JP5109534B2 - 放射線画像撮影システム及び動態用放射線画像撮影支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像撮影システム及び動態用放射線画像撮影支援装置に関するものである。

従来のフィルム／スクリーンや輝尽性蛍光体プレートを用いた放射線の静止画撮影及び診断に対し、ＦＰＤ（flat panel detector）等の半導体イメージセンサを利用して検査対象部位の動態画像を撮影し、診断に応用する試みがなされるようになってきている。具体的には、半導体イメージセンサの画像データの読取・消去の応答性の早さを利用し、半導体イメージセンサの読取・消去のタイミングと合わせて放射源からパルス状の放射線を連続照射し、１秒間に複数回の撮影を行って、検査対象部位の動態を撮影する。撮影により取得された一連の複数枚の画像を順次表示することにより、医師は検査対象部位の一連の動きを認識することが可能となる。

例えば、特許文献１には、半導体イメージセンサを利用して呼吸運動に伴う肺の動態（膨張及び収縮の形態変化）を経時的に撮影することが記載されている。
特開２００４−０００４１２号公報

ところで、撮影技師は、撮影により得られた画像を確認して診断に値するか否かを短時間で判断し、診断に値する画像であれば医師に提供し、診断に値しない画像であれば再撮影を行わなければならない。

静止画像撮影の場合、撮影技師は撮影により得られた画像を一枚一枚表示し、医師の診断の対象となるＲＯＩ領域が画像データの表示領域内に存在するか否か（ポジショニングが正しいか否か）、及び適正な（診断分解能に合致する）コントラストを有しているか否かで撮影された画像が診断に値する画像か否かを判断していた。

しかしながら、動態画像の撮影の場合、従来の静止画撮影のように動態画像を構成する個々の画像を単純表示しても撮影技師には動画的診断に適合するか否かは判断がつかない場合があった。また、総撮影枚数が増えているので撮影技師による確認工程が増加し、撮影作業効率化の観点から好ましくないといった問題があった。

本発明の課題は、撮影技師による動態画像の確認作業を効率的に行えるようにすることである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被写体における検査対象部位の動態を撮影して、前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データを連続的に取得可能な放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置とデータ送受信可能に接続され、前記放射線画像撮影装置により取得されたフレーム画像データに基づく画像を順次切替表示可能な表示手段を備えた動態用放射線画像撮影支援装置と、を備えた放射線画像撮影システムにおいて、
前記動態用放射線画像撮影支援装置は、
前記取得された前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データのなかから、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データ及び前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データを抽出し、当該抽出されたフレーム画像データに基づいて、前記複数のフレーム画像データに基づく画像のうち、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像及び最小の画像のみを前記表示手段に表示させるとともに、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データと前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データにおける前記検査対象部位の面積比を算出し、前記面積が最大の画像及び前記面積が最小の画像とともに前記表示手段に表示させる制御手段を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記制御手段は、前記算出された面積比が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えない場合に、前記表示手段にその旨を警告表示させる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記検査対象部位の動態は、肺の呼吸運動の動態である。

請求項４に記載の発明は、
被写体における検査対象部位の動態を撮影し前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データを連続的に取得可能な放射線画像撮影装置とデータ送受信可能に接続され、前記放射線画像撮影装置により取得されたフレーム画像データに基づく画像を順次切替表示可能な表示手段を備えた動態用放射線画像撮影支援装置であって、
前記取得された前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データのなかから、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データ及び前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データを抽出し、当該抽出されたフレーム画像データに基づいて、前記複数のフレーム画像データに基づく画像のうち、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像及び最小の画像のみを前記表示手段に表示させるとともに、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データと前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データにおける前記検査対象部位の面積比を算出し、前記面積が最大の画像及び前記面積が最小の画像とともに前記表示手段に表示させる制御手段を備える。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記制御手段は、前記算出された面積比が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えない場合に、前記表示手段にその旨を警告表示させる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、
前記検査対象部位の動態は、肺の呼吸運動の動態である。

本発明によれば、表示する画像を撮影技師がポジショニングを確認するのに必要な最低限の画像に絞り込むことができるので、撮影技師が動態画像の確認作業を効率的に行うことが可能となる。また、検査対象部位の動態の一サイクルを含む撮影を行えたか否かを撮影技師が容易に判断することが可能となる。

以下、本発明に係る一実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。

（放射線画像撮影システム１００の構成）
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における放射線画像撮影システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、放射線画像撮影システム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Ｎを介して接続されて構成されている。

（撮影装置１の構成）
撮影装置１は、例えば、呼吸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）をもつ人体の動態を撮影する装置である。動態撮影は、検査対象部位に対し、放射線を連続照射して複数の画像を取得（即ち、連続撮影）することにより行う。この連続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。
撮影装置１は、図１に示すように、放射線源１１、放射線照射制御装置１２、放射線検出部１３、読取制御装置１４を備えて構成されている。

放射線源１１は、放射線照射制御装置１２の制御に従って、被写体Ｍに対し放射線（Ｘ線）を照射する。
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、連続照射時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔、撮影開始／終了タイミング、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、フィルタ種等である。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、連続撮影において、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、ＦＰＤ等の半導体イメージセンサにより構成される。ＦＰＤは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源１１から照射されて少なくとも被写体Ｍを透過した放射線をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素がマトリックス状に配列されている。各画素は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部により構成されている。
読取制御装置１４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から入力された画像読取条件に基づいて放射線検出部１３の各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、放射線検出部１３に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。そして、取得した画像データを撮影用コンソール２に出力する。画像読取条件は、例えば、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ（マトリックスサイズ）等である。フレームレートは、１秒あたりに取得するフレーム画像数であり、パルスレートと一致している。フレーム間隔は、連続撮影において、１回のフレーム画像の取得動作開始から次のフレーム画像の取得動作開始までの時間であり、パルス間隔と一致している。

ここで、放射線照射制御装置１２と読取制御装置１４は互いに接続され、互いに同期信号をやりとりして放射線照射動作と画像の読み取りの動作を同調させるようになっている。

（撮影用コンソール２の構成）
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により取得された画像データを撮影技師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を表示するための放射線画像撮影支援装置である。
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。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）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、撮影制御処理プログラムを始めとする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。また、制御部２１には、図示しないタイマが接続されている。

記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリやハードディスク等により構成される。記憶部２２は、制御部２１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメータ、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部２２は、後述する撮影制御処理を実行するための撮影制御処理プログラムを記憶している。また、記憶部２２は、検査対象部位に対応付けて放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部２１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。

操作部２３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部２１に出力する。また、操作部２３は、表示部２４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部２１に出力する。

表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニタにより構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、操作部２３からの入力指示やデータ等を表示する。

通信部２５は、ＬＡＮアダプタやルータやＴＡ（Terminal Adapter）等を備え、通信ネットワークＮに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。

（診断用コンソール３の構成）
診断用コンソール３は、撮影用コンソールから送信された画像データを表示して医師が読影診断するための装置である。
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。

制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。制御部３１のＣＰＵは、操作部３３の操作に応じて、記憶部３２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診断用コンソール３各部の動作を集中制御する。

記憶部３２は、不揮発性の半導体メモリやハードディスク等により構成される。記憶部３２は、制御部３１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメータ、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部３１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。

操作部３３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部３１に出力する。また、操作部３３は、表示部３４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部３１に出力する。

表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ等のモニタにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、操作部３３からの入力指示やデータ等を表示する。

通信部３５は、ＬＡＮアダプタやルータやＴＡ等を備え、通信ネットワークＮに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。

（放射線画像撮影システム１００の動作）
次に、上記放射線画像撮影システム１００における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により実行される撮影制御処理のフローを示す。

まず、撮影技師により操作部２３が操作され、撮影対象（被写体Ｍ）の患者情報の入力、検査対象部位や撮影方向等の選択が行われる（ステップＳ１）。図３に、検査対象部位選択画面２４１の一例を示す。当該画面は、撮影技師が操作部２３を介して検査対象部位を選択するための画面である。検査対象部位選択画面２４１は、撮影対象として選択可能な複数の部位名が表示された部位ボタンＢ１〜Ｂｎを有する（ｎは整数）。

検査対象部位が選択されると、選択された検査対象部位に対応する放射線照射条件が読み出されて放射線照射制御装置１２に設定されるとともに、選択された検査対象部位に対応する画像読取条件が記憶部２２から読み出されて読取制御装置１４に設定される（ステップＳ２）。

次いで、操作部２３の操作による放射線照射の指示が待機され、操作部２３により放射線照射指示が入力されると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、連続撮影が開始され、タイマによる撮影開始からの経過時間ｔのカウントが開始される（ステップＳ４）。また、撮影したフレーム画像数のカウント値αが０に初期化される（ステップＳ５）。

連続撮影が開始されると、「ｔ＝α×Ｔ（Ｔはフレーム間隔）」（撮影タイミング）であるか否かが判断され、「ｔ＝α×Ｔ」であると判断されると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、撮影装置１において１のフレーム画像が撮影される（ステップＳ７）。即ち、放射線源１１により放射線が照射され、放射線検出部１３により画像データが取得される。撮影により取得された画像データは撮影用コンソール２に入力され、撮影順を示すフレーム番号と対応付けて記憶部２２に記憶される（ステップＳ８）。

次いで、取得された画像データが間引き処理され（ステップＳ９）、間引き処理された画像が表示部２４に表示され（ステップＳ１０）、カウント値αがインクリメントされる（ステップＳ１１）。
ここで、ステップＳ１０で表示される画像を表示することで、撮影技師はポジショニング確認を行うことができる。撮影技師によるポジショニングの確認は、検査対象部位が画像データの表示領域内に配置されているか否かを確認するものであり、医師が診断に使用するような高解像度の画像は必要としない。そこで、ステップＳ９では、表示部２４への画像表示処理の負荷を減らすために、撮影技師のポジショニング確認に必要な画素サイズ（０．５ｍｍ〜４ｍｍ）に画像データを間引く処理を行う。画像データを間引く処理は、単に、表示する画像の画素サイズでリサンプリングしてもよいし、周辺数画素の平均化等を行ってもよい。このようにすることにより、表示部２４のハードウエアのスペックダウンが可能となる。

次いで、取得された画像データにおける検査対象部位の画像領域が認識され、その位置が解析される（ステップＳ１２）。ここで、ステップＳ１２においては、解析に係る処理時間を短縮するために、画像データの画素サイズを所定の画素サイズ（例えば、１〜４ｍｍ）に間引いてから画像解析が行われる。検査対象部位を認識するプログラムは、記憶部２２に予め記憶されており、検査対象部位に応じたプログラムが読み出され、ソフトウエア処理により所定の構造物が認識される。

例えば、検査対象部位が肺（喚気）である場合、画像データにおける肺野の画像領域（肺野領域）が認識される。肺野領域は、放射線（Ｘ線）の透過量が多いため、その周辺の領域に比べて信号値が高くなる。そこで、例えば、以下の処理により肺野領域が認識される。
まず、各画素の信号値から濃度ヒストグラムを作成し、判別分析法等によって閾値を求める。次いで、求められた閾値より高信号の領域を肺野領域の候補として抽出する。次いで、候補領域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していく。そして、抽出されたエッジ点を多項式関数で近似し、肺野領域の境界線を取得する。

また、例えば、検査対象部位が心臓（血流）である場合、画像データにおける心臓の画像領域（心臓領域）が認識される。心臓領域は、例えば、以下の処理により認識される。
まず、肺野領域を認識し、肺野領域の外接矩形領域から探索領域を限定する。次いで、探索領域の各画素の信号値から濃度ヒストグラムを作成し、判別分析法等によって閾値を求め、閾値より低信号の領域を心臓の候補領域として抽出する。次いで、候補領域内でエッジ検出を行い、所定の大きさ以上のエッジ点を抽出する。そして、エッジ点と候補領域の境界線とからなるエッジ画像に対して、心臓形のテンプレートでテンプレートマッチングを行い、相関値が最大となる位置でのテンプレート領域を心臓領域として認識する。

また、例えば、検査対象部位が膝関節であり、膝の屈伸運動を撮影し診断する場合には、画像データにおける大腿骨外側顆、脛骨外側顆が認識される。これらの領域は、例えば、以下の処理により認識される。
まず、画像領域内でエッジ検出を行い、所定の大きさ以上のエッジ点を抽出する。抽出されたエッジ点を追跡し、大腿骨、脛骨の輪郭を抽出する。そして、撮影方向別に予め用意された大腿骨外側顆、脛骨外側顆のテンプレートでテンプレートマッチングを行い、相関値が最大になる領域を大腿骨外側顆、脛骨外側顆の位置として認識する。

次いで、検査対象部位の全画像領域が画像データの表示領域内に収まっているか否かが判断され、収まっていると判断されると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に移行する。検査対象部位の全画像領域が画像データの表示領域内に収まっていないと判断されると（ステップＳ１３；ＮＯ）、表示部２４にその旨及び再撮影を促す警告が表示され（ステップＳ１４）、処理はステップＳ１５に移行する。このように、取得された画像データをリアルタイムで解析し、検査対象部位の全画像領域が画像データの表示領域内に収まっているか否かを判断し、収まっていない場合には警告を表示するので、撮影技師は、連続撮影中に容易にポジショニングが正しいか否かを認識することができる。なお、ステップＳ１４においては、再撮影を促す警告だけでなく、検査対象部位の画像領域の欠けている箇所をカラーで表示したり、検査対象部位のはみ出し量を予測して再撮影時に放射線検出部１３をどの方向にどの程度移動すべきかのメッセージを表示したりすることが好ましい。

ステップＳ１５においては、撮影技師により操作部２３を介して撮影終了指示が入力されたか否かが判断され、撮影終了指示が入力されていないと判断されると（ステップＳ１５；ＮＯ）、処理はステップＳ６に戻る。撮影終了指示が入力されたと判断されると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、放射線源１１からの放射線照射が停止されて撮影動作が終了し（ステップＳ１６）、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７においては、記憶部２２に記憶された連続撮影により取得された一連のフレーム画像の画像データが読み出され、各画像データが解析されて一連の画像データから検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像と最小のフレーム画像が抽出される（ステップＳ１７）。例えば、検査対象部位が肺（喚気）である場合、上述の処理により連続撮影された各フレーム画像の画像データから肺野領域を認識し、認識された肺野領域内の画素数をカウントする。そして、肺野領域内の画素数が最大となった画像データを検査対象部位（肺）の画像領域の面積が最大のフレーム画像として、肺野領域内の画素数が最小となった画像データを検査対象部位（肺）の画像領域の面積が最小のフレーム画像として抽出する。また、例えば、検査対象部位が心臓（血流）である場合、上述の処理により連続撮影された各フレーム画像の画像データから心臓領域を認識し、認識された心臓領域内の画素数をカウントする。そして、心臓領域内の画素数が最大となった画像データを検査対象部位（心臓）の画像領域の面積が最大のフレーム画像として、心臓領域内の画素数が最小となった画像データを検査対象部位（心臓）の画像領域の面積が最小のフレーム画像として抽出する。心臓の場合、心房と心室で膨張期と収縮期がずれているため、心房領域と心室領域のそれぞれの面積が最大となる画像と最小となる画像を抽出してもよい。なお、各フレーム画像における解析は、解析に係る処理時間の短縮のため、画像データの画素サイズを所定の画素サイズ（例えば、１〜４ｍｍ）に間引いてから画像解析を行う。

連続撮影により取得された一連のフレーム画像から検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像（最大画像）と最小のフレーム画像（最小画像）が抽出されると、抽出された最大画像と最小画像が表示部２４の画面上に表示される（ステップＳ１８）。次いで、抽出された最大画像と最小画像の面積比が算出され（ステップＳ１９）、算出された面積比が表示部２４の最大画像及び最小画像の表示された画面上に表示される（ステップＳ２０）。

図４に、ステップＳ２０において表示部２４に表示される画面例を示す。図４に示すように、ステップＳ２０においては、連続撮影された一連のフレーム画像のうち、検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像と最小の画像が並べて表示される。また、両者の検査対象部位の画像領域の面積比も併せて表示される。このように、撮影用コンソール２においては、撮影終了後に、撮影により取得された一連の画像のうち、ポジショニングの確認に必要となる画像に絞り込んで表示を行うので、撮影技師は一枚一枚画像を表示して確認する必要がなくなり、動態画像の確認作業を効率的に行うことが可能となる。

次いで、算出された面積比が予め定められた閾値と比較され、算出された面積比が閾値を超えている場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、処理はステップＳ２３に移行する。算出された閾値以下であった場合は（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、表示部２４の画面上に警告が表示され（ステップＳ２２）、処理はステップＳ２３に移行する。

ここで、撮影装置１により撮影される動態は、上述したように、例えば、肺の呼吸運動や心臓の拍動等であり、検査対象部位の１回の膨張期（弛緩期）と１回の縮小期（収縮期）を１サイクルとして動作する。動態画像の診断においては検査対象部位の動態の１サイクル分が含まれていることが必要である。

一般的に、人体構造上、或る一定の条件下で或る検査対象部位の動態を撮影した場合、検査対象部位の画像領域の最大面積と最小面積の比（面積比）は所定の範囲内をとる。例えば、肺野の呼吸運動では、胸部正面撮影の場合、安静時では１．１倍〜１．２倍、深呼吸時では１．３倍〜１．５倍である。従って、撮影したフレーム画像における検査対象部位の画像領域の最大の面積と最小の面積の面積比が、条件に応じて予め定められた一定値（閾値）を超える場合、検査対象部位の動態の１サイクル分の画像が含まれていると判断でき、一定値以下である場合、検査対象部位の動態の１サイクル分の画像が含まれていないと判断できる。そこで、撮影用コンソール２においては、算出された面積比が予め定められた閾値以下の場合は、その旨を警告表示する。これにより、動態の１サイクルが含まれていないことを撮影技師が容易に認識することが可能となる。なお、年齢、身長、体重、性別、撮影状態（体位（立位／臥位）、撮影方向（ＰＡ／ＡＰ）、動作（安静／深呼吸））等の条件に応じて、検査対象部位の動態による面積の変化量は変わるので、検査対象部位毎に、各条件に応じた最大と最小の面積比の閾値を予め記憶しておき、撮影時の被写体Ｍの年齢、身長、体重、性別、撮影状態等の条件に応じて閾値を変更する。

なお、検査対象部位の動態の１サイクル分の画像が含まれているか否かの判断は、検査対象部位内の所定の構造物の移動量等により判断するようにしてもよい。例えば、検査対象部位が肺（喚気）の場合、横隔膜の上下動は一般的に安静時では１．５ｃｍ程度、深呼吸時では６ｃｍ〜７ｃｍである。そこで、検査対象部位が肺（喚気）である場合、連続撮影により取得された一連のフレーム画像の画像データを解析し、横隔膜領域を認識し、複数の画像間における横隔膜の上下の移動量が予め定められた閾値以下である場合に、動態の１サイクルが含まれていないと判断し、その旨の警告を表示するようにしてもよい。画像データ内における横隔膜領域の認識は、肺野領域の認識と略同様の手法により行うことができる。

ステップＳ２３においては、撮影技師による撮影ＯＫ／ＮＧの判断結果を入力するためのＯＫボタン、ＮＧボタンが表示部２４に表示され、操作部２３によりＯＫボタンが押下されると（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、連続撮影により取得された一連の画像データのそれぞれに、一連の撮影を識別するための識別ＩＤや、フレーム番号、患者情報、検査対象部位、放射線照射条件、画像読取条件等の情報が付帯され、通信部２５を介して診断用コンソール３に送信される（ステップＳ２４）。そして、本処理は終了する。一方、操作部２３によりＮＧボタンが押下されると（ステップＳ２３；ＮＯ）、記憶部２２に記憶された一連の画像データが削除され（ステップＳ２５）、本処理は終了する。

診断用コンソール３においては、撮影用コンソール２から連続撮影された一連の画像データが通信部３５により受信されると、制御部３１により、記憶部３２に受信された画像データが記憶される。

診断用コンソール３において、操作部３３により識別ＩＤ等が入力され、診断対象の画像データが指定されると、制御部３１により、記憶部３２から指定された画像データが読み出される。そして、制御部３１により、読み出された画像データに対し検査対象部位に応じて予め定められたプログラムが読み出され、動態解析処理が実行される。ここでいう動態解析処理とは、画像データにおける検査対象部位の所定の構造物の輝度変化、位置変化、形状変化を解析する処理のことであり、その結果が表示部３４に表示される。
輝度変化の解析としては、例えば、撮影順が隣り合うフレーム画像間の各画素の信号値の差分値を求めることにより輝度変化量を算出し、輝度変化量に応じた色で所定の構造物を表示する。
また、位置変化の解析としては、例えば、一連のフレーム画像のそれぞれから所定の構造物の画像領域の位置を認識し、その構造物の軌跡、移動速度の変化率を求めて表示する。
また、形状変化の解析としては、例えば、一連のフレーム画像のそれぞれから所定の構造物の位置を認識し、その構造物の輪郭をカラー表示することで、輪郭／周囲長／面積の変化を医師が視認可能に表示する。なお、面積の変化量を数値で表示してもよい。或いは、一連のフレーム画像のそれぞれから所定の２つの構造物の画像領域の位置を認識し、２つの構造物の輪郭をカラー表示することで、２つの構造物間の距離の変化を医師が視認可能に表示する。２つの構造物間の距離を数値で求めて表示してもよい。また、２つの構造物が織り成す角度の変化を視覚可能に表示してもよい。

（変形例）
次に、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
変形例の構成は、図５に示すように、撮影装置１に呼吸誘導出力装置１５が備えられている。呼吸誘導出力装置１５は、撮影用コンソール２から入力される指示に従って、被写体Ｍの呼吸の誘導を行う装置（誘導手段）である。
ここで、呼吸運動は、吸気モードと呼気モードとから構成される。吸気モードとは、被写体Ｍが息を吸い込んでいくモードであり、それに連れて胸郭中での肺野の領域が大きくなり、横隔膜が押し上げられる（膨張期）。呼気モードとは、被写体Ｍが息を吐出していくモードであり、それに連れて肺野の領域が小さくなり、横隔膜が下がってくる（収縮期）。呼吸運動の１サイクルは、１回ずつの吸気モードと呼気モードからなる。吸気モードから呼気モードへの変換時点が肺の大きさは最大となり、呼気モードから吸気モードへの変換時点が肺の大きさは最小となる。呼吸誘導出力装置１５は、「吸って」「吐いて」等の音声や表示を出力し、被写体Ｍによる呼吸運動を誘導する。

操作部２３の操作による放射線照射の指示の待機中（図２のステップＳ３）に呼吸誘導指示が操作部２３から入力されると、制御部２１により、放射線照射制御装置１２に設定したパルスレートに応じて呼吸誘導出力装置１５に制御信号が出力され、呼吸誘導出力装置１５により「吸って」「吐いて」等の音声や表示が出力される。撮影技師は、出力された呼吸誘導と被写体Ｍの呼吸動作を観察し、被写体Ｍが呼吸誘導に従った呼吸運動を行っていることが確認できたら、操作部２３により放射線照射指示を入力する。撮影用コンソール２の制御部２１は、吸気モードの始まるタイミングで連続撮影を開始し、タイマによる撮影開始からの経過時間ｔのカウントを開始する（図２のステップＳ４）。撮影が開始されると、撮影が終了するまで放射線照射制御装置１２に設定したパルスレートに応じて呼吸誘導出力装置１５により「吸って」「吐いて」等の音声や表示が出力される。

このように、呼吸誘導出力装置１５を撮影装置１に備えることにより、呼吸のタイミングと撮影のタイミングを合わせることが可能となり、呼吸１サイクル分の画像データを確実に取得することが可能となる。

また、撮影終了時に呼吸誘導出力装置１５の出力と、検査対象部位の変化を比較することで、撮影が適切か否かの確認を行うことも可能である。例えば、検査対象部位が肺（喚起）である場合、撮影終了後に、本明細書の段落〔００６０〕に記載の方法で肺の画像領域が最大の画像と最小の画像を抽出する。次に、それぞれの画像のフレーム番号をもとに、撮影開始タイミングから肺の画像領域が最大となるタイミングまでの時間（吸気時間）と、肺の画像領域が最大となるタイミングから最小となるタイミングまでの時間（呼気時間）を算出する。そして、これらの吸気時間、呼気時間を、呼吸誘導出力装置１５で出力した「吸って」、「吐いて」の出力時間とそれぞれ比較し、誤差が所定の値以上となった場合は、呼吸動作が呼吸誘導の出力と乖離があるとみなして、警告を表示する。また、吸気時間、呼気時間の間に撮影されたフレーム画像を解析し、「吸って」の出力に対応する吸気時間では肺や面積が単調に増加しているか否かを、「吐いて」の出力に対応する呼気時間では肺野面積が単調に減少しているか否かを確認することもできる。

以上説明したように、放射線画像撮影システム１００によれば、撮影用コンソール２は、検査対象部位の動態を撮影した複数の画像データのなかから予め定められた一部の画像データ、具体的には、撮影技師がポジショニングを確認するのに必要な、検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像データ及び最小の画像データを抽出して表示部２４に表示するので、撮影技師が動態画像の確認作業を効率的に行うことが可能となる。

また、検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像における検査対象部位の面積と最小の画像における検査対象部位の面積比を算出して表示するので、検査対象部位の動態の一サイクルを含む撮影を行えたか否かを撮影技師が容易に判断することが可能となる。

また、上記算出した面積比が予め定められた閾値以下である場合に警告を表示するので、検査対象部位の動態の一サイクルを含む撮影が行えなかった場合に、撮影技師が容易にその旨を認識することが可能となる。

また、撮影された画像データそれぞれについて検査対象部位の画像領域を認識し、検査対象部位の全画像領域が画像データの表示領域内に収まっていない場合に警告を表示するので、撮影技師が容易にポジショニングが正しくない画像があることを認識することが可能となる。

なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る放射線画像撮影システム１００の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態においては、撮影終了前に、撮影により取得された画像データに基づく画像をその都度表示したが、全ての画像データの画像を表示するのではなく、例えば、所定枚数毎に間欠的に表示するようにしてもよいし、複数サイクルを撮影した場合には初めの数サイクルの画像を表示するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、撮影した画像のうち検査対象部位の画像領域の面積が最大となる画像と最小となる画像を同時に表示部２４の画面上に表示したが、１画像ずつ表示するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、撮影装置１と撮影用コンソール２がデータ通信ケーブル等を介して直接接続された構成について説明したが、通信ネットワークＮを介して接続された構成としてもよい。また、撮影用コンソール２は、撮影装置１からの動態画像の画像データのみでなく、ＣＲ（Computed Radiography）装置等により撮影された静止画の画像データを表示する構成としてもよい。

撮影用コンソール２が撮影装置１からの動態画像の画像データのみでなく、ＣＲ装置等により撮影された静止画の画像データを表示する構成である場合、同一患者に対する肺の静止画像（肺の静止画像は一般的に吸気から呼気変換点で撮影する）の背骨部と、肺の最大画像（動態画像のうち肺の面積が最大となった画像）の背骨部が同一の濃度となるように濃度（コントラスト）調整を行うようにしてもよい。そして、動態画像の他の画像については、最大画像の濃度を基準として濃度調整を行うようにしてもよい。これにより、静止画像と動態画像の濃度を合わせることが可能となる。なお、この処理は、診断用コンソール３で行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像データと最小の画像データを一連の画像データを解析することにより抽出したが、これに限定されない。例えば、撮影装置１に、検査対象部位の動態サイクルを検出する検出装置（例えば、心電図、呼吸モニタベルト等）を備える構成とし、この検出装置により検査対象部位のサイズが最大及び最小となるタイミング（例えば、肺の撮影であれば吸気から呼気に代わるタイミング、呼気から吸気に変わるタイミング。心臓の撮影であれば心臓の膨張から収縮に変わるタイミング、収縮から膨張に変わるタイミング。）を検出し、そのタイミングで撮影された画像を抽出するようにしてもよい。

また、患者情報や検査対象部位の選択、放射線照射の指示や撮影終了の指示は、撮影用コンソール２の操作部２３から入力することとして説明したが、放射線照射制御装置１２に操作パネルが接続された構成とし、この操作パネルから入力するようにしてもよい。この場合、操作パネルの操作信号は、放射線照射制御装置１２を介して撮影用コンソール２の制御部２１に出力される。

その他、放射線画像撮影システム１００を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施の形態における放射線画像撮影システムの全体構成例を示す図である。 図１に示す撮影用コンソールの制御部により実行される撮影制御処理を示すフローチャートである。 図１に示す撮影用コンソールの表示部に表示される検査対象部位選択画面の一例を示す図である。 図１に示す撮影用コンソールの表示部に表示される肺野の面積の最大画像と最小画像の一例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例における放射線画像撮影システムの全体構成例を示す図である。

符号の説明

１００ 放射線画像撮影システム
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
１５ 呼吸誘導出力装置
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 (6)

1. 被写体における検査対象部位の動態を撮影して、前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データを連続的に取得可能な放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置とデータ送受信可能に接続され、前記放射線画像撮影装置により取得されたフレーム画像データに基づく画像を順次切替表示可能な表示手段を備えた動態用放射線画像撮影支援装置と、を備えた放射線画像撮影システムにおいて、
   前記動態用放射線画像撮影支援装置は、
   前記取得された前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データのなかから、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データ及び前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データを抽出し、当該抽出されたフレーム画像データに基づいて、前記複数のフレーム画像データに基づく画像のうち、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像及び最小の画像のみを前記表示手段に表示させるとともに、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データと前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データにおける前記検査対象部位の面積比を算出し、前記面積が最大の画像及び前記面積が最小の画像とともに前記表示手段に表示させる制御手段を備える放射線画像撮影システム。
2. 前記制御手段は、前記算出された面積比が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えない場合に、前記表示手段にその旨を警告表示させる請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
3. 前記検査対象部位の動態は、肺の呼吸運動の動態である請求項１又は２に記載の放射線画像撮影システム。
4. 被写体における検査対象部位の動態を撮影し前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データを連続的に取得可能な放射線画像撮影装置とデータ送受信可能に接続され、前記放射線画像撮影装置により取得されたフレーム画像データに基づく画像を順次切替表示可能な表示手段を備えた動態用放射線画像撮影支援装置であって、
   前記取得された前記検査対象部位の動態を示す複数のフレーム画像データのなかから、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データ及び前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データを抽出し、当該抽出されたフレーム画像データに基づいて、前記複数のフレーム画像データに基づく画像のうち、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大の画像及び最小の画像のみを前記表示手段に表示させるとともに、前記検査対象部位の画像領域の面積が最大のフレーム画像データと前記検査対象部位の画像領域の面積が最小のフレーム画像データにおける前記検査対象部位の面積比を算出し、前記面積が最大の画像及び前記面積が最小の画像とともに前記表示手段に表示させる制御手段を備える動態用放射線画像撮影支援装置。
5. 前記制御手段は、前記算出された面積比が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えない場合に、前記表示手段にその旨を警告表示させる請求項４に記載の動態用放射線画像撮影支援装置。
6. 前記検査対象部位の動態は、肺の呼吸運動の動態である請求項４又は５に記載の動態用放射線画像撮影支援装置。

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