JP2019054991A - Analysis apparatus and analysis system - Google Patents
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、解析装置及び解析システムに関する。 The present invention relates to an analysis apparatus and an analysis system.
従来のFPD(Flat Panel Detector)等の半導体イメージセンサーを利用した静止画撮影と撮影された静止画による診断に対し、近年ではFPD等を利用した被写体の動画像撮影及びこれにより得られた動画像を解析して診断に提供する解析システムが知られている。
解析システムは、動画像撮影を行う撮影装置と、撮影装置を制御したり撮影された動画像を確認のために表示したりするためのコンソールと、撮影により得られた複数のフレーム画像に対する解析を行う解析装置と、解析結果を表示するための表示装置と、を備えて構成される。
In contrast to conventional still image shooting using a semiconductor image sensor such as an FPD (Flat Panel Detector) and diagnosis based on the shot still image, in recent years, moving image shooting of a subject using FPD or the like and moving image obtained thereby Analysis systems that analyze and provide diagnosis are known.
The analysis system is an imaging device that captures a moving image, a console for controlling the imaging device or displaying a captured moving image for confirmation, and analysis of a plurality of frame images obtained by imaging. And an analysis device for performing the display and a display device for displaying the analysis result.
例えば特許文献1には、胸部の動態を撮影して得られた動態画像の複数のフレーム画像間における濃度変化に係る特徴量と、形態変化に係る特徴量とを算出し、濃度変化に係る特徴量と形態変化に係る特徴量の比に基づいて、肺換気機能又は心機能に係る特徴量を算出する解析システムが記載されている。
また、特許文献2には、上記動画撮影を行う撮影装置が、磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI(MagneticResonance Imaging)装置という)である場合が例示されている。
For example, in
動画像撮影の際に、FPDではマトリクス状に配置された素子に照射される放射線強度に応じた電気信号として各フレーム画像を生成する。システムによっては生成した画像をFPDもしくはコンソール上で対数変換した後、より被写体内の構造物を観察し易くなるよう、LUT等で濃度諧調を変換した動画像をモニター上に表示している。 At the time of moving image shooting, the FPD generates each frame image as an electrical signal corresponding to the radiation intensity applied to the elements arranged in a matrix. Depending on the system, after the generated image is logarithmically converted on the FPD or the console, a moving image obtained by converting the density gradation with an LUT or the like is displayed on the monitor so that the structure in the subject can be observed more easily.
動態解析では、こうして得られた動画像を構成する複数フレームに含まれる画素値の間で各種演算処理を実施するため、解析元となる動画像の濃度値や動画像の解析結果の信号値が、動態解析の結果に大きく影響することが知られている。 In dynamic analysis, various calculation processes are performed between pixel values included in multiple frames that make up a moving image obtained in this way, so the density value of the moving image that is the analysis source and the signal value of the analysis result of the moving image are It is known that it greatly affects the results of dynamic analysis.
なお、ここで言う「動画像撮影」や「動画像」とは、ビデオカメラ等を用いて行われる通常の動画像撮影や動画像に限定されず、いわば制約付き「動画像撮影」「動画像」と言うべき動態撮影を含む概念である。すなわち、本発明の場合の動画像撮影とは、複数のフレームの放射線画像を時間的に連続して動画状に撮影する動態撮影を含み、通常の動画像撮影におけるフレームレート(例えば1秒間に30フレーム等)よりも小さいフレームレートである場合が少なくなく、また、撮影時間に制約がある場合もある。また、通常の動画像撮影では、通常、撮影した動画像をリアルタイムで表示するように構成されるが、上記の動態撮影のような動画像撮影の場合には、動画像の表示のリアルタイム性は保証されず、撮影と同時に動画像を表示しない(或いは表示できない)ように構成される場合も少なくない。 Note that “moving image shooting” and “moving image” here are not limited to normal moving image shooting and moving images performed using a video camera or the like. It is a concept including dynamic photography that should be said. That is, the moving image shooting in the case of the present invention includes dynamic shooting in which a plurality of frames of radiographic images are shot in a moving image continuously in time, and includes a frame rate in normal moving image shooting (for example, 30 frames per second). There are many cases where the frame rate is smaller than that of a frame and the like, and there are cases where there is a restriction on the shooting time. Also, in normal moving image shooting, it is usually configured to display the captured moving image in real time. However, in the case of moving image shooting such as the dynamic shooting described above, the real time property of the moving image display is In many cases, it is not guaranteed, and the moving image is not displayed (or cannot be displayed) at the same time as shooting.
なお、例えば動態撮影では、放射線照射装置から放射線がパルス状に照射される場合があるが、低線量の放射線が照射され続ける状態で照射される場合もある。そして、放射線画像撮影装置は、通常、前者の場合には、放射線照射装置からの放射線の照射のタイミングと同期させて画像データの読み出し処理を行うように構成され、また、後者の場合には、画像データを読み出すタイミングが適宜調整されて撮影が行われる。
本発明においては、上記何れの場合も「動画像撮影」に含めることができ、時間的に連続して動画状に撮影された複数のフレームの放射線画像を「動画像」と称し、各フレームの放射線画像を「フレーム画像」と称している。
For example, in dynamic imaging, radiation may be emitted in a pulse form from a radiation irradiating device, but may be emitted in a state where a low dose of radiation is continuously emitted. The radiographic image capturing apparatus is usually configured to read out image data in synchronization with the timing of radiation irradiation from the radiation irradiation apparatus in the former case, and in the latter case, Shooting is performed by appropriately adjusting the timing of reading image data.
In the present invention, any of the above cases can be included in “moving image shooting”, and a plurality of frames of radiographic images taken in a moving image continuously in time are referred to as “moving images”. The radiation image is referred to as a “frame image”.
ところで、比較的規模が大きな病院等施設の放射線撮影装置としては、FPD等を利用した透視機能を含む一般撮影装置や血管撮影装置やX線TVの他、CT、MRI等複数の種類の撮影装置が導入されている場合がある。そして、各装置はそれぞれに搭載されたFPD等の放射線検出器や放射線検出器の動作に関わる電気回路とその制御方法等の影響を受けて生成される動画像を、医師等に見やすくすること等を目的として、それぞれ独自に階調処理等の画像処理を施すように構成されており、最終的に各装置で得られる動画像の特性は異なるものとなる。 By the way, as a radiation imaging apparatus for a relatively large scale facility such as a hospital, a plurality of types of imaging apparatuses such as a general imaging apparatus, an angiographic apparatus and an X-ray TV including a fluoroscopic function using FPD or the like, as well as CT and MRI May be introduced. Each device is equipped with a radiation detector such as an FPD, an electric circuit related to the operation of the radiation detector, and a moving image generated under the influence of the control method, etc. For this purpose, the image processing such as gradation processing is performed independently, and the characteristics of the moving image finally obtained by each apparatus are different.
そのため、例えば、生成される動画像の特性が既知である撮影装置で得られた動画像に対して最適となるパラメーターを用いて動態解析を行う解析装置において、生成される動画像の特性が未知である異なる撮影装置で得られた動画像に対して同じ方法で動態解析を行っても、通常、予期した通りの解析結果は得られない。そのため、各撮影装置で得られた動画像の解析結果同士を比較して診断等に用いようとしても、正しい比較結果が得られない場合が多い。 For this reason, for example, in an analysis device that performs dynamic analysis using parameters that are optimal for a moving image obtained by a photographing device with known characteristics of the generated moving image, the characteristics of the generated moving image are unknown. Even if dynamic analysis is performed by the same method on moving images obtained by different imaging devices, the analysis result as expected is not usually obtained. Therefore, there are many cases where correct comparison results cannot be obtained even if the analysis results of the moving images obtained by the respective photographing devices are compared and used for diagnosis or the like.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、異なる複数の撮影装置で撮影された動画像の動態解析結果を比較することのできる解析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an analysis apparatus that can compare dynamic analysis results of moving images captured by different imaging apparatuses.
前記の問題を解決するために、本発明の解析装置は、
異なる複数の撮影装置から動画像を受信し、受信した動画像や動画像の解析結果を表示する解析装置であって、
前記動画像に含まれる構造物の移動量を用いて、前記動画像又は前記動画像の解析結果を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the analysis device of the present invention is:
An analysis device that receives moving images from a plurality of different photographing devices and displays the received moving images and analysis results of the moving images,
The image processing apparatus includes a correction unit that corrects the moving image or the analysis result of the moving image using a moving amount of the structure included in the moving image.
前記の問題を解決するために、本発明の解析システムは、
動画像を撮影可能である基準となる撮影装置と、
動画像を撮影可能であって前記基準となる撮影装置とは異なる撮影装置と、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の解析装置と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the analysis system of the present invention is:
A standard imaging device capable of capturing moving images;
A shooting device capable of shooting a moving image and different from the reference shooting device;
The analysis device according to any one of
It is characterized by providing.
本発明によれば、異なる複数の撮影装置で撮影された動画像の動態解析結果を比較可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to compare the dynamic analysis result of the moving image image | photographed with the several different imaging device.
以下、本発明に係る解析装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
Hereinafter, an embodiment of an analysis apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples. Absent.
[解析装置の位置づけ及び解析システムの全体構成]
本実施形態の解析装置は、解析システムの一部を構成し、複数の異なる撮影装置から動画像を受信し、受信した動画像や動画像の解析結果を表示するものである。
まず、前提として、本実施形態で想定される解析システムの全体構成につき、図1を参照しつつ説明する。
[Positioning of analysis device and overall configuration of analysis system]
The analysis device according to the present embodiment constitutes a part of an analysis system, receives moving images from a plurality of different imaging devices, and displays the received moving images and analysis results of the moving images.
First, as a premise, the overall configuration of the analysis system assumed in this embodiment will be described with reference to FIG.
解析システムは、動画像を撮影可能である異なる複数の撮影装置と、これら異なる複数の撮影装置で撮影された動画像に対して動態解析を行うことが可能な解析装置とを備えている。
本実施形態における解析システム100は、具体的には、図1に示すように、複数の異なる撮影装置1(撮影装置1a,1b,1c)と、解析装置3とがLAN(Local Area Network)等の通信ネットワークNTを介して接続されて構成されている。
複数の撮影装置1は、例えば図示しない一般撮影室に設けられた撮影装置1と、当該撮影装置1を制御するための撮影用コンソール2と、図示しない救急室に設けられた撮影装置1と、当該撮影装置1を制御するための撮影用コンソール2と、可搬型に構成された撮影装置1と、これを制御するための可搬型の撮影用コンソール2等である。
なお、図1では3台の撮影装置1(撮影装置1a,1b,1c)が設けられている例を示しているが、撮影装置1の数は3台に限定されず、2台以上であればよい。さらに、複数の撮影装置1について特に区別しない場合には、単に撮影装置1という。
本実施形態において解析装置3は、診断に供する画像等(動画像や動画像の解析結果)を生成し表示させる診断用コンソールである。
解析システム100を構成する各装置は、DICOM(Digital Image and Communications in Medicine)規格に準じており、各装置間の通信は、DICOMに則って行われる。
なお、解析装置3や撮影装置1は常時通信ネットワークNTに接続されている必要はない。
The analysis system includes a plurality of different imaging devices capable of capturing a moving image, and an analysis device capable of performing dynamic analysis on the moving images captured by the plurality of different imaging devices.
Specifically, as shown in FIG. 1, the analysis system 100 according to the present embodiment includes a plurality of different imaging devices 1 (
The plurality of
Although FIG. 1 shows an example in which three imaging devices 1 (
In the present embodiment, the
Each device constituting the analysis system 100 conforms to the DICOM (Digital Image and Communications in Medicine) standard, and communication between the devices is performed according to DICOM.
Note that the
本実施形態において、撮影装置1aは、撮影用コンソール2による撮影制御の下で動作し、放射線を照射する管球等の設定条件や、FPDの画像読み取り条件等が予め解析システム100側において既知であり、当該撮影装置1aによって得られる動画像の特性が解析装置3において既知であるものとする。
このため、本実施形態では、撮影装置1aを「基準となる撮影装置」とし、撮影装置1aによって撮影された動画像を、動画像の特性が既知である「基準動画像D」とする。
また、撮影装置1a以外の撮影装置である撮影装置1b,1cを「基準となる撮影装置とは異なる撮影装置」とし、撮影装置1b,1cによって撮影された動画像を「動画像d」とする。
なお、基準動画像Dや動画像dは、それぞれ各フレーム画像の画像データの集合であり、以下では、基準動画像Dあるいは動画像dの文言を、各フレーム画像の画像データの集合の意味で用いる場合もあるが、動画像を構成する各フレーム画像のうちの1フレーム分のフレーム画像の画像データの意味で用いる場合もある。
In the present embodiment, the
For this reason, in this embodiment, the
Further, the photographing
Note that the reference moving image D and the moving image d are a set of image data of each frame image, and in the following, the wording of the reference moving image D or the moving image d is a meaning of a set of image data of each frame image. In some cases, it may be used, but it may be used in the sense of the image data of one frame image of each frame image constituting the moving image.
[撮影装置1の構成]
撮影装置1は、前述のように、動画像を撮影可能なものである。
本実施形態において「動画像」の撮影とは、被写体に対し、X線等の放射線をパルス状にして所定時間間隔で繰り返し照射するか(パルス照射)、もしくは、低線量率にして途切れなく継続して照射する(連続照射)ことで、被写体の動態を示す複数の画像を取得する動態撮影をいう。すなわち本実施形態における「動画像」とは、このような撮影により得られた、被写体の動態を示す複数の一連の画像を意味する。また、この動画像を構成する複数の画像のそれぞれをフレーム画像と呼ぶ。
「動画像」の撮影によって撮影可能な被写体(生体)の動態としては、例えば、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化、心臓の拍動等、周期性(サイクル)をもつ人体の動態がある。
以下の実施形態では、パルス照射により胸部(特に肺野)の動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
[Configuration of the photographing apparatus 1]
As described above, the photographing
In the present embodiment, “moving image” imaging means that a subject is repeatedly irradiated with radiation such as X-rays at a predetermined time interval (pulse irradiation) or continuously at a low dose rate. This is a dynamic imaging in which a plurality of images showing the dynamics of a subject are acquired by irradiating (continuous irradiation). That is, the “moving image” in the present embodiment means a series of a plurality of images showing the dynamics of the subject obtained by such shooting. Each of a plurality of images constituting the moving image is referred to as a frame image.
The dynamics of a subject (biological body) that can be photographed by taking a “moving image” include, for example, the dynamics of a human body having a periodicity (cycle) such as pulmonary expansion and contraction due to respiratory motion, heart pulsation, etc. There is.
In the following embodiments, a case where dynamic imaging of the chest (particularly the lung field) is performed by pulse irradiation will be described as an example.
本実施形態において、例えば撮影装置1aは、図1に示すように、放射線源11、放射線照射制御装置12、放射線検出部13、読取制御装置14等を備える放射線画像撮影装置である。
後述するように、撮影装置1の放射線照射制御装置12及び放射線検出部13は撮影用コンソール2に接続されており、放射線照射制御装置12は撮影用コンソール2から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源11を制御して放射線撮影を行う。また、放射線検出部13は、撮影用コンソール2から入力された画像読取条件に基づいて各画素のスイッチング部を制御して、各画素に蓄積された電気信号を読み取ることにより画像データを取得し、取得したフレーム画像の画像データを撮影用コンソール2に出力する。
In the present embodiment, for example, the
As will be described later, the radiation
図1では、撮影装置1aについてのみ詳細な構成を示しているが、撮影装置1b,1cについても同様の構成を備えている。
なお、撮影装置1としては、放射線画像撮影装置の他、CT、MRI等を適用することも可能である。また、X線テレビ等であってもよい。
例えば、撮影装置1a及び撮影装置1bは放射線画像撮影装置であり、撮影装置1cはX線テレビである、というように異なる種類の装置が解析システム内に混在していてもよい。
なお、前述の「異なる複数の撮影装置」とは、複数の撮影装置が異なる個体であることを意味し、撮影装置1a,1b,1cがすべて同じ種類の装置(例えば全て放射線画像撮影装置)である場合を除外するものではない。同じ種類の撮影装置であっても、その設定等によって個体差が生じるため、後述する本解析装置及び解析システムにおける処理を行う意義が存する。
In FIG. 1, the detailed configuration is shown only for the photographing
As the
For example, different types of devices may be mixed in the analysis system such that the
Note that the above-mentioned “different imaging devices” means that the imaging devices are different individuals, and the
放射線源11は、被写体M(被検者)を挟んで放射線検出部13と対向する位置に配置され、放射線照射制御装置12の制御に従って、被写体Mに対し放射線(X線)を照射する。
放射線照射制御装置12は、撮影用コンソール2に接続されており、撮影用コンソール2から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源11を制御して放射線撮影を行う。撮影用コンソール2から入力される放射線照射条件は、例えば、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、1撮影あたりの撮影フレーム数、X線管電流の値、X線管電圧の値、付加フィルター種等である。パルスレートは、1秒あたりの放射線照射回数であり、後述するフレームレートと一致している。パルス幅は、放射線照射1回当たりの放射線照射時間である。パルス間隔は、1回の放射線照射開始から次の放射線照射開始までの時間であり、後述するフレーム間隔と一致している。
The
The radiation
放射線検出部13は、FPD(Flat Panel Detector)等の半導体イメージセンサーにより構成される。FPDは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源11から照射されて少なくとも被写体Mを透過した放射線をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子(画素)がマトリクス状に配列されている。各画素は、例えばTFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング部を備えて構成されている。FPDにはX線をシンチレーターを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、X線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
放射線検出部13は、被写体Mを挟んで放射線源11と対向するように設けられている。
The
The
読取制御装置14は、撮影用コンソール2に接続されている。読取制御装置14は、撮影用コンソール2から入力された画像読取条件に基づいて放射線検出部13の各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、放射線検出部13に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。この画像データがフレーム画像である。フレーム画像の画素信号値は濃度値を表す。そして、読取制御装置14は、取得したフレーム画像を撮影用コンソール2に出力する。画像読取条件は、例えば、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ(マトリックスサイズ)等である。フレームレートは、1秒あたりに取得するフレーム画像数であり、パルスレートと一致している。フレーム間隔は、1回のフレーム画像の取得動作開始から次のフレーム画像の取得動作開始までの時間であり、パルス間隔と一致している。
ここで、放射線照射制御装置12と読取制御装置14は互いに接続され、互いに同期信号をやりとりして放射線照射動作と画像の読み取りの動作を同調させるようになっている。
The
Here, the radiation
[撮影用コンソール2の構成]
撮影用コンソール2は、放射線照射条件や画像読取条件を撮影装置1に出力して撮影装置1による放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御するとともに、撮影装置1により取得された動態画像を撮影技師等の撮影実施者によるポジショニングの確認や診断に適した画像であるか否かの確認用に表示する。
撮影用コンソール2は、図1に示すように、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、各部はバス26により接続されている。
図1では、撮影装置1aを制御する撮影用コンソール2についてのみ詳細な構成を示しているが、撮影装置1b,1cを制御する撮影用コンソール2についても同様の構成を備えている。
[Configuration of the shooting console 2]
The
As shown in FIG. 1, the
In FIG. 1, the detailed configuration is shown only for the
制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。制御部21のCPUは、操作部23の操作に応じて、記憶部22に記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してRAM内に展開し、展開されたプログラムに従って後述する撮影制御処理を始めとする各種処理を実行し、撮影用コンソール2各部の動作や、撮影装置1の放射線照射動作及び読み取り動作を集中制御する。
The
記憶部22は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部22は、制御部21で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部22は、撮影制御に関する処理を実行するためのプログラムを記憶している。
各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部21は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
また、記憶部22は、撮影の種別や検査対象部位(すなわち撮影部位。ここでは胸部とする)に対応する撮影条件(放射線照射条件及び画像読取条件)を記憶している。
放射線照射条件は、例えば、X線管電流の値、X線管電圧の値、フィルター種、SID(Source to Image−receptor Distance)、動画撮影時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔等である。また、画像読取条件は、例えば、画素サイズ、画像サイズ(マトリックスサイズ)、動画撮影時のフレームレート、フレーム間隔等である。フレームレートは、パルスレートと一致している。
さらに、記憶部22には、図示しないRIS(Radiology Information System)等から送信される撮影オーダー情報が記憶されている。撮影オーダー情報には、患者情報、検査情報(検査ID、検査対象部位(ここでは、胸部)、解析の種類(例えば、換気解析、肺血流解析、最大換気量の測定等)、データ属性(緊急、外来一般、病棟経過観察)等)等が含まれる。
The
Various programs are stored in the form of readable program code, and the
In addition, the
The radiation irradiation conditions are, for example, an X-ray tube current value, an X-ray tube voltage value, a filter type, a SID (Source to Image-receptor Distance), a pulse rate at the time of moving image shooting, a pulse width, a pulse interval, and the like. The image reading conditions are, for example, a pixel size, an image size (matrix size), a frame rate at the time of moving image shooting, a frame interval, and the like. The frame rate matches the pulse rate.
Further, the
操作部23は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部21に出力する。また、操作部23は、表示部24の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部21に出力する。
The
表示部24は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等のモニターにより構成され、制御部21から入力される表示信号の指示に従って、操作部23からの入力指示やデータ等を表示する。
また、撮影装置1で撮影された画像を表示させてポジショニングの確認等を行うことができるようにしてもよい。
The
In addition, the image captured by the
通信部25は、LANアダプターやモデムやTA(Terminal Adapter)等を備え、通信ネットワークNTに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
The
[解析装置3の構成]
解析装置3は、異なる撮影装置1で撮影された動画像に対して動態解析を行うことが可能なものである。
解析装置3は、図1に示すように、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、各部はバス36により接続されている。
本実施形態では、解析装置3は、撮影用コンソール2から動画像を受信し、受信した動画像を解析したり、画像処理を行う等して、解析装置3の表示部34(後述)や外部の図示しない表示装置に解析結果等を表示させたり、再解析を行ったりする画像処理装置であり医師による診断を支援する診断用コンソールである。
本実施形態において、解析装置3は、撮影用コンソール2から送信された胸部の動画像に基づいて、胸部の動態解析を行う。
[Configuration of Analysis Device 3]
The
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
本実施形態の解析システム100では、解析装置3には、3台の撮影装置1a,1b,1cと接続された撮影用コンソール2からそれぞれ撮影装置1a,1b,1cによって撮影された動画像が送られるようになっている。
以下においては、このうち、基準となる撮影装置(すなわち、撮影装置1a)で撮影された動画像を「基準動画像D」とし、基準となる撮影装置(すなわち、撮影装置1a)とは異なる撮影装置(すなわち、撮影装置1b,1c)で撮影された動画像を「動画像d」とするが、特に両者を区別しない場合には単に動画像という。
In the analysis system 100 of the present embodiment, moving images photographed by the photographing
In the following, a moving image captured by the reference image capturing device (that is, the
なお、図1では、診断用コンソールである解析装置3と上述の撮影用コンソール2とが別体の装置である場合を例示しているが、解析システム100の構成はこれに限定されない。
例えば、解析システム100は、撮影用コンソール2及び診断用コンソールとしての機能を備える兼用装置と撮影装置1とが通信ネットワークNTにより接続することで構成されていてもよい。この場合には、当該兼用装置が解析装置として機能する。
Although FIG. 1 illustrates the case where the
For example, the analysis system 100 may be configured by connecting the dual-purpose device having functions as the
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。制御部31のCPUは、操作部33の操作に応じて、記憶部32に記憶されているシステムプログラムや、各種処理プログラムを読み出してRAM内に展開し、展開されたプログラムに従って、診断支援処理を始めとする各種処理を実行し、解析装置3の各部の動作を集中制御する。制御部31は、関心領域設定手段、濃度波形生成手段、修正手段、設定条件入力手段として機能する。
具体的には、制御部31は、プログラムとの協働により動画像の受信処理及び解析処理を実行する。さらに、制御部31は、操作部33等の要求に応じて解析結果を表示部34又は図示しない外部の表示装置に表示させる。
特に、本実施形態では、解析装置3の制御部31は、異なる複数の撮影装置1から受信した動画像に含まれる構造物S(図3参照)の移動量を用いて、動画像又は動画像の解析結果を補正する補正手段として機能する。
具体的には、補正手段としての制御部31は、基準となる撮影装置(すなわち、撮影装置1a)で撮影された動画像(すなわち、基準動画像D)に含まれる構造物Sの移動量(例えば横隔膜の移動量(位置の変化量))と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値(図3では濃度変化量)との相関関係を用いて、基準となる撮影装置とは異なる撮影装置(すなわち、1b,1c)で撮影された動画像(すなわち、動画像d)又は動画像の解析結果を補正する。
ここで、動画像に含まれる「構造物S」とは、例えば、肺や横隔膜、心臓等、被写体である人体を構成する構造物Sであって、被写体の生体活動に応じてその位置や外縁が変化する(移動する)ものである。
なお、本実施形態の解析装置3の制御部31による補正処理の詳細については後述する。
The
Specifically, the
In particular, in the present embodiment, the
Specifically, the
Here, the “structure S” included in the moving image is, for example, a structure S constituting the human body that is a subject, such as a lung, a diaphragm, or a heart, and its position or outer edge according to the biological activity of the subject. Changes (moves).
Note that details of the correction processing by the
記憶部32は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部32は、制御部31で診断支援処理を実行するためのプログラムを始めとする各種プログラムやプログラムによる処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部31は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
The
また、記憶部32には、過去に撮影された動画像が識別ID、患者情報(被写体属性情報。例えば、患者ID、患者(被写体)の氏名、身長、体重、年齢、性別等)、検査情報(例えば、検査ID、検査日、検査対象部位(ここでは、胸部)等)等に対応付けて記憶されている。また、記憶部32には、撮影用コンソール2からの受信を開始した各動画像に係る患者情報や検査情報、ステータス(例えば、受信中、解析処理中、解析終了等の進捗状況)情報を含むリスト情報が記憶される。さらに、記憶部32には、動画像に対応付けてその解析結果が記憶される。
Further, in the
操作部33は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、ユーザーによるキーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部31に出力する。また、操作部33は、表示部34の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部31に出力する。
The
表示部34は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等のモニターにより構成され、制御部31から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。
The
なお、表示部34は、解析結果を表示するための表示装置としての機能を有していてもよいし、解析結果を表示するための表示装置は、解析装置3とは別装置として設けられていてもよい。
解析結果を表示するための外部の表示装置としては、例えば、医師の診察室等に設置されている電子カルテや、読影医の読影室等に設置されている読影用の端末装置、手術室等に用意され放射線技師や手術を執刀する外科医等が参照する端末装置(コンソール)等が想定される。このように表示装置が解析装置3とは別体で設けられている場合、解析装置3から解析結果等が表示装置に送信される。この場合、解析結果を受け取った表示装置の操作部からパラメーターの調整指示等が入力されると、入力された指示内容が解析装置3側に送信され、解析装置3は、当該指示に従って調整されたパラメーターによる再解析等を行う。
The
As an external display device for displaying the analysis result, for example, an electronic medical record installed in a doctor's examination room, an interpretation terminal device installed in an interpretation room of an interpretation doctor, an operating room, etc. A terminal device (console) or the like which is prepared by the radiologist and referred to by a surgeon who performs surgery is assumed. When the display device is provided separately from the
通信部35は、LANアダプターやモデムやTA等を備え、通信ネットワークNTに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。
The
[解析装置における補正処理について]
前述のように、本実施形態の解析装置3における補正手段としての制御部31は、動画像に含まれる構造物Sの移動量と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係を用いて、動画像又は動画像の解析結果を補正する。
本実施形態において、解析装置3には、基準となる撮影装置1(例えば撮影装置1a)の動画像(すなわち、基準動画像D)と、基準となる撮影装置1とは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)の動画像(すなわち、動画像d)とが送られるようになっており、制御部31は、基準となる撮影装置1(例えば撮影装置1a)で撮影された動画像(すなわち、基準動画像D)に含まれる構造物Sの移動量と、当該動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係を用いて、基準となる撮影装置1とは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)で撮影された動画像(すなわち、動画像d)又は動画像の解析結果を補正する。
前述のように、解析装置3では、基準となる撮影装置1(例えば撮影装置1a)で得られた、構造物Sの移動量と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係を用いて、基準となる撮影装置1とは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)の動画像や動画像の解析結果を補正することが可能となる他に、当該相関関係を用いることにより、構造物Sの移動量に対して、基準となる撮影装置1(例えば撮影装置1a)自身の動画像や動画像の解析結果を補正することも可能である。このことは当該相関関係を取得した際の条件(例えばX線の照射条件や環境因子)を正とした場合に、撮影毎に生じる条件のバラつき(例えばX線の照射条件違いやノイズ影響)を、動画像や動画像の解析結果から排除するのに有効である。
[About correction processing in analyzer]
As described above, the
In the present embodiment, the
As described above, in the
ここで、動画像そのものに対して補正が行われる場合、「信号値」は動画像における関心領域R(ROI、解析対象領域、図3参照)内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量を意味する。
また、動画像の解析結果に対して補正が行われる場合、「信号値」は動画像の解析結果における関心領域R(ROI、解析対象領域)内の信号平均値又は信号平均値の変化量を意味する。
人体内の構造物S(例えば肺や横隔膜、心臓等)が被写体の生体活動によって移動すると、その周辺の臓器等も、構造物Sとある程度の相関関係をもって変化する。
例えば、構造物Sとしての横隔膜が上下動すると、これに同期する呼吸運動に伴い肺も伸縮するため、関心領域Rが肺野である場合、関心領域R内の濃度平均値等が変化する。
前述の「構造物S」の移動量の観測点は、構造物Sを一体的に捉えた平均的移動量の場合もあれば、構造物Sを複数の領域に分割した上での、個々の領域の移動量の場合もある。また、前述の「関心領域R」が、解析対象領域(例えば肺野)全体を示す場合もあれば、解析対象領域を複数の領域に分割した上での、個々の領域を示す場合もある。
動画像そのもの(オリジナルの動画像)において、こうした関心領域R内の濃度平均値が変化すると、当該動画像に対して解析を行った場合に得られる解析結果の信号値もこれに応じて変化する。
制御部31による補正は、動画像そのもの(オリジナルの動画像)に対して行っても、動画像を解析した後の解析結果に対して行っても同様の効果を得ることができ、本実施形態では、上記両方の場合を含むものとする。
Here, when correction is performed on the moving image itself, the “signal value” is the density average value in the region of interest R (ROI, analysis target region, see FIG. 3) in the moving image or the amount of change in the density average value. means.
When correction is performed on the analysis result of the moving image, the “signal value” is the signal average value in the region of interest R (ROI, analysis target region) in the analysis result of the moving image or the amount of change in the signal average value. means.
When the structure S (for example, lung, diaphragm, heart, etc.) in the human body moves due to the biological activity of the subject, the surrounding organs and the like also change with a certain degree of correlation with the structure S.
For example, when the diaphragm as the structure S moves up and down, the lungs expand and contract with the respiratory movement synchronized therewith. Therefore, when the region of interest R is a lung field, the concentration average value in the region of interest R changes.
The observation point of the movement amount of the “structure S” may be an average movement amount obtained by integrally capturing the structure S, or may be an individual point after the structure S is divided into a plurality of regions. It may be the amount of movement of the area. Further, the above-mentioned “region of interest R” may indicate the entire analysis target region (for example, lung field), or may indicate individual regions after the analysis target region is divided into a plurality of regions.
When the density average value in the region of interest R changes in the moving image itself (original moving image), the signal value of the analysis result obtained when the moving image is analyzed also changes accordingly. .
The same effect can be obtained by performing correction by the
異なる複数の撮影装置1で動画像が撮影された場合、各撮影装置1で撮影された動画像における関心領域Rの濃度変化は、撮影装置(モダリティ)1ごとの放射線の入力に対する信号出力の特性(すなわち入出力特性)の違いにより差異が生じてしまう。
このため、そのままでは動画像の解析結果を互いに比較することができない。
このような問題は、異なる種類のモダリティ間のみならず、同じ種類のモダリティ間であっても、設置条件の差異等により入出力特性が異なる可能性があるため、同様に生じ得る。
When a moving image is captured by a plurality of
For this reason, the analysis results of moving images cannot be compared with each other as they are.
Such a problem may occur not only between different types of modalities but also between the same type of modalities because input / output characteristics may differ due to differences in installation conditions or the like.
一般的に、複数の撮影装置1a,1b,1cに対応する静止画像や動画像を扱う解析装置や解析システムでは、最終的に表示画面上に表示される画像の見た目を調整することにより診断上の比較が可能である。
これに対して、本実施形態における解析装置3により行われる動態解析では、複数の撮影装置1a,1b,1cから取得した動画像における関心領域R(ROI、解析対象領域)内の時間軸変化量を把握し、比較する必要がある。
しかし、例えば、放射線に対する入出力特性(すなわち入力(照射された放射線の線量x)に対する出力(濃度)の特性)の異なる撮影装置1a,1b,1cから取得した動画像の間では、仮に同一の被写体を同一の撮影条件下で撮影して得た動画像であっても、各動画像における各フレーム画像を時系列的に動画化した場合に、関心領域R(ROI、解析対象領域)内の時間軸変化量を正しく把握することができず、これらを比較しても正しい解析結果を得ることができない。
本実施形態では、補正手段としての制御部31は、ある撮影装置1(本実施形態では、基準となる撮影装置1a)で撮影された動画像に含まれる人体の構造物S(例えば、肺や横隔膜や心臓外縁等)の移動量と、動画像の関心領域Rの濃度平均値等や動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係(対応付け)を取得し、これ用いて、この基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)で撮影された動画像又は動画像の解析結果を補正する。
これにより、異種を含む複数の撮影装置(モダリティ)1から取得した動画像の解析結果を比較できるようにする。
In general, in an analysis apparatus or an analysis system that handles still images or moving images corresponding to a plurality of photographing
On the other hand, in the dynamic analysis performed by the
However, for example, between moving images acquired from
In the present embodiment, the
Thereby, it becomes possible to compare the analysis results of moving images acquired from a plurality of imaging devices (modalities) 1 including different types.
なお、動画像や動画像の解析結果の補正処理を行う対象は、基準となる動画像(基準動画像D)を撮影する撮影装置1aとは異なる撮影装置1b,1cで撮影された動画像dやその解析結果に限定されず、撮影装置1aによって撮影された動画像(基準動画像D)やその解析結果であってもよいし、動画像d及び基準動画像Dの双方や動画像dの解析結果及び動画像Dの解析結果の双方を補正処理の対象としてもよい。
以下、動画像そのものに対して補正が行われる場合、及び動画像の解析結果に対して補正が行われる場合について詳説する。
It should be noted that the object to be subjected to the correction processing of the moving image and the analysis result of the moving image is the moving image d captured by the photographing
Hereinafter, a case where correction is performed on the moving image itself and a case where correction is performed on the analysis result of the moving image will be described in detail.
《動画像そのものに対して補正が行われる場合》
動画像そのものに対して補正が行われる場合、補正手段である制御部31は、基準となる撮影装置1(本実施形態では撮影装置1a)の動画像に含まれる構造物S(例えば横隔膜)の移動量と、当該基準となる撮影装置1aの動画像における関心領域R内の濃度値の平均値(これを濃度平均値という。)又は濃度平均値の変化量と、の相関関係を用いて、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(本実施形態では撮影装置1b,1c)の動画像に含まれる構造物Sの移動量と、当該異なる撮影装置1b,1cの動画像における関心領域R内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量を推定した推定値を求める。
そして、この推定値と、異なる撮影装置1b,1cの動画像から実際に得られた関心領域R内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量と、の差分から補正式を求め、当該補正式を適用して異なる撮影装置1b,1cの動画像の全画素データを補正する。
<When correction is performed on the moving image itself>
When the correction is performed on the moving image itself, the
Then, a correction formula is obtained from the difference between the estimated value and the density average value in the region of interest R actually obtained from the moving images of the
図2は、横軸に入力(X線量)、縦軸に出力(濃度)をとった場合の、撮影装置1a,1b,1cの入出力特性を表したものである。図2中、「C1a」は撮影装置1aで撮影された動画像の入出力特性を示し、「C1b」は撮影装置1bで撮影された動画像の入出力特性を示し、「C1c」は撮影装置1cで撮影された動画像の入出力特性を示している。
例えば、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の入出力特性が「C1a」として示すようなカーブで表される場合、撮影装置1b,1cにおいて撮影され、特有のLUTによる階調処理が行われる等した場合、動画像dの入出力特性が、撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の入出力特性「C1a」とは異なる「C1b」や「C1c」として示されるようなカーブを描く場合がある。
FIG. 2 shows input / output characteristics of the
For example, when the input / output characteristics of a moving image (reference moving image D) captured by the reference
例えば図2に示す例では、同じX線量(入力)の範囲(図中のA参照)における濃度(出力)をみた場合、撮影装置1aでは、「C1a」で示すように、動画像(基準動画像D)の濃度(出力)が比較的小さめの値となるが変動範囲が比較的大きく現れている(図中のB参照)。これに対し、撮影装置1b,1cでは、「C1b」「C1c」で示すように、動画像dの濃度(出力)が基準動画像Dの濃度(出力)と比べて大きめの値になるが変動範囲は比較的小さく現れている(図中のB参照)。このように、撮影装置1a,1b,1cごとに動画像dの入出力特性が異なる。
For example, in the example shown in FIG. 2, when the concentration (output) in the same X-ray dose (input) range (see A in the figure) is seen, the
図3は、仮に基準となる撮影装置1aとこれとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)とで、被写体Mの胸部を同一の撮影条件下で撮影して動画像を得た場合の各動画を構成する各フレームに含まれる構造物Sの移動量と、各動画像における各フレーム内の濃度平均値の時系列変化を示したものである。
図3では、右側中段に、動画像に含まれる構造物Sの移動量の時系列的変化を示すグラフを示している。中段のグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸に構造物Sの位置をとっている。
図3左側に示すように、本実施形態では、撮影装置1によって撮影された胸部の動画像には、関心領域Rとしての肺野と、構造物Sとして横隔膜とが含まれている。図3中段のグラフでは、基準となる撮影装置1aで撮影された基準動画像Dに含まれる横隔膜の位置(移動量)を実線で示し、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)で撮影された動画像dに含まれる横隔膜の位置(移動量)を破線で示している。
FIG. 3 shows a case where a moving image is obtained by photographing the chest of the subject M under the same photographing conditions with a photographing
In FIG. 3, the graph which shows the time-sequential change of the moving amount | distance of the structure S contained in a moving image is shown in the right middle stage. In the middle graph, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the position of the structure S.
As shown on the left side of FIG. 3, in the present embodiment, the chest moving image captured by the
また、図3では、中段のグラフを挟んで下側に、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)における各フレームの関心領域R内の濃度平均値(Ave.)を模式的に時系列的に並べ(図3においてDa〜De)、最下段に各画素の濃度平均値の時系列変化を実線のグラフで示している。なお、このグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸に関心領域Rの濃度の平均値(Ave.)をとっている。
また、図3において中段のグラフを挟んで上側には、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)で撮影された動画像dにおける各フレームの関心領域R内の濃度平均値(Ave.)を模式的に時系列的に並べ(図3においてda〜de)、最上段に各画素の濃度平均値の時系列変化を実線のグラフで示している。なお、このグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸に関心領域Rの濃度の平均値(Ave.)をとっている。
In FIG. 3, on the lower side of the middle graph, the density average value (Ave.) in the region of interest R of each frame in the moving image (reference moving image D) captured by the reference
Also, in FIG. 3, on the upper side of the middle graph, in the region of interest R of each frame in the moving image d photographed by the photographing device 1 (for example, the photographing
図3に示すように、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像の各フレーム内の関心領域R内の濃度平均値(Ave.)と基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像に含まれる構造物S(ここでは横隔膜)の移動量との間には、構造物S(ここでは横隔膜)の位置が下がると、関心領域R内の濃度平均値が上がる(すなわち画像として濃く黒くなる)との相関関係が認められる。
これは、例えば呼吸をすることによって横隔膜の位置が下がった状態では肺全体が引き伸ばされて放射線を遮る肺胞壁が薄くなり、放射線の透過率が上がるためである。
As shown in FIG. 3, the density average value (Ave.) in the region of interest R in each frame of the moving image captured by the reference
This is because, for example, when the position of the diaphragm is lowered by breathing, the entire lung is stretched and the alveolar walls that block radiation are thinned, and the transmittance of radiation is increased.
動画像そのものを補正する場合、補正手段としての制御部31は、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像(オリジナル動画像)における構造物S(例えば横隔膜)の位置や移動量と、関心領域R(例えば肺野)内の濃度平均値や濃度の変化量との相関関係を用いて、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像(オリジナル動画像)における構造物S(例えば横隔膜)の位置や移動量から関心領域R(例えば肺野)内の濃度平均値や濃度の変化量の予想値を求める。図3右側の一番上において、この予想値の時系列的な変化を表す予想曲線を破線で示す。
さらに、制御部31は、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像(オリジナル動画像)における関心領域R(例えば肺野)内の実際の濃度平均値や濃度の変化量の実測値(図3右側の一番上のグラフにおいて実線で示す)を取得し、この実測値と予想値との差分を求めて、この差分から補正式を導出する。
そして、制御部31は、この補正式を基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像(オリジナル動画像)dの全画素データに適用することにより、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像(オリジナル動画像)Dと画像の特性が同等となるように補正を行う。
When correcting the moving image itself, the
Furthermore, the
Then, the
このように、撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)から得た動画像dについて、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の入出力特性と同等となるように動画像の特性を補正することにより、解析装置3において動態解析する対象として、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)と撮影装置1b,1cから得た動画像dとが混在する場合でも、これらを適切に比較して動態解析を行うことができる。これにより、診断に資する適正な解析結果を得ることが可能となる。
As described above, the moving image d obtained from the image capturing device 1 (for example, the
《動画像の解析結果に対して補正が行われる場合》
動画像の解析結果に対して補正が行われる場合、補正手段である制御部31は、基準となる撮影装置1(本実施形態では撮影装置1a)の動画像に含まれる構造物S(例えば横隔膜)の移動量と、当該基準となる撮影装置1aの動画像の解析結果における関心領域R内の信号値の平均値(これを信号平均値という。)又は信号平均値の変化量と、の相関関係を用いて、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(本実施形態では撮影装置1b,1c)の動画像に含まれる構造物Sの移動量と、当該異なる撮影装置1b,1cの動画像の解析結果における関心領域R内の信号平均値又は信号平均値の変化量を推定した推定値を求める。
そして、この推定値と、異なる撮影装置1b,1cの動画像の実際の解析結果における関心領域R内の信号平均値又は信号平均値の変化量と、の差分から補正式を求め、当該補正式を適用して異なる撮影装置1b,1cの動画像の解析結果を補正する。
<When correction is performed on the analysis result of a moving image>
When correction is performed on the analysis result of the moving image, the
Then, a correction formula is obtained from the difference between this estimated value and the signal average value in the region of interest R or the amount of change in the signal average value in the actual analysis result of the moving images of the
図4は、仮に基準となる撮影装置1aとこれとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)とで、被写体Mの胸部を同一の撮影条件下で撮影して動画像を得た場合の各動画を構成する各フレームに含まれる構造物Sの移動量と、各動画像における各フレーム内の信号値の平均値(信号平均値)の時系列変化を示したものである。
図4では、中段に、動画像に含まれる構造物Sの移動量の時系列的変化を示すグラフを示している。中段のグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸に構造物S(本実施形態では横隔膜)の位置をとっている。このグラフにおいて、撮影装置1aで撮影された動画像に含まれる構造物Sの位置を実線で示し、撮影装置1aとは異なる撮影装置1b,1cで撮影された動画像に含まれる構造物Sの位置を破線で示している。
FIG. 4 shows a case where a moving image is obtained by photographing the chest of the subject M under the same photographing conditions with a photographing
In FIG. 4, the graph which shows the time-sequential change of the moving amount | distance of the structure S contained in a moving image is shown in the middle stage. In the middle graph, the horizontal axis is time t, and the vertical axis is the position of the structure S (diaphragm in this embodiment). In this graph, the position of the structure S included in the moving image captured by the
図4において、中段のグラフを挟んで下側には、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)における各フレームの関心領域R内のある画素(図4中の円内の小さい四角参照)の濃度平均値(Ave.)を模式的に時系列的に並べ(図4においてDa〜De)、さらに、その下側に各動画像におけるフレーム間の濃度平均値の差分信号値の時系列変化を示している。なお、図4では、動態の解析処理として、隣接するフレーム間での濃度平均値の差分信号値を求めてその時系列変化をみる例を示しているが、動態の解析処理としては、隣接するフレーム間での差分処理に限定されず、他の解析処理を採用してもよい。
図4の最下段には、差分信号値の時系列変化を実線のグラフで示している。なお、このグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸にフレーム間での関心領域Rの濃度平均値の差分信号値(Ave.)をとっている。
In FIG. 4, on the lower side of the middle graph, a certain pixel (circle in FIG. 4) in the region of interest R of each frame in the moving image (reference moving image D) captured by the reference
At the bottom of FIG. 4, the time series change of the differential signal value is shown by a solid line graph. In this graph, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the difference signal value (Ave.) of the density average value of the region of interest R between frames.
図4に示すように、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像の各フレームの関心領域R内の濃度平均値の差分信号値(Ave.)と基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像に含まれる構造物S(ここでは横隔膜)の移動量との間には、構造物S(ここでは横隔膜)の変位量が大きいと、関心領域R内の濃度平均値の差分信号値が大きくなるとの相関関係が認められる。
As shown in FIG. 4, the difference signal value (Ave.) of the average density value in the region of interest R of each frame of the moving image photographed by the
また、図4において中段のグラフを挟んで上側には、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)で撮影された動画像dにおける各フレームの関心領域R内のある画素(図4中の円内の小さい四角参照)の濃度平均値(Ave.)を模式的に時系列的に並べ(図4においてda〜de)、さらに、その上側に各動画像におけるフレーム間の濃度平均値の差分信号値の時系列変化を示している。なお、ここでも、動態の解析処理として、隣接するフレーム間での信号値の差分を求めてその時系列変化をみる例を示しているが、動態の解析処理としては、隣接するフレーム間での差分処理に限定されず、他の解析処理を採用してもよい。
図4の最上段には、差分信号値の時系列変化を実線のグラフで示している。なお、このグラフでは、横軸に時間tを取り、縦軸にフレーム間での関心領域Rの濃度平均値の差分信号値(Ave.)をとっている。
In addition, in the upper side of the middle graph in FIG. 4, in the region of interest R of each frame in the moving image d photographed by the photographing device 1 (for example, the photographing
In the uppermost part of FIG. 4, the time series change of the difference signal value is shown by a solid line graph. In this graph, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the difference signal value (Ave.) of the density average value of the region of interest R between frames.
動画像の解析結果を補正する場合、補正手段としての制御部31は、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像に含まれる構造物S(例えば横隔膜)の位置や移動量と、動画像を解析して得た関心領域R(例えば肺野)内の信号平均値又は信号平均値の変化量との相関関係を用いて、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像に含まれる構造物S(例えば横隔膜)の移動量から、動画像を解析して得られるはずの関心領域R(例えば肺野)内の信号平均値又は信号平均値の変化量の予想値を求める。図4右側の一番上において、この予想値の時系列的な変化を表す予想信号曲線を破線で示す。
さらに、制御部31は、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像の実際の解析結果における関心領域R内の信号平均値又は信号平均値の変化量の実測値(図4右側の一番上のグラフにおいて実線で示す)を取得し、この実測値と予想値との差分を求めて、この差分から補正式を導出する。
そして、制御部31は、この補正式を基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像dの解析結果に適用することにより、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像Dの解析結果と同等となるように補正を行う。
When correcting the analysis result of the moving image, the
Further, the
And the
このように、撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)から得た動画像dの解析結果について、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の解析結果と同等となるように動画像の解析結果を補正することにより、解析装置3において動態解析する対象として、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の解析結果と撮影装置1b,1cから得た動画像dの解析結果とが混在する場合でも、これらを適切に比較して動態解析を行うことができる。これにより、診断に資する適正な解析結果を得ることが可能となる。
As described above, the analysis result of the moving image d obtained from the photographing apparatus 1 (for example, the photographing
《被写体の体格情報に応じた補正》
上記のように、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)と、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)から得た動画像dとの特性を同様となるように合せる補正を行う場合、補正手段である制御部31は、被写体Mの体格に関する情報(これを体格情報とする。)に基づいて、構造物Sの移動量と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係における相関係数を補正してもよい。
《Correction according to subject's physique information》
As described above, a moving image (reference moving image D) photographed by the
構造物Sの移動量と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係は、被写体Mの体格によって異なる場合がある。このため、体格を考慮して相関係数を補正することで、よりきめ細かい正確な補正処理を行うことが期待できる。
このような体格情報に基づく補正は、上記動画像そのものに対して補正が行われる場合及び動画像の解析結果に対して補正が行われる場合のいずれの場合においても必要に応じて併せて適用することが可能である。
ここで、被写体Mの体格とは、身長、体重、体厚等身体の大きさに関するものや、筋肉質であるか否かや、骨格、骨密度、体脂肪率等の体組成に関するもの等、放射線の透過具合に影響を及ぼす身体的な特徴を広く含む概念とする。
被写体Mの体格情報は、例えば撮影を行う際のオーダー情報に含まれる患者情報等から抽出することができる。
なお、以下では、体格として、体重が重いか否かに応じて補正を行う場合を例示して説明する。
The correlation between the moving amount of the structure S and the signal value included in the moving image or the analysis result of the moving image may differ depending on the physique of the subject M. For this reason, it can be expected that finer and more accurate correction processing is performed by correcting the correlation coefficient in consideration of the physique.
Such correction based on the physique information is applied as necessary in both cases where the correction is performed on the moving image itself and in the case where the correction is performed on the analysis result of the moving image. It is possible.
Here, the physique of the subject M is related to body size such as height, weight, and body thickness, whether it is muscular, related to body composition such as skeleton, bone density, body fat percentage, etc. The concept includes a wide range of physical features that affect the degree of transmission.
The physique information of the subject M can be extracted from, for example, patient information included in order information when photographing.
In the following description, a case where correction is performed according to whether the body weight is heavy or not will be described as an example of the physique.
図5は、動画像そのものを補正する場合を例として横軸に時間tを取り、縦軸にフレーム間での関心領域Rの濃度平均値(Ave.)をとったものである。
図5では、各画素の濃度平均値の時系列変化を実線のグラフで示し、構造物Sの移動量と、動画像の濃度値(濃度平均値)との相関関係を用いて求めた濃度平均値や濃度の変化量の予想値の時系列的な変化を表す予想曲線を破線で示している。
さらに、この相関関係における相関係数を被写体Mの体格情報に基づいて、構造物Sの移動量と、動画像又は動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係における相関係数を補正した後の、濃度平均値や濃度の変化量の予想値(体格補正後予想値)の時系列的な変化を表す体格補正済予想曲線を一点鎖線で示している。
なお、体格情報による相関係数の補正は、ある閾値以上であれば補正を行うというように補正を行うか否かの1段階の判断で行ってもよいし、例えば、体重50kg未満であれば補正無し、50kg以上80kg未満であれば第1の補正値で補正、80kg以上であれば第2の補正値で補正するというように、複数段階に閾値と対応付けた補正値を用意しておき、被写体Mの体格情報に応じて適用する補正値を変えるようにしてもよい。
FIG. 5 shows a case where the moving image itself is corrected, taking time t on the horizontal axis and taking the average density value (Ave.) of the region of interest R between frames on the vertical axis.
In FIG. 5, the time-series change of the density average value of each pixel is shown by a solid line graph, and the density average obtained using the correlation between the moving amount of the structure S and the density value (density average value) of the moving image. A prediction curve representing a time-series change of an expected value of the value or the amount of change in density is shown by a broken line.
Further, the correlation coefficient in the correlation is corrected based on the physique information of the subject M, and the correlation coefficient in the correlation between the moving amount of the structure S and the signal value included in the moving image or the analysis result of the moving image is corrected. The physique-corrected predicted curve representing the chronological change of the average concentration value and the predicted value of the amount of change in the density (predicted value after physique correction) is shown by a dashed line.
The correction of the correlation coefficient based on the physique information may be performed by a one-step determination as to whether or not the correction is performed, for example, if the correction is performed if the threshold is equal to or greater than a certain threshold. There are correction values associated with threshold values in multiple stages, such as no correction, correction with the first correction value if 50 kg or more and less than 80 kg, and correction using the second correction value if 80 kg or more. The correction value to be applied may be changed according to the physique information of the subject M.
補正手段である制御部31は、体格情報に基づいて適宜相関係数を補正し、補正後の相関係数を用いて体格補正後予想値をもとめると、基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像における関心領域R(例えば肺野)内の実際の濃度平均値や濃度の変化量の実測値(図5において実線で示す)を取得し、この実測値と体格補正後予想値との差分を求めて、この差分から補正式を導出する。
そして、制御部31は、この補正式を基準となる撮影装置1aとは異なる撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)によって撮影された動画像dの全画素データに適用することにより、基準となる撮影装置1aによって撮影された動画像Dと画像の特性が同等となるように補正を行う。
When the
Then, the
このように、被写体Mの体格をも考慮した上で、撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)から得た動画像dについて、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の入出力特性と同等となるように動画像を補正することにより、解析装置3において動態解析する対象として、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)と撮影装置1b,1cから得た動画像dとが混在する場合でも、また、同一の撮影装置で異なる被写体Mの動画像が混在する場合でも、更には、これら異なる撮影装置を跨いで撮影された異なる被写体Mの動画像が混在する場合でも、これら動画像やその解析結果の間で、診断に資する適切な比較を行うことが可能となる。
In this way, taking into consideration the physique of the subject M, a moving image (reference moving image) captured by the
[効果]
以上のように、本実施形態に係る解析装置3及び解析システム100によれば、異なる複数の撮影装置1から動画像を受信し、受信した動画像や動画像の解析結果を表示する場合に、補正手段である制御部31が、動画像に含まれる構造物Sの移動量を用いて、動画像又は動画像の解析結果を補正するようになっている。
[effect]
As described above, according to the
このため、複数の撮影装置1a,1b,1cの製造メーカーが異なっている場合や製造メーカーは同じであっても設定等によって撮影装置1a,1b,1cに個体差が生じている場合、また、撮影装置1a,1b,1cとして放射線画像撮影装置、CT、MRI等の複数の種類の装置が混在している場合等、異なる複数の撮影装置1で得られる動画像の特性が互いに異なる(ばらつきがある)場合であっても、これらの撮影装置1a,1b,1cで得られた動画像や動画像の解析結果を適切に補正することにより、各撮影装置1a,1b,1cで得られた動画像の解析結果同士を的確に比較することが可能となる。
For this reason, when the manufacturers of the plurality of
本実施形態では、人体に存する構造物Sの移動量と動画像又は前記動画像の解析結果に含まれる信号値との相関関係に着目し、補正手段である制御部31は、この相関関係を用いて動画像や動画像の解析結果を補正する。
このため、簡易かつ適切に動画像の解析結果同士を的確に比較することが可能な状態とすることができる。
In the present embodiment, paying attention to the correlation between the amount of movement of the structure S existing in the human body and the signal value included in the moving image or the analysis result of the moving image, the
For this reason, it can be set as the state which can compare the analysis result of a moving image accurately exactly easily and appropriately.
本実施形態では、相関関係が、動画像内の構造物Sの移動量と、動画像における関心領域R内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量の関係で求められ、補正対象がオリジナルの動画像そのものである場合に補正することができる。
このように、何ら画像処理等が加えられる前の動画像を補正することで、より適切に動画像の解析結果同士を的確に比較することが可能な状態とすることができる。
In the present embodiment, the correlation is obtained from the relationship between the movement amount of the structure S in the moving image and the density average value or the change amount of the density average value in the region of interest R in the moving image, and the correction target is the original. Correction can be made in the case of a moving image itself.
In this way, by correcting the moving image before any image processing or the like is performed, it is possible to obtain a state in which the analysis results of the moving image can be more appropriately compared.
また、本実施形態では、相関関係が、動画像内の構造物Sの移動量と、動画像の解析結果における関心領域R内の信号平均値又は信号平均値の変化量の関係で求められ、補正対象が動画像の解析結果である場合でも補正することができる。
このため、撮影装置1等において、既に何らかの画像処理等が加えられた後でも適切に動画像の解析結果同士を的確に比較することが可能な状態とすることができる。
Further, in the present embodiment, the correlation is obtained by the relationship between the movement amount of the structure S in the moving image and the signal average value in the region of interest R in the analysis result of the moving image or the change amount of the signal average value. Even when the correction target is a moving image analysis result, the correction can be made.
For this reason, in the photographing
また、本実施形態では、補正手段である制御部31は、動画像又は動画像の解析結果を補正する際に、動画像の被写体の体格に関する体格情報に基づいて相関関係における相関係数を補正することもできるようになっている。
このため、被写体Mの体格をも考慮した上で、撮影装置1(例えば撮影装置1b,1c)から得た動画像dについて、基準となる撮影装置1aで撮影された動画像(基準動画像D)の入出力特性と同等となるように動画像や動画像の解析結果を補正することにより、より適切に動画像の解析結果同士を的確に比較することが可能な状態とすることができる。
Further, in the present embodiment, when correcting the moving image or the analysis result of the moving image, the
For this reason, taking into account the physique of the subject M, a moving image (reference moving image D) taken by the
[変形例]
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
[Modification]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
例えば、本実施形態では、解析システム100内の撮影装置1のうち撮影装置1aが基準動画像Dを撮影する基準となる撮影装置である場合を想定しているが、基準動画像Dを撮影する基準となる撮影装置は、必ずしも解析システム100内に存在する実体のある装置である必要はない。
例えば、「基準となる撮影装置」が、予め実験等により入出力特性等が把握された標準的装置であり、これによって撮影される動画像(基準動画像D)内の構造物の移動量と、関心領域内の濃度変化や動態解析結果の信号値の変化との相関関係が工場出荷値(データ)の形で工場出荷時に予め解析装置内(解析装置3の記憶部32内等)に存在していてもよい。
この場合には、解析システム100内に存在する撮影装置1の全てが「基準となる撮影装置とは異なる撮影装置」となり、これら各撮影装置1によって取得される動画像dについて、解析装置3内に予め記憶されている基準動画像D内の構造物の移動量と、関心領域内の濃度変化や動態解析結果の信号値の変化との相関関係と等しくなるように解析装置3の制御部31(すなわち補正手段)において補正処理を行う。
For example, in the present embodiment, it is assumed that the photographing
For example, the “reference imaging device” is a standard device whose input / output characteristics and the like have been previously grasped through experiments and the like, and the amount of movement of the structure in the moving image (reference moving image D) captured by this Correlation with changes in concentration in the region of interest and changes in the signal value of the kinetic analysis result is pre-existing in the analysis device (in the
In this case, all of the
また、本実施形態では、「基準となる撮影装置」により撮影された動画像に合わせて、「基準となる撮影装置とは異なる撮影装置」により撮影された動画像やこの動画像の解析結果を補正する例を主として説明したが、解析装置3(本実施形態では、補正手段として機能する解析装置3の制御部31)により行われる補正処理は、これに限定されない。
例えば補正手段としての解析装置3の制御部31は、基準となる撮影装置(すなわち、撮影装置1a)で撮影された動画像(すなわち、基準動画像D)やその解析結果を、基準となる撮影装置(すなわち、撮影装置1a)とは異なる撮影装置(すなわち、撮影装置1b,1c)で撮影された動画像(すなわち、動画像d)やその解析結果と比較可能となるように、基準となる撮影装置1aで撮影された基準動画像D又はその解析結果に対して補正を施すようにしてもよい。また、基準動画像Dと動画像dと双方に補正を施して両者の中間点に基準動画像Dやその解析結果及び動画像dやその解析結果を近づけるようにしてもよい。
In the present embodiment, a moving image shot by a “photographing device different from the reference image-taking device” and an analysis result of this moving image are combined with a moving image shot by the “reference image-taking device”. Although an example of correction has been mainly described, the correction process performed by the analysis device 3 (in this embodiment, the
For example, the
また、「基準となる撮影装置」により得られた動画像(基準動画像D)の構造物Sの移動量と信号値との相関関係は、同じ被写体Mに適用される場合に限定されない。
例えば、複数の被写体Mについてサンプルを集めて構造物Sの移動量と信号値との相関関係のモデルを作成しておき、これを様々な被写体Mの撮影の際に共通して適用してもよい。多くのサンプルに基づいて相関関係のモデルを作成することでより普遍的なモデルを実現することができる。
Further, the correlation between the movement amount of the structure S of the moving image (reference moving image D) obtained by the “reference photographing device” and the signal value is not limited to the case where the moving object is applied to the same subject M.
For example, a sample of a plurality of subjects M is collected to create a model of the correlation between the amount of movement of the structure S and the signal value, and this can be applied in common when shooting various subjects M. Good. A more universal model can be realized by creating a correlation model based on many samples.
また、本実施形態では、関心領域Rが肺野であり、構造物Sが横隔膜である場合を例示したが、関心領域R及び構造物Sは、構造物Sの位置・移動量と関心領域Rの信号値の変化との間に相関関係が認められるようなものであればよく、肺野と横隔膜に限定されない。
例えば、関心領域Rが心臓周辺の血流である血流解析を行う場合には、心臓周辺の血流との間に相関関係が認められる心臓外縁が構造物Sとなり、制御部31は、心臓外縁の位置・移動量と心臓周辺の血流との相関関係を用いて動画像又は動画像の解析結果を補正する。
In the present embodiment, the region of interest R is a lung field and the structure S is a diaphragm. However, the region of interest R and the structure S include the position / movement amount of the structure S and the region of interest R. As long as there is a correlation with the change in the signal value, the lung field and the diaphragm are not limited.
For example, when the blood flow analysis in which the region of interest R is blood flow around the heart is performed, the outer edge of the heart having a correlation with the blood flow around the heart becomes the structure S, and the
1 撮影装置
1a 基準となる撮影装置
1b,1c 基準となる撮影装置とは異なる撮影装置
3 解析装置
31 制御部
100 解析システム
D 基準動画像
d 動画像
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記動画像に含まれる構造物の移動量を用いて、前記動画像又は前記動画像の解析結果を補正する補正手段を備えることを特徴とする解析装置。 An analysis device that receives moving images from a plurality of different photographing devices and displays the received moving images and analysis results of the moving images,
An analysis apparatus comprising correction means for correcting the moving image or the analysis result of the moving image using a moving amount of a structure included in the moving image.
前記補正手段は、基準となる撮影装置の動画像に含まれる前記構造物の移動量と、当該基準となる撮影装置の動画像における関心領域内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量との相関関係を用いて、前記基準となる撮影装置とは異なる撮影装置の動画像に含まれる前記構造物の移動量と、当該異なる撮影装置の動画像における関心領域内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量を推定した推定値を求め、この推定値と前記異なる撮影装置の動画像から実際に得られた関心領域内の濃度平均値又は濃度平均値の変化量との差分から補正式を求め、当該補正式を適用して前記異なる撮影装置の動画像の全画素データを補正することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の解析装置。 The signal value is a density average value in the region of interest in the moving image or a change amount of the density average value,
The correction means includes a movement amount of the structure included in a moving image of the reference photographing apparatus and a density average value or a change amount of the density average value in the region of interest in the moving image of the reference photographing apparatus. Using the correlation, the moving amount of the structure included in the moving image of the photographing device different from the reference photographing device, and the density average value or the density average value in the region of interest in the moving image of the different photographing device An estimated value obtained by estimating the amount of change is obtained, and a correction formula is obtained from the difference between this estimated value and the density average value in the region of interest actually obtained from the moving image of the different imaging device or the amount of change in the density average value. 4. The analysis apparatus according to claim 2, wherein the correction formula is applied to correct all pixel data of moving images of the different photographing apparatuses.
前記補正手段は、基準となる撮影装置の動画像に含まれる前記構造物の移動量と、当該基準となる撮影装置の動画像の解析結果における関心領域内の信号平均値又は信号平均値の変化量との相関関係を用いて、前記基準となる撮影装置とは異なる撮影装置の動画像に含まれる前記構造物の移動量と、当該異なる撮影装置の動画像の解析結果における関心領域内の信号平均値又は信号平均値の変化量を推定した推定値を求め、この推定値と前記異なる撮影装置の動画像の実際の解析結果における関心領域内の信号平均値又は信号平均値の変化量との差分から補正式を求め、当該補正式を適用して前記異なる撮影装置の動画像の解析結果を補正することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の解析装置。 The signal value is a signal average value in the region of interest in the analysis result of the moving image or a change amount of the signal average value,
The correction means includes a movement amount of the structure included in the moving image of the reference photographing apparatus and a change in the signal average value or the signal average value in the region of interest in the analysis result of the moving image of the reference photographing apparatus. The amount of movement of the structure included in the moving image of the imaging device different from the reference imaging device and the signal in the region of interest in the analysis result of the moving image of the different imaging device using the correlation with the amount An estimated value obtained by estimating an average value or a change amount of the signal average value is obtained, and the estimated value and a signal average value or a change amount of the signal average value in the region of interest in the actual analysis result of the moving image of the different imaging device. The analysis apparatus according to claim 2 or 3, wherein a correction formula is obtained from the difference, and the analysis result of the moving image of the different photographing apparatus is corrected by applying the correction formula.
動画像を撮影可能であって前記基準となる撮影装置とは異なる撮影装置と、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の解析装置と、
を備えることを特徴とする解析システム。 A standard imaging device capable of capturing moving images;
A shooting device capable of shooting a moving image and different from the reference shooting device;
The analysis device according to any one of claims 1 to 5,
An analysis system comprising:
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