JP7424423B1 - 動態画像解析装置、プログラム及び動態画像解析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、肺動脈弁逆流がある場合や逆流が疑われる場合には、定期的に経過観察を行い、再手術の時期を判断することが好ましい。肺動脈弁逆流は、例えばファロー四徴症に罹患している場合に生じる症状の1つである。ファロー四徴症は難病指定されている先天性の心疾患であり、罹患している場合には一般に心臓外科手術が行われるが、術後に肺動脈弁逆流の症状が起こる可能性が高い。その他、二次性・特発性の肺高血圧症においても、肺動脈弁逆流が生じることが知られている。
Resonance Imaging)検査等が用いられている。
MRI検査では、簡易診断(逆流の有無の診断)に加えて、どの程度の逆流が起きているかといった定量評価(逆流率の算出等、詳細検査)を行うことができるが、患者の体内にMRI非対応の金属がある場合には撮影を行うことができないという制限がある。さらに、MRI検査の場合、撮影時間も比較的長くかかり、撮影を行う間、狭くて音の大きな装置の中にじっとしている必要があるため、特に閉所恐怖症や精神発達遅滞を有する患者への使用が難しい場合がある。
X線動態画像を用いて血流解析を行うことによって肺動脈弁逆流の有無等を判断することができれば、患者への負担が少なく簡易な手法によって、肺動脈弁逆流の診断ニーズに広く応えることが期待できる。
を行うことのできる動態画像解析装置、プログラム及び動態画像解析方法を提供することを目的とする。
放射線を照射して被写体の胸部の動態画像を造影剤を使わずに撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得する取得部と、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする。
ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
本実施形態の動態画像解析装置(以下「解析装置」とする。)は、画像撮影システム(画像撮影システム内に設けられた撮影装置)からX線動態画像(以下単に「動態画像」とする。)を取得して、取得した動態画像の解析を行い、その解析結果を示して、医師等の診断を支援するものである。
まず、前提として、本実施形態で想定される画像撮影システムと解析装置との関係につき、図1を参照しつつ説明する。
図1に示すように、画像撮影システム100は、撮影装置1、及び当該撮影装置1と通信ケーブル等により接続され、撮影装置1を制御する撮影用コンソール2とを備えている。撮影装置1は、後述するように動態画像を撮影可能となっている。
撮影装置1は撮影用コンソール2を介してLAN(Local Area Network)等の通信ネットワークNTに接続されている。
また、本実施形態における解析装置3は、通信ネットワークNTを介して画像撮影システム100と接続されており、撮影装置1により取得された動態画像は撮影用コンソール2を介して解析装置3に送られる。
画像撮影システム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規格に則って行われる。
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、心臓の拍動等の動態を撮影可能な撮影手段である。「動態撮影」では、被写体M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)、又は、低線量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Mの動態を示す複数の画像を取得する。「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。ここでは、被写体Mとして、被検者(患者等)の胸部を用いる。なお、撮影は立位(被検者(患者等)を立たせた状態)で行ってもよいし、臥位(被検者(患者等)を横にした状態)で行ってもよい。
「動態撮影」は低被曝での撮影であり、被検者(患者等)への負担が少なく、簡易検査に好適に用いることができるという効果がある。
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回あ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。
ここで、放射線照射制御装置12と読取制御装置14とは互いに接続され、互いに同期
信号をやり取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。
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。
解析装置3は、撮影装置1で撮影された動態画像(X線動態画像)を取得して、動態画像における「肺動脈に関連する部位」の動態画像情報に基づいて、「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成し、生成した結果を解析装置3の表示部34(後述)や外部の図示しない表示装置等に出力する動態画像解析装置であり、医師による診断を支援する診断支援装置として利用される。
解析装置3は、例えばPC(Personal Computer)、ワークステーション等のコンピューター装置である。
なお、図1では、診断用コンソールである解析装置3と撮影用コンソール2とが別体の装置である場合を例示しているが、システム構成はこれに限定されない。例えば、診断用コンソールである解析装置3が撮影用コンソール2としての機能をも備える兼用装置として構成され、この解析装置3と撮影装置1とが通信ネットワークNTにより接続されてい
てもよい。また、解析装置3とは別に診断用コンソールが設けられていてもよい。
まず、制御部31が「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成するために注目する領域である「肺動脈に関連する部位」とは肺動脈の血流状況(逆流の有無等)を見ることのできる「部位」である。
図2は、胸部をX線撮影(動態撮影)した動態画像のイメージ図である。図中一点鎖線で囲んだ部分は心臓を示し、左右に黒っぽく示されている部分が左右の肺野を示している。肺動脈は心臓から出て肺に血液を送り出す動脈であり、右心室の肺動脈弁から始まり、図中破線で示すように比較的太く短い肺動脈幹を経たのち、左右の肺に対応して2つの肺動脈(左肺動脈、右肺動脈)に分岐していく。右肺動脈と左肺動脈とに分かれる前の肺動脈幹の辺りを一般に肺動脈起始部という。
動態画像における「肺動脈に関連する部位」も、この肺動脈起始部に近い部位であることが望ましいが、肺動脈幹周辺には多くの構造物が集まっており、放射線(X線)画像撮影を行っても肺動脈起始部のみの信号を得ることが難しい。そこで、本実施形態では、
「肺動脈に関連する部位」として、例えば少なくとも左右いずれかの肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部を含む部位を対象領域(ROI)とする。より好ましくは、図2中に「β」「γ」として示した、左右の肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部に設定した対象領域を「肺動脈に関連する部位」とする。
対象領域(図2に示す対象領域「α」「β」「γ」)はいずれも例えば直径10mm程度の領域であり、後述するように自動で設定されてもよいし、医師等のユーザーが画面等を見ながら手動で設定してもよい。
なお、対象領域(「肺動脈に関連する部位」や心臓に設定される領域)は直径10mm程度の対象領域である場合に限定されない。後述するように肺野全体、心臓全体を対象領域としてもよい。
本実施形態において生成部としての制御部31は、「肺動脈に関連する部位」における画素の信号値から得られた情報に基づいて、「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成する。なお、生成部としての制御部31は、「肺動脈に関連する部位」における画素の信号値の平均値に基づいて、「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成してもよい。
なお、「肺動脈弁逆流に関する情報」は、肺動脈弁逆流の有無等の情報に限定されず、例えば肺動脈弁逆流がある場合における、肺動脈弁逆流の重症度に関する情報等でもよい。肺動脈弁逆流の重症度(逆流の程度、レベル)に関する情報は、例えば心臓から肺に送り出された血液のうち心臓に逆流する血液がどの程度あるかを示す逆流率や逆流率の予測値等、数値化・定量値化された情報であってもよい。
に同期する信号波形である。また「肺動脈弁逆流に関する情報」は、「肺動脈に関連する部位」における血流を可視化した情報であってもよい。すなわち、例えば肺野の対象領域(ROI)等における血流量(逆流量)を視覚的に示すカラーマップ等であってもよい。血流を可視化した情報を示すことで、医師等のユーザーが分かりやすく患者の病状(逆流の有無や重症度等)を把握することができる。
また、生成部としての制御部31は、「肺動脈に関連する部位」において得られた(血流波形以外の)各種指標に基づいて、「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成してもよい。血流波形以外の各種指標としては、例えば血流速度、血流量(≒振幅)、心臓と肺野の信号値の比(振幅比)等があり得るがこれに限定されない。
なお、生成部としての制御部31が生成する「肺動脈弁逆流に関する情報」の詳細については後述する。
なお出力部としての制御部31が各種情報を出力する先は特に限定されない。例えば解析装置3の表示部34等でもよいし、図示しない外部の各種の表示装置やプリンター等であってもよい。また、「出力」には、印刷データや画像データとして外部装置に出力する場合も含まれる。「出力」は各種のネットワークを介して行われてもよいし、有線又は無線による通信によってもよい。また各種コネクターや各種メディアのポート等を介して行われてもよい。
次に、画像撮影システム100の動作について説明する。
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。
撮影用コンソール2の制御部21は、放射線照射制御装置12に放射線照射条件を設定し、読取制御装置14に画像読取条件を設定する。
次に、解析装置3における動作について説明する。
図3は、解析装置3において実行される動態画像解析処理の一例を示すフローチャートである。動態画像解析処理は、医師が肺動脈弁逆流の診断を行う際に動態画像を用いて診断を支援する処理であり、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。
図3に示す例は、「肺動脈弁逆流に関する情報」が肺動脈の血流波形の情報(血流波形の形状の情報)である場合の処理を示すものである。
例えば図2は、胸部を対象とした動態画像のイメージ図である。図2では息止め状態で撮影された動態画像の一例を示している。
この対象領域は、血流の多い部分であり、画像において白っぽく映る。このため制御部31は、例えば動態画像における肺野内のうち輝度値の高い画素が多く集まっている領域に対象領域(「β」「γ」)を自動設定する。
なお、前述のように対象領域(「β」「γ」)は自動設定される場合に限らず、ユーザーである医師等が手動で設定してもよい。この場合には、例えば血流により白く見える部分とそれ以外の部分とのコントラストを分かりやすく示す画像を表示部34等に表示させて対象領域の設定位置をガイドする等により、設定支援を行うことが好ましい。さらに、ユーザーによって設定された対象領域の位置が、本来設定すべき位置から大きくずれているような場合には、エラーメッセージやアラートを出す等により、ユーザーに設定位置の修正を求めてもよい。この場合、望ましい設定位置にマーカー等を表示させてユーザーに対象領域として設定すべき位置を提示してもよい。
そこで本実施形態では、心臓にも対象領域(図2において丸枠で囲んだ「α」)を設定し、対象領域(「α」)内の画素の信号値から心臓の拍動に起因する輝度変化の周波数を計測して、心拍数の周波数を取得する。そして、制御部31がこの心拍数の周波数に応じたバンドパスフィルターを生成し、これを「肺動脈に関連する部位」として設定された対象領域(図2における「β」「γ」)から検出された値に適用することで必要な信号以外のノイズを低減させた状態の値を得るようになっている。
一般に、心臓は1秒に1回程度拍動するところ、動態撮影では5秒から15秒程度の撮影が行われるため、一連の動態撮影により、心臓の拍動(心拍)の5周期から10周期分程度の肺動脈の血流波形を得ることができる(図4では5周期分の血流波形を例示)。
たデータの平均値)のうち、1心拍分の肺動脈の血流波形を抽出する(ステップS3、図5参照)。なお、ここでいう1心拍分の肺動脈の血流波形は、図4に示すような複数の波形(図4では5心拍分の血流波形)の平均値でもよい。
なお、1心拍分の肺動脈の血流波形を抽出する場合、制御部31は血流波形を構成する信号値が一定の範囲の値(例えば最大値-最小値が0-100の値)をとるように正規化してもよい。図5及び図6は信号値を正規化した場合のグラフを示している。
ユーザーとしては、表示部34に表示された血流波形が図5に示す形状に近い形状であれば、肺動脈弁逆流の症状がない(又は肺動脈弁逆流がない可能性が高い)人(患者)であると判断(診断)することができる。また、表示部34に表示された血流波形が図6に示す形状に近い形状であれば、肺動脈弁逆流の症状がある(又は肺動脈弁逆流がある可能性が高い)人(患者)であると判断(診断)することができる。
血流波形の形状から肺動脈弁逆流の症状があるか、またはその可能性が高い、と判断される場合には、ユーザーである医師は、例えば当該患者に対してさらにMRI検査等の詳細な検査を行うように指示を出すことが考えられる。
ここで「肺動脈の血流波形の形状に関するパラメータ」とは、例えば「歪度」や「尖度」等である。
この場合には、対象領域(図2における「β」「γ」)から得られた情報に基づき、1心拍分の肺動脈の血流波形を抽出した後、制御部31は血流波形を構成する信号値が一定の範囲の値(例えば最大値-最小値が0-100の値)をとるように正規化する(ステップS24)。なお図7におけるステップ21~ステップS23は、図3におけるステップS1~ステップS3と同様であるため、説明を省略する。
さらに生成部としての制御部31は、血流波形の形状に関するパラメータとして「歪度」と「尖度」とを算出する(ステップS25及びステップS26)。なお、「歪度」及び「尖度」の算出は、図7に示すように並行して行われてもよいし、いずれかを先に算出し、次に他方を算出するように順次に行ってもよい。
「歪度」は血流波形(血流量の信号値の変化)を時系列的に見たときのピークの偏り具合である。図8に示すように、「歪度」がない場合(図8において「歪度=0」)は血流波形のほぼ中央に血流量のピークが来ており、図6のグラフ形状に近いものである。また、図8において右側(「歪度=1.24」)は、血流量のピークが血流波形の中央よりも左側に寄っていて、ピークに達した後緩やかに下がっており、図5のグラフ傾向に近いものである。さらに、図8において左側(「歪度=-1.24」)は、図8右側の図とは逆に、血流量のピークが血流波形の中央よりも右側に寄っていて、ピークに達した後急峻に下がっている。
図6及び図8に示すように、「歪度」が0に近いほど、肺動脈の逆流率の程度が高い傾向がある。また、肺動脈の逆流率が低いほど「歪度」は正(+)の方向に高くなる、という傾向がある。このため、「歪度」を出すことで、逆流率の度合い(レベル、重症度)を数値化して定量値として医師等のユーザーに示すことができ、肺動脈弁逆流の診断に資する定量的な情報を提供することができる。
図9に示すように、「尖度」が高いほど(図9では右側に行くほど「尖度」)が高い)、血流波形の信号値変化が急峻であることを示している。
図5及び図9に示すように、「尖度」が高いほど、肺動脈の逆流率の程度が高い傾向がある。このため、「尖度」を出すことで、逆流率の度合い(レベル、重症度)を数値化して定量値として医師等のユーザーに示すことができ、肺動脈弁逆流の診断に資する定量的な情報を提供することができる。
なお、前述のように、血流波形の信号値が一定の範囲の値(例えば0-100の値)をとるように正規化すると、「振幅」の値に差をつけることができなくなってしまう。このため血流波形の信号値の「振幅」を求める場合には、正規化を行わずに「振幅」を抽出する。
これらの一部のみを取得してもよい。また。これら3つのパラメータ以外の各種指標を取得してもよい。
例えば、「歪度」「尖度」「振幅」の3つのパラメータを用いて重回帰分析を行ってもよい。この場合、例えば予め閾値を設定しておき、閾値を超えるか否かで肺動脈弁逆流がある、又は肺動脈弁逆流がないとの判定を行い、当該判定結果を「肺動脈弁逆流に関する情報」とすることが考えられる。肺動脈弁逆流は数%程度と軽微であれば直ちに健康上問題となるものではなく、健常者でも起こり得る。このため、病的なレベルの逆流率がある場合のみを肺動脈弁逆流ありと判定すべきである。肺動脈弁逆流ありと判定するか否かの閾値は、例えば逆流率25%である。なお、逆流率が丁度25%の場合に肺動脈弁逆流ありと判定するか否かは、適宜設定による。
医師等のユーザーは、出力された結果を見て、患者に肺動脈弁逆流があると判定された場合や、予測逆流率が高い場合等には、さらに詳細に状況を確認するため、MRI検査等を行うように指示する等の対応を取ることができる。
なお、予測逆流率が逆流率の閾値を超えていない場合でも、閾値に近い数値が出た場合には念のためMRI検査等を行うように指示してもよい。また、肺動脈弁逆流は、ファロー四徴症患者の手術後等に現れやすいものであり、術後の経過観察等において定期的に予測逆流率等を導出している場合も考えられる。このような場合であれば、導出された数値に変化があった場合、それが閾値を超えていなくてもMRI検査等、さらなる詳細検査を行うように指示してもよい。
分析結果をプロットした場合に、各データに最もフィットするように直線(回帰直線)を引いて示したものであり、これを一次関数で表したのが回帰式となる。「r」は、回帰分析の結果得られた回帰式が、目的変数である予測逆流率の値変動をどの程度説明できているかを表す指標であり、「r」が「1」に近いほど精度よく予測できているといえる。図11では「r=0.754」の場合を例示しており、かなりの精度で逆流率が予測できることが分かる。
なお重回帰分析による逆流率の予測に用いるパラメータは「歪度」「尖度」「振幅」の3つに限定されず、これらのうちのいずれか一部のパラメータを用いてもよいし、これ以外のパラメータを含めてもよい。
心臓における信号値の「振幅A」の変化量は、左心室の1回の拍出量LVSV+右心室の1回の拍出量RVSVであり、肺野における信号値の「振幅B」の変化量は、右心室の1回の拍出量RVSVである。
心臓における信号値の「振幅A」及び肺野における信号値の「振幅B」には、このような関係が認められるため、生成部としての制御部31は、心臓の1心拍での信号値の「振幅A」と肺野の1心拍に対応する信号値の「振幅B」との比を算出し比較することによっても逆流率の程度(肺動脈弁逆流の重症度)を示す情報(「肺動脈弁逆流に関する情報」)を得ることができる。
すなわち図15に示すように、制御部31は、心臓に設定した対象領域(ROI、図2において「α」)から画素の信号値を取得する(ステップS41)。また左右の肺野に設定した対象領域(ROI、図2において「β」「γ」)から画素の信号値を取得する(ステップS42)。
-肺野の信号値比(振幅B/振幅A)が算出されたら、制御部はこれを表示部34等に出力し(ステップS48)、表示させる。
これにより、肺動脈弁逆流があるか否か、ある場合、その症状がどの程度重篤であるか(逆流の重症度)といった「肺動脈弁逆流に関する情報」をユーザーである医師等に提供し、診断を支援することができる。
例えば図16は、横軸に心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)をとり、縦軸にMRI検査等により実際に確かめられた肺動脈弁逆流率(%)を取ってグラフ化したものである。
図16に示すように、肺動脈弁逆流率(%)が高い(逆流症状が重症化している)人ほど、心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)の値が大きくなる傾向があることが分かる。
図17の左側は、逆流率が0%~25%の群であり、図16において黒点で示すデータ群(なおサンプル数n=24)を示している。図17の右側は、逆流率が25%~の群であり、図16において白点で示すデータ群(なおサンプル数n=11)を示している。
なお、図17の左側の上方に1つ、右側の上方に2つ示されている点(特異点)は、各データ群の平均的な広がりの範囲から逸脱したデータを意味している。サンプル中に特異点に相当するデータが生じる要因は様々であり、例えば撮影時に体動が大きかった場合や、肺野の形状が特異で正しいデータを取れなかった場合等、ノイズと判断して構わない場合もあるが、考慮すべき事情がある可能性もある。本実施形態では、こうした特異点も含めて平均値等を出し、図16、図17にもサンプルデータの1つとして示している。なお、特異点についてどのように扱うかはここに示した例に限定されない。例えば単なる撮影時のエラーによるものであることが分かっているような場合には、図16、図17に載せるサンプルデータから除外したり、特異点を除いて平均値等のデータを出す対応としてもよい。
図18は、動態画像のうち、心臓全体及び肺野全体を対象領域とする場合のイメージ図である。図18において、心臓の領域を細一点鎖線で囲んで示し、左右の肺野領域をそれぞれ二点鎖線で囲んで示している。
図19は、心臓全体を対象領域(ROI、図18における「α2」)とした場合の信号値の変化を示しており、平均した信号値の「振幅」を「振幅A」とする。図20は、肺野全体を対象領域(ROI、図18における「β2」「γ2」)とした場合の信号値の変化を示しており、平均した信号値の「振幅」を「振幅B」とする。なお、図19に示す「振
幅A」及び図20に示す「振幅B」は、いずれも心臓の心拍数の周波数に応じたバンドパスフィルターを適用してノイズを取り除いたものとする。
箱ひげ図で表現されている内容及び特異点の扱いについては前述の図17と同様であるから説明を省略する。
心臓全体(図18における「α2」)、肺野全体(図18における「β2」「γ2」)について、それぞれ信号値の「振幅A」「振幅B」を取得して、心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)を求めた場合にも、肺動脈弁逆流率(%)が高い(逆流症状が重症化している)人ほど、心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)の値が大きくなる傾向があることが分かる。
図23は、心臓全体を対象領域(ROI、図18における「α2」)とした場合の積算信号値の変化を示しており、これを平均した信号値の「振幅」を「振幅A」とする。図24は、肺野全体を対象領域(ROI、図18における「β2」「γ2」)とした場合の積算信号値の変化を示しており、これを平均した信号値の「振幅」を「振幅B」とする。なお、図23に示す「振幅A」及び図24に示す「振幅B」は、いずれも心臓の心拍数の周波数に応じたバンドパスフィルターを適用してノイズを取り除いたものとする。
箱ひげ図で表現されている内容及び特異点の扱いについては前述の図17と同様であるから説明を省略する。
心臓全体(図18における「α2」)、肺野全体(図18における「β2」「γ2」)について、それぞれ積算信号値の「振幅A」「振幅B」を取得して、心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)を求めた場合にも、肺動脈弁逆流率(%)が高い(逆流症状が重症化している)人ほど、心臓-肺野の平均信号値比(振幅B/振幅A)の値が大きくなる傾向があることが分かる。
この場合には、例えば図27に示すように、まずサンプルとなる患者についてMRI検査等、信頼性の担保された検査を行い、肺動脈の逆流率を取得する(ステップS51)。
そしてこれら逆流率が取得された患者について動態撮影を行い、動態画像から血流波形を得て、「歪度」や「尖度」等、パラメータとなる項目について値を取得する(ステップS52)。逆流率とパラメータとなる値が取得された患者のデータをサンプルデータとする。
図28に示す例では、「歪度」のパラメータについて閾値を0.55とし、「尖度」のパラメータについて閾値を-0.3とおいてサンプルデータを分類しており、この結果逆流率25%以上の患者を94.3%の分類精度で「肺動脈弁逆流あり」に分類できることが分かった。
そして当該患者を「歪度」や「尖度」等の閾値に応じて分類し、「肺動脈弁逆流あり」「肺動脈弁逆流なし」の判定を行う(ステップS57)。
例えば患者が図28において白抜星印の位置に分類された場合には「肺動脈弁逆流あり」と判定し、黒色星印の位置に分類された場合には「肺動脈弁逆流なし」と判定される。
なお表示部34等に出力される内容は判定結果だけでもよいし、新たな患者を「歪度」や「尖度」の値に基づいて図28に示すような表にプロットした結果自体を表示させてもよい。
医師等のユーザーは、出力された結果を見て、患者に肺動脈弁逆流があると判定された場合や、判定された逆流率が高い場合等には、さらに詳細に状況を確認するため、MRI検査等を行うように指示する等の対応を取ることができる。
なお重回帰分析等を用いることにより、「歪度」や「尖度」等のパラメータと肺動脈弁逆流率との関係(相関等)を考察し、逆流率の判定精度を担保してもよい。
を例示したが、解析装置3ではこれらの処理のうちいずれか1つ以上の一部の処理を行うとしてもよいし、全ての処理を行ってもよい。
各処理を行うことで「肺動脈弁逆流に関する情報」が複数種類得られた場合には全ての情報を表示部34等に出力して表示させてもよいし、ユーザーが表示させたい情報を選択できてもよい。また取得した各種の情報を掛け合わせることでより信頼性の高い情報を生成し、最終的な情報を出力して医師等のユーザーに提供してもよい。
以上のように、本実施形態に係る動態画像解析装置である解析装置3は、放射線による動態撮影により得られた胸部の動態画像を取得する取得部として機能し、動態画像における「肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位」の動態画像情報に基づいて、「肺動脈弁逆流に関する情報」を生成する生成部として機能するとともに、生成部として生成した「肺動脈弁逆流に関する情報」を出力する出力部として機能する制御部31を備えている。
このように、本実施形態ではX線動態撮影によって得られる動態画像を用いて「肺動脈弁逆流に関する情報」を得る。このため、例えば従来の超音波を用いたエコー検査やMRI検査等と比較して、一般的な装置を用いて比較的簡易に行うことができる。また、通常の動態画像を行うのみで足りるため、例えばエコー検査のように技師の技量によって得られる結果にばらつきが出るおそれも少ない。非侵襲でX線被曝も比較的少なく、患者の負担も少なくて済む。さらにMRI検査と異なり体内にMRI非対応の金属が入っている患者にも用いることができる等、運用上の制約がなく、各種のニーズに広く対応することができる。
そして、こうした負担や制約の少ない手法で、超音波エコー検査やMRI検査等、他の検査と同等の信頼性のある「肺動脈弁逆流に関する情報」を得ることができることで、医師等ユーザーの診断を支援することができる。
動態画像のうち、肺動脈弁逆流の判定を行うのに必要な肺動脈の血流状況を見ることのできる左右肺動脈近位部を含む領域からデータを取るため、肺動脈弁逆流の有無等を判断するのに適切な信号値を得ることができる。
このため、左右の肺で肺動脈弁逆流等の異常の状態が異なっている患者についても適切な値を得ることができ、正しい診断が行われるように診断を支援することができる。
動態画像のうち、肺動脈弁逆流の判定を行うのに必要な肺動脈の血流状況を見ることのできる左右肺動脈近位部を含む領域からデータを取るため、肺動脈弁逆流の有無等を判断するのに適切な信号値を得ることができる。
情報である。
これによりMRI検査等行うことなく、X線動態撮影によって得られた動態画像から肺動脈弁逆流があるか否かを知ることができ、肺動脈弁逆流患者やその疑いのある患者を簡易に診断する診断支援を行うことができる。
このようにX線動態撮影で得られる動態画像からは様々な情報を抽出することが可能であり、本実施形態に示すように、当該情報を用いることで、これまで超音波エコー検査やMRI検査といった限られた手法でしか診断を行うことが難しかった肺動脈弁逆流に関して診断支援のニーズに広く応えることができる。
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、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。
例えば、解析装置3とは別に高解像度のモニター等を備える表示装置等が設けられて、解析装置3における解析結果等を表示装置等のモニターで確認することができるようにしてもよい。
また逆流の有無や程度等を示す指標や判断結果等、複数の解析結果が得られた場合、これらを並列的に表示させて比較検討できるようにしてもよい。
これによって症状の進み具合や改善具合等を医師等が分かりやすく把握することができ、継続的な治療を行う場合において有効の情報を提供して診断支援を行うことができる。
2 撮影用コンソール
3 解析装置(動態画像解析装置)
31 制御部
34 表示部
100 画像撮影システム
Claims (30)
- 放射線を照射して被写体の胸部の動態画像を造影剤を使わずに撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得する取得部と、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする動態画像解析装置。 - 前記部位は、少なくとも左右いずれかの肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部の領域を含むことを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記部位は、左右の肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部に設定した対象領域であることを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、左右両方の前記対象領域における値の平均値であることを特徴とする請求項3に記載の動態画像解析装置。
- 動態画像情報は画素の信号値であり、
前記生成部は、前記部位における画素の信号値から得られた情報に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。 - 動態画像情報は画素の信号値であり、
前記生成部は、前記部位における画素の信号値の平均値に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。 - 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、前記肺動脈弁逆流の有無の情報であることを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、前記肺動脈弁逆流の重症度の情報であることを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流波形の形状の情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流を可視化した情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記部位における血流波形に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記部位において得られた指標に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流波形、血流波形の歪度、血流波形の尖度、血流波形の振幅及び逆流率に関する情報のうち少なくとも一つを生成することを特徴とする請求項1に記載の動態画像解析装置。
- 放射線を単方向から照射して被写体の胸部の動態画像を撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得する取得部と、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする動態画像解析装置。 - 前記部位は、少なくとも左右いずれかの肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部の領域を含むことを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記部位は、左右の肺野領域の内部であって左右肺動脈近位部に設定した対象領域であることを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、左右両方の前記対象領域における値の平均値であることを特徴とする請求項16に記載の動態画像解析装置。
- 動態画像情報は画素の信号値であり、
前記生成部は、前記部位における画素の信号値から得られた情報に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。 - 動態画像情報は画素の信号値であり、
前記生成部は、前記部位における画素の信号値の平均値に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。 - 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、前記肺動脈弁逆流の有無の情報であることを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記肺動脈弁逆流に関する情報は、前記肺動脈弁逆流の重症度の情報であることを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流波形の形状の情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流を可視化した情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記部位における血流波形に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記部位において得られた指標に基づいて、前記肺動脈弁逆流に関する情報を生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- 前記生成部は、前記肺動脈弁逆流に関する情報として、前記部位における血流波形、血流波形の歪度、血流波形の尖度、血流波形の振幅及び逆流率に関する情報のうち少なくとも一つを生成することを特徴とする請求項14に記載の動態画像解析装置。
- コンピューターに、
放射線を照射して被写体の胸部の動態画像を造影剤を使わずに撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得させる処理と、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成する処理と、
生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力する処理と、
を実行させるプログラム。 - 放射線を照射して被写体の胸部の動態画像を造影剤を使わずに撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得させるステップと、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成するステップと、
生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力するステップと、
を備える動態画像解析方法。 - コンピューターに、
放射線を単方向から照射して被写体の胸部の動態画像を撮影する動態撮影により得られた前記動態画像を取得させる処理と、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成する処理と、
生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力する処理と、
を実行させるプログラム。 - 放射線を単方向から照射して被写体の胸部の動態画像を撮影する動態撮影により得られた動態画像を取得させるステップと、
前記動態画像における肺動脈と心臓の少なくとも一方に関連する部位の動態画像情報に基づいて、肺動脈弁逆流に関する情報を生成するステップと、
生成された前記肺動脈弁逆流に関する情報を出力するステップと、
を備える動態画像解析方法。
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