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連続X線画像スクリーニング検査装置、プログラム及び記録媒体 外国出願あり

国内特許コード P150012244
整理番号 2005-031JP
掲載日 2015年9月1日
出願番号 特願2007-553014
登録番号 特許第5093727号
出願日 平成19年1月5日(2007.1.5)
登録日 平成24年9月28日(2012.9.28)
国際出願番号 JP2007050367
国際公開番号 WO2007078012
国際出願日 平成19年1月5日(2007.1.5)
国際公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
優先権データ
  • 特願2006-000587 (2006.1.5) JP
  • 特願2006-172760 (2006.6.22) JP
発明者
  • 真田 茂
  • 田中 利恵
  • 岡崎 宣夫
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 連続X線画像スクリーニング検査装置、プログラム及び記録媒体 外国出願あり
発明の概要 胸部X線動画像における肺内のピクセル値(画素値)が心拍動性により変化する性質を利用し、ピクセル値の変化情報を肺血流の情報とみなして、肺塞栓症や心臓疾患等の診断のために有効利用する。連続X線画像スクリーニング検査装置1は、胸部X線動画像をX線検出器2から入力し、心拍動性変化の元情報となる心電図を心電図記録装置5から入力する。また、心電図または胸部X線動画像上で計測した心壁動態により心室収縮期及び心室拡張期の心臓動態を認識し、心室収縮期における心臓から肺への血流増加(肺血流の増加)に伴う胸部X線動画像のピクセル値の変化等の情報を生成する。
従来技術、競合技術の概要 一般に、肺塞栓症とは、塞栓子が静脈血流に乗って運ばれことにより、肺動脈(静脈血の酸素化のために肺に送る血管)を閉塞する肺循環障害をいう。例えば、肺塞栓症の一つであるエコノミー症候群は、座席に同じ姿勢で座った状態を長時間維持することにより、膝の裏周辺の静脈血が流れ難くなり、血の固まりである塞栓子ができて、肺塞栓症に至る疾患である。このような肺塞栓症は、塞栓子が肺動脈を閉塞することから、肺血流に異常を来してしまう。
この肺塞栓症を診断するには、心電図、血液検査、胸部レントゲンまたは心臓超音波検査等が行われ、これらの検査は、鑑別診断及び診断の傍証として有用である。しかしながら、これらの検査では肺塞栓症の診断の決め手としては十分ではない。そこで、肺血流シンチグラフィー検査または肺血管造影検査が行われる。
肺血流シンチグラフィー検査は、静脈血管注射した薬が肺に集まる性質を利用し、薬から放出されるX線を検出することにより、肺血流の状態を画像化する。具体的には、薬の粒子が肺毛細血管に一時的に塞栓となって留まり、血流がない場合はその粒子が欠損するという性質を利用して、肺血流の分布を得る。また、肺血管造影検査は、カテーテルを挿入後、右房・左心室・肺動脈で造影剤を注入し、肺血流をX線で撮影することにより、肺血流の状態を画像化する。
しかしながら、肺血流シンチグラフィー検査及び肺血管造影検査では、静脈血管注射をしたり、カテーテルを用いて造影剤を注入したりする必要があるため、被検者は、検査のために多大な体力が必要になるという負担があった。このため、被検者に検査のための負担を強いることなく、肺血流の状態を画像化する手法が望まれている。
ところで、肺血流等を画像化すると共に定量的に測定するための、X線によるコンピュータ化放射線技術の研究開発が行われている。このX線によるコンピュータ化放射線技術は、X線を吸収する働きのある安定キセノン、酸素及びヘリウムを被検者へ供給し、患部をX線で撮影することにより患部の画像化及び定量化を実現するものである(特許文献1を参照)。また、常に肺動脈を観察できる超音波エコーセンサーを用いて、肺動脈血速度を持続的に測定し、当該速度の低下を感知することにより、肺動脈の血栓または塞栓の存在を警告する技術も開示されている(特許文献2を参照)。
しかしながら、特許文献1の技術では、X線を吸収する働きのある安定キセノン等を被検者へ供給する必要があるため、患部の画像化等を実現するには簡便ではなく、しかも被検者への負担が大きいという問題があった。また、特許文献2の技術では、超音波エコーセンサーを用いているに過ぎないため、肺動脈の血栓等の診断のために十分な情報を得ることができなかった。
【特許文献1】
特開平5-279268号公報
【特許文献2】
特開2003-235846号公報

産業上の利用分野 関連出願のクロスリファレンス
本出願は、日本国特許出願2006-587号(2006年1月5日出願)及び日本国特許出願2006-172760号(2006年6月22日)の優先権を要求し、参照によってこれらの出願を本明細書に合体させるものである。
本発明は、X線動画像及び心電図を用いてコンピュータ解析を行い、肺血流や心血流等の血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検者のX線動画像を入力し、該X線動画像を用いて血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査装置であって、
前記X線動画像を構成する複数のフレームが格納される画像格納部と、
該画像格納部からフレームを読み出し、該読み出したフレーム毎に所定範囲内のピクセル値を算出し、心拍動により変化する該算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成する解析部とを備え、
前記解析部は、さらに、フレーム毎に、ピクセル値に基づいて肺野領域と心臓との間の境界部位を検出し、該境界部位の変動量を心壁移動量として算出する心壁移動量解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項2】
請求項1に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、画像格納部からフレームを読み出し、該読み出したフレームに基づいて心拍位相との時間的関係の血流情報を生成することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項3】
請求項1に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
さらに、前記被験者の心電図が格納される心電図格納部を備え、
前記解析部は、画像格納部からフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、前記読み出したフレームに基づいて心電図との時間的関係の血流情報を生成することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項4】
請求項3に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、読み出したフレーム毎に、肺野領域、肺野領域を分割した領域、及びオペレータにより指定された関心領域のうちのいずれかの領域の平均ピクセル値を算出し、該領域毎の平均ピクセル値及び前記読み出した心電図を、時系列に同期させた情報として生成する局所肺血流解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項5】
請求項3に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、読み出したフレーム毎に、縦隔部内における所定領域の平均ピクセル値を算出する局所心血流解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項6】
請求項4に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記局所肺血流解析手段は、さらに、前記心電図から1心拍を認識し、1心拍の各フレームの平均ピクセル値からピクセル変化率を算出し、該算出したピクセル変化率を前記領域毎に比較することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項7】
請求項4に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記局所肺血流解析手段は、さらに、前記心電図のR波が発生してから平均ピクセル値が最小となる時点までの遅延時間、平均ピクセル値が最小となる時点以降の立ち上がり角度、及び平均ピクセル値の最大値と最小値との間の差のうちの少なくとも一つの情報を算出することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項8】
請求項4に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、さらに、前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、心電図からR波が発生したタイミングを特定し、R波に対応するフレームを特定し、該特定したフレームと1心拍における他のフレームとの間のピクセル値の差を算出し、該ピクセル値の差を用いて肺血流動態画像を生成する肺血流動態解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項9】
請求項4に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、さらに、前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、時間的に隣り合うフレーム間のピクセル値の差を算出し、該ピクセル値の差を用いて肺血流動態画像を生成する肺血流動態解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項10】
被検者のX線動画像を入力し、該X線動画像を用いて血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査装置であって、
前記X線動画像を構成する複数のフレームが格納される画像格納部と、
該画像格納部からフレームを読み出し、該読み出したフレーム毎に所定範囲内のピクセル値を算出し、心拍動により変化する該算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成する解析部とを備え、
さらに、前記被験者の心電図が格納される心電図格納部を備え、
前記解析部は、前記画像格納部からフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、前記読み出したフレームに基づいて心電図との時間的関係の血流情報を生成し、
前記解析部は、さらに、前記画像格納部から複数のフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、読み出したフレーム毎に、肺野領域、肺野領域を分割した領域、及びオペレータにより指定された関心領域のうちのいずれかの領域の平均ピクセル値を算出し、該領域毎の平均ピクセル値及び前記読み出した心電図を、時系列に同期させた情報として生成する局所肺血流解析手段と、
前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、該心電図に基づいて、1心拍におけるフレーム毎のピクセル値の最大値及び最小値から平均値を画素毎に算出し、前記ピクセル値と算出した平均値との差を算出し、該ピクセル値との差を用いて肺血流動態画像を生成する肺血流動態解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項11】
被検者のX線動画像を入力し、該X線動画像を用いて血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査装置であって、
前記X線動画像を構成する複数のフレームが格納される画像格納部と、
該画像格納部からフレームを読み出し、該読み出したフレーム毎に所定範囲内のピクセル値を算出し、心拍動により変化する該算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成する解析部とを備え、
さらに、前記被験者の心電図が格納される心電図格納部を備え、
前記解析部は、前記画像格納部からフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、前記読み出したフレームに基づいて心電図との時間的関係の血流情報を生成し、
前記解析部は、さらに、前記画像格納部から複数のフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、読み出したフレーム毎に、肺野領域、肺野領域を分割した領域、及びオペレータにより指定された関心領域のうちのいずれかの領域の平均ピクセル値を算出し、該領域毎の平均ピクセル値及び前記読み出した心電図を、時系列に同期させた情報として生成する局所肺血流解析手段と、
前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、心電図からR波が発生したタイミングを特定し、R波に対応するフレームを特定し、1心拍におけるMIP画像を生成し、該MIP画像と前記特定したフレームの画像との間のピクセル値の差を算出し、該ピクセル値の差を用いて肺血流分布画像を生成する肺血流分布解析手段を有することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項12】
請求項に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
さらに、X線の検出タイミングを示すX線パルス波形が格納されるパルス波形格納部を備え、
前記肺血流分布解析手段は、前記パルス波形格納部からX線パルス波形を読み出し、R波に対応するフレームを、X線パルス波形に基づいて特定することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項13】
請求項1に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、読み出したフレームの肺領域のピクセル値を算出し、該ピクセル値に基づいて、心拍位相におけるR波に対応するフレームを決定し、肺血流情報を生成することを特徴とする特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項14】
請求項1に記載の連続X線画像スクリーニング検査装置において、
前記解析部は、読み出したフレームから心壁移動量を算出し、該心壁移動量に基づいて、心拍位相におけるR波に対応するフレームを決定し、肺血流情報を生成することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項15】
被検者のX線動画像を入力し、該X線動画像を用いて血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査装置であって、
前記X線動画像を構成する複数のフレームが格納される画像格納部と、
該画像格納部からフレームを読み出し、該読み出したフレーム毎に所定範囲内のピクセル値を算出し、心拍動により変化する該算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成する解析部と、
前記被験者の心電図が格納される心電図格納部とを備え、
前記解析部は、前記画像格納部からフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、前記読み出したフレームに基づいて心電図との時間的関係の血流情報を生成し、
前記解析部はさらに、前記画像格納部から複数のフレームを、前記心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、読み出したフレーム毎に、縦隔部内における所定領域の平均ピクセル値を算出する局所心血流解析手段と、
前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、心電図からR波が発生したタイミングを特定し、R波に対応するフレームを特定し、該特定したフレームと1心拍における他のフレームとの間のピクセル値の差を算出し、該ピクセルの差を用いて心血流動態画像を生成する心血流動態解析手段と、
前記画像格納部から複数のフレームを、心電図格納部から心電図をそれぞれ読み出し、心電図からR波が発生したタイミングを特定し、R波に対応するフレームを特定し、1心拍におけるMIP画像を生成し、該MIP画像と前記特定したフレーム画像との間のピクセル値の差を算出し、該ピクセル値の差を用いて心血流分布画像を生成する心血流分布画像を生成する心血流分布解析手段とを有し、
前記局所心血流解析手段は、さらに、前記心電図から1心拍を認識し、1心拍の各フレームの平均ピクセル値からピクセル変化率を算出し、該算出したピクセル変化率を前記領域毎に比較することを特徴とする連続X線画像スクリーニング検査装置。

【請求項16】
被検者のX線動画像を構成する複数のフレームが格納された画像格納部を備えた装置により、前記X線動画像を用いて血流を評価するための情報を生成する連続X線画像スクリーニング検査プログラムであって、前記装置を構成するコンピュータに、
前記画像格納部からフレームを読み出す処理(1)と、
該読み出したフレーム毎に所定範囲内のピクセル値を算出する処理(2)と、
心拍動により変化する該算出したピクセル値の時間的変化量を血流情報として生成する処理(3)と、
フレーム毎に、ピクセル値に基づいて肺野領域と心臓との間の境界部位を検出し、該境界部位の変動量を心壁移動量として算出する心壁移動量解析処理(4)と、
を実行させる連続X線画像スクリーニング検査プログラム。

【請求項17】
請求項16に記載の連続X線画像スクリーニング検査プログラムにおいて、前記コンピュータに、
前記(2)及び(3)の処理の代わりに、
前記読み出したフレームに基づいて心拍位相を推定する処理(2)’と、
該推定した心拍位相及び前記読み出したフレームから血流情報を生成する処理(3)’とを実行させる連続X線画像スクリーニング検査プログラム。

【請求項18】
請求項16に記載の連続X線画像スクリーニング検査プログラムにおいて、
被検者の心電図が格納された心電図格納部を備えた装置を構成するコンピュータに、
前記心電図格納部から心電図を読み出す処理()と、
該読み出した心電図に基づいて心拍位相を推定する処理()と、
該推定した心拍位相及び前記読み出したフレームから血流情報を生成する処理()とを実行させる連続X線画像スクリーニング検査プログラム。

【請求項19】
請求項16に記載の連続X線画像スクリーニング検査プログラムを記録した記録媒体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007553014thum.jpg
出願権利状態 登録
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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