图像处理装置以及程序的制作方法_2

文档序号:9492675阅读:来源:国知局
间范围包含于汇集时间范围内的预定数量的缩略图图像非显示的处理;以及显示汇集时间范围的缩略图图像的处理。即,在有多个要分析比较的缩略图图像时,能够将比较而判断为等同的时间范围作为1张缩略图图像。由此,能够减少不需要比较的缩略图图像的数量。因此,能够有效活用显示单元的显示器上的空间。
[0057]根据方案17记载的图像处理装置,显示单元进行根据由操作单元输入的设定信息,再生与运动图像比较用缩略图图像对应的动态图像的处理。由此,用户能够并行地进行缩略图图像(静止图像)的比较作业和动态图像视觉辨认作业。因此,能够适当并且高效地进行动态诊断。
[0058]根据方案18记载的图像处理装置,动态周期包括心拍周期或者呼吸周期中的任意一方的周期。由此,能够通过缩略图图像确定在心拍周期或者呼吸周期中发生异常的周期(时间段),所以能够仅进行发生了异常的时间段的动态诊断。因此,能够缩短动态诊断所需的时间,能够适当并且高效地进行。
[0059]根据方案19记载的程序,能够得到与方案1至方案18记载的发明相同的效果。
[0060]本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细的说明以及附图将更加明确。
【附图说明】
[0061]图1是示出第1实施方式的放射线动态图像摄影系统100的整体结构的图。
[0062]图2是说明血流动态诊断的课题的图。
[0063]图3是示出第1实施方式的图像处理装置3的功能结构的框图。
[0064]图4是例示通过放射线动态图像摄影而拍摄到的动态图像的图。
[0065]图5是说明心拍周期取得处理的示意图。
[0066]图6是说明心拍周期取得处理的示意图。
[0067]图7是说明时间范围设定处理的示意图。
[0068]图8是说明时间范围设定处理的不意图。
[0069]图9是说明时间范围设定处理的不意图。
[0070]图10是说明时间范围设定处理的示意图。
[0071]图11是说明时间范围设定处理的示意图。
[0072]图12是说明时间范围设定处理的示意图。
[0073]图13是说明时间范围设定处理的示意图。
[0074]图14是说明时间范围设定处理的示意图。
[0075]图15是说明时间范围设定处理的示意图。
[0076]图16是说明缩略图生成处理的示意图。
[0077]图17是说明缩略图显示方法的示意图。
[0078]图18是说明缩略图显示方法的示意图。
[0079]图19是说明缩略图显示方法的示意图。
[0080]图20是说明缩略图显示方法的示意图。
[0081]图21是说明缩略图显示方法的示意图。
[0082]图22是说明在第1实施方式中实现的图像处理装置3的基本动作的流程图。
[0083]图23是示出第2实施方式的时间范围设定部120A的功能结构的框图。
[0084]图24是说明第2实施方式中的说明时间范围设定处理的示意图。
[0085]图25是示出第3实施方式的图像处理装置3B的功能结构的框图。
[0086]图26是说明第3实施方式中的缩略图生成处理及其显示方法的示意图。
[0087](符号说明)
[0088]1:摄影装置;2:摄影控制装置;3、3A、3B:图像处理装置;31、31A、31B:控制部;32:存储部;33:操作部;34、34B:显示部;100:放射线动态图像摄影系统;110:动态图像取得部;115:周期分类部;120、120,、120A:时间范围设定部;121、121,、121A:第1时间范围设定部;122、122’、122A:第2时间范围设定部;123A:父时间范围设定部;124A:统计值计算部;125A:类似度计算部;126A:类似度判定部;130、130B:缩略图生成部;141、141B:统计值计算部;142、142B:像素值决定部;M:被摄体(被检者);M1、MI’:帧图像;PC:心拍周期;DFS:差分强调值;TR1:第1时间范围;TR2:第2时间范围;TRc:比较用的时间范围;SM1:第1像素统计值(像素统计值);SM2:第2像素统计值(像素统计值);SMc:(比较用的时间范围内的)像素统计值;SG1:第1缩略图图像;SG2:第2缩略图图像;SGlc、SG2c:比较用的缩略图图像。
【具体实施方式】
[0089]以下,本说明书中的“缩略图图像”这样的用语是指对动态图像中的作为预定的时间范围内的动态图像的内容的多个图像帧进行统计处理而得到的静止图像。
[0090]〈1.第1实施方式>
[0091]以下,说明本发明的第1实施方式的放射线动态图像摄影系统。
[0092]<1-1.放射线动态图像摄影系统的整体结构〉
[0093]第1实施方式的放射线动态图像摄影系统将人体或者动物的身体作为被摄体,针对被摄体的对象区域的物理的状态周期性地时间变化的状况进行放射线图像的摄影。
[0094]图1是示出第1实施方式的放射线动态图像摄影系统的整体结构的图。如图1所示,放射线动态图像摄影系统100具备摄影装置1、摄影控制装置2 (摄影用控制台)、图像处理装置3(诊断用控制台)以及心电图仪4。构成为摄影装置1以及心电图仪4通过通信电缆等与摄影控制装置2连接,摄影控制装置2和图像处理装置3经由LAN (Local AreaNetwork:局域网)等通信网络NT而连接。构成放射线动态图像摄影系统100的各装置遵照DICOM(Digital Image and Communicat1ns in Medicine:医学数字成像和通信)标准,依照DIC0M标准进行各装置之间的通信。
[0095]<1-1-1.摄影装置1的结构>
[0096]摄影装置1是例如由X射线摄影装置等构成、且对与呼吸相伴的被摄体Μ的胸部的动态进行摄影的装置。通过在对被摄体Μ的胸部反复照射X射线等放射线的同时按照时间顺序取得多个图像,从而进行动态摄影。将通过该连续摄影得到的一连串的图像称为动态图像。另外,将构成动态图像的多个图像的各个称为帧图像。
[0097]如图1所示,摄影装置1构成为具备照射部(放射线源)11、放射线照射控制装置12、摄像部(放射线检测部)13以及读取控制装置14。
[0098]照射部11依照放射线照射控制装置12的控制,对被摄体Μ照射放射线(X射线)。图示例是人体用的系统,被摄体Μ相当于检查对象者。以下,将被摄体Μ还称为“被检者”。
[0099]放射线照射控制装置12与摄影控制装置2连接,根据从摄影控制装置2输入的放射线照射条件来控制照射部11,进行放射线摄影。
[0100]摄像部13由FPD等半导体影像传感器构成,将从照射部11照射并透射了被检者Μ的放射线变换为电信号(图像信息)。
[0101]读取控制装置14与摄影控制装置2连接。读取控制装置14根据从摄影控制装置2输入的图像读取条件,控制摄像部13的各像素的开关部,切换积蓄在该各像素中的电信号的读取,读取积蓄在摄像部13中的电信号,从而取得图像数据。然后,读取控制装置14将取得的图像数据(帧图像)输出到摄影控制装置2。图像读取条件是例如帧速率、帧间隔、像素尺寸、图像尺寸(矩阵尺寸)等。帧速率是每1秒取得的帧图像数,与脉冲速率一致。帧间隔是在连续摄影中从1次帧图像的取得动作开始到下一次帧图像的取得动作开始的时间,与脉冲间隔一致。
[0102]此处,放射线照射控制装置12和读取控制装置14相互连接,相互交换同步信号来协调放射线照射动作和图像的读取的动作。
[0103]<1-1-2.摄影控制装置2的结构>
[0104]摄影控制装置2将放射线照射条件、图像读取条件输出到摄影装置1而控制利用摄影装置1进行的放射线摄影以及放射线图像的读取动作,并且显示通过摄影装置1取得的动态图像,用于由摄影技师确认定位以及确认是否是适合于诊断的图像。
[0105]如图1所示,摄影控制装置2构成为具备控制部21、存储部22、操作部23、显示部24以及通信部25,各部通过总线26连接。
[0106]控制部21 由 CPU (Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM (Random AccessMemory:随机访问存储器)等构成。控制部21的CPU根据操作部23的操作,读出存储在存储部22中的系统程序、各种处理程序并在RAM内展开,依照展开的程序执行后述的以摄影控制处理为首的各种处理,集中控制摄影控制装置2各部的动作、摄影装置1的动作。
[0107]存储部22由非易失性的半导体存储器、硬盘等构成。存储部22存储由控制部21执行的各种程序、通过程序执行处理所需的参数、或者处理结果等数据。
[0108]操作部23构成为具备具有光标键、数字输入键以及各种功能键等的键盘和鼠标等指示设备,将针对键盘的键操作、鼠标操作或者经由触摸面板输入的指示信号输出到控制部21。
[0109]显示部24由彩色IXD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)等监视器构成,依照从控制部21输入的显示信号的指示,显示来自操作部23的输入指示、数据等。
[0110]通信部25具备LAN适配器、调制解调器、TA(Terminal Adapter:终端适配器)等,控制与和通信网络NT连接的各装置之间的数据发送接收。
[0111]<1-1-3.图像处理装置3的结构>
[0112]图像处理装置3经由摄影控制装置2取得从摄像装置1发送的动态图像,显示用于医生等读影诊断的图像。
[0113]如图1所示,图像处理装置3构成为具备控制部31、存储部32、操作部33、显示部34、通信部35以及解析部36,各部通过总线37连接。
[0114]控制部31由CPU、RAM等构成。控制部31的CPU根据操作部33的操作,读出存储于存储部32中的系统程序、各种处理程序并在RAM内展开,依照展开的程序执行各种处理,对图像处理装置3各部的动作进行集中控制(详细后述)。
[0115]存储部32由非易失性的半导体存储器、硬盘等构成。存储部32存储由控制部31执行的各种程序、通过程序执行处理所需的参数、或者处理结果等数据。例如,存储部32存储有用于执行后述图像处理的图像处理程序。以可读取的程序代码的方式储存这些各种程序,控制部31逐次执行依照该程序代码的动作。
[0116]操作部33构成为具备具备光标键、数字输入键以及各种功能键等的键盘和鼠标等指示设备,将针对键盘的键操作、鼠标操作或者经由触摸面板输入的指示信号输出到控制部31。
[0117]显示部34由彩色IXD等监视器构成,依照从控制部31输入的显示信号的指示,显示来自操作部33的输入指示、数据以及后述显示用图像。
[0118]通信部35具备LAN适配器、调制解调器、TA等,控制与和通信网络NT连接的各装置之间的数据发送接收。
[0119]<1-1-4.心电图仪4的结构〉
[0120]在图1中,表示为心电图仪4与被检者Μ分离,但实际上心电图仪4的各电极端子安装在被检者Μ上,作为数字信号而输出被检者Μ的心电波形。
[0121]如图1所示,心电图仪4构成为具备相位检测部41,相位检测部41响应来自控制部21的CPU的控制信号,检测被摄体Μ的心拍的相位,作为用于使利用摄影装置1进行的摄影动作同步的基础信息。
[0122]〈1-2.血流动态诊断中的问题〉
[0123]作为说明该实施方式中的图像处理装置3的详情的前提,说明血流动态诊断中的问题。
[0124]图2是说明血流动态诊断中的课题的图。图2(a)是在时间方向上显示有对构成动态图像的帧图像进行血流解析之后的血流动态图像(帧图像IG)的示意图,图2(b)是例示将构成血流动态图像的多个帧图像IG重叠显示为1张静止图像的缩略图图像SGo的示意图。
[0125]如图2 (a)所示,在血流动态诊断中,医师/技师为了搜索血管的梗阻,从动态图像中搜索血流的流动“无/少/定时延迟”的状态。例如,在时刻t2的帧图像IG中,如看起来在区域R1中未流过血流那样,能够根据动态图像进行诊断。另外,还确认有无噪声、血流流动的方向。
[0126]但是,难以根据动态图像目视判断(诊断)何处正常或者异常。S卩,存在动态图像的目视需要大量的诊断时间的点、存在看漏的危险的点、不易掌握动态图像中的二维空间上的整体感的点等诸多问题。
[0127]另一方面,考虑如图2(b)所示,使用在血流动态图像的时间方向上对应的像素的合计值、最大值等的统计处理而得到的代表值并重叠地显示而显示为1张静止图像(缩略图图像)SGo的方法。例如,如在区域R2中血流的流动弱那样,能够根据静止图像进行笼统的诊断。另外,血流动态图像的噪声多并且个人差异也多种多样,所以在缩略图图像SGo中搜索粗糙度(roughness)和/或缺损(deficiency),在动态图像中比较延迟和/或不足来解析现象并进行限定的作业不可缺少。这样,医师等用户通过1个缩略图图像SGo的目视,易于掌握血流动态图像的二维空间上的整体感,从大局上掌握血流动态图像的内容,根据粗糙度,确认血流的不足、增减。
[0128]S卩,作为动态血流的诊断方法,用户根据实施统计处理而得到的静止图像,掌握空间上的分布状况,在摸准异常位置的大致目标之后,观察动态图像,确认对象部位在时间上是否异常。另外,关于血流解析,由于噪声的主要原因多,所以进行这样运用了静止图像和动态图像的诊断是很重要的。
[0129]但是,在图2(b)那样的单一的缩略图图像SGo中,未显示多个缩略图图像,所以无法掌握每个心拍周期或者每个特定的时间范围内的血流的差异(心率不齐)、摄影变动噪声等的时间方向的分析。因此,存在需要在动态图像中观察每个心拍周期或者每个特定的时间范围的差异,消耗大量的观察时间,诊断效率及其恶化这样的课题。
[0130]在这样的考察下,期望从动态图像针对每个心拍周期或者针对每个特定的时间范围进行时间分割而显示缩略图图像。
[0131]因此,在本发明中,通过从动态图像针对每个心拍周期或者针对每个特定的时间范围进行时间分割而生成多个缩略图图像,用户能够按照静止图像的水平来比较每个心拍周期或者每个特定的时间范围的动态图像的差异,能够从动态图像的整体时间中容易地选择期望的心拍周期或者特定的时间范围。
[0132]以下,说明第1实施方式中的图像处理装置3的详细。
[0133]<1-3.图像处理装置3的具体的结构>
[0134]本发明的第1实施方式中的放射线动态图像摄影系统100的图像处理装置3通过对动态图像针对每个心拍周期或者针对每个特定的时间范围进行时间分割来显示缩略图图像SG,能够适当并且高效地进行动态诊断。
[0135]以下,说明由图像处理装置3实现的功能的结构。
[0136]<1-3-1.图像处理装置3的功能结构〉
[0137]图3是将在放射线动态图像摄影系统100的图像处理装置3中,CPU等依照各种程序进行动作从而在控制部31中实现的功能结构与其他结构一起示出的图。另外,该实施方式的图像处理装置3使用主要拍摄到包括心脏以及两肺的胸部的动态图像。
[0138]在控制部31中,主要包括动态图像取得部110、周期分类部115、时间范围设定部120以及缩略图生成部130。
[0139]以下,说明通过执行预先安装的程序而实现图3所示那样的控制部31的功能的结构,但也可以通过专用的硬件结构实现。
[0140]以后,参照图3,依次说明动态图像取得部110、周期分类部115、时间范围设定部120以及缩略图生成部130进行的各处理的具体的内容。
[0141]〈1-3-1-1.动态图像取得部110〉
[0142]在动态图像取得部110中,取得通过摄像装置1的读取控制装置14拍摄到的、由多个帧图像构成的动态图像,该多个帧图像是在时间方向上依次拍摄被检者Μ的身体内部中的物理的状态周期性地变化的动态周期的状态而得到的。本实施方式中的动态周期设想为心拍周期。即,如图3所示,在摄像装置1与图像处理装置3之间介有摄影控制装置2,存储在摄影控制装置2的存储部22中的检测数据(多个帧图像ΜΙ)被经由通信部25而输出到图像处理装置3的通信部35。
[0143]图4是例示通过放射线动态图像摄影拍摄伴随呼吸的被检者Μ的胸部的动态而得到的动态图像的图。如图4所示,通过动态图像取得部110取得的帧图像Ml?ΜΙΟ(ΜΙ)是在固定的摄影定时对呼吸循环的1个周期进行连续拍摄而得到的。具体而言,在时刻t =tl,t2,t3,…,tlO的摄影定时拍摄到的图像分别对应于帧图像Ml、M2、M3、…、M10。
[0144]〈1-3-1-2.周期分类部 115〉
[0145]在将捕捉到周期性的动态(血流)的血流动态图像变换为静止图像(缩略图图像)SG而显示的情况下,按照心拍周期单位划分时间范围来生成缩略图图像SG。由此,构成该时间范围内的帧图像MI针对每个相位没有增减,能够作为表示周期性的活动的缩略图图像SG。
[0146]此处所称的心拍周期单位的时间范围能够从心脏输出相位开始。因为这是从心脏对血管开始流入血流的定时,并且还因为能够按照血流行进到肺整体并返回的顺序捕捉动态图像的缘故。另一方面,还能够从心脏输入相位开始,在该情况下,能够按照心脏在积蓄血流之后吐出的顺序单位来捕捉动态图像。由此,即使在再生后述的动态图像的情况下,通过从相同的时刻开始进行再生显示,也能够从用户最希望关注的帧图像的相位开始观察。
[0147]因此,作为生成缩略图图像SG的第1个预处理,在周期分类部115中,检测与拍摄到由动态图像取得部110取得的多个帧图像MI的摄影时刻同步的被检者Μ(身体)中的心拍周期,按照该心拍周期单位类该多个帧图像ΜΙ。然后,周期分类部115将按照该心拍周期单位分类之后的多个帧图像ΜΙ’输出到时间范围设定部120。
[0148]以下,说明周期分类部115进行的检测被检者Μ的心拍周期的心拍周期取得处理。
[0149]〈1-3-1-2-1.心拍周期取得处理〉
[0150]心拍周期取得处理是
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