JP7135775B2 - 計測装置及びプログラム - Google Patents
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Description
一般的に、放射線撮影で得られた静止画像に表された心臓の陰影から、心胸郭比(CTR)を求めているが、静止画では心臓の鼓動による動きが考慮されていないため、撮影した瞬間の心臓が収縮状態なのか拡大状態なのかで正確に測れない恐れがある。そのため、被検体の胸部の動態を放射線撮影した動態画像における各フレーム画像にて心胸郭比計測を実施し、適切な値を取捨選択することで、より診断に適した情報を提供することが提案されている。
被検体の胸部の動態を放射線撮影することにより取得された動態画像の複数のフレーム画像から深吸気時のフレーム画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された深吸気時のフレーム画像に対して心胸郭比計測を行う計測手段と、
前記抽出手段により深吸気時のフレーム画像が複数抽出された場合、前記抽出された複数の深吸気時のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する選択手段と、
を備える。
前記抽出手段は、前記複数のフレーム画像のそれぞれから肺野領域を抽出し、抽出した肺野領域の特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて、深吸気時のフレーム画像を抽出する。
前記抽出手段により抽出されたフレーム画像を表示手段に表示させる表示制御手段を備える。
前記表示制御手段は、前記複数のフレーム画像から算出された特徴量の時間変化を示すグラフを前記表示手段に表示させるとともに、前記グラフ上の前記計測手段による計測対象となるフレーム画像の位置にマーカーを表示させる。
前記計測手段は、前記抽出手段により抽出されたフレーム画像を解析することにより心臓幅及び胸郭幅を計測し、計測した心臓幅と胸郭幅に基づいて心胸郭比を計測する。
前記選択手段は、ユーザー操作により選択されたフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とすることを選択する。
前記選択手段は、予め設定された優先度に従って、前記抽出された複数のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する。
前記優先度は、前記複数の複数のフレーム画像のそれぞれに付与されているフレーム番号の昇順又は降順である。
前記選択手段は、前記抽出手段により抽出された複数のフレーム画像のそれぞれに心胸郭比計測を行って計測値を取得し、予め設定された条件に合致する計測値のフレーム画像の計測結果を前記被検体の心胸郭比とすることを選択する。
ユーザー操作により前記抽出手段により抽出された深呼吸時のフレーム画像とは異なるフレーム画像が心胸郭比の計測対象として選択された場合、注意喚起を促す警告を出力する警告手段を備える。
コンピューターを、
被検体の胸部の動態を放射線撮影することにより取得された動態画像の複数のフレーム画像から深吸気時のフレーム画像を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出された深吸気時のフレーム画像に対して心胸郭比計測を行う計測手段、
前記抽出手段により深吸気時のフレーム画像が複数抽出された場合、前記抽出された複数の深吸気時のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する選択手段、
として機能させる。
まず、本発明に係る計測装置1の構成について説明する。
計測装置1は、被検者の胸部を動態撮影することにより得られた動態画像から心胸郭比を計測する装置である。
動態撮影とは、被検者の対象部位(ここでは、胸部)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。
次に、本実施形態における計測装置1の動作について説明する。
計測装置1において、制御部11は、ユーザーによる操作部13の操作に応じて図2に示す設定画面141を表示部14に表示させ、設定画面141から心胸郭比計測に係る各種設定を受け付ける。
まず、制御部11は、選択された動態画像の中から深吸気時のフレーム画像を抽出する(ステップS1)。
ここで、診断の決め手となる心胸郭比計測を実施するには、深吸気時に撮影された画像で計測を行う必要がある。そこで、ステップS1では、心胸郭比計測の対象となるフレーム画像として、深吸気時のフレーム画像を抽出する。なお、本実施形態において、深吸気時とは、深呼吸により最大吸気位となっている時点をさす。
次いで、制御部11は、各フレーム画像の肺野領域の肺尖の位置と横隔膜の位置を求める。例えば、図4(a)に示す先頭のフレーム画像(G)から抽出された肺野領域(H)のうち、最小y座標となる点を肺尖の位置(H1)として自動的に抽出する(図4(b)参照)。また、肺野領域(H)が存在するx座標の範囲(X1-X2)の内、その中央x座標(X3)であり、かつ、最大y座標となる点(H2)を横隔膜の位置として自動的に抽出する(図4(c)参照)。あるいは、表示部14に先頭のフレーム画像を表示し、操作部13によりユーザーが肺尖及び横隔膜の位置を直接指定することとしてもよい。そして、先頭のフレーム画像から求めた肺尖及び横隔膜の位置をパターンマッチングにて残りのフレーム画像に対して追跡していくことで、各フレーム画像の肺尖の位置と横隔膜の位置を求める。図4(a)~(c)は右肺のみを示しているが、左肺も同様である。
そして、制御部11は、肺尖の位置と横隔膜の位置の垂直方向の距離が最も大きいフレーム画像を深吸気時のフレーム画像として抽出する。
なお、深吸気時のフレーム画像の抽出手法は上述したものに限定されず、例えば、制御部11は、各フレーム画像の肺野領域の他の特徴量、例えば、面積を求め、面積が最も大きいフレーム画像を深吸気時のフレーム画像として抽出することとしてもよい。
心胸郭比計測の自動適用が設定されていると判断した場合(ステップS2;YES)、制御部11は、自動心胸郭比計測処理を実行する(ステップS3)。
ステップS308において、制御部11は、計測対象のフレーム画像の心臓領域の輪郭を抽出し、心臓領域の輪郭に基づいて、心臓幅W1を測定する。例えば、図7に示すように、心臓輪郭の左右の最も外側の位置を基準位置A、Bとして、A-B間の長さ(水平方向の長さ)を心臓幅W1として算出する。心臓領域の抽出方法は、例えば、心臓のテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理等の、公知のいずれの方法を用いてもよい。また、制御部11は、計測対象のフレーム画像の肺野領域の輪郭を抽出し、肺野輪郭に基づいて、胸郭幅W2を測定する。例えば、図7に示すように、一方の肺野の輪郭の最も外側の位置と他方の肺野の輪郭の最も外側の位置を基準位置C、Dとして、C-D間の長さ(水平方向の長さ)を胸郭幅W2として算出する。そして、制御部11は、W1/W2を心胸郭比として算出する。
図8に、計測の基準位置A~Dが表示されたフレーム画像及び計測結果55が表示された心胸郭比計測画面142の一例を示す。
なお、心胸郭比計測画面142においてフレーム画像上に表示された基準位置A~Dをユーザーが操作部13により微調整できるようにしてもよい。そして、微調整が行われた場合、制御部11は、調整後の基準位置A~Dに基づいて、心臓幅W1及び胸郭幅W2を算出して心胸郭比を計測しなおすこととしてもよい。
そして、決定した計測値を計測結果として、その計測値の計測元となったフレーム画像とともに心胸郭比計測画面142に表示させ(ステップS312)、自動心胸郭比計測処理を終了する。ステップS312で表示される心胸郭比計測画面142は、図8に示したものと同様である。
図9は、手動心胸郭比計測処理の流れを示すフローチャートである。手動心胸郭比計測処理は、制御部11と記憶部12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。
例えば、画像表示領域51には、心臓幅W1の2つの基準位置の入力を指示するための心臓位置入力ボタンが設けられ、操作部13により心臓位置入力ボタンが押下されて画像表示領域51により2点が指定されると、制御部11は、指定された2点を心臓幅の基準位置に設定する。同様に、画像表示領域51には、胸郭幅W2の2つの基準位置の入力を指示するための胸郭基準位置入力ボタンが設けられ、操作部13により胸郭基準位置入力ボタンが押下されて画像表示領域51により2点が指定されると、制御部11は、指定された2点を胸郭幅の基準位置に設定する。
また、グラフ表示領域52のグラフの時間軸(横軸)上の一点が操作部13により指定されると、制御部11は、グラフ上で指定された位置に心胸郭比計測を適用するフレーム画像の位置を示すマーカー53を表示するとともに、指定された位置に対応するフレーム画像を画像表示領域51に切り替え表示する。すなわち、心胸郭比の計測対象のフレーム画像をユーザーが変更することが可能である。なお、指定されたフレーム画像が深吸気時のフレーム画像でない場合、深吸気時のフレーム画像でないことをユーザーに注意喚起するための警告メッセージを心胸郭比計測画面142に表示するか又は音声により出力することが好ましい。また、警告音を出力することとしてもよい。また、操作部13によりマーカー53が押下されると、制御部11がマーカー53に対応するフレーム画像に対して自動で心胸郭比を計測してもよい。
操作部13により心臓幅の基準位置及び胸郭幅の基準位置が指定されたと判断した場合(ステップS405;YES)、制御部11は、指定された基準位置に基づいて、心胸郭比を自動計測する(ステップS406)。すなわち、指定された心臓幅の基準位置間の水平方向の長さを計測して心臓幅W1とし、指定された胸郭幅の基準位置間の水平方向の長さを計測して胸郭幅W2とし、W1/W2を心胸郭比として算出する。
ステップS407において表示される心胸郭比計測画面142は、図8に示すものと同様である。
例えば、制御部11は、ユーザー操作により選択されたフレーム画像を心胸郭比計測の対象とするフレーム画像として選択する。したがって、深吸気時のフレーム画像のうち、例えば、前回撮影時の心臓の拍動状態と同じ状態のフレーム画像等、ユーザーが所望するフレーム画像を計測対象として選択することができる。
また、例えば、制御部11は、予め設定された優先度に従って、複数のフレーム画像の中から心胸郭比計測の対象とするフレーム画像を自動的に選択する。例えば、複数の複数のフレーム画像のそれぞれに付与されているフレーム番号の昇順又は降順で計測対象とするフレーム画像を選択する。したがって、ユーザーが計測対象を選択する手間を省くことができる。
11 制御部
12 記憶部
121 画像DB
13 操作部
14 表示部
15 通信部
16 バス
Claims (11)
- 被検体の胸部の動態を放射線撮影することにより取得された動態画像の複数のフレーム画像から深吸気時のフレーム画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された深吸気時のフレーム画像に対して心胸郭比計測を行う計測手段と、
前記抽出手段により深吸気時のフレーム画像が複数抽出された場合、前記抽出された複数の深吸気時のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する選択手段と、
を備える計測装置。 - 前記抽出手段は、前記複数のフレーム画像のそれぞれから肺野領域を抽出し、抽出した肺野領域の特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて、深吸気時のフレーム画像を抽出する請求項1に記載の計測装置。
- 前記抽出手段により抽出されたフレーム画像を表示手段に表示させる表示制御手段を備える請求項1又は2に記載の計測装置。
- 前記表示制御手段は、前記複数のフレーム画像から算出された特徴量の時間変化を示すグラフを前記表示手段に表示させるとともに、前記グラフ上の前記計測手段による計測対象となるフレーム画像の位置にマーカーを表示させる請求項3に記載の計測装置。
- 前記計測手段は、前記抽出手段により抽出されたフレーム画像を解析することにより心臓幅及び胸郭幅を計測し、計測した心臓幅と胸郭幅に基づいて心胸郭比を計測する請求項1~4のいずれか一項に記載の計測装置。
- 前記選択手段は、ユーザー操作により選択されたフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とすることを選択する請求項1~5のいずれか一項に記載の計測装置。
- 前記選択手段は、予め設定された優先度に従って、前記抽出された複数のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する請求項1~5のいずれか一項に記載の計測装置。
- 前記優先度は、前記複数の複数のフレーム画像のそれぞれに付与されているフレーム番号の昇順又は降順である請求項7に記載の計測装置。
- 前記選択手段は、前記抽出手段により抽出された複数のフレーム画像のそれぞれに心胸郭比計測を行って計測値を取得し、予め設定された条件に合致する計測値のフレーム画像の計測結果を前記被検体の心胸郭比とすることを選択する請求項1~5のいずれか一項に記載の計測装置。
- ユーザー操作により前記抽出手段により抽出された深呼吸時のフレーム画像とは異なるフレーム画像が心胸郭比の計測対象として選択された場合、注意喚起を促す警告を出力する警告手段を備える請求項1~9のいずれか一項に記載の計測装置。
- コンピューターを、
被検体の胸部の動態を放射線撮影することにより取得された動態画像の複数のフレーム画像から深吸気時のフレーム画像を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出された深吸気時のフレーム画像に対して心胸郭比計測を行う計測手段、
前記抽出手段により深吸気時のフレーム画像が複数抽出された場合、前記抽出された複数の深吸気時のフレーム画像のうち、いずれのフレーム画像の心胸郭比の計測結果を前記被検体の心胸郭比とするかを選択する選択手段、
として機能させるためのプログラム。
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