JP2017176202A - 動態解析システム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、上述の血管の硬さ計測では、肺血管の柔らかさを評価することはできない。
人体における対象部位を含む被写体を放射線撮影することにより得られた動態画像から前記対象部位の変化を示す指標値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された指標値に基づいて、前記対象部位の柔らかさを評価する評価手段と、
を備える。
前記算出手段は、前記対象部位の濃度変化量、前記対象部位又は前記対象部位の動きに連動する所定の構造物の動き量、前記対象部位の形状変化量、前記対象部位の濃度変化に係る速度、前記対象部位の形状変化に係る速度、前記対象部位又は前記対象部位の動きに連動する所定の構造物の動きに係る速度、2点間の前記対象部位の濃度変化に係る速度、2点間の前記対象部位の動きに係る速度のうち少なくとも一つを前記対象部位の変化を示す指標値として算出する。
前記動態画像は、胸部動態画像であり、
前記対象部位は肺野であり、
前記算出手段は、前記胸部動態画像から肺野の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された肺野の変化を示す指標値に基づいて、肺野の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、前記肺野の変化を示す指標値として、前記動態画像から肺野領域の濃度変化量、肺野面積の変化量、横隔膜の動き量、外胸郭の動き量、肺野領域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のうち少なくとも一つを算出する。
前記動態画像から特定の時間周波数成分の信号を抽出する抽出手段を備え、
前記算出手段は、前記抽出手段により特定の時間周波数成分を抽出した動態画像から前記肺野領域の濃度変化量及び前記肺野領域の濃度変化に係る速度を算出する。
前記評価手段は、前記肺野領域の濃度変化量、前記肺野面積の変化量、前記横隔膜の動き量、及び前記外胸郭の動き量が大きいほど肺野が柔らかいと評価する。
前記評価手段は、前記肺野領域の濃度変化に係る速度、前記肺野面積の変化に係る速度、前記横隔膜の動きに係る速度、及び前記外胸郭の動きに係る速度が速いほど肺野が柔らかいと評価する。
身長、体重、年齢、性別、呼吸方法、肺野体積、肺野面積、呼吸数のうち一つ以上に対応付けて前記指標値の基準値を記憶する記憶手段を備え、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された指標値と、前記記憶手段に記憶されている前記動態画像の被写体となった被検者に応じた基準値との比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、前記動態画像の肺野領域に設定された少なくとも2つ以上の領域から前記指標値として前記領域内の濃度変化量又は前記領域内の濃度変化に係る速度を算出し、
前記評価手段は、前記少なくとも2つ以上の領域から算出された前記指標値の比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、異なる時期に撮影された同一被写体の複数の動態画像のそれぞれから肺の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された複数の指標値の比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する。
前記動態画像は、胸部動態画像であり、
前記対象部位は、肺血管であり、
前記算出手段は、前記胸部動態画像から肺血管の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された肺血管の変化を示す指標値に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、前記肺血管の変化を示す指標値として、前記動態画像から肺血管の形状変化量、肺血管の血管径の変化量、肺血管の濃度変化に係る速度、肺血管の血管径の変化に係る速度、2点間の肺血管の濃度変化に係る速度、2点間の血管径の変化に係る速度のうち少なくとも一つを算出する。
前記算出手段は、前記肺血管の形状変化量として、肺血管の収縮時と拡張時の曲率の変化量を算出する。
前記動態画像から特定の時間周波数成分の信号を抽出する抽出手段を備え、
前記算出手段は、前記抽出手段により特定の時間周波数成分を抽出した動態画像から前記肺血管の濃度変化に係る速度及び前記2点間の肺血管の濃度変化に係る速度を算出する。
前記評価手段は、前記肺血管の形状変化量及び前記肺血管の血管径の変化量が大きいほど肺血管が柔らかいと評価する。
前記評価手段は、前記肺血管の濃度変化に係る速度、前記肺血管の血管径の変化に係る速度、前記2点間の肺血管の濃度変化に係る速度、及び前記2点間の血管径の変化に係る速度が遅いほど肺血管が柔らかいと評価する。
年齢、性別、心臓体積、心臓面積、心拍数のうち一つ以上に対応付けて前記指標値の基準値を記憶する記憶手段を備え、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された指標値と、前記記憶手段に記憶されている前記動態画像の被写体となった被検者に応じた基準値との比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、前記動態画像の肺野領域に設定された少なくとも2つ以上の領域から前記指標値として前記領域内の肺血管の濃度変化に係る速度、前記領域内の肺血管の血管径の変化量、又は前記領域内の肺血管の血管径の変化に係る速度を算出し、
前記評価手段は、前記少なくとも2つ以上の領域から算出された前記指標値の比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する。
前記算出手段は、異なる時期に撮影された同一被写体の複数の動態画像のそれぞれから前記肺血管の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された複数の指標値の比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する。
まず、構成を説明する。
図1に、本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、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、パルス照射により動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
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、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。
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。
)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。
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動態解析装置である。
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。
次に、上記動態解析システム100における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。
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。
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に示す画像解析処理が実行される。
まず、動態画像に基づいて、肺野の変化を示す指標値が算出される(ステップS11)。
(1)肺野の濃度変化量
(2)肺野面積の変化量(肺野輪郭の動き量)
(3)横隔膜の移動量(横隔膜の動き量)
(4)外胸郭の移動量(外胸郭の動き量)
(5)肺野の濃度変化に係る速度
(6)肺野面積の変化に係る速度
(7)横隔膜の動きに係る速度
(8)外胸郭の動きに係る速度
以下、(1)〜(8)の指標値の算出手法について説明する。
図5に、肺野の濃度変化量の算出手法を模式的に示す。
図5に示すように、まず、各フレーム画像の肺野領域を分割し、分割した小領域(例えば、所定サイズの矩形領域、上肺野、中肺野、下肺野の3領域等)をフレーム画像間で対応付ける。次いで、小領域毎に、小領域内の画素の信号値(濃度値)の代表値(例えば、平均値、中央値等)を算出して小領域内の画素の信号値を代表値に置き換え、置き換えた信号値の時間変化に対して時間方向のローパスフィルター(LPF)処理を施す。そして、ローパスフィルター処理後の信号値の時間変化を示す波形の1周期中の最大値(吸気位)と最小値(呼気位)の差(図5のA)、もしくは比を肺野の濃度変化量として算出する。
ここで、肺野領域の抽出は、何れの方法であってもよい。例えば、各画素の信号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。次いで、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。
各フレーム画像の小領域への分割及びフレーム画像間の小領域の対応付けは、例えば、動態画像のフレーム画像のうち肺野領域が最も小さいフレーム画像(呼気位のフレーム画像)を基準画像とし、基準画像の肺野領域を複数の小領域に分割し、次いで、他のフレーム画像を基準画像の各小領域と同じ画素位置の小領域に分割し、フレーム間の同じ画素位置の各小領域を互いに対応付けることにより行う。
時間方向のローパスフィルター処理は、動態画像から血流等の高周波の信号変化を除去し、換気による信号値の時間変化(低周波の時間周波数成分)を抽出するための処理であり、例えば、小領域毎の信号値の時間変化に対して、カットオフ周波数0.85Hzでフィルタリングを行う。
肺野面積の変化量は、肺野輪郭の動き量として算出する。まず、動態画像のフレーム画像のそれぞれから肺野領域を抽出する。次いで、各フレーム画像の肺野領域の面積(肺野領域内の画素数×画素サイズ)を算出し、呼吸1周期中における最大の面積(吸気位の肺野面積)と最小の面積(呼気位の肺野面積)の差、もしくは比を肺野面積の変化量として算出する。
図6に、横隔膜の移動量の算出手法を模式的に示す。
まず、動態画像のフレーム画像のそれぞれに横隔膜の基準位置P1を設定する。例えば、各フレーム画像において、肺野領域の下側のエッジ部分を横隔膜境界部として抽出し、横隔膜境界部の或るx座標の位置に基準位置P1を設定する。そして、呼吸1周期分のフレーム画像における基準位置P1のy座標の最大値と最小値の差(図6のB)、もしくは比を横隔膜の移動量として算出する。
外胸郭の移動量の算出においては、まず、動態画像のフレーム画像のそれぞれに外胸郭の基準位置V(垂直方向における基準位置)を設定する。基準位置Vの設定手法としては、(i)臨床的に同じ位置に設定、(ii)同じ画素位置に設定、の2通りがある。(i)では、図7(a)に示すように、各フレーム画像において、横隔膜境界上の或るx座標の点P2から垂直方向に所定距離離れた位置を基準位置Vとして設定する。(ii)では、図7(b)に示すように、まず、横隔膜の位置が最も高いフレーム画像を基準画像とし、この基準画像において、横隔膜境界上の或るx座標の点P2から垂直方向に所定距離離れた位置を基準位置Vとして設定する。他のフレーム画像については、基準画像に設定された基準位置Vと画像上の同じ位置に基準位置Vを設定する。(i)は、より呼吸状態を反映していると想定される手法であり、(ii)は、各フレーム画像から基準位置を算出する必要がないため簡易な処理で求められる手法である。
次いで、動態画像における呼吸1周期分の各フレーム画像において、基準位置Vにおける左右の肺野領域の外側の距離D1を外胸郭の距離として算出し、算出した距離の最大値と最小値の差、もしくは比を外胸郭の移動量として算出する。
肺野の濃度変化に係る速度は、上述の肺野の濃度変化量/吸気時間により求めることができる。吸気時間は、上述の濃度変化量を求めた際のローパスフィルター処理後の呼吸1周期分の信号値の時間変化を示す波形が最小値(極小値)から最大値(極大値)になるまでに要した時間である。なお、吸気時間の代わりに、呼気時間(上記波形が最大値から最小値になるまでの時間)を用いてもよい。
肺野面積の変化に係る速度は、上述の肺野面積の変化量/吸気時間により求めることができる。吸気時間は、上述の最小の面積から最大の面積となるまでに要した時間である。なお、吸気時間の代わりに、呼気時間(最大の面積から最小の面積になるまでの時間)を用いてもよい。
横隔膜の動きに係る速度は、上述の横隔膜の移動量/吸気時間により求めることができる。吸気時間は、上述の基準位置P1のy座標が最小値から最大値になるまでに要した時間である。なお、吸気時間の代わりに呼気時間を用いてもよい。
外胸郭の動きに係る速度は、上述の外胸郭の移動量/吸気時間により求めることができる。吸気時間は、上述の基準位置Vにおける外胸郭の距離が最小から最大になるまでに要した時間である。
例えば、ステップS11で算出された指標値が上述の(1)〜(4)の指標値である場合、動態画像に付帯されている被検者の身長、体重、年齢、性別、呼吸方法、肺野体積等の身体的特徴や動態画像から算出された肺野面積に応じた指標値の基準値の範囲(基準範囲)を記憶部32から取得し、取得した基準値の範囲と、ステップS11で算出された指標値との比較結果に基づいて、肺野の柔らかさが評価される。
また、ステップS11で算出された指標値が上述の(5)〜(8)の指標値である場合、動態画像に付帯されている呼吸方法、肺野体積等の身体的特徴や動態画像から算出された肺野面積、呼吸数に応じた指標値の基準範囲を記憶部32から取得し、取得した基準値の範囲と、ステップS11で算出された指標値との比較結果に基づいて、肺野の柔らかさが評価される。ここで、呼吸数(例えば、1分あたりの呼吸数)は、例えば、肺野の濃度変化の波形から呼吸周期を求め、求めた呼吸周期に基づいて算出することができる。
ステップS11で算出された指標値が大きいほど、肺野は柔らかいと評価される。例えば、ステップS11で算出された指標値が基準範囲よりも高い場合、肺野が正常より柔らかいと評価される。ステップS11で算出された指標値が基準範囲である場合、肺野が正常であると評価される。ステップS11で算出された指標値が基準範囲より低い場合、肺野が正常よりも硬いと評価される。また、ステップS11で算出された指標値の基準範値からの乖離量が肺野の柔らかさを示す評価値として算出される。
図8に、ステップS13において表示される評価結果画面341の一例を示す。図8に示すように、評価結果画面341には、例えば、基準画像上の各小領域に評価結果(正常より柔らかい、正常、正常より硬い)に応じた色を付したカラーマッピング表示341aと、各小領域の評価値を数値で表示した評価値表示341bが表示される。評価値表示341bは、図8に示すように、常に全小領域の値を表示することとしてもよいし、カラーマッピング表示341aの画像上で操作部33により指定された(クリックされた又はカーソルを合わせた)領域の評価値だけを表示することとしてもよい。全小領域の値を表示した場合、全体の把握が容易となる。指定された領域だけを表示した場合、領域数が増えても見たい領域の評価値だけを表示できるので、見やすく、余分な情報に惑わされなくなる。
(9)肺血管の形状変化量
(10)肺血管の血管径の変化量(以下、血管径の変化量)
(11)肺血管の濃度変化に係る速度
(12)肺血管の血管径の変化に係る速度(以下、血管径の変化に係る速度)
(13)2点間の肺血管の濃度変化に係る速度
(14)2点間の血管径の変化に係る速度
以下、(9)〜(14)の指標値の算出手法について説明する。
肺血管は、血流がない時に収縮して曲がり、血流がある時に膨張して曲がり具合が穏やかになるため、ここでは、肺血管の曲率の変化量を肺血管の形状変化量として求める。
肺血管の形状変化量の算出においては、まず、各フレーム画像の肺野領域から血管を抽出してラベリングを施し、抽出された各血管の曲率を算出する。次いで、フレーム画像間の対応する血管(後述する同じラベリングが付された血管)のうち、血管収縮時(最も曲率が高く急峻な曲がり具合)の曲率aと、血管膨張時(最も曲率が低く穏やかな曲り具合)の曲率bの比(a/b)又は差(a―b)を肺血管の形状変化量として算出する。
肺野領域における血管領域の抽出は、例えば、予め用意された血管テンプレート画像を用いたテンプレートマッチングにより行うことができる。血管テンプレート画像とは、一般的な肺野領域の血管の走行を示した画像で、各血管に対してラベリングが施されている(ラベリング名が付与されている)。例えば、各フレーム画像に対して、血管テンプレート画像におけるラベリングされた各血管形状のテンプレートマッチングが行われ、血管形状とマッチングした領域にその血管と同一のラベリングが施される。
曲率は、図9に示すように、抽出された血管上の3点a、b、cの座標を取得し、円の方程式((式1)参照)に3点の座標を代入した連立方程式から円の半径(曲率半径)rを求め、求めた曲率半径rの逆数を曲率として求めることができる。
(x−x0)2+(y−y0)2=r2 ・・・(式1)
ここで、円の原点の座標(x0,y0)、円の半径r
図10に、血液の流れによる肺血管の断面の変化を示す。図10に示すように、肺血管に血液が流れると血管が膨張し、血管径が大きくなる。
血管径の変化量の算出においては、まず、各フレーム画像の肺野領域から血管を抽出してラベリングを施し、抽出された血管毎に血管径を算出する。血管径は、例えば、図10に示すように血管領域の幅D2を計測することにより求める。次いで、フレーム画像間の対応する血管(後述する同じラベリングが付された血管)のうち、最大の血管径と最小の血管径との差、もしくは比を血管径の変化量として算出する。
放射線(X線)画像における肺野の信号値(濃度値)は、心臓の拍動によって各肺血管に流れる血流量によって変わる。血流量が大きくなるほど画像上の濃度値は小さくなる。従って、肺野領域における局所的な濃度変化は、その領域に存在する肺血管の血流量の変化による濃度変化である。
図11に、肺血管の濃度変化に係る速度の算出手法を模式的に示す。
まず、肺血管の濃度変化量を算出する。例えば、各フレーム画像の肺野領域を分割した小領域をフレーム画像間で対応付ける。次いで、小領域毎に、小領域内の画素の信号値(濃度値)の代表値(例えば、平均値や中央値)を算出して小領域内の画素の信号値を代表値に置き換え、置き換えた信号値の時間変化に対して時間方向のハイパスフィルター(HPF)処理を施す。そして、ハイパスフィルター処理後の信号値の時間変化を示す波形の1周期中の最大値(血流量最小)と最小値(血流量最大)の差A2を肺血管の濃度変化量として算出する。ここで、時間軸方向のハイパスフィルター処理は、動態画像から換気による低周波の信号変化を除去し、血流による信号値の時間変化(高周波の時間周波数成分)を抽出するための処理であり、例えば、小領域毎の信号値の時間変化に対して、カットオフ周波数0.8Hzでフィルタリングを行う。ここでは血流による信号値の時間変化を抽出するためにハイパスフィルターを用いることとして説明したが、特定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルターを用いることとしてもよい。その際には例えば、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でフィルタリングを行う。
次いで、上述の肺血管の濃度変化量/血流吐入時間により、肺血管の濃度変化に係る速度を算出する。血流吐入時間は、血流量が最小(濃度値最大)から血流量が最大(濃度値最小)となる時間T1(図11参照)である。即ち、上述の濃度変化量を求めた際のハイパスフィルター処理後の信号値の時間変化を示す波形の極大値から次の極小値になるまでに要した時間である。
血管径の変化に係る速度は、上述の血管径の変化量/血管膨張時間により求めることができる。血管膨張時間は、血管径が最小から最大になるまでに要する時間である。
2点間の肺血管の濃度変化に係る速度は、図12に示す肺野内の2点間の距離D3を、2点間で血流の到達に係る時間T2で割ることにより算出する。
2点間の血管径の変化に係る速度は、肺野の2点間の距離を、或る1点で血管膨張が開始してから(血管径が最小のタイミングから)別の1点で血管膨張が開始するまでにかかる時間で割ることにより算出する。
ステップS14で算出された指標値が上述の(9)〜(10)の指標値である場合、例えば、動態画像に付帯されている被検者の年齢、性別、心臓体積等の身体的特徴や、動態画像から算出された心臓面積に応じた指標値の基準範囲が記憶部32から取得され、取得された基準範囲と、ステップS14で算出された指標値との比較結果に基づいて、肺血管の柔らかさが評価される。
ステップS14で算出された指標値が上述の(9)〜(10)の指標値である場合、指標値が大きいほど肺血管が柔らかいと評価される。例えば、ステップS14で算出された指標値が基準範囲よりも高い場合、肺血管が正常より柔らかいと評価される。ステップS14で算出された指標値が基準範囲である場合、肺血管が正常であると評価される。ステップS14で算出された指標値が基準範囲より低い場合、肺血管が正常よりも硬いと評価される。また、ステップS14で算出された指標値の基準範囲からの乖離量が血管の柔らかさを示す評価値として算出される。
ステップS14で算出された指標値が上述の(11)〜(14)の指標値である場合、指標値が小さい(速さが遅い)ほど肺血管が柔らかいと評価される。例えば、ステップS14で算出された指標値が基準範囲よりも高い場合、肺血管が正常より硬いと評価される。ステップS14で算出された指標値が基準範囲である場合、肺血管が正常であると評価される。ステップS14で算出された指標値が基準範囲より低い場合、肺血管が正常よりも柔らかいと評価される。また、ステップS14で算出された指標値の基準範囲からの乖離量が血管の柔らかさを示す評価値として算出される。ここで、血管は柔らかいほど曲りくねり抵抗が大きくなる。即ち、肺血管が柔らかいほど血流は遅くなり、肺血管の濃度変化の速さ、血管径の変化の速さは遅くなる。血管は硬いほど直線的であり抵抗が小さくなる。即ち、肺血管が硬いほど血流が速くなり、肺血管の濃度変化の速さ、血管径の変化の速さは速くなる。
例えば、対象部位の変化を示す指標値を動態画像に設定した複数の領域から算出し、算出した複数の領域の評価値の比較に基づいて、複数の領域のそれぞれにおける対象部位の柔らかさを評価することとしてもよい。例えば、図8に示すように、肺野を複数の小領域に分割して肺野の領域1と領域3の濃度変化量を算出した場合、領域1と領域3の指標値を比較し、例えば、領域1の指標値<領域3の指標値である場合、「領域1より領域3の方が柔らかい」と評価する。これにより、複数の領域における対象部位の柔らかさを比較することができる。なお、この評価手法は、指標値が領域毎に算出可能である場合、即ち、肺野の濃度変化、肺野の濃度変化に係る速度、肺血管の濃度変化に係る速度、血管径の変化量、血管径の変化に係る速度の場合に利用することができる。
また、例えば、同一被写体(同一被検者の同一対象部位)の複数の動態画像(例えば、撮影時期の異なる動態画像)のそれぞれから対象部位の変化を示す指標値を算出し、算出された複数の指標値の比較に基づいて、複数の動態画像のそれぞれにおける対象部位の柔らかさを評価することとしてもよい。例えば、1カ月前に撮影した胸部の動態画像と今回撮影した胸部の動態画像のそれぞれから肺野の変化を示す指標値を算出した場合、双方の指標値を比較し、「1カ月前よりも今回の方が柔らかい」と評価する。これにより、医師が同一患者の対象部位の柔らかさの経時的な変化を容易に把握することが可能となる。
なお、上述の基準値との比較による評価、領域間の指標値の比較による評価、複数の動態画像から算出した指標値の比較による評価は、何れか一つに限らず、複数行ってもよい。
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。
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 (19)
- 人体における対象部位を含む被写体を放射線撮影することにより得られた動態画像から前記対象部位の変化を示す指標値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された指標値に基づいて、前記対象部位の柔らかさを評価する評価手段と、
を備える動態解析システム。 - 前記算出手段は、前記対象部位の濃度変化量、前記対象部位又は前記対象部位の動きに連動する所定の構造物の動き量、前記対象部位の形状変化量、前記対象部位の濃度変化に係る速度、前記対象部位の形状変化に係る速度、前記対象部位又は前記対象部位の動きに連動する所定の構造物の動きに係る速度、2点間の前記対象部位の濃度変化に係る速度、2点間の前記対象部位の動きに係る速度のうち少なくとも一つを前記対象部位の変化を示す指標値として算出する請求項1に記載の動態解析システム。
- 前記動態画像は、胸部動態画像であり、
前記対象部位は肺野であり、
前記算出手段は、前記胸部動態画像から肺野の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された肺野の変化を示す指標値に基づいて、肺野の柔らかさを評価する請求項1に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、前記肺野の変化を示す指標値として、前記動態画像から肺野領域の濃度変化量、肺野面積の変化量、横隔膜の動き量、外胸郭の動き量、肺野領域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のうち少なくとも一つを算出する請求項3に記載の動態解析システム。
- 前記動態画像から特定の時間周波数成分の信号を抽出する抽出手段を備え、
前記算出手段は、前記抽出手段により特定の時間周波数成分を抽出した動態画像から前記肺野領域の濃度変化量及び前記肺野領域の濃度変化に係る速度を算出する請求項4に記載の動態解析システム。 - 前記評価手段は、前記肺野領域の濃度変化量、前記肺野面積の変化量、前記横隔膜の動き量、及び前記外胸郭の動き量が大きいほど肺野が柔らかいと評価する請求項4又は5に記載の動態解析システム。
- 前記評価手段は、前記肺野領域の濃度変化に係る速度、前記肺野面積の変化に係る速度、前記横隔膜の動きに係る速度、及び前記外胸郭の動きに係る速度が速いほど肺野が柔らかいと評価する請求項4〜6の何れか一項に記載の動態解析システム。
- 身長、体重、年齢、性別、呼吸方法、肺野体積、肺野面積、呼吸数のうち一つ以上に対応付けて前記指標値の基準値を記憶する記憶手段を備え、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された指標値と、前記記憶手段に記憶されている前記動態画像の被写体となった被検者に応じた基準値との比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する請求項3〜7の何れか一項に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、前記動態画像の肺野領域に設定された少なくとも2つ以上の領域から前記指標値として前記領域内の濃度変化量又は前記領域内の濃度変化に係る速度を算出し、
前記評価手段は、前記少なくとも2つ以上の領域から算出された前記指標値の比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する請求項3〜7の何れか一項に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、異なる時期に撮影された同一被写体の複数の動態画像のそれぞれから肺の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された複数の指標値の比較に基づいて、肺野の柔らかさを評価する請求項3〜7の何れか一項に記載の動態解析システム。 - 前記動態画像は、胸部動態画像であり、
前記対象部位は、肺血管であり、
前記算出手段は、前記胸部動態画像から肺血管の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された肺血管の変化を示す指標値に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する請求項1に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、前記肺血管の変化を示す指標値として、前記動態画像から肺血管の形状変化量、肺血管の血管径の変化量、肺血管の濃度変化に係る速度、肺血管の血管径の変化に係る速度、2点間の肺血管の濃度変化に係る速度、2点間の血管径の変化に係る速度のうち少なくとも一つを算出する請求項11に記載の動態解析システム。
- 前記算出手段は、前記肺血管の形状変化量として、肺血管の収縮時と拡張時の曲率の変化量を算出する請求項12に記載の動態解析システム。
- 前記動態画像から特定の時間周波数成分の信号を抽出する抽出手段を備え、
前記算出手段は、前記抽出手段により特定の時間周波数成分を抽出した動態画像から前記肺血管の濃度変化に係る速度及び前記2点間の肺血管の濃度変化に係る速度を算出する請求項12又は13に記載の動態解析システム。 - 前記評価手段は、前記肺血管の形状変化量及び前記肺血管の血管径の変化量が大きいほど肺血管が柔らかいと評価する請求項12〜14の何れか一項に記載の動態解析システム。
- 前記評価手段は、前記肺血管の濃度変化に係る速度、前記肺血管の血管径の変化に係る速度、前記2点間の肺血管の濃度変化に係る速度、及び前記2点間の血管径の変化に係る速度が遅いほど肺血管が柔らかいと評価する請求項12〜15の何れか一項に記載の動態解析システム。
- 年齢、性別、心臓体積、心臓面積、心拍数のうち一つ以上に対応付けて前記指標値の基準値を記憶する記憶手段を備え、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された指標値と、前記記憶手段に記憶されている前記動態画像の被写体となった被検者に応じた基準値との比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する請求項11〜16の何れか一項に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、前記動態画像の肺野領域に設定された少なくとも2つ以上の領域から前記指標値として前記領域内の肺血管の濃度変化に係る速度、前記領域内の肺血管の血管径の変化量、又は前記領域内の肺血管の血管径の変化に係る速度を算出し、
前記評価手段は、前記少なくとも2つ以上の領域から算出された前記指標値の比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する請求項11〜16の何れか一項に記載の動態解析システム。 - 前記算出手段は、異なる時期に撮影された同一被写体の複数の動態画像のそれぞれから前記肺血管の変化を示す指標値を算出し、
前記評価手段は、前記算出手段により算出された複数の指標値の比較に基づいて、肺血管の柔らかさを評価する請求項11〜16の何れか一項に記載の動態解析システム。
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