JP6874484B2 - 動態画像処理システム - Google Patents
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Description
生体の動態を放射線撮影することにより得られた動態画像の少なくとも一つのフレーム画像においてユーザーが変形対象部位を指定するための変形対象指定手段と、
前記変形対象部位に対して行う変形の変形条件をユーザーが指定するための変形条件指定手段と、
前記変形条件指定手段により指定された変形条件で前記動態画像における変形対象部位を変形する変形手段と、
前記変形手段により前記変形対象部位が変形された動態画像を表示する表示手段と、
健常者、疾患患者、手術前患者、手術後患者のそれぞれの動態画像から抽出された前記変形対象部位の動き量及び動きの方向の情報を被検者の属性情報及び撮影時における被検者の状態を示す情報に対応付けて記憶する記憶手段と、
を備え、
前記変形条件は、前記変形対象部位に施す変形処理の種類を含み、
前記変形条件指定手段は、前記変形処理の種類として、前記変形対象部位の拡大又は縮小、前記変形対象部位の形態の変形、前記変形対象部位の領域削除、前記変形対象部位の動き量と方向の変更、前記変形対象部位の移動のうちの一つ以上を指定可能であり、前記変形処理の種類として前記変形対象部位の動き量と方向の変更が指定された場合、操作画面上でユーザーにより指定された属性情報及び撮影時における被検者の状態を示す情報に対応付けて記憶されている前記変形対象部位の動き量及び動きの方向を前記変形条件として指定し、
前記変形手段は、前記変形条件指定手段により指定された動き量及び動きの方向に基づいて、前記動態画像における変形対象部位を変形する。
前記変形対象指定手段は、前記動態画像の少なくとも一つのフレーム画像においてユーザー操作により囲まれた領域、点が打たれた箇所、又は線が引かれた箇所を前記変形対象部位として指定する。
前記変形条件は、さらに前記変形対象部位の変形量及び/又は変形方向を含み、
前記変形条件指定手段は、操作画面上でユーザーにより入力又は選択された値を前記変形量及び/又は変形方向として指定する。
前記変形条件は、さらに前記変形対象部位の変形量及び/又は変形方向を含み、
前記変形条件指定手段は、操作画面上に表示された前記動態画像の少なくとも一つのフレーム画像における前記変形対象部位に対するユーザー操作に基づいて前記変形量及び/又は変形方向を指定する。
前記表示手段は、前記変形対象部位が変形された動態画像と同一の画面上又は別画面に前記指定された変形対象部位及び変形条件の情報を表示する。
前記動態画像は、前記生体の胸部を撮影した胸部動態画像であり、
前記変形対象部位は、前記動態画像における肺野領域の一部である。
前記変形対象指定手段は、処置又は手術により変形される前記生体の変形対象部位をユーザーが指定するためのものであり、
前記変形条件指定手段は、前記処置又は前記手術による前記変形対象部位の変形に応じた変形条件をユーザーが指定するためのものであり、
前記変形手段は、前記変形条件指定手段により指定された変形条件で前記動態画像における変形対象部位を前記処置又は前記手術の後の形態に変形する。
まず、本実施形態の構成を説明する。
図1に、本実施形態における動態画像処理システム100の全体構成を示す。
図1に示すように、動態画像処理システム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。動態画像処理システム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、生体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、被写体の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、パルス照射により胸部の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、取得した動態画像に画像処理を施して表示する動態画像処理装置である。
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。
さらに、記憶部32には、過去に撮影された健常者、疾患患者、手術前患者、手術後患者のそれぞれの胸部動態画像から抽出された肺野下部の動き量及び動きの方向(最大呼気位のフレーム画像→最大吸気位のフレーム画像の動き量及び動きの方向、もしくは最大吸気位のフレーム画像→最大呼気位のフレーム画像の動き量及び動きの方向など)の情報を既存データとして被検者の属性情報及び撮影時の呼吸状態と対応付けて記憶する。
次に、本実施形態における上記動態画像処理システム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。
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、受信された動態画像の一連のフレーム画像が記憶部32に記憶される。また、記憶部32に記憶されている動態画像の中から操作部33により一の動態画像が選択され、肺野形状の変形が指示されると、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に示す肺野変形処理が実行される。以下、図3を参照して肺野変形処理について説明する。
図4に、変形条件指定画面341の例を示す。変形条件指定画面341は、胸部の動態画像の少なくとも一つのフレーム画像においてユーザーが変形対象部位及び変形条件を指定するための操作画面であり、図4に示すように、変形前の動態画像を表示するための画像表示欄341aと、変形処理の種類を指定するための処理指定欄341bと、が設けられている。すなわち、変形条件指定画面341は、変形対象指定手段、変形条件指定手段として機能する。
変形処理の種類として「形態の変形」が指定された際に選択可能な変形量の指定方法としては、「パラメーターの入力」、「カーソルの使用」、が挙げられる。例えば、変形量指定方法選択欄341dから「カーソルの使用」が指定された場合、図6に示すように、画像表示欄341aにおいて、例えば、図6(a)に示すように、操作部33により変形対象部位に複数点を指定することで、変形対象部位を指定することができ、次いで、図6(b)に示すように、複数点のうち一点ずつ指定して変形後の位置に移動させることで、変形量及び変形方向を指定することができる。変形対象部位、変形量及び変形方向が指定されると、動態画像における指定されたフレーム画像の肺野領域の指定された変形対象部位が指定された変形量だけ指定された変形方向に変形される(図6(c)参照)。また、他のフレーム画像については、指定された変形対象部位に相当する箇所を他のフレーム画像において探索後、探索された箇所に対して、指定された変形量及び変形方向での変形を適用する。なお、各フレーム画像の肺野領域のサイズに合わせて変形量を拡大又は縮小してもよい。
例えば、動態画像表示画面342には、図11〜図18に示すように、動態画像を表示するための画像表示領域342aと、指定された変形対象部位及び変形条件を示す情報(変形情報と呼ぶ)を表示するための変形情報表示領域342bが設けられている。
血流信号波形は、一連のフレーム画像の各小領域毎に、時間方向のハイパスフィルター処理(例えば、カットオフ周波数0.8Hz)を施してから小領域内の各画素の信号値の代表値(平均値、最大値等)を算出し、算出した代表値の時間変化を示す波形を取得することにより求めることができる。
拍動信号波形としては、以下のいずれかを用いることができる。
(a)心臓領域(又は大動脈領域)にROI(関心領域)を定め、そのROIにおける信号値の時間変化を示す波形
(b)(a)の波形を反転させた信号波形
(c)心電検知センサーより得られた心電信号波形
(d)心壁の動き(位置の変化)を示す信号波形
また、相互相関係数は、以下の[数1]により求めることができる。
したがって、医師が頭の中で想定している処置後又は手術後の生体の形状や動きの変化を他の医師や患者と共有することが可能となる。
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 (7)
- 生体の動態を放射線撮影することにより得られた動態画像の少なくとも一つのフレーム画像においてユーザーが変形対象部位を指定するための変形対象指定手段と、
前記変形対象部位に対して行う変形の変形条件をユーザーが指定するための変形条件指定手段と、
前記変形条件指定手段により指定された変形条件で前記動態画像における変形対象部位を変形する変形手段と、
前記変形手段により前記変形対象部位が変形された動態画像を表示する表示手段と、
健常者、疾患患者、手術前患者、手術後患者のそれぞれの動態画像から抽出された前記変形対象部位の動き量及び動きの方向の情報を被検者の属性情報及び撮影時における被検者の状態を示す情報に対応付けて記憶する記憶手段と、
を備え、
前記変形条件は、前記変形対象部位に施す変形処理の種類を含み、
前記変形条件指定手段は、前記変形処理の種類として、前記変形対象部位の拡大又は縮小、前記変形対象部位の形態の変形、前記変形対象部位の領域削除、前記変形対象部位の動き量と方向の変更、前記変形対象部位の移動のうちの一つ以上を指定可能であり、前記変形処理の種類として前記変形対象部位の動き量と方向の変更が指定された場合、操作画面上でユーザーにより指定された属性情報及び撮影時における被検者の状態を示す情報に対応付けて記憶されている前記変形対象部位の動き量及び動きの方向を前記変形条件として指定し、
前記変形手段は、前記変形条件指定手段により指定された動き量及び動きの方向に基づいて、前記動態画像における変形対象部位を変形する動態画像処理システム。 - 前記変形対象指定手段は、前記動態画像の少なくとも一つのフレーム画像においてユーザー操作により囲まれた領域、点が打たれた箇所、又は線が引かれた箇所を前記変形対象部位として指定する請求項1に記載の動態画像処理システム。
- 前記変形条件は、さらに前記変形対象部位の変形量及び/又は変形方向を含み、
前記変形条件指定手段は、操作画面上でユーザーにより入力又は選択された値を前記変形量及び/又は変形方向として指定する請求項1又は2に記載の動態画像処理システム。 - 前記変形条件は、さらに前記変形対象部位の変形量及び/又は変形方向を含み、
前記変形条件指定手段は、操作画面上に表示された前記動態画像の少なくとも一つのフレーム画像における前記変形対象部位に対するユーザー操作に基づいて前記変形量及び/又は変形方向を指定する請求項1又は2に記載の動態画像処理システム。 - 前記表示手段は、前記変形対象部位が変形された動態画像と同一の画面上又は別画面に前記指定された変形対象部位及び変形条件の情報を表示する請求項1〜4のいずれか一項に記載の動態画像処理システム。
- 前記動態画像は、前記生体の胸部を撮影した胸部動態画像であり、
前記変形対象部位は、前記動態画像における肺野領域の一部である請求項1〜5のいずれか一項に記載の動態画像処理システム。 - 前記変形対象指定手段は、処置又は手術により変形される前記生体の変形対象部位をユーザーが指定するためのものであり、
前記変形条件指定手段は、前記処置又は前記手術による前記変形対象部位の変形に応じた変形条件をユーザーが指定するためのものであり、
前記変形手段は、前記変形条件指定手段により指定された変形条件で前記動態画像における変形対象部位を前記処置又は前記手術の後の形態に変形する請求項1〜6のいずれか一項に記載の動態画像処理システム。
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