JP2017202043A - 画像解析システム - Google Patents
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Abstract
Description
医用画像を取得する取得手段と、
前記医用画像における複数の小領域毎に解析を行い、解析結果を前記医用画像における各小領域の位置に示した解析結果画像を生成する解析結果画像生成手段と、
前記医用画像又は前記解析結果画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示されている前記医用画像上又は前記解析結果画像上においてポインティングデバイスの操作により注目領域を設定する設定手段と、
前記注目領域の位置又はその周囲に、前記医用画像及び前記解析結果画像のうち、前記注目領域範囲外に表示されている画像とは異なる画像における前記注目領域に対応する位置の画像を表示させる表示制御手段と、
を備える。
前記医用画像及び前記解析結果画像は、動画像である。
前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの動作に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記表示手段における表示制御を行う。
前記解析結果画像生成手段は、複数種類の解析結果画像を生成し、
前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの軌跡を取得し、取得した軌跡に対して予め割り当てられている種類の画像を前記注目領域の位置又はその周囲に表示させる。
前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの移動速度を取得し、取得した移動速度に応じた表示速度で前記表示手段に表示されている動画像を表示させる。
前記表示制御手段は、前記表示手段に表示されている画像上の注目領域に対して前記ポインティングデバイスにより行われた操作に応じて、前記注目領域の位置、大きさ、数、又は前記注目領域に表示する画像の変更を行う。
まず、構成を説明する。
図1に、本実施形態における画像解析システム100の全体構成を示す。
図1に示すように、画像解析システム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。画像解析システム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)を持つ胸部の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の各フレーム画像に動態画像を識別するための識別IDや、患者情報、撮影部位、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)等の情報を付帯させて診断用コンソール3に送信する。
)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から取得した動態画像(医用画像)に画像解析処理を施して解析結果画像を生成するとともに、動態画像及び解析結果画像を表示して医師の診断を支援するための画像解析装置である。
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、上記画像解析システム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において、被写体Mの動態撮影が行われ、被写体の動態画像(動態を示す複数のフレーム画像)が取得される。取得されたフレーム画像のそれぞれには、動態画像を識別するための識別IDや、患者情報、撮影部位、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、診断用コンソール3に送信される。
まず、動態画像の各フレーム画像の肺野領域を1又は複数画素からなる小領域に分割し、各小領域内の画素の信号値(濃度値)を、その領域内の信号値の代表値(例えば、平均値、中央値等)に置き換える。次いで、複数のフレーム画像間で小領域を対応付け、小領域毎に、領域内の画素の信号値の時間変化を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0.5Hz)でフィルタリングしてから隣接するフレーム画像間で信号値の差分値を算出し、隣接するフレーム画像との間で算出された差分値に応じた色を各フレーム画像の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フレーム間差分画像を換気解析結果画像として生成する。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。
まず、動態画像の各フレーム画像の肺野領域を1又は複数画素からなる小領域に分割し、各小領域内の画素の信号値(濃度値)を、その小領域内の信号値の代表値(例えば、平均値、中央値等)に置き換える。次いで、複数のフレーム画像間で小領域を対応付け、小領域毎に、領域内の画素の信号値の時間変化を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0.7Hz)でフィルタリングしてから隣接するフレーム画像間で信号値の差分値を算出し、隣接するフレーム画像との間で算出された差分値に応じた色を各フレーム画像の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フレーム間差分画像を血流解析結果画像として生成する。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。
ポインティングデバイス331により注目領域R(矩形領域)を設定する場合、ユーザは、図3に示すように、まず、ポインティングデバイス331で始点を指定し、ポインティングデバイス331で指定をしたまま終点に向かってポインタを動かし、終点でポインティングデバイス331での指定を解除する操作を行う。
そこで、本実施形態においては、注目領域Rの設定時の図4の(1)〜(4)の4つの軌跡のそれぞれに、注目領域Rの設定が行われた画像の種類毎に、予め注目領域Rに表示する関連画像の種類を割り当てている。例えば、注目領域Rの設定が行われた画像が動態画像である場合、(1)に換気解析結果画像が、(2)に血流解析結果画像が、それぞれ割り当てられている。(3)、(4)にその他の解析結果画像が表示されていることとしてもよい。また、注目領域Rの設定時のポインティングデバイス331の移動速度に基づいて、表示部34に表示する動画像の表示速度Vが算出されるようになっている。表示速度Vは、例えば、注目領域設定時のポインティングデバイス331の移動速度をV1とすると、以下の(式1)により算出される。基準表示速度、基準移動速度は、予め定められている。
V=基準表示速度×V1/(基準移動速度)・・・(式1)
そして、ユーザが注目領域Rの設定操作を行うことで、設定した注目領域R内に表示させる関連画像の種類及び表示部34上の動画像の表示速度を指定できるようになっている。なお、ユーザが表示速度を把握できるようにするために、図3に示すように、注目領域Rの設定操作時に表示速度を示すインジケーター341を表示することが好ましい。
図5(b)に、換気解析結果画像上の注目領域Rに血流解析結果画像を表示した例を示す。図5(b)に示すように、解析結果画像上の注目領域Rにその注目領域Rにおける他の解析結果画像を表示することにより、注目領域Rにおける他の解析結果をユーザが視線を移動させることなく容易に観察することが可能となる。
なお、注目領域R内に表示する画像は、ホイール操作により切り替えるのではなく、所定時間毎に自動的に切り替えることとしてもよい。
また、例えば、図10に示すように、ポインティングデバイス331により注目領域Rが右クリックされることにより表示される項目から「複数ROI」が選択される追加操作が行われた場合、注目領域Rが表示されている肺野と同じ側の肺野に、注目領域R2が追加される。これにより、同じ肺野における複数の注目領域の比較が容易に可能となる。
従って、医用画像又はその解析結果画像のうち何れかの画像上で設定された注目領域Rの位置に、その注目領域Rに対応する位置の関連画像が表示されるので、複数の画像間で視線を移動させて注目領域Rを対応付ける必要がなくなり、注目領域Rに対応する位置の関連画像の観察を容易に行うことが可能となる。また、注目領域Rには、対応する位置の関連画像のみが表示されるので、ユーザは関連画像における注目領域Rに対応する位置の画像以外の情報に視線が散在することなく集中して観察を行うことが可能となる。
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
331 ポインティングデバイス
34 表示部
35 通信部
36 バス
Claims (6)
- 医用画像を取得する取得手段と、
前記医用画像における複数の小領域毎に解析を行い、解析結果を前記医用画像における各小領域の位置に示した解析結果画像を生成する解析結果画像生成手段と、
前記医用画像又は前記解析結果画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示されている前記医用画像上又は前記解析結果画像上においてポインティングデバイスの操作により注目領域を設定する設定手段と、
前記注目領域の位置又はその周囲に、前記医用画像及び前記解析結果画像のうち、前記注目領域範囲外に表示されている画像とは異なる画像における前記注目領域に対応する位置の画像を表示させる表示制御手段と、
を備える画像解析システム。 - 前記医用画像及び前記解析結果画像は動画像である請求項1に記載の画像解析システム。
- 前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの動作に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記表示手段における表示制御を行う請求項2に記載の画像解析システム。
- 前記解析結果画像生成手段は、複数種類の解析結果画像を生成し、
前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの軌跡を取得し、取得した軌跡に対して予め割り当てられている種類の画像を前記注目領域の位置又はその周囲に表示させる請求項3に記載の画像解析システム。 - 前記表示制御手段は、前記ポインティングデバイスにより前記注目領域が設定されたときの前記ポインティングデバイスの移動速度を取得し、取得した移動速度に応じた表示速度で前記表示手段に表示されている動画像を表示させる請求項3又は4に記載の画像解析システム。
- 前記表示制御手段は、前記表示手段に表示されている画像上の注目領域に対して前記ポインティングデバイスにより行われた操作に応じて、前記注目領域の位置、大きさ、数、又は前記注目領域に表示する画像の変更を行う請求項1〜5の何れか一項に記載の画像解析システム。
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