图像生成装置以及程序的制作方法
【专利摘要】在图像生成装置中具备：诊断用图像生成部，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第1时间间隔的诊断用图像来生成；图像对象设定部，在该诊断用图像中，取得规定时刻下的第1图像以及从该规定时刻起每隔比该第1时间间隔长的第2时间间隔的第2图像；像素颜色变换部，可识别地变换该第1图像以及该第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色；以及显示图像生成部，使用由像素颜色变换部变换了像素的颜色的所述第1图像以及所述第2图像来生成显示用图像。由此，能够从对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像，在图像上正确地捕捉规定部位的状态变化的量。
【专利说明】图像生成装置以及程序
【技术领域】
[0001]本发明涉及对人体或者动物的规定部位进行摄影而得到的诊断用图像的图像生成技术。
【背景技术】
[0002]在医疗现场中，通过使用X射线等对内脏、骨格等中包含的患部进行摄影，进行各种检查、诊断。另外，近年来，通过数字技术的应用，能够比较容易地取得使用X射线等来捕捉患部的活动的动态图像。
[0003]此处,利用FPD(flat panel detector,平板探测器)等半导体图像传感器,针对包括对象部位的被摄体区域能够拍摄动态图像，所以能够实施在以往的利用X射线摄影的静止图像摄影以及诊断中无法实施的、基于对象部位等的活动解析的诊断。例如，还实施了如下研究:从胸部X射线动态图像抽出肺野内的换气信息，根据肺野内浓度变化、活动等，通过动态功能的定量解析，支援(X射线动画用CAD)诊断/治疗。
[0004]例如，在专利文献I公开的图像形成技术中，针对基于在时间轴方向上前后的2个图像的差分值的差分图像，制作使时间上新的差分图像和时间上追溯的差分图像的浓淡逐渐变化了的差分连续图像。
[0005]另外，在专利文献2公开的图像处理技术中，从多个差分图像针对各对应的每个像素群，将像素值的最大值、最小值、平均值、中间值中的某一个作为像素值而生成图像。
[0006]而且，在专利文献3公开的运动图像处理技术中，根据胸部的动态图像来计算横隔膜的上下位置的时间变化，并且计算肺野区域的小块内的像素信号值的时间变化，用与小块的时间变化相对横隔膜的时间变化的相位延迟时间对应的亮度值进行显示。
[0007]专利文献1:日本特开2006-271484号公报
[0008]专利文献2:日本专利第4404291号公报
[0009]专利文献3:日本特开2010-268979号公报
【发明内容】
[0010]但是，在上述专利文献1-3的以往技术中，能够通过图像解析而使时间上变化的活动可视化，但存在难以在图像上捕捉规定的时间间隔下的变化量这样的课题。
[0011]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够根据对人体或者动物的规定部位进行摄影而得到的运动图像，在图像上正确地捕捉规定部位的状态变化的量的图像生成技术。
[0012]本发明的I个侧面的图像生成装置具备:诊断用图像生成部，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第I时间间隔的诊断用图像来生成；图像对象设定部，在所述诊断用图像中，取得规定时刻下的第I图像以及从所述规定时刻起比所述第I时间间隔长的第2时间间隔后的第2图像；像素颜色变换部，能够识别地变换所述第I图像以及所述第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色；以及显示图像生成部，使用由所述像素颜色变换部变换了像素的颜色的所述第I图像以及所述第2图像来生成显示用图像。
[0013]本发明的另I侧面的图像生成装置具备:诊断用图像生成部，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第I时间间隔的诊断用图像来生成；图像对象设定部，在所述诊断用图像中，取得规定时刻下的第I图像以及从所述规定时刻起每隔比所述第I时间间隔长的第2时间间隔得到的多个第2图像；像素颜色变换部，能够识别地变换所述第I图像以及所述第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色；以及显示图像生成部，使用由所述像素颜色变换部变换了像素的颜色的所述第I图像以及所述第2图像来生成显示用图像。
[0014]根据本发明的图像生成装置，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第I时间间隔的诊断用图像来生成，在该诊断用图像中，取得规定时刻下的第I图像以及从所述规定时刻起每隔比所述第I时间间隔长的第2时间间隔的第2图像，并且可识别地变换第I图像以及第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色，生成显示用图像。由此，能够根据第I图像以及第2图像，正确地对规定部位的状态变化的量进行视觉辨认。由此，对于用户的便利性提高，能够进行适合的医疗诊断。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示出各实施方式的放射线动态图像摄影系统的整体结构的图。
[0016]图2是示出第I实施方式的图像生成装置的功能结构的框图。
[0017]图3是说明差分图像的生成的示意图。
[0018]图4是例示肺野区域的轮廓抽出的示意图。
[0019]图5是例示肺野区域的特征点的位置的示意图。
[0020]图6是以时间序列示出呼吸信息的波形数据的示意图。
[0021]图7是例示诊断用图像的设定区域的设定的示意图。
[0022]图8是例示显示用图像的示意图。
[0023]图9是说明在第I实施方式中实现的图像生成装置的基本动作的流程图。
[0024]图10是说明第I实施方式中的整体的流程的概念图。
[0025]图11是示出第I实施方式的变形例的图像生成装置的功能结构的框图。
[0026]图12是例示用心电图仪测量了的波形的一部分的示意图。
[0027]图13是例示心脏壁的变动的示意图。
[0028]图14是例示心脏的横宽的变动循环的示意图。
[0029]图15是以时间序列示出心跳信息的波形数据的示意图。
[0030]图16是示出第2实施方式的图像生成装置的功能结构的框图。
[0031]图17是例示将累积图像生成为显示用图像的结果的示意图。
[0032]图18是例示将累积图像生成为显示用图像的结果的示意图。
[0033]图19是例示将累积图像生成为显示用图像的结果的示意图。
[0034]图20是说明在第2实施方式中实现的图像生成装置的基本动作的流程图。
[0035]图21是示出第3实施方式的图像生成装置的功能结构的框图。
[0036]图22是说明活动信息图像(矢量显示图像)的生成的示意图。
[0037]图23是说明在第3实施方式中实现的图像生成装置的基本动作的流程图。
[0038]图24是示出第4实施方式的图像生成装置的功能结构的框图。
[0039]图25是说明规定部位的移动量的测定的示意图。
[0040]图26是说明在第4实施方式中实现的图像生成装置的基本动作的流程图。
[0041](符号说明)
[0042]1:摄影装置；2:摄影控制装置；3、3”、3A、3B、3C:图像生成装置；4:心电图仪；31、31”、31A、31B、31C:控制部；34:显示部；41:相位检测部;100、100”、100A、100B、100C:放射线动态图像摄影系统；110:运动图像取得部；115:差分图像生成部；116:活动图像生成部；120、120”:规定部位周期设定部；125、125”:图像对象设定部;130、130”:间隔设定部；140:区域设定部；135:像素检测部；150:变换颜色设定部；145:像素颜色变换部；155:累积图像生成部；200、200B、200C:诊断用图像生成部；300、300”:图像对象设定部；400、400B:像素颜色变换部;500、500A、500B:显示图像生成部；600:测定部；G1 ■?第I图像；G2:弟2图像；IG、IGl、IG2:显不用图像；JG:诊断用图像；MG:累积图像；M:被摄体(被检者)。
【具体实施方式】
[0043]〈1.第I实施方式>
[0044]以下，说明本发明的第I实施方式的放射线动态图像摄影系统。
[0045]<1-1.放射线动态图像摄影系统的整体结构>
[0046]第I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，进行被摄体的放射线图像的摄影，生成期望的显示用图像。尤其是在本实施方式中，根据摄影了的放射线图像来设定与诊断的目的对应的图像并加工，从而使诊断精度提高。
[0047]图1是示出第I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)、图像生成装置3(诊断用控制台)、以及心电图仪4。摄影装置I以及心电图仪4、和摄影控制装置2通过通信电缆等来连接，摄影控制装置2和图像生成装置3经由LAN (Local AreaNetwork,局域网)等通信网络NT连接而构成。构成放射线动态图像摄影系统100的各装置遵从 DICOM(Digital Image and Communicat1ns in Medicine,医学数字图像和通信)标准，各装置之间的通信依照DICOM标准来进行。
[0048]<1-1-1.摄影装置I的结构>
[0049]摄影装置I是由例如X射线摄影装置等来构成、并对与呼吸相伴的被摄体M的胸部的动态进行摄影的装置。在对被摄体M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，由此进行动态摄影。将通过该连续摄影而得到的一连串的图像称为动态图像(运动图像)。另外，将构成动态图像的多个图像的各个图像称为帧图像。
[0050]如图1所示，摄影装置I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。
[0051]照射部11依照放射线照射控制装置12的控制，对被摄体M照射放射线(X射线)。图示例是人体用的系统，被摄体M相当于检查对象者。以下，将被摄体M还称为“被检者”。
[0052]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输入了的放射线照射条件，控制照射部11来进行放射线摄影。
[0053]摄像部13由FPD等半导体图像传感器构成，将从照射部11照射而透过了被检者M的放射线变换为电信号(图像信息)。
[0054]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输入了的图像读取条件来控制摄像部13的各像素的开关部，对在该各像素中积蓄了的电信号的读取进行开关，读取在摄像部13中积蓄了的电信号，从而取得图像数据。然后，读取控制装置14将所取得的图像数据(帧图像)输出到摄影控制装置2。图像读取条件是例如帧频、帧间隔、像素尺寸、图像尺寸(矩阵尺寸)等。帧频是每I秒取得的帧图像数，与脉率(pulse rate) 一致。巾贞间隔是在连续摄影中从I次的巾贞图像的取得动作开始至接下来的帧图像的取得动作开始为止的时间，与脉率一致。
[0055]此处，放射线照射控制装置12和读取控制装置14相互连接，相互交换同步信号而使放射线照射动作和图像的读取的动作调谐。
[0056]<1-1-2.摄影控制装置2的结构>
[0057]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I，控制摄影装置I的放射线摄影以及放射线图像的读取动作，并且为了由摄影技师来确认定位、或确认是否为适合于诊断的图像，而显示通过摄影装置I所取得的动态图像。
[0058]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，各部分通过总线26来连接。
[0059]控制部21 由 CPU (Central Processing Unit,中央处理单兀)、RAM (Random AccessMemory,随机存取存储器)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，依照展开了的程序，执行以后述的摄影控制处理为首的各种处理，集中控制摄影控制装置2各部分的动作、摄影装置I的动作。
[0060]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、利用程序执行处理所需的参数、或者处理结果等数据。
[0061]操作部23构成为具备具有光标键、数字输入键和各种功能键等的键盘、以及鼠标等指示设备，将经由针对键盘的键操作、鼠标操作或者触摸面板而输入了的指示信号输出到控制部21。
[0062]显示部24由彩色LCD (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。
[0063]通信部25具备LAN适配器、调制解调器、TA (Terminal Adapter,终端适配器)等，控制与连接于通信网络NT的各装置之间的数据发送接收。
[0064]<1-1-3.图像生成装置3的结构>
[0065]图像生成装置3经由摄影控制装置2取得从摄像装置I发送了的动态图像，显示用于由医师等进行读影诊断的图像。
[0066]如图1所示，图像生成装置3构成为具备控制部31、存储部32、操作部33、显示部34、以及通信部35，各部分通过总线36连接。
[0067]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，读出存储在存储部32中的系统程序、各种处理程序而在RAM内展开，依照展开了的程序来执行各种处理，集中控制图像生成装置3各部分的动作(详细后述)。
[0068]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、利用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存储了用于执行后述的图像生成处理的图像生成处理程序。这些各种程序以可读取的程序代码的形式被储存，控制部31依次执行依照该程序代码的动作。
[0069]操作部33构成为具备具有光标键、数字输入键和各种功能键等的键盘、以及鼠标等指示设备，将经由针对键盘的键操作、鼠标操作或者触摸面板而输入了的指示信号输出到控制部31。
[0070]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、以及后述的显示用图像。
[0071]通信部35具备LAN适配器、调制解调器、TA等，控制与连接于通信网络NT的各装置之间的数据发送接收。
[0072]<1-1-4.心电图仪4的结构>
[0073]在图1中示出了心电图仪4与被检者M远离，但实际上心电图仪4的各电极端子安装于被检者M,将被检者M的心电波形作为数字信号来输出。
[0074]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响应于来自控制部21的CPU的控制信号，检测被摄体M的心跳的相位而作为用于使摄影装置I的摄影动作同步的基础信息。另外，相位检测部41还能够设置于摄影控制装置2内。
[0075]<1-2.图像生成装置3的具体结构>
[0076]本发明的第I实施方式中的放射线动态图像摄影系统100的图像生成装置3与被检者M的肺野(规定部位)的周期性的时间变化关联地，生成能够正确地对肺野的状态变化的量进行视觉辨认的图像。
[0077]以下，说明由图像生成装置3实现的功能性的结构。
[0078]<1-2-1.图像生成装置3的功能结构>
[0079]图2是将在放射线动态图像摄影系统100中的图像生成装置3中通过由CPU等依照各种程序进行动作而由控制部31实现的功能结构与其他结构一起示出的图。该实施方式的图像生成装置3主要使用对包括心脏以及两肺的胸部进行摄影而得到的动态图像。
[0080]控制部31主要包括诊断用图像生成部200、图像对象设定部300、像素颜色变换部400、以及显示图像生成部500。
[0081]以下，说明图2所示那样的控制部31的功能性的结构通过执行预先安装了的程序来实现，但也可以通过专用的硬件结构来实现。
[0082]以后，参照图2，依次说明关于诊断用图像生成部200、图像对象设定部300、像素颜色变换部400、以及显示图像生成部500进行的各处理的具体内容。
[0083]〈1-2-1-1.诊断用图像生成部200〉
[0084]诊断用图像生成部200具备取得运动图像的运动图像取得部110、和生成帧图像之间的差分图像的差分图像生成部115，通过运动图像取得部110取得按照时间顺序捕捉人体或者动物的规定部位的几何学状态在时间上变化的状态的运动图像，并且通过差分图像生成部115生成基于该运动图像的在时间上连续的差分图像(诊断用图像)。
[0085]以后，参照图2，依次说明关于运动图像取得部110以及差分图像生成部115进行的各处理的具体内容。
[0086]〈1-2-1-1-1.运动图像取得部110〉
[0087]在运动图像取得部110中，取得由摄像装置I的读取控制装置14按照时间顺序捕捉到摄影了的人体或者动物的规定部位的几何学状态在时间上变化的状态的运动图像。此处，规定部位是指，在图像生成装置3 (参照图2)中是肺野区域。
[0088]另外，在图2中，摄影控制装置2介于摄像装置I与图像生成装置3之间，将摄影控制装置2的存储部22中存储的检测数据经由通信部25而输出到图像生成装置3的通信部35。
[0089]〈1-2-1-1-2.差分图像生成部115〉
[0090]在差分图像生成部115中，生成在运动图像取得部110中取得的运动图像中的帧图像之间的差分图像。即，生成能够以动画的样式再生差分图像的运动图像(差分运动图像)。
[0091]图3是说明针对在运动图像取得部110中取得的运动图像的帧图像而生成帧图像之间的差分图像的示意图。如图3所示，针对在时刻Isl?Is3分别摄影了的帧图像(静止图像)，将时刻Isl与Is2的时间差作为差分时间差，取得帧图像之间的差分，从而生成差分图像D1，将时刻Is2与Is3的时间差作为差分时间差，取得帧图像之间的差分，从而生成差分图像D2。此处，本实施方式的差分时间差是由运动图像取得部110所取得的运动图像的巾贞间隔本身，如果是15fps (frame per second,巾贞/秒)的运动图像,贝U成为约0.067秒。另外，运动图像的帧间隔以及差分时间差不限于此，还能够设定任意的时间间隔。
[0092]S卩，取得静止图像的差分，通过差分图像DI (I是有限整数)的时间序列排列，生成差分运动图像。此处，在本实施方式中，差分图像DI的时间间隔(第I时间间隔)与由运动图像取得部110所取得的运动图像的帧间隔一致，与上述差分时间差同样地，成为约0.067秒。另外，差分图像DI的时间间隔不限于此，能够设定任意的时间间隔，但成为适合于动画的样式下的显示的比较短的时间间隔。将所生成的差分图像DI作为诊断用图像JG存储到存储部32。
[0093]〈1-2-1-2.图像对象设定部300〉
[0094]图像对象设定部300具备规定部位周期设定部120、图像对象设定部125、间隔设定部130、以及区域设定部140，在诊断用图像JG中，取得规定时刻下的第I图像、以及以规定时刻为起点(但是不包括规定时刻)每隔图像取得间隔(第2时间间隔)得到的在时间上新的m(m是正的整数)张第2图像。关于该情况的图像取得间隔(第2时间间隔)，设定适合于诊断的时间间隔，设定了比上述差分图像DI的时间间隔(第I时间间隔)长的时间。
[0095]以下，参照图2，依次说明关于规定部位周期设定部120、图像对象设定部125、间隔设定部130、以及区域设定部140进行的各处理的具体内容。
[0096]〈1-2-1-2-1.规定部位周期设定部120〉
[0097]在规定部位周期设定部120中，设定作为规定部位的周期性的变化的规定部位周期。然后，图像对象设定部300根据该规定部位周期来设定上述第2时间间隔。
[0098]具体而言，本实施方式的规定部位周期设定部120检测被检者M的肺的周期性的时间变化、即呼吸的相位信息、频率(周期)信息。此处的时间变化的检测是指关于内脏器官的外形等几何学状态的时间上的变化的检测。
[0099]以下，说明关于基于呼吸的周期信息的计算方法。
[0100]在本实施方式中，如图2所示，在规定部位周期设定部120中，使用通过运动图像取得部110所取得的摄影图像，计算肺野部的面积值或者特征点间距离，从而得到呼吸信息。即，诊断用图像生成部200中的运动图像取得部110能够将运动图像输出到规定部位周期设定部120 (参照图2)，规定部位周期设定部120根据在运动图像中捕捉到的肺野区域的面积值或者特征点间距离(规定部位的形状)的变化，检测呼吸周期。在肺野部的面积的求出方法中，能够进行肺野部的轮廓抽出，将被轮廓包围了的区域的像素数定义为肺野区域。
[0101]图4是例示肺野部的轮廓抽出的示意图。在肺野部的抽出中，如图4所示，可以针对左右分别抽出，也可以设为包括心脏、脊椎的区域的轮廓来抽出。作为抽出方法，能够米用以往技术(例如，参照 “ Image feature analysis and computer-aided diagnosis:Accurate determinat1n of ribcage boundary in chest rad1graphs，，,Xin-Wei Xu andKun1 Doi, Medical Physics, Volume 22 (5), May 1995, pp.617-626.等)等。
[0102]这样，在规定部位周期设定部120中，使用所取得的摄影图像，实施肺野部的轮廓OL的抽出，将抽出了的区域内的像素数作为特征量，将该特征量检测为肺野区域的面积。
[0103]另外，还能够使用通过运动图像取得部110所取得的摄影图像，计算肺野区域的特征点之间的距离，作为呼吸信息。即，通过与上述方法同样地实施肺野部的抽出，根据抽出了的区域来求出2个特征点，并求出该2点之间的距离，从而计算特征量。
[0104]图5是例示肺野区域的特征点的位置的图。在计算肺区域的上端LT至下端LB的长度(肺野长)的变化的情况下，在图5(a)中，是将肺尖部作为肺区域的上端LT、并将从肺尖部向体轴方向下降的直线与横隔膜的交点作为肺区域的下端LB而抽出了的例子，在图5 (b)中，是将肺尖部作为肺区域的上端LT、并将肋水平角作为肺区域的下端LB而抽出了的例子。
[0105]这样，在规定部位周期设定部120中，使用所取得的摄影图像，实施肺野区域的轮廓OL的抽出，根据抽出了的区域求出特征点之间的距离，检测特征点间距离，从而设定呼吸周期。
[0106]如以上那样，在规定部位周期设定部120中，根据在运动图像中捕捉到的肺野区域的面积值或者特征点间距离的时间上的变化(规定部位的形状的变化)，检测呼吸周期。因此，能够根据在运动图像中捕捉到的肺野区域的面积值或者特征点间距离的时间上的变化(规定部位的形状的变化)，自动地取得呼吸周期。
[0107]另外，在利用该图像处理的呼吸信息检测方法中，为了去除噪声分量，优选在规定部位周期设定部120中，根据在运动图像中捕捉到的肺野区域的面积值或者特征点间距离的时间上的变化(规定部位的形状的变化)，使用频率解析来检测呼吸周期。即，针对捕捉到肺野区域的面积值或者特征点间距离的部分图像(图4以及图5中的肺野部的轮廓OL的区域)的时间轴方向的变动(参照图6)，进行频率解析。由此，能够自动地抽出去除了噪声分量的期望的变动分量，所以能够更正确地掌握肺野区域的面积值或者特征点间距离的时间上的变化(规定部位的状态变化的量)。
[0108]另外，在本实施方式中，使用摄影图像得到了呼吸信息，但也可以使用外部仪器的测量结果。在该情况下，从外部仪器向规定部位周期设定部120输入与呼吸周期有关的信息。作为通过外部仪器来测量的方法，例如能够使用日本专利第3793102号记载那样的装置。另外，还能够采用通过利用激光和由CCD照相机所构成的传感器进行监视而实施的方法(例如，参照“FG視覚七 >寸^?用Pt就寝者O呼吸? 二夕 ') >夕''(二関寸石検討，，，青木広宙，中島真人，電子情報通信学会乂 W工”大会講演論文集2001年.情報.λ λ大会講演論文集，320-321，2001-08-29.等)等。即，通过使用激光照射、呼吸监视带等来检测被摄体M的胸部的活动的方法、或利用气速计来检测呼吸的气流，也能够得到呼吸信息，还能够应用这些方法。
[0109]〈1-2-1-2-2.间隔设定部 130〉
[0110]在间隔设定部130中，设定成为在规定部位周期设定部120中所设定的规定部位周期T的k(k是正的整数)分之一的周期分割时间t和满足m彡k的第2图像的张数m。关于k、m的设定，例如既可以由用户在观察图像的同时使用滑块等而交互式地设定，也可以是预先将k、m的值输入到图像生成装置3的方法。
[0111]图6是以时间序列示出在规定部位周期设定部120中检测到的呼吸信息的波形数据的示意图。另外，纵轴相当于肺野区域的面积值或者特征点间距离的时间上的变化。即，在图6中，通过采用上述呼吸信息检测方法，计算特征量，成为在时间方向上监视了的结果O
[0112]如图6所示，呼吸的周期(呼吸循环)B的I个周期由吸气和呼气构成，由I次的呼气和I次的吸气构成。在吸气中，随着横隔膜下降而吸入气息，胸廓中的肺野的区域变大。在最大限地吸入了气息时(吸气和呼气的变换点)是最大吸气时BI。在呼气中，随着横隔膜上升而吐出气息，肺野的区域变小，但在最大限地排出了气息时(呼气和吸气的变换点)成为最大呼气时B2。在图6中，通过规定部位检测部120，以最大吸气时BI为基准而设定了呼吸周期T之后，间隔设定部130设定周期T的周期分割时间t。此处，是采用k = 4、并设定了成为周期T的4分之一的周期分割时间t和m = 4的例子。例如，如果呼吸周期T是4秒，则周期分割时间t成为I秒。
[0113]这样，关于在运动图像取得部110中所取得的运动图像中的第I图像Gl以及m张第2图像G2的时间的决定，通过由规定部位周期设定部120以及间隔设定部130设定图像取得间隔来决定。
[0114]〈1-2-1-2-3.图像对象设定部125、区域设定部140〉
[0115]图像对象设定部125根据在间隔设定部130中所设定的周期分割时间t以及第2图像取得张数m，以周期分割时间t为图像取得间隔(第2时间间隔)，从诊断用图像JG中取得m张第2图像G2 (参照图6)。
[0116]图像对象设定部125以使图像取得间隔(=周期分割时间t)的k倍的时间与规定部位周期T 一致的方式设定图像取得间隔，从而取得至少能够识别规定部位周期T内的变化的第I图像Gl以及m张第2图像G2 (参照图6)。由此，能够针对规定部位周期T内变化，进行适合的医疗诊断。
[0117]另外，在m = k的关系成立时(参照图6)，图像对象设定部125取得与I次的规定部位周期T内的时间变化对应的差分图像作为第I图像Gl以及m张第2图像G2。由此，能够实施特定到规定部位周期T内的时间变化的医疗诊断。
[0118]具体而言，如果关于第I图像Gl以及m张第2图像G2的时间以图6的情况为例子，则图像对象设定部125通过将时刻=tO下的诊断用图像JG(差分图像)作为第I图像G1，将时刻=tO+t下的诊断用图像JG(差分图像)作为第2图像G21，将时刻=t0+2t下的诊断用图像JG(差分图像)作为第2图像G22，将时刻=t0+3t下的诊断用图像JG(差分图像)作为第2图像G23，将时刻=t0+4t下的诊断用图像JG(差分图像)作为第2图像G24，取得第I图像Gl以及m = 4张第2图像G21?G24。
[0119]另外，关于时刻=tO的决定，在本实施方式中根据由规定部位周期设定部120检测到的规定部位周期T来自动地设定，具体而言，将最大吸气时BI设定为to。关于to的设定，例如既可以由用户在观察图像的同时使用滑块等而交互式地设定，也可以预先将大致的tO的值输入到图像生成装置3，并在规定部位周期设定部120中设定了规定部位周期T之后，图像对象设定部125具体地决定tO的值。另外，在期望的时刻=tO不存在诊断用图像JG(差分图像)时，将最接近该时刻=tO的诊断用图像JG(差分图像)用作第I图像Gl0这对于第2图像G2也是同样的。
[0120]另一方面，能够通过区域设定部140而对诊断用图像JG设定希望关注的区域。具体而言，区域设定部140包括抽出诊断用图像JG内的肺野(规定部位)的轮廓的轮廓抽出部，根据由该轮廓抽出部抽出了的轮廓来设定设定区域。图7是说明向诊断用图像JG的设定区域的设定的示意图，图7(a)是手动地设定的情况，图7(b)是自动地设定的情况。
[0121 ] 在作为设定区域OL而指定右肺野的情况下，在图7 (a)所示的例子中，通过操作部33的操作而在图像上指定矩形的区域，从而能够手动地设定包括右肺野的区域。另一方面，在图7 (b)所示的例子中，如果通过操作部33的操作而输入了指定右肺野的命令，则自动地检测右肺野的区域，以使得与右肺野的边界大致一致的方式设定设定区域0L。另外，作为自动设定的方法，能够采用上述的呼吸信息检测方法中的轮廓抽出方法。
[0122]这样，通过在区域设定部140中设定设定区域0L，能够关注希望进行诊断的部分，生成能够正确地对该部分的状态变化进行视觉辨认的图像。
[0123]〈1-2-1-3.像素颜色变换部400〉
[0124]返回到图2，像素颜色变换部400具备像素检测部135、变换颜色设定部150、以及像素颜色变换部145，可识别地变换第I图像Gl以及m张第2图像G2的像素中的满足像素颜色变换条件(规定条件)的像素的颜色。
[0125]另外，像素颜色变换部400还能够根据由变换颜色设定部150设定的变换颜色设定内容，以使第I图像Gl以及m张第2图像G2中的时间上邻接的图像之间成为不同的颜色的方式变换像素的颜色。另外，此处所称的时间上邻接的图像是指，在第I图像Gl以及m张第2图像G2中具有时间上最接近的关系。
[0126]而且，像素颜色变换部400还能够根据由变换颜色设定部150设定的变换颜色设定内容，以使在第I图像Gl以及m张第2图像G2中针对每个规定部位周期成为同一颜色的方式变换像素的颜色。
[0127]以下，参照图2，依次说明关于像素检测部135、变换颜色设定部150、以及像素颜色变换部145所进行的各处理的具体内容。
[0128]像素颜色变换部135变换存在于设定区域中的像素的颜色。即，在像素检测部135中，针对在图像对象设定部125中所设定的第I图像Gl以及m张第2图像G2的各个，并且在区域设定部140中所设定的选择区域OL的像素中，将满足规定条件的像素检测为颜色变换用像素。此处，规定条件是指，第I图像Gl以及m张第2图像G2是差分图像，针对每个像素具有亮度值(差分值)，所以该像素的亮度值处于规定的范围。另外，在通过区域设定部140未设定选择区域OL的情况、或在未设置区域设定部140本身的情况下，将图像整体作为对象即可。
[0129]另外，在变换颜色设定部150中，根据由上述的间隔设定部130所设定的周期分割时间t(图像取得间隔)以及m来设定变换颜色，根据该变换颜色设定内容，像素颜色变换部145针对第I图像Gl以及m张第2图像G2的各个，变换由像素检测部135检测到的颜色变换用像素的颜色。
[0130]在本实施方式中，变换颜色设定部150中的变换颜色被变换为黑白以外的颜色。具体而言，在X射线运动图像的情况下，像素的颜色仅为亮度值，所以RGB值各自的值是R= G = B = i，一般以黑白来显示。因此，通过将颜色变换用像素的RGB值例如变换为R =G = a*i (a是调整亮度值的系数)、B = O等，能够针对黑白显示了的X射线图像进行识别。
[0131]如以上那样，像素颜色变换部400针对第I图像Gl以及m张第2图像G2的各个，在存在于选择区域OL中的像素中，将满足规定条件的像素检测为颜色变换用像素。由此，针对肺等规定部位的时间变化，仅选择区域OL内的像素成为颜色变换对象，所以能够着眼于特定到选择区域OL的时间变化。因此，对于用户的便利性进一步提高，能够生成与医疗目的相称的图像。
[0132]〈1-2-1-4.显不图像生成部500>
[0133]显示图像生成部500使用通过上述像素颜色变换部400变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G2来生成显示用图像。另外，在本实施方式中，诊断用图像JG是差分图像，所以在所取得的第I图像Gl以及m张第2图像G2中也成为差分图像。
[0134]图8是以图6的情况为例而示出由显示图像生成部500所生成的第I图像Gl以及第2图像G21、G23的显示用图像IG1、IG21、IG23的示意图，图8(a)是针对第I图像Gl的显示用图像IG1，图8(b)是针对m= I下的第2图像G21的显示用图像IG21，图8 (c)是针对m = 3下的第2图像G23的显示用图像IG23 (参照图6)。另外，基于第I图像Gl的被颜色变换了的像素(以下称为“第I颜色变换像素”)gl、和基于第2图像G21、G23的被颜色变换了的像素(以下称为“第2颜色变换像素”)g21、g23分别优选为是不同的颜色。
[0135]在本实施方式中，这些显示用图像IGl、IG21、IG23还能够在显示部34中时间上连续地显示，反复显示。
[0136]如图8所示，被颜色变换了的像素的分布从第I颜色变换像素gl (参照图8 (a))经由第2颜色变换像素g21(参照图8(b))到达至第2颜色变换像素g23(参照图8 (c))为止在时空上发生变化。另外，该例子的情况的像素颜色变换条件和区域设定被设定为表示右肺野区域的血流。即，发现如下情况:随着时间的经过，颜色变换像素从右肺野区域中的接近心脏的位置向远离心脏的位置进行移动，并且，接近心脏的位置的分布扩大。因此，能够正确地视觉辨认右肺野区域中的与时间相伴的状态变化、具体而言是血流的状态。
[0137]如以上那样，诊断用图像JG是差分图像，由此能够简单地生成活动信息，使变化点变得明确。另外，以使第I图像Gl以及m张第2图像G2中的时间上邻接的图像之间成为不同的颜色的方式变换像素的颜色，从而能够使规定部位的状态变化的量明确地可视化。由此，对于用户的便利性进一步提高，能够进行更适合的医疗诊断。
[0138]另外，如果以使第I图像Gl以及m张第2图像G2中的时间上邻接的图像之间成为不同的颜色、并且针对每个规定部位周期T成为同一颜色的方式变换像素的颜色，则能够针对每个规定部位周期，进行设为同一颜色的颜色区分，所以能够比较容易地视觉识别周期性的规定部位的状态变化。
[0139]〈1-2-2.图像生成装置3的基本动作〉
[0140]图9是说明在本实施方式的图像生成装置3中实现的基本动作的流程图，图10是示出直至生成显示用图像为止的整体的流程的概念图。由于已经说明了各部分的单独功能(参照图2)，所以此处仅说明整体的流程。
[0141]如图9所示，首先，在步骤SI中，控制部31的运动图像取得部110经由摄影控制装置2取得通过摄像装置I的读取控制装置14而摄影了的运动图像。
[0142]在步骤S2中，差分图像生成部115生成在步骤SI中所取得的运动图像中的帧图像之间的差分图像，作为诊断用图像JG (参照图10 (a))。
[0143]在步骤S3中，规定部位周期设定部120检测肺的几何学形状的周期性的时间变化，设定呼吸中的周期。具体而言，在周期性的时间变化的检测方法中，根据运动图像中的帧图像的图像特征量(上述呼吸信息检测方法)来检测(参照图4、图5、图6)。
[0144]在步骤S4中，间隔设定部130设定成为在步骤S3中所设定的规定部位周期T的k(k是2以上的整数)分之一的周期分割时间t和满足m彡k的该m(参照图6)，并且区域设定部140对诊断用图像JG设定设定区域0L。
[0145]另外，此时，变换颜色设定部150根据由间隔设定部130所设定的周期分割时间t (图像取得间隔)以及m，设定变换颜色。
[0146]在步骤S5中，图像对象设定部125根据在步骤S4中所设定的周期分割时间t、m以及设定区域，以周期分割时间t为图像取得间隔，取得第I图像Gl以及m张第2图像G2，并且对于设定区域，确定第I图像Gl以及m张第2图像G21?G2m各自中的设定区域内的像素(参照图10(b))。
[0147]在步骤S6中，在步骤S5中所确定的第I图像Gl以及m张第2图像G21?G2m各自的设定区域OL的像素中，像素检测部135将亮度值为规定的范围内的像素检测为颜色变换用像素。
[0148]在步骤S7中，像素颜色变换部145针对第I图像Gl以及m张第2图像G21?G2m的各个，根据在步骤S4中所设定的变换颜色，变换在步骤S6中检测到的颜色变换用像素的颜色。
[0149]在步骤S8中，显示图像生成部500使用在步骤S7中变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G21?G2m，来生成显示用图像IGl以及m张显示用图像IG21?IG2m(参照图10(c))。另外，颜色变换了的像素的分布从第I颜色变换像素gl(参照图10(a))经由第2颜色变换像素g21(参照图10(b))到达至第2颜色变换像素g2m(参照图10(c))为止在时空上发生变化。
[0150]最后，在步骤S9中，显示图像生成部500将在步骤S8中所生成的显示用图像IGl以及m张显示用图像IG21?IG2m输出到显示部34，从而显示到显示部34的监视器，并结束本动作流程。
[0151]以上，在图像生成装置3中，将基于对人体或者动物的规定部位进行摄影而得到的运动图像的在时间上连续的差分图像作为每隔第I时间间隔的诊断用图像JG而生成。在该诊断用图像JG中，取得规定时刻下的第I图像G1、和从该规定时刻起每隔比所述第I时间间隔更长的第2时间间隔的m张第2图像G2，并且可识别地变换第I图像Gl以及m张第2图像G2的像素中的满足规定条件的像素的颜色，生成显示用图像IGl以及m张显示用图像IG21?IG2m。由此，能够从第I图像Gl以及m张第2图像G2，正确地视觉辨认规定部位的状态变化的量。由此，对于用户的便利性提高，能够进行适合的医疗诊断。
[0152]<1-3.第I实施方式的变形例>
[0153]在本发明的第I实施方式的变形例中的放射线动态图像摄影系统100”的图像生成装置3”中，与被检者M的心脏(规定部位)的周期性的时间变化关联地，生成能够正确地对心脏的状态变化的量进行视觉辨认的图像。
[0154]图11是示出放射线动态图像摄影系统100”中的图像生成装置3”中的功能结构的图。
[0155]另外，在图11中，摄影控制装置2介于摄像装置I与图像生成装置3”之间(或者心电图仪4与图像生成装置3”之间)，将摄影控制装置2的存储部22中所存储的检测数据经由通信部25而输出到图像生成装置3”的通信部35。
[0156]以下，参照图11，说明由图像生成装置3”实现的功能性的结构中的与第I实施方式中的图像生成装置3不同的点。
[0157]<1-3-1.规定部位周期设定部120” >
[0158]在本变形例的规定部位周期设定部120”中，检测被检者M的心脏的周期性的时间变化、即心跳的相位信息、频率(周期)信息，设定心跳周期(规定部位周期)。
[0159]因此，第I实施方式中的上述步骤S3在本变形例中如以下那样被变更。S卩，规定部位周期设定部120”检测心脏的几何学形状的周期性的时间变化，设定心跳中的周期。具体而言，在周期性的时间变化的检测方法中，根据从心电图仪4的相位检测部41所取得的结果(第I心跳信息检测方法)或者运动图像中的帧图像的图像特征量(第2心跳信息检测方法)来检测(详细后述)。
[0160]以下，说明关于基于心跳的周期信息的计算方法。
[0161]〇第I心跳信息检测方法:心电图仪的检测结果
[0162]作为第I心跳信息检测方法，如图11所示，在规定部位周期设定部120”中，使用从心电图仪4的相位检测部41所取得的结果。即，规定部位周期设定部120”构成为能够从外部设定心跳周期。图12是例示被检者M的心电图波形的I个周期的图。另外，在图12中，横轴表不时刻，纵轴表不电信号的大小(电压)，不出表不包括曲线Pp、Qp、Rp、Sp、Tp以及Up的电信号的变化的曲线，其中，曲线Pp、Qp> Rp> Sp、Tp以及Up分别表示所谓的P波、Q波、R波、S波、T波以及U波的形状。
[0163]因此，在规定部位周期设定部120”中，根据从相位检测部41所取得的检测结果，检测上述点(Pp、Qp> Rp> Sp、Tp以及Up),从而设定心跳周期。
[0164]另外，相位检测部41的检测动作与摄像装置I的摄像动作同步地进行(参照图1)。
[0165]这样，在规定部位周期设定部120”中，通过构成为可从外部设定心跳周期，能够自动地取得规定部位的周期性的时间变化。
[0166]〇第2心跳信息检测方法:心脏壁的活动量
[0167]另一方面，作为第2心跳信息检测方法，如图2所示，在规定部位周期设定部120”中，使用由运动图像取得部110所取得的摄影图像，计算心脏壁的活动量，而设为心跳信息。即，诊断用图像生成部200中的运动图像取得部110能够将运动图像输出到规定部位周期设定部120”(参照图2)，规定部位周期设定部120”根据在运动图像中捕捉到的心脏壁的变动(规定部位的形状的变化)，检测心跳周期。另外，在运动图像中，前提条件是与作为摄影对象的规定部位的肺一起还捕捉心脏。详细而言，通过从运动图像检测心脏壁的变动，检测各帧图像被摄影了的时刻的心脏的跳动的相位。因此，心脏壁被检测为心脏的跳动的相位。
[0168]图13是例示在运动图像中捕捉到的心脏壁的变动的示意图。如图13所示，作为心脏壁HL的变动的一个例子，采用心脏的横宽的变动。在图13(a)?(c)中，例示了在心脏扩张的过程中心脏的横宽从wl向w3变大的状态。
[0169]因此，在规定部位周期设定部120”中，从各帧图像，检测心脏的横宽，从而设定心跳周期。具体而言，作为检测心脏的横宽的方法，例如，可以举出检测心脏的轮廓来进行的方法等。另外，作为检测该心脏的轮廓的方法，能够采用各种公知的方法，例如能够采用通过使用表示心脏的形状的模型(心脏模型)而使X射线图像中的特征点与心脏模型的特征点一致，从而检测心脏的轮廓的方法(例如，参照“Image feature analysis andcomputer-aided diagnosis in digital rad1graphy-Automated analysis of sizes ofheart and lung in chest images”，Nobuyuki Nakamori et al.,Medical Physics,Volume17，Issue 3，May, 1990，pp.342-350.等)等。
[0170]图14是针对构成运动图像的多个帧图像，例示出所摄影的时刻和心脏的横宽的关系的示意图。在图14中，横轴表示时刻，纵轴表示心脏的横宽，示出检测出圆圈标志的心脏的横宽的值。
[0171]此处，将在时刻t捕捉到的心脏的横宽设为Hwt，将在时刻t+Ι捕捉到的心脏的横宽设为Hwt+Ι，在(Hwt+1-Hwt)彡O成立的情况下，在时刻t捕捉到的帧图像被分类为心脏的扩张时，在(Hwt+1-Hwt)〈O成立的情况下，在时刻t捕捉到的帧图像被分类为心脏的收缩时。
[0172]这样，通过检测心脏的横宽、即心脏壁HW的变动，能够分类心脏的扩张时以及收缩时，所以能够检测心脏的跳动的相位。
[0173]如以上那样，在规定部位周期设定部120”中，根据在运动图像中捕捉到的心脏壁的活动(规定部位的形状的变化)，检测心跳周期。因此，能够根据在运动图像中捕捉到的心脏壁的活动(规定部位的形状的变化)，自动地取得心跳周期。
[0174]另外，在第2心跳信息检测方法中，相比于第I心跳信息检测方法，间接地检测心跳周期，所以预想为还易于包含噪声分量。因此，在规定部位周期设定部120中，优选根据在运动图像中捕捉到的心脏壁HL的活动(规定部位的形状的变化)，使用频率解析来检测心跳周期。即，针对捕捉到心脏壁HL的活动的部分图像(图13中的心脏壁HL的区域)的时间轴方向的变动(参照图14)，进行频率解析。由此，能够自动地抽出去除了噪声分量的期望的变动分量，所以能够更正确地掌握心脏壁HL的活动量(规定部位的状态变化的量)。
[0175]〈1-3-2.间隔设定部 130” >
[0176]在间隔设定部130”中，设定成为在规定部位周期设定部120”中所设定的规定部位周期T的k(k是正的整数)分之一的周期分割时间t和满足m彡k的第2图像的张数m。
[0177]图15是以时间序列示出在规定部位周期设定部120”中检测到的心跳信息的波形数据的示意图。另外，纵轴相当于心脏壁的活动的时间上的变化。即，在图15中，采用上述第2心跳信息检测方法，从而计算特征量，成为在时间方向上进行了监视的结果。
[0178]如图15所示，通过规定部位检测部120”，以点Rp(参照图12)为基准而设定了心跳周期T之后，间隔设定部130设定周期T的周期分割时间t。此处，是采用k = 3、并设定了成为周期T的三分之一的周期分割时间t和m = 6的例子。例如，如果心跳周期T是I秒，则周期分割时间t成为约0.34秒。
[0179]〈1-3-3.图像对象设定部125” >
[0180]在图像对象设定部125”中，根据在间隔设定部130”中所设定的周期分割时间t以及第2图像取得张数m，以周期分割时间t为图像取得间隔(第2时间间隔)而从诊断用图像JG中取得m张第2图像G2 (参照图15)。
[0181]具体而言，如果以图15的情况为例子，则与图6的说明同样地，取得第I图像Gl以及m = 6张第2图像G21?G26。
[0182]〈2.第2实施方式〉
[0183]图16是示出在构成为本发明的第2实施方式的图像生成装置3A(参照图1)中使用的控制部31A的功能结构的图。该控制部31A被用作第I实施方式的图像生成装置3中的控制部31(参照图2)的替代。与第I实施方式不同的点在于，显示用图像生成部500A具备累积图像生成部155。另外，剩余的结构与图像生成装置3相同。
[0184]<2-1.累积图像生成部155〉
[0185]累积图像生成部155将像素的颜色被变换了的第I图像Gl以及m张第2图像G2中的多张图像的累积图像MG作为显示用图像IG来生成。
[0186]图17?图19是例示将像素的颜色被变换了的第I图像Gl以及m张第2图像G2中的多张图像的累积图像MG作为显示用图像IG来生成的结果的示意图。此处，累积图像生成部155针对将由像素颜色变换部145变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G2的各图像的像素值进行累积平均而作为累积图像的像素值来计算出的I张诊断用图像JG (差分图像)，重叠地追加第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g2的分布来生成显示用图像IG。另外，图17?图19中的被摄体分别不同。
[0187]在图17(a)以及图18(a)中，以图6的情况为例子，例示将第I图像Gl以及I张第2图像G21这2张图像的累积图像MG作为显示用图像IG来生成的结果。另外，在图17(a)中，通过区域设定部140将设定区域设定为右肺野下部区域，在图18(a)中，设定为右肺野整体区域。在生成了第I图像Gl以及第2图像G21这2张累积图像MG的情况下，如图17(a)以及图18(a)所示，作为第I颜色变换像素gl和第2颜色变换像素g21的累积图像MG而生成显示用图像IG。此处，像素颜色变换部400在第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21中也可以采用相同的颜色，但还能够变换像素的颜色使得成为不同的颜色。
[0188]在图17(b)以及图18(b)中，以图6的情况(k = 4的情况)为例子，例示将第I图像Gl以及3张第2图像G21?G23这4张图像(与I次的呼吸周期T内的时间变化对应的图像)的累积图像MG作为显示用图像IG来生成的结果。与图17(a)以及图18(a)同样地，在图17(b)中，通过区域设定部140将设定区域设定为右肺野下部区域，在图18(b)中，设定为右肺野整体区域。在生成了第I图像Gl以及第2图像G21?G23这4张的累积图像MG的情况下，如图17 (b)以及图18 (b)所示，作为第I颜色变换像素gl和第2颜色变换像素g21?g23的累积图像MG而生成显示用图像IG。此处，像素颜色变换部400也可以在第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21?g23中分别采用相同的颜色，但还能够变换像素的颜色使得成为不同的颜色。
[0189]在图19(a)以及图19(b)中，是在k = I的情况下将第I图像Gl以及3张第2图像G21?G23这4张图像(与4次的呼吸周期T对应的图像)的累积图像MG作为显示用图像IG来生成的例子。示出如下状态:在图19(a)中，第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21?g23的分布一致，相对于此，在图19(b)中，第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21?g23的分布分别不一致。S卩，意味着在图19(a)中，呼吸状态稳定，所以针对每个周期T，同一部位被颜色变换，但在图19(b)中，呼吸状态不稳定，所以针对每个周期T，不同的部位被颜色变换。
[0190]在图19的例子中，用于生成累积图像MG的多张图像针对每个规定部位周期T被选择，并变换像素的颜色使得在时间上邻接的图像之间成为不同的颜色。由此，能够参照一张显示用图像IG，容易地视觉识别周期性的规定部位的活动。
[0191]〈2-2.图像生成装置3A的基本动作〉
[0192]接下来，图20是例示第2实施方式的图像生成装置3A的动作流程的图。另外，图20中的步骤STl?ST7与图9的步骤SI?S7相同，所以省略其说明。
[0193]在该第2实施方式中，通过附加在第I实施方式中不存在的累积图像生成部155，从而附加下述工序。
[0194]即，作为与第I实施方式相同的工序经由步骤STl?步骤ST7，如图20所示，在步骤ST8中，显示图像生成部500A中的累积图像生成部155将在步骤ST7中变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G2中的多张图像的累积图像MG作为显示用图像IG来生成(参照图17?图19)。
[0195]最后，在步骤ST9中，显示图像生成部500A将在步骤ST8中所生成的显示用图像IG通过显示部34来输出，从而显示到显示部34的监视器，本动作流程结束。
[0196]如以上那样，在图像生成装置3A中，将像素的颜色被变换了的第I图像Gl以及m张第2图像G2中的多张图像的累积图像MG作为显示用图像IG来生成，从而能够针对规定部位的活动，参照一张显示用图像IG来确认。
[0197]〈3.第3实施方式〉
[0198]图21是示出在构成为本发明的第3实施方式的图像生成装置3B(参照图1)中使用的控制部31B的功能结构的图。该控制部31B被用作第I实施方式的图像生成装置3中的控制部31(参照图2)的替代。与第I实施方式不同的点在于，诊断用图像生成部200B具备活动图像生成部116而替代第I实施方式的差分图像生成部115。另外，剩余的结构与图像生成装置3相同。
[0199]<3-1.活动图像生成部116〉
[0200]活动图像生成部116使用在运动图像取得部110中所取得的运动图像中的帧图像之间的活动信息来生成活动信息图像(矢量显示图像)。即，生成能够以动画的样式再生活动信息图像的运动图像(活动信息运动图像)。
[0201]作为活动信息图像的生成方法，能够使用对应点搜索处理等一般的循迹方法。例如，在采用对应点搜索处理的情况下，搜索与对应点基准图像上的任意的关注点对应的对应点参照图像上的点(对应点)来求出，根据所得到的关注点和对应点的关系而得到活动信息之后，从该活动信息取得距离(活动量、即规定部位的状态变化的量)信息。即，在本发明的运动图像(时间序列图像)中，时间上在前的帧图像是对应点基准图像，时间上在后的帧图像是对应点参照图像。针对该对应点基准图像上的关注点设定模板，搜索与该模板对应的对应点参照图像上的窗口，从该搜索到的窗口求出对应点。
[0202]图22是说明使用在运动图像取得部110中所取得的运动图像中的帧图像之间的活动信息来生成活动信息图像(矢量显示图像)的示意图。如图22所示，针对在时刻Isl?Is3分别摄影了的帧图像(静止图像)，实施例如上述的对应点搜索处理，从而将时刻Isl的帧图像(对应点基准图像)和时刻Is2的帧图像(对应点参照图像)的时间差作为活动信息时间差，计算帧图像之间的活动信息，生成矢量显示图像VI，将时刻Is2的帧图像(对应点基准图像)和时刻Is3的帧图像(对应点参照图像)的时间差作为活动信息时间差，计算帧图像之间的活动信息，生成矢量显示图像V2。此处，本发明的活动信息时间差既可以是通过运动图像取得部110所取得的运动图像的帧间隔本身，也可以预先设定规定的时间间隔。
[0203]这样，根据矢量显示图像的时间序列排列来生成活动信息运动图像。将所生成的矢量显示图像VI (I是有限整数)作为诊断用图像JG而存储到存储部32。
[0204]<3-2.像素颜色变换部400B、显示图像生成部500B>
[0205]另外，伴随着作为诊断用图像采用矢量显示图像来替代差分图像，变更像素颜色变换部400B以及显示图像生成部500B。特别是，像素颜色变换部400B中的像素检测部135B以及像素颜色变换部145B相对第I实施方式的像素检测部135以及像素颜色变换部145，在下述的点被变更。
[0206]在像素检测部135B中，针对第I图像Gl以及m张第2图像G2 (矢量显示图像)，分别在设定区域的像素中将规定的范围内的像素检测为颜色变换用像素(即矢量)。此处，由于第I图像Gl以及m张第2图像G2是矢量显示图像，所以规定的范围意味着针对每个像素中的矢量的大小(活动量、即规定部位的状态变化的量)的值的范围。
[0207]在像素颜色变换部145B中，针对第I图像Gl以及m张第2图像G2，分别变换通过像素检测部135B检测到的颜色变换用像素(即矢量)的颜色。然后，显示图像生成部500B使用在像素颜色变换部145B中变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G2，生成显示用图像IGl以及m张显示用图像IG2。
[0208]<3-3.图像生成装置3B的基本动作>
[0209]接下来，图23是例示第3实施方式的图像生成装置3B的动作流程的图。其中，步骤SPl、SP3?SP5与图16的步骤S1、S3?S5相同，所以省略其说明。
[0210]在该第3实施方式中，通过附加在第I实施方式中不存在的活动图像生成部116，从而附加下述工序。
[0211]S卩，作为与第I实施方式相同的工序经由步骤SP1，如图23所示，在步骤SP2中，活动图像生成部116使用在运动图像取得部110中所取得的运动图像中的帧图像之间的活动信息，来生成活动信息图像(矢量显示图像)(参照图22)。
[0212]然后，作为与第I实施方式相同的工序经由步骤SP3?SP5，在步骤SP6中，像素检测部135B针对第I图像Gl以及m张第2图像G2 (矢量显示图像)，分别将在设定区域的像素中超过规定的活动量的阈值的像素检测为颜色变换用像素(即矢量)。因此，在第3实施方式中，设定区域内的像素中的超过规定的活动量的阈值的像素成为满足像素变换条件(规定条件)的像素。
[0213]在步骤SP7中，像素颜色变换部145B针对第I图像Gl以及m张第2图像G2，分别变换由像素检测部135B检测到的颜色变换用像素(即矢量)的颜色。
[0214]在步骤SP8中，显示图像生成部500B使用在步骤SP7中变换了像素的颜色的第I图像Gl以及m张第2图像G2，来生成显示用图像IGl以及m张显示用图像IG2。
[0215]最后，在步骤SP9中，显示图像生成部500B将在步骤SP8中所生成的显示用图像IGl以及m张显示用图像IG2通过显示部34来输出，从而显示到显示部34的监视器，结束本动作流程。
[0216]如以上那样，在图像生成装置3B中，诊断用图像是活动信息图像，从而能够使变化点的活动量(规定部位的状态变化的量)变得明确。
[0217]〈4.第4实施方式〉
[0218]图24是示出在构成为本发明的第4实施方式的图像生成装置3C(参照图1)中使用的控制部31C的功能结构的图。该控制部31C被用作第2实施方式的图像生成装置3A中的控制部31A(参照图16)的替代。与第2实施方式不同的点在于，新附加了测定部600。另外，在本实施方式中，设为考虑诊断用图像生成部200C仅具备运动图像取得部110的情况(参照图24)、和具备运动图像取得部110以及差分图像生成部115两者的情况(参照图16)这两种情况，剩余的结构与图像生成装置3A相同。
[0219]〈4-1.测定部 600〉
[0220]在测定部600中，根据在累积图像生成部155中所生成的累积图像MG，根据颜色之间的距离或者识别为同一色的颜色的面积，测定规定部位的移动量。
[0221]图25是示意地说明在测定部600中根据识别为同一色的颜色的面积(参照图25(a))以及颜色间的距离(参照图25(b))来测定规定部位的移动量的图。此处，在图25 (a)中，是诊断用图像生成部200C仅具备运动图像取得部110的情况，诊断用图像是帧图像本身，所以根据帧图像来生成累积图像MG。在图25(b)中，是诊断用图像生成部200C具备运动图像取得部110以及差分图像生成部115这两者的情况，诊断用图像是差分图像，所以根据差分图像来生成累积图像MG。
[0222]在图25(a)的例子中，在各个帧图像中重叠地显示被颜色变换了的第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21、g22。例如,在将gl变换为绿色(G)、将g21变换为红色(R)、将g22变换为蓝色(B)的情况下，仅gl的区域成为绿色，gl和g21重叠了的区域成为G+R的黄色，gl、g21以及g22重叠了的区域成为G+R+B的白色。通过由测定部600计算这些各区域的面积，测定规定部位的移动量。另外，设为在识别为第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21的颜色的区域中也包含有识别为第2颜色变换像素g22的颜色的区域。
[0223]在图25(b)中，第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21被累积显示，测定部600计算第I颜色变换像素gl以及第2颜色变换像素g21、g22的颜色之间的距离，从而测定规定部位的移动量。
[0224]<4-2.图像生成装置3C的基本动作〉
[0225]接下来，图26是例示诊断用图像生成部200C仅具备运动图像取得部110的情况下的第4实施方式的图像生成装置3C的动作流程的图。另外，图26中的步骤SSl?SS7与图20的步骤ST1、ST3?ST8相同，所以省略其说明。
[0226]在该第4实施方式中，通过附加在第2实施方式中不存在的测定部600，从而附加下述工序。
[0227]即，作为与第2实施方式相同的工序经由步骤SSI?SS7，如图26所示，在步骤SS8中，在测定部600中基于在步骤SS7中所生成的累积图像MG，根据颜色之间的距离或者识别为同一色的颜色的面积，测定规定部位的移动量(参照图25)。
[0228]最后，在步骤SS9中，显示图像生成部500A将在步骤SS7中所生成的显示用图像IG通过显示部34来输出，并且测定部600将在步骤SS8中所测定的规定部位的移动量通过显示部34来输出，从而显示到显示部34的监视器，结束本动作流程。
[0229]如以上那样，在图像生成装置3C中，基于累积图像MG，根据颜色之间的距离或者识别为同一色的颜色的面积，测定规定部位的移动量，从而能够对规定部位的状态变化的量进行定量化。
[0230]<5.变形例 >
[0231]以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式而能够实现各种变形。
[0232]※在本实施方式中，以单独地实施图像生成装置3、3”、3A、3B、3C的方式分成各实施方式而记载，但这些单独功能只要不相互矛盾，就可以相互组合。
[0233]※在本发明中，成为身体的摄影对象的部分中的几何学状态周期性地时间变化的部位成为相位检测的对象，但其不限于心脏、肺，而也可以是进行蠕动等不随意运动的其他内脏器官，另外，也可以是肌肉、关节等进行随意运动的部位。在后者的情况下，使被检者反复进行同一动作的同时进行动态摄影。
[0234]※被摄体不仅是人体，而且也可以是动物的身体。
【权利要求】
1.一种图像生成装置，具备: 诊断用图像生成部，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第I时间间隔的诊断用图像来生成； 图像对象设定部，在所述诊断用图像中，取得规定时刻下的第I图像以及从所述规定时刻起比所述第I时间间隔长的第2时间间隔后的第2图像； 像素颜色变换部，能够识别地变换所述第I图像以及所述第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色；以及 显示图像生成部，使用由所述像素颜色变换部变换了像素的颜色的所述第I图像以及所述第2图像来生成显示用图像。
2.一种图像生成装置，具备: 诊断用图像生成部，将对人体或者动物的规定部位进行摄影得到的运动图像以及基于该运动图像的在时间上连续的图像中的至少一方作为每隔第I时间间隔的诊断用图像来生成； 图像对象设定部，在所述诊断用图像中，取得规定时刻下的第I图像以及从所述规定时刻起每隔比所述第I时间间隔长的第2时间间隔得到的多个第2图像； 像素颜色变换部，能够识别地变换所述第I图像以及所述第2图像的像素中的满足规定条件的像素的颜色；以及 显示图像生成部，使用由所述像素颜色变换部变换了像素的颜色的所述第I图像以及所述第2图像来生成显示用图像。
3.根据权利要求1或者2所述的图像生成装置，其特征在于， 所述图像对象设定部包括规定部位周期设定部，该规定部位周期设定部设定所述规定部位的周期性的变化即规定部位周期， 所述图像对象设定部包括根据所述规定部位周期来设定所述第2时间间隔。
4.根据权利要求2所述的图像生成装置，其特征在于， 所述图像对象设定部包括: 规定部位周期设定部，设定所述规定部位的周期性的变化即规定部位周期；以及间隔设定部，设定成为所述规定部位周期的k分之一的周期分割时间、和在将所述第2图像的张数设为m时满足m彡k的所述m，其中，k是正的整数，m是正的整数， 所述图像对象设定部根据所述周期分割时间以及所述m，将所述周期分割时间作为所述第2时间间隔而取得m张所述第2图像。
5.根据权利要求4所述的图像生成装置，其特征在于， m = k的关系成立。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 还包括对所述诊断用图像设定设定区域的区域设定部， 所述像素颜色变换部对存在于所述设定区域中的像素的颜色进行变换。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述图像颜色变换部包括: 像素检测部，将所述第I图像以及所述第2图像中的具有规定的范围内的像素值的像素检测为颜色变换用像素；以及 像素颜色变换部，对由所述像素检测部检测出的所述颜色变换用像素的颜色进行变换。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述像素颜色变换部变换像素的颜色使得所述第I图像以及所述第2图像中的在时间上邻接的图像之间成为不同的颜色。
9.根据权利要求3所述的图像生成装置，其特征在于， 所述像素颜色变换部变换像素的颜色，使得所述第I图像以及所述第2图像中的在时间上邻接的图像之间成为不同的颜色、并且针对每个所述规定部位周期成为同一颜色。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述诊断用图像生成部包括: 运动图像取得部，取得所述运动图像；以及 差分图像生成部，生成在所述运动图像取得部中所取得的运动图像中的帧图像之间的差分图像， 所述诊断用图像是所述差分图像。
11.根据权利要求1至9中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述诊断用图像生成部包括: 运动图像取得部，取得所述运动图像；以及 活动图像生成部，使用在所述运动图像取得部中所取得的运动图像中的帧图像之间的活动信息来生成活动信息图像， 所述诊断用图像是所述活动信息图像。
12.根据权利要求1至9中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述显示图像生成部具有累积图像生成部，该累积图像生成部将所述第I图像以及所述第2图像中的多张图像的累积图像作为所述显示用图像来生成。
13.根据权利要求12所述的图像生成装置，其特征在于， 还具备测定部，该测定部基于所述累积图像，根据颜色间的距离或者识别为同一色的颜色的面积来测定所述规定部位的移动量。
14.根据权利要求3至5中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述规定部位周期设定部根据所述运动图像，检测所述规定部位周期。
15.根据权利要求6所述的图像生成装置，其特征在于， 所述区域设定部包括轮廓抽出部，该轮廓抽出部抽出所述诊断用图像内的所述规定部位的轮廓， 所述区域设定部根据所述轮廓来设定所述设定区域。
16.一种程序，通过由图像生成装置所包括的计算机来执行，从而使所述计算机作为权利要求I至15中的任意一项所述的图像生成装置而发挥功能。
【文档编号】A61B6/00GK104363833SQ201380018300
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年4月4日
【发明者】远山修, 大和宏 申请人:柯尼卡美能达株式会社