圖像處理裝置和程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于顯示人體或動(dòng)物的身體中的對(duì)象區(qū)域被攝影的運(yùn)動(dòng)圖像的圖像處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)使用X線等對(duì)內(nèi)臟、骨骼等所包含的人體等的患部進(jìn)行攝影來(lái)進(jìn)行各種檢查、診斷。而且，近年，通過(guò)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，能夠比較容易地獲取使用X線等捕捉了患部的活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像。
[0003]于是，能夠利用FPD (flat panel detector:平板探測(cè)器)等半導(dǎo)體圖像傳感器對(duì)包括診斷對(duì)象區(qū)域的被攝體的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行攝影，因此能夠?qū)嵤┰谝酝幕赬線攝影的靜止圖像攝影和診斷中無(wú)法實(shí)施的基于診斷對(duì)象區(qū)域的活動(dòng)分析的診斷。
[0004]在實(shí)施基于運(yùn)動(dòng)圖像的診斷時(shí)，例如存在將同一被攝體的攝影時(shí)期不同的運(yùn)動(dòng)圖像彼此進(jìn)行比較的情況、將被攝體不同的運(yùn)動(dòng)圖像彼此進(jìn)行比較的情況。在這種情況下，由于攝影定時(shí)引起的相位的偏移、活動(dòng)速度的不同，存在難以簡(jiǎn)單地比較多個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像的問(wèn)題。
[0005]因此，近年提出了用于一邊將多個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行比較一邊進(jìn)行診斷的技術(shù)。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的技術(shù)中公開(kāi)了如下技術(shù):在運(yùn)動(dòng)圖像顯示技術(shù)中，識(shí)別對(duì)象物的一系列動(dòng)態(tài)中的相位，根據(jù)識(shí)別出的相位來(lái)重新排列構(gòu)成運(yùn)動(dòng)圖像的幀圖像，從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像顯示。具體地說(shuō)，在將胸部的正面圖像和側(cè)面圖像排列來(lái)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)，重新排列構(gòu)成它們的幀圖像，由此使兩者的相位一致地進(jìn)行顯示。
[0006]另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的技術(shù)中公開(kāi)了如下方法:在放射線圖像處理技術(shù)中，在放射線運(yùn)動(dòng)圖像攝影時(shí)同時(shí)拍攝光運(yùn)動(dòng)圖像，通過(guò)光運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)被檢體的活動(dòng)進(jìn)行分析，將多個(gè)放射線運(yùn)動(dòng)圖像的被檢體的活動(dòng)對(duì)齊地進(jìn)行顯示。具體地說(shuō)，基于被檢體的活動(dòng)，決定開(kāi)始多個(gè)放射線運(yùn)動(dòng)圖像的再現(xiàn)的幀圖像，以使被檢體的活動(dòng)對(duì)齊的方式?jīng)Q定幀圖像的顯示間隔。然后，在多個(gè)放射線運(yùn)動(dòng)圖像的顯示間隔的偏差為固定以上的情況下，對(duì)放射線運(yùn)動(dòng)圖像插入插值圖像。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-411號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008-206741號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]然而，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的以往技術(shù)中，由于將幀圖像重新排列來(lái)進(jìn)行加工，因此不會(huì)成為原來(lái)的一系列運(yùn)動(dòng)圖像，因此存在診斷性能降低的問(wèn)題。
[0011]另外，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的以往技術(shù)中，對(duì)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)圖像插入人工的插值圖像，因此存在產(chǎn)生由于該插值圖像的存在而錯(cuò)誤地進(jìn)行診斷的可能性的問(wèn)題。
[0012]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種在顯示人體或動(dòng)物的身體中的對(duì)象區(qū)域被攝影的運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)能夠適當(dāng)且高效地進(jìn)行多個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像間的比較診斷的圖像處理技術(shù)。
[0013]用于解決問(wèn)題的方案
[0014]基于本發(fā)明的圖像生成裝置具備:基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像獲取部，獲取捕捉了人體或動(dòng)物的對(duì)象區(qū)域的物理狀態(tài)周期性地變化的狀態(tài)的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像；參照運(yùn)動(dòng)圖像獲取部，獲取捕捉了人體或動(dòng)物的所述對(duì)象區(qū)域的物理狀態(tài)周期性地變化的狀態(tài)的、應(yīng)與所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像比較的參照運(yùn)動(dòng)圖像；基準(zhǔn)周期提取部，基于作為所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像中的所述對(duì)象區(qū)域的周期性的變化的第I周期性變化提取第I對(duì)象區(qū)域周期；參照周期提取部，基于作為所述參照運(yùn)動(dòng)圖像中的所述對(duì)象區(qū)域的周期性的變化的第2周期性變化提取第2對(duì)象區(qū)域周期；周期調(diào)整部，按每個(gè)所述第I對(duì)象區(qū)域周期或所述第2對(duì)象區(qū)域周期實(shí)施使所述第I周期性變化與所述第2周期性變化在特定的相位上同步的周期調(diào)整處理；以及顯示圖像生成部，生成顯示用圖像，該顯示用圖像顯示為能夠比較實(shí)施了所述周期調(diào)整處理后的所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像和所述參照運(yùn)動(dòng)圖像。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在顯示人體或動(dòng)物的身體中的對(duì)象區(qū)域被攝影的運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)能夠適當(dāng)且高效地進(jìn)行多個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像間的比較診斷的圖像處理技術(shù)。
[0017]該發(fā)明的目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)通過(guò)以下的詳細(xì)說(shuō)明和附圖變得更清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)100的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0019]圖2是說(shuō)明對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像間進(jìn)行比較診斷時(shí)的問(wèn)題的圖。
[0020]圖3是說(shuō)明對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像間進(jìn)行比較診斷時(shí)的問(wèn)題的圖。
[0021]圖4是說(shuō)明對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像間進(jìn)行比較診斷時(shí)的問(wèn)題的圖。
[0022]圖5是說(shuō)明對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像間進(jìn)行比較診斷時(shí)的問(wèn)題的圖。
[0023]圖6是表示第I實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置3的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024]圖7是例示通過(guò)放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影進(jìn)行攝影而得到的動(dòng)態(tài)圖像的圖。
[0025]圖8是例示肺野(lung field)區(qū)域的輪廓提取的示意圖。
[0026]圖9是例示肺野區(qū)域的特征點(diǎn)的位置的示意圖。
[0027]圖10是按時(shí)間序列示出呼吸信息的波形數(shù)據(jù)的示意圖。
[0028]圖11是例示心臟壁的變動(dòng)的示意圖。
[0029]圖12是例示心臟的橫寬的變動(dòng)循環(huán)的示意圖。
[0030]圖13是例示利用心電圖記錄儀4測(cè)量的波形的一部分的示意圖。
[0031]圖14是說(shuō)明呼吸周期的檢測(cè)方法的圖。
[0032]圖15是說(shuō)明呼吸周期的檢測(cè)方法的圖。
[0033]圖16是說(shuō)明呼吸周期的檢測(cè)方法的圖。
[0034]圖17是說(shuō)明呼吸周期的檢測(cè)方法的圖。
[0035]圖18是說(shuō)明呼吸周期的檢測(cè)方法的圖。
[0036]圖19是例示第I及第2肺野區(qū)域時(shí)間變化Tl、T2的圖。
[0037]圖20是說(shuō)明周期調(diào)整處理的圖。
[0038]圖21是說(shuō)明周期調(diào)整處理的圖。
[0039]圖22是說(shuō)明周期調(diào)整處理的圖。
[0040]圖23是說(shuō)明周期調(diào)整處理的圖。
[0041]圖24是例示顯示用圖像IG中的第I及第2肺野區(qū)域時(shí)間變化的圖。
[0042]圖25是說(shuō)明在第I實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)的圖像處理裝置3的基本動(dòng)作的流程圖。
[0043]圖26是表示第2實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置3A的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0044]圖27是說(shuō)明在第2實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)的圖像處理裝置3A的基本動(dòng)作的流程圖。
[0045]圖28是表示第3實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置3B的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0046]圖29是說(shuō)明第I周期一致處理的圖。
[0047]圖30是說(shuō)明第2周期一致處理的圖。
[0048]圖31是說(shuō)明第2周期一致處理的圖。
[0049]圖32是說(shuō)明在第3實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)的圖像處理裝置3B的基本動(dòng)作的流程圖。
[0050](附圖標(biāo)記說(shuō)明)
[0051]1:攝像裝置；2:攝影控制裝置；3、3A、3B:圖像處理裝置；4:心電圖記錄儀；31、31A、31B:控制部；34:顯示部；41:相位檢測(cè)部；100、100A、100B:放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)；200:運(yùn)動(dòng)圖像獲取部；210:基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像獲取部；220:參照運(yùn)動(dòng)圖像獲取部；300:周期提取部；310:基準(zhǔn)周期提取部；320:參照周期提取部；400、400A、400B:周期調(diào)整部；450:調(diào)整對(duì)象切換部；460:周期一致處理部；500:顯示圖像生成部；T1:第I對(duì)象區(qū)域時(shí)間變化；T2:第2對(duì)象區(qū)域時(shí)間變化；PC1:第I對(duì)象區(qū)域周期；PC2:第2對(duì)象區(qū)域周期；SG:基準(zhǔn)中貞圖像；RG:參照巾貞圖像；IG:顯不用圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0052]〈1.第I實(shí)施方式>
[0053]下面說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)。
[0054]<1-1.放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)〉
[0055]第I實(shí)施方式所涉及的放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)將人體或動(dòng)物的身體作為被攝體來(lái)進(jìn)行被攝體的對(duì)象區(qū)域的放射線動(dòng)態(tài)圖像的攝影。作為對(duì)象區(qū)域，例如列舉包括肺、心臟在內(nèi)的其狀態(tài)周期性地變化的區(qū)域。
[0056]圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)100具備攝像裝置1、攝影控制裝置2 (攝影用控制臺(tái))、圖像處理裝置3(診斷用控制臺(tái))以及心電圖記錄儀4。攝像裝置I及心電圖記錄儀4與攝影控制裝置2通過(guò)通信線纜等連接，攝影控制裝置2與圖像處理裝置3經(jīng)由LAN (LocalArea Network:局域網(wǎng))等通信網(wǎng)絡(luò)NT連接而構(gòu)成。構(gòu)成放射線動(dòng)態(tài)圖像攝影系統(tǒng)100的各裝置遵照DICOM(Digital Image and Communicat1ns in Medicine:醫(yī)學(xué)數(shù)字影像和通信)標(biāo)準(zhǔn)，各裝置間的通信依照DICOM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
[0057]<1-1-1.攝像裝置I的結(jié)構(gòu)>
[0058]攝像裝置I是例如由X線攝像裝置等構(gòu)成來(lái)對(duì)伴隨呼吸的被攝體M的胸部的動(dòng)態(tài)進(jìn)行攝影的裝置。動(dòng)態(tài)攝影是一邊對(duì)被攝體M的胸部反復(fù)照射X線等放射線、一邊按時(shí)間順序獲取多個(gè)圖像來(lái)進(jìn)行的。將通過(guò)該連續(xù)攝影來(lái)得到的一系列圖像稱(chēng)為動(dòng)態(tài)圖像(運(yùn)動(dòng)圖像)。另外，將構(gòu)成動(dòng)態(tài)圖像的多個(gè)圖像中的各個(gè)圖像稱(chēng)為幀圖像。
[0059]如圖1所示，攝像裝置I具備照射部(放射線源)11、放射線照射控制裝置12、攝像部(放射線檢測(cè)部)13、讀取控制裝置14、循環(huán)(cycle)檢測(cè)傳感器15以及循環(huán)檢測(cè)裝置16而構(gòu)成。
[0060]照射部11按照放射線照射控制裝置12的控制對(duì)被攝體M照射放射線(X線)。圖示例是人體用的系統(tǒng)，被攝體M相當(dāng)于檢查對(duì)象者。下面，將被攝體M還稱(chēng)為“被檢者”。
[0061]放射線照射控制裝置12連接于攝影控制裝置2，基于從攝影控制裝置2輸入的放射線照射條件對(duì)照射部11進(jìn)行控制來(lái)進(jìn)行放射線攝影。
[0062]攝像部13由FPD等半導(dǎo)體圖像傳感器構(gòu)成，將從照射部11照射并透過(guò)了被檢者M(jìn)的放射線變換為電信號(hào)(圖像信息)。
[0063]讀取控制裝置14連接于攝影控制裝置2。讀取控制裝置14基于從攝影控制裝置2輸入的圖像讀取條件對(duì)攝像部13的各像素的開(kāi)關(guān)部進(jìn)行控制，來(lái)對(duì)該各像素中蓄積的電信號(hào)的讀取進(jìn)行開(kāi)關(guān)，通過(guò)讀取攝像部13中蓄積的電信號(hào)來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)。然后，讀取控制裝置14將所獲取的圖像數(shù)據(jù)(幀圖像)輸出到攝影控制裝置2。圖像讀取條件是例如幀速率(frame rate)、幀間隔、像素大小、圖像大小(矩陣大小)等。幀速率是每秒獲取的幀圖像數(shù)量，與脈沖速率(pulse rate) 一致。幀間隔是在連續(xù)攝影中從一次幀圖像的獲取動(dòng)作開(kāi)始至下一個(gè)幀圖像的獲取動(dòng)作開(kāi)始為止的時(shí)間，與脈沖間隔一致。
[0064]在此，放射線照射控制裝置12與讀取控制裝置14相互連接，相互交換同步信號(hào)來(lái)使放射線照射動(dòng)作與圖像的讀取的動(dòng)作調(diào)諧。
[0065]循環(huán)檢測(cè)裝置16檢測(cè)被檢者M(jìn)的呼吸循環(huán)并輸出到攝影控制裝置2的控制部21。另外，循環(huán)檢測(cè)裝置16具備例如通過(guò)激光照射對(duì)被攝體M的胸部的活動(dòng)(被檢者M(jìn)的呼吸循環(huán))進(jìn)行檢測(cè)的循環(huán)檢測(cè)傳感器15以及測(cè)定由循環(huán)檢測(cè)傳感器15檢測(cè)出的呼吸循環(huán)的時(shí)間并輸出到控制部21的計(jì)時(shí)部(未圖示)。此外，在如后述那樣從圖像數(shù)據(jù)得到呼吸循環(huán)的信息的情況下，能夠省略循環(huán)檢測(cè)裝置16。
[0066]<1-1-2.攝影控制裝置2的結(jié)構(gòu)>
[0067]攝影控制裝置2將放射線照射條件、圖像讀取條件輸出到攝像裝置I來(lái)控制由攝像裝置I進(jìn)行的放射線攝影和放射線圖像的讀取動(dòng)作，并且顯示由攝像裝置I獲取的動(dòng)態(tài)圖像以用于由攝影師進(jìn)行的定位(posit1ning)的確認(rèn)、是否為適于診斷的圖像的確認(rèn)。
[0068]如圖1所示，攝影控制裝置2具備控制部21、存儲(chǔ)部22、操作部23、顯示部24以及通信部25而構(gòu)成，各部通過(guò)總線26被連接。
[0069]控制部21 由 CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)、RAM (Random AccessMemory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等構(gòu)成。控制部21的CPU根據(jù)操作部23的操作，讀出存儲(chǔ)部22中存儲(chǔ)的系統(tǒng)程序、各種處理程序并在RAM內(nèi)展開(kāi)，按照所展開(kāi)的程序執(zhí)行以后述的攝影控制處理為首的各種處理，對(duì)攝影控制裝置2各部的動(dòng)作、攝像裝置I的動(dòng)作進(jìn)行集中控制。
[0070]存儲(chǔ)部22由非易失性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤(pán)等構(gòu)成。存儲(chǔ)部22存儲(chǔ)由控制部21執(zhí)行的各種程序、通過(guò)程序執(zhí)行處理所需的參數(shù)或處理結(jié)果等數(shù)據(jù)。
[0071]操作部23具備包括光標(biāo)鍵、數(shù)字輸入鍵以及各種功能鍵等的鍵盤(pán)以及鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備而構(gòu)成，將對(duì)鍵盤(pán)的鍵操作、鼠標(biāo)操作或經(jīng)由觸摸面板輸入的指示信號(hào)輸出到控制部21。
[0072]顯示部24由彩色I(xiàn)XD (Liquid Crystal Display