JPWO2010079689A1 - 画像表示装置およびプログラムおよび画像表示方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、生体における血液の循環具合を簡便に把握することができる画像表示装置を提供する。そして、画像表示装置は、動画像データ取得部、差分画像作成部、波面画素抽出部、血流波面作成部および表示部を備えている。動画像データ取得部は、生体の血流の動きを捉えた動画像データを取得する。差分画像作成部は、時系列の動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成する。波面画素抽出部は、差分画像データにおいて、第一の閾値以上の前記輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出する。血流波面作成部は、波面画素を接続することにより、差分画像データに対する血流波面を得る。また、表示部は、血流波面を表示する。

Description

この発明は、画像表示装置およびプログラムおよび画像表示方法に係る発明であり、特に、生体における血流の動きを把握することができる画像表示装置およびプログラムおよび画像表示方法に関する。

医療現場では、Ｘ線等を用いて内蔵や骨格等に含まれる患部を撮影することにより、各種検査や診断が行われている。そして、近年では、デジタル技術の適用により、Ｘ線等を用いて患部の動きを捉えた動画像を比較的容易に取得することが可能となっている。たとえば、近年では、Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒの出現によって、歪の無いＸ線動画像を撮影できるようになっている。当該Ｘ線動画像撮影によって、静止画では捉えられなかった臓器などの機能・動態を解析・診断することができる。

そして、患部の動きを捉えて診断することが有効な臓器としては、たとえば、呼吸によって臓器の形状が大きく変化する肺等が挙げられる。たとえば、肺は、疾病を伴う部分では拡大および収縮の動きが著しく低下する傾向を示す。このため、医師は、肺の挙動を動画像を通じて認識することで、診断を行うことが可能となる。

なお、診断装置に関する先行技術としては、特許文献１や特許文献２などが存在している。

特許文献１では、心電図の信号をもとに同一位相のスライスを何回かに分けて撮影するＸ線ＣＴ装置が提案されている。これに対して、特許文献２では、超音波断層画像の時間差分画像を作成することで運動部位のベクトルを表示を行う超音波診断装置が提案されている。

特開２０００−３００５４９号公報 特開平５−３１１１２号公報

ところで、たとえば肺野内における血液の循環具合を簡便に把握することができる技術が、望まれている。

そこで、本発明は、生体における血液の循環具合を簡便に把握することができる画像表示装置およびプログラムおよび画像表示方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第一の態様に係る発明は、生体の血流の動きを捉えた動画像データを取得する動画像データ取得部と、時系列の前記動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成する差分画像作成部と、前記差分画像データにおいて、第一の閾値以上の前記輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出する波面画素抽出部と、前記波面画素を接続することにより、前記差分画像データに対する血流波面を得る血流波面作成部と、前記血流波面を表示する表示部とを、備えている。

また、第二の態様に係る発明では、前記血流波面作成部は、一の前記波面画素が有する前記輝度値差分値と、前記一の波面画素を中心とした所定の領域内における他の画素が有する前記輝度値差分値との比較に応じて、前記一の波面画素を前記血流波面を形成する際に用いるか否かを判断する。

また、第三の態様に係る発明では、前記血流波面作成部は、（Ａ）前記一の波面画素が有する前記輝度値差分値と、各前記他の画素が有する前記輝度値差分値との差を求め、（Ｂ）前記（Ａ）で求めた差が第二の閾値以上となる、前記他の画素の数を求め、（Ｃ）前記（Ｂ）で求めた前記他の画素の数が第三の閾値より大きい場合には、前記一の波面画素を前記血流波面を形成する際に用いない。

また、第四の態様に係る発明では、前記血流波面作成部は、スプライン補間または動的輪郭モデルを用いて前記波面画素を接続することにより、前記血流波面を得る。

また、第五の態様に係る発明では、前記血流波面作成部は、前記生体の心臓部の輪郭を初期輪郭として、前記動的輪郭モデルを用いた前記血流波面の形成を行う。

また、第六の態様に係る発明では、前記表示部は、前記差分画像データに基づいて表示される輝度値差分画像上に、前記血流波面を重ねて表示する。

また、第七の態様に係る発明では、前記差分画像データは、複数であり、各前記差分画像データに対して、前記生体における心臓部における所定の位置から前記血流波面までの平均距離を各々求める画像順入替部を、さらに備えており、前記画像順入替部は、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を含む各前記差分画像データを配置し、前記表示部は、前記画像順入替部から取得した前記差分画像データに基づいて、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を各々表示する。

また、第八の態様に係るプログラム発明は、コンピュータによって実行されることにより、コンピュータを第一の態様に係る発明として機能させる。

また、第九の態様に係る発明では、（ａ）生体の血流の動きを捉えた動画像データを取得するステップと、（ｂ）時系列の前記動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成するステップと、（ｃ）前記差分画像データにおいて、第一の閾値以上の前記輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出するステップと、（ｄ）前記波面画素を接続することにより、前記差分画像データに対する血流波面を得るステップと、（ｅ）前記血流波面を表示するステップとを、備えている。

また、第十の態様に係る発明では、前記差分画像データは、複数であり、（ｆ）各前記差分画像データに対して、前記生体における心臓部における所定の位置から前記血流波面までの平均距離を各々求めるステップを、さらに備えており、前記ステップ（ｆ）では、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を含む各前記差分画像データを配置し、前記ステップ（ｅ）では、前記ステップ（ｆ）おいて取得した前記差分画像データに基づいて、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を各々表示する。

第一、八、九の態様に係る発明は、時系列の動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成する。そして、各差分画像データに対する血流波面を各々取得し、当該血流波面を表示する。

したがって、複数の差分画像データに渡って作成された血流波面の動きを捉えることで、生体内の血液の届き具合を簡単に把握することができる。

また、第二、三の態様に係る発明は、一の波面画素が有する輝度値差分値と、当該一の波面画素を中心とした所定の領域内における他の画素が有する輝度値差分値とを比較している。そして、当該比較に応じて、当該一の波面画素を血流波面を形成する際に用いるか否かを判断している。具体的に、血流波面作成部は、一の波面画素が有する輝度値差分値と、各他の画素が有する輝度値差分値との差を求める。その後、血流波面作成部は、求めた差が第二の閾値以上となる、他の画素の数を求める。そして、血流波面作成部は、求めた他の画素の数が第三の閾値より大きい場合には、一の波面画素を血流波面を形成する際に用いない。

したがって、抽出された複数の波面画素の内、ノイズである画素は、血流波面の形成において使用されない。これにより、各差分画像毎に、正確な血流波面を作成できる。

また、第四の態様に係る発明では、スプライン補間または動的輪郭モデルを用いて波面画素を接続することにより、血流波面を得ている。

したがって、簡単な処理により、より正確な血流波面の作成が可能となる。

また、第五の態様に係る発明では、動的輪郭モデルを用いる場合には、生体の心臓部の輪郭を初期輪郭として血流波面の形成を行っている。

したがって、心臓から送出される血液の流れを捉えた血流波面を、正確に作成することができる。

また、第六の態様に係る発明は、差分画像データに基づいて表示される輝度値差分画像上に、血流波面を重ねて表示している。

したがって、輝度値差分値の分布として表される血流の様子と血流波面とを、一目で把握できる。

また、第七、十の態様に係る発明では、各差分画像データに対して得られた血流波面において、心臓部における所定の位置から血流波面までの平均距離を求めている。そして、表示部は、当該平均距離が増大または減少する順序で配置された、血流波面を一画面で各々表示している。

したがって、動画像の撮像フレームレートが心臓の動きに間に合わず、心拍の複数周期に渡って動画像データが撮影された場合であっても、心電図などの情報に頼らず位相順に並べ替えて血流波面を画面上で表示できる。よって、当該表示画面を見るだけで、簡単に血流の動きを把握することができる。

実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。 動画像データを示す図である。 差分画像データを示すである。 波面画素の抽出方法を説明するための図である。 波面画素の抽出方法を説明するための図である。 波面画素の抽出方法を説明するための図である。 抽出された波面画素を示す図である。 血流波面の作成方法を説明する図である。 血流波面の作成方法を説明する図である。 輝度値差分画像上に血流波面を重ねて表示している様子を示す図である。 心拍位相を示す図である。 複数周期に渡って心拍画像を撮像したことを説明する図である。 実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 第一の座標位置の特定を説明する図である。 実施の形態２に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。 実施の形態２に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る画像表示装置の構成を機能ブロック的に図示した図である。

図１に示すように、当該画像表示装置１００は、動画像データ保持部１０、動画像データ取得部２０、制御部３０および表示部４０により構成されている。また、制御部３０は、差分画像作成部３１、対象領域抽出部３２、波面画素抽出部３３および血流波面作成部３４により構成されている。

ハードディスクにより構成される動画像データ保持部１０には、撮像された動画像データ、撮像レートおよび処理結果などが保持される。動画像データ取得部２０は、動画像データなどデータ保持部１０に格納されている情報を取得する。制御部３０は、画像表示装置１００の動作を制御する。また、表示部４０は、血流波面などを表示する。

差分画像作成部３１は、二つの画像データ間において、画素単位で輝度値の差分を計算することにより、差分画像データを作成する。対象領域抽出部３２は、差分画像データから対象領域（肺野領域など）を抽出する。波面画素抽出部３３は、差分画像データから波面画素を抽出する。血流波面作成部３４は、波面画素を接続することにより、血流波面を作成する。

図２は、本実施の形態に係る画像表示装置１００の動作の流れを示す図である。図２を用いて、画像表示装置１００の動作を説明する。本実施の形態では、生体の肺野領域における血流の動きを捉えた血流波面を表示するまでの動作を説明する。

ここで、本発明では、血流波面とは、血液の動きの同じ位相の位置を空間的につないだ面を意味するものとする。心臓から送り出される血液は、たとえば肺野領域内において所定の経路を辿って肺野領域を網羅し、心臓に戻る（血液循環）。換言すれば、血流波面とは、心臓から血液が送り出されたタイミングを起点として、ある時刻における肺野領域内の各箇所における当該送り出された血液の先頭位置を空間的につないで面であると把握できる。

まず、生体における肺野領域内に流れる血流の動きを捉えた動画像データを、動画像データ取得部２０は、動画像データ保持部１０から取得する（図２のステップＳ１）。

ここで、当該血流の動きを捉えることができる装置としては、Ｘ線動画像撮像装置の他に、たとえば超音波装置やＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャン装置などを用いることができる。

また、図３に示すように、上記動画像データＤ１は、心拍位相の所定のタイミングで順次撮像することにより得られる、当該撮像の時系列的順序で配置される複数の画像データｄ１，ｄ２，ｄｎから構成される。なお、図３において、横軸は時間を示している。また、図３では、図面簡略化のために生体の内部画像は省略している。また、図３では、各画像データの各画素は輝度値を有している。また、各画像データの各画素の輝度値は、血流の動きに応じて、時系列的に変化している。

次に、差分画像作成部３１は、撮像の時系列的に隣接する動画像データＤ１（たとえば、画像データｄ１と画像データｄ２）同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成する（図２のステップＳ２）。

動画像データＤ１の一部を構成する第一の画像データと、当該第一の画像データに隣接する当該動画像データＤ１の一部を構成する第二の画像データとにおいて、輝度値差分値を計算する。つまり、第二の画像データは、第一の画像データ撮像直後に撮像された画像のデータである。

具体的に、第一の画像データを構成する所定の画素の輝度値、第二の画像を構成する前記所定の画素と同じ位置に存する画素の輝度値との差分を計算する。当該輝度値の差分の計算を、第一の画像データを構成する全ての画素について行う。これにより、一の差分画像データが作成される。そして、当該輝度値差分値の計算を、動画像データＤ１を構成する全ての画像データｄ１，ｄ２，ｄｎについて実施する。これにより、図４に示すように、複数の差分画像データＤ２が作成される。

各差分画像データＤ２を画像表示すると、たとえば、各画素が有する輝度値差分値に応じた色分けを伴うグラデーション表示がなされる。たとえば、輝度値差分値が最も高い値を有する画素は赤色表示され、輝度値差分値が最も低い値を有する画素は青色表示され、これらの値以外の輝度値差分値を有する画素は、その輝度値差分値に応じて色彩および階調が変化して表示される。

ここで、図４では、複数の差分画像データＤ２の一部のみを図示しており、横軸は時間を示している。また、各差分画像データＤ２において、点線は心臓の輪郭を示している。

また、図４において、斜線領域は、比較的輝度値差分値が高い画素を含む領域である。当該斜線領域は血液の位置を示していると把握でき、図４に示すように、当該斜線領域の位置は、肺野領域Ｈａ内において時系列的に変化している（つまり、当該時系列的変化は、肺野領域Ｈａにおける血液の時系列変化と把握できる）。

なお、各差分画像データＤ２において、高い輝度値差分値を有する画素は上記斜線領域以外においても点在しているが、これら点在しているものに関しては、図面簡略化のために図示を省略している。

さて次に、対象領域抽出部３２は、上記で作成された各差分画像データＤ２において、肺野領域Ｈａを抽出する（ステップＳ３）。当該肺野領域を抽出する方法としては、たとえば特開昭６３−２４０８３２号公報や特開平２−２５０１８０号公報に開示されている技術を採用することができる。

次に、波面画素抽出部３３は、上記で作成された各差分画像データＤ２において、第一の閾値以上の輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出する（ステップＳ４）。ここで、当該波面画素を抽出処理は、ステップＳ３で抽出した肺野領域Ｈａ内の各画素のみを対象にして行う。

第一の閾値が「５０」である場合における上記ステップＳ４の処理を図５を用いて説明する。ここで、図５は、肺野領域Ｈａ内の各画素の一部を示す図である。図５に示す各画素に付している数値は、上記輝度値差分値である。ステップＳ４では、第一の閾値（＝５０）以上の輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出するので、図５の例では、斜線を付した画素が波面画素として抽出される。

当該ステップＳ４の処理は、各差分画像データＤ２毎に抽出した各肺野領域Ｈａにおいて、当該各肺野領域Ｈａを構成する全画素に対して実施される。なお、上記第一の閾値は、任意に選択・設定される値であり、実験結果または経験則により当該第一の閾値が決定される。

ここで、血流波面作成部３４は、一の波面画素が有する輝度値差分値と、当該一の波面画素を中心とした所定の領域内における他の画素が有する輝度値差分値との比較に応じて、当該一の波面画素を後述する血流波面を形成する（図２のステップＳ５）際に用いるか否かを判断しても良い。図６，７を用いて、血流波面作成部３４における波面画素の取捨選択判断処理を具体的に説明する。

ここで、図６，７では９つの画素を図示している。また、各画素に付されている数値は、輝度値差分値である。また、図６，７において、画素Ｇｏ，Ｇ’ｏがステップＳ４で抽出された波面画素の内の上記一の波面画素である。図６，７の説明では、当該一の波面画素Ｇｏ，Ｇ’ｏを中心とした上記所定の領域には、８個の上記他の画素Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８が存在している。

まず図６の場合について説明する。

血流波面作成部３４は、はじめに、一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と、各他の画素が有する輝度値差分値との差を求める。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ１が有する輝度値差分値（＝１）との差は、５６である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ２が有する輝度値差分値（＝２０）との差は、３７である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ３が有する輝度値差分値（＝４０）との差は、１７である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ４が有する輝度値差分値（＝２５）との差は、３２である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ５が有する輝度値差分値（＝２０）との差は、３７である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ６が有する輝度値差分値（＝５）との差は、５２である。

一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ７が有する輝度値差分値（＝１０）との差は、４７である。

さらに、一の波面画素Ｇｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ８が有する輝度値差分値（＝５０）との差は、７である。

次に、血流波面作成部３４は、上記で求めた差が第二の閾値（たとえば３５）以上となる、他の画素Ｇ１〜Ｇ８の数を求める。図６の例では、５個（他の画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７）である。

次に、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７の数が、第三の閾値（たとえば４）より大きいか否かを判断する。そして、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７の数が、第三の閾値以下である場合には、上記一の波面画素Ｇｏを後述する血流波面を形成する際に使用する。これに対して、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７の数が、第三の閾値より大きい場合には、上記一の波面画素Ｇｏを後述する血流波面を形成する際に使用しない。

図６の例では、上記で求めた他の画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７の数（＝５）は、第三の閾値（たとえば４）よりも大きい。したがって、上記一の波面画素Ｇｏを後述する血流波面を形成する際に使用しない。

次に、図７の場合について説明する。

血流波面作成部３４は、はじめに、一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と、各他の画素が有する輝度値差分値との差を求める。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’１が有する輝度値差分値（＝１）との差は、５６である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’２が有する輝度値差分値（＝５０）との差は、７である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’３が有する輝度値差分値（＝４０）との差は、１７である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’４が有する輝度値差分値（＝４０）との差は、１７である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’５が有する輝度値差分値（＝２０）との差は、３７である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’６が有する輝度値差分値（＝５２）との差は、５である。

一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’７が有する輝度値差分値（＝１０）との差は、４７である。

さらに、一の波面画素Ｇ’ｏが有する輝度値差分値（＝５７）と各他の画素Ｇ’８が有する輝度値差分値（＝５０）との差は、７である。

次に、血流波面作成部３４は、上記で求めた差が第二の閾値（たとえば３５）以上となる、他の画素Ｇ’１〜Ｇ’８の数を求める。図７の例では、３個（他の画素Ｇ’１，Ｇ’５，Ｇ’７）である。

次に、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ’１，Ｇ’５，Ｇ’７の数が、第三の閾値（たとえば４）より大きいか否かを判断する。そして、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ’１，Ｇ’５，Ｇ’７の数が、第三の閾値以下である場合には、上記一の波面画素Ｇ’ｏを後述する血流波面を形成する際に使用する。これに対して、血流波面作成部３４は、上記で求めた他の画素Ｇ’１，Ｇ’５，Ｇ’７の数が、第三の閾値より大きい場合には、上記一の波面画素Ｇ’ｏを後述する血流波面を形成する際に使用しない。

図７の例では、上記で求めた他の画素Ｇ’１，Ｇ’５，Ｇ’７の数（＝３）は、第三の閾値（たとえば４）より小さい（つまり第三の閾値以下）である。したがって、上記一の波面画素Ｇ’ｏを後述する血流波面を形成する際に使用する。

なお、上記第二の閾値および上記第三の閾値は、任意に選択・設定される値であり、実験結果または経験則により当該第二の閾値および当該第三の閾値が決定される。

当該図６，７を用いて説明した方法により、一度抽出した波面画素がノイズと判断される場合には、当該波面画素を後述する血流波面形成の際に使用することを防止することができる。

なお、ノイズが多いとき（輝度値差分値が高い画素が肺野領域Ｈａにおいて孤立しており、その数が多いとき）は、あらかじめ平滑化処理もしくは画像サイズを縮小して、ステップＳ４の処理を行うこと望ましい。

図８は、一の差分画像データＤ２の肺野領域Ｈａにおいて、上記ステップＳ４を実施した結果を示す図である。図８において「×」印が、波面画素として抽出された画素である。なお、図６，７を用いて説明した処理を実施することにより、図８に示す波面画素ｐ１〜ｐ３は、後述する血流波面の形成には使用されないものとして扱われる。

さて次に、血流波面作成部３４は、ステップＳ４で抽出された波面画素を接続することにより、差分画像データＤ２に対する血流波面を得る（図２のステップＳ５）。ここで、上記したように、図６，７を用いて説明した方法の結果、一度波面画素として抽出された画素も、当該ステップＳ５では波面画素として使用されない場合もある。

当該ステップＳ５では、波面画素として抽出された画素を接続することにより血流波面が形成される。ここで、抽出された波面画素のうち、近傍（隣接画素）に他の波面画素が存在しないものを孤立点として取り除いても良い（つまり、血流波面の形成の際に画素同士を接続処理の対象としない）。そして、当該取り除かれた画素以外の波面画素において、最近傍のもの同士を接続する。これにより、図９に示すように、一の差分画像データＤ２において、一の血流波面ＢＷ１が形成される。ここで、図９では、隣接している波面画素同士を直線で接続した場合に形成される血流波面ＢＷ１が図示されている。

なお、当該ステップＳ５の処理は、各差分画像データＤ２毎に抽出した各肺野領域Ｈａにおいて、当該各肺野領域Ｈａにおいて抽出された波面画素に対して各々実施される。つまり、各差分画像データＤ２毎に、血流波面ＢＷ１が形成される。

また、図９の例では、隣接する波面画素同士を直線で接続することにより血流波面ＢＷ１が形成されている。しかし、他の方法により血流波面を得ることもできる。たとえば、血流波面作成部３４は、Ｓｐｌｉｎｅ（スプライン）補間や動的輪郭モデルを用いて波面画素を接続することにより、血流波面を得ることもできる。

図１０は、動的輪郭モデルを用いて形成された血流波面ＢＷ２を示す図である。当該動的輪郭モデルを用いる場合には、血流波面作成部３４は、生体の心臓部Ｑの輪郭を初期輪郭として、当該動的輪郭モデルを用いた血流波面ＢＷ２の形成を行う。

血流波面ＢＷ１，ＢＷ２形成後、表示部４０は、当該形成した血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を表示する（図２のステップＳ６）。表示部４０は、当該血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を動画像表示しても良く、また一画面上に撮像の時系列的順に並べて静止画像として表示しても良い。

ところで、図４を用いて説明したように、各差分画像データＤ２を用いて画像表示を行った場合には、当該差分画素データＤ２における各画素が有する輝度値差分値の度合いが外観から視認できるようになっている。たとえば、上記のように、各差分画像データＤ２を用いて表示される画像では、各画素は、当該画素が有する輝度値差分値に応じて色彩および階調が変化して表示される。このように輝度値差分値の値・度合い・分布が視認できるように表示される画像を、輝度値差分画像と称することとする。

血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を得た場合には、表示部４０は、当該血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を図９，１０に示すような画像を表示しても良い。つまり、表示部４０は、肺野領域Ｈａにおける血流波面ＢＷ１，ＢＷ２の位置・輪郭のみが分かるように、各差分画像データＤ２に対する各血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を表示させても良いが、差分画像データＤ２に基づいて表示される上記輝度値差分画像上に、血流波面ＢＷ１，ＢＷ２を重ねて表示しても良い。

図１１は、差分画像データに基づいて表示される上記輝度値差分画像上に、血流波面ＢＷ３を重ねて表示した例を示す図である。図１１に示す画像では、上記の通り、各画素は輝度値差分値の値・度合い・分布が視認できるように表示されるが、図面簡略化のために、図１１では、比較的輝度値差分値が高い領域を斜線領域としてのみ図示している。つまり、図１１は、図面簡略化のために、輝度値差分値に関しては単なる２値化表示となっているが、本来的には、輝度値差分値に関しては輝度値差分値の段階的変化が視認できる多値画像である。

以上のように、本実施の形態に係る画像表示装置１００では、時系列的に隣接する動画像データＤ１同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データＤ２を作成する。そして、各差分画像データＤ２に対する血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を各々取得し、当該血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を表示する。

したがって、複数の差分画像データＤ２に渡って作成された血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３の動きを捉えることで、肺野領域Ｈａ内の血液の届き具合を簡単に把握することができる。

また、本実施の形態に係る画像表示装置１００では、一の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’が有する輝度値差分値と、当該一の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’を中心とした所定の領域内における他の画素Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８が有する輝度値差分値とを比較している。そして、当該比較に応じて、当該一の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’を血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を形成する際に用いるか否かを判断している（図６，７参照）。

具体的に、血流波面作成部３４は、一の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’が有する輝度値差分値と、各他の画素Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８が有する輝度値差分値との差を求める。その後、血流波面作成部３４は、求めた差が第二の閾値以上となる、他の画素Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８の数を求める。そして、血流波面作成部３４は、求めた他の画素Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８の数が第三の閾値より大きい場合には、一の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’を血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を形成する際に用いない。

したがって、抽出された複数の波面画素Ｇｏ，Ｇｏ’の内ノイズである画素は、血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３の形成において使用されない。これにより、各差分画像データＤ２毎に、正確な血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を作成できる。

また、本実施の形態に係る画像表示装置１００では、スプライン補間または動的輪郭モデルを用いて波面画素を接続することにより、血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を得ている。

したがって、簡単な処理により、より正確な血流波面の作成が可能となる。

また、動的輪郭モデルを用いる場合には、生体の心臓部Ｑの輪郭を初期輪郭として血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３の形成を行っている。

したがって、心臓から送出される血液の流れを捉えた血流波面ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３を、正確に作成できる。

また、本実施の形態に係る画像表示装置１００では、差分画像データＤ２に基づいて表示される輝度値差分画像上に、血流波面ＢＷ３を重ねて表示している（図１１参照）。

したがって、輝度値差分値の分布として表される血流の様子と血流波面ＢＷ３とを一目で把握できる。

＜実施の形態２＞
複数の心拍位相における動態を観察する場合を想定する。当該場合において、動画像撮像装置の撮像フレームレートが遅いと、１周期の心拍内に必要な各心拍位相画像を得られない。一方、複数周期の心拍に渡って、必要な心拍位相における心拍画像を撮影した場合には、当該撮像の順序が心拍位相の順序になるとは限らない。

たとえば、心拍位相の順序が、Ｐｈ１＜Ｐｈ２＜Ｐｈ３＜Ｐｈ４、であるとする（図１２参照）。ここで、２πは心拍位相の１周期単位である。撮像フレームレートが遅い動画像撮像装置で心拍画像を撮像した結果、撮像順に、Ｄａ１（心拍位相がＰｈ３のときの画像データ）→Ｄａ２（心拍位相がＰｈ１＋２πのときの画像データ）→Ｄａ３（心拍位相がＰｈ３＋４πのときの画像データ）→Ｄａ４（心拍位相がＰｈ４＋６πのときの画像データ）の画像データが得られたとする（図１３参照）。当該例から分かるように、撮像順に得られた動画像データＤａ１〜Ｄａ４が、心拍位相の順序で撮像されていない。

心拍位相の順序で撮像されていない動画像データから実施の形態１で説明した方法により血流波面を作成し、時系列的に撮像された順序で動画像または静止画像で当該血流波面を表示部４０に表示させる。この場合には、表示部４０に表示されている血流波面の順序は、心拍位相の順序となっていない。

そこで、本実施の形態に係る画像表示装置は、当該撮像の順序で血流波面を表示部４０に表示させるのでなく、心拍位相の順番に血流波面を表示部に、動画像または静止画像として表示させることができる。このように、心拍位相の順番に従って血流波面が表示されるので、本実施の形態では、血流の動きを正確に診断することができる。

図１４は、本実施の形態に係る画像表示装置２００の構成を機能ブロック的に示した図である。図１４に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置２００は、実施の形態１に係る画像表示装置１００の構成に、画像順入替部３５が新たに追加されている。当該画像順入替部３５以外の構成は、実施の形態１に係る画像表示装置１００と同じであるので、当該同じ構成には、図１で付した符号と同じ符号を、図１４においても付している。

画像順入替部３５は、各差分画像データに対して、生体における心臓部における所定の位置から血流波面までの平均距離を各々求める。さらに、画像順入替部３５は、平均距離が増大または減少する順序で、血流波面を含む各差分画像データを配置する。なお、本実施の形態に係る表示部４０は、画像順入替部３５から取得した差分画像データに基づいて、平均距離が増大または減少する順序で、血流波面を動画像としてまたは一画面上に静止画として並べて表示する。

以下、本実施の形態に係る画像表示装置２００の動作について説明する。

まず、対象領域抽出部３２は、画像データ（もしくは、上記差分画像データ）から生体における心臓部を予め抽出する。そして、対象領域抽出部３２は、当該画像データ（もしくは、上記差分画像データ）における、心臓部の特定点（所定の位置と把握できる）を予め決定する。ここで、本実施の形態では、図１５に示すように、心臓部Ｑの底面における図面左右方向の中心が当該特定点Ｘｏとして決定されたとする。対象領域抽出部３２は、当該決定した特定点の画像データ（もしくは、上記差分画像データ）上における座標位置を記憶しておく。

ここで、当該特定点Ｘｏの座標位置を、第一の座標位置と称することとする。なお、第一の座標位置は、心臓部Ｑの底面における上記中心である必要は無く、当該心臓部Ｑの任意の点を設定することができる。

さて、当該特定点Ｘｏの決定・座標位置の記憶後、実施の形態１で説明した内容により血流波面を得る。ここで、動画像データは、心拍位相の順で撮像されていないとし、撮像順に従った動画像データに基づいて、血流波面を作成したとする。作成された血流波面を、撮像順に従って表示部４０に仮に表示させたとする。この仮定の様子を、図１６に示す。図１６に示すように、時系列的に（撮像順に）、血流波面ＢＷｏ、血流波面ＢＷｐ、血流波面ＢＷｑおよび血流波面ＢＷｒが、当該順に表示部４０に動画像または静止画像として表示されることになる。

さて、本実施の形態では、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒをデータとして得た後、表示部４０に血流波面を表示させる前に、画像順入替部３５は、血流波面を含む上記差分画像データ中の座標位置を得る。図１６に示すように、一の画像において、血流波面は複数の画素に渡って表示される。したがって、一の差分画像データ中に対して取得される血流波面の座標位置は、複数である。当該血流波面の座標位置を第二の座標位置と称することとする。各差分画像データ毎に、複数の第二の座標位置が取得され、画像順入替部３５に記憶される。

次に、画像順入替部３５は、各差分画像データ毎に、記憶しておいた第一の座標位置および第二の座標位置を読出し、当該読み出した第一の座標位置と第二の座標位置との平均的な距離を計算する。ここで、一の差分画像データにおける第二の座標位置は複数であるので、当該一の差分画像データにおいて第一の座標位置と第二の座標位置との「平均的」な距離を計算する。

上記で得られた血流波面ＢＷｏの第二の座標位置と第一の座標位置との平均距離Ｌａｖｅ１は、９５画素であるとする（図１６参照）。上記で得られた血流波面ＢＷｐの第二の座標位置と第一の座標位置との平均距離Ｌａｖｅ２は、１０画素であるとする（図１６参照）。上記で得られた血流波面ＢＷｑの第二の座標位置と第一の座標位置との平均距離Ｌａｖｅ３は、５２画素であるとする（図１６参照）。さらに、上記で得られた血流波面ＢＷｒの第二の座標位置と第一の座標位置との平均距離Ｌａｖｅ４は、１５画素であるとする（図１６参照）。

各平均距離Ｌａｖｅ１〜Ｌａｖｅ４を計算後、画像順入替部３５は、当該平均距離の値が増大する順に、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを含む各差分画像データを配置する。画像順入替部３５から上記配置後の差分画像データを受信した表示部４０は、当該平均距離の値が増大する順に、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを表示する。当該表示の様子を図１７に示す。

図１７に示すように、表示部４０は、血流波面ＢＷｐ（平均距離Ｌａｖｅ２＝１０）、血流波面ＢＷｒ（平均距離Ｌａｖｅ４＝１５）、血流波面ＢＷｑ（平均距離Ｌａｖｅ３＝５２）、血流波面ＢＷｏ（平均距離Ｌａｖｅ１＝９５）の順に、各血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを、動画像として、または当該順に一画面に並べて表示される静止画として表示する。

また、図１７と異なり、各平均距離Ｌａｖｅ１〜Ｌａｖｅ４を計算後、画像順入替部３５は、当該平均距離の値が減少する順に、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを含む各差分画像データを配置しても良い。この場合、画像順入替部３５から上記配置後の差分画像データを受信した表示部４０は、当該平均距離の値が減少する順に、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを動画像または静止画像として表示する。

表示部４０が、平均距離の値が増大する順序で、血流波面を表示したとする（図１７の図面右方向の順序と把握できる）。当該順序は、位相増大の順序でもあり、また心臓から送り出された血流の流れを示す順序でもある。これに対して、表示部４０は、平均距離の値が減少する順序で、血流波面を表示したとする（図１７の図面左方向の順序と把握できる）。当該順序は、位相減少の順序でもあり、また心臓から送り出された血流の流れと逆方向の順序でもある。

以上のように、本実施の形態に係る画像表示装置２００では、各差分画像データに対して得られた血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒにおいて、心臓部Ｑにおける所定の位置から血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒまでの平均距離Ｌａｖｅ１〜Ｌａｖｅ４を求めている。そして、表示部４０は、当該平均距離Ｌａｖｅ１〜Ｌａｖｅ４が増大または減少する順序で配置された、血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを一画面で各々表示している。

したがって、動画像の撮像フレームレートが心臓の動きに間に合わず、心拍の複数周期に渡って動画像データが撮影された場合であっても、心電図などの情報に頼らず位相順に並べ替えて血流波面ＢＷｏ〜ＢＷｒを一画面で表示できる。よって、当該表示画面を見るだけで、簡単に血流の動きを把握することができる。

また、図１，１４の構成を、上記各実施の形態で説明した各動作を実現するために、各回路ブロックから成るハードウェア構成とすることができる。しかしながら、本発明は、ソフトウェア構成により実現することもできる。つまり、上記各動作・手順を規定するプログラムを作成し、当該プログラムを記録媒体に記憶し、当該記録媒体からコンピュータが当該プログラムを読み取り・実行する。これにより、当該コンピュータを上記各実施の形態に係る画像表示装置として機能させることができ、本願発明をソフトウェア構成として実現できる。

１０ 動画像データ保持部
２０ 動画像データ取得部
３０ 制御部
３１ 差分画像作成部
３２ 対象領域抽出部
３３ 波面画素抽出部
３４ 血流波面作成部
３５ 画像順入替部
４０ 表示部
１００，２００ 画像表示装置
Ｄ１ 動画像データ
Ｄ２ 差分画像データ
Ｈａ 肺野領域
Ｑ 心臓部
Ｇｏ，Ｇ’ｏ 波面画素
Ｇ１〜Ｇ８，Ｇ’１〜Ｇ’８ 他の画素
ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３，ＢＷｏ，ＢＷｐ，ＢＷｑ，ＢＷｒ 血流波面
Ｘｏ 特定点
Ｌａｖｅ１〜Ｌａｖｅ４ 平均距離

Claims (10)

1. 生体の血流の動きを捉えた動画像データを取得する動画像データ取得部と、
   時系列の前記動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成する差分画像作成部と、
   前記差分画像データにおいて、第一の閾値以上の前記輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出する波面画素抽出部と、
   前記波面画素を接続することにより、前記差分画像データに対する血流波面を得る血流波面作成部と、
   前記血流波面を表示する表示部とを、備えている、
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記血流波面作成部は、
   一の前記波面画素が有する前記輝度値差分値と、前記一の波面画素を中心とした所定の領域内における他の画素が有する前記輝度値差分値との比較に応じて、前記一の波面画素を前記血流波面を形成する際に用いるか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記血流波面作成部は、
   （Ａ）前記一の波面画素が有する前記輝度値差分値と、各前記他の画素が有する前記輝度値差分値との差を求め、
   （Ｂ）前記（Ａ）で求めた差が第二の閾値以上となる、前記他の画素の数を求め、
   （Ｃ）前記（Ｂ）で求めた前記他の画素の数が第三の閾値より大きい場合には、前記一の波面画素を前記血流波面を形成する際に用いない、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記血流波面作成部は、
   スプライン補間または動的輪郭モデルを用いて前記波面画素を接続することにより、前記血流波面を得る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記血流波面作成部は、
   前記生体の心臓部の輪郭を初期輪郭として、前記動的輪郭モデルを用いた前記血流波面の形成を行う、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記表示部は、
   前記差分画像データに基づいて表示される輝度値差分画像上に、前記血流波面を重ねて表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記差分画像データは、
   複数であり、
   各前記差分画像データに対して、前記生体における心臓部における所定の位置から前記血流波面までの平均距離を各々求める画像順入替部を、さらに備えており、
   前記画像順入替部は、
   前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を含む各前記差分画像データを配置し、
   前記表示部は、
   前記画像順入替部から取得した前記差分画像データに基づいて、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を各々表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
8. コンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータを請求項１に記載の画像表示装置として機能させる、
   ことを特徴とするプログラム。
9. （ａ）生体の血流の動きを捉えた動画像データを取得するステップと、
   （ｂ）時系列の前記動画像データ同士における輝度値差分値を計算することにより、差分画像データを作成するステップと、
   （ｃ）前記差分画像データにおいて、第一の閾値以上の前記輝度値差分値を有する画素を波面画素として抽出するステップと、
   （ｄ）前記波面画素を接続することにより、前記差分画像データに対する血流波面を得るステップと、
   （ｅ）前記血流波面を表示するステップとを、備えている、
   ことを特徴とする画像表示方法。
10. 前記差分画像データは、
    複数であり、
    （ｆ）各前記差分画像データに対して、前記生体における心臓部における所定の位置から前記血流波面までの平均距離を各々求めるステップを、さらに備えており、
    前記ステップ（ｆ）では、
    前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を含む各前記差分画像データを配置し、
    前記ステップ（ｅ）では、
    前記ステップ（ｆ）おいて取得した前記差分画像データに基づいて、前記平均距離が増大または減少する順序で、前記血流波面を各々表示する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示方法。

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