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JP2018000281A - 動態解析システム - Google Patents

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JP2018000281A JP2016127140A JP2016127140A JP2018000281A JP 2018000281 A JP2018000281 A JP 2018000281A JP 2016127140 A JP2016127140 A JP 2016127140A JP 2016127140 A JP2016127140 A JP 2016127140A JP 2018000281 A JP2018000281 A JP 2018000281A
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正行 中澤
敬子 板屋
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敬子 板屋
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Abstract

【課題】肺野の換気状態についてより正確な情報を提供する。
【解決手段】画像処理装置の画像解析部４７は、被写体の胸部を動態撮影することにより取得された複数の時間位相における動態画像に基づいて、複数の時間位相における解析値を算出し、非線形の関数を用いて、複数の時間位相における解析値から肺野の換気状態を表す指標値を算出する。制御部４１は、複数の時間位相における換気状態を表す指標値を表示部４３に表示させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、動態解析システムに関する。
従来、Ｘ線の動態画像等を画像解析し、肺の換気能の診断に有効な情報を提供する装置が開示されている。例えば、特許文献１には、最大呼気位と最大吸気位間における絶対換気量の情報を取得し、当該絶対換気量と、動態画像のうち最大呼気位及び最大吸気位のフレーム画像間の信号値の変化量とから単位信号変化量当たりの推定換気量を算出し、この単位信号変化量あたりの推定換気量の値を各時間位相における最大呼気位又は最大吸気位からの信号値変化量に乗算することにより各時間位相における推定換気量を算出して提供する動態解析システムが記載されている。
特開２００９−１５３６７８号公報
特許文献１に記載の技術では、信号値変化量と推定換気量が線形関係であることを前提としている。しかし、動態画像から取得した値から線形関数を用いて換気量を算出した場合、得られた換気量の情報に誤差が生じる。
本発明の課題は、肺野の換気状態についてより正確な情報を提供できるようにすることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の動態解析システムは、
被写体の胸部を動態撮影することにより取得された複数の時間位相における動態画像に基づいて、前記複数の時間位相における解析値を算出する解析値算出手段と、
非線形の関数を用いて、前記複数の時間位相における解析値から肺野の換気状態を表す指標値を算出する換気状態算出手段と、
表示手段と、
前記複数の時間位相について算出された前記指標値を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備える。
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、
前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値である。
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、
前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記換気状態算出手段は、呼気位相と吸気位相とで異なる関数を用いて前記解析値から前記指標値を算出する。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記換気状態算出手段は、呼気位相と吸気位相とで前記解析値に対する前記指標値の増減が逆の関数を用いる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で下に凸となる関数である。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、吸気位相に用いる前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で下に凸となる関数である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で上に凸となる関数である。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、呼気位相に用いる前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で上に凸となる関数である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、
前記非線形の関数は、下に凸となる領域と上に凸となる領域を有する。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、
前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、呼気位相に用いる前記非線形の関数は、下に凸となる領域と上に凸となる領域を有する。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明において、
前記非線形の関数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記非線形の関数を取得する情報取得手段と、を備え、
前記換気状態算出手段は、前記情報取得手段により取得された前記非線形の関数を用いて、前記解析値から換気状態を表す指標値を算出する。
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明において、
前記解析値算出手段は、前記複数の時間位相における動態画像に含まれる肺野領域を複数の領域に分割し、前記複数の時間位相における前記分割した各領域の解析値を算出し、
前記換気状態算出手段は、前記複数の時間位相における前記各領域の解析値から前記各領域の換気状態を表す指標値を算出し、
前記制御手段は、前記複数の時間位相における前記各領域について算出された前記指標値を前記表示手段に表示させる。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、
前記換気状態算出手段は、前記各領域に応じた異なる関数を用いて、前記各領域の解析値から前記各領域の換気状態を表す指標値を算出する。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、
前記各領域に応じた異なる関数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記各領域に応じた異なる関数を取得する情報取得手段と、を備え、
前記換気状態算出手段は、前記情報取得手段により取得された前記各領域に応じた異なる関数を用いて、前記各領域の換気状態を表す指標値を算出する。
請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５の何れか一項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記複数の時間位相の各動態画像において算出された指標値を示すイメージ画像を生成し、時間位相に応じて当該イメージ画像を連続的に切り替えて前記表示手段に表示させる。
請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１６の何れか一項に記載の発明において、
被写体の胸部を動態撮影することにより複数の時間位相における動態画像を生成する撮影手段を備える。
本発明によれば、肺野の換気状態についてより正確な情報を提供することが可能となる。
本実施形態における動態解析システムを示す図である。 図１の撮影装置、撮影用コンソール、診断用コンソールの機能的構成を示す図である。 図１の画像処理装置の機能的構成を示す図である。 動態解析システムにおける処理の流れを示す図である。 換気状態を表す指標値を算出する処理の流れを説明する図である。 複数の時間位相の動態画像を示す図である。 領域の分割例を示す図である。 空気量と換気量の関係を説明するための図である。 吸気時の肺胞の体積と内圧の関係、内圧と気流の関係を示す図である。 呼気時の肺胞の体積と内圧の関係、内圧と気流の関係を示す図である。 解析値（Ｍ×ｂ）と肺野の体積との関係を示す図である。 肺野の体積と換気状態を表す指標値（相対換気量）との関係を示す図である。 解析値（Ｍ×ｂ）から換気状態を表す指標値（相対換気量）を算出するための関数を示す図である。 関数の形状の他の例を示す図である。 （ａ）は、吸気位相における関数の一例を示す図、（ｂ）は、呼気位相における関数の一例を示す図である。 動態画像及び換気状態を表す指標値の表示例を示す図である。 換気状態を表す指標値と表示色を対応付けるためのユーザインターフェース画面の一例を示す図である。 換気状態を表す指標値のイメージ図である。 単純立方体モデルによる換気状態、肺野の面積、透過Ｘ線強度の関係を説明するための図である。 透過Ｘ線強度と肺野体積との関係を示すグラフである。 撮影開始からの各時間における動態画像から得られる透過Ｘ線強度に対応する体積を図２０により求めてプロットしたグラフである。 撮影開始からの各時間における動態画像から得られる透過Ｘ線強度に対応する相対換気量を表したグラフである。 第２の実施形態で解析値から換気状態を表す指標値を算出する際に用いられる関数の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態における動態解析システム１を示す。
図１に示すように、動態解析システム１は、撮影装置１０、撮影用コンソール２０、診断用コンソール３０と、画像処理装置４０と、サーバ５０とを備えて構成されている。撮影装置１０と撮影用コンソール２０は、通信ケーブル等により接続され、撮影用コンソール２０、診断用コンソール３０、画像処理装置４０、サーバ５０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮを介して接続されている。
図２を参照して、撮影装置１０、撮影用コンソール２０及び診断用コンソール３０についてさらに説明する。撮影装置１０はＸ線源１１、検出器１２、読取部１３、サイクル検出部１４を備えて構成されている。一方、撮影用コンソール２０は、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５を備えて構成されている。診断用コンソール３０も同様に、制御部３１、記憶部３２、操作部３３、表示部３４、通信部３５を備えて構成されている。
まず、撮影装置１０について説明する。
撮影装置１０は、被写体Ｈに対しＸ線を照射し、検出器１２からＸ線画像を読み取る。撮影装置１０では動態撮影が可能である。動態撮影とは撮影を連続的に行い、複数の時間位相における動態画像（フレーム画像）を得る撮影方法である。動態画像とは動態撮影により得られた撮影画像をいい、本実施形態では動態画像はＸ線画像である。
Ｘ線源１１は、撮影用コンソール２０の制御部２１の制御に従って、Ｘ線を照射する。制御されるＸ線照射条件としては、例えば動態撮影における連続撮影時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔、照射開始／終了タイミング、Ｘ線管電流、Ｘ線管電圧、フィルタ値等が挙げられる。パルスレートとは単位時間あたりの撮影回数をいい。パルス幅は撮影１回あたりのＸ線照射時間である。パルス間隔は、連続撮影においてあるＸ線照射開始から次の撮影でのＸ線照射を開始するまでの時間である。
検出器１２は、被写体Ｈを挟んでＸ線源１１と対向する位置に配置される。検出器１２はＸ線の検出センサがマトリクス状に配置されたＦＰＤ（Flat Panel Detector）等であ
る。すなわち、Ｘ線をその強度に応じた電気信号に変換して画素（検出センサ）毎に蓄積するので、検出器１２にはＸ線画像が記録されることとなる。
読取部１３は、検出器１２からＸ線画像を読み取る処理を行い、読み取られたＸ線画像を撮影用コンソール２０に送信する。なお、読取動作は制御部２１により制御される。制御される画像読取条件としては、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ等がある。フレームレート、フレーム間隔は上記パルスレート、パルス間隔と同意義である。
サイクル検出部１４は、被写体Ｈの撮影部位について生体反応のサイクルを検出する。例えば、本実施形態のように、撮影部位が肺を含む胸部である場合には、呼吸モニタベルト、ＣＣＤカメラ、光学カメラ、スパイロメータ等を適用して呼吸サイクルを検出する。
サイクル検出部１４は、検出したサイクルの情報を、撮影用コンソール２０の制御部２１に出力する。
次に、撮影用コンソール２０及び診断用コンソール３０について説明する。
撮影用コンソール２０は技師の撮影操作用として用いられ、撮影条件等の入力を受け付けたり、撮影装置１０のＸ線画像を技師の確認用に表示したりする。診断用コンソール３０は、医師の操作用として用いられ、撮影用コンソール２０から送信されるＸ線画像を医師の確認用に表示したりする。
診断用コンソール３０の各部（制御部３１、記憶部３２、操作部３３、表示部３４、通信部３５）の機能は、撮影用コンソール２０の各部（制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５）と基本的に同一である。よって、ここでは撮影用コンソール２０の各部を代表として説明し、診断用コンソール３０の各部の説明を省略する。
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成されている。制御部２１は記憶部２２に記憶されている各種プログラムをＣＰＵにより読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムとの協働により各種演算を行ったり、各部の動作を集中制御したりして処理を実行する。
なお、制御部２１はＣＰＵクロックを利用して時間を計時するタイマ機能を有する。
記憶部２２は、ハードディスク等のメモリであり、制御部２１により用いられる各種プログラムやプログラムの実行に必要なパラメータ等を記憶している。例えば、撮影部位毎に最適化された撮影条件（Ｘ線照射条件やＸ線画像の画像読取条件等）を記憶している。
操作部２３は、キーボードやマウス等を備えて構成され、これらの操作に応じて操作信号を生成して制御部２１に出力する。
表示部２４はディスプレイを備え、制御部２１の表示制御に従って各種操作画面や撮影により得られたＸ線画像等を表示する。
通信部２５は、通信用のインターフェイスを備え、ネットワークＮに接続された外部装置と通信を行う。
次に、画像処理装置４０及びサーバ５０について説明する。
画像処理装置４０及びサーバ５０は、撮影により得られたＸ線画像を提供するために用いられる。
図３を参照して、画像処理装置４０について説明する。
画像処理装置４０は、Ｘ線画像に対して、画像処理を施したり画像解析を行ったりするものである。図３に示すように、画像処理装置４０は、制御部４１、操作部４２、表示部４３、記憶部４４、通信部４５、画像処理部４６、画像解析部４７、情報取得部４８を備えて構成されている。
制御部４１〜通信部４５については、上記説明した撮影用コンソール２０の制御部２１〜通信部２５と基本的な機能は同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。なお、記憶部４４には、図５のステップＳ１２で分割される各領域毎に、解析値Ｘから換気状態を表す指標値Ｙを算出するための関数が記憶されている。
画像処理部４６は、Ｘ線画像に対し、階調変換処理、周波数調整処理等の各種画像処理を施す。画像処理は撮影部位に応じた種類のものを、撮影部位に応じた画像処理条件により施す。
画像解析部４７は、胸部を動態撮影して得られた複数の時間位相における動態画像を解析し、各時間位相における解析値Ｘ及び換気状態を表す指標値Ｙを算出する。即ち、画像解析部４７は、解析値算出手段及び換気状態算出手段として機能する。具体的な算出方法については後述する。
情報取得部４８は、図５のステップＳ１２で分割される各領域に応じた関数を記憶部４４から読み出して取得し、画像解析部４７に出力する。
画像処理部４６、画像解析部４７、情報取得部４８は、制御部４１とプログラムとの協働により実現されてもよいし、専用のハードウエアにより実現されてもよい。
サーバ５０は、大容量メモリを備えてこのメモリに画像処理装置４０によって画像処理されたＸ線画像を保存し、管理する。サーバ５０に保存されたＸ線画像は診断用コンソール３０からの要求に応じて配信され、診察に供される。
次に、動作について説明する。
本実施形態に係る動態解析システム１は、胸部の動態撮影を行い、得られた複数の時間位相における動態画像を画像解析し、各時間位相における換気状態を表す指標値Ｙを算出、表示する。
図４は、その際に主に機能する撮影装置１０、診断用コンソール３０、画像処理装置４０における処理の流れを示すフローチャートである。
図４に示すように、まず撮影装置１０において動態撮影を行い、複数の時間位相における動態画像を生成する（ステップＳ１）。動態撮影は少なくとも１つの呼吸位相について複数の時間位相の動態画像を生成するように行う。
撮影にあたっては、撮影技師が撮影用コンソール２０の操作部２３を介して、被写体Ｈに関する患者情報の入力、検査情報（撮影部位（ここでは、胸部）、解析対象の種類（例えば、換気、血流）、体位（例えば、立位、臥位）等）の指定操作等を行う。患者情報には被写体Ｈつまり患者の氏名の他、年齢、性別、体重、身長等の患者の属性を示す情報が含まれる。
撮影用コンソール２０では、制御部２１が指定された撮影部位に応じた撮影条件を記憶部２２から読み出し、撮影装置１０のＸ線源１１におけるＸ線照射条件、読取部１３における画像読取条件として設定する。以下、撮影技師により撮影部位として「胸部（肺）」の撮影が指定されたとして説明する。換気能を見るために肺を撮影する場合、呼吸サイクルは平均０．３回／秒程度であることから、これを考慮して複数の時間位相の動態画像を少なくとも１つの呼吸位相について撮影できるように、例えば下記の撮影条件が設定される。
フレームレート（パルスレート）：３フレーム／秒（つまり１秒あたり３回の撮影）
画素サイズ：４００μｍ
画像サイズ：４０ｃｍ×３０ｃｍ
管電圧：１２０ｋＶ
管電流：５０ｍＡ
撮影タイミング：吸気から呼気への変換点のタイミング（撮影開始タイミング）からフレーム間隔時間毎
なお、制御部２１はサイクル検出部１４により検出された呼吸サイクルの情報に基づいて、フレームレート等の条件を修正する。例えば、検出された呼吸サイクルに基づいて、１つの呼吸位相が所定のフレーム数（例えば、１０フレーム）で撮影されるように制御部２１がフレームレートを算出し、設定し直す。上記のフレームレートの条件例でいえば、サイクル検出部１４により検出された呼吸サイクル数が０．２５回／秒であった場合、フレームレートは２．５フレーム／秒に修正される。
撮影条件を設定後、制御部２１はサイクル検出部１４により検出される呼吸サイクルの情報に基づいて、撮影開始タイミングかどうか、つまり１つの呼吸位相が始まるタイミング（例えば、吸気→呼気の変換点）かどうかを判断する。撮影開始タイミングであれば、制御部２１はＸ線源１１及び読取部１３を制御して動態撮影を開始させる。また、制御部２１は動態撮影開始に合わせて撮影の開始から終了までに要した撮影時間を計時する。
撮影装置１０では、設定されたＸ線照射条件に従って所定のパルスレートでＸ線を照射する。同様に、読取部１３は設定された画像読取条件に従って、所定フレームレートで検出器１２からＸ線画像の読取処理を行う。このＸ線照射動作と画像読取動作は制御部２１が同期させる。これにより、複数の時間位相における動態画像が生成され、撮影用コンソール２０に出力される。
なお、本実施形態においては、胸部の正面と側面から被写体Ｈを動態撮影する。
撮影用コンソール２０では、制御部２１の表示制御により動態撮影により得られた各時間位相の動態画像を表示部２４に表示する。撮影技師が画質等を確認するためである。撮影技師により操作部２３を介して承認操作がなされると、制御部２１は各時間位相の動態画像に一連の撮影を識別するためのＩＤや、撮影順を示す番号、患者情報、検査情報、撮影時間の情報等を付帯して診断用コンソール３０に送信する。診断用コンソール３０でも同様に確認用の表示を行う（ステップＳ２）。そして、承認操作がなされると、各時間位相の動態画像を画像処理装置４０に送信する。
画像処理装置４０では、各時間位相の動態画像に対し、画像処理部４６により撮影部位（ここでは胸部）に応じた画像処理を施した後、画像解析部４７により各時間位相の動態画像について換気状態を表す指標値Ｙを算出する処理を行う（ステップＳ３）。
換気状態を表す指標値Ｙを算出する処理については、図５を参照して説明する。
図５に示すように、まず、画像解析部４７は、複数の時間位相における各動態画像について呼吸位相を判別する（ステップＳ１１）。呼気時には肺下部が収縮し、吸気時には肺下部が伸張するので、画像解析部４７は各時間位相に係る動態画像の肺野領域の面積（画素数）を算出し、この面積が最大となる時間位相から最小となる時間位相までの動態画像を呼気位相、面積が最小の時間位相から最大の時間位相までの動態画像を吸気位相のものと判別する。図６に、各時間位相Ｔ（Ｔ＝ｔ０〜ｔ６）の動態画像について呼吸位相を判別した結果を示す。
なお、肺野領域の認識はどのような方法を適用してもよいが、例えば、基準画像の信号値のヒストグラムから判別分析によって閾値を求め、この閾値より高信号の領域を肺野領域として１次検出する。次いで、１次検出された領域の境界付近でエッジ検出を行い、境界付近の小領域でエッジが最大となる点を境界に沿って抽出すれば肺野領域の境界を検出することができる。
次いで、画像解析部４７は、各動態画像の肺野領域を複数の領域に分割する（ステップＳ１２）。
本実施形態では、図７（ａ）に示すように肺野領域を上下に３つの領域（上から領域Ａ、Ｂ、Ｃ）に分割する。肺野上部と肺野下部とでは、肺野体積の違いにより絶対換気量が異なるためである。また、立位状態の場合、肺野上部と肺野下部とでは重力によって肺胞にかかる力が異なるため、肺野の呼吸運動に伴う体積変化に対する肺野内の空気量の変化の遅延度合いが異なるためである（詳細後述）。図７（ｂ）に示すように、肺野領域を複数の小領域（例えば、０．４〜４ｃｍ角）に分割することとしてもよい。
複数の時間位相の動態画像間での各分割領域の対応付けはローカルマッチングにより行うことができる。ローカルマッチングはある動態画像を基準とし、この基準画像を分割し、分割した各領域と他の動態画像とのマッチング度が高い領域を対応付ける方法である。マッチング度とは画像の一致性を示す度合いをいい、最小二乗法や相互相関によって求めることができる。
また、図７（ｃ）に示すように、肺野領域を右上葉、左上葉等の肺の解剖学的構造毎に分割しもよい。この場合は、解剖学的構造毎に換気状態をとらえることが可能となる。分割時には、解剖学的構造の位置及び名称が予め定められた参照画像を用いて、当該参照画像の肺野領域と各動態画像の肺野領域とが略一致するように非線形ワーピング処理等により画像変換することにより各解剖学的構造の領域を認識し、分割すればよい。
なお、本実施形態においては、ステップＳ１２で分割された領域は複数の画素からなることとするが、１画素ごとであっても良い。
次いで、画像解析部４７は、複数の時間位相のそれぞれにおける各領域の解析値Ｘを算出する（ステップＳ１３）。
解析値Ｘは、例えば、分割された各領域内の信号値、又はこれに基づいて算出される値であり、領域内のＸ線透過状態を表すものであれば、特に限定されない。
ここで、信号値は、動態画像の各画素の値（画素信号値）である。信号値としては、被写体を透過したＸ線強度（透過Ｘ線強度）を用いることができる。透過Ｘ線強度の単位、例えば、mR、mGyの値でも良いし、それらの値と線形関係を有する数値に変換したものでも良い。例えば、透過Ｘ線強度0mRから1000mRまでを12bit(0〜4095)の整数に割り当てたものを信号値として用いることができる。または、信号値として、透過Ｘ線強度又はそれと線形関係を有する値を所定の関数で変換したものを用いても良い。例えば、透過Ｘ線強度を対数変換したものを信号値としても構わない。また、本実施形態は、透過Ｘ線強度が強いほど信号値が大きくなる場合について記載しているが、透過Ｘ線強度が強いほど信号値が小さくなっても良い。例えば、透過Ｘ線強度0mRから1000mRまでを4095〜0に割り当てたものを信号値としても良い。
例えば、解析値Ｘとしては、領域毎に、信号値のヒストグラムを算出し、肺野に相当する信号値にその頻度を乗じて求めた総和を解析値Ｘとして算出しても良い。または、領域内の信号値の代表値、例えば、平均値、中央値、最頻値などを解析値Ｘとして算出してもよい。平均値は、単純平均でも良いし、重み付け平均でも良い。または、算出した代表値を時間方向のローパスフィルタでフィルタリングした値を解析値Ｘとしてもよい。また、解析値Ｘは、算出された値そのものでも良いし、各フレーム（動態画像）に対して算出された解析値と所定のフレームに対して算出された解析値との相対値（例えば差分や比）を用いても良い。
また、解析値Ｘは、分割された各領域内の画素数に基づいて算出される値としてもよい。
本実施形態においては、以下の（式１）に示す、各領域の画素数に基づいて算出される各領域の体積に相当する解析値Ｘを算出する。
Ｘ＝Ｍ×ｂ・・・（式１）
ここで、Ｍは、正面から撮影された動態画像における肺野領域の分割された各領域の面積であり、ｂは、側面から撮影された動態画像における分割された各領域の肺の厚みである。面積Ｍは、例えば、正面から撮影した動態画像の分割された各領域（肺野領域）の画素数を計数することにより求めることができる。
次いで、情報取得部４８により、記憶部４４に記憶されている、換気状態を表す指標値Ｙを算出する際に用いる、分割された各領域に応じた関数を取得する（ステップＳ１４）。
本実施形態において、記憶部４４には、ステップＳ１２で分割された各領域に応じた異なる関数が記憶されている。「各領域に応じた異なる関数」とは、分割された領域のうち少なくともいくつかの領域の関数が互いに異なっていることを指し、必ずしも全ての領域の関数が互いに異なっている必要はない。本実施形態においては、情報取得部４８は、記憶部４４からステップＳ１２で分割された各領域に応じた関数を読み出すこととするが、サーバ５０に各領域に応じた関数を記憶しておき、情報取得部４８がサーバ５０から取得することとしてもよい。
ステップＳ１４において取得される関数は、解析値Ｘを横軸、換気状態を表す指標値Ｙを縦軸とし、最大呼気位における解析値ＸをＸ１、最大吸気位における解析値ＸをＸ２、最大呼気位における換気状態を表す指標値ＹをＹ１、最大吸気位における換気状態を表す指標値ＹをＹ２としたとき、解析値Ｘ１とＸ２の間の解析値Ｘから指標値Ｙ１とＹ２の間の指標値Ｙを算出する際に用いる関数である（図１３参照）。Ｘ１とＸ２、Ｙ１とＹ２の範囲は健常者の代表的な解析値と指標値との関係に基づいて決定することができるが、これに限られるものではない。
換気状態を表す指標値Ｙは、肺野領域の分割された各領域内の空気量又は分割された各領域内の空気の変化量を表す値（換気量）である。
ここで、図８を参照して空気量と換気量の関係について説明する。
図８（ａ）は、横軸を解析値Ｘ、縦軸の指標値Ｙを空気量とした場合の両者の関係を示すグラフの軸を示したものである。空気量は、肺野領域内（分割された各領域内）の空気の量であり、換気量は、呼吸周期の或る位相とその他の位相の空気量の差（空気の変化量）をいう。具体的には、図８（ａ）に矢印で示す量が換気量に該当する。例えば、最大呼気位の空気量からの空気の変化量を換気量とした場合、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示す縦軸の空気量の原点（０）を最大呼気位にずらしたグラフとなる。また、例えば、中間の位相Ｂの空気量からの空気の変化量を換気量とした場合、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）に示す縦軸の空気量の原点（０）を位相Ｂにずらしたグラフとなる。即ち、縦軸を空気量とした場合と換気量とした場合で解析値Ｘと指標値Ｙを示す関数形は同じとなる。
以下の説明では、縦軸、即ち換気状態を示す指標値Ｙを換気量（相対換気量）とした場合を例にとり説明するが、空気量（相対空気量）の場合も同様である。相対換気量は、肺野全体又は肺野内の所定領域における換気量の大小を相対的に表す数値である。例えば、０〜１の間の実数でも良いし、０〜４０９５（2bit）の整数値でも良い。
ここで、呼吸時の肺胞の体積と内圧の関係及び内圧と気流の関係について説明する。
図９に、吸気時の肺胞の体積と内圧の関係及び内圧と気流の関係を示す。図９に示すように、最大呼気状態のとき、肺胞内の圧力は大気圧に等しく、空気の移動（換気）はない。吸気時には、まず、吸息筋（主に横隔膜と外肋間筋）が収縮して胸が広がり、それにつれて肺（肺胞）が膨らみ、肺の体積が増える。肺の体積の増加に伴い肺胞内の圧力が大気圧より低くなり、体積の増加に遅れて吸気が始まる。吸息筋の収縮が終わると、肺胞の体積増加が止まり、肺の体積増加に空気の流入が追いつくと肺胞内の圧力が大気圧に等しくなり、吸気が終了する。
図１０に、呼気時の肺胞の体積と内圧の関係及び内圧と気流の関係を示す。図１０に示すように、最大吸気状態のとき、肺胞内の圧力は大気圧に等しく、空気の移動（換気）はない。呼気時には、まず、呼息筋（主に腹筋と内肋間筋）が収縮して胸が縮み、それにつれて肺（肺胞）が縮み、肺の体積が減少する。肺の体積の減少に伴い肺胞内の圧力が大気圧より高くなり、体積の減少に遅れて呼気が始まる。呼息筋の収縮が終わると、肺胞の縮みが止まり、肺の体積減少に空気の流出が追いつくと肺胞内の圧力が大気圧に等しくなり、呼気が終了する。
上述の（式１）で求めた解析値Ｘは、肺野の体積の実測値ではないが、図１１に示すように肺野の体積Ｖと概ね線形関係にあると考えられる。しかしながら、図９、図１０を用いて説明したように、肺野の体積変化に対して換気量の変化には遅延が生じるため、換気状態を示す指標値Ｙを相対換気量とした場合、肺野の体積Ｖと指標値Ｙとの関係は、図１２に示すように、呼気位相では上に凸の非線形の関数Ｆ１に、吸気位相では下に凸の非線形の関数Ｆ２となる。従って、横軸を解析値Ｘ（＝Ｍ×ｂ）、縦軸を指標値Ｙ（相対換気量）とすると、図１１と図１２の組み合わせによって、図１３に示すように、呼気位相では上に凸の非線形の関数Ｆ１１、吸気位相では下に凸の非線形の関数Ｆ１２が得られる。肺野領域を複数の領域に分割した場合においても同様に、各領域における解析値Ｘと指標値Ｙの関係は、図１３に示すように、非線形の関数となる。
また、肺野上部の領域と肺野下部の領域とでは、肺野の体積が異なるため（肺野上部より肺野下部のほうが体積が大きい）、これに略比例して絶対換気量が異なる。また、立位状態の場合、肺野上部の領域と肺野下部の領域とでは重力によって肺胞に係る力が異なるため、領域によって体積変化に対する換気量の遅延度合いが異なる。更に、本実施形態においては、解析値Ｘを画素数に基づいて算出した値としているが、例えば、解析値Ｘを透過Ｘ線強度等の画素の信号値に基づく値とした場合、立位状態では、肺野上部は肺野全体の肺胞の重さによって引き伸ばされるため肺胞密度が低く元々の信号値が低いが、肺野の下部は肺胞の重さに起因する引き伸ばしが少ないため肺野上部に比べて肺胞密度が高く元々の信号値が高い。
そこで、本実施形態においては、各領域に応じて異なる関数であって、それぞれが図１３に示すような非線形の関数が記憶部４４に記憶されている。非線形の関数は、図１４に示すように、傾きの異なる複数の直線で近似したものでもよい。
なお、肺野内の領域によらず指標値Ｙの変化する範囲を一定にすることで、肺野内のどの領域でも同じ基準で換気状態を判断できるようになる。そこで、肺野内の領域によらず指標値Ｙの変化する範囲を一定にするため、換気による解析値Ｘの変化の小さい肺野上部の領域Ａに応じた関数は傾きの絶対値Ｒが大きく、換気による解析値Ｘの変化の大きい肺野下部の領域Ｃに応じた関数は傾きの絶対値Ｒが小さい関数を用いることが好ましい。ここで、関数の傾きの絶対値Ｒとは、最大呼気位における解析値Ｘ１と最大吸気位における解析値Ｘ２の差｜Ｘ２−Ｘ１｜に対する、最大呼気位における換気状態を表す指標値Ｙ１と最大吸気位における換気状態を表す指標値Ｙ２の差｜Ｙ２−Ｙ１｜の比（｜Ｙ２−Ｙ１｜÷｜Ｘ２−Ｘ１｜）を指す。
また、各領域に対し、呼気位相と吸気位相とで異なる関数を用いてもよい。例えば、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、呼気位相と吸気位相で解析値Ｘの増減に対する指標値Ｙの増減を逆にしてもよい。図１５（ａ）は吸気位相、図１５（ｂ）は呼気位相の関数の例を示したものである。図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、呼気位相と吸気位相で解析値Ｘの増減に対する指標値Ｙの増減を逆にした関数を用いることで、吸気位相については、最大呼気位の換気状態を表す指標値Ｙを基準（例えば、０）とした場合の各時間位相の換気状態を表す指標値Ｙ（即ち、吸気量）を算出することができ、呼気位相については、最大吸気位の換気状態を表す指標値Ｙを基準（例えば、０）とした場合の各時間位相の換気状態を表す指標値Ｙ（即ち、呼気量）を算出することができる。
次いで、画像解析部４７は、情報取得部４８により取得された関数を用いて、各動態画像の領域毎に、解析値Ｘから換気状態を表す指標値Ｙを算出する（ステップＳ１５）。
そして、画像解析部４７は、吸気位相、呼気位相の各動態画像の領域毎にそれぞれ算出した換気状態を表す指標値Ｙの情報を、当該動態画像に付帯させる（ステップＳ１６）。その後、各領域の換気状態を表す指標値Ｙの情報が付帯された各時間位相の動態画像は通信部４５を介してサーバ５０に送信される。
サーバ５０では、付帯情報とともに各時間位相の動態画像をデータベース化してメモリに保存する。診断用コンソール３０から要求があれば、サーバ５０は要求に係る患者の動態画像群を送信する。
図４に戻り、診断用コンソール３０では、制御部３１の表示制御により、サーバ５０から取得した各時間位相の動態画像を表示部３４に表示する（ステップＳ４）。このとき、制御部３１は時間位相に応じて各動態画像を連続的に切り替えて動画として表示させる。医師は肺の呼吸運動について動的な変化を把握することが可能である。
ここで、信号値や解析値Ｘを表示装置に表示する際、単純Ｘ線画像診断においては、透過Ｘ線強度が弱いほど輝度が高く（白く）、透過Ｘ線強度が強いほど輝度が低く（黒く）表示するのが一般的であるが、白黒が逆になるように表示しても良く、用途や好みに応じて両者の表示方法を切り替えても良い。
次いで、制御部３１は表示した動態画像の付帯情報に基づいて、換気状態を表す指標値Ｙの情報を表示部３４に表示させる（ステップＳ５：制御手段）。
図１６に、動態画像の表示例と換気状態を表す指標値Ｙの表示例を示す。
図１６に示す表示画面ｄ１では、動態画像の表示領域ｄ１１と換気状態を表す指標値Ｙの表示領域ｄ１２とを表示させる。表示領域ｄ１１では、制御部３１は各動態画像を時間位相に応じて連続的に切り替えて表示させる。一方、換気状態を表す指標値Ｙの表示領域ｄ１２では、制御部３１は各動態画像において算出された換気状態を表す指標値Ｙを示すイメージ図を生成してこれを表示させる。換気状態を表す指標値Ｙを示すイメージ図は、各動態画像において、分割された各領域の換気状態を表す指標値Ｙを、その指標値Ｙに応じた色で表したものである。表示領域ｄ１２に隣接して、色の濃度がどのぐらいの換気量にあたるのかを指し示すインジケータｄ１３が表示される。インジケータｄ１３において、指標値Ｙである相対換気量の下限には０を表示し、上限にはＭａｘの値を表示する。さらに、制御部３１は各動態画像について算出された領域毎の換気状態を表す指標値Ｙを数値により表示させることとしてもよい。
イメージ図における、換気状態を表す指標値Ｙに応じた色は、白、赤、青、緑などの単一色相の色の濃淡の違いで表しても良いし、複数の異なる色相の色で表しても良い。例えば、相対換気量(0〜1)の内、0〜0.2を青色、0.2〜0.4を緑色、0.4〜0.6を黄色、0.6〜0.8を橙色、0.8〜1.0を赤色で表示することができる。換気状態を表す指標値Ｙと表示する色（濃淡、色相）との対応付けについては、例えば、図１７のようなユーザインターフェース画面ｄ２を表示し、ユーザが好みに応じて選択できるように構成すると好ましい。
図１８に、換気状態を表す指標値Ｙを示すイメージ図の例を示す。図１８は、図１５（ａ）、（ｂ）に示す呼気位相と吸気位相とで解析値Ｘに対する指標値Ｙの増減が異なる関数を用いて算出した指標値Ｙを示したものである。上段は、呼気位相の相対換気量（呼気量）の場合、下段は吸気位の相対換気量（吸気量）の場合を示している。図１８においては、一例として、健常者の換気状態を表す指標値Ｙを示すイメージ図を示している。
図１８の上段に示すように、呼気位相の場合は、各時間位相Ｔ＝ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３の動態画像における各領域が、最大吸気位の動態画像（時間位相Ｔ＝ｔ０）の呼気量を０としたときの各領域の呼気量に応じた色で表されている。これにより、領域毎に、最大吸気位の呼気量を基準として変化した呼気量を視覚的に示すことができる。なお、最大吸気位の動態画像の呼気量を０とするには、指標値ＹからＹ１を引けばよい。
吸気位相の場合も同様である。図１８の下段に示すように、吸気位相の場合は、各時間位相Ｔ＝ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６の動態画像における各領域が、最大呼気位の動態画像（時間位相Ｔ＝ｔ３）の吸気量を０としたときの各領域の吸気量に応じた色で表されている。これにより、領域毎に、最大呼気位の吸気量を基準として変化した吸気量を視覚的に示すことができる。なお、最大呼気位の動態画像の吸気量を０とするには、指標値ＹからＹ１を引けばよい。
本実施形態では、呼吸に伴う肺野の体積変化に対する換気量の変化の遅延を考慮した非線形の関数を用いて解析値Ｘから指標値Ｙを算出しているので、従来に比べて肺野の換気状態についてより正確な情報を提供することが可能となる。また、肺野の領域に応じた異なる関数を用いているので、立位状態で撮影した場合、重力の影響による肺野上部の領域と肺野下部の領域の体積変化に対する換気量の変化の遅延度合いの違いを考慮して指標値Ｙを算出することができ、より正確な換気状態の情報を提供することができる。更に、肺野上部と肺野下部とではもともとの肺野の体積が異なるため、肺野の領域によって絶対換気量が異なるが、領域に応じた異なる関数を用いているので、領域による絶対換気量の違いを考慮して指標値Ｙを算出することができ、より正確な換気状態の情報を提供することができる。
制御部３１は、各動態画像において各領域を換気状態を表す指標値Ｙに応じた色で表したイメージ図を、時間位相に応じて連続的に切替ながら表示領域ｄ１２に表示させる。イメージ図における色の変化によって、医師は時間の経過に伴う換気状態を表す指標値Ｙの変化を視覚的に把握することが可能となる。
なお、切替表示は表示領域ｄ１１における元の動態画像の時間位相に一致させて行う。元の動態画像の表示と動態を連動させることにより、医師等のユーザは、元の動態画像を観察しつつ、換気状態を表す指標値Ｙの情報を参考にすることが可能となる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においては、解析値Ｘとして、肺野領域を分割した領域内の信号値（透過Ｘ線強度）の代表値、例えば、平均値、中央値、最頻値などを解析値Ｘとして算出し、記憶部４４に記憶されている関数を用いて、指標値Ｙ（相対換気量）を求める例について説明する。
第２の実施形態においては、画像処理装置４０の記憶部４４に、解析値Ｘとしての透過Ｘ線強度の代表値から指標値Ｙとしての相対換気量を算出する際の各領域に応じた異なる関数が記憶されており、図５のステップＳ１５においては、記憶部４４に記憶されている関数に基づいて解析値Ｘから指標値Ｙを算出する。その他の動態解析システム１の構成及び動作は、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し、以下、記憶部４４に記憶されている関数について説明する。
呼吸（換気）を行うと、横隔膜は上下方向（ｙ方向）に動き、外胸郭は略左右方向（ｘ方向）に動く。即ち、換気をすれば、（健常者であれば）肺野はｘｙ方向の面積に変化が生じる。そこで、図１９を参照して、単純立方体モデルによる換気状態、肺野の面積、透過Ｘ線強度の関係を考察する。
まず、図１９に示すように、吸気状態の肺野から所定の立方体（体積ｘ１×ｙ１×ｚ１）を切り出したと仮定する。吸気によって肺胞が膨らむため、同じ数の肺胞が含まれる立法体の体積は、（ｘ１×ｙ１×ｚ１）から（ｘ２×ｙ２×ｚ２）に膨張する。ここで、図１９に示すρ１、ρ２は、単位体積当たりの肺胞の密度［ｇ／ｃｍ３］を示す。同じ数の肺胞のを含む立方体の膨脹前後の肺胞質量は同じであることから、以下の（式２）の関係が成立する。
Figure 2018000281
ここで、肺胞の線質量吸収係数をμとすると、透過Ｘ線強度Ｉ１、Ｉ２は、下記の（式３）、（式４）により表される。
Figure 2018000281
Figure 2018000281
 ｘ１、ｙ１を基準状態（例えば、最大呼気状態）の面積とし、Ｉ２を任意の呼吸状態の透過Ｘ線強度、ｘ２、ｙ２を任意の呼吸状態の面積ｘｙと置き換えると、
Figure 2018000281
 （式５）をｘｙについて解くと、
Figure 2018000281
 立方体が等方的に収縮すると仮定すると、厚さ方向ｚもｘ、ｙと同じ割合で収縮すると考えられる。この場合、面積ｘｙをＮとすると、一辺の長さはＮ＾（１／２）となり、体積はその３乗でＮ＾（３／２）になる。即ち、（式７）に示すように、立方体が等方的に収縮すると仮定すると、立方体の体積Ｖはｘｙの３／２乗となる。
Figure 2018000281
 （式７）に（式６）を代入すると、
Figure 2018000281
 （式８）より、透過Ｘ線強度Ｉと体積Ｖは、図２０に示すように非線形の関係となる。
ここで、複数の時間位相における肺野領域の透過Ｘ線強度は時間位相に応じて変化するため、横軸を時間、縦軸を体積Ｖとしたグラフ上に、各時間における動態画像から得られる透過Ｘ線強度に対応する体積を図２０により求めてプロットすると、体積Ｖと時間（解析値Ｘ＝透過Ｘ線強度）の関係は、図２１に示すとおりとなる。
肺野の体積Ｖと換気量はほぼ比例することから、仮に、換気量の変化が肺野の体積の変化に対して遅延していない場合、相対換気量と時間（及びその時間に対応する解析値Ｘ＝透過Ｘ線強度）の関係も、図２１に示すように非線形の関係となる。
実際には、第１の実施形態で説明したように、肺野の体積Ｖの変化に対して換気量の変化は遅延するので、相対換気量の時間変化は図２２に点線で示すようになる。図２２に基づき、解析値Ｘ（透過Ｘ線強度）と指標値Ｙ（相対換気量）の関係を求めると、図２３に示すように呼気位相に対しては、上に凸となる区間と下に凸になる区間を有する非線形の関数となり、吸気位相に対しては、下に凸の非線形の関数となる。
そこで、本実施形態においては、記憶部４４には、各領域に応じて、図２３に示すような非線形の関数が記憶されている。なお、第１の実施形態で説明したように、記憶部４４に記憶されている非線形の関数は、傾きの異なる複数の直線で近似したものでもよい（図１３参照）。また、呼気位相と吸気位相で解析値Ｘの増減に対する指標値Ｙの増減を逆にした関数を用いることとしてもよい（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。
本実施形態では、このように透過Ｘ線強度と相対換気量の関係を考慮した非線形の関数を用いて解析値Ｘから指標値Ｙを算出しているので、従来に比べて肺野の換気状態についてより正確な情報を提供することが可能となる。また、肺野の領域に応じた異なる関数を用いているので、例えば、立位状態で撮影した場合、重力の影響による肺野上部の領域と肺野下部の領域の体積変化に対する換気量の変化の遅延度合いの違いを考慮して指標値Ｙを算出することができ、より正確な換気状態の情報を提供することができる。また、肺野上部と肺野下部とではもともとの肺野の体積が異なるため、肺野の領域によって絶対換気量が異なるが、領域に応じた異なる関数を用いているので、領域による絶対換気量の違いを考慮して指標値Ｙを算出することができ、より正確な換気状態の情報を提供することができる。更に、肺野の領域に応じた異なる関数を用いているので、例えば、立位状態で撮影した場合、肺胞の重さにより肺野の上部の領域と下部の領域で肺胞密度が異なることによる信号値の違いを考慮して指標値Ｙを算出することができ、より正確な換気状態の情報を提供することができる。
以上、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態について説明したが、上記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、本発明の最良の実施形態として、肺野領域を分割し、分割した領域毎に異なる関数を用いて解析値Ｘから換気状態を表す指標値Ｙを算出することとして説明したが、これに限定されない。例えば、肺野領域を分割せずに肺野領域全体に対して一つの関数を用いて解析値Ｘから指標値Ｙを算出する場合においても本発明を適用することができる。また、肺野領域を分割し、分割した領域毎に解析値Ｘから指標値Ｙを算出する場合において、各領域に同じ関数を用いて指標値Ｙを算出する場合においても、本発明を適用することができる。
また、診断用コンソール３０において換気状態を表す指標値Ｙを表示する構成を説明したが、撮影用コンソール２０や他の装置（診断用に用いられるＰＣ等）において表示することとしてもよい。また、画像解析を行う画像処理装置４０を設けて画像処理装置４０において換気状態を表す指標値Ｙを算出する構成を説明したが、診断用コンソール３０や他の装置において上記換気状態を表す指標値Ｙを算出するプログラムをインストールし、算出を行うこととしてもよい。
また、上記説明した処理に係るプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ等のメモリの他、ＤＶＤ等の可搬型のものも適用可能である。また、プログラムのデータをネットワークを介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用可能である。
その他、動態解析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、本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。
１ 動態解析システム
１０ 撮影装置
１１ Ｘ線源
１２ 検出器
１３ 読取部
１４ サイクル検出部
２０ 撮影用コンソール
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ 操作部
２４ 表示部
２５ 通信部
３０ 診断用コンソール
３１ 制御部
３２ 記憶部
３３ 操作部
３４ 表示部
３５ 通信部
４０ 画像処理装置
４１ 制御部
４２ 操作部
４３ 表示部
４４ 記憶部
４５ 通信部
４６ 画像処理部
４７ 画像解析部
４８ 情報取得部
５０ サーバ

Claims (17)

  1. 被写体の胸部を動態撮影することにより取得された複数の時間位相における動態画像に基づいて、前記複数の時間位相における解析値を算出する解析値算出手段と、
    非線形の関数を用いて、前記複数の時間位相における解析値から肺野の換気状態を表す指標値を算出する換気状態算出手段と、
    表示手段と、
    前記複数の時間位相について算出された前記指標値を前記表示手段に表示させる制御手段と、
    を備える動態解析システム。
  2. 前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値である請求項１に記載の動態解析システム。
  3. 前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値である請求項１又は２に記載の動態解析システム。
  4. 前記換気状態算出手段は、呼気位相と吸気位相とで異なる関数を用いて前記解析値から前記指標値を算出する請求項１〜３の何れか一項に記載の動態解析システム。
  5. 前記換気状態算出手段は、呼気位相と吸気位相とで前記解析値に対する前記指標値の増減が逆の関数を用いる請求項４に記載の動態解析システム。
  6. 前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で下に凸となる関数である請求項１〜５の何れか一項に記載の動態解析システム。
  7. 前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、吸気位相に用いる前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で下に凸となる関数である請求項６に記載の動態解析システム。
  8. 前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で上に凸となる関数である請求項１〜５の何れか一項に記載の動態解析システム。
  9. 前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、呼気位相に用いる前記非線形の関数は、少なくとも一部の領域で上に凸となる関数である請求項８に記載の動態解析システム。
  10. 前記非線形の関数は、下に凸となる領域と上に凸となる領域を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の動態解析システム。
  11. 前記解析値は、透過Ｘ線強度又は透過Ｘ線強度を用いて算出した値であり、前記指標値は、肺野内の空気量又は肺野内の空気の変化量を表す値であり、呼気位相に用いる前記非線形の関数は、下に凸となる領域と上に凸となる領域を有する請求項１０に記載の動態解析システム。
  12. 前記非線形の関数を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶されている前記非線形の関数を取得する情報取得手段と、を備え、
    前記換気状態算出手段は、前記情報取得手段により取得された前記非線形の関数を用いて、前記解析値から換気状態を表す指標値を算出する請求項１〜１１の何れか一項に記載の動態解析システム。
  13. 前記解析値算出手段は、前記複数の時間位相における動態画像に含まれる肺野領域を複数の領域に分割し、前記複数の時間位相における前記分割した各領域の解析値を算出し、
    前記換気状態算出手段は、前記複数の時間位相における前記各領域の解析値から前記各領域の換気状態を表す指標値を算出し、
    前記制御手段は、前記複数の時間位相における前記各領域について算出された前記指標値を前記表示手段に表示させる請求項１〜１１の何れか一項に記載の動態解析システム。
  14. 前記換気状態算出手段は、前記各領域に応じた異なる関数を用いて、前記各領域の解析値から前記各領域の換気状態を表す指標値を算出する請求項１３に記載の動態解析システム。
  15. 前記各領域に応じた異なる関数を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段から前記各領域に応じた異なる関数を取得する情報取得手段と、を備え、
    前記換気状態算出手段は、前記情報取得手段により取得された前記各領域に応じた異なる関数を用いて、前記各領域の換気状態を表す指標値を算出する請求項１４に記載の動態解析システム。
  16. 前記制御手段は、前記複数の時間位相の各動態画像において算出された指標値を示すイメージ画像を生成し、時間位相に応じて当該イメージ画像を連続的に切り替えて前記表示手段に表示させる請求項１〜１５の何れか一項に記載の動態解析システム。
  17. 被写体の胸部を動態撮影することにより複数の時間位相における動態画像を生成する撮影手段を備える請求項１〜１６の何れか一項に記載の動態解析システム。
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