JP2019106202A - Health state evaluation support system and capillary vessel data acquisition method - Google Patents

Health state evaluation support system and capillary vessel data acquisition method Download PDF

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勝也 永山
景史 河越
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景史 河越
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Ichiro Miura
一郎 三浦
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Abstract

To provide a health state evaluation support system and capillary vessel data acquisition method capable of automatically recognizing and numeralizing a shape of a capillary vessel.SOLUTION: A health state evaluation support system 10 includes: image processing means 11 for processing an image obtained by photographing a capillary vessel and recognizing a shape of the capillary vessel in the image; and calculation means 12 for calculating a degree of abnormality of the capillary vessel from the recognized shape of the capillary vessel. The calculation means 12 calculates the degree of abnormality of the capillary vessel based on at least one of a number of capillary vessel bends, a number of intersections between arteries and veins, a number of branches, and a degree of bending.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、毛細血管の形状に基づく健康状態評価支援システム及び毛細血管のデータ取得方法に関する。 The present invention relates to a health condition evaluation support system based on the shape of a capillary and a data acquisition method of the capillary.

爪上皮等の毛細血管の形状や血流の動きが健康状態と関係することが、従来、知られている。図2(a)に爪上皮の毛細血管20を模式的に示す。健康な状態であると毛細血管20aは直線的であるが(図2(b)参照)、不健康な状態になると毛細血管20bは蛇行する傾向にある(図2(c)参照)。従って毛細血管20の形状等を観測することにより、各種疾患の発見、治療などに役立てることができる。 It has conventionally been known that the shape of capillary blood vessels such as the nail epithelium and the movement of blood flow are related to health. FIG. 2A schematically shows the capillary 20 of the nail epithelium. In the healthy state, the capillaries 20a are linear (see FIG. 2 (b)), but in the unhealthy state, the capillaries 20b tend to meander (see FIG. 2 (c)). Therefore, by observing the shape or the like of the capillary 20, it can be used for discovery, treatment, etc. of various diseases.

このような中、毛細血管の形状等を観測するシステムとして、観測した血管の密度、太さ、形状(捩れ血管又は奇形血管の本数)及び流速をそれぞれクラス分けし、分析評価し、その結果を健康状態の総合評価として出力する医療診断支援システムが提案されている(特許文献1参照)。しかし、この医療診断支援システムは、血管の形状、太さ等の観測を操作者が行い、この数値を入力するものであり、半自動で行うこととなる。 Under these circumstances, as a system for observing the shape of capillaries, etc., the density, thickness, shape (number of twisted or deformed blood vessels) and flow velocity of observed blood vessels are classified, analyzed and evaluated, and the results are There has been proposed a medical diagnosis support system which outputs as a comprehensive evaluation of the health condition (see Patent Document 1). However, in this medical diagnosis support system, the operator performs observation of the shape, thickness, and the like of the blood vessel, inputs this numerical value, and semiautomatically.

特許第4743486号公報Patent No. 4743486

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、毛細血管の形状を自動的に認識して状態を評価する健康状態評価支援システム及び毛細血管のデータ取得方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a health evaluation support system and capillary data acquisition method for automatically recognizing the shape of a capillary and evaluating the state.

前記目的に沿う第1の発明に係る健康状態評価支援システムは、毛細血管が撮像された画像を処理し、前記画像中の前記毛細血管の形状を認識する画像処理手段、及び認識された前記毛細血管の形状から、該毛細血管の異常度を算出する算出手段を備え、前記算出手段は、前記毛細血管の屈曲数、動脈と静脈の交差数、分岐数及び特定の式で算出される屈曲度の少なくとも1つを基に、前記異常度を算出する。第1の発明に係る健康状態評価支援システムによれば、画像処理手段及び算出手段を備えることで、毛細血管が撮像された画像から、毛細血管の形状を自動的に認識し、認識された毛細血管の形状から毛細血管の異常度を算出することができる。 A health condition evaluation support system according to a first aspect of the invention, which meets the object, processes an image obtained by capturing a capillary, and recognizes an image processing unit that recognizes a shape of the capillary in the image, and the recognized capillary A calculation means for calculating the degree of abnormality of the capillary from the shape of the blood vessel is provided, wherein the calculation means includes the number of bends of the capillary, the number of crossings between arteries and veins, the number of branches, and the degree of curvature calculated by a specific equation. The degree of abnormality is calculated based on at least one of According to the health condition evaluation support system according to the first aspect, by providing the image processing means and the calculation means, the shape of the capillary is automatically recognized from the image in which the capillary is imaged, and the capillary recognized The degree of capillary abnormality can be calculated from the shape of the blood vessel.

第1の発明に係る健康状態評価支援システムにおいて、前記算出手段が、さらに前記毛細血管の長さ、太さ、太さ比、鮮明度、幅、流速、面積、縦横比及び縦長からなる群より選ばれる少なくとも1種のデータを算出することが好ましい。このようにすることで、異常度を含めた複数のデータを用い健康状態等に係る多角的、総合的な評価に役立てることができる。 In the health condition evaluation support system according to the first aspect of the present invention, the calculation means further includes a length, a thickness, a thickness ratio, a sharpness, a width, a flow velocity, an area, an aspect ratio, and a longitudinal length of the capillary. It is preferable to calculate at least one type of data to be selected. By doing this, multiple data including the degree of abnormality can be used for multilateral and comprehensive evaluations related to the health condition and the like.

第1の発明に係る健康状態評価支援システムにおいて、算出された前記データを、レーダーチャートとして出力する出力手段をさらに備えることが好ましい。このようにすることで、評価者(医者等)や患者等が視覚的に多角的、総合的な評価、判断等を行いやすくなる。 In the health condition evaluation support system according to the first aspect of the invention, it is preferable to further include an output unit that outputs the calculated data as a radar chart. By doing this, it becomes easier for the evaluator (doctor etc.), the patient, etc. to visually carry out multilateral, comprehensive evaluation, judgment and the like.

第1の発明に係る健康状態評価支援システムにおいて、前記算出手段は、前記画像中の前記毛細血管の濃淡から該毛細血管の赤血球及び白血球の少なくとも一方の量を検出するのが好ましい。検出された赤血球及び白血球の少なくとも一方の量を基に、投薬、例えば、抗がん剤の投与による人体への影響を知ることができる。 In the health condition evaluation support system according to the first invention, preferably, the calculation means detects the amount of at least one of red blood cells and white blood cells of the capillary blood vessel from the density of the capillary blood vessel in the image. Based on the detected amount of at least one of red blood cells and white blood cells, it is possible to know the influence on human body by the administration, for example, the administration of an anticancer agent.

第1の発明に係る健康状態評価支援システムにおいて、前記毛細血管が爪上皮の毛細血管であることが好ましい。爪上皮部分は薄く、並んだ毛細血管が透けて見えるため画像処理や算出を比較的容易にし、算出精度を高めることができる。 In the health condition evaluation support system according to the first aspect of the present invention, the capillary is preferably a capillary of a nail epithelium. Since the nail epithelium is thin and the side-by-side capillaries are seen through, image processing and calculation can be made relatively easy, and the calculation accuracy can be enhanced.

前記目的に沿う第2の発明に係る毛細血管のデータ取得方法は、毛細血管が撮像された画像を処理し、前記画像中の前記毛細血管の形状を認識する画像処理工程、及び認識された前記毛細血管の形状から、該毛細血管の異常度を算出する算出工程を有し、前記異常度は、前記毛細血管の屈曲数、動脈と静脈の交差数、分岐数及び特定の式で算出される屈曲度の少なくとも1つを基に算出される。第2の発明に係る毛細血管のデータ取得方法によれば、毛細血管の形状を自動的に認識し、認識された毛細血管の形状から毛細血管の異常度を算出することができる。 A data acquisition method of capillaries according to a second aspect of the invention, which meets the above object, includes an image processing step of processing an image obtained by imaging the capillaries and recognizing the shape of the capillaries in the image; There is a calculation step of calculating the degree of abnormality of the capillary from the shape of the capillary, wherein the degree of abnormality is calculated by the number of bends of the capillary, the number of crossings between arteries and veins, the number of branches, and a specific formula. It is calculated based on at least one of the degrees of bending. According to the capillary blood vessel data acquiring method according to the second aspect of the present invention, the shape of the capillary blood vessel can be automatically recognized, and the degree of abnormality of the capillary blood vessel can be calculated from the shape of the recognized capillary blood vessel.

第1の発明に係る健康状態評価支援システム及び第2の発明に係る毛細血管のデータ取得方法によれば、毛細血管の形状を自動的に認識し、毛細血管の異常度を算出することができる。従って、健康状態の把握等の診断の他、治療、サプリメント等の飲用、健康機器の使用、化粧品や塗り薬等を肌へ塗った際の影響などの評価に役立てることができる。 According to the health condition evaluation support system according to the first invention and the capillary vessel data acquiring method according to the second invention, it is possible to automatically recognize the shape of the capillary and calculate the degree of abnormality of the capillary. . Therefore, in addition to the diagnosis such as grasping of the health condition, it can be used for evaluation of treatment, drinking such as supplement, use of health equipment, and the influence of applying cosmetics or plaster on the skin.

本発明の第1の実施の形態に係る健康状態評価支援システムを示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the health condition evaluation assistance system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は爪上皮の毛細血管を示す模式図であり、(b)は健康な状態の毛細血管を示す模式図、(c)は不健康な状態の毛細血管を示す模式図である。(A) is a schematic view showing capillaries of the nail epithelium, (b) is a schematic view showing capillaries in a healthy state, and (c) is a schematic view showing capillaries in an unhealthy state. (a)は毛細血管の各データを説明する説明図であり、(b)は各データの出力としてのレーダーチャートである。(A) is explanatory drawing explaining each data of a capillary, (b) is a radar chart as an output of each data. 血管領域を探索する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of searching for a blood-vessel area | region. (a)、(b)、(c)はそれぞれ、不健康な状態の毛細血管を示す模式図である。(A), (b), (c) is a schematic diagram which shows the capillary in an unhealthy state, respectively.

続いて、添付した図面を参照しながら本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る健康状態評価支援システム10は、画像処理手段11、算出手段12及び出力手段13を備えている。
Subsequently, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
As shown in FIG. 1, the health condition evaluation support system 10 according to the first embodiment of the present invention includes an image processing unit 11, a calculation unit 12 and an output unit 13.

画像処理手段11及び算出手段12は、公知のコンピュータ14を用いることができる。このコンピュータ14は、具体的にはCPUなどからなる制御部、ROM、RAM、ハードディスク、キーボードなどを備える。このコンピュータ14は、ROM、ハードディスク等に記憶されているコンピュータプログラムに基づいて入力された画像を処理することで画像処理手段11として、またコンピュータプログラムに基づいて算出することで算出手段12として機能するように構成されている。 The image processing means 11 and the calculation means 12 can use a known computer 14. Specifically, the computer 14 includes a control unit including a CPU and the like, a ROM, a RAM, a hard disk, a keyboard, and the like. The computer 14 functions as an image processing means 11 by processing an image input based on a computer program stored in a ROM, a hard disk or the like, and functions as a calculation means 12 by calculating based on a computer program. Is configured as.

画像処理手段11には、毛細血管20が撮像された画像(図3(a)参照)が入力される。画像処理手段11はこの画像を処理し、画像中の毛細血管20の形状を認識する。撮像された画像はカラー画像であってもよいし、モノクロ画像であってもよい。また、静止画でも動画でもよいが、流速を測定する場合などは、動画であることが好ましい。毛細血管20の撮像は、公知の血流観察装置(例えば、株式会社徳製のBscan等)により行うことができる。生体のどの部位の毛細血管を撮像するかは特に制限されないが、爪上皮の毛細血管を好適に撮像することができる。画像の画像処理手段11への入力は、血流観察装置等と画像処理手段11とを接続し、リアルタイムで入力されてもよいし、記録媒体に保存された画像データを取り込んでもよい。 An image (see FIG. 3A) in which the capillary 20 is captured is input to the image processing means 11. The image processing means 11 processes this image and recognizes the shape of the capillary 20 in the image. The captured image may be a color image or a monochrome image. In addition, although a still image or a moving image may be used, it is preferable that the moving image is used when measuring the flow velocity. The imaging of the capillary 20 can be performed by a known blood flow observation device (for example, Bscan or the like manufactured by TOKU Co., Ltd.). There is no particular limitation on which region of the living body the capillary is to be imaged, but the capillary of the nail epithelium can be suitably imaged. The input of the image to the image processing means 11 may be input in real time by connecting the blood flow observation device or the like and the image processing means 11, or image data stored in a recording medium may be fetched.

画像処理手段11による画像処理(画像中における毛細血管20の形状の認識)は、例えば以下の手順(アルゴリズム)で行うことができる。 Image processing (recognition of the shape of the capillary 20 in the image) by the image processing means 11 can be performed, for example, by the following procedure (algorithm).

(1)グレースケール化
グレースケール化とは、撮像された画像がカラーの場合、カラー画像から明度のみのモノクロの画像(グレースケール画像)にする処理である。
(2)2値化
2値化とは、グレースケール画像に対して、中間値(灰色の値)を無くし、完全な白又は黒の2値の画像に変換する処理である。2値画像は、例えばある閾値以上の画素値を白画素に、閾値未満の画素値を黒画素に変換することで得られる。閾値は、スケールバーにより適宜設定することができる。
(3)ノイズ処理
ラスタスキャン及びラベリングを行いノイズの処理を行う。ラスタスキャンとは、画像の左上を起点に左端から右に画素を調べ、右端に到達すると行を一つ下げて左端から右に画素を調べる走査である。ラベリングとは、同じ連結成分を有する画素毎に同じ番号(ラベル)を付す処理である。ノイズの処理として、ラベリングされた領域(白画素)が一定面積以下であれば消去し、黒画素の領域が一定面積以下であれば補完する(塗りつぶす)。
(4)エッジ検出
エッジ検出とは、画像として撮像された対象の輪郭線を抽出する処理である。エッジ検出のアルゴリズムは、ケニーのエッジ検出アルゴリズムを用いることができる。
(5)特徴点抽出
特徴点抽出とは、画像中の線(本実施の形態においては毛細血管20)の端点、交差点、角を検出する。特徴点抽出のアルゴリズムは、ハリスのコーナー検出等を用いることができる。
(6)特徴点の並び替え
抽出した特徴点について、例えばx座標に対して昇順に並び替えを行う。
(7)特徴点の分類
静脈側と動脈側の特徴点を分類する。この分類には、2クラス分類識別器の一つであるサポートベクターマシンを用いることができる。
(8)分類後データの並び替え
分類後の特徴点について、例えばy座標に対して昇順に並び替えを行う。
(9)補完処理
隣り合う特徴点間を補完する処理を行う。
(1) Gray scale conversion Gray scale conversion is processing for converting a color image into a monochrome image (gray scale image) of only lightness, when the image is a color.
(2) Binarization Binarization is a process of converting a grayscale image into a completely white or black binary image by eliminating the intermediate value (gray value). A binary image can be obtained, for example, by converting pixel values of a certain threshold or more into white pixels and converting pixel values below the threshold into black pixels. The threshold can be appropriately set by the scale bar.
(3) Noise processing Perform raster scan and labeling to process noise. The raster scan is a scan in which pixels are examined from the left end to the right starting from the upper left of the image, and when the right end is reached, the row is lowered by one and pixels are examined from the left end to the right. The labeling is a process of giving the same number (label) to each pixel having the same connected component. As processing for noise, if the labeled area (white pixel) is smaller than a certain area, it is erased, and if the area of the black pixel is smaller than a certain area, it is complemented (painted).
(4) Edge Detection Edge detection is a process of extracting an outline of an object captured as an image. The edge detection algorithm can use Kenny's edge detection algorithm.
(5) Feature point extraction With feature point extraction, the end points, intersections, and corners of lines (in this embodiment, capillaries 20) in an image are detected. The algorithm for feature point extraction can use Harris corner detection or the like.
(6) Reordering of Feature Points The extracted feature points are sorted, for example, in ascending order with respect to the x coordinate.
(7) Classification of feature points The feature points on the vein side and the artery side are classified. For this classification, it is possible to use a support vector machine which is one of two class classification classifiers.
(8) Rearrangement of Sorted Data The sorted feature points are sorted in ascending order, for example, with respect to the y-coordinate.
(9) Complementation processing A processing is performed to complement the adjacent feature points.

前記とは異なる画像処理方法としては、血管領域を探索する方法(アルゴリズム)を用いることもできる。この方法について、図4を参照に説明する。所定の画素値(例えば0.8)以上かつ画像端に存在する点に抽出の起点Aを配置し、画像の濃淡値を用いて血管の領域を推定し、順次探索していく。すなわち、対象血管領域の先端B(最初は起点)を中心とした所定中心角の扇形Cの範囲で濃淡値が最も高い画素Dを探索し、当該画素Dを血管領域であると仮定し、順次血管領域を探索していく方法である。 As an image processing method different from the above, a method (algorithm) for searching a blood vessel region can also be used. This method will be described with reference to FIG. The extraction starting point A is arranged at a point which is not less than a predetermined pixel value (for example, 0.8) and is at the image end, and the region of the blood vessel is estimated using the gray value of the image and sequentially searched. That is, a pixel D having the highest gradation value is searched in a fan-shaped range C of a predetermined central angle centered on the tip B (initially the start point) of the target blood vessel region, assuming that the pixel D is a blood vessel region It is a method of searching for a blood vessel region.

本実施の形態において、画像処理手段11は、入力デバイスによって手動で入力されたデータ(例えば、座標)を基に、撮像された画像における毛細血管20の位置を特定する機能を具備している。これは、撮像された毛細血管20が不鮮明等の理由で、画像処理による毛細血管20の形状の自動特定が困難な場合に有効である。
また、コンピュータ14は、画像処理手段11が特定した毛細血管20の形状を記憶媒体に記憶する。コンピュータ14には、コンピュータプログラムからなる図示しない形状比較手段が設けられ、形状比較手段は、指定された毛細血管20の形状の複数のデータを、記憶媒体から取得し、異なる日に撮像された同じ毛細血管20の形状を比較する。所定の期間経過後に、毛細血管20の形状が改善したか否かを確認することで、薬剤やサプリメントを投入した効果を知ることが可能である。
In the present embodiment, the image processing unit 11 has a function of specifying the position of the capillary 20 in the captured image based on data (for example, coordinates) manually input by the input device. This is effective when it is difficult to automatically specify the shape of the capillary 20 by image processing because the imaged capillary 20 is unclear or the like.
The computer 14 also stores the shape of the capillary 20 specified by the image processing means 11 in a storage medium. The computer 14 is provided with shape comparison means (not shown) including a computer program, and the shape comparison means acquires a plurality of data of the shape of the designated capillary 20 from the storage medium, and the same image taken on different days The shapes of the capillaries 20 are compared. By checking whether or not the shape of the capillary 20 has been improved after a predetermined period has elapsed, it is possible to know the effect of introducing a drug or a supplement.

算出手段12は、認識された毛細血管20の形状から、毛細血管20の異常度、長さ、太さ、太さ比、鮮明度、幅、流速、面積、縦横比及び縦長等のデータ(指標)を算出する。以下、適宜図3(a)を参照して説明する。また、図3(a)中の矢印は血流の方向を示す。 The calculation means 12 calculates data on the degree of abnormality, length, thickness, thickness ratio, definition, width, flow velocity, area, aspect ratio, longitudinal length, etc. of the capillary 20 from the recognized shape of the capillary 20 (index Calculate). Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 3 (a) as appropriate. Moreover, the arrow in FIG. 3 (a) shows the direction of the blood flow.

毛細血管20の異常度は、毛細血管20の曲がりレベル、毛細血管20の屈曲数、毛細血管20の分岐数、及び、毛細血管20の動脈と静脈が交差した数のうちの一つ、あるいは、複数の組み合わせを基にして算出される。
本実施の形態では、毛細血管20の曲がりレベルとして、毛細血管20の単位長さ当たりの角度変化θの積算値(以下、「屈曲度」とも言う)を採用している。屈曲度は、例えば各特徴点の座標から以下の式により算出することができる。屈曲度の大きさは血流停滞の程度と関係が有り、屈曲度が大きいと、高脂血症、炎症、組織の異常増殖などの可能性がある。
The degree of abnormality of the capillary 20 is one of the bending level of the capillary 20, the number of bends of the capillary 20, the number of branches of the capillary 20, and the number of arteries and veins of the capillary 20 crossing each other, or Calculated based on multiple combinations.
In the present embodiment, an integrated value of angle change θ per unit length of the capillary 20 (hereinafter, also referred to as “flexibility”) is adopted as the bending level of the capillary 20. The degree of bending can be calculated, for example, by the following equation from the coordinates of each feature point. The degree of tortuosity is related to the degree of stagnation of blood flow, and if the degree of tortuosity is large, hyperlipidemia, inflammation, abnormal growth of tissue, etc. may occur.

Figure 2019106202
Figure 2019106202

ここで、算出手段12は、屈曲度の代わりに、毛細血管20の動脈と静脈の中間に引いた中心線の屈曲角度の積算値を、毛細血管20の曲がりレベルとして採用してもよい。中心線は、例えば、中心線と毛細血管20の動脈との距離、及び、中心線と毛細血管20の静脈との距離が等しくなる位置に引かれ、中心線の屈曲角度とは、中心線の単位長さ当たりの角度変化を意味する。 Here, the calculating means 12 may adopt the integrated value of the bending angle of the center line drawn in the middle of the artery and the vein of the capillary 20 as the bending level of the capillary 20 instead of the degree of bending. The centerline is drawn, for example, at a position where the distance between the centerline and the artery of the capillary 20 and the distance between the centerline and the vein of the capillary 20 are equal, and the bending angle of the centerline is It means angle change per unit length.

毛細血管の屈曲数とは、毛細血管が屈曲した回数(例えば、単位長さ当たりで、所定角度以上、角度変化した回数)であり、図5(a)に示すS字状の毛細血管21の場合、屈曲数は2となる。
そして、毛細血管の分岐数は、図5(b)に示す毛細血管22の場合、3となり、毛細血管が交差した数は、図5(c)に示す毛細血管23の場合、1となる。正常な毛細血管の場合、分岐数は1、即ち、図5(a)に示す枝分かれしていない状態となる。毛細血管が交差するとは、図5(c)に示すように動脈と静脈が交差するのに加え、動脈の一の領域と動脈の他の領域が交差する場合、静脈の一の領域と静脈の他の領域が交差する場合が含まれる。
毛細血管20の異常度は、K、L、M、Pを係数として、例えば、K*(毛細血管20の屈曲数)+L*(毛細血管20の動脈と静脈の中間に引いた中心線の屈曲角度の積算値)+M*(毛細血管20の分岐数)+P*(毛細血管20の動脈と静脈の交差数)として、算出することができる。
The number of bends of the capillary blood vessel is the number of times the capillary blood vessel is flexed (for example, the number of times the angle change is made per predetermined length or more per unit length), and the number of S-shaped capillary blood vessels 21 shown in FIG. In this case, the number of bends is two.
The number of branches of the capillary is 3 in the case of the capillary 22 shown in FIG. 5 (b), and the number of capillaries crossed is 1 in the case of the capillary 23 shown in FIG. 5 (c). In the case of a normal capillary, the number of branches is 1, ie, the unbranched state shown in FIG. 5 (a). When capillaries cross each other, as shown in FIG. 5 (c), in addition to the cross between the artery and the vein, if one region of the artery crosses the other region of the artery, the one region of the vein and the vein It includes the case where other regions intersect.
The degree of abnormality of the capillary 20 is, for example, K * (the number of bends of the capillary 20) + L * (the bend of the central line drawn between the artery and the vein of the capillary 20) using K, L, M, and P as coefficients. It can be calculated as an integrated value of the angle) + M * (the number of branches of the capillary 20) + P * (the number of crossings between the artery and the vein of the capillary 20).

毛細血管20の長さ及び面積Sは血流全体のスムーズさを示す指標となるが、面積Sの方がより鋭敏に表現することができる。長さは、特徴点間距離の積算値として求めることができる。長さの代わりに縦長(高さ)hをこの指標として用いてもよい。ここで、縦長hは、図3(a)に示すように、毛細血管20のy軸方向(指に沿う方向)の長さを意味し、血流が良くなると、縦長hの値が大きくなる傾向がある。
面積Sは、毛細血管とこの毛細血管の両端を結ぶ線分とで囲まれる面積としてもよく、幅Wと縦長hとの積としてもよい。なお、毛細血管20の長さは200〜800μm程度である。
The length and the area S of the capillary 20 serve as an index indicating the smoothness of the whole blood flow, but the area S can be expressed more sharply. The length can be obtained as an integrated value of the distance between feature points. Instead of the length, the longitudinal length (height) h may be used as the index. Here, as shown in FIG. 3A, the longitudinal length h means the length of the capillary 20 in the y-axis direction (direction along the finger), and the value of the longitudinal length h increases when the blood flow is improved. Tend.
The area S may be an area surrounded by a capillary and a line segment connecting both ends of the capillary, or may be the product of the width W and the longitudinal length h. The capillary 20 has a length of about 200 to 800 μm.

毛細血管20の太さは、動脈及び静脈の停滞や静脈のうっ血の程度と関係する。毛細血管20の太さは、例えば動脈部分、静脈部分及びこれらの境である先端部分の値を測定することができる。毛細血管20の太さ比とは、静脈部分の太さR1に対する動脈部分の太さR2(R2/R1)であり、静脈側うっ血の程度と関係する。 The thickness of the capillary 20 is related to the degree of arterial and venous stasis and venous stasis. The thickness of the capillary 20 can be measured, for example, in the arterial part, the venous part, and the tip part which is the boundary between them. The thickness ratio of the capillary 20 is the thickness R2 (R2 / R1) of the arterial portion relative to the thickness R1 of the venous portion, and is related to the degree of venous stasis.

毛細血管20の鮮明度は疲労物質の蓄積や代謝の程度と関係する。鮮明度は、例えば、背景領域の輝度と血管領域の輝度との差として求めることができる。 The definition of the capillary 20 is related to the degree of accumulation and metabolism of fatigue substances. The sharpness can be determined, for example, as the difference between the brightness of the background area and the brightness of the blood vessel area.

毛細血管20の幅Wは、高脂血症の程度と関係する。幅Wは、動脈側と静脈側との最大の間隔であり、一定y座標内におけるx座標値の最大差として求めることができる。 The width W of the capillary 20 is related to the degree of hyperlipidemia. The width W is the maximum distance between the artery side and the vein side, and can be obtained as the maximum difference between x coordinate values in a constant y coordinate.

毛細血管20における流速(血流の速度)は、濃淡の変化や血管中に存在する移動物体から求めることができる。
ここで、毛細血管20を赤血球、白血球、あるいは、血漿が流れている様子は、濃淡の変化により検出可能であることから、濃淡の変化を基に、赤血球、白血球及び血漿のうちの一つ、又は、複数の割合を導出し、その量を検出できるようにしてもよい。濃淡の変化を検出する場合、画像処理手段11に入力される画像は動画であることが好ましい。血液の特定成分の割合や量を検出することは、健康状態を評価する点において有効であり、例えば、抗がん剤投与により減少した赤血球及び白血球の減少レベルを得ることで、人体の健康状態の検査に役立てることができる。
そして、体内に投入した試薬によっては、毛細血管20の濃度変化により試薬の分布を確認可能であり、更に、試薬により、特定の細胞(例えば、癌細胞)を染めることで、毛細血管20の濃度変化から、その特定の細胞の個数や濃度を検出することもできる。
The flow velocity (velocity of blood flow) in the capillary 20 can be determined from the change in density and the moving object present in the blood vessel.
Here, the state in which the red blood cells, white blood cells, or plasma are flowing in the capillary 20 can be detected by changes in light and shade, so one of red blood cells, white blood cells and blood plasma based on the change in light and shade. Alternatively, a plurality of proportions may be derived so that the amount can be detected. When detecting a change in density, it is preferable that the image input to the image processing unit 11 is a moving image. Detecting the proportion and amount of specific blood components is effective in evaluating the health status, for example, by obtaining decreased levels of red blood cells and white blood cells by administration of an anticancer agent, the health status of the human body. Can be useful for the examination of
Then, depending on the reagent introduced into the body, the distribution of the reagent can be confirmed by the concentration change of the capillary 20, and the concentration of the capillary 20 can be determined by staining a specific cell (for example, cancer cell) with the reagent. From the change, it is also possible to detect the number and concentration of that particular cell.

データ(指標)としては、前記指標に限定されず、他の指標を用いてもよいし、前記指標を加減乗除等により組み合わせた指標であってもよい。組み合わせた指標としては、例えば縦横比(=幅W/縦長h)、真円度(=幅Wを直径とした円の面積/内側面積)などが挙げられる。なお、縦横比及び真円度は、いずれも値が小さい方がよい。 The data (index) is not limited to the above-described index, and another index may be used, or an index obtained by combining the above-mentioned index by addition, subtraction, multiplication, etc. may be used. As a combined index, for example, an aspect ratio (= width W / longitudinal h), roundness (= area of circle with width W as diameter / inside area), etc. may be mentioned. The aspect ratio and the roundness should preferably be smaller.

出力手段13は、公知のモニタ、プリンタ等が用いられ、コンピュータ14(画像処理手段11及び算出手段12)に接続されている。出力手段13には、画像処理手段11及び算出手段12により算出された各種データが出力される。出力されるデータは必要に応じて適宜選択することができる。出力手段13の出力形態としては、表の他、レーダーチャートが挙げられる。具体的には、例えば、図3(b)に示すように、異常度、太さ比、鮮明度、幅、流速及び面積の6項目によるレーダーチャートとして表示することができる。図3(b)には、2種の結果を出力している。なお、屈曲度をレーダーチャートの項目にする場合、レーダーチャート上で、屈曲度をそのまま表示してもよいし、屈曲度を逆数として真直度などとして表してもよい。また、異常度はレーダーチャートに表示しない場合もある。レーダーチャートにおいては、各項目を、文献値やサンプル値等から正常範囲、標準値等を規定し、規格化した値にして出力するように構成してもよい。 The output unit 13 is a known monitor, printer or the like, and is connected to the computer 14 (image processing unit 11 and calculation unit 12). Various data calculated by the image processing unit 11 and the calculation unit 12 are output to the output unit 13. The data to be output can be selected appropriately as needed. The output form of the output means 13 includes a radar chart as well as a table. Specifically, for example, as shown in FIG. 3 (b), it can be displayed as a radar chart according to six items of abnormality degree, thickness ratio, sharpness, width, flow velocity and area. Two types of results are output in FIG. 3 (b). In addition, when making a bending degree into the item of a radar chart, a bending degree may be displayed as it is on a radar chart, and a bending degree may be represented as a straightness etc. as a reciprocal. Also, the degree of abnormality may not be displayed on the radar chart. In the radar chart, each item may be configured to define a normal range, a standard value, etc. from a document value, a sample value, etc., and output a standardized value.

レーダーチャートの項目(指標)は、上記6項目に限定されず、項目数も6項目に限定されない。上記6項目に加え、又は代わりとして縦長等やその他の組み合わせの項目(例えば、縦横比等)を用いてもよい。レーダーチャートは例えば6項目とし、その他の項目(縦長や縦横比等)を追加項目としてレーダーチャート外に出力してもよい。いずれの項目もレーダーチャートの要素として用いても良く、レーダーチャートの要素以外の追加項目として用いてもよい。出力したデータを用いた評価の方法としては、総合評価をレーダーチャートの項目から行ってもよいし、一部の指標(例えば組み合わせの指標等)を用いた簡易評価を行ってもよい。評価に用いるデータ(項目)の数及び種類も目的に応じて適宜選択すればよい。
算出手段12は、レーダーチャートとして表示する各項目の値を基にして、毛細血管年齢を算出することもできる。算出方法としては、レーダーチャートに表示する各項目の値の平均を行うことや、各項目の値に重みづけをした上で合計値を算出することが挙げられる。
The items (indexes) of the radar chart are not limited to the above six items, and the number of items is not limited to six items. In addition to or in place of the above six items, items such as portrait or the like or other combinations (e.g., aspect ratio) may be used. The radar chart may have six items, for example, and other items (longitudinal length, aspect ratio, etc.) may be output as additional items outside the radar chart. Any item may be used as an element of a radar chart, and may be used as an additional item other than an element of a radar chart. As a method of evaluation using the output data, comprehensive evaluation may be performed from the item of a radar chart, and simple evaluation using some indicators (for example, a combination indicator etc.) may be performed. The number and type of data (items) used for evaluation may be appropriately selected according to the purpose.
The calculation means 12 can also calculate capillary age based on the value of each item displayed as a radar chart. The calculation method may be performed by averaging the values of the items displayed on the radar chart, or calculating the sum after weighting the values of the items.

次いで、本発明の第2の実施の形態として、健康状態評価支援システム10を用いた毛細血管20のデータ取得方法について説明する。このデータ取得方法は、毛細血管20が撮像された画像を処理し、画像中の毛細血管20の形状を認識する画像処理工程、及び認識された毛細血管20の形状から、毛細血管の異常度、その他長さ、太さ、太さ比、鮮明度、幅、流速、面積、縦横比及び縦長等を算出する算出工程を有する。健康状態評価支援システム10において、画像処理工程は画像処理手段11により、算出工程は算出手段12により行われる。算出された各データは、出力手段13により表やレーダーチャートといった形で出力される。 Next, as a second embodiment of the present invention, a data acquisition method of the capillary 20 using the health condition evaluation support system 10 will be described. In this data acquisition method, an image processing step of processing an image obtained by capturing the capillary 20 and recognizing the shape of the capillary 20 in the image, and the shape of the recognized capillary 20, the degree of abnormality of the capillary, In addition, it has a calculation step of calculating length, thickness, thickness ratio, sharpness, width, flow velocity, area, aspect ratio, longitudinal length and the like. In the health condition evaluation support system 10, the image processing process is performed by the image processing means 11 and the calculation process is performed by the calculation means 12. Each calculated data is output by the output means 13 in the form of a table or a radar chart.

このようにして得られた毛細血管に関するデータは、医師の診断の判断材料となる他、治療、サプリメント等の飲用、健康機器の使用、化粧品や塗り薬等を肌へ塗った際の影響などの評価に役立てることができる。また、各データを定点観測し、経時変化を調べることもできる。 The data on capillaries obtained in this way can be used as a reference for judgment by a doctor, as well as evaluations such as treatment, drinking supplements, use of health equipment, and the effects of applying cosmetics and pills on the skin, etc. It can be useful for In addition, each data can be observed at fixed points and changes over time can be examined.

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration can be changed without departing from the scope of the present invention.

本発明に係る健康状態評価支援システム及び毛細血管のデータ取得方法は、医療機器としての他、新薬やサプリメント開発の際の評価機器、トレーニング等の効果を計る健康機器等として、及びこれらの用途におけるデータ取得方法として利用することができる。 The health condition evaluation support system and capillary tube data acquisition method according to the present invention are, in addition to medical devices, evaluation devices for developing new drugs and supplements, health devices for measuring effects such as training, and the like in these applications It can be used as a data acquisition method.

10:健康状態評価支援システム、11:画像処理手段、12:算出手段、13:出力手段、14:コンピュータ、20、20a、20b、21、22、23:毛細血管、A:起点、B:先端、C:扇形、D:画素 10: health condition evaluation support system, 11: image processing means, 12: calculation means, 13: output means, 14: computer, 20, 20a, 20b, 21, 22, 23: capillaries, A: starting point, B: tip , C: sector, D: pixel

Claims (2)

毛細血管が撮像された画像を処理し、前記画像中の前記毛細血管の形状を認識する画像処理手段、及び
認識された前記毛細血管の形状から、該毛細血管の異常度を算出する算出手段
を備え、
前記算出手段は、前記毛細血管の屈曲数、動脈と静脈の交差数、分岐数及び以下の式で算出される屈曲度の少なくとも1つを基に、前記異常度を算出する健康状態評価支援システム。
Figure 2019106202
但し、x、yは前記画像から抽出された前記毛細血管の端点、交差点及び角の座標である。
Image processing means for processing an image in which a capillary is captured and recognizing the shape of the capillary in the image; and calculating means for calculating the degree of abnormality of the capillary from the shape of the recognized capillary Equipped
The health condition evaluation support system which calculates the degree of abnormality based on at least one of the number of bends of the capillary, the number of intersections between arteries and veins, the number of branches and the degree of curvature calculated by the following equation. .
Figure 2019106202
Where x and y are coordinates of the end point, intersection point and corner of the capillary extracted from the image.
毛細血管が撮像された画像を処理し、前記画像中の前記毛細血管の形状を認識する画像処理工程、及び
認識された前記毛細血管の形状から、該毛細血管の異常度を算出する算出工程
を有し、
前記異常度は、前記毛細血管の屈曲数、動脈と静脈の交差数、分岐数及び以下の式で算出される屈曲度の少なくとも1つを基に算出される毛細血管のデータ取得方法。
Figure 2019106202
但し、x、yは前記画像から抽出された前記毛細血管の端点、交差点及び角の座標である。
An image processing step of processing an image in which a capillary is captured and recognizing the shape of the capillary in the image; and calculating the degree of abnormality of the capillary from the recognized shape of the capillary Have
The abnormality degree is a capillary blood vessel data acquisition method calculated based on at least one of the number of bends of the capillary blood vessel, the number of crossings between arteries and veins, the number of branches, and the degree of curvature calculated by the following equation.
Figure 2019106202
Where x and y are coordinates of the end point, intersection point and corner of the capillary extracted from the image.
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