは、
生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像のそれぞれから診断対象の機能に係る特徴量の時間変化の周期を取得する周期取得手段と、
前記周期取得手段により取得された周期を調整して、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の周期調整データを生成する周期調整データ生成手段と、
前記複数の周期調整データの同一位相ごとの差分情報を生成する差分情報生成手段と、
前記差分情報を出力する出力手段と、
を備える。
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、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像の少なくとも一つにおいてフレーム画像を追加又は削除することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、前記動態画像に追加するフレーム画像における各画素の信号値を前記動態画像の複数のフレーム画像の信号値を用いて補間することにより算出する。
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、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像の少なくとも一つにおいて、前記動態画像から選択したいずれか複数のフレーム画像の信号値に基づいて補間画像を生成することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成する。
請求項５に記載の発明は、請求項３〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の同一座標の画素同士の信号値の差分値を算出する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
前記複数の動態画像の肺野形状を一致させる肺野形状変形手段を備える。
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、
前記肺野形状変形手段は、前記複数の動態画像の肺野形状を予め定められた肺野形状に変形する。
請求項８に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
前記周期取得手段は、前記複数の動態画像のそれぞれから横隔膜位置の周期を取得し、
前記周期調整データ生成手段は、前記横隔膜位置の周期及び位相を調整して、前記横隔膜位置の周期が等しく、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の前記横隔膜位置の差分情報を生成する。
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記周期取得手段は、前記複数の動態画像のそれぞれから前記診断対象の機能に係る特徴量の時間変化を示すグラフを生成し、生成したグラフに基づいて前記特徴量の時間変化の周期を取得し、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像から生成した複数の前記特徴量の時間変化を示すグラフの少なくとも一つの周期を調整することにより、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数のグラフを生成する。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングの前記特徴量の差分値を算出する。
請求項１１に記載の発明の動態解析システムは、
生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像の画素毎又は複数画素のブロック毎の動態解析結果を示す複数の解析結果画像のそれぞれから診断対象の機能に係る特徴量の時間変化の周期を取得する周期取得手段と、
前記周期取得手段により取得された周期を調整して、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の周期調整データを生成する周期調整データ生成手段と、
前記複数の周期調整データの同一位相ごとの差分情報を生成する差分情報生成手段と、
前記差分情報を出力する出力手段と、
を備える。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像の少なくとも一つにおいてフレーム画像を追加又は削除することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の解析結果画像を生成する。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、前記解析結果画像に追加するフレーム画像における各画素の信号値を前記解析結果画像の複数のフレーム画像の同じ位置の画素の信号値を用いて補間することにより算出する。
請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像の少なくとも一つにおいて、前記解析結果画像から選択した複数のフレーム画像の信号値に基づいて補間画像を生成することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の解析結果画像を生成する。
請求項１５に記載の発明は、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の同一座標の画素同士の信号値の差分値を算出する。
請求項１６に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記周期取得手段は、前記複数の解析結果画像のそれぞれから前記診断対象の機能に係る特徴量の時間変化を示すグラフを生成し、生成したグラフに基づいて前記特徴量の時間変化の周期を取得し、
前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像から生成した複数の前記特徴量の時間変化を示すグラフの少なくとも一つの周期を調整することにより、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数のグラフを生成する。
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の発明において、
前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングの信号値の差分値を算出する。
請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の発明において、
前記出力手段は、前記差分情報を前記周期調整データの少なくとも一つと合成して出力する。
請求項１９に記載の発明は、請求項１〜７、９〜１８のいずれか一項に記載の発明において、
前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
前記診断対象の機能は、肺野の血流機能又は換気機能であり、
前記特徴量は、関心領域の画素の信号値である。
請求項２０に記載の発明は、請求項１〜４、８〜１０のいずれか一項に記載の発明において、
前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
前記診断対象の機能は、横隔膜の機能であり、
前記特徴量は、横隔膜位置である。
本発明によれば、比較する動態画像間の差異を容易に把握することが可能となる。
本発明の実施形態における動態解析システムの全体構成を示す図である。 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。 第１の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される差分表示処理Ａを示すフローチャートである。 周期の調整を説明するための図である。 図３のステップＳ１６において表示される差分画像を示す図である。 第２の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される差分表示処理Ｂを示すフローチャートである。 図６のステップＳ２５において表示される差分グラフを示す図である。 第３の実施形態において図１の診断用コンソールの制御部により実行される差分表示処理Ｃを示すフローチャートである。 図８のステップＳ３６において表示される差分画像を示す図である。
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。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
＜第１の実施形態＞
〔動態解析システム１００の構成〕
まず、第１の実施形態の構成を説明する。
図１に、第１の実施形態における動態解析システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、動態解析システム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。動態解析システム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。
〔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）を持つ動態を撮影する撮影手段である。動態撮影とは、被写体に対し、Ｘ線等の放射線をパルス状にして所定時間間隔で繰り返し照射するか(パルス照射)、もしくは、低線量率にして途切れなく継続して照射する(連続照射)ことで、被写体の動態を示す複数の画像を取得することをいう。動態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。なお、以下の実施形態では、パルス照射により胸部の動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
放射線源１１は、被写体Ｍ（被検者）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、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、付加フィルター種等である。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、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。
放射線検出部１３は、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサーにより構成される。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検出素子（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を備えて構成されている。ＦＰＤにはＸ線をシンチレーターを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
放射線検出部１３は、被写体Ｍを挟んで放射線源１１と対向するように設けられている。
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、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。
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。
〔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等の撮影実施者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。
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。
記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリー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ー、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（ここでは、胸部とする）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。
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。
表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、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。
通信部２５は、ＬＡＮアダプターやモデムや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。
〔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、取得した動態画像や動態画像の解析結果を表示して医師の診断を支援するための装置である。
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。
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、後述する差分画像表示処理Ａを始めとする各種処理を実行し、診断用コンソール３の各部の動作を集中制御する。制御部３１は、周期取得手段、周期調整データ生成手段、差分情報生成手段、肺野情報変形手段として機能する。
記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリー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で差分画像表示処理Ａを実行するための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る処理の実行に必要なパラメーター、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。
また、記憶部３２には、過去に撮影された動態画像が患者情報（例えば、患者ＩＤ、患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等）、検査情報（例えば、検査ＩＤ、検査日、検査対象部位（ここでは、胸部）、診断対象の機能の種類（例えば、換気、血流、横隔膜）等）に対応付けて記憶されている。
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、ユーザーによる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。
表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ等のモニターにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。表示部３４は、出力手段として機能する。
通信部３５は、ＬＡＮアダプターやモデムや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。
〔動態解析システム１００の動作〕
次に、本実施形態における上記動態解析システム１００の動作について説明する。
（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に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
まず、撮影実施者により撮影用コンソール２の操作部２３が操作され、被検者（被写体Ｍ）の患者情報、検査情報の入力が行われる（ステップＳ１）。
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）。
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）。ここで、撮影実施者は、被写体Ｍを放射線源１１と放射線検出部１３の間に配置してポジショニングを行う。また、被検者（被写体Ｍ）に対し、呼吸状態を指示する。例えば、被検者（被写体Ｍ）に楽にするように指示し、安静呼吸を促す。診断対象の機能の種類が換気の場合には安静呼吸を促し、診断対象の機能の種類が血流の場合には被検者に息を止めるように指示することとしてもよい。撮影準備が整った時点で、操作部２３を操作して放射線照射指示を入力する。
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。撮影されるフレーム数は、少なくとも１呼吸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順次撮影用コンソール２に入力され、撮影順を示す番号（フレーム番号）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）。撮影実施者は、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。
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、検査情報、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す番号（フレーム番号）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。この場合、再撮影が必要となる。
（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から診断対象の機能が換気又は血流の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に記憶されているプログラムとの協働により図３に示す差分表示処理Ａが実行される。
以下、図３を参照して差分表示処理Ａの流れについて説明する。
まず、受信した動態画像と比較する過去の動態画像が選択される（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０においては、例えば、記憶部３２に記憶されている被写体Ｍの過去の動態画像の一覧が表示部３４に表示され、表示された動態画像の中からユーザーが所望する動態画像を操作部３３により選択することとしてもよいし、記憶部３２に記憶されている被写体Ｍの過去の動態画像のうち、検査日が直近の動態画像を制御部３１が自動的に選択することとしてもよい。なお、受信した動態画像を現在の動態画像、現在の動態画像と比較する動態画像を過去の動態画像と呼ぶ。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像にワーピング処理を施して、肺野領域の形状を一致させる（ステップＳ１１）。
例えば、ステップＳ１１においては、まず、現在の動態画像を構成するフレーム画像と過去の動態画像を構成するフレーム画像のそれぞれから肺野領域の輪郭を検出する。例えば、各フレーム画像において、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。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。次いで、現在の動態画像と過去の動態画像の全フレーム画像の中から一枚のフレーム画像を選択して基準画像とし、他のフレーム画像の肺野形状が基準画像の肺野形状に一致するようにワーピング処理を施す。基準画像は、現在の動態画像又は過去の動態画像の一フレーム目のフレーム画像としてもよいし、最大呼気位や最大吸気位のフレーム画像としてもよい。あるいは、基準となる肺野形状の画像を予め用意しておき、双方の動態画像の肺野形状を基準となる肺野形状に合わせることとしてもよい。これにより、動態画像を比較するときの肺野形状が常に統一されるので、ユーザーは、同じ環境下で動態画像の比較評価を行うことが可能となる。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像から診断対象の機能に係る特徴量（ここでは、ＲＯＩの信号値）が算出され、算出された特徴量の時間変化の周期が取得される（ステップＳ１２）。
呼吸による換気機能において、吸気により肺野が拡張すると、肺野領域の密度が低くなるためＸ線透過量が増え、動態画像上における肺野領域の信号値（濃度値）は高くなる。呼気により肺野が収縮すると、肺野領域の密度が高くなるためＸ線透過量が減少し、動態画像上における肺野領域の信号値は低くなる。よって、診断対象の機能が換気である場合、動態画像における信号値の時間変化を換気機能に係る特徴量とすることができる。また、呼吸により肺に血が流れると、血流の部分のＸ線透過量が減少し、動態画像上における信号値は低くなる。よって、診断対象の機能が血流である場合、動態画像における信号値の時間変化を血流機能に係る特徴量とすることができる。
例えば、診断対象の機能が換気である場合、まず、過去と現在の双方の動態画像の肺野領域内に時間方向のローパスフィルター処理を施す。具体的には、動態画像の画素毎に信号値の時間変化を求めて時間方向のローパスフィルター（例えば、カットオフ周波数０．８０Ｈｚ）によりフィルタリングする。これにより、血流等による高周波成分を除去して換気の信号成分を取得することができる。
次いで、ローパスフィルター処理後の２つの動態画像の各フレーム画像にＲＯＩ（関心領域）を設定する。ここで、ＲＯＩの位置は、診断対象の機能の特徴が最もよく表れる位置に設定することが好ましい。診断対象の機能が換気である場合、ＲＯＩは心臓と背骨を除く肺野領域内に設定することが好ましい。ＲＯＩの設定は、画像処理により自動的に行ってもよいし、ユーザーによる操作部３３の操作に応じて（手動で）行ってもよい。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおいて、各フレーム画像のＲＯＩ内の各画素の信号値の代表値（例えば、平均値、中央値等）を算出し、算出した代表値を時系列に（フレーム画像順に）プロットすることにより信号値の時間変化を示す波形のグラフ（波形グラフと呼ぶ）を生成する。
そして生成した波形グラフから、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおける信号値の時間変化の周期を取得する。周期は、波形グラフの極大点（又は極小点）から次の極大点（又は極小点）までの時間を周期として算出することができる。
また、例えば、診断対象の機能が血流である場合、まず、過去と現在の双方の動態画像の肺野領域内に時間方向のハイパスフィルター処理を施す。具体的には、動態画像の画素毎に信号値の時間変化を求めて時間方向のハイパスフィルター（例えば、カットオフ周波数０．８０Ｈｚ）によりフィルタリングする。信号値の時間変化に時間方向のバンドパスフィルター（例えば、低域のカットオフ周波数０．８Ｈｚ、高域のカットオフ周波数２．４Ｈｚ）を用いてフィルタリングを行うこととしてもよい。これにより、換気等による低周波成分を除去して血流の信号成分を取得することができる。
次いで、フィルター処理後の２つの動態画像の各フレーム画像にＲＯＩを設定する。ここで、ＲＯＩの位置は、診断対象の機能の特徴が最もよく表れる位置に設定することが好ましい。診断対象の機能が血流である場合、心臓領域にＲＯＩを設定することが好ましい。ＲＯＩの設定は、画像処理により自動的に行ってもよいし、ユーザーによる操作部３３の操作に応じて（手動で）行ってもよい。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおいて、各フレーム画像のＲＯＩ内の各画素の信号値の代表値（例えば、平均値、中央値等）を算出し、算出した代表値を時系列に（フレーム番号順に）プロットすることにより信号値の時間変化を示す波形のグラフ（波形グラフ）を生成する。
そして生成した波形グラフから、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおける信号値の時間変化の周期を取得する。
次いで、現在の動態画像から算出した周期と過去の動態画像から算出した周期が合うように周期の調整が行われ、周期調整データが生成される（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３では、図４に示すように、現在の動態画像から取得した周期と過去の動態画像から取得した周期が異なる場合に、周期の調整を行い、周期が等しい２つの周期調整データを生成する。本実施形態において、周期調整データとは、周期を合わせた複数の動態画像（ここでは、周期を合わせた現在の動態画像と過去の動態画像）のそれぞれである。
例えば、まず、調整後の動態画像の周期（信号値の時間変化の周期。以下同じ。）を決定する。調整後の周期としては、短い周期を長い周期に合わせてもよいし、長い周期を短い周期に合わせてもよい。また、予め定められた周期に双方の周期を合わせることとしてもよい。
次いで、調整後の周期にそれぞれの動態画像の周期を合わせるために、それぞれの動態画像において周期毎に追加又は削除するフレーム画像数を決定する。追加又は削除するフレーム画像が０である場合は、その動態画像に対して周期を調整する処理は行わない。そして、調整が必要な動態画像の周期毎に、決定されたフレーム画像数のフレーム画像の追加又は削除を行って２つの動態画像の周期を合わせることにより、周期が等しい２つの動態画像、すなわち、２つの周期調整データが生成される。
例えば、短い周期を長い周期に合わせる場合、短い方の周期の動態画像に均等にフレーム画像を追加して周期を合わせる。追加するフレーム画像の各画素の信号値は、例えば、元の動態画像の複数のフレーム画像における同じ位置の画素の信号値を用いて、バイリニア補間、バイキュービック補間等の補間処理を行うことにより求めることができる。また、長い周期を短い周期に合わせる場合、長い方の周期の動態画像から均等にフレーム画像を間引き（削除）して周期を合わせる。
あるいは、周期の調整が必要な動態画像において、周期毎にいずれか複数のフレーム画像を選択し、選択したフレーム画像の信号値と決定したフレーム画像数に基づいて補間画像を生成することにより、周期調整データとして、信号値の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成することとしてもよい。例えば、周期の調整が必要な動態画像において、フレーム画像間で対応する画素毎に、信号値の時間変化の波形グラフを生成してその極大点と極小点の値を取得し、調整後の周期毎のフレーム画像数と取得した極大点と極小点の信号値に基づいて、バイリニア補間、バイキュービック補間等を用いて補間画像を生成することにより周期毎のフレーム画像数を調整して周期調整データを生成することとしてもよい。この手法によれば、追加や間引きで対応できない（フレーム画像を均等に追加／削除できない）場合においても周期の調整が可能となる。
また、周期の調整後、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を予め定められた位相（例えば、極大点又は極小点）に一致させるための各周期調整データの時間方向のずらし量を算出し、算出したずらし量だけ周期調整データのフレーム画像を時間方向にシフトさせる。これにより、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を一致させることができる。
次いで、周期調整データの同一タイミングのフレーム画像において、同一座標にある画素毎に、信号値の差分値（例えば、本実施形態では、現在の周期調整データの信号値から過去の周期調整データの信号値を減算した値）が算出され（ステップＳ１４）、差分画像を生成する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５においては、例えば、いずれかの周期調整データ（例えば、過去の動態画像の周期調整データ）の各画素に、算出された差分値（符号及び絶対値）に応じた色を重畳することにより差分画像を生成する。
そして、生成された差分画像が表示部３４に表示され（ステップＳ１６）、差分表示処理Ａは終了する。
図５は、ステップＳ１６において表示される、ある異なるタイミングにおける２つの差分画像を示す図である。図５に示すように、過去に比べて現在の信号値が増加しているタイミングでは、各画素に信号値が増加していることを示す色が、その差分値の絶対値の大きさに応じた濃度で表示されている。過去に比べて現在の信号値が減少しているタイミングでは、各画素に濃度が減少していることを示す色が、その差分値の絶対値の大きさに応じた濃度で表示されている。したがって、ユーザーが、比較する動態画像間の診断対象の機能の差異を容易に把握することが可能となる。
＜第１の実施形態の変形例＞
上記第１の実施形態においては、被写体の動態を撮影することにより得られた２つの動態画像を比較する場合について説明したが、上記差分画像表示処理Ａは、動態画像を画素毎又は複数画素のブロック毎に動態解析を行うことにより取得された解析結果画像同士を比較する場合（例えば、制御部３１が動態画像を解析して解析結果画像を生成する機能を備え、現在の動態画像を解析した解析結果画像と記憶部３２に記憶されている同一患者の過去の解析結果画像を比較する場合）にも適用できる。すなわち、比較する２つの解析結果画像に対して上記差分表示処理ＡのステップＳ１１〜Ｓ１６と同様の処理を行うことで、それらの差異を可視化してユーザーが容易に把握しやすくすることができる。
ただし、ステップＳ１１のワーピング処理では、２つの解析結果画像を生成した元となる２つの動態画像を用いてワーピングを行う。具体的には、２つの解析結果画像を生成した元となる２つの動態画像について、上述のとおり肺野形状が一致するようにワーピング処理を施し、ワーピング処理において２つの動態画像に対して行った座標変換を２つの解析結果画像についても行って、解析結果画像における肺野形状を一致させる。
解析結果画像は、動態画像の画素毎又は複数画素のブロック毎に診断対象の機能（換気や血流）解析したものであり、各画素の信号値は、診断対象の機能に係る特徴量である。解析結果画像を得るための解析の具体的な手法は問わないが、例えば、下記の（１）〜（３）等を用いることができる。なお、下記の（１）〜（３）においては、動態画像の複数画素のブロック（小領域）毎に解析を行うこととしているが、画素毎であってもよい。
（１）診断対象の機能が血流である場合、例えば、特開２０１２−２３９７９６号公報の記載の手法を用いることができる。即ち、撮影開始からの拍動信号波形に対して、小領域毎に、血流信号波形を１フレーム間隔ずつずらしながら（時間方向にシフトさせながら）、拍動信号波形と各小領域の血流信号波形との相互相関係数を算出し、１フレームずらす毎に算出された相互相関係数を各小領域に示した画像を１フレームとして並べた動画像を血流解析結果画像として生成してもよい。
血流信号波形は、一連のフレーム画像の各小領域毎に、時間方向のハイパスフィルター処理（例えば、低域カットオフ周波数０．８Ｈｚ）を施してから小領域内の各画素の信号値の代表値（平均値、最大値等）を算出し、算出した代表値の時間変化を示す波形を取得することにより求めることができる。
拍動信号波形としては、以下のいずれかを用いることができる。
（ａ）心臓領域（又は大動脈領域）にＲＯＩ（関心領域）を定め、そのＲＯＩにおける信号値の時間変化を示す波形
（ｂ）（ａ）の波形を反転させた信号波形
（ｃ）心電検知センサーより得られた心電信号波形
（ｄ）心壁の動き（位置の変化）を示す信号波形
また、相互相関係数は、以下の［数１］により求めることができる。
（２）診断対象の機能が血流である場合、特開２０１３−８１５７９号公報に記載のように、小領域毎に、時間方向のハイパスフィルター処理（例えば、低域カットオフ周波数０．８Ｈｚ）を施してから隣接するフレーム画像間で小領域内の各画素の信号値の代表値（平均値、最大値等）の差分値を算出し、各隣接するフレーム画像間で算出された差分値を各小領域に示した画像を１フレームとして時系列順に並べた動画像を血流解析結果画像として生成してもよい。上記手法により生成されたフレーム間差分画像は、各小領域における換気による信号変化が除去されており、各小領域における血流による信号変化を示す画像となる。
（３）診断対象の機能が換気である場合、特開２０１３−８１５７９号公報に記載のように、小領域毎に、時間方向のローパスフィルター処理（例えば、高域カットオフ周波数０．８Ｈｚ）を施してから隣接するフレーム画像間で小領域内の各画素の信号値の代表値（平均値、最大値等）の差分値を算出し、各隣接するフレーム画像間で算出された差分値を各小領域に示した画像を１フレームとして時系列順に並べた動画像を換気解析結果画像として生成してもよい。上記手法により生成されたフレーム間差分画像は、各小領域における血流による信号変化が除去されており、各小領域における換気による信号変化を示す画像となる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態における構成は、診断用コンソール３の記憶部３２に差分表示処理Ｂを実行するためのプログラムが記憶されている他は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を省略し、以下第２の実施形態の動作について説明する。
まず、撮影装置１と撮影用コンソール２において動態撮影が行われて動態画像が生成され、撮影用コンソール２から診断用コンソール３に動態画像の一連のフレーム画像が送信される。
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から診断対象の機能が換気又は血流の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に記憶されているプログラムとの協働により図６に示す差分表示処理Ｂが実行される。
図６は、第２の実施形態において、診断用コンソール３により実行される差分表示処理Ｂを示すフローチャートである。差分表示処理Ｂは、制御部３１と記憶部３２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。
以下、図６を参照して差分表示処理Ｂの流れについて説明する。
まず、受信した動態画像と比較する過去の動態画像が選択される（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０の処理は、図３のステップＳ１０の処理と同様であるので説明を援用する。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像から診断対象の機能に係る特徴量（ここでは、ＲＯＩの信号値）が算出され、算出された特徴量の時間変化を示す波形グラフを生成してその周期が取得される（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１の処理は、図３のステップＳ１２の処理と同様であるので説明を援用する。なお、波形グラフにプロットされる各データを信号値データと呼ぶ。
次いで、現在の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期と過去の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期が合うように周期の調整が行われ、周期調整データが生成される（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２では、図４に示すように、現在の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期と過去の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期が異なる場合に、周期の調整を行い、周期を統一する。本実施形態において、周期調整データとは、周期を合わせた複数の波形グラフのそれぞれである。
例えば、まず、調整後の波形グラフの周期（信号値の時間変化の周期。以下同じ。）を決定する。調整後の周期としては、短い周期を長い周期に合わせてもよいし、長い周期を短い周期に合わせてもよい。また、予め定められた周期に双方の周期を合わせることとしてもよい。
次いで、調整後の周期にそれぞれの波形グラフの周期を合わせるために、それぞれの波形グラフにおいて周期毎に追加又は削除する信号値データの数を決定する。追加又は削除する信号値データの数が０である場合は、その波形グラフに対して周期を調整する処理は行わない。そして、調整が必要な波形グラフの周期毎に、決定された数の信号値データの追加又は削除を行って２つの波形グラフの周期を合わせることにより、周期が等しい２つの波形グラフ、すなわち、２つの周期調整データが生成される。
例えば、短い周期を長い周期に合わせる場合、短い方の周期の波形グラフに均等に信号値データを追加して周期を合わせる。追加する信号値データは、例えば、元の波形グラフにおける信号値データを用いて、バイリニア補間、バイキュービック補間等の補間処理を行うことにより求めることができる。また、長い周期を短い周期に合わせる場合、長い方の周期の波形グラフから均等に信号値データを間引き（削除）して周期を合わせる。なお、波形グラフにおいて信号値データをプロットする間隔は、撮影時のフレーム間隔である。
あるいは、周期の変更が必要な波形グラフにおいて、周期毎にいずれか複数の信号値データ（例えば、極大点と極小点）を選択し、選択した信号値データと調整後の波形グラフの周期に基づいて補間処理を行うことにより各周期が決定した周期からなる波形グラフを新たに生成してもよい。例えば、周期の変更が必要な波形グラフにおいて、信号値データの極大点と極小点を取得し、変更後の周期と取得した極大点と極小点の信号値データに基づいて、バイリニア補間、バイキュービック補間等により信号値データの補間を行って、波形グラフの周期を調整して周期調整データを生成することとしてもよい。この手法によれば、追加や間引きで対応できない（信号値データを均等に追加／削除できない）場合においても周期の調整が可能となる。
また、周期の調整後、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を予め定められた位相（例えば、極大点又は極小点）にするための各周期調整データの時間方向のずらし量を算出し、算出したずらし量だけ周期調整データの信号値データを時間方向にシフトさせる。これにより、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を一致させることができる。
次いで、周期調整データの同一タイミングの信号値の差分値（例えば現在の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期調整データ（現在の周期調整データ）の信号値データから過去の動態画像に基づいて生成した波形グラフの周期調整データ（過去の周期調整データ）の信号値データを減算した値）が算出され（ステップＳ２３）、差分グラフを生成する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４においては、例えば、２つの周期調整データ（グラフ）を一つにまとめ、そのグラフ上に差分値の波形を追加し、差分値の波形に差分値に応じた色を付して差分グラフを生成する。
そして、生成された差分グラフが表示部３４に表示され（ステップＳ２５）、差分表示処理Ｂは終了する。
図７は、ステップＳ２５において表示される差分グラフの一例を示す図である。図７に示すように、差分グラフには、過去と現在の２つの動態画像における特徴量の時間変化を示す波形と、その差分を示す波形が重ねて表示されている。また、過去に比べて現在の信号値が増加しているタイミングでは、差分を示す波形に信号値が増加していることを示す色が表示されている。過去に比べて現在の信号値が減少しているタイミングでは、差分グラフの差分を示す波形に信号値が減少していることを示す色が表示されている。したがって、ユーザーが、比較する動態画像間の診断対象の機能の差異を容易に把握することが可能となる。
＜第２の実施形態の変形例＞
上記第２の実施形態においては、被写体の動態を撮影することにより得られた２つの動態画像を比較する場合について説明したが、上記差分画像表示処理Ｂは、動態画像を画素毎又は複数画素のブロック毎に動態解析を行うことにより取得された解析結果画像同士を比較する場合（例えば、制御部３１が動態画像を解析して解析結果画像を生成する機能を備え、現在の動態画像を解析した解析結果画像と記憶部３２に記憶されている同一患者の過去の解析結果画像を比較する場合）にも適用できる。すなわち、比較する２つの解析結果画像に対して上記差分表示処理ＢのステップＳ２１〜Ｓ２５と同様の処理を行うことで、それらの差異を可視化してユーザーが容易に把握しやすくすることができる。
解析結果画像の例は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態における構成は、診断用コンソール３の記憶部３２に差分表示処理Ｃを実行するためのプログラムが記憶されている他は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を省略し、以下第３の実施形態の動作について説明する。
まず、撮影装置１と撮影用コンソール２において動態撮影が行われて動態画像が生成され、撮影用コンソール２から診断用コンソール３に動態画像の一連のフレーム画像が送信される。
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から診断対象の機能が横隔膜の機能である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に記憶されているプログラムとの協働により図８に示す差分表示処理Ｃが実行される。
図８は、第３の実施形態において、診断用コンソール３により実行される差分表示処理Ｃを示すフローチャートである。差分表示処理Ｃは、制御部３１と記憶部３２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。
以下、図８を参照して差分表示処理Ｃの流れについて説明する。
まず、受信した動態画像と比較する過去の動態画像が選択される（ステップＳ３０）。
ステップＳ３０の処理は、図３のステップＳ１０の処理と同様であるので説明を援用する。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像にワーピング処理を施して、鎖骨や胸郭の位置合わせを行う（ステップＳ３１）。
例えば、ステップＳ３１においては、まず、現在の動態画像を構成するフレーム画像と過去の動態画像を構成するフレーム画像のそれぞれから鎖骨や胸郭を抽出する。鎖骨や胸郭の抽出は、例えば、各フレーム画像において、予め用意した鎖骨テンプレート、肋骨テンプレート、胸骨のテンプレートを用いてテンプレートマッチングを行う手法や、エッジ検出後にカーブフィッティング関数を当てはめる等の手法により行うことができる。また、鎖骨や胸郭の骨の構造の前知識に基づく位置、形状、サイズ、濃度勾配、方向等の特徴をもとに、抽出した領域が鎖骨や胸骨か否かの精査を行い、過剰抽出されている部分を判別して取り除くこととしてもよい。次いで、現在の動態画像と過去の動態画像の全フレーム画像の中から一枚のフレーム画像を選択して基準画像とし、他のフレーム画像の鎖骨や胸郭が基準画像の鎖骨や胸骨に一致するようにワーピング処理を施す。基準画像は、現在の動態画像又は過去の動態画像の一フレーム目のフレーム画像としてもよいし、最大呼気位や最大吸気位のフレーム画像としてもよい。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像から診断対象の機能に係る特徴量（ここでは、横隔膜位置）が算出され、算出された特徴量の時間変化の周期が取得される（ステップＳ３２）。
ステップＳ３２においては、まず、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれについで、各フレーム画像から横隔膜の位置を特定する。胸部正面の単純Ｘ線画像において、横隔膜は肺野下部に接して見える。そこで、例えば、各フレーム画像において、肺野領域を抽出し、抽出した肺野領域の下部の輪郭を横隔膜の位置として特定することができる。
次いで、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおいて、各フレーム画像のから特定した横隔膜位置のｙ座標の代表値（例えば、平均値、中央値等）を算出し、算出した代表値を時系列に（フレーム画像順に）プロットすることにより横隔膜位置の時間変化を示す波形のグラフ（波形グラフと呼ぶ）を生成する。なお、画像の水平方向をｘ方向、垂直方向をｙ方向とする。また、画像の左上を原点とし、ｙ方向が下に行くにつれて座標値が大きくなるものとする。
そして、生成した波形グラフから、現在の動態画像と過去の動態画像のそれぞれにおける横隔膜位置の時間変化の周期を取得する。周期は、横隔膜位置の時間変化を示す波形の極大点（又は極小点）から次の極大点（又は極小点）までの時間を周期として算出することができる。
次いで、現在の動態画像から取得した周期と過去の動態画像から取得した周期が合うように周期の調整が行われ、周期調整データが生成される（ステップＳ３３）。
ステップＳ３３では、図４に示すように、現在の動態画像から取得した周期と過去の動態画像から取得した周期が異なる場合に、周期の調整を行い、周期が等しい２つの周期調整データを生成する。本実施形態において、周期調整データとは、周期を合わせた複数の動態画像（ここでは、周期を合わせた現在の動態画像と過去の動態画像）のそれぞれである。
例えば、まず、調整後の動態画像の周期（横隔膜位置の時間変化の周期。以下同じ。）を決定する。調整後の周期としては、短い周期を長い周期に合わせてもよいし、長い周期を短い周期に合わせてもよい。また、予め定められた周期に双方の周期を合わせることとしてもよい。
次いで、調整後の周期にそれぞれの動態画像の周期を合わせるために、それぞれの動態画像において周期毎に追加又は削除するフレーム画像数を決定する。追加又は削除するフレーム画像が０である場合は、その動態画像に対して周期を調整する処理は行わない。そして、調整が必要な動態画像の周期毎に、決定されたフレーム画像数のフレーム画像の追加又は削除を行って２つの動態画像の周期を合わせることにより、周期が等しい２つの動態画像、すなわち、２つの周期調整データが生成される。
例えば、短い周期を長い周期に合わせる場合、短い方の周期の動態画像に均等にフレーム画像を追加して周期を合わせる。追加するフレーム画像の各画素の信号値は、例えば、元の動態画像の複数のフレーム画像の信号値を用いて、バイリニア補間、バイキュービック補間等の補間処理を行うことにより求めることができる。また、長い周期を短い周期に合わせる場合、長い方の周期の動態画像から均等にフレーム画像を間引き（削除）して周期を合わせる。
あるいは、周期の調整が必要な動態画像において、周期毎にいずれか複数のフレーム画像（例えば、横隔膜位置の極大点と極小点に相当する画像）を選択し、選択したフレーム画像と決定したフレーム画像数に基づいて、バイリニア補間又はバイキュービック補間等を用いて補間画像を生成することにより、周期調整データとして、横隔膜位置の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成することとしてもよい。この手法によれば、追加や間引きで対応できない（フレーム画像を均等に追加／削除できない）場合においても周期の調整が可能となる。
また、周期の調整後、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を横隔膜位置の時間変化の予め定められた位相（例えば、極大点又は極小点）にするための各周期調整データの時間方向のずらし量を算出し、算出したずらし量だけ周期調整データの信号値を時間方向にシフトさせる。これにより、２つの周期調整データの開始タイミングの位相を一致させることができる。
次いで、２つの周期調整データの同一タイミングのフレーム画像間の横隔膜位置の差分値が算出される（ステップＳ３４）。具体的には、現在の周期調整データの各フレーム画像の横隔膜位置と、同一タイミングの過去の周期調整データのフレーム画像の横隔膜位置との垂直方向の差分値を算出する。
次いで、取得した差分情報に基づいて、いずれかの周期調整データの各フレーム画像に差分情報を重畳した差分画像を生成する（ステップＳ３５）。
ステップＳ３５においては、例えば、いずれかの周期調整データ（例えば、過去の動態画像の周期調整データ）の各フレーム画像において、現在と過去の横隔膜位置及びその間の領域（差分領域）にそれぞれ異なる色を重畳することにより差分画像を生成する。差分領域には、例えば、差分値の符号に応じた色を重畳する。
そして、生成された差分画像が表示部３４に表示され（ステップＳ３６）、差分表示処理Ｃは終了する。
図９は、ステップＳ３６において表示される差分画像を示す図である。図９に示すように、過去に比べて現在の横隔膜位置が高い（差分値が＋の）タイミングでは、現在の横隔膜位置と過去の横隔膜位置との間の差分領域に現在の横隔膜の位置が過去より高いことを示す色が表示されている。過去に比べて現在の横隔膜位置が低い（差分値が−の）タイミングでは、現在の横隔膜位置と過去の横隔膜位置との間の差分領域に現在の横隔膜の位置が過去より低いことを示す色が表示される。差分値の絶対値を示す差分領域が大きいほど機能の変化が大きいことを示す。したがって、ユーザーが、比較する動態画像間の差異を容易に把握することが可能となる。
以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記第１の実施形態及びその変形例においては、複数の周期調整データの少なくとも一方を時間方向に相対的にシフトさせることで２つの周期調整データの開始タイミングの位相を調整することとしたが、周期調整データの互いに対応する画素毎に位相の調整を行ってもよい。例えば、肺野の血流は、心臓付近と末端では信号値の時間変化の位相にずれが生じることがあるが、上記第１の実施形態及びその変形例のように全画素で一律に位相をずらすことで、画素の位置による位相のずれはそのまま残されるので、ユーザーは、動態画像（解析結果画像）の各画素の位置による位相のずれを把握することが可能である。一方、周期調整データの互いに対応する画素毎に時間方向のずらし量を決定して全画素の位相が揃うように位相の調整を行うことで、画素の位置による各位相の差分値の大きさの違いをユーザーが判断しやすくなる。
また、診断対象の機能の種類が横隔膜の機能である場合について、比較する２つの動態画像の横隔膜位置の波形グラフの差分グラフを生成して表示部３４に表示することとしてもよい。横隔膜位置の波形グラフの差分グラフは、図６の差分表示処理ＢのステップＳ２１において、図８のステップＳ３２で説明した手法により横隔膜位置の波形グラフを算出し、生成した波形グラフに対しステップＳ２２〜ステップＳ２４と同様の処理を施すことで生成することができる。なお、各ステップにおいて、周期を横隔膜位置の周期、信号値データを横隔膜位置データと置き換える。横隔膜位置データは、横隔膜位置の波形グラフにおいてプロットされる各横隔膜位置の値のデータを指す。
また、上記実施形態においては、比較する２つの動態画像、または２つの解析結果画像に基づく周期調整データを生成する場合を例にとり説明したが、比較する動態画像や解析結果画像の数は、２つに限らず、２以上であってもよい。
また、上記実施形態においては、出力手段が表示部３４である場合を例にとり説明したが、例えば、プリンタ等、他の出力装置としてもよい。
また、上記実施形態においては、単体の装置で動態画像や解析結果画像からの差分情報（差分画像や差分グラフ）の生成及び表示を行うこととして説明したが、複数の装置で処理を分けてもよい。例えば、動態画像や解析結果画像からの差分情報（差分画像や差分グラフ）の生成と表示を別々の装置で行うこととしてもよい。
また、上記実施形態においては、第１、３の実施形態で差分画像、第２の実施形態で差分グラフを生成する場合について説明したが、診断用コンソール３は、差分画像、差分グラフの双方を生成する機能を備えることとしてもよい。そして、いずれを生成して表示するのかをユーザーが操作部３３により選択可能な構成としてもよい。
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ー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。
その他、動態解析システム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。
１００ 動態解析システム
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

Claims (20)

  1. 生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像のそれぞれから診断対象の機能に係る特徴量の時間変化の周期を取得する周期取得手段と、
    前記周期取得手段により取得された周期を調整して、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の周期調整データを生成する周期調整データ生成手段と、
    前記複数の周期調整データの同一位相ごとの差分情報を生成する差分情報生成手段と、
    前記差分情報を出力する出力手段と、
    を備える動態解析システム。
  2. 前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像の少なくとも一つにおいてフレーム画像を追加又は削除することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成する請求項１に記載の動態解析システム。
  3. 前記周期調整データ生成手段は、前記動態画像に追加するフレーム画像における各画素の信号値を前記動態画像の複数のフレーム画像の信号値を用いて補間することにより算出する請求項２に記載の動態解析システム。
  4. 前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像の少なくとも一つにおいて、前記動態画像から選択したいずれか複数のフレーム画像の信号値に基づいて補間画像を生成することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の動態画像を生成する請求項１に記載の動態解析システム。
  5. 前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
    前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の同一座標の画素同士の信号値の差分値を算出する請求項２〜４のいずれか一項に記載の動態解析システム。
  6. 前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
    前記複数の動態画像の肺野形状を一致させる肺野形状変形手段を備える請求項５に記載の動態解析システム。
  7. 前記肺野形状変形手段は、前記複数の動態画像の肺野形状を予め定められた肺野形状に変形する請求項６に記載の動態解析システム。
  8. 前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
    前記周期取得手段は、前記複数の動態画像のそれぞれから横隔膜位置の周期を取得し、
    前記周期調整データ生成手段は、前記横隔膜位置の周期及び位相を調整して、前記横隔膜位置の周期が等しく、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
    前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の前記横隔膜位置の差分情報を生成する請求項２〜４のいずれか一項に記載の動態解析システム。
  9. 前記周期取得手段は、前記複数の動態画像のそれぞれから前記診断対象の機能に係る特徴量の時間変化を示すグラフを生成し、生成したグラフに基づいて前記特徴量の時間変化の周期を取得し、
    前記周期調整データ生成手段は、前記複数の動態画像から生成した複数の前記特徴量の時間変化を示すグラフの少なくとも一つの周期を調整することにより、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数のグラフを生成する請求項１に記載の動態解析システム。
  10. 前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
    前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングの前記特徴量の差分値を算出する請求項９に記載の動態解析システム。
  11. 生体の動態を放射線撮影することにより得られた複数の動態画像の画素毎又は複数画素のブロック毎の動態解析結果を示す複数の解析結果画像のそれぞれから診断対象の機能に係る特徴量の時間変化の周期を取得する周期取得手段と、
    前記周期取得手段により取得された周期を調整して、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の周期調整データを生成する周期調整データ生成手段と、
    前記複数の周期調整データの同一位相ごとの差分情報を生成する差分情報生成手段と、
    前記差分情報を出力する出力手段と、
    を備える動態解析システム。
  12. 前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像の少なくとも一つにおいてフレーム画像を追加又は削除することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の解析結果画像を生成する請求項１１に記載の動態解析システム。
  13. 前記周期調整データ生成手段は、前記解析結果画像に追加するフレーム画像における各画素の信号値を前記解析結果画像の複数のフレーム画像の同じ位置の画素の信号値を用いて補間することにより算出する請求項１２に記載の動態解析システム。
  14. 前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像の少なくとも一つにおいて、前記解析結果画像から選択した複数のフレーム画像の信号値に基づいて補間画像を生成することにより前記特徴量の時間変化の周期毎のフレーム画像数を調整することで、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数の解析結果画像を生成する請求項１１に記載の動態解析システム。
  15. 前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
    前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングのフレーム画像の同一座標の画素同士の信号値の差分値を算出する請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の動態解析システム。
  16. 前記周期取得手段は、前記複数の解析結果画像のそれぞれから前記診断対象の機能に係る特徴量の時間変化を示すグラフを生成し、生成したグラフに基づいて前記特徴量の時間変化の周期を取得し、
    前記周期調整データ生成手段は、前記複数の解析結果画像から生成した複数の前記特徴量の時間変化を示すグラフの少なくとも一つの周期を調整することにより、前記複数の周期調整データとして、前記特徴量の時間変化の周期が等しい複数のグラフを生成する請求項１１に記載の動態解析システム。
  17. 前記周期調整データ生成手段は、開始タイミングの位相が一致した前記複数の周期調整データを生成し、
    前記差分情報生成手段は、前記複数の周期調整データにおける同一タイミングの信号値の差分値を算出する請求項１６に記載の動態解析システム。
  18. 前記出力手段は、前記差分情報を前記周期調整データの少なくとも一つと合成して出力する請求項１〜１７のいずれか一項に記載の動態解析システム。
  19. 前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
    前記診断対象の機能は、肺野の血流機能又は換気機能であり、
    前記特徴量は、関心領域の画素の信号値である請求項１〜７、９〜１８のいずれか一項に記載の動態解析システム。
  20. 前記動態画像は、胸部の動態画像であり、
    前記診断対象の機能は、横隔膜の機能であり、
    前記特徴量は、横隔膜位置である請求項１〜４、８〜１０のいずれか一項に記載の動態解析システム。
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