JP2022079140A

JP2022079140A - 動態解析装置及びプログラム

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Publication number: JP2022079140A
Application number: JP2020190135A
Authority: JP
Inventors: 哲嗣松谷; Tetsuji Matsutani
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-05-26
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: JP7547950B2

Abstract

【課題】被検者の肺を動態撮影して得られた動態画像Ｉを解析する際に、肺の周囲に位置する肺以外の部位の動きや変形の影響を受けることなく、肺全体の換気機能を示す情報を、容易且つ比較的短時間で得られるようにする。
【解決手段】動態解析装置４は、被検者Ｓの肺を動態撮影して得られた複数のフレームＦからなる動態画像Ｉに写った肺野領域Ｒ_Lの複数個所にそれぞれ配置され、肺野領域Ｒ_Lの動きに追従して移動する複数の評価点Ｐ間の距離の経時変化を計測する計測手段４１と、計測手段４１が計測した評価点Ｐ間の距離の経時変化に基づいて、被検者Ｓの肺の換気機能を示す情報を出力する出力手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、動態解析装置及びプログラムに関する。

肺野領域が写った動態画像を解析することで、被検者の肺の診断に用いる情報を得るための各種技術が従来提案されている。
例えば特許文献１には、対象物の動態画像を構成する複数の画像に基づき、画像間の画素値の差を示す複数の差分画像を生成する差分手段と、生成された複数の差分画像を順次切り替えて表示するする表示手段とを備える画像処理装置について記載されている。
また、特許文献２には、被写体における血管を含む部位を放射線撮影することにより得られた動態画像内の複数の領域において血管の位置や形状に関する指標値の経時変化を測定する指標値測定手段と、測定した各領域の指標値の経時変化に基づいて、各領域における血管の伸長率を算出する伸長率算出手段と、算出した各領域における伸長率を一覧表示する伸長率表示手段と、を備える動態解析装置について記載されている。

特許第４４０４２９１号公報特開２０１９－０５８３６８号公報

しかし、上記特許文献１に記載されたような、従来の画素値変化を捉える画像処理装置は、解析結果を数値化（視覚化）する際に、肺の周囲に位置する肺以外の部位（例えば、肋骨、乳房、脂肪等）の動きや変形に起因するアーティファクトＡを生じさせてしまう可能性がある。
例えば、立位で呼吸しているときの肺は、上肺野での換気量が少ないことが知られている。
しかし、画素値変化を捉える動態解析装置を用いて、立位の被検者の胸部を動態撮影して得られた動態画像を解析すると、肺以外の部位の動きや変形に起因するアーティファクトＡが上肺野領域に生じることがある。これにより、この動態解析装置が出力する換気機能を示す情報（従来のカラーマップＭ_Cが重畳表示された動態画像Ｉ）は、図１０に示すように、上肺野領域と、中肺野領域及び下肺野領域と、で差が無い又は少ないように見える内容となってしまうことがある。
なお、動態画像に画像処理を施すことにより動態画像から肋骨を除去することは比較的容易ではあるが、乳房や脂肪を除去することは困難である。

また、特許文献２に記載されたような、従来の血管の距離変化を捉える動態解析装置で伸長率を正確に算出するためには、動態画像に写る血管を高精度で検出する（血管以外の部位を誤って血管と認識しないようにする）必要がある。
しかし、動態画像から血管を高い精度で検出することは困難であり、時間を要するため、この動態解析装置を用いた場合、動態撮影を終えてから診断を開始するまでの時間が長くなってしまう。
また、血管の距離変化を捉える動態解析装置では、血管が存在しない、あるいは血管が検出できないほど細い抹消部の動態を解析することができない。このため、この動態解析装置を用いた場合、肺全体の換気機能を示す情報を得ることが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、被検者の肺を動態撮影して得られた動態画像を解析する際に、肺の周囲に位置する肺以外の部位の動きや変形の影響を受けることなく、肺全体の換気機能を示す情報を、容易且つ比較的短時間で得られるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る動態解析装置は、
被検者の肺を動態撮影して得られた複数のフレームからなる動態画像に写った肺野領域の複数個所にそれぞれ配置され、前記肺野領域の動きに追従して移動する複数の評価点間の距離の経時変化を計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記評価点間の距離の経時変化に基づいて、前記被検者の肺の換気機能を示す情報を出力する出力手段と、を備える。

また、本発明に係るプログラムは、
コンピューターに、
被検者の肺を動態撮影して得られた複数のフレームからなる動態画像に写った肺野領域の複数個所にそれぞれ配置され、前記肺野領域の動きに追従して移動する複数の評価点間の距離の経時変化を計測する計測処理と、
前記計測処理において計測した前記評価点間の距離の経時変化に基づいて、前記被検者の肺の換気機能を示す情報を出力する出力処理と、を実行させる。

本発明によれば、被検者の肺を動態撮影して得られた動態画像を解析する際に、肺の周囲に位置する肺以外の部位の動きや変形の影響を受けることなく、肺全体の換気機能を示す情報を、容易且つ比較的短時間で得ることができる。

本発明の実施形態に係る放射線撮影システムの一例を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る放射線撮影システムの他の例を示すブロック図である。図１，２の放射線撮影システムが備える動態解析装置を示すブロック図である。図３の動態解析装置が実行する動態解析処理の流れを示すフローチャートである。肺野領域に評価点が配置されたフレームを示す図である。複数の評価点のグループＧを示す図である。肺野領域の動きに伴う評価点の移動を示す図である。評価点と評価点との間の領域の変化量の算出方法の一例を示す図である。図３の動態解析装置が出力する換気機能を示す情報の一例を示す図である。従来の動態解析装置が出力する換気機能を示す情報を示す図である。

本発明は、動態画像に写る肺野領域内の任意の箇所に配置された複数の評価点間の距離の変化が換気機能と相関関係を示すという新たな知見に基づいてなされたものである。
「換気」とは、呼吸に伴う肺胞の収縮・拡張により、肺胞内の空気が気管へ出ていく・気管から肺胞内へ空気が入ることを指す。
なお、このことは、肺換気シンチグラフィーを用いた臨床研究の結果との比較により事実であることが確認されている。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態及び図示例に限定されるものではない。

＜１．放射線撮影システム＞
はじめに、本実施形態に係る放射線撮影システム（以下、システム１００）の概略構成について説明する。
図１は、システム１００を示すブロック図である。

システム１００は、図１に示すように、放射線撮影装置（以下、撮影装置１）と、コンソール２と、を備えている。
また、本実施形態に係るシステム１００は、放射線発生装置（以下、発生装置３）と、動態解析装置４と、を更に備えている。
各装置１～４は、例えば通信ネットワークＮ（ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット等）を介して互いに通信可能となっている。

なお、システム１００は、撮影室内に据え付けられたものであってもよいし、移動可能に構成されたもの（例えば、回診車）となっていてもよい。
また、システム１００は、図示しない病院情報システム（Hospital Information System：ＨＩＳ）や、放射線科情報システム（Radiology Information System：ＲＩＳ）等と通信可能となっていてもよい。

〔１－１．放射線発生装置〕
発生装置３は、ジェネレーター３１と、照射指示スイッチ３２と、放射線源３３（管球）と、を備えている。

ジェネレーター３１は、照射指示スイッチ３２が操作されたことに基づいて、予め設定された撮影条件に応じた管電圧を放射線源３３へ印加するとともに、撮影条件に応じた管電流を放射線源３３へ流すようになっている。

放射線源３３は、ジェネレーター３１から管電圧が印加され管電流が流れてくると、印加された管電圧及び流れてくる管電流に応じた線量の放射線Ｘ（例えばＸ線等）を発生させるようになっている。

また、本実施形態に係る発生装置３は、生成しようとする放射線画像の形態（静止画、複数のフレームからなる動態画像）に応じた態様で放射線Ｘを発生させるようになっている。
静止画の場合には、１回の照射指示スイッチ３２の押下につき放射線Ｘの照射を１回だけ行う。
動態画像の場合には、１回の照射指示スイッチ３２の押下につきパルス状の放射線Ｘの照射を所定時間当たり複数回（例えば１秒間に１５回）繰り返す、又は放射線Ｘの照射を所定時間継続する。

〔１－２．放射線撮影装置〕
撮影装置１は、被検者Ｓの撮影部位が写った放射線画像のデジタルデータを生成するものである。
本実施形態に係る撮影装置１は、可搬型のＦＰＤ（Flat Panel Detector）となっている。
具体的には、本実施形態に係る撮影装置１は、図示を省略するが、放射線Ｘを受けることで線量に応じた電荷を発生させる撮像素子及び電荷の蓄積・放出を行うスイッチ素子が二次元状（マトリクス状）に配列されたセンサー基板、各スイッチ素子のオン／オフを切り替える走査部、各画素から放出された電荷の量を信号値として読み出す読み出し部、各部を制御し、読み出し部が読み出した複数の信号値から放射線画像を生成する制御部、生成した放射線画像、各種信号等を他の装置（コンソール２、発生装置３、動態解析装置４等）へ送信したり他の装置から各種情報、各種信号等を受信したりする通信部等を備えている。

そして、撮影装置１は、発生装置３から放射線Ｘが照射されるタイミングと同期して、電荷の蓄積・放出、信号値の読出しを行うことにより、静止画又は動態画像を生成するようになっている。
静止画を生成する場合には、１回の照射指示スイッチ３２の押下につき放射線画像の生成を１回だけ行う。
動態画像を生成する場合には、１回の照射指示スイッチ３２の押下につき動態画像を構成するフレームの生成を所定時間当たり複数回（例えば１秒間に１５回）繰り返す。
以下、撮影装置１が、被検者の撮影対象部位が写った動態画像を生成する動作を動態撮影と称する。

なお、撮影装置１は、発生装置３と一体になったもの（例えば、ＣＴ（Computed Tomography）装置等）であってもよい。
また、撮影装置１は、生成した動態画像を、自身に接続された表示装置にリアルタイムで表示させる（例えば、透視を行う）ようになっていてもよい。

〔１－３．コンソール〕
コンソール２は、撮影装置１及び発生装置３の少なくとも一方の装置に各種撮影条件を設定するものである。
また、コンソール２は、ＰＣ、専用の装置等で構成されている。
撮影条件は、例えば、被検者Ｓに関する条件（撮影部位、撮影方向、体格等）と、放射線Ｘの照射に関する条件（管電圧、管電流、照射時間、電流時間積（ｍＡｓ値）等）と、を含む。
コンソール２は、撮影条件の設定を、他のシステム（ＨＩＳ、ＲＩＳ等）から取得した撮影オーダー情報に基づいて自動で行うようになっていてもよいし、ユーザー（例えば技師等）によって操作部になされた操作に基づいて（手動で）行うようになっていてもよい。

〔１－４．動態解析装置〕
動態解析装置４は、撮影装置１が生成した動態画像を解析し、診断を支援するための各種情報（例えば、肺の換気機能を示す情報）を出力するものである。
また、動態解析装置４は、ＰＣ、専用の装置等で構成されている。
この動態解析装置４の詳細については後述する。

〔１－５．撮影の流れ〕
このように構成されたシステム１００を用いた被検者Ｓの撮影は、以下のような流れで行われる。
まず、ユーザー（技師等）が間を空けて対向配置された発生装置３の放射線源３３と撮影装置１との間に被検者Ｓを配置し、ポジショニングを行う。
そして、ユーザーが照射指示スイッチ３２を操作すると、発生装置３は、被検者Ｓの撮影部位に、放射線Ｘを照射する。
撮影装置１は、発生装置３から放射線Ｘを受けるタイミングで撮影部位が写った放射線画像（静止画、動態画像）を生成する。
生成した放射線画像が動態画像である場合、撮影装置１は、動態画像を直接又はコンソール２を介して動態解析装置４へ送信する。
動態解析装置４は、受信した動態画像を用いて被検者Ｓの撮影部位の動態を解析し、各種情報（肺の換気機能を示す情報等）を出力する。

〔１－６．その他〕
ここまで、動態解析装置４を備えたシステム１００について説明してきたが、動態解析装置４は、システム１００を構成する他の装置（例えば、コンソール２）が兼ねていてもよい。
具体的には、例えば図２に示すように、上記撮影装置１及び発生装置３の他、動態解析装置を兼ねるコンソール２Ａによって放射線撮影システム１００Ａを構成してもよい。

＜２．動態解析装置の詳細＞
次に、上記システム１００，１００Ａが備える動態解析装置４，２Ａの詳細について単独の動態解析装置４を例に説明する。
図３は動態解析装置４を表すブロック図、図４は動態解析装置４が実行する動態解析処理の流れを示すフローチャート、図５は肺野領域Ｒ_Lに評価点Ｐが配置されたフレームＦを示す図、図６は複数の評価点ＰのグループＧを示す図、図７は肺野領域Ｒ_Lの動きに伴う評価点Ｐの移動を示す図、図８は評価点Ｐと評価点Ｐとの間の領域の変化量の算出方法の一例を示す図、図９は本実施形態に係る動態解析装置４が出力する換気機能を示す情報の一例を示す図である。

〔２－１．動態解析装置の構成〕
動態解析装置４は、図３に示すように、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３と、を備えている。
また、本実施形態に係る動態解析装置４は、表示部４４と、操作部４５と、を更に備えている。
各部４１～４５は、バス等で電気的に接続されている。

制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、等により構成されている。
そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを読出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、動態解析装置４各部の動作を集中制御するようになっている。

記憶部４２は、不揮発性のメモリー、ハードディスク等により構成されている。
また、記憶部４２は、制御部４１が実行する各種プログラム、プログラムの実行に必要なパラメーター等を記憶している。
なお、記憶部４２は、他の装置（撮影装置１、動態解析装置４等）から取得した放射線画像を記憶することが可能となっていてもよい。
てもよい。

通信部４３は、通信モジュール等で構成されている。
そして、通信部４３は、通信ネットワークＮを介して有線又は無線で接続された他の装置（撮影装置１、発生装置３、動態解析装置４等）との間で各種信号、各種データ等を送受信するようになっている。

表示部４４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等で構成されている。
そして、表示部４４は、制御部４１から受信した画像信号に応じた放射線画像等を表示する。

操作部４５は、ユーザーが操作可能なものである。
操作部４５には、例えば、キーボード（カーソルキー、数字入力キー、各種機能キー等）、ポインティングデバイス（マウス等）、表示部４４の表面に積層されたタッチパネル等が含まれる。
そして、操作部４５は、ユーザーによってなされた操作に応じた制御信号を制御部４１へ出力する。

なお、動態解析装置４は、表示部４４及び操作部４５を備えず、例えば通信部４３等を介して、動態解析装置４とは別に設けられた入力装置から制御信号を受信したり、動態解析装置４とは別に設けられた表示装置（モニター）へ画像信号を出力したりするようになっていてもよい。

〔２－２．動態解析装置の動作〕
上記のように構成された動態解析装置４の制御部４１は、所定条件が成立したことを契機として、例えば図４に示すような動態解析処理を実行するようになっている。
所定条件には、例えば、動態解析装置４の電源がオンにされたこと、撮影装置１が放射線画像の生成・送信を開始したこと、他の装置から所定の制御信号を受信したこと、操作部４５に所定操作がなされたこと等が含まれる。

（取得処理）
この動態解析処理において、制御部４１は、まず、取得処理を実行する（ステップＳ１）。
この取得処理において、制御部４１は、撮影装置１から、被検者の撮影対象部位（肺）を動態撮影して得られた動態画像Ｉを取得する。
本実施形態に係る取得処理において、制御部４１は、通信部４３に動態画像Ｉのデータを受信させることにより取得する。
なお、この取得処理において、制御部４１は、図示しない読取部に記憶媒体（例えばＵＳＢメモリー、ＳＤカード等）に記憶された動態画像Ｉのデータを読み取らせることにより取得するようになっていてもよい。
また、動態画像Ｉの取得が動態解析処理を開始する契機となっている場合、この取得処理は不要である。

（配置処理）
動態画像Ｉを取得した後、制御部４１は、配置処理を実行する（ステップＳ２）。
この配置処理において、制御部４１は、例えば図５に示すように、動態画像Ｉに写った肺野領域Ｒ_Lの複数個所に、複数の評価点Ｐを配置する。
本実施形態に係る配置処理において、制御部４１は、評価点Ｐを、動態画像Ｉを構成する複数のフレームＦのうちの基準となるフレームＦに写った肺野領域Ｒ_Lに配置する。
本実施形態に係る配置処理において、制御部４１は、基準となるフレームＦを、例えば、最大吸気位（最も拡張した状態）の肺野領域Ｒ_Lが写ったフレームとする。こうすることで、奥行方向の血管の重なりが少なくなるため、評価点Ｐの追跡精度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る配置処理において、制御部４１は、肺野領域Ｒ_Lにおける左肺領域の少なくとも１０個所以上、及び右肺領域の少なくとも１０個所以上に、評価点Ｐをそれぞれ配置する。

また、本実施形態に係る配置処理において、制御部４１は、評価点Ｐを、行列状に分布するように配置する。
その際、制御部４１は、各評価点Ｐを、隣り合う二つの評価点Ｐの間隔が、画素のサイズ（例えば０．４ｍｍ程度）よりも大きくなるように配置する。
具体的には、評価点Ｐを配置する対象領域が肺野領域Ｒ_Lである場合、評価点Ｐの間隔を例えば１０ｍｍ程度とする。
また、評価点Ｐを配置する対象領域が心臓領域である場合、評価点Ｐの間隔を例えば５ｍｍ程度とする。
また、評価点Ｐを配置する対象領域が喉領域である場合、評価点Ｐの間隔を例えば２ｍｍ程度とする。

また、本実施形態に係る配置処理において、制御部４１は、行列状に配置された複数の評価点Ｐを、例えば図６に示すように、縦方向にｎ（ここでは３）行ずつに区切るとともに、横方向にｍ（ここでは３）列ずつに区切り、それぞれ区切られたｎ×ｍ（ここでは９）個の評価点Ｐ群を一つのグループＧとする。
なお、制御部４１は、肺野領域Ｒ_L周縁部においては、９つ未満の評価点Ｐを一つのグループＧとするようになっていてもよい。

なお、この配置処理において、制御部４１は、評価点Ｐを千鳥状、又はランダムに配置するようになっていてもよい。
また、この配置処理において、制御部４１は、評価点Ｐを肺野領域Ｒ_L外にも配置するようになっていてもよい。
また、この配置処理において、制御部４１は、以上説明してきた評価点Ｐの配置箇所を自動的に決定するのではなく、操作部４５になされた操作（ユーザーの好み）に応じて決定するようになっていてもよい。
また、制御部４１が評価点Ｐの配置箇所を自動的に決定した後、操作部４５になされた操作に応じて任意の評価点Ｐの配置を調節するようになっていてもよい。

また、評価点Ｐを配置する際、制御部４１は、肺野領域Ｒ_Lに配置する評価点Ｐの密度（配置間隔）を部分ごとに異ならせるようになっていてもよい。例えば、立位の動態撮影で得られた肺野領域Ｒ_Lの動態画像Ｉについては、肺野領域Ｒ_Lを上肺野領域及び下肺野領域（又は上肺野領域、中肺野領域及び下肺野領域）に分け、下肺野領域に評価点Ｐを他の領域より多く配置する。これは、立位で呼吸しているときの肺は、下葉がより大きく動くためである。
また、評価点Ｐを配置する際、制御部４１は、以上説明してきた評価点Ｐの配置密度を自動的に決定するのではなく、操作部４５になされた操作に応じて決定するようになっていてもよい。
制御部４１は、以上説明してきた配置処理を実行することにより、システム１００，１００Ａにおける配置手段をなす。

（計測処理）
肺野領域Ｒ_Lに評価点Ｐを配置した後、制御部４１は、計測処理を実行する（ステップＳ３）。
この計測処理において、制御部４１は、まず、各評価点Ｐの動きを解析する。
具体的には、制御部４１は、動態画像Ｉに画像処理（例えば、オプティカルフロー（デンスオプティカルフロー））を用い、評価点Ｐ周囲の特定濃度の小領域が次のフレームＦにおいてどこに移動するかを推定することにより、各フレームＦにおける各評価点Ｐの移動量及び移動方向を特定する。
これにより、各評価点Ｐは、動態画像Ｉ上において、肺野領域Ｒ_Lの動きに追従して移動することが可能となる。
例えば、各グループＧの中央に位置する評価点Ｐ（以下、基準評価点Ｐ_C）を基準にする（固定して観察する）と、周囲の複数の他の評価点Ｐは、例えば図７に示すように、肺野領域Ｒ_Lが拡張する際には基準評価点Ｐ_Cから放射状に離れていくように移動し、肺野領域Ｒ_Lが収縮する際には基準評価点Ｐ_Cに近づくように移動する。

評価点Ｐの動きを解析した後、制御部４１は、複数の評価点Ｐ間の距離（以下、距離情報）の経時変化（動態画像Ｉの再生に伴う変化）を計測する。
この計測処理において、制御部４１は、予め分けておいた評価点ＰのグループＧ毎に、距離情報の経時変化をそれぞれ計測する。
本実施形態に係る算出処理において、制御部４１は、一のフレームＦにおける複数のグループＧそれぞれについて、一のグループＧに基準評価点Ｐ_Cから、同グループＧにおける周囲に配置された他の評価点Ｐまでの各距離の平均値を算出し、算出した平均値を、同グループＧの、一のフレームＦにおける距離情報とする。
また、制御部４１は、各グループＧにおける距離情報を、複数のフレームＦ毎にそれぞれ算出する。各フレームＦからそれぞれ得られた一のグループＧにおける距離情報を時系列に並べたものは、同グループＧにおける距離情報の経時変化となる。

なお、この計測処理において、制御部４１は、グループＧの基準評価点Ｐ_C及びその周囲に配置された他の評価点Ｐを頂点とする多角形の面積を算出し、その面積を距離情報とするようになっていてもよい。
また、この計測処理において、制御部４１は、グループＧ内の全ての他の評価点Ｐと基準評価点Ｐ_Cとの距離のうち、一部の距離の平均値を距離情報とするようになっていてもよい。
また、グループＧ内の全ての他の評価点Ｐと基準評価点Ｐ_Cとの距離のうち、いずれかの距離を用いて（距離情報を算出せずに）以降の演算を行うようにしてもよい。
制御部４１は、以上説明してきた計測処理を実行することにより、システム１００，１００Ａにおける計測手段をなす。

（算出処理）
距離情報の経時変化を計測した後、制御部４１は、算出処理を実行する（ステップＳ４）。
この算出処理において、制御部４１は、計測した距離情報の経時変化に基づいて、肺の換気機能を示す情報を算出する。
本実施形態に係る算出処理において、制御部４１は、肺の拡張量及び肺の換気量のうちの少なくとも一方の数値を、換気機能を示す情報として算出する。
具体的には、第一状態の肺野領域Ｒ_Lが写ったフレームＦにおける距離情報と、第一状態とは異なる第二状態の肺野領域Ｒ_Lが写ったフレームＦにおける距離情報と、の差を、距離情報の変化量として算出する。
また、本実施形態に係る算出処理において、制御部４１は、「第一状態」を、例えば最大呼気位とし、「第二状態」を、最大吸気位とする。こうすることで、変化量の最大値を算出することができる。
また、制御部４１は、変化量を、各グループＧについてそれぞれ算出する。

また、変化量を算出した後、制御部４１は、算出した各変化量を、基準評価点Ｐ_Cが配置された箇所における変化量として、基準評価点Ｐ_Cに紐づける。

また、本実施形態に係る算出処理において、制御部４１は、算出した各変化量に基づいて、評価点Ｐが配置されていない小領域Ｒ_S（画素）における変化量を算出する。
具体的には、例えば図８に示すように、それぞれ変化量が紐づけられた二つの基準評価点Ｐ_Cからの距離（画素の個数）に基づいて、線形補間することにより算出する。

変化量を算出した後、制御部４１は、算出した変化量に基づいて肺の拡張量及び肺の換気量の少なくとも一方の数値を算出する。
肺の拡張量を算出する場合、制御部４１は、算出した全ての変化量を合計し、その合計値を肺の拡張量とする。
一方、肺の換気量を算出する場合、制御部４１は、算出した各変化量にそれぞれ所定の係数を乗じたものを合計し、その合計値を換気量とする。
係数は、例えば、臨床実験等の結果に基づいて際に予め求めておいたものである。

なお、この算出処理において、制御部４１は、左肺の換気量又は換気量と右肺の換気量又は換気量を別々に算出するようになっていてもよい。
また、この算出処理において変化量に係数を乗じる際、制御部４１は、肺内の部位に応じて乗じる係数を異ならせる（重みづけする）ようになっていてもよい。例えば、立位の動態撮影で得られた肺野領域Ｒ_Lの動態画像Ｉについては、上肺野領域から得られた変化量に乗じる係数を相対的に小さくし、下肺野領域から得られた変化量に乗じる係数を大きくする。これは、立位で呼吸しているときの肺は、上葉での換気量が少ないためである。
また、この算出処理において、制御部４１は、変化量から、距離の変化速度を算出するようになっていてもよい。このようにすれば、肺の拡張・収縮のし易さ（肺コンプライアンス）を、換気機能を示す情報として得ることができる。
制御部４１は、以上説明してきた算出処理を実行することにより、システム１００，１００Ａにおける算出手段をなす。

（出力処理）
換気機能を示す値を算出した後、制御部４１は、出力処理を実行する（ステップＳ５）。
この出力処理において、制御部４１は、算出した肺の換気機能を示す情報を出力する。
すなわち、この出力処理において、制御部４１は、計測した距離情報の経時変化に基づいて、肺の拡張量及び肺の換気量のうちの少なくとも一方の数値を出力する。

本実施形態に係る出力処理において、制御部４１は、例えば図９に示すように、拡張量及び換気量のうちの少なくとも一方の数値を、カラーマップＭを用いた画像の形で表示部４４に表示させる。
具体的には、制御部４１は、相対的に拡張量又は換気量が小さい箇所の表示色（例えば青（空気をイメージさせる色））を相対的に薄くし、相対的に拡張量又は換気量が大きい箇所の表示色を相対的に濃くする。
その際、制御部４１は、拡張量又は換気量を所定の閾値と比較し、閾値以下の換気量を示す箇所については拡張量又は換気量を示す色を表示させないようになっていてもよい。
また、肺野領域Ｒ_Lの外側の領域にも評価点Ｐを配置し、外側の領域についても変化量を算出した場合、制御部４１は、外側の領域にマスクを施し、当該領域に拡張量又は換気量を示す色を表示させない（拡張量又は換気量が有効な肺野領域Ｒ_Lのみ表示する）ようになっていてもよい。

なお、この出力処理において、制御部４１は、評価点Ｐを動態画像Ｉに重畳表示させるようになっていてもよい。
この場合、制御部４１は、一つのグループＧ（評価点Ｐ群）を一つの粗いブロック（例えば、基準評価点Ｐ_Cを囲む複数の他の評価点Ｐ同士を線でつないだもの）とし、肺野領域Ｒ_Lの動きに合わせてブロックＧの形状を変化させるとともに、その内側の（評価点Ｐ同士を結ぶ線で囲まれる）範囲を、基準評価点Ｐ_Cに紐づけられた変化量に対応する色で塗りつぶすようになっていてもよい。
また、この出力処理において、制御部４１は、算出した各変化量をベクトルで（拡張方向が分かるように）表示させるようになっていてもよい。
また、この出力処理において、制御部４１は、拡張量及び換気量のうちの少なくとも一方の数値を、グラフ（例えば、肺野領域Ｒ_LをＸＹ平面、拡張量、換気量をＺ軸とする三次元棒グラフ等）で表示させるようになっていてもよい。
制御部４１は、以上説明してきた出力処理を実行することにより、システム１００，１００Ａにおける出力手段をなす。

（動態解析処理その他）
なお、上記動態解析処理において、制御部４１は、配置処理を実行する前に減弱処理を実行するようになっていてもよい。
この場合、制御部４１は、肺野領域Ｒ_Lに写る骨の信号値成分を減弱する。
そして、配置処理において、制御部４１は、骨の信号値成分を減弱した動態画像Ｉに評価点Ｐを配置する。
このようにすれば、制御部４１はシステム１００，１００Ａにおける減弱手段をなすこととなり、評価点Ｐの追跡精度を向上させることができる。

また、上記動態解析処理において、制御部４１は、配置処理を実行する前に顕在化処理を実行するようになっていてもよい。
この場合、制御部４１は、肺野領域Ｒ_Lに写る血管を顕在化する。
顕在化する方法には、例えば、エッジ強調処理により血管の輪郭を強調する方法、スムージング処理によりノイズの影響を低減する方法、二値化処理により画像を血管とそれ以外に分ける方法等が含まれる。
そして、配置処理において、制御部４１は、血管を顕在化させた動態画像Ｉ（例えば血管上）に評価点Ｐを配置する。
このようにすれば、制御部４１はシステム１００，１００Ａにおける顕在化手段をなすこととなり、評価点Ｐの追跡精度を向上させることができる。

＜３．作用・効果＞
以上説明してきた本実施形態に係る動態解析装置４は、複数のフレームＦからなる動態画像Ｉに写る被検者の肺野領域Ｒ_Lの複数個所にそれぞれ配置され、肺野領域Ｒ_Lの動きに追従して移動する複数の評価点Ｐ間の距離の経時変化を計測し、計測した評価点Ｐ間の距離の経時変化に基づいて、被検者の肺の換気機能を示す情報を出力する制御部４１（計測手段、出力手段）を備える。

このため、この動態解析装置４を用いて、例えば、立位の被検者Ｓの胸部を動態撮影して得られた動態画像Ｉを解析すると、評価点Ｐの動きを捉えるため（信号値変化をとらえるものではないため）、上肺野領域に肺以外の部位の動き、変形等に起因するアーティファクトが生じない。その結果、動態解析装置４が出力する換気機能を示す情報は、図９に示したように、実際の肺の換気機能を正確に表した内容となる（上肺野領域（〇で囲んだ領域）の換気機能が中肺野領域及び下肺野領域の換気機能より低く見える）。
また、この動態解析装置４を用いた解析では、動態画像Ｉに写る血管を高精度で検出する必要がない。このため、この動態解析装置４を用いた場合、動態撮影を終えてから診断を開始するまでの時間を従来よりも短縮することができる。
また、この動態解析装置４は、血管が存在しない、又は血管が検出できないほど細い抹消部であっても、評価点Ｐを配置することにより、その動態を解析することができる。このため、この動態解析装置４を用いた場合、肺全体の換気機能を示す情報を得ることができる。

よって、本実施形態に係る動態解析装置４によれば、被検者Ｓの肺を動態撮影して得られた動態画像Ｉを解析する際に、肺以外の部位の動き、変形等の影響を受けることなく、肺全体の換気機能を示す情報を、容易且つ比較的短時間で得ることができる。

＜４．その他＞
なお、本発明は上記の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。

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ー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ー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。

１００，１００Ａ放射線撮影システム
１撮影装置
２コンソール
２Ａコンソール（動態解析装置）
３発生装置
３１ジェネレーター
３２照射指示スイッチ
３３放射線源
４動態解析装置
４１制御部
４２記憶部
４３通信部
４４表示部
４５操作部
Ａアーティファクト
Ｆフレーム
Ｇグループ
Ｉ動態画像
Ｍカラーマップ
Ｎ通信ネットワーク
Ｐ評価点
Ｐ_C 基準評価点
Ｒ_L 肺野領域
Ｒ_S 小領域
Ｓ被検者
Ｘ放射線

Claims

被検者の肺を動態撮影して得られた複数のフレームからなる動態画像に写った肺野領域の複数個所にそれぞれ配置され、前記肺野領域の動きに追従して移動する複数の評価点間の距離の経時変化を計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記評価点間の距離の経時変化に基づいて、前記被検者の肺の換気機能を示す情報を出力する出力手段と、を備える動態解析装置。
□前記出力手段は、肺の換気量及び肺の拡張量のうちの少なくとも一方の数値を、前記換気機能を示す情報として出力する請求項１に記載の動態解析装置。
前記計測手段は、予め分けておいた前記評価点のグループ毎に、複数の前記評価点間の距離の経時変化をそれぞれ計測し、
□前記出力手段は、前記計測手段が計測した複数の距離の経時変化に基づいて、前記拡張量及び前記換気量の少なくとも一方の数値を出力する請求項２に記載の動態解析装置。
前記出力手段は、前記拡張量及び前記換気量の少なくとも一方の数値を、カラーマップを用いた画像の形で出力する請求項２又は請求項３に記載の動態解析装置。
前記計測手段が計測した前記評価点間の距離の経時変化に基づいて、前記拡張量及び前記換気量のうちの少なくとも一方の数値を算出する算出手段を備え、
前記出力手段は、前記算出手段が算出した前記拡張量及び前記換気量の少なくとも一方の数値を出力する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の動態解析装置。
前記算出手段は、
第一状態の前記肺野領域が写ったフレームにおける基準となる前記評価点とその周囲に配置された他の前記評価点との間の距離と、前記第一状態とは異なる第二状態の前記肺野領域が写ったフレームにおける基準となる前記評価点とその周囲に配置された他の前記評価点との間の距離と、の差を、距離の変化量として算出し、
算出した変化量に基づいて前記拡張量及び前記換気量の少なくとも一方の数値を算出する請求項５に記載の動態解析装置。
前記算出手段は、前記第一状態を最大呼気位とする請求項６に記載の動態解析装置。
前記肺野領域に複数の前記評価点を配置する配置手段を更に備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の動態解析装置。
□前記肺野領域に写る骨の信号値成分を減弱する減弱手段を更に備え、
前記配置手段は、前記減弱手段が前記骨の信号値成分を減弱した動態画像に前記評価点を配置する請求項８に記載の動態解析装置。
前記肺野領域に写る血管を顕在化する顕在化手段を更に備え、
前記配置手段は、前記顕在化手段が前記血管を顕在化させた動態画像に前記評価点を配置する請求項８又は請求項９に記載の動態解析装置。
□前記配置手段は、前記評価点の配置箇所を自動的に決定する請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の動態解析装置。
ユーザーが操作可能な操作部を更に備え、
□前記配置手段は、前記評価点の配置箇所を、前記操作部になされた操作に応じて決定する請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の動態解析装置。
コンピューターに、
被検者の肺を動態撮影して得られた複数のフレームからなる動態画像に写った肺野領域の複数個所にそれぞれ配置され、前記肺野領域の動きに追従して移動する複数の評価点間の距離の経時変化を計測する計測処理と、
前記計測処理において計測した前記評価点間の距離の経時変化に基づいて、前記被検者の肺の換気機能を示す情報を出力する出力処理と、を実行させるプログラム。