動態診断支援情報生成システム
【課題】動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を容易かつ間違いなく選択できるようにする。
【解決手段】診断支援情報生成システムであって、コンソールの制御部は、撮影により得られた一連のフレーム画像が入力されると、撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から解析処理に使用するフレーム画像を入力部により選択するための選択用画面であって、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示した選択用画面541aを表示する。
【解決手段】診断支援情報生成システムであって、コンソールの制御部は、撮影により得られた一連のフレーム画像が入力されると、撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から解析処理に使用するフレーム画像を入力部により選択するための選択用画面であって、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示した選択用画面541aを表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動態診断支援情報生成システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、動態撮影対応のFPD(Flat Panel Detector)を用いて被写体の動態撮影を行い、動態撮影で得られたフレーム画像に基づいて当該動態に関する特徴量を算出し、早期診断に向けて診断支援情報として医師に提供することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−298939号公報
【特許文献2】特開2009−153678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、動態を解析するには被写体の動態1サイクル以上のフレーム画像が必要となる。従って、撮影を行う技師は動態1サイクル以上の撮影を行い、得られた一連のフレーム画像の中から解析に用いるフレーム画像を選択することとなる。なお、撮影で得られた全フレーム画像を解析に用いてもよいが、データ通信や解析の処理時間が増大するので好ましくない。データを保存する場合は、更に保存に必要なメモリ量も増大することとなるので、好ましくない。
【0005】
しかしながら、動態解析は、一定周期で取得された一連の連続したフレーム画像に対して、撮影順が隣接するフレーム画像間での信号値の変化等に基づいて行われるので、撮影されたフレーム画像のなかから、例えば連続しない1コマ毎に選択が行われると、被写体の動態の真の特徴量が適切に算出できないか、もしくは、特徴量の計算精度が低下してしまう。動態1サイクル未満のフレーム画像で解析を行った場合も同様に、真の特徴量が算出できなくなってしまう。
【0006】
本発明の課題は、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を容易かつ間違いなく選択できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の動態診断支援情報生成システムは、
パルス照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記放射線源によりパルス照射され被写体を透過した放射線を検出して被写体の動態を示す一連のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された複数のフレーム画像に基づいて、前記被写体の動態に係る特徴量を算出し出力する解析手段と、
操作手段と、
前記撮影手段により撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から前記解析手段による解析に使用するフレーム画像を前記操作手段により選択するための選択用画面であって、前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択用画面を表示する表示手段と、
を備える。
【0008】
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、
前記解析手段において解析対象となる部位及び前記撮影手段における撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて前記解析手段による解析に必要なフレーム画像の枚数を算出する算出手段を備え、
前記表示手段は、前記算出手段により算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を前記選択用画面に表示する。
【0009】
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、
前記表示手段は、前記操作手段により一のフレーム画像が選択されると、前記選択されたフレーム画像を始点として前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択枠を表示する。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の発明において、
前記表示手段は、前記解析手段により解析される項目に応じて一又は複数の前記選択枠を表示し、当該表示する選択枠の少なくとも一つは前記算出手段により算出された枚数に基づいて表示する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を容易かつ間違いなく選択できるようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態に係る診断支援情報生成システムの全体構成を示す図である。
【図2】ブッキー装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図3】コンソールの機能的構成を示すブロック図である。
【図4】撮影管理テーブルのデータ格納例を示す図である。
【図5】FPDの機能的構成を示すブロック図である。
【図6】第1の実施の形態における診断支援情報生成システムの動作を示すフロー図である。
【図7】選択用画面の一例を示す図である。
【図8】最大流速比の解析結果を示す図である。
【図9】診断支援情報生成システムの変形例を示す図である。
【図10】第2の実施の形態における診断支援情報生成システムの全体構成を示す図である。
【図11】第2の実施の形態における診断支援情報生成システムの動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に係る診断支援情報生成システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の図示例のものに限定されるものではない。
【0014】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る診断支援情報生成システム100の全体構成例を示す図である。
図1に示す撮影室R1〜R3は、患者の身体の一部である被写体(すなわち患者の撮影部位)に放射線を照射して被写体の動態撮影又は静止画撮影を行うための室である。
動態撮影とは、被写体に対し、X線等の放射線をパルス的に連続照射して複数の画像を取得(即ち、連続撮影)することをいう。動態撮影では、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)を持つ被写体の動態を撮影する。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。
静止画撮影とは、従来のフィルム方式やCR方式と同様に撮影部位の濃度分解能に基づく診断に使用されるもので、被写体に対し、X線等の放射線を1回照射して一枚の静止画像を取得することをいう。
【0015】
撮影室R1は、単射及び連射が可能な放射線源3aが設けられた、被写体の動態撮影又は静止画撮影をするための室である。
撮影室R1には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3aと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が備えられている。
【0016】
撮影室R2は、単射のみが可能な放射線源3b及びポータブル撮影用の放射線源3cが設けられた、被写体の静止画撮影をするための室である。
撮影室R2には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3b、3cと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
【0017】
撮影室R3は、放射線源3bが設けられた、被写体の静止画撮影をするための室である。
撮影室R3には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3bと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
【0018】
なお、各撮影室R1〜R3には前室Raと撮影実施室Rbが設けられ、前室Raにコンソール5及び操作卓6が備えられることで、撮影技師等の操作者の被曝を防止するようになっている。
【0019】
ブッキー装置1は、立位での撮影時にFPD9a又は9bを保持して撮影を行うための装置である。
図2に、ブッキー装置1の機能構成例を示す。図2に示すように、ブッキー装置1は、
制御部11と、検出器装着部12と、通信I/F13と、駆動部14とを備えて構成されている。
【0020】
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)により構成される。制御部11のROMには、ブッキー装置1の各部を制御するための各種処理プログラムや処理に必要なデータ、当該ブッキー装置1の識別情報であるブッキーID等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶されているプログラムとの協働によりブッキー装置1各部の動作を統括的に制御する。
例えば、制御部11は、検出器装着部12にFPD9a又は9bが装着されると、装着されたFPDにコネクタ12bを介してFPDID(FPDの識別情報)の送信要求を行い、FPDIDが受信されると、自己の識別番号であるブッキーIDをFPDIDに対応付けて通信I/F13を介してコンソール5に送信する。また、受信されたFPDIDを一時的にRAMに記憶する。
また、例えば、制御部11は、検出器装着部12からFPDが抜き取られると、通信I/F13を介してコンソール5にFPDIDを送信し、当該FPDIDの(撮影管理テーブル521からの)消去要求を行う。
【0021】
検出器装着部12は、FPD(FPD9a又はFPD9b)保持するための保持部12aと、保持部12aに装着されたFPDのコネクタ94と接続するためのコネクタ12bとを有する。コネクタ12bは、保持部12aに装着されたFPDとの間でデータ送受信を行ったり、FPDに電力を供給したりする。
【0022】
通信I/F13は、アクセスポイントAPを介してコンソール5等の外部機器と有線によりデータ送受信を行うためのインターフェースである。
【0023】
駆動部14は、図示しないフットスイッチ等の操作に応じて検出器装着部12を垂直方向又は水平方向に移動させる。
【0024】
ブッキー装置2は、臥位での撮影時にFPD9a又は9bを保持して撮影を行うための装置である。
ブッキー装置2は、制御部21と、検出器装着部22と、通信I/F23と、駆動部24とを備えて構成されている。制御部21、検出器装着部22、通信I/F23、駆動部24は、それぞれ上述の制御部11、検出器装着部12、通信I/F13、駆動部14と同様の構成であるので説明を援用する。更に、ブッキー装置2は、被写体を載置するための被写体台26を備える。
【0025】
放射線源3aは、単射及び連射(パルス照射)が可能な放射線発生装置である。放射線源3aは、例えば、撮影室R1、R3の天井から吊り下げられており、撮影時にはコンソール5からの指示に基づいて起動され、図示しない駆動機構によりにより所定の位置、向きに調整されるようになっている。そして、放射線の照射方向を変えることで、立位用のブッキー装置1又は臥位用のブッキー装置2に装着されたFPD9a又は9bに対して放射線を照射することができるようになっている。また、放射線源3aは、コンソール5からの指示に従って放射線を1回又は連続して照射し、静止画撮影又は動態撮影を行う。
【0026】
放射線源3bは、単射のみが可能な放射線発生装置である。放射線源3bは、例えば、撮影室R2の天井から吊り下げられており、撮影時にはコンソール5からの指示に基づいて起動され、図示しない駆動機構によりにより所定の位置、向きに調整されるようになっている。そして、放射線の照射方向を変えることで、立位用のブッキー装置1又は臥位用のブッキー装置2に装着されたFPD9a又は9bに対して放射線を照射することができるようになっている。また、放射線源3bは、コンソール5からの指示に従って放射線を1回照射し、静止画撮影を行う。
【0027】
放射線源3cは、移動可能なポータブル撮影用の放射線源である。放射線源3cは、単射のみが可能である。
【0028】
クレードル4は、装着されたFPDと接続するための図示しないコネクタを有し、FPDが装着されると、コネクタを介して装着されたFPDからFPDIDを取得して、コンソール5に通知する。
コンソール5は、当該FPDIDを取得すると、以後、当該FPDを自己の制御下におき、起動やスリープ遷移を制御する。
なお、本実施の形態においては、FPDを撮影室内に持ち込んだ際及び持ち出す際にクレードル4に装着することで、FPDの撮影室への侵入及び持ち出しをクレードル4を介してコンソール5で検知できるようになっている。
【0029】
コンソール5は、放射線源3a、3bやFPD9a、9bを制御することにより撮影を制御するための装置である。コンソール5は、LAN(Local Area Network)を介してHIS/RIS(Hospital Information System/ Radiology Information System)7、解析用WS8、PACS(Picture Archiving and Communication System)10等に接続されており、HIS/RIS7から送信された撮影オーダ情報に基づいて、コンソール5が対応付けられている(設置されている)撮影室でそのオーダの撮影が可能であるか否かを判断し、判断結果を表示する。そして、撮影が可能である場合、コンソール5は撮影に用いられる放射線源及びFPDを起動させる等の制御をして撮影を行わせる。
【0030】
図3に、コンソール5の要部構成例を示す。図3に示すように、コンソール5は、制御部51、記憶部52、入力部53、表示部54、通信I/F55、ネットワーク通信部56等を備えて構成されており、各部はバス57により接続されている。
【0031】
制御部51は、CPU、RAM等により構成される。制御部51のCPUは、記憶部52に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAM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する。
例えば、制御部51は、通信I/F55を介してFPDID及びブッキーIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521(図4参照)の受信されたブッキーIDに対応する領域にFPDIDを書き込む。制御部51は、通信I/F55を介してクレードル4からFPDIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521のブッキーIDが対応付けられていない領域にFPDIDを書き込む。また、制御部51は、ブッキー装置1又は2を介して画像データが受信されると、画像受信時刻を撮影管理テーブル521の送信元のブッキー装置のブッキーIDに対応する領域に記憶させる。
【0032】
また、例えば、制御部51は、所定時間毎にネットワーク通信部56を介してHIS/RIS7に問い合わせを行い、新たにHIS/RIS7で登録された撮影オーダ情報を取得する。
また、例えば、制御部51は、後述する撮影・解析処理を実行する。
【0033】
記憶部52は、例えばHDD(Hard Disk Drive)や半導体の不揮発性メモリ等で構成
されている。
【0034】
記憶部52には、各種のプログラム及びデータが記憶されている。
例えば、記憶部52には、各撮影室における撮影を管理するための撮影管理テーブル521が記憶されている。
図4に、撮影管理テーブル521のデータ格納例を示す。図4に示すように、撮影管理テーブル521には、「ブッキーID」、「管球タイプ」、「FPDID」、「画像受信時刻」等の項目が設けられている。「ブッキーID」、「管球タイプ」の領域には、当該コンソール5が設置されている撮影室に設けられているブッキー装置及び放射線源のタイプの情報が予め設定されている。ブッキーIDに対応付けられている「FPDID」の領域は、そのブッキーIDに装着されているFPDを管理するための領域であり、ブッキー装置からFPDID及びブッキーIDが受信された際に、受信されたFPDIDがブッキーIDに対応付けて格納される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域は、撮影室に存在するFPDを管理するための領域であり、クレードル4からFPDIDが受信された際に、受信されたFPDIDが格納される。なお、ブッキー装置からFPDが抜き取られてFPDIDの消去要求が受信された場合には、制御部51により消去要求されたFPDIDのうち当該ブッキーIDに対応して格納されているFPDIDは消去される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域に格納されているFPDIDがクレードル4から受信されると、制御部51によりそのFPDIDのFPDは撮影室から持ち出された(即ち、撮影室に存在しなくなった)と判断され、そのFPDIDは撮影管理テーブル521から消去される。また、「画像受信時刻」には、通信I/F55から画像データが受信された際に、その時刻が格納される。
【0035】
また、記憶部52には、画像データから患部を検出するための自動部位認識に基づく階調処理・周波数処理等の画像処理を行うためのプログラム等、各種のプログラムが記憶されているほか、撮影画像の画像データを部位毎の診断に適した画質に調整するための画像処理パラメータ(階調処理に用いる階調曲線を定義したルックアップテーブル、周波数処理の強調度等)等が記憶されている。
【0036】
また、記憶部52には、撮影の種類(動態又は静止画)と撮影部位との組み合わせに対応付けて放射線照射条件及び画像読取条件が記憶されている。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、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、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。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。
【0037】
また、記憶部52には、診断支援情報生成システム100に登録されている各FPD9a、9bのFPDIDと、そのFPDで撮影可能な撮影の種類(動態、静止画)とが対応付けて記憶されている。また、記憶部52には、診断支援情報生成システム100に登録されている各ブッキー装置1、2のブッキーIDと、そのブッキー装置で撮影可能な体位(立位又は臥位)とが対応付けて記憶されている。
【0038】
また、記憶部52は、所定時間毎にHIS/RIS7から送信される撮影オーダ情報を記憶する。
【0039】
入力部53は、文字入力キー、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、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部51に出力する。
【0040】
表示部54は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等のモニタを備えて構成されており、制御部51から入力される表示信号の指
示に従って、各種画面を表示する。
なお、表示部54の画面上に、透明電極を格子状に配置した感圧式(抵抗膜圧式)のタッチパネル(図示せず)を形成し、表示部54と入力部53とが一体に構成されるタッチスクリーンとしてもよい。この場合、タッチパネルは、手指やタッチペン等で押下された力点のXY座標を電圧値で検出し、検出された位置信号が操作信号として制御部51に出力されるように構成される。なお、表示部54は、一般的なPC(Personal Computer)に用いられるモニタよりも高精細のものであってもよい。
【0041】
通信I/F55は、ブッキー装置1、ブッキー装置2、放射線源3a〜3c、FPD9a又は9bとアクセスポイントAPを介して接続し、無線、または有線によりデータ送受信を行うためのインターフェースである。本実施形態において、通信I/F55はアクセスポイントAPを介して必要に応じてFPD9a、9bに対してポーリング信号を送信する。
【0042】
ネットワーク通信部56は、ネットワークインターフェース等により構成され、スイッチングハブを介して通信ネットワークNに接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。
【0043】
操作卓6は、撮影室内の放射線源に接続され、放射線照射指示を入力するための入力装置である。
【0044】
HIS/RIS7は、問診結果等に基づくオペレータによる登録操作に応じて撮影オーダ情報を生成する。撮影オーダ情報は、例えば被写体となる患者の氏名等の患者情報や、撮影部位、撮影方向、体位(立位、臥位)、撮影方法、解析要否、解析項目等の撮影予約に関する情報等を含んでいる。なお、撮影オーダ情報はここに例示したものに限定されず、これ以外の情報を含んでいてもよいし、上記に例示した情報のうちの一部でもよい。
【0045】
解析用WS8は、CPU、RAM等により構成される制御部と、解析用プログラムを記憶する記憶部と、入力部と、表示部と、通信ネットワークNを介してコンソール5等の外部機器とデータ送受信を行うための通信部とを備えて構成されるワークステーションである。解析用WS8は、制御部と記憶部に記憶されている解析用プログラムとの協働により、コンソール5から送信された一連のフレーム画像に基づいて解析処理を行い、解析結果をコンソール5に送信する。
【0046】
FPD9aは、パルス撮影照射可能な動態撮影及び静止画撮影対応の放射線検出器である。
図5に、FPD9aの機能構成例を示す。図5に示すように、FPD9aは、制御部91、検出部92、記憶部93、コネクタ94、バッテリ95、無線通信部96等を備えて構成され、各部はバス97により接続されている。
【0047】
制御部91は、CPU、RAM等により構成される。制御部91のCPUは、記憶部93に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAM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する。
例えば、制御部91は、コネクタ94を介して接続されたブッキー装置1又は2からの要求に応じてFPD9aの識別情報であるFPDIDを記憶部93から読み出して要求元のブッキー装置に送信する。
また、例えば、制御部91は、コンソール5から入力された画像読取条件に基づいて検出部92のスイッチング部を制御して、各放射線検出素子(以下、検出素子)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、検出部92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(静止画像又はフレーム画像)を生成する。そして、制御部91は、生成した画像データを、順次コネクタ94及びブッキー装置1又は2を介してコンソール5に出力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影終了後に、纏めてFPD9aからコンソール5に出力することとしても良い。
なお、FPD9aは、ブッキーに装填されない単体使用時には、バッテリ駆動及び無線通信する構成であるが、動態撮影の場合には、登録第4,561,730号公報に開示されているように、ブッキーを介した外部電力供給及び有線通信する構成に変更することが好ましい。これは、静止画撮影に比べ、データ転送容量や転送時間が圧倒的に増えるので、一のフレーム画像の転送中に他のフレーム画像の撮影(読取り)に対しノイズを与えないため、且つ、転送時間自体を短くするためであり、さらに、一連の撮影途中のバッテリ切れを防止するためである。
【0048】
検出部92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3a〜3cの何れかから照射されて少なくとも被写体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検出素子が二次元状に配列されている。検出素子は、フォトダイオード等の半導体イメージセンサにより構成される。各検出素子は、例えばTFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング部に接続され、スイッチング部により電気信号の蓄積及び読み出しが制御される。
なお、生成された静止画像又はフレーム画像を構成する各画素は、検出部92の各検出素子のそれぞれから出力された信号値(ここでは、濃度値と呼称する)を示す。
【0049】
記憶部93は、例えば半導体の不揮発性メモリ等で構成されている。記憶部93には、検出部92を制御するための各種プログラムや自己の識別情報であるFPDID等が記憶されている。また、記憶部93には、検出部92から出力された画像データが一時的に記憶される。
【0050】
コネクタ94は、ブッキー装置1、2側のコネクタと接続し、ブッキー装置1又は2とのデータ送受信を行う。また、コネクタ94は、ブッキー装置1又は2のコネクタから供給される電力を各機能部へ供給する。なお、バッテリ95を充電する構成としても良い。
【0051】
バッテリ95は、制御部91の制御に基づいて、FPD9aの各部に電力を供給する。バッテリ95としては、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充電自在な電池等を適用することができる。
【0052】
FPD9bは、FPD9aと同様に、制御部91、検出部92、記憶部93、コネクタ94、バッテリ95を備えて構成されるが、フレームレートの設定はできない。即ち、FPD9bは、静止画撮影のみが可能である。
また、単体での使用は勿論のこと、ブッキー装置に装填しても使用可能で、ブッキー装置に装填時には、コネクタ接続により、バッテリ/無線方式から、有線/電力供給方式に切り替えることができる。従い、複数の患者を連続的に静止画撮影する場合に於いても、バッテリ切れを気にする必要がなくなる。
【0053】
PACS10は、画像データ等を保存するサーバ装置と、当該サーバ装置から診断用の画像を取得して表示するための読影端末とを備えて構成される。PACS10のサーバ装置は、コンソール5から送信された画像データや解析結果のデータを撮影オーダ情報に対応付けて記憶する。
【0054】
次に、診断支援情報生成システム100における撮影動作について説明する。
図6に、診断支援情報生成システム100において実行される撮影・解析処理の流れを示す。図6のコンソール5側の処理は、コンソール5の制御部51と記憶部52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。解析用WS8側の処理は、解析用WS8の制御部と記憶部に記憶されている解析プログラムとの協働により実行される。
【0055】
まず、撮影技師等の操作者は、何れかの撮影室のコンソール5の入力部53を操作して撮影オーダ情報の一覧を表示する撮影オーダリスト画面を表示部54に表示させる。そして、入力部53を操作することにより撮影オーダリスト画面から撮影対象の撮影オーダ情報を指定する。
【0056】
コンソール5においては、入力部53により撮影対象の撮影オーダ情報が指定されると(ステップS1)、記憶部52の撮影管理テーブル521が参照され、当該コンソール5が設置されている撮影室で選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が可能であるか否かが判断される(ステップS2)。例えば、撮影オーダ情報により動態撮影が指示されていた場合、撮影管理テーブル521が参照され、その撮影室に、連射が可能な管球タイプの放射線源及び動態撮影対応のFPDが存在し、かつ、そのFPDが使用中ではない場合(画像受信時刻から予め定められた時間経過している場合)に、動態撮影が可能であると判断される。
【0057】
当該コンソール5が設置されている撮影室において、選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が可能であると判断されると(ステップS2;YES)、処理はステップS4に移行する。
【0058】
当該撮影室では選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が不可能であると判断されると(ステップS2:NO)、表示部54に警告が表示される(ステップS3)。例えば、撮影オーダ情報により動態撮影が指示されているにもかかわらず、連射可能な管球が撮影室に存在していないと判断されると(図1の撮影室R2のような場合)、「この撮影室では撮影できません」等の警告が表示される。また、例えば、撮影オーダ情報により指定された体位を動態撮影するためのブッキー装置に動態撮影対応のFPD9aが装着されていないと判断されると、「立位(臥位)用のブッキー装置にFPD9aを装着してください」等の警告が表示される。そして、撮影・解析処理は終了する。なお、撮影オーダ情報により指定された体位を動態撮影するためのブッキー装置に動態撮影対応のFPD9aが装着されていない場合、動態撮影対応のFPDを該当するブッキー装置に装着すれば、撮影管理テーブル521の内容は更新される。従って、撮影可能と判断され、処理はステップS4に移行する。
なお、この場合、一旦、撮影室内でFPDの入替操作を行って、再度コンソールまで戻り、再度ステップS1の処理から行わせ、確実性を高めるフローとしても良い。
【0059】
ステップS4においては、指定された撮影オーダ情報の撮影が可能な放射線源及びFPDが起動され、使用されるブッキー装置に応じて放射線源の向き及び位置が調整される。撮影技師により被写体に応じてFPDやブッキー装置の位置等が調整されると、それに応じて放射線源の向き及び位置が調整される(ステップS4)。また、記憶部52から撮影する部位や動態撮影か静止画撮影かの別に応じた放射線照射条件及び画像読取条件が読み出され、放射線源に放射線照射条件が設定されるとともに、ブッキー装置を介してFPDに画像読取条件が設定される(ステップS5)。動態撮影の結果を用いて解析を行う場合は、診断に使用し得る解析精度を確保するため、フレームレートが3.75枚/秒以上に設定される。ここで、操作者は、肺野の動態撮影の場合、安静呼吸の動態を撮影するために被験者に楽にするように指示し、安静呼吸を続けるよう促す。撮影準備が整った時点で、技師は前室へ移動し、操作卓6を操作して放射線照射指示を入力する。
【0060】
操作卓6からの放射線照射指示が入力されると(ステップS6;YES)、撮影に使用される放射線源及びFPDが制御され、撮影が行われる(ステップS7)。
動態撮影の場合は、ステップS5で設定されたパルス間隔で放射線源3aにより放射線が照射され、ステップS5で設定されたフレームレートでFPD9aによりフレーム画像が取得される。予め定められたフレーム画像数の撮影が終了すると、制御部51により放射線源3a及びFPD9aに撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム画像数は、少なくとも動態1サイクルが撮影できる枚数である。撮影により取得されたフレーム画像はFPD9aからブッキー装置を介して順次コンソール5に入力される。
なお、撮影オーダ情報により解析が指示されていない場合には、オフセット補正用のダーク画像を読取り、コンソール5に入力することとしても良い。
静止画撮影の場合は、ステップS5で設定された条件で被写体の1枚の静止画像及びオフセット補正用の1または数枚のダーク画像が撮影される。撮影により取得された静止画像及びダーク画像は、FPDからブッキー装置を介してコンソール5に入力される。
【0061】
次いで、解析用WS8で解析を行うか否かが判断される(ステップS8)。ここで、解析用WS8において解析を行うか否かの判断は、例えば、ステップS1で指定された撮影オーダ情報に基づいて判断される。撮影オーダ情報により静止画撮影がオーダされていれば、解析は行わないと判断される。動態撮影がオーダされている場合は、撮影オーダ情報により解析が必要である旨を示す情報が含まれている場合に、解析が必要であると判断される。
【0062】
解析用WS8で解析を行わないと判断されると(ステップS8;NO)、撮影により得られた画像に対して補正処理が行われ(ステップS9)、処理はステップS10に移行する。ステップS9の補正処理においては、上述のダーク画像を用いたオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ(残像)補正処理等の補正処理が必要に応じて行われる。解析を行う場合は、処理時間の短縮化を優先するためにこれらの補正処理は省略しても良く、処理はステップS10に移行する。
本件発明者等は、動態解析においては、静止画のような個々の画素の絶対的出力値はあまり重要ではなく、個々の画素におけるフレーム間の相対的出力値(変動成分)に基づく特徴量の算出が基本となっているため、上記の補正処理の一部或いは全部を省略しても、補正処理を行った場合と略同等の解析結果を得ることが可能である知見を得た。従い、解析結果を得るまでの時間を短縮するため、一部或いは全部の補正処理を省略することできる。
【0063】
ステップS10においては、撮影により得られたフレーム画像又は静止画像が撮影オーダ情報と対応付けて記憶部52に記憶される(ステップS10)。なお、撮影に得られたフレーム画像には、撮影順を示す番号が付与され、各画像のヘッダ情報等に記憶される。
【0064】
次いで、順次入力された画像が間引き処理され、表示部54に表示される(ステップS11)。ここでいう間引き処理は、各フレーム画像や静止画像の画素数を減らす処理を指す。例えば、所定の画素間隔毎の画素で構成された間引き画像を作成する処理(単純間引き処理と呼ぶ)と、フレーム画像を所定サイズの画素ブロック単位、例えば、2mm×2mm角単位の小領域に分割し、各小領域内の画素の信号値の代表値(ここでは、平均信号値とする)を算出して小領域内の画素の信号値を算出された代表値に置き換えるビニング処理が含まれる。ビニング処理では、各小領域単位を一つの画素とみなして取り扱うことで、処理対象の画素数を低減することができる。ビニング処理では、動態画像の場合、各フレーム画像間の対応する各小領域は検出素子の同じ位置の出力を示す画素群からなるように分割が行われる。例えば、フレーム画像上の同一画素位置(0、0)を基点として2mm×2mm角で分割が行われる。なお、ビニング処理における各画素ブロックのサイズは、診断対象(即ち、解析対象)となる撮影部位に応じたサイズとすることが好ましい。また、後段で解析処理を行う場合には、解析により算出される特徴量に応じたサイズとすることが好ましい。また、ビニング処理では特異的なFPD検出素子の影響が緩和されるので、ビニング処理により間引きをすることが好ましい。
【0065】
次いで、間引きされたフレーム画像が表示部54に表示される(ステップS12)。
撮影技師は、表示された動態画像によりポジショニング等を確認し、撮影により診断に適した画像が取得された(撮影OK)か、再撮影が必要(撮影NG)か、を判断する。そして、入力部53を操作して、判断結果を入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール5へ出力されるようにしても良い。
【0066】
入力部53の所定の操作により撮影NGを示す判断結果が入力されると(ステップS13;NO)、記憶部52に記憶された一連のフレーム画像が削除され(ステップS14)、本処理は終了する。なお、この場合、再撮影が行われることとなる。
入力部53の所定の操作により撮影OKを示す判断結果が入力されると(ステップS13;YES)、解析を行うか否かが判断される(ステップS15)。解析を行うか否かの判断は、例えば、ステップS8で説明したのと同様の判断により行われる。解析を行わないと判断されると(ステップS15;NO)、撮影された静止画像又はフレーム画像が必要に応じて画像処理され、ネットワーク通信部56を介してPACS10のサーバ装置に送信される(ステップS16)。なお、PACS10のサーバ装置においては、受信された静止画像又はフレーム画像が撮影オーダ情報に対応付けて保存される。
【0067】
一方、解析を行うと判断されると(ステップS15;YES)、撮影により得られた一連のフレーム画像から解析に使用するフレーム画像を選択する処理が行われる(ステップS17)。
【0068】
ここで、ステップS17の処理について説明する。ステップS17においては、まず、表示部54に、撮影により得られた一連のフレーム画像のサムネイル画像(縮小画像)が撮影順に並べて表示された選択用画面541が表示される。図7に、選択用画面541の一例を示す。図7に示すように、選択用画面541には、一連のフレーム画像のサムネイル画像が並べて表示されているとともに、選択枠541aが表示されている。
【0069】
解析に必要となる枚数以上のフレーム画像を用いて解析を行うと、データ転送時間や解析処理時間がかかり、好ましくない。処理時間短縮のためには、撮影された一連のフレーム画像の中から解析に使用する枚数のフレーム画像を選択することが必要となる。一方、動態画像の解析は、後述するように、主として動態周期や隣接するフレーム画像間での信号値の差分等に基づき行われるので、動態画像の解析結果を被写体の真の特徴量を表す結果とするには、被写体の動態1サイクル以上の枚数の、連続する(撮影順が連続する)一連のフレーム画像が必要である。そこで、ステップS17においては、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を操作者が正しく選択するためのGUIとして選択用画面541を提供する。具体的には、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択するための選択枠541aを表示し、これ用いて選択させるようにすることで、連続しない1コマ毎の画像選択や、動態1サイクルに満たない選択を防止する。
【0070】
選択枠541aを表示するために、まず、制御部51において解析に必要な画像枚数nが算出される。例えば、記憶部52に平均的な成人等の動態周期を部位毎に記憶しておき、撮影に利用された画像読取条件に含まれるフレームレートと、解析対象の部位の動態周期とに基づいて、解析に必要な画像枚数nが算出される。例えば、肺の換気についての解析を行うのであれば、平均的な成人であれば呼吸周期が3.3秒前後であるので、フレームレートが5枚/秒であれば20枚、フレームレートが7.5枚/秒であれば30枚程度必要となる。解析に必要な枚数nが算出されると、撮影順が連続するn枚のフレーム画像のサムネイル画像を囲う選択枠541aが表示される。デフォルトでは、撮影順番が1番〜n番までが選択枠541aに囲まれて表示される。選択用画面541には、次ページボタン541a、最終ページボタン541c、確定ボタン541d等が設けられている。次ページボタン541aが押下されると、次のページが表示される。最終ページボタン541cが押下されると、最終ページが表示される。操作者により一のサムネイル画像が選択されると、選択されたフレーム画像を始点として撮影順が連続するn枚のフレーム画像のサムネイル画像を囲った選択枠541aが表示される。確定ボタン541dが押下されると、選択枠541aで囲まれたサムネイル画像のフレーム画像が解析に用いる画像として選択される。
なお、選択されたフレーム画像を始点とすると必要な枚数が確保できない場合がある。このような場合は、選択用画面541上に警告をポップアップ表示する。このポップアップ画面でフレーム画像数不足のまま解析を行うか、選択しなおすかをユーザに選択させるようにしてもよい。また、本実施の形態においては、解析に使用する始点となるフレーム画像を選択させることとしているが、最終画像をユーザに選択させる構成としてもよい。
【0071】
なお、解析項目によっては、動態1サイクル以上の連続するフレーム画像とともに、例えば肺野であれば最大呼気、最大吸気の画像が必要となる場合もある。このように、解析に必要なフレーム画像が複数種類存在する場合には、解析項目に応じて複数の選択枠を表示させるようにしてもよい。例えば、撮影順が連続する動態1サイクル以上の一連のフレーム画像とともに、例えば肺野であれば最大呼気、最大吸気の画像が必要となる場合、上述の選択枠541aの他、最大呼気の画像を選択するための選択枠、最大吸気の画像を選択するための選択枠を併せて表示することとしてもよい。この場合、例えば、入力部53のマウスにより移動させたい選択枠を指定してからフレーム画像のサムネイル画像をクリックすると、クリックされた画像が始点となるように指定された選択枠を移動させることができる。
【0072】
撮影された一連のフレーム画像から解析に使用するフレーム画像が選択されると、選択されたフレーム画像の間引きデータが撮影オーダ情報と対応付けられ、ネットワーク通信部56を介して解析用WS8に送信される(ステップS18)。例えば、選択された一連のフレーム画像の間引きデータのそれぞれに、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(フレーム間隔等)、撮影順を示す番号、フレーム枚数、撮影日時等の情報が付帯され(例えば、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)マルチフォーマットのファイルフォーマットで画像データのヘッダ領域に書き込まれ)、ネットワーク通信部56を介して解析用WS8に送信される。また、解析項目も併せて解析用WS8に通知される。
【0073】
解析用WS8においては、受信したフレーム画像に基づいて解析処理が行われる(ステップS19)。なお、解析に必要な枚数がコンソール5から送信されてこない場合は、解析用WS8からコンソール5に警告を送信することとしてもよい。
解析処理の内容は、撮影部位毎に異なる。ここでは、肺野の解析を行う場合を例にとり説明する。
【0074】
肺野の解析としては、肺野の局所的な動きを示す特徴量を算出する解析と、肺野全体の動きを示す特徴量を算出する解析とがある。また、換気機能を対象とする解析と、血流機能を対象とする解析とがある。
【0075】
肺野の換気機能による局所的な信号変化を示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(1)〜(6)の項目が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、下記においては、解析に必要な処理を明確にするため、撮影されたフレーム画像の生データ(RAWデータ)から特徴量を算出する処理内容について説明するが、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、すでに各フレーム画像に、間引き処理の1種であるビニング処理が施されている(即ち、所定サイズの小領域に分割され、小領域毎に信号値の平均化が行われている)。
【0076】
解析用WS8の解析処理においては、従来のようにワーピング処理を施してフレーム画像間の画素を対応付けて特徴量を算出するのではなく、ワーピング処理は施さずにFPD9aにおける同一位置の検出素子の出力を示す画素を互いに対応付けて特徴量の算出を行うことで、特徴量の精度を維持したまま処理時間を大幅に短縮する。
【0077】
(1)換気−フレーム間差分画像
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去処理
ビニング処理は、上述のように、各フレーム画像において、画像領域を所定サイズの画素ブロック単位の小領域に分割し、小領域毎に領域内画素の信号値の代表値、例えば、平均値を算出する(平均化する)処理である。なお、代表値としては、平均値に限らず、中央値、平均値、最頻値としてもよい。画素ブロックのサイズは、解析対象となる部位、及び/又は解析により算出される特徴量に応じたものとすることが解析精度向上の点から好ましい。
時間軸方向のローパスフィルタ処理は、換気による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、カットオフ周波数0.5Hzでフィルタリングする。
フレーム間差分処理は、一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同じ位置の検出素子から出力された領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、フレーム単位で、隣接するフレーム画像間で信号値の差分値を算出し、フレーム間差分画像を作成する処理である。
なお、フレーム間差分画像の静止画像を作成する場合は、肺野全体の濃度変化又は横隔膜の位置の変化を解析することにより一連のフレーム画像における吸気期間と呼気期間を算出し、小領域毎に吸気期間については正のフレーム間差分値の絶対値を積算し、呼気期間については負のフレーム間差分値の絶対値を積算した画像を作成する。
【0078】
(2)換気−波形描画
換気−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→波形描画
ビニング処理及び時間軸方向のローパスフィルタ処理は上述のとおりである(以下同じ)。
波形描画処理は、一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、横軸を撮影開始からの経過時間、縦軸を画素の平均信号値とした座標平面を作成して、各フレーム画像の撮影開始からの経過時間とその小領域について算出された平均信号値が交わる点をプロットすることより、換気量を示す信号値の時間変化を示す波形を描画する処理である。
【0079】
(3)換気−気流速度
気流速度は、各小領域の肺のやわらかさ(肺コンプライアンス)を示す特徴量である。気流速度は、一連のフレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→フレーム間差分値の代表値(最大値もしくは平均値)を算出
【0080】
なお、最大値を代表値とする場合、各小領域毎に、呼気期間と吸気期間のそれぞれの期間における気流速度の最大値を示す指標として、呼気期間、吸気期間における信号変化(フレーム間差分値)の最大値をそれぞれ算出し、その比(最大流速比)の分布を示すヒストグラムを作成するとともに、何れか1つのフレーム画像上の各小領域を最大流速比に応じた輝度もしくは色で示す画像を作成し、両者を並べて解析結果として提供してもよい。この解析を最大流速比のヒストグラム解析と呼ぶ。
最大流速比のヒストグラム解析では、図8に示すように、各小領域の吸気気流速度の最大値(絶対値)と呼気気流速度の最大値(絶対値)との比の値がヒストグラム表示されるとともに、COPDであるか否かの指標となる肺野全体での平均値や標準偏差が表示された画像が生成される。また、併せて静止画像上の各小領域を比の値に応じた輝度もしくは色で示すことで、異常個所の分布を医師が容易に把握できるような診断情報提供する。
【0081】
(4)換気量の振幅
換気量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
【0082】
(5)吸気遅延時間
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、肺野全体の濃度変化又は横隔膜位置の変化を解析することにより安静呼気位のフレーム画像を抽出し、各小領域毎に、安静呼気位のフレーム画像から、吸気時において安静呼気位の信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
【0083】
(6)吸気時間、呼気時間
吸気時間、呼気時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)、最小信号値(極小値)の算出→最大信号値から最小信号値までの時間を呼気時間、最小信号値から最大信号値までの時間を呼気時間として算出
【0084】
肺野内の血流による局所的な信号変化を示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(7)〜(10)が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、下記においては、撮影されたフレーム画像の生データ(RAWデータ)から特徴量を算出する処理内容について説明するが、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、すでに各画像にビニング処理が施されている(即ち、所定サイズの小領域に分割され、小領域毎に信号値の平均化が行われている)。
【0085】
(7)血流−フレーム間差分画像
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去
時間軸方向のハイパスフィルタ処理は、血流による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、カットオフ周波数0.7Hzでフィルタリングする。その他は、上述の(1)換気−フレーム間差分画像で説明した処理と同様である。
【0086】
(8)血流−波形描画
血流−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→各小領域毎の波形描画
ビニング処理及び時間軸方向のハイパスフィルタ処理は上述のとおりである(以下同じ)。
波形描画処理は、上述の(2)換気−波形描画で説明した処理と同様の処理である。
【0087】
(9)血流量の振幅
血流量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、心拍1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
【0088】
(10)心室収縮遅延時間
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、心室領域の濃度変化又は心壁位置の変化を解析することにより心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像を抽出し、各小領域毎に、心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像から、心室収縮期において心室拡張期の終わりの信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
【0089】
肺野全体の動きを示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(11)〜(15)が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、各フレーム画像にビニング処理が施されているが、ビニング処理は行っても行わなくても下記特徴量は算出可能である。
【0090】
(11)横隔膜移動量解析
横隔膜移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から横隔膜の位置を抽出→各フレーム画像の横隔膜の位置を追跡し、移動量を算出
(12)胸郭移動量解析
胸郭移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から上部胸郭(上肋骨(第2〜第6肋骨))、下部胸郭(下肋骨(第7〜第10肋骨))の位置を抽出→各フレーム画像の上胸郭、下胸郭の位置を追跡し、移動量を算出する。
(13)呼吸数、呼吸周期
呼吸数、呼吸周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた横隔膜位置(肺尖から横隔膜までの距離)の変化若しくはローパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より呼吸周期を求め、呼吸周期の逆数から単位時間当たりの呼吸数を算出する。
(14)心拍数、心周期
心拍数、心周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた心壁位置の変化若しくはハイパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より心周期を求め、心周期の逆数から単位時間当たりの心拍数を算出する。
(15)スパイロ検査相当の値の算出
横隔膜位置の時間変化波形を算出し、FEV1.0%(一秒率)相当の値を算出する。
胸郭と横隔膜位置の変化から肺野面積の変化量を算出し、別途測定した胸厚の変化量を乗ずることで、VC(肺活量)相当の値を算出する。
【0091】
解析処理が終了すると、解析用WS8において、解析結果のデータが通信ネットワークNを介してコンソール5に送信される(ステップS20)。コンソール5においては、ネットワーク通信部56により解析結果のデータが受信されると、受信された解析結果のデータが撮影オーダ情報と対応付けられてPACS10に送信される(ステップS21)。そして、撮影・解析処理は終了する。なお、特徴量の解析に使用した各フレーム画像データに関しては、静止画のような濃度諧調ベースの病変部読影には使用できないものであるので、保存データ容量削減の観点から、保存せず、算出された特徴量データのみを保存することが好ましい。また、解析用WS8にて、解析結果のデータと、コンソール5か受信した撮影オーダ情報を対応付け、これらのデータを解析用WS8からPACS10に送信する構成としても良い。
【0092】
PACS10においては、受信された解析結果データが撮影オーダ情報に対応付けてサーバ装置のHDD等に記憶される。そして、読影用端末からの要求に応じて読影用端末表示部に解析結果が表示される。
【0093】
なお、上記第1の実施の形態においては、各撮影室にコンソール5を配置し、各撮影室のコンソール5で撮影室内における撮影を制御することとして説明したが、図9に示す診断支援情報生成システム200のように、撮影室の外に1又は複数のコンソール5を設置して各撮影室の操作卓6及びアクセスポイントAPと接続可能な構成とし、各コンソール5が撮影室R1〜R3の何れの撮影についても制御できるようにしてもよい。
【0094】
また、診断支援情報生成システム100、200では、解析用WS8をコンソール5とは別体で設ける構成としているが、コンソール5が解析用プログラムを備えて解析処理を行う構成としてもよい。このようにすれば、コンソール5から解析用WS8へ画像データを送信する時間を省くことが可能となるとともに、他のコンソール5による解析処理によって処理が遅れるといった事態も防止することができる。
【0095】
また、上記実施の形態においては、コンソール5において解析に必要なフレーム画像の枚数を算出して選択枠541aを表示することとして説明したが、解析用WS8において必要なフレーム画像数を算出してコンソール5に通知するようにしてもよい。
【0096】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
まず、構成について説明する。
図10に、第2の実施の形態における診断支援情報生成システム300の全体構成を示す。診断支援情報生成システム300は、開業医やクリニック等の小規模施設において撮影された動態画像を解析センタの解析サーバ30で解析し、小規模施設に解析結果を提供するシステムである。なお、小規模施設の数は、特に限定されない。第1の実施の形態で説明したように、ワーピング処理を施さない場合、解析処理を行う側でFPDの画素サイズや個々の画素のダイナミックレンジ等を考慮する必要がない。そのため、各施設で使用しているFPDの型式を問わず、以下に説明するようにオープンシステムで解析処理を提供することができる。
【0097】
図10に示すように、小規模施設内の受付には受付装置20が設けられ、診察室にはコンソール50が設けられ、撮影室には第1の実施の形態で説明した撮影室内の装置(ブッキー装置1、2、放射線源3a、FPD9a等)が設けられている。コンソール50は、受付装置20及びブッキー装置とLAN等を介して接続されている。また、コンソール50は、インターネットPN等を介して解析サーバ30と接続可能に構成されている。
【0098】
受付装置20は、来院した患者の受付登録、会計計算、保険点数計算等を行うためのコンピュータ装置である。受付装置20は、受付番号、患者情報(「患者ID」、「氏名」、「生年月日」、「性別」、「年齢」、「住所」、「電話番号」、「被保険者番号」等)が入力されると、入力された受付番号及び患者情報をコンソール50に送信する。
【0099】
コンソール50は、撮影室内の各装置を制御して撮影を行う。また、解析サーバ30と通信接続し、動態画像の解析結果を取得し、表示する。
コンソール50の構成は、図3に示すコンソール5と同様に、制御部51、記憶部52、入力部53、表示部54、通信I/F55、ネットワーク通信部56等を備えて構成され、各部はバス57により接続されている。
コンソール50の記憶部52には、コンソール50に対応する各種プログラムが記憶されており、制御部51は、当該プログラムに従って後述する撮影・解析処理Bをはじめとする各種処理を実行する。なお、コンソール50においては、撮影管理テーブル521は不要である。また、ネットワーク通信部56は、スイッチングハブを介して接続された施設内の装置のほか、インターネットPNを介して解析サーバ30等の外部機器と通信接続可能である。その他コンソール50の各部の構成は、コンソール5と同様であるので説明を援用する。
【0100】
撮影室内の各装置の構成は、第1の実施の形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0101】
解析サーバ30は、外部の解析センタに設けられたサーバ装置である。解析サーバ30は、CPU等により構成される制御部、解析用プログラムが記憶された記憶部、入力部、記憶部、通信部等を備えて構成されている。解析サーバ30は、コンソール50からの要求に応じて制御部と記憶部に記憶されている解析用プログラムとの協働により撮影・解析処理Bを行い、解析結果をコンソール50に送信する。なお、解析サーバ30は、上述の解析用WS8と同様に、ワーピング処理を施さない。ワーピング処理を施す場合、解析サーバ30側で各社のFPDの画素サイズや個々の画素のダイナミックレンジ、照射量等が必要となるが、ワーピング処理を省略するので各社のFPDに対応することができる。また、解析処理の処理時間を大幅に低減することができる。
【0102】
次に、診断支援情報生成システム300における動作について説明する。
上述のように、患者が来院すると、受付担当により患者に受付番号が付与され、受付装置20において受付番号、患者情報等が入力される。受付装置20の制御部においては、患者の受付番号及び患者情報等が入力部により入力されると、入力された情報が記憶部に記憶されて受付登録が行われるとともに、入力された情報(受付リスト情報)が通信部によりコンソール50に送信される。コンソール50の制御部51においては、受付装置20からネットワーク通信部56により受付リスト情報が受信されると、受信された受付リスト情報が記憶部52に記憶される。また、入力部53からの操作に応じて、本日の受付リスト情報の一覧が表示部54に表示される。
【0103】
受付番号が付与された患者が診察室に移動すると、医師は、入力部53を操作して、表示部54に表示された受付リスト情報から診察対象の患者の受付リスト情報を選択する。コンソール50においては、受付リスト情報から一の受付リストが選択されると、選択された受付リストに対応する患者の診断用画面が表示部54に表示される。診断用画面は、例えば、当該患者について撮影された画像の表示欄、診療情報の入力欄等を有する画面である。次いで、医師は、患者に対し問診を行い、実施する撮影を決定する。問診により動態画像の撮影及び解析が必要であると判断した場合には、医師は入力部53を操作して、コンソール50に以下の撮影・解析処理Bを実行させる。
【0104】
以下、撮影・解析処理Bについて説明する。
図11に、診断支援情報生成システム300において実行される動態解析処理の流れを示す。撮影・解析処理Bのコンソール50側の処理は、コンソール50の制御部51と記憶部52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。解析サーバ30側の処理は、解析サーバ30の制御部と記憶部に記憶されているプログラムとの協働より実行される。
【0105】
まず、コンソール50において、ネットワーク通信部56により解析サーバ30へのアクセスが行われ、動態解析開始が要求される(ステップT1)。
解析サーバ30においては、動態解析開始要求が受信されると、コンソール50に対し、解析対象の部位、特徴量、及び使用するFPDのフレームレートの問い合わせが行われる(ステップT2)。
コンソール50においては、解析対象の部位、特徴量(解析対象項目)、及び使用するFPDのフレームレートの情報が取得され、ネットワーク通信部56により解析サーバ30に送信される(ステップT3)。ステップT3では、解析サーバ30からの問い合わせ内容が表示部54に表示され、医師が解析対象の部位及び特徴量、使用するFPD9aのフレームレートを入力部53により入力すると、入力した情報がネットワーク通信部56により解析サーバ30に送信される。特徴量としては、例えば、解析対象が肺野である場合、第1の実施の形態の図6のステップS19において説明した(1)〜(15)の項目特徴量が挙げられる。
【0106】
解析サーバ30においては、コンソール50から解析対象の部位、特徴量及びフレームレートが受信されると、解析に必要なフレーム画像数が算出され、コンソール50に通知される(ステップT4)。解析に必要なフレーム画像数の算出については、例えば、図6のステップS17で説明したのと同様である。即ち、解析サーバ30の記憶部に平均的な成人等の動態周期を部位毎に記憶しておき、フレームレートと解析対象の部位の動態周期に基づいて解析に必要なフレーム画像数が算出される。
【0107】
コンソール50においては、撮影に必要なフレーム画像数が通知されると、通知されたフレーム画像数、撮影部位、体位等が入力部53により入力される(ステップT5)。そして、入力された情報に基づいて、撮影処理が行われる(ステップT6)。
撮影処理は、図6のステップS4〜S13(又はS14)の処理と略同様の処理である。ここでは、医師や撮影技師等の撮影実施者は、患者を撮影室に連れて行き、撮影する体位のブッキー装置(1又は2)にFPD9aを装着する。コンソール50においては、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3a及びブッキー装置(1又は2)が起動され、放射線源3aの位置及び向きが調整される。また、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3aに放射線照射条件が設定され、FPD9aに画像読取条件が設定される。動態撮影の結果を用いて解析を行う場合は、診断に使用し得る解析精度を確保するため、フレームレートが3.75枚/秒以上に設定される。操作卓6から放射線照射指示が入力されると、コンソール50により放射線源3a及びFPD9aが制御され、動態撮影が行われる。入力されたフレーム画像数+αの撮影が終了すると、撮影動作が停止される。
撮影により取得されたフレーム画像は順次FPD9aのコネクタ94によりブッキー装置を介してコンソール50に入力される。入力されたフレーム画像は、記憶部52に記憶され、間引き処理が行われる。間引き処理は、ビニング処理及び/又は単純間引き処理である。何れの間引き処理を行うか、及び、ビニングする画素数(ブロックサイズ)もしくは単純間引きの画素間隔は、解析サーバ30が受信した解析対象の部位及び特徴量に応じた値が、フレーム画像数と併せて、撮影前に解析サーバ30からコンソール50へ通知されるようにしてもよい。間引き後の画像は表示部54に表示される。撮影実施者は、表示部54に表示されたフレーム画像を見てポジショニング等の確認を行い、撮影により診断に適した画像が取得された(撮影OK)か、再撮影が必要(撮影NG)かの判断結果を入力部53により入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール50へ出力されるようにしても良い。入力部53により撮影NGの判断結果が入力されると、入力されたフレーム画像が記憶部52から削除される。この場合、再撮影が行われる。入力部53の所定の操作により撮影OKを示す判断結果が入力されると、処理はステップT7へ移行する。
【0108】
図11のステップT7においては、コンソール50において、解析に使用するフレーム画像の選択が行われる(ステップT7)。ここで、上述のように解析に必要となる枚数以上のフレーム画像を用いて解析を行うと、データ転送時間や解析処理時間がかかり、好ましくない。処理時間短縮のためには、撮影された一連のフレーム画像の中から解析に使用する枚数のフレーム画像を選択することが必要となる。一方、動態画像の解析は、動態周期や隣接するフレーム画像間での信号値の差分等に基づき行われるので、動態画像の解析結果を被写体の真の特徴量を表す結果とするには、被写体の動態1サイクル以上の枚数の、連続する一連のフレーム画像が必要である。そこで、ステップT7においては、解析に必要な枚数分の連続するフレーム画像を操作者が正しく選択するためのGUIとして選択用画面541を提供する。具体的には、選択枠541aを用いて選択させるようにすることで、連続しない1コマ毎の画像選択や、動態1サイクルに満たない選択を防止する。選択用画面541及びその動作については、第1の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0109】
解析に使用するフレーム画像が選択されると、送信する画像数がネットワーク通信部56により解析サーバ30に通知される(ステップT8)。なお、通知された画像数が解析に必要な画像数に満たない場合は、解析サーバ30からコンソール50に警告を送信することとしてもよい。
解析サーバ30においては、通知された画像数の画像データの受信が可能な状態となると、送信許可通知がコンソール50に送信される(ステップT9)。コンソール50においては、ネットワーク通信部56により解析サーバ30から送信許可通知が受信されると、選択されたフレーム画像の間引きデータが解析サーバ30へ送信される(ステップT10)。なお、選択された一連のフレーム画像の間引きデータに、患者情報、撮影順を示す番号等の情報が付帯される(例えば、DICOMマルチフォーマットのファイルフォーマットで画像データのヘッダ領域に書き込まれる)。
【0110】
解析サーバ30においては、コンソール50より通知された枚数の画像の取得が終了すると、取得完了通知がコンソール50に送信される(ステップT11)。そして、解析処理が実行される(ステップT11)。解析処理においては、第1の実施の形態で説明したように、ワーピング処理を行わないことが処理時間の短縮化の点から好ましい。解析処理の例は、第1の実施の形態において図6のステップS19で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0111】
解析が終了すると、解析結果のデータがコンソール50に送信される。コンソール50においては、解析結果のデータが診断対象として選択されている患者情報と対応付けて記憶部52に記憶され、撮影・解析処理Bは終了する。
【0112】
このように、オープンシステムにおいて、各小規模施設のコンソール50で選択用画面541を表示して解析に必要な枚数のフレーム画像を選択するようにすれば、各医療施設から解析サーバ30に送信するフレーム画像を解析に必要な枚数の連続するフレーム画像とすることができるので、フレーム画像の選択ミスにより動態の真の特徴量を提供できないといったことを防止することができる。
【0113】
以上説明したように、診断支援情報生成システムによれば、コンソール5(50)の制御部51は、撮影により得られた一連のフレーム画像が入力されると、撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から解析処理に使用するフレーム画像を入力部53により選択するための選択用画面であって、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示した選択用画面541aを表示する。
従って、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を操作者が容易かつ間違いなく選択することが可能となる。その結果、選択ミスにより被写体の動態の真の特徴量を算出できなかったという事態を防止することが可能となる。
【0114】
動態解析に必要なフレーム画像の枚数は、解析対象となる部位及び撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて算出され、算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aが選択用画面541上に表示される。従って、操作者は、解析対象となる部位やフレームレートに応じた枚数のフレーム画像を容易かつ間違いなく選択することが可能となる。
【0115】
選択用画面541においては、入力部53により一のフレーム画像が選択されると、選択されたフレーム画像を始点として解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示するので、操作者は、先頭の一のフレーム画像を選択するという簡単な操作で解析に使用する複数のフレーム画像を選択することが可能となる。
【0116】
選択用画面541においては、解析される項目に応じて一又は複数の選択枠を表示するので、解析される項目に応じた選択を行うことが可能となる。
【0117】
なお、上記第1及び第2の実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態においては、コンソール5やコンソール50において間引き処理を行うこととして説明したが、例えば、特許第4,546,174号公報のように、動態画像を撮影する撮影装置側(本実施形態ではFPD9a)でビニング処理や単純間引き処理を行い、処理済みのフレーム画像をコンソール5に送信することとしてもよい。このようにすれば、FPDとコンソールとの間での画像データの転送時間も短縮することができるので、更に好ましい。
【0118】
また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてHDDや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、CD-ROM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。
【0119】
その他、診断支援情報生成システム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。
【符号の説明】
【0120】
100 診断支援情報生成システム
1 ブッキー装置
11 制御部
12 検出器装着部
13 通信I/F
14 駆動部
15 バス
2 ブッキー装置
21 制御部
22 検出器装着部
23 通信I/F
24 駆動部
25 バス
3a 放射線源
3b 放射線源
3c 放射線源
4 クレードル
5 コンソール
51 制御部
52 記憶部
521 撮影管理テーブル
53 入力部
54 表示部
541 選択用画面
55 通信I/F
56 ネットワーク通信部
57 バス
9a FPD
9b FPD
91 制御部
92 検出部
93 記憶部
94 コネクタ
95 バッテリ
96 無線通信部
97 バス
6 操作卓
7 HIS/RIS
8 解析用WS
10 PACS
20 受付装置
50 コンソール
30 解析サーバ
200 診断支援情報生成システム
300 診断支援情報生成システム
【技術分野】
【0001】
本発明は、動態診断支援情報生成システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、動態撮影対応のFPD(Flat Panel Detector)を用いて被写体の動態撮影を行い、動態撮影で得られたフレーム画像に基づいて当該動態に関する特徴量を算出し、早期診断に向けて診断支援情報として医師に提供することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−298939号公報
【特許文献2】特開2009−153678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、動態を解析するには被写体の動態1サイクル以上のフレーム画像が必要となる。従って、撮影を行う技師は動態1サイクル以上の撮影を行い、得られた一連のフレーム画像の中から解析に用いるフレーム画像を選択することとなる。なお、撮影で得られた全フレーム画像を解析に用いてもよいが、データ通信や解析の処理時間が増大するので好ましくない。データを保存する場合は、更に保存に必要なメモリ量も増大することとなるので、好ましくない。
【0005】
しかしながら、動態解析は、一定周期で取得された一連の連続したフレーム画像に対して、撮影順が隣接するフレーム画像間での信号値の変化等に基づいて行われるので、撮影されたフレーム画像のなかから、例えば連続しない1コマ毎に選択が行われると、被写体の動態の真の特徴量が適切に算出できないか、もしくは、特徴量の計算精度が低下してしまう。動態1サイクル未満のフレーム画像で解析を行った場合も同様に、真の特徴量が算出できなくなってしまう。
【0006】
本発明の課題は、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を容易かつ間違いなく選択できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の動態診断支援情報生成システムは、
パルス照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記放射線源によりパルス照射され被写体を透過した放射線を検出して被写体の動態を示す一連のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された複数のフレーム画像に基づいて、前記被写体の動態に係る特徴量を算出し出力する解析手段と、
操作手段と、
前記撮影手段により撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から前記解析手段による解析に使用するフレーム画像を前記操作手段により選択するための選択用画面であって、前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択用画面を表示する表示手段と、
を備える。
【0008】
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、
前記解析手段において解析対象となる部位及び前記撮影手段における撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて前記解析手段による解析に必要なフレーム画像の枚数を算出する算出手段を備え、
前記表示手段は、前記算出手段により算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を前記選択用画面に表示する。
【0009】
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、
前記表示手段は、前記操作手段により一のフレーム画像が選択されると、前記選択されたフレーム画像を始点として前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択枠を表示する。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の発明において、
前記表示手段は、前記解析手段により解析される項目に応じて一又は複数の前記選択枠を表示し、当該表示する選択枠の少なくとも一つは前記算出手段により算出された枚数に基づいて表示する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を容易かつ間違いなく選択できるようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態に係る診断支援情報生成システムの全体構成を示す図である。
【図2】ブッキー装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図3】コンソールの機能的構成を示すブロック図である。
【図4】撮影管理テーブルのデータ格納例を示す図である。
【図5】FPDの機能的構成を示すブロック図である。
【図6】第1の実施の形態における診断支援情報生成システムの動作を示すフロー図である。
【図7】選択用画面の一例を示す図である。
【図8】最大流速比の解析結果を示す図である。
【図9】診断支援情報生成システムの変形例を示す図である。
【図10】第2の実施の形態における診断支援情報生成システムの全体構成を示す図である。
【図11】第2の実施の形態における診断支援情報生成システムの動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に係る診断支援情報生成システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の図示例のものに限定されるものではない。
【0014】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る診断支援情報生成システム100の全体構成例を示す図である。
図1に示す撮影室R1〜R3は、患者の身体の一部である被写体(すなわち患者の撮影部位)に放射線を照射して被写体の動態撮影又は静止画撮影を行うための室である。
動態撮影とは、被写体に対し、X線等の放射線をパルス的に連続照射して複数の画像を取得(即ち、連続撮影)することをいう。動態撮影では、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)を持つ被写体の動態を撮影する。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。
静止画撮影とは、従来のフィルム方式やCR方式と同様に撮影部位の濃度分解能に基づく診断に使用されるもので、被写体に対し、X線等の放射線を1回照射して一枚の静止画像を取得することをいう。
【0015】
撮影室R1は、単射及び連射が可能な放射線源3aが設けられた、被写体の動態撮影又は静止画撮影をするための室である。
撮影室R1には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3aと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が備えられている。
【0016】
撮影室R2は、単射のみが可能な放射線源3b及びポータブル撮影用の放射線源3cが設けられた、被写体の静止画撮影をするための室である。
撮影室R2には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3b、3cと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
【0017】
撮影室R3は、放射線源3bが設けられた、被写体の静止画撮影をするための室である。
撮影室R3には、例えば、立位撮影用のブッキー装置1と、臥位撮影用のブッキー装置2と、放射線源3bと、クレードル4と、コンソール5と、操作卓6と、アクセスポイントAPと、が設けられている。
【0018】
なお、各撮影室R1〜R3には前室Raと撮影実施室Rbが設けられ、前室Raにコンソール5及び操作卓6が備えられることで、撮影技師等の操作者の被曝を防止するようになっている。
【0019】
ブッキー装置1は、立位での撮影時にFPD9a又は9bを保持して撮影を行うための装置である。
図2に、ブッキー装置1の機能構成例を示す。図2に示すように、ブッキー装置1は、
制御部11と、検出器装着部12と、通信I/F13と、駆動部14とを備えて構成されている。
【0020】
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)により構成される。制御部11のROMには、ブッキー装置1の各部を制御するための各種処理プログラムや処理に必要なデータ、当該ブッキー装置1の識別情報であるブッキーID等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶されているプログラムとの協働によりブッキー装置1各部の動作を統括的に制御する。
例えば、制御部11は、検出器装着部12にFPD9a又は9bが装着されると、装着されたFPDにコネクタ12bを介してFPDID(FPDの識別情報)の送信要求を行い、FPDIDが受信されると、自己の識別番号であるブッキーIDをFPDIDに対応付けて通信I/F13を介してコンソール5に送信する。また、受信されたFPDIDを一時的にRAMに記憶する。
また、例えば、制御部11は、検出器装着部12からFPDが抜き取られると、通信I/F13を介してコンソール5にFPDIDを送信し、当該FPDIDの(撮影管理テーブル521からの)消去要求を行う。
【0021】
検出器装着部12は、FPD(FPD9a又はFPD9b)保持するための保持部12aと、保持部12aに装着されたFPDのコネクタ94と接続するためのコネクタ12bとを有する。コネクタ12bは、保持部12aに装着されたFPDとの間でデータ送受信を行ったり、FPDに電力を供給したりする。
【0022】
通信I/F13は、アクセスポイントAPを介してコンソール5等の外部機器と有線によりデータ送受信を行うためのインターフェースである。
【0023】
駆動部14は、図示しないフットスイッチ等の操作に応じて検出器装着部12を垂直方向又は水平方向に移動させる。
【0024】
ブッキー装置2は、臥位での撮影時にFPD9a又は9bを保持して撮影を行うための装置である。
ブッキー装置2は、制御部21と、検出器装着部22と、通信I/F23と、駆動部24とを備えて構成されている。制御部21、検出器装着部22、通信I/F23、駆動部24は、それぞれ上述の制御部11、検出器装着部12、通信I/F13、駆動部14と同様の構成であるので説明を援用する。更に、ブッキー装置2は、被写体を載置するための被写体台26を備える。
【0025】
放射線源3aは、単射及び連射(パルス照射)が可能な放射線発生装置である。放射線源3aは、例えば、撮影室R1、R3の天井から吊り下げられており、撮影時にはコンソール5からの指示に基づいて起動され、図示しない駆動機構によりにより所定の位置、向きに調整されるようになっている。そして、放射線の照射方向を変えることで、立位用のブッキー装置1又は臥位用のブッキー装置2に装着されたFPD9a又は9bに対して放射線を照射することができるようになっている。また、放射線源3aは、コンソール5からの指示に従って放射線を1回又は連続して照射し、静止画撮影又は動態撮影を行う。
【0026】
放射線源3bは、単射のみが可能な放射線発生装置である。放射線源3bは、例えば、撮影室R2の天井から吊り下げられており、撮影時にはコンソール5からの指示に基づいて起動され、図示しない駆動機構によりにより所定の位置、向きに調整されるようになっている。そして、放射線の照射方向を変えることで、立位用のブッキー装置1又は臥位用のブッキー装置2に装着されたFPD9a又は9bに対して放射線を照射することができるようになっている。また、放射線源3bは、コンソール5からの指示に従って放射線を1回照射し、静止画撮影を行う。
【0027】
放射線源3cは、移動可能なポータブル撮影用の放射線源である。放射線源3cは、単射のみが可能である。
【0028】
クレードル4は、装着されたFPDと接続するための図示しないコネクタを有し、FPDが装着されると、コネクタを介して装着されたFPDからFPDIDを取得して、コンソール5に通知する。
コンソール5は、当該FPDIDを取得すると、以後、当該FPDを自己の制御下におき、起動やスリープ遷移を制御する。
なお、本実施の形態においては、FPDを撮影室内に持ち込んだ際及び持ち出す際にクレードル4に装着することで、FPDの撮影室への侵入及び持ち出しをクレードル4を介してコンソール5で検知できるようになっている。
【0029】
コンソール5は、放射線源3a、3bやFPD9a、9bを制御することにより撮影を制御するための装置である。コンソール5は、LAN(Local Area Network)を介してHIS/RIS(Hospital Information System/ Radiology Information System)7、解析用WS8、PACS(Picture Archiving and Communication System)10等に接続されており、HIS/RIS7から送信された撮影オーダ情報に基づいて、コンソール5が対応付けられている(設置されている)撮影室でそのオーダの撮影が可能であるか否かを判断し、判断結果を表示する。そして、撮影が可能である場合、コンソール5は撮影に用いられる放射線源及びFPDを起動させる等の制御をして撮影を行わせる。
【0030】
図3に、コンソール5の要部構成例を示す。図3に示すように、コンソール5は、制御部51、記憶部52、入力部53、表示部54、通信I/F55、ネットワーク通信部56等を備えて構成されており、各部はバス57により接続されている。
【0031】
制御部51は、CPU、RAM等により構成される。制御部51のCPUは、記憶部52に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAM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する。
例えば、制御部51は、通信I/F55を介してFPDID及びブッキーIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521(図4参照)の受信されたブッキーIDに対応する領域にFPDIDを書き込む。制御部51は、通信I/F55を介してクレードル4からFPDIDが受信されると、記憶部52の撮影管理テーブル521のブッキーIDが対応付けられていない領域にFPDIDを書き込む。また、制御部51は、ブッキー装置1又は2を介して画像データが受信されると、画像受信時刻を撮影管理テーブル521の送信元のブッキー装置のブッキーIDに対応する領域に記憶させる。
【0032】
また、例えば、制御部51は、所定時間毎にネットワーク通信部56を介してHIS/RIS7に問い合わせを行い、新たにHIS/RIS7で登録された撮影オーダ情報を取得する。
また、例えば、制御部51は、後述する撮影・解析処理を実行する。
【0033】
記憶部52は、例えばHDD(Hard Disk Drive)や半導体の不揮発性メモリ等で構成
されている。
【0034】
記憶部52には、各種のプログラム及びデータが記憶されている。
例えば、記憶部52には、各撮影室における撮影を管理するための撮影管理テーブル521が記憶されている。
図4に、撮影管理テーブル521のデータ格納例を示す。図4に示すように、撮影管理テーブル521には、「ブッキーID」、「管球タイプ」、「FPDID」、「画像受信時刻」等の項目が設けられている。「ブッキーID」、「管球タイプ」の領域には、当該コンソール5が設置されている撮影室に設けられているブッキー装置及び放射線源のタイプの情報が予め設定されている。ブッキーIDに対応付けられている「FPDID」の領域は、そのブッキーIDに装着されているFPDを管理するための領域であり、ブッキー装置からFPDID及びブッキーIDが受信された際に、受信されたFPDIDがブッキーIDに対応付けて格納される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域は、撮影室に存在するFPDを管理するための領域であり、クレードル4からFPDIDが受信された際に、受信されたFPDIDが格納される。なお、ブッキー装置からFPDが抜き取られてFPDIDの消去要求が受信された場合には、制御部51により消去要求されたFPDIDのうち当該ブッキーIDに対応して格納されているFPDIDは消去される。また、ブッキーIDが対応付けられていない「FPDID」の領域に格納されているFPDIDがクレードル4から受信されると、制御部51によりそのFPDIDのFPDは撮影室から持ち出された(即ち、撮影室に存在しなくなった)と判断され、そのFPDIDは撮影管理テーブル521から消去される。また、「画像受信時刻」には、通信I/F55から画像データが受信された際に、その時刻が格納される。
【0035】
また、記憶部52には、画像データから患部を検出するための自動部位認識に基づく階調処理・周波数処理等の画像処理を行うためのプログラム等、各種のプログラムが記憶されているほか、撮影画像の画像データを部位毎の診断に適した画質に調整するための画像処理パラメータ(階調処理に用いる階調曲線を定義したルックアップテーブル、周波数処理の強調度等)等が記憶されている。
【0036】
また、記憶部52には、撮影の種類(動態又は静止画)と撮影部位との組み合わせに対応付けて放射線照射条件及び画像読取条件が記憶されている。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、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、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。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。
【0037】
また、記憶部52には、診断支援情報生成システム100に登録されている各FPD9a、9bのFPDIDと、そのFPDで撮影可能な撮影の種類(動態、静止画)とが対応付けて記憶されている。また、記憶部52には、診断支援情報生成システム100に登録されている各ブッキー装置1、2のブッキーIDと、そのブッキー装置で撮影可能な体位(立位又は臥位)とが対応付けて記憶されている。
【0038】
また、記憶部52は、所定時間毎にHIS/RIS7から送信される撮影オーダ情報を記憶する。
【0039】
入力部53は、文字入力キー、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、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部51に出力する。
【0040】
表示部54は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等のモニタを備えて構成されており、制御部51から入力される表示信号の指
示に従って、各種画面を表示する。
なお、表示部54の画面上に、透明電極を格子状に配置した感圧式(抵抗膜圧式)のタッチパネル(図示せず)を形成し、表示部54と入力部53とが一体に構成されるタッチスクリーンとしてもよい。この場合、タッチパネルは、手指やタッチペン等で押下された力点のXY座標を電圧値で検出し、検出された位置信号が操作信号として制御部51に出力されるように構成される。なお、表示部54は、一般的なPC(Personal Computer)に用いられるモニタよりも高精細のものであってもよい。
【0041】
通信I/F55は、ブッキー装置1、ブッキー装置2、放射線源3a〜3c、FPD9a又は9bとアクセスポイントAPを介して接続し、無線、または有線によりデータ送受信を行うためのインターフェースである。本実施形態において、通信I/F55はアクセスポイントAPを介して必要に応じてFPD9a、9bに対してポーリング信号を送信する。
【0042】
ネットワーク通信部56は、ネットワークインターフェース等により構成され、スイッチングハブを介して通信ネットワークNに接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。
【0043】
操作卓6は、撮影室内の放射線源に接続され、放射線照射指示を入力するための入力装置である。
【0044】
HIS/RIS7は、問診結果等に基づくオペレータによる登録操作に応じて撮影オーダ情報を生成する。撮影オーダ情報は、例えば被写体となる患者の氏名等の患者情報や、撮影部位、撮影方向、体位(立位、臥位)、撮影方法、解析要否、解析項目等の撮影予約に関する情報等を含んでいる。なお、撮影オーダ情報はここに例示したものに限定されず、これ以外の情報を含んでいてもよいし、上記に例示した情報のうちの一部でもよい。
【0045】
解析用WS8は、CPU、RAM等により構成される制御部と、解析用プログラムを記憶する記憶部と、入力部と、表示部と、通信ネットワークNを介してコンソール5等の外部機器とデータ送受信を行うための通信部とを備えて構成されるワークステーションである。解析用WS8は、制御部と記憶部に記憶されている解析用プログラムとの協働により、コンソール5から送信された一連のフレーム画像に基づいて解析処理を行い、解析結果をコンソール5に送信する。
【0046】
FPD9aは、パルス撮影照射可能な動態撮影及び静止画撮影対応の放射線検出器である。
図5に、FPD9aの機能構成例を示す。図5に示すように、FPD9aは、制御部91、検出部92、記憶部93、コネクタ94、バッテリ95、無線通信部96等を備えて構成され、各部はバス97により接続されている。
【0047】
制御部91は、CPU、RAM等により構成される。制御部91のCPUは、記憶部93に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAM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する。
例えば、制御部91は、コネクタ94を介して接続されたブッキー装置1又は2からの要求に応じてFPD9aの識別情報であるFPDIDを記憶部93から読み出して要求元のブッキー装置に送信する。
また、例えば、制御部91は、コンソール5から入力された画像読取条件に基づいて検出部92のスイッチング部を制御して、各放射線検出素子(以下、検出素子)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、検出部92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(静止画像又はフレーム画像)を生成する。そして、制御部91は、生成した画像データを、順次コネクタ94及びブッキー装置1又は2を介してコンソール5に出力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影終了後に、纏めてFPD9aからコンソール5に出力することとしても良い。
なお、FPD9aは、ブッキーに装填されない単体使用時には、バッテリ駆動及び無線通信する構成であるが、動態撮影の場合には、登録第4,561,730号公報に開示されているように、ブッキーを介した外部電力供給及び有線通信する構成に変更することが好ましい。これは、静止画撮影に比べ、データ転送容量や転送時間が圧倒的に増えるので、一のフレーム画像の転送中に他のフレーム画像の撮影(読取り)に対しノイズを与えないため、且つ、転送時間自体を短くするためであり、さらに、一連の撮影途中のバッテリ切れを防止するためである。
【0048】
検出部92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3a〜3cの何れかから照射されて少なくとも被写体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検出素子が二次元状に配列されている。検出素子は、フォトダイオード等の半導体イメージセンサにより構成される。各検出素子は、例えばTFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング部に接続され、スイッチング部により電気信号の蓄積及び読み出しが制御される。
なお、生成された静止画像又はフレーム画像を構成する各画素は、検出部92の各検出素子のそれぞれから出力された信号値(ここでは、濃度値と呼称する)を示す。
【0049】
記憶部93は、例えば半導体の不揮発性メモリ等で構成されている。記憶部93には、検出部92を制御するための各種プログラムや自己の識別情報であるFPDID等が記憶されている。また、記憶部93には、検出部92から出力された画像データが一時的に記憶される。
【0050】
コネクタ94は、ブッキー装置1、2側のコネクタと接続し、ブッキー装置1又は2とのデータ送受信を行う。また、コネクタ94は、ブッキー装置1又は2のコネクタから供給される電力を各機能部へ供給する。なお、バッテリ95を充電する構成としても良い。
【0051】
バッテリ95は、制御部91の制御に基づいて、FPD9aの各部に電力を供給する。バッテリ95としては、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充電自在な電池等を適用することができる。
【0052】
FPD9bは、FPD9aと同様に、制御部91、検出部92、記憶部93、コネクタ94、バッテリ95を備えて構成されるが、フレームレートの設定はできない。即ち、FPD9bは、静止画撮影のみが可能である。
また、単体での使用は勿論のこと、ブッキー装置に装填しても使用可能で、ブッキー装置に装填時には、コネクタ接続により、バッテリ/無線方式から、有線/電力供給方式に切り替えることができる。従い、複数の患者を連続的に静止画撮影する場合に於いても、バッテリ切れを気にする必要がなくなる。
【0053】
PACS10は、画像データ等を保存するサーバ装置と、当該サーバ装置から診断用の画像を取得して表示するための読影端末とを備えて構成される。PACS10のサーバ装置は、コンソール5から送信された画像データや解析結果のデータを撮影オーダ情報に対応付けて記憶する。
【0054】
次に、診断支援情報生成システム100における撮影動作について説明する。
図6に、診断支援情報生成システム100において実行される撮影・解析処理の流れを示す。図6のコンソール5側の処理は、コンソール5の制御部51と記憶部52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。解析用WS8側の処理は、解析用WS8の制御部と記憶部に記憶されている解析プログラムとの協働により実行される。
【0055】
まず、撮影技師等の操作者は、何れかの撮影室のコンソール5の入力部53を操作して撮影オーダ情報の一覧を表示する撮影オーダリスト画面を表示部54に表示させる。そして、入力部53を操作することにより撮影オーダリスト画面から撮影対象の撮影オーダ情報を指定する。
【0056】
コンソール5においては、入力部53により撮影対象の撮影オーダ情報が指定されると(ステップS1)、記憶部52の撮影管理テーブル521が参照され、当該コンソール5が設置されている撮影室で選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が可能であるか否かが判断される(ステップS2)。例えば、撮影オーダ情報により動態撮影が指示されていた場合、撮影管理テーブル521が参照され、その撮影室に、連射が可能な管球タイプの放射線源及び動態撮影対応のFPDが存在し、かつ、そのFPDが使用中ではない場合(画像受信時刻から予め定められた時間経過している場合)に、動態撮影が可能であると判断される。
【0057】
当該コンソール5が設置されている撮影室において、選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が可能であると判断されると(ステップS2;YES)、処理はステップS4に移行する。
【0058】
当該撮影室では選択された撮影オーダ情報に基づく撮影が不可能であると判断されると(ステップS2:NO)、表示部54に警告が表示される(ステップS3)。例えば、撮影オーダ情報により動態撮影が指示されているにもかかわらず、連射可能な管球が撮影室に存在していないと判断されると(図1の撮影室R2のような場合)、「この撮影室では撮影できません」等の警告が表示される。また、例えば、撮影オーダ情報により指定された体位を動態撮影するためのブッキー装置に動態撮影対応のFPD9aが装着されていないと判断されると、「立位(臥位)用のブッキー装置にFPD9aを装着してください」等の警告が表示される。そして、撮影・解析処理は終了する。なお、撮影オーダ情報により指定された体位を動態撮影するためのブッキー装置に動態撮影対応のFPD9aが装着されていない場合、動態撮影対応のFPDを該当するブッキー装置に装着すれば、撮影管理テーブル521の内容は更新される。従って、撮影可能と判断され、処理はステップS4に移行する。
なお、この場合、一旦、撮影室内でFPDの入替操作を行って、再度コンソールまで戻り、再度ステップS1の処理から行わせ、確実性を高めるフローとしても良い。
【0059】
ステップS4においては、指定された撮影オーダ情報の撮影が可能な放射線源及びFPDが起動され、使用されるブッキー装置に応じて放射線源の向き及び位置が調整される。撮影技師により被写体に応じてFPDやブッキー装置の位置等が調整されると、それに応じて放射線源の向き及び位置が調整される(ステップS4)。また、記憶部52から撮影する部位や動態撮影か静止画撮影かの別に応じた放射線照射条件及び画像読取条件が読み出され、放射線源に放射線照射条件が設定されるとともに、ブッキー装置を介してFPDに画像読取条件が設定される(ステップS5)。動態撮影の結果を用いて解析を行う場合は、診断に使用し得る解析精度を確保するため、フレームレートが3.75枚/秒以上に設定される。ここで、操作者は、肺野の動態撮影の場合、安静呼吸の動態を撮影するために被験者に楽にするように指示し、安静呼吸を続けるよう促す。撮影準備が整った時点で、技師は前室へ移動し、操作卓6を操作して放射線照射指示を入力する。
【0060】
操作卓6からの放射線照射指示が入力されると(ステップS6;YES)、撮影に使用される放射線源及びFPDが制御され、撮影が行われる(ステップS7)。
動態撮影の場合は、ステップS5で設定されたパルス間隔で放射線源3aにより放射線が照射され、ステップS5で設定されたフレームレートでFPD9aによりフレーム画像が取得される。予め定められたフレーム画像数の撮影が終了すると、制御部51により放射線源3a及びFPD9aに撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム画像数は、少なくとも動態1サイクルが撮影できる枚数である。撮影により取得されたフレーム画像はFPD9aからブッキー装置を介して順次コンソール5に入力される。
なお、撮影オーダ情報により解析が指示されていない場合には、オフセット補正用のダーク画像を読取り、コンソール5に入力することとしても良い。
静止画撮影の場合は、ステップS5で設定された条件で被写体の1枚の静止画像及びオフセット補正用の1または数枚のダーク画像が撮影される。撮影により取得された静止画像及びダーク画像は、FPDからブッキー装置を介してコンソール5に入力される。
【0061】
次いで、解析用WS8で解析を行うか否かが判断される(ステップS8)。ここで、解析用WS8において解析を行うか否かの判断は、例えば、ステップS1で指定された撮影オーダ情報に基づいて判断される。撮影オーダ情報により静止画撮影がオーダされていれば、解析は行わないと判断される。動態撮影がオーダされている場合は、撮影オーダ情報により解析が必要である旨を示す情報が含まれている場合に、解析が必要であると判断される。
【0062】
解析用WS8で解析を行わないと判断されると(ステップS8;NO)、撮影により得られた画像に対して補正処理が行われ(ステップS9)、処理はステップS10に移行する。ステップS9の補正処理においては、上述のダーク画像を用いたオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ(残像)補正処理等の補正処理が必要に応じて行われる。解析を行う場合は、処理時間の短縮化を優先するためにこれらの補正処理は省略しても良く、処理はステップS10に移行する。
本件発明者等は、動態解析においては、静止画のような個々の画素の絶対的出力値はあまり重要ではなく、個々の画素におけるフレーム間の相対的出力値(変動成分)に基づく特徴量の算出が基本となっているため、上記の補正処理の一部或いは全部を省略しても、補正処理を行った場合と略同等の解析結果を得ることが可能である知見を得た。従い、解析結果を得るまでの時間を短縮するため、一部或いは全部の補正処理を省略することできる。
【0063】
ステップS10においては、撮影により得られたフレーム画像又は静止画像が撮影オーダ情報と対応付けて記憶部52に記憶される(ステップS10)。なお、撮影に得られたフレーム画像には、撮影順を示す番号が付与され、各画像のヘッダ情報等に記憶される。
【0064】
次いで、順次入力された画像が間引き処理され、表示部54に表示される(ステップS11)。ここでいう間引き処理は、各フレーム画像や静止画像の画素数を減らす処理を指す。例えば、所定の画素間隔毎の画素で構成された間引き画像を作成する処理(単純間引き処理と呼ぶ)と、フレーム画像を所定サイズの画素ブロック単位、例えば、2mm×2mm角単位の小領域に分割し、各小領域内の画素の信号値の代表値(ここでは、平均信号値とする)を算出して小領域内の画素の信号値を算出された代表値に置き換えるビニング処理が含まれる。ビニング処理では、各小領域単位を一つの画素とみなして取り扱うことで、処理対象の画素数を低減することができる。ビニング処理では、動態画像の場合、各フレーム画像間の対応する各小領域は検出素子の同じ位置の出力を示す画素群からなるように分割が行われる。例えば、フレーム画像上の同一画素位置(0、0)を基点として2mm×2mm角で分割が行われる。なお、ビニング処理における各画素ブロックのサイズは、診断対象(即ち、解析対象)となる撮影部位に応じたサイズとすることが好ましい。また、後段で解析処理を行う場合には、解析により算出される特徴量に応じたサイズとすることが好ましい。また、ビニング処理では特異的なFPD検出素子の影響が緩和されるので、ビニング処理により間引きをすることが好ましい。
【0065】
次いで、間引きされたフレーム画像が表示部54に表示される(ステップS12)。
撮影技師は、表示された動態画像によりポジショニング等を確認し、撮影により診断に適した画像が取得された(撮影OK)か、再撮影が必要(撮影NG)か、を判断する。そして、入力部53を操作して、判断結果を入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール5へ出力されるようにしても良い。
【0066】
入力部53の所定の操作により撮影NGを示す判断結果が入力されると(ステップS13;NO)、記憶部52に記憶された一連のフレーム画像が削除され(ステップS14)、本処理は終了する。なお、この場合、再撮影が行われることとなる。
入力部53の所定の操作により撮影OKを示す判断結果が入力されると(ステップS13;YES)、解析を行うか否かが判断される(ステップS15)。解析を行うか否かの判断は、例えば、ステップS8で説明したのと同様の判断により行われる。解析を行わないと判断されると(ステップS15;NO)、撮影された静止画像又はフレーム画像が必要に応じて画像処理され、ネットワーク通信部56を介してPACS10のサーバ装置に送信される(ステップS16)。なお、PACS10のサーバ装置においては、受信された静止画像又はフレーム画像が撮影オーダ情報に対応付けて保存される。
【0067】
一方、解析を行うと判断されると(ステップS15;YES)、撮影により得られた一連のフレーム画像から解析に使用するフレーム画像を選択する処理が行われる(ステップS17)。
【0068】
ここで、ステップS17の処理について説明する。ステップS17においては、まず、表示部54に、撮影により得られた一連のフレーム画像のサムネイル画像(縮小画像)が撮影順に並べて表示された選択用画面541が表示される。図7に、選択用画面541の一例を示す。図7に示すように、選択用画面541には、一連のフレーム画像のサムネイル画像が並べて表示されているとともに、選択枠541aが表示されている。
【0069】
解析に必要となる枚数以上のフレーム画像を用いて解析を行うと、データ転送時間や解析処理時間がかかり、好ましくない。処理時間短縮のためには、撮影された一連のフレーム画像の中から解析に使用する枚数のフレーム画像を選択することが必要となる。一方、動態画像の解析は、後述するように、主として動態周期や隣接するフレーム画像間での信号値の差分等に基づき行われるので、動態画像の解析結果を被写体の真の特徴量を表す結果とするには、被写体の動態1サイクル以上の枚数の、連続する(撮影順が連続する)一連のフレーム画像が必要である。そこで、ステップS17においては、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を操作者が正しく選択するためのGUIとして選択用画面541を提供する。具体的には、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択するための選択枠541aを表示し、これ用いて選択させるようにすることで、連続しない1コマ毎の画像選択や、動態1サイクルに満たない選択を防止する。
【0070】
選択枠541aを表示するために、まず、制御部51において解析に必要な画像枚数nが算出される。例えば、記憶部52に平均的な成人等の動態周期を部位毎に記憶しておき、撮影に利用された画像読取条件に含まれるフレームレートと、解析対象の部位の動態周期とに基づいて、解析に必要な画像枚数nが算出される。例えば、肺の換気についての解析を行うのであれば、平均的な成人であれば呼吸周期が3.3秒前後であるので、フレームレートが5枚/秒であれば20枚、フレームレートが7.5枚/秒であれば30枚程度必要となる。解析に必要な枚数nが算出されると、撮影順が連続するn枚のフレーム画像のサムネイル画像を囲う選択枠541aが表示される。デフォルトでは、撮影順番が1番〜n番までが選択枠541aに囲まれて表示される。選択用画面541には、次ページボタン541a、最終ページボタン541c、確定ボタン541d等が設けられている。次ページボタン541aが押下されると、次のページが表示される。最終ページボタン541cが押下されると、最終ページが表示される。操作者により一のサムネイル画像が選択されると、選択されたフレーム画像を始点として撮影順が連続するn枚のフレーム画像のサムネイル画像を囲った選択枠541aが表示される。確定ボタン541dが押下されると、選択枠541aで囲まれたサムネイル画像のフレーム画像が解析に用いる画像として選択される。
なお、選択されたフレーム画像を始点とすると必要な枚数が確保できない場合がある。このような場合は、選択用画面541上に警告をポップアップ表示する。このポップアップ画面でフレーム画像数不足のまま解析を行うか、選択しなおすかをユーザに選択させるようにしてもよい。また、本実施の形態においては、解析に使用する始点となるフレーム画像を選択させることとしているが、最終画像をユーザに選択させる構成としてもよい。
【0071】
なお、解析項目によっては、動態1サイクル以上の連続するフレーム画像とともに、例えば肺野であれば最大呼気、最大吸気の画像が必要となる場合もある。このように、解析に必要なフレーム画像が複数種類存在する場合には、解析項目に応じて複数の選択枠を表示させるようにしてもよい。例えば、撮影順が連続する動態1サイクル以上の一連のフレーム画像とともに、例えば肺野であれば最大呼気、最大吸気の画像が必要となる場合、上述の選択枠541aの他、最大呼気の画像を選択するための選択枠、最大吸気の画像を選択するための選択枠を併せて表示することとしてもよい。この場合、例えば、入力部53のマウスにより移動させたい選択枠を指定してからフレーム画像のサムネイル画像をクリックすると、クリックされた画像が始点となるように指定された選択枠を移動させることができる。
【0072】
撮影された一連のフレーム画像から解析に使用するフレーム画像が選択されると、選択されたフレーム画像の間引きデータが撮影オーダ情報と対応付けられ、ネットワーク通信部56を介して解析用WS8に送信される(ステップS18)。例えば、選択された一連のフレーム画像の間引きデータのそれぞれに、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(フレーム間隔等)、撮影順を示す番号、フレーム枚数、撮影日時等の情報が付帯され(例えば、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)マルチフォーマットのファイルフォーマットで画像データのヘッダ領域に書き込まれ)、ネットワーク通信部56を介して解析用WS8に送信される。また、解析項目も併せて解析用WS8に通知される。
【0073】
解析用WS8においては、受信したフレーム画像に基づいて解析処理が行われる(ステップS19)。なお、解析に必要な枚数がコンソール5から送信されてこない場合は、解析用WS8からコンソール5に警告を送信することとしてもよい。
解析処理の内容は、撮影部位毎に異なる。ここでは、肺野の解析を行う場合を例にとり説明する。
【0074】
肺野の解析としては、肺野の局所的な動きを示す特徴量を算出する解析と、肺野全体の動きを示す特徴量を算出する解析とがある。また、換気機能を対象とする解析と、血流機能を対象とする解析とがある。
【0075】
肺野の換気機能による局所的な信号変化を示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(1)〜(6)の項目が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、下記においては、解析に必要な処理を明確にするため、撮影されたフレーム画像の生データ(RAWデータ)から特徴量を算出する処理内容について説明するが、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、すでに各フレーム画像に、間引き処理の1種であるビニング処理が施されている(即ち、所定サイズの小領域に分割され、小領域毎に信号値の平均化が行われている)。
【0076】
解析用WS8の解析処理においては、従来のようにワーピング処理を施してフレーム画像間の画素を対応付けて特徴量を算出するのではなく、ワーピング処理は施さずにFPD9aにおける同一位置の検出素子の出力を示す画素を互いに対応付けて特徴量の算出を行うことで、特徴量の精度を維持したまま処理時間を大幅に短縮する。
【0077】
(1)換気−フレーム間差分画像
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去処理
ビニング処理は、上述のように、各フレーム画像において、画像領域を所定サイズの画素ブロック単位の小領域に分割し、小領域毎に領域内画素の信号値の代表値、例えば、平均値を算出する(平均化する)処理である。なお、代表値としては、平均値に限らず、中央値、平均値、最頻値としてもよい。画素ブロックのサイズは、解析対象となる部位、及び/又は解析により算出される特徴量に応じたものとすることが解析精度向上の点から好ましい。
時間軸方向のローパスフィルタ処理は、換気による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、カットオフ周波数0.5Hzでフィルタリングする。
フレーム間差分処理は、一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同じ位置の検出素子から出力された領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、フレーム単位で、隣接するフレーム画像間で信号値の差分値を算出し、フレーム間差分画像を作成する処理である。
なお、フレーム間差分画像の静止画像を作成する場合は、肺野全体の濃度変化又は横隔膜の位置の変化を解析することにより一連のフレーム画像における吸気期間と呼気期間を算出し、小領域毎に吸気期間については正のフレーム間差分値の絶対値を積算し、呼気期間については負のフレーム間差分値の絶対値を積算した画像を作成する。
【0078】
(2)換気−波形描画
換気−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→波形描画
ビニング処理及び時間軸方向のローパスフィルタ処理は上述のとおりである(以下同じ)。
波形描画処理は、一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、横軸を撮影開始からの経過時間、縦軸を画素の平均信号値とした座標平面を作成して、各フレーム画像の撮影開始からの経過時間とその小領域について算出された平均信号値が交わる点をプロットすることより、換気量を示す信号値の時間変化を示す波形を描画する処理である。
【0079】
(3)換気−気流速度
気流速度は、各小領域の肺のやわらかさ(肺コンプライアンス)を示す特徴量である。気流速度は、一連のフレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→フレーム間差分値の代表値(最大値もしくは平均値)を算出
【0080】
なお、最大値を代表値とする場合、各小領域毎に、呼気期間と吸気期間のそれぞれの期間における気流速度の最大値を示す指標として、呼気期間、吸気期間における信号変化(フレーム間差分値)の最大値をそれぞれ算出し、その比(最大流速比)の分布を示すヒストグラムを作成するとともに、何れか1つのフレーム画像上の各小領域を最大流速比に応じた輝度もしくは色で示す画像を作成し、両者を並べて解析結果として提供してもよい。この解析を最大流速比のヒストグラム解析と呼ぶ。
最大流速比のヒストグラム解析では、図8に示すように、各小領域の吸気気流速度の最大値(絶対値)と呼気気流速度の最大値(絶対値)との比の値がヒストグラム表示されるとともに、COPDであるか否かの指標となる肺野全体での平均値や標準偏差が表示された画像が生成される。また、併せて静止画像上の各小領域を比の値に応じた輝度もしくは色で示すことで、異常個所の分布を医師が容易に把握できるような診断情報提供する。
【0081】
(4)換気量の振幅
換気量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
【0082】
(5)吸気遅延時間
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、肺野全体の濃度変化又は横隔膜位置の変化を解析することにより安静呼気位のフレーム画像を抽出し、各小領域毎に、安静呼気位のフレーム画像から、吸気時において安静呼気位の信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
【0083】
(6)吸気時間、呼気時間
吸気時間、呼気時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のローパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)、最小信号値(極小値)の算出→最大信号値から最小信号値までの時間を呼気時間、最小信号値から最大信号値までの時間を呼気時間として算出
【0084】
肺野内の血流による局所的な信号変化を示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(7)〜(10)が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、下記においては、撮影されたフレーム画像の生データ(RAWデータ)から特徴量を算出する処理内容について説明するが、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、すでに各画像にビニング処理が施されている(即ち、所定サイズの小領域に分割され、小領域毎に信号値の平均化が行われている)。
【0085】
(7)血流−フレーム間差分画像
フレーム間差分画像は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→フレーム間差分処理→ノイズ除去
時間軸方向のハイパスフィルタ処理は、血流による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、カットオフ周波数0.7Hzでフィルタリングする。その他は、上述の(1)換気−フレーム間差分画像で説明した処理と同様である。
【0086】
(8)血流−波形描画
血流−波形描画は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→各小領域毎の波形描画
ビニング処理及び時間軸方向のハイパスフィルタ処理は上述のとおりである(以下同じ)。
波形描画処理は、上述の(2)換気−波形描画で説明した処理と同様の処理である。
【0087】
(9)血流量の振幅
血流量の振幅は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、各小領域毎に、心拍1サイクル中の最大信号値(極大値)−最小信号値(極小値)の算出
【0088】
(10)心室収縮遅延時間
吸気遅延時間は、一連のフレーム画像に以下の処理を施すことによって算出される。
ビニング処理→時間軸方向のハイパスフィルタ処理→一連のフレーム画像の同じ画素位置の小領域(FPDの同一位置の検出素子から出力された画素ブロックの領域)を互いに対応付け、心室領域の濃度変化又は心壁位置の変化を解析することにより心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像を抽出し、各小領域毎に、心室拡張期の終わりに相当するフレーム画像から、心室収縮期において心室拡張期の終わりの信号値との差が所定の閾値以上となるまでの時間の算出
【0089】
肺野全体の動きを示す特徴量を算出する解析としては、例えば、下記の(11)〜(15)が挙げられる。以下、各特徴量毎に、その算出方法の手順について簡単に説明する。なお、本実施の形態においては、解析用WS8へのフレーム画像送信時のデータ量の削減及び処理時間の短縮化の観点から、各フレーム画像にビニング処理が施されているが、ビニング処理は行っても行わなくても下記特徴量は算出可能である。
【0090】
(11)横隔膜移動量解析
横隔膜移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から横隔膜の位置を抽出→各フレーム画像の横隔膜の位置を追跡し、移動量を算出
(12)胸郭移動量解析
胸郭移動量は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
画像解析により各フレーム画像から上部胸郭(上肋骨(第2〜第6肋骨))、下部胸郭(下肋骨(第7〜第10肋骨))の位置を抽出→各フレーム画像の上胸郭、下胸郭の位置を追跡し、移動量を算出する。
(13)呼吸数、呼吸周期
呼吸数、呼吸周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた横隔膜位置(肺尖から横隔膜までの距離)の変化若しくはローパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より呼吸周期を求め、呼吸周期の逆数から単位時間当たりの呼吸数を算出する。
(14)心拍数、心周期
心拍数、心周期は、撮影された各フレーム画像に、以下の処理を施すことによって算出される。
各フレーム画像から画像解析により求めた心壁位置の変化若しくはハイパスフィルタ処理後の肺野全体の信号変化(信号値(平均信号値)の極大値から次の極小値までの時間間隔)より心周期を求め、心周期の逆数から単位時間当たりの心拍数を算出する。
(15)スパイロ検査相当の値の算出
横隔膜位置の時間変化波形を算出し、FEV1.0%(一秒率)相当の値を算出する。
胸郭と横隔膜位置の変化から肺野面積の変化量を算出し、別途測定した胸厚の変化量を乗ずることで、VC(肺活量)相当の値を算出する。
【0091】
解析処理が終了すると、解析用WS8において、解析結果のデータが通信ネットワークNを介してコンソール5に送信される(ステップS20)。コンソール5においては、ネットワーク通信部56により解析結果のデータが受信されると、受信された解析結果のデータが撮影オーダ情報と対応付けられてPACS10に送信される(ステップS21)。そして、撮影・解析処理は終了する。なお、特徴量の解析に使用した各フレーム画像データに関しては、静止画のような濃度諧調ベースの病変部読影には使用できないものであるので、保存データ容量削減の観点から、保存せず、算出された特徴量データのみを保存することが好ましい。また、解析用WS8にて、解析結果のデータと、コンソール5か受信した撮影オーダ情報を対応付け、これらのデータを解析用WS8からPACS10に送信する構成としても良い。
【0092】
PACS10においては、受信された解析結果データが撮影オーダ情報に対応付けてサーバ装置のHDD等に記憶される。そして、読影用端末からの要求に応じて読影用端末表示部に解析結果が表示される。
【0093】
なお、上記第1の実施の形態においては、各撮影室にコンソール5を配置し、各撮影室のコンソール5で撮影室内における撮影を制御することとして説明したが、図9に示す診断支援情報生成システム200のように、撮影室の外に1又は複数のコンソール5を設置して各撮影室の操作卓6及びアクセスポイントAPと接続可能な構成とし、各コンソール5が撮影室R1〜R3の何れの撮影についても制御できるようにしてもよい。
【0094】
また、診断支援情報生成システム100、200では、解析用WS8をコンソール5とは別体で設ける構成としているが、コンソール5が解析用プログラムを備えて解析処理を行う構成としてもよい。このようにすれば、コンソール5から解析用WS8へ画像データを送信する時間を省くことが可能となるとともに、他のコンソール5による解析処理によって処理が遅れるといった事態も防止することができる。
【0095】
また、上記実施の形態においては、コンソール5において解析に必要なフレーム画像の枚数を算出して選択枠541aを表示することとして説明したが、解析用WS8において必要なフレーム画像数を算出してコンソール5に通知するようにしてもよい。
【0096】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
まず、構成について説明する。
図10に、第2の実施の形態における診断支援情報生成システム300の全体構成を示す。診断支援情報生成システム300は、開業医やクリニック等の小規模施設において撮影された動態画像を解析センタの解析サーバ30で解析し、小規模施設に解析結果を提供するシステムである。なお、小規模施設の数は、特に限定されない。第1の実施の形態で説明したように、ワーピング処理を施さない場合、解析処理を行う側でFPDの画素サイズや個々の画素のダイナミックレンジ等を考慮する必要がない。そのため、各施設で使用しているFPDの型式を問わず、以下に説明するようにオープンシステムで解析処理を提供することができる。
【0097】
図10に示すように、小規模施設内の受付には受付装置20が設けられ、診察室にはコンソール50が設けられ、撮影室には第1の実施の形態で説明した撮影室内の装置(ブッキー装置1、2、放射線源3a、FPD9a等)が設けられている。コンソール50は、受付装置20及びブッキー装置とLAN等を介して接続されている。また、コンソール50は、インターネットPN等を介して解析サーバ30と接続可能に構成されている。
【0098】
受付装置20は、来院した患者の受付登録、会計計算、保険点数計算等を行うためのコンピュータ装置である。受付装置20は、受付番号、患者情報(「患者ID」、「氏名」、「生年月日」、「性別」、「年齢」、「住所」、「電話番号」、「被保険者番号」等)が入力されると、入力された受付番号及び患者情報をコンソール50に送信する。
【0099】
コンソール50は、撮影室内の各装置を制御して撮影を行う。また、解析サーバ30と通信接続し、動態画像の解析結果を取得し、表示する。
コンソール50の構成は、図3に示すコンソール5と同様に、制御部51、記憶部52、入力部53、表示部54、通信I/F55、ネットワーク通信部56等を備えて構成され、各部はバス57により接続されている。
コンソール50の記憶部52には、コンソール50に対応する各種プログラムが記憶されており、制御部51は、当該プログラムに従って後述する撮影・解析処理Bをはじめとする各種処理を実行する。なお、コンソール50においては、撮影管理テーブル521は不要である。また、ネットワーク通信部56は、スイッチングハブを介して接続された施設内の装置のほか、インターネットPNを介して解析サーバ30等の外部機器と通信接続可能である。その他コンソール50の各部の構成は、コンソール5と同様であるので説明を援用する。
【0100】
撮影室内の各装置の構成は、第1の実施の形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0101】
解析サーバ30は、外部の解析センタに設けられたサーバ装置である。解析サーバ30は、CPU等により構成される制御部、解析用プログラムが記憶された記憶部、入力部、記憶部、通信部等を備えて構成されている。解析サーバ30は、コンソール50からの要求に応じて制御部と記憶部に記憶されている解析用プログラムとの協働により撮影・解析処理Bを行い、解析結果をコンソール50に送信する。なお、解析サーバ30は、上述の解析用WS8と同様に、ワーピング処理を施さない。ワーピング処理を施す場合、解析サーバ30側で各社のFPDの画素サイズや個々の画素のダイナミックレンジ、照射量等が必要となるが、ワーピング処理を省略するので各社のFPDに対応することができる。また、解析処理の処理時間を大幅に低減することができる。
【0102】
次に、診断支援情報生成システム300における動作について説明する。
上述のように、患者が来院すると、受付担当により患者に受付番号が付与され、受付装置20において受付番号、患者情報等が入力される。受付装置20の制御部においては、患者の受付番号及び患者情報等が入力部により入力されると、入力された情報が記憶部に記憶されて受付登録が行われるとともに、入力された情報(受付リスト情報)が通信部によりコンソール50に送信される。コンソール50の制御部51においては、受付装置20からネットワーク通信部56により受付リスト情報が受信されると、受信された受付リスト情報が記憶部52に記憶される。また、入力部53からの操作に応じて、本日の受付リスト情報の一覧が表示部54に表示される。
【0103】
受付番号が付与された患者が診察室に移動すると、医師は、入力部53を操作して、表示部54に表示された受付リスト情報から診察対象の患者の受付リスト情報を選択する。コンソール50においては、受付リスト情報から一の受付リストが選択されると、選択された受付リストに対応する患者の診断用画面が表示部54に表示される。診断用画面は、例えば、当該患者について撮影された画像の表示欄、診療情報の入力欄等を有する画面である。次いで、医師は、患者に対し問診を行い、実施する撮影を決定する。問診により動態画像の撮影及び解析が必要であると判断した場合には、医師は入力部53を操作して、コンソール50に以下の撮影・解析処理Bを実行させる。
【0104】
以下、撮影・解析処理Bについて説明する。
図11に、診断支援情報生成システム300において実行される動態解析処理の流れを示す。撮影・解析処理Bのコンソール50側の処理は、コンソール50の制御部51と記憶部52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。解析サーバ30側の処理は、解析サーバ30の制御部と記憶部に記憶されているプログラムとの協働より実行される。
【0105】
まず、コンソール50において、ネットワーク通信部56により解析サーバ30へのアクセスが行われ、動態解析開始が要求される(ステップT1)。
解析サーバ30においては、動態解析開始要求が受信されると、コンソール50に対し、解析対象の部位、特徴量、及び使用するFPDのフレームレートの問い合わせが行われる(ステップT2)。
コンソール50においては、解析対象の部位、特徴量(解析対象項目)、及び使用するFPDのフレームレートの情報が取得され、ネットワーク通信部56により解析サーバ30に送信される(ステップT3)。ステップT3では、解析サーバ30からの問い合わせ内容が表示部54に表示され、医師が解析対象の部位及び特徴量、使用するFPD9aのフレームレートを入力部53により入力すると、入力した情報がネットワーク通信部56により解析サーバ30に送信される。特徴量としては、例えば、解析対象が肺野である場合、第1の実施の形態の図6のステップS19において説明した(1)〜(15)の項目特徴量が挙げられる。
【0106】
解析サーバ30においては、コンソール50から解析対象の部位、特徴量及びフレームレートが受信されると、解析に必要なフレーム画像数が算出され、コンソール50に通知される(ステップT4)。解析に必要なフレーム画像数の算出については、例えば、図6のステップS17で説明したのと同様である。即ち、解析サーバ30の記憶部に平均的な成人等の動態周期を部位毎に記憶しておき、フレームレートと解析対象の部位の動態周期に基づいて解析に必要なフレーム画像数が算出される。
【0107】
コンソール50においては、撮影に必要なフレーム画像数が通知されると、通知されたフレーム画像数、撮影部位、体位等が入力部53により入力される(ステップT5)。そして、入力された情報に基づいて、撮影処理が行われる(ステップT6)。
撮影処理は、図6のステップS4〜S13(又はS14)の処理と略同様の処理である。ここでは、医師や撮影技師等の撮影実施者は、患者を撮影室に連れて行き、撮影する体位のブッキー装置(1又は2)にFPD9aを装着する。コンソール50においては、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3a及びブッキー装置(1又は2)が起動され、放射線源3aの位置及び向きが調整される。また、入力されたフレーム画像数、撮影部位、体位に基づいて、放射線源3aに放射線照射条件が設定され、FPD9aに画像読取条件が設定される。動態撮影の結果を用いて解析を行う場合は、診断に使用し得る解析精度を確保するため、フレームレートが3.75枚/秒以上に設定される。操作卓6から放射線照射指示が入力されると、コンソール50により放射線源3a及びFPD9aが制御され、動態撮影が行われる。入力されたフレーム画像数+αの撮影が終了すると、撮影動作が停止される。
撮影により取得されたフレーム画像は順次FPD9aのコネクタ94によりブッキー装置を介してコンソール50に入力される。入力されたフレーム画像は、記憶部52に記憶され、間引き処理が行われる。間引き処理は、ビニング処理及び/又は単純間引き処理である。何れの間引き処理を行うか、及び、ビニングする画素数(ブロックサイズ)もしくは単純間引きの画素間隔は、解析サーバ30が受信した解析対象の部位及び特徴量に応じた値が、フレーム画像数と併せて、撮影前に解析サーバ30からコンソール50へ通知されるようにしてもよい。間引き後の画像は表示部54に表示される。撮影実施者は、表示部54に表示されたフレーム画像を見てポジショニング等の確認を行い、撮影により診断に適した画像が取得された(撮影OK)か、再撮影が必要(撮影NG)かの判断結果を入力部53により入力する。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、一旦FPD9aの記憶部93に記憶され、全撮影の終了後に纏めてFPD9aからコンソール50へ出力されるようにしても良い。入力部53により撮影NGの判断結果が入力されると、入力されたフレーム画像が記憶部52から削除される。この場合、再撮影が行われる。入力部53の所定の操作により撮影OKを示す判断結果が入力されると、処理はステップT7へ移行する。
【0108】
図11のステップT7においては、コンソール50において、解析に使用するフレーム画像の選択が行われる(ステップT7)。ここで、上述のように解析に必要となる枚数以上のフレーム画像を用いて解析を行うと、データ転送時間や解析処理時間がかかり、好ましくない。処理時間短縮のためには、撮影された一連のフレーム画像の中から解析に使用する枚数のフレーム画像を選択することが必要となる。一方、動態画像の解析は、動態周期や隣接するフレーム画像間での信号値の差分等に基づき行われるので、動態画像の解析結果を被写体の真の特徴量を表す結果とするには、被写体の動態1サイクル以上の枚数の、連続する一連のフレーム画像が必要である。そこで、ステップT7においては、解析に必要な枚数分の連続するフレーム画像を操作者が正しく選択するためのGUIとして選択用画面541を提供する。具体的には、選択枠541aを用いて選択させるようにすることで、連続しない1コマ毎の画像選択や、動態1サイクルに満たない選択を防止する。選択用画面541及びその動作については、第1の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0109】
解析に使用するフレーム画像が選択されると、送信する画像数がネットワーク通信部56により解析サーバ30に通知される(ステップT8)。なお、通知された画像数が解析に必要な画像数に満たない場合は、解析サーバ30からコンソール50に警告を送信することとしてもよい。
解析サーバ30においては、通知された画像数の画像データの受信が可能な状態となると、送信許可通知がコンソール50に送信される(ステップT9)。コンソール50においては、ネットワーク通信部56により解析サーバ30から送信許可通知が受信されると、選択されたフレーム画像の間引きデータが解析サーバ30へ送信される(ステップT10)。なお、選択された一連のフレーム画像の間引きデータに、患者情報、撮影順を示す番号等の情報が付帯される(例えば、DICOMマルチフォーマットのファイルフォーマットで画像データのヘッダ領域に書き込まれる)。
【0110】
解析サーバ30においては、コンソール50より通知された枚数の画像の取得が終了すると、取得完了通知がコンソール50に送信される(ステップT11)。そして、解析処理が実行される(ステップT11)。解析処理においては、第1の実施の形態で説明したように、ワーピング処理を行わないことが処理時間の短縮化の点から好ましい。解析処理の例は、第1の実施の形態において図6のステップS19で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【0111】
解析が終了すると、解析結果のデータがコンソール50に送信される。コンソール50においては、解析結果のデータが診断対象として選択されている患者情報と対応付けて記憶部52に記憶され、撮影・解析処理Bは終了する。
【0112】
このように、オープンシステムにおいて、各小規模施設のコンソール50で選択用画面541を表示して解析に必要な枚数のフレーム画像を選択するようにすれば、各医療施設から解析サーバ30に送信するフレーム画像を解析に必要な枚数の連続するフレーム画像とすることができるので、フレーム画像の選択ミスにより動態の真の特徴量を提供できないといったことを防止することができる。
【0113】
以上説明したように、診断支援情報生成システムによれば、コンソール5(50)の制御部51は、撮影により得られた一連のフレーム画像が入力されると、撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から解析処理に使用するフレーム画像を入力部53により選択するための選択用画面であって、解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示した選択用画面541aを表示する。
従って、動態撮影により取得された一連のフレーム画像の中から動態解析に必要なフレーム画像を操作者が容易かつ間違いなく選択することが可能となる。その結果、選択ミスにより被写体の動態の真の特徴量を算出できなかったという事態を防止することが可能となる。
【0114】
動態解析に必要なフレーム画像の枚数は、解析対象となる部位及び撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて算出され、算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aが選択用画面541上に表示される。従って、操作者は、解析対象となる部位やフレームレートに応じた枚数のフレーム画像を容易かつ間違いなく選択することが可能となる。
【0115】
選択用画面541においては、入力部53により一のフレーム画像が選択されると、選択されたフレーム画像を始点として解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠541aを表示するので、操作者は、先頭の一のフレーム画像を選択するという簡単な操作で解析に使用する複数のフレーム画像を選択することが可能となる。
【0116】
選択用画面541においては、解析される項目に応じて一又は複数の選択枠を表示するので、解析される項目に応じた選択を行うことが可能となる。
【0117】
なお、上記第1及び第2の実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態においては、コンソール5やコンソール50において間引き処理を行うこととして説明したが、例えば、特許第4,546,174号公報のように、動態画像を撮影する撮影装置側(本実施形態ではFPD9a)でビニング処理や単純間引き処理を行い、処理済みのフレーム画像をコンソール5に送信することとしてもよい。このようにすれば、FPDとコンソールとの間での画像データの転送時間も短縮することができるので、更に好ましい。
【0118】
また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてHDDや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、CD-ROM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。
【0119】
その他、診断支援情報生成システム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。
【符号の説明】
【0120】
100 診断支援情報生成システム
1 ブッキー装置
11 制御部
12 検出器装着部
13 通信I/F
14 駆動部
15 バス
2 ブッキー装置
21 制御部
22 検出器装着部
23 通信I/F
24 駆動部
25 バス
3a 放射線源
3b 放射線源
3c 放射線源
4 クレードル
5 コンソール
51 制御部
52 記憶部
521 撮影管理テーブル
53 入力部
54 表示部
541 選択用画面
55 通信I/F
56 ネットワーク通信部
57 バス
9a FPD
9b FPD
91 制御部
92 検出部
93 記憶部
94 コネクタ
95 バッテリ
96 無線通信部
97 バス
6 操作卓
7 HIS/RIS
8 解析用WS
10 PACS
20 受付装置
50 コンソール
30 解析サーバ
200 診断支援情報生成システム
300 診断支援情報生成システム
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルス照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記放射線源によりパルス照射され被写体を透過した放射線を検出して被写体の動態を示す一連のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された複数のフレーム画像に基づいて、前記被写体の動態に係る特徴量を算出し出力する解析手段と、
操作手段と、
前記撮影手段により撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から前記解析手段による解析に使用するフレーム画像を前記操作手段により選択するための選択用画面であって、前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択用画面を表示する表示手段と、
を備える動態診断支援情報生成システム。
【請求項2】
前記解析手段において解析対象となる部位及び前記撮影手段における撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて前記解析手段による解析に必要なフレーム画像の枚数を算出する算出手段を備え、
前記表示手段は、前記算出手段により算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を前記選択用画面に表示する請求項1に記載の動態診断支援情報生成システム。
【請求項3】
前記表示手段は、前記操作手段により一のフレーム画像が選択されると、前記選択されたフレーム画像を始点として前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択枠を表示する請求項1又は2に記載の動態診断支援情報生成システム。
【請求項4】
前記表示手段は、前記解析手段により解析される項目に応じて一又は複数の前記選択枠を表示し、当該表示する選択枠の少なくとも一つは前記算出手段により算出された枚数に基づいて表示する請求項2又は3に記載の動態診断支援情報生成システム。
【請求項1】
パルス照射可能な放射線源と、2次元状に配置された複数の検出素子を有し前記放射線源によりパルス照射され被写体を透過した放射線を検出して被写体の動態を示す一連のフレーム画像を生成する放射線検出器と、を有する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された複数のフレーム画像に基づいて、前記被写体の動態に係る特徴量を算出し出力する解析手段と、
操作手段と、
前記撮影手段により撮影された一連のフレーム画像の縮小画像を表示して当該一連のフレーム画像の中から前記解析手段による解析に使用するフレーム画像を前記操作手段により選択するための選択用画面であって、前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択用画面を表示する表示手段と、
を備える動態診断支援情報生成システム。
【請求項2】
前記解析手段において解析対象となる部位及び前記撮影手段における撮影時のフレームレートのうち少なくとも一つに基づいて前記解析手段による解析に必要なフレーム画像の枚数を算出する算出手段を備え、
前記表示手段は、前記算出手段により算出された枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を前記選択用画面に表示する請求項1に記載の動態診断支援情報生成システム。
【請求項3】
前記表示手段は、前記操作手段により一のフレーム画像が選択されると、前記選択されたフレーム画像を始点として前記解析手段による解析に必要な枚数の連続するフレーム画像を一括して選択可能な選択枠を表示する選択枠を表示する請求項1又は2に記載の動態診断支援情報生成システム。
【請求項4】
前記表示手段は、前記解析手段により解析される項目に応じて一又は複数の前記選択枠を表示し、当該表示する選択枠の少なくとも一つは前記算出手段により算出された枚数に基づいて表示する請求項2又は3に記載の動態診断支援情報生成システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図9】
【図10】
【図11】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図9】
【図10】
【図11】
【図7】
【図8】
【公開番号】特開2012−110397(P2012−110397A)
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−259646(P2010−259646)
【出願日】平成22年11月22日(2010.11.22)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月22日(2010.11.22)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
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