JP2020168172A - Dynamic analysis apparatus, dynamic analysis system, and program - Google Patents

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

To make it possible to grasp a state of a respiratory function by making it possible to grasp, in time series, relation between movement of a plurality of points on the ribs from a chest dynamic image.SOLUTION: A diagnostic console 3 includes a control unit 31 for: tracking a plurality of measurement points, which are set one by one on two ore more rib areas in an arbitrary frame image on a chest dynamic image, in frame images in the same section; acquiring a plurality of tracking points corresponding to the respective measurement points, in the time direction; and, for each of the acquired tracking points, calculating a movement amount and/or movement direction from the tracking point adjacent in the time direction to acquire time series data on movement amounts and/or movement directions of the plurality of measurement points.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、動態解析装置、動態解析システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a dynamic analysis device, a dynamic analysis system and a program.

従来、胸部の骨陰影に関するX線動画像に基づいて骨の移動ベクトル又は移動量マップを作成し、算出した移動ベクトル又は移動量マップを1枚のX線静止画像に重ね合わせた画像を生成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a bone movement vector or movement amount map is created based on an X-ray motion image related to a bone shadow of the chest, and an image obtained by superimposing the calculated movement vector or movement amount map on one X-ray still image is generated. The technique is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2015−43894号公報JP-A-2015-43894

ところで、呼吸機能には、複数の肋骨の動きが寄与しており、複数の肋骨の動き(量や方向)の関係を時系列で捉えることは、呼吸機能の状態(正常/異常、疾患の程度等)の診断に有効である。しかしながら、特許文献1においては、時系列での複数の骨の動きの関係の情報が欠落してしまっている。そのため、呼吸機能の状態を把握するには不十分であった。 By the way, the movement of a plurality of ribs contributes to the respiratory function, and grasping the relationship between the movements (amount and direction) of a plurality of ribs in chronological order is the state of the respiratory function (normal / abnormal, degree of disease). Etc.) is effective for diagnosis. However, in Patent Document 1, information on the relationship between the movements of a plurality of bones in a time series is missing. Therefore, it was insufficient to grasp the state of respiratory function.

本発明の課題は、胸部動態画像から複数の肋骨の動きの関係を時系列に捉えられるようにすることで、呼吸機能の状態を把握できるようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to grasp the state of respiratory function by making it possible to grasp the relationship between the movements of a plurality of ribs in a time series from a chest dynamic image.

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装置は、
胸部の動態を放射線撮影することにより取得された胸部動態画像の任意のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に計測点を1点ずつ設定する設定手段と、
前記設定された複数の計測点を前記胸部動態画像の同一区間のフレーム画像においてトラッキングして前記複数の計測点のそれぞれに対応する追跡点を時間方向に複数取得し、取得した追跡点ごとに、時間方向に隣接する追跡点からの移動量及び/又は移動方向を算出して、前記複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得する算出手段と、
を備える。
In order to solve the above problems, the dynamic analysis device of the invention according to claim 1 is used.
A setting means for setting measurement points one by one on two or more rib regions of an arbitrary frame image of a chest dynamic image acquired by radiography of the chest dynamics.
The set plurality of measurement points are tracked in the frame image of the same section of the chest dynamic image, and a plurality of tracking points corresponding to each of the plurality of measurement points are acquired in the time direction, and for each acquired tracking point, A calculation means for calculating the movement amount and / or the movement direction from the tracking points adjacent to the time direction and acquiring the time-series data of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points.
To be equipped.

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、
前記算出手段は、さらに、前記複数の計測点の時系列データに基づいて、前記複数の計測点の動きの同期性を示す指標値を算出する。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1.
The calculation means further calculates an index value indicating the synchronization of movements of the plurality of measurement points based on the time series data of the plurality of measurement points.

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、
前記算出手段による算出結果を表示する表示手段を備える。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
A display means for displaying the calculation result by the calculation means is provided.

請求項4に記載の発明の動態解析システムは、
胸部の動態を放射線撮影することにより胸部動態画像を取得する撮影装置と、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の動態解析装置と、
を備える。
The dynamic analysis system of the invention according to claim 4 is
An imaging device that acquires a chest dynamic image by radiographically photographing the chest dynamics,
The dynamic analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3,
To be equipped.

請求項5に記載の発明のプログラムは、
コンピューターを、
胸部の動態を放射線撮影することにより取得された胸部動態画像の任意のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に計測点を1点ずつ設定する設定手段、
前記設定された複数の計測点を前記胸部動態画像の同一区間のフレーム画像においてトラッキングして前記複数の計測点のそれぞれに対応する追跡点を時間方向に複数取得し、取得した追跡点ごとに、時間方向に隣接する追跡点からの移動量及び/又は移動方向を算出して、前記複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得する算出手段、
として機能させる。
The program of the invention according to claim 5
Computer,
A setting means for setting measurement points one by one on two or more rib regions of an arbitrary frame image of a chest dynamic image acquired by radiography of the chest dynamics.
The set plurality of measurement points are tracked in the frame image of the same section of the chest dynamic image, and a plurality of tracking points corresponding to each of the plurality of measurement points are acquired in the time direction, and for each acquired tracking point, A calculation means for calculating the movement amount and / or the movement direction from tracking points adjacent to the time direction and acquiring the time-series data of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points.
To function as.

本発明によれば、胸部動態画像から複数の肋骨の動きの関係を時系列に捉えることができるため、呼吸機能の状態の把握が可能となる。 According to the present invention, since the relationship between the movements of a plurality of ribs can be grasped in time series from the chest dynamic image, it is possible to grasp the state of respiratory function.

本発明の実施形態における動態解析システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the dynamic analysis system in embodiment of this invention. 図1の撮影用コンソールの制御部により実行される撮影制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the shooting control processing executed by the control part of the shooting console of FIG. 図1の診断用コンソールの制御部により実行される画像解析処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the image analysis processing which is executed by the control part of the diagnostic console of FIG. 計測点の設定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of setting of a measurement point. 移動量と移動方向の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the movement amount and movement direction. (a)は、胸部動態画像の各フレーム画像から算出された横隔膜位置を時系列で表したグラフ、(b)は、(a)の横隔膜位置の微分値を時系列で表したグラフである。(A) is a graph showing the diaphragm position calculated from each frame image of the chest dynamic image in time series, and (b) is a graph showing the differential value of the diaphragm position in (a) in time series. 呼吸正常者、COPD軽症患者、COPD重症患者の上、中、下の後方肋骨の動き方向の同期性を示す図である。It is a figure which shows the synchronism of the movement direction of the upper, middle, and lower posterior ribs of a respiratory normal person, a COPD mild patient, and a COPD severe patient. 呼吸正常者、COPD軽症患者、COPD重症患者の上、中、下の後方肋骨の動き方向を矢印で示したイメージ図である。It is an image diagram showing the movement direction of the upper, middle, and lower posterior ribs of a respiratory normal person, a COPD mild patient, and a COPD severe patient with arrows. 上、中、下の後方肋骨上に設定した計測点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point set on the upper, middle, and lower posterior ribs. (a)は、呼吸正常者の胸部動態画像における上、中、下の後方肋骨に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出された各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨、のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。In (a), when measurement points are set on the upper, middle, and lower posterior ribs in the chest dynamic image of a normal breathing person, the movement directions of the measurement points calculated by the image analysis process of FIG. 3 are arranged in time series. The graphs shown side by side, (b) is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs of the inspiratory phase shown in (a). is there. (a)は、COPD軽症患者の胸部動態画像における上、中、下の後方肋骨に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出された各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨、のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。In (a), when measurement points are set on the upper, middle, and lower posterior ribs in the chest dynamic image of a patient with mild COPD, the movement directions of the measurement points calculated by the image analysis process of FIG. 3 are arranged in time series. A side-by-side graph, (b) is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs of the inspiratory phase shown in (a). is there. (a)は、COPD重症患者の胸部動態画像における上、中、下の後方肋骨に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出された各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨、のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。In (a), when measurement points are set on the upper, middle, and lower posterior ribs in the chest dynamic image of a severely ill COPD patient, the movement directions of the measurement points calculated by the image analysis process of FIG. 3 are arranged in time series. A side-by-side graph, (b) is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs of the inspiratory phase shown in (a). is there.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

〔動態解析システム100の構成〕
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100の全体構成を示す。
図1に示すように、動態解析システム100は、撮影装置1と、撮影用コンソール2とが通信ケーブル等により接続され、撮影用コンソール2と、診断用コンソール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。動態解析システム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。
[Configuration of dynamic analysis system 100]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows the overall configuration of the dynamic analysis system 100 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, in the dynamic analysis system 100, the imaging device 1 and the imaging console 2 are connected by a communication cable or the like, and the imaging console 2 and the diagnostic console 3 are connected to a LAN (Local Area Network) or the like. It is configured to be connected via the communication network NT of. Each device constituting the dynamic analysis system 100 conforms to the DICOM (Digital Image and Communications in Medicine) standard, and communication between the devices is performed according to DICOM.

〔撮影装置1の構成〕
撮影装置1は、例えば、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化、心臓の拍動等の、周期性(サイクル)を持つ胸部の動態を撮影する撮影手段である。動態撮影とは、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、動態を示す複数の画像を取得することをいう。動態撮影により得られた一連の画像を動態画像と呼ぶ。また、動態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。なお、以下の実施形態では、パルス照射により胸部の動態撮影を行う場合を例にとり説明する。
[Structure of imaging device 1]
The imaging device 1 is an imaging means for photographing the dynamics of the chest having a periodicity (cycle), such as morphological changes of lung expansion and contraction associated with respiratory movements and heartbeat. In dynamic photography, radiation such as X-rays is pulsed and repeatedly irradiated at predetermined time intervals (pulse irradiation), or low dose rate is continuously irradiated (continuous irradiation). By doing so, it means to acquire a plurality of images showing the dynamics. A series of images obtained by dynamic photography is called a dynamic image. Further, each of the plurality of images constituting the dynamic image is called a frame image. In the following embodiment, a case where dynamic imaging of the chest is performed by pulse irradiation will be described as an example.

放射線源11は、被写体M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 radiation source 11 is arranged at a position facing the radiation detection unit 13 with the subject M interposed therebetween, and irradiates the subject M with radiation (X-rays) under the control of the radiation irradiation control device 12.
The radiation irradiation control device 12 is connected to the imaging console 2, and controls the radiation source 11 based on the irradiation conditions input from the imaging console 2 to perform radiation imaging. Irradiation conditions input from the imaging console 2 include, for example, pulse rate, pulse width, pulse interval, number of imaging frames per imaging, X-ray tube current value, X-ray tube voltage value, additional filter type, etc. Is. The pulse rate is the number of irradiations per second, which is consistent with the frame rate described later. The pulse width is the irradiation time per irradiation. The pulse interval is the time from the start of one irradiation to the start of the next irradiation, and is consistent with the frame interval described later.

放射線検出部13は、FPD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)がマトリッ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 radiation detection unit 13 is composed of a semiconductor image sensor such as an FPD. The FPD has, for example, a glass substrate or the like, detects radiation emitted from the radiation source 11 at a predetermined position on the substrate and transmitted through at least the subject M according to its intensity, and detects the detected radiation as an electric signal. A plurality of detection elements (pixels) that are converted into and accumulated in a matrix are arranged in a matrix. Each pixel is configured to include a switching unit such as a TFT (Thin Film Transistor). The FPD has an indirect conversion type that converts X-rays into an electric signal by a photoelectric conversion element via a scintillator and a direct conversion type that directly converts X-rays into an electric signal, and either of them may be used.
The radiation detection unit 13 is provided so as to face the radiation source 11 with the subject M interposed therebetween.

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。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。 The reading control device 14 is connected to the photographing console 2. The reading control device 14 controls the switching unit of each pixel of the radiation detection unit 13 based on the image reading condition input from the photographing console 2 to switch the reading of the electric signal stored in each pixel. Then, the image data is acquired by reading the electric signal stored in the radiation detection unit 13. This image data is a frame image. Then, the reading control device 14 outputs the acquired frame image to the shooting console 2. The image reading conditions are, for example, a frame rate, a frame interval, a pixel size, an image size (matrix size), and the like. The frame rate is the number of frame images acquired per second, which is consistent with the pulse rate. The frame interval is the time from the start of one frame image acquisition operation to the start of the next frame image acquisition operation, and is consistent with the pulse interval.

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。 Here, the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14 are connected to each other and exchange synchronization signals with each other to synchronize the radiation irradiation operation and the image reading operation.

〔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。
[Configuration of shooting console 2]
The imaging console 2 outputs radiation irradiation conditions and image reading conditions to the imaging device 1 to control radiation imaging and radiation image reading operations by the imaging device 1, and a camera operator captures a dynamic image acquired by the imaging device 1. It is displayed for confirmation of positioning by the photographer and confirmation of whether or not the image is suitable for diagnosis.
As shown in FIG. 1, the photographing console 2 includes a control unit 21, a storage unit 22, an operation unit 23, a display unit 24, and a communication unit 25, and each unit is connected by a bus 26.

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 control unit 21 includes a CPU (Central Processing Unit) and a RAM (Random Access Memory).
) Etc. The CPU of the control unit 21 reads out the system program and various processing programs stored in the storage unit 22 in response to the operation of the operation unit 23, develops them in the RAM, and performs the shooting control processing described later according to the expanded programs. Various processes including the above are executed to centrally control the operation of each part of the photographing console 2 and the irradiation operation and reading operation of the photographing device 1.

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、図2に示す撮影制御処理を実行するためのプログラムを記憶している。また、記憶部22は、撮影部位(ここでは胸部)に対応する放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。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。 The storage unit 22 is composed of a non-volatile semiconductor memory, a hard disk, or the like. The storage unit 22 stores data such as parameters or processing results necessary for executing processing by various programs and programs executed by the control unit 21. For example, the storage unit 22 stores a program for executing the photographing control process shown in FIG. In addition, the storage unit 22 stores the irradiation conditions and the image reading conditions corresponding to the imaging site (here, the chest). Various programs are stored in the form of a readable program code, and the control unit 21 sequentially executes an operation according to the program code.

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 operation unit 23 is configured to include a keyboard equipped with cursor keys, number input keys, various function keys, and a pointing device such as a mouse, and controls instruction signals input by key operations on the keyboard or mouse operations. Output to 21. Further, the operation unit 23 may include a touch panel on the display screen of the display unit 24, and in this case, the operation unit 23 outputs an instruction signal input via the touch panel to the control unit 21.

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。 The display unit 24 is composed of a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), and displays input instructions, data, and the like from the operation unit 23 according to instructions of display signals input from the control unit 21. To do.

通信部25は、LAN(Local Area Network)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 communication unit 25 includes a LAN (Local Area Network) adapter, a modem, a TA (Terminal Adapter), and the like, and controls data transmission / reception with each device connected to the communication network NT.

〔診断用コンソール3の構成〕
診断用コンソール3は、撮影用コンソール2から動態画像を取得し、取得した動態画像や動態画像の解析結果を表示して医師の診断を支援するための動態解析装置である。
診断用コンソール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。
[Configuration of diagnostic console 3]
The diagnostic console 3 is a dynamic analysis device for acquiring a dynamic image from the imaging console 2 and displaying the acquired dynamic image and the analysis result of the dynamic image to support the diagnosis of a doctor.
As shown in FIG. 1, the diagnostic console 3 includes a control unit 31, a storage unit 32, an operation unit 33, a display unit 34, and a communication unit 35, and each unit is connected by a bus 36.

制御部31は、CPU、RAM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、後述する画像解析処理を始めとする各種処理を実行し、診断用コンソール3各部の動作を集中制御する。制御部31は、設定手段、算出手段として機能する。 The control unit 31 is composed of a CPU, RAM, and the like. The CPU of the control unit 31 reads out the system program and various processing programs stored in the storage unit 32 in response to the operation of the operation unit 33, develops them in the RAM, and performs image analysis described later according to the expanded programs. Various processes including the process are executed, and the operation of each part of the diagnostic console 3 is centrally controlled. The control unit 31 functions as a setting means and a calculation means.

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で画像解析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。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 storage unit 32 is composed of a non-volatile semiconductor memory, a hard disk, or the like. The storage unit 32 stores data such as parameters or processing results necessary for executing the processing by various programs and programs including a program for executing the image analysis processing in the control unit 31. These various programs are stored in the form of a readable program code, and the control unit 31 sequentially executes an operation according to the program code.

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、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 operation unit 33 is configured to include a keyboard equipped with cursor keys, number input keys, various function keys, and a pointing device such as a mouse, and controls an instruction signal input by key operation on the keyboard or mouse operation. Output to 31. Further, the operation unit 33 may include a touch panel on the display screen of the display unit 34, and in this case, the operation unit 33 outputs an instruction signal input via the touch panel to the control unit 31.

表示部34は、LCDやCRT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 display unit 34 is composed of a monitor such as an LCD or a CRT, and performs various displays according to an instruction of a display signal input from the control unit 31.

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 communication unit 35 includes a LAN adapter, a modem, a TA, and the like, and controls data transmission / reception with each device connected to the communication network NT.

〔動態解析システム100の動作〕
次に、上記動態解析システム100における動作について説明する。
[Operation of dynamic analysis system 100]
Next, the operation in the dynamic analysis system 100 will be described.

(撮影装置1、撮影用コンソール2の動作)
まず、撮影装置1、撮影用コンソール2による撮影動作について説明する。
図2に、撮影用コンソール2の制御部21において実行される撮影制御処理を示す。撮影制御処理は、制御部21と記憶部22に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
(Operation of shooting device 1 and shooting console 2)
First, a shooting operation by the shooting device 1 and the shooting console 2 will be described.
FIG. 2 shows a shooting control process executed by the control unit 21 of the shooting console 2. The photographing control process is executed in collaboration with the control unit 21 and the program stored in the storage unit 22.

まず、撮影実施者により撮影用コンソール2の操作部23が操作され、撮影対象(被写体M)の患者情報(患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等)や撮影部位(ここでは、胸部)の入力が行われる(ステップS1)。 First, the operator operates the operation unit 23 of the imaging console 2, and the patient information (patient's name, height, weight, age, gender, etc.) and the imaging site (here, the chest) of the imaging target (subject M) are operated. Is input (step S1).

次いで、放射線照射条件が記憶部22から読み出されて放射線照射制御装置12に設定されるとともに、画像読取条件が記憶部22から読み出されて読取制御装置14に設定される(ステップS2)。 Next, the radiation irradiation condition is read from the storage unit 22 and set in the radiation irradiation control device 12, and the image reading condition is read from the storage unit 22 and set in the reading control device 14 (step S2).

次いで、操作部23の操作による放射線照射の指示が待機される(ステップS3)。ここで、撮影実施者は、被写体Mを放射線源11と放射線検出部13の間に配置してポジショニングを行う。また、本実施形態においては呼吸状態下で撮影を行うため、被検者(被写体M)に楽にするように指示し、安静呼吸を促す。あるいは、深呼吸を指示してもよい。撮影準備が整った時点で、操作部23を操作して放射線照射指示を入力する。 Next, the instruction of radiation irradiation by the operation of the operation unit 23 is waited for (step S3). Here, the photographer arranges the subject M between the radiation source 11 and the radiation detection unit 13 for positioning. Further, in the present embodiment, since the image is taken under the breathing state, the subject (subject M) is instructed to make it easier and the patient is encouraged to breathe at rest. Alternatively, deep breathing may be instructed. When the shooting preparation is completed, the operation unit 23 is operated to input the irradiation instruction.

操作部23により放射線照射指示が入力されると(ステップS3;YES)、放射線照射制御装置12及び読取制御装置14に撮影開始指示が出力され、動態撮影が開始される(ステップS4)。即ち、放射線照射制御装置12に設定されたパルス間隔で放射線源11により放射線が照射され、放射線検出部13によりフレーム画像が取得される。 When the radiation irradiation instruction is input by the operation unit 23 (step S3; YES), the imaging start instruction is output to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and the dynamic imaging is started (step S4). That is, radiation is irradiated by the radiation source 11 at the pulse interval set in the radiation irradiation control device 12, and a frame image is acquired by the radiation detection unit 13.

予め定められたフレーム数の撮影が終了すると、制御部21により放射線照射制御装置12及び読取制御装置14に撮影終了の指示が出力され、撮影動作が停止される。撮影されるフレーム数は、少なくとも1呼吸サイクルが撮影できる枚数である。 When the imaging of a predetermined number of frames is completed, the control unit 21 outputs an instruction to end the imaging to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and the imaging operation is stopped. The number of frames captured is the number of frames that can be captured in at least one breath cycle.

撮影により取得されたフレーム画像は順次撮影用コンソール2に入力され、撮影順を示す番号(フレーム番号)と対応付けて記憶部22に記憶されるとともに(ステップS5)、表示部24に表示される(ステップS6)。撮影実施者は、表示された動態画像によりポジショニング等を確認し、撮影により診断に適した画像が取得された(撮影OK)か、再撮影が必要(撮影NG)か、を判断する。そして、操作部23を操作して、判断結果を入力する。 The frame images acquired by shooting are sequentially input to the shooting console 2, stored in the storage unit 22 in association with the number indicating the shooting order (frame number) (step S5), and displayed on the display unit 24. (Step S6). The photographer confirms the positioning and the like from the displayed dynamic image, and determines whether the image suitable for the diagnosis is acquired by the image (shooting OK) or the re-shooting is necessary (shooting NG). Then, the operation unit 23 is operated to input the determination result.

操作部23の所定の操作により撮影OKを示す判断結果が入力されると(ステップS7;YES)、動態撮影で取得された一連のフレーム画像のそれぞれに、動態画像を識別するための識別IDや、患者情報、撮影部位、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す番号(フレーム番号)等の情報が付帯され(例えば、DICOM形式で画像データのヘッダ領域に書き込まれ)、通信部25を介して診断用コンソール3に送信される(ステップS8)。そして、本処理は終了する。一方、操作部23の所定の操作により撮影NGを示す判断結果が入力されると(ステップS7;NO)、記憶部22に記憶された一連のフレーム画像が削除され(ステップS9)、本処理は終了する。この場合、再撮影が必要となる。 When a determination result indicating that shooting is OK is input by a predetermined operation of the operation unit 23 (step S7; YES), an identification ID for identifying the dynamic image and each of the series of frame images acquired in the dynamic shooting are used. , Patient information, imaging site, irradiation condition, image reading condition, number indicating imaging order (frame number), etc. are attached (for example, written in the header area of image data in DICOM format), and the communication unit 25 is It is transmitted to the diagnostic console 3 via (step S8). Then, this process ends. On the other hand, when a determination result indicating shooting NG is input by a predetermined operation of the operation unit 23 (step S7; NO), a series of frame images stored in the storage unit 22 are deleted (step S9), and this process is performed. finish. In this case, re-shooting is required.

(診断用コンソール3の動作)
次に、診断用コンソール3における動作について説明する。
診断用コンソール3においては、通信部35を介して撮影用コンソール2から動態画像の一連のフレーム画像が受信されると、制御部31と記憶部32に記憶されているプログラムとの協働により図3に示す画像解析処理が実行される。
(Operation of diagnostic console 3)
Next, the operation in the diagnostic console 3 will be described.
In the diagnostic console 3, when a series of frame images of dynamic images are received from the photographing console 2 via the communication unit 35, the figure is shown in collaboration with the program stored in the control unit 31 and the storage unit 32. The image analysis process shown in 3 is executed.

以下、図3を参照して画像解析処理の流れについて説明する。
まず、変数nに1が設定される(ステップS11)。
Hereinafter, the flow of the image analysis process will be described with reference to FIG.
First, 1 is set in the variable n (step S11).

次いで、n番目のフレーム画像の肋骨領域上に複数の計測点が設定される(ステップS12)。
ここでは、n番目のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に計測点が1点ずつ設定される。
例えば、図4に示すように、表示部34に1枚目のフレーム画像を表示し、ユーザーによる操作部33の操作により複数の肋骨領域上に1点ずつ指定された複数の点が計測点として設定される。
あるいは、制御部31が自動的に肋骨領域上の複数点を計測点に設定することとしてもよい。例えば、1枚目のフレーム画像から肋骨領域を抽出し、抽出した肋骨領域上の代表点(例えば、第〇肋骨、第△肋骨、第□肋骨の最もカーブしている点等)に自動的に計測点を設定することとしてもよい。肋骨領域の抽出は、例えば、特開平5−176919豪公報に記載されているモデル関数とSobelオペレーターを用いた肋骨抽出方法のように、公知の画像処理技術によって抽出することができる。
なお、本実施形態では、1枚目のフレーム画像に計測点を設定する場合を例にとり説明するが、1枚目に限らず、任意のフレーム画像に計測点を設定することができる。
Next, a plurality of measurement points are set on the rib region of the nth frame image (step S12).
Here, measurement points are set one by one on two or more rib regions of the nth frame image.
For example, as shown in FIG. 4, the first frame image is displayed on the display unit 34, and a plurality of points designated one by one on the plurality of rib regions by the operation of the operation unit 33 by the user are set as measurement points. Set.
Alternatively, the control unit 31 may automatically set a plurality of points on the rib region as measurement points. For example, the rib region is extracted from the first frame image, and the representative points on the extracted rib region (for example, the 0th rib, the △ rib, the most curved point of the □ rib, etc.) are automatically extracted. The measurement point may be set. The rib region can be extracted by a known image processing technique, for example, as in the rib extraction method using the model function and the Sobel operator described in JP-A-5-176919.
In the present embodiment, the case where the measurement point is set in the first frame image will be described as an example, but the measurement point can be set in any frame image, not limited to the first image.

次いで、nにn+1が設定され(ステップS13)、n番目のフレーム画像において各計測点がトラッキングされ、各計測点に対応する追跡点が抽出される(ステップS14)。
例えば、n番目のフレーム画像において、n−1番目のフレーム画像で追跡点として抽出された画素(n=2の場合は、n−1番目のフレーム画像で計測点として設定された画素)を中心とするM×N画素(M、Nは正の整数、例えば、3×3)からなるエリアに探索エリアが設定され、探索エリア内で画素値がn−1番目のフレーム画像で追跡点として抽出された画素の画素値に最も近い画素が追跡点として抽出される。
Next, n + 1 is set in n (step S13), each measurement point is tracked in the nth frame image, and the tracking points corresponding to each measurement point are extracted (step S14).
For example, in the nth frame image, the pixel extracted as the tracking point in the n-1st frame image (in the case of n = 2, the pixel set as the measurement point in the n-1st frame image) is the center. A search area is set in an area consisting of M × N pixels (M and N are positive integers, for example, 3 × 3), and the pixel value is extracted as a tracking point in the n-1th frame image in the search area. The pixel closest to the pixel value of the pixel is extracted as a tracking point.

次いで、n番目のフレーム画像において抽出された各計測点に対応する追跡点ごとに、n−1番目のフレーム画像において抽出された追跡点からの移動量及び/又は移動方向が算出される(ステップS15)。
例えば、図5に示すように、追跡点がAtからAt+1に移動した場合、AtからAt+1までの距離が移動量、AtとAt+1を結ぶ線とx軸方向とのなす角度θが移動方向として算出される。これにより、各計測点のフレーム画像間の移動量及び/又は移動方向が算出される。
Next, the movement amount and / or the movement direction from the tracking point extracted in the n-1st frame image is calculated for each tracking point corresponding to each measurement point extracted in the nth frame image (step). S15).
For example, as shown in FIG. 5, when the tracking point moves from At to At + 1, the distance from At to At + 1 is the amount of movement, and the angle between the line connecting At and At + 1 and the x-axis direction. θ is calculated as the moving direction. As a result, the movement amount and / or the movement direction between the frame images of each measurement point is calculated.

次いで、算出された各計測点の移動量及/又はび移動方向がフレーム番号に対応付けて時系列データとしてRAMに記録される(ステップS16)。 Next, the calculated movement amount and / or movement direction of each measurement point is recorded in the RAM as time-series data in association with the frame number (step S16).

nが動態画像のフレーム画像数に達するまでステップS13〜S16が繰り返し実行され、nがフレーム画像数に到達すると(ステップS17;YES)、複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の算出結果(時系列データ)が同一の座標平面にグラフ化され、表示部34に表示される(ステップS18)。 Steps S13 to S16 are repeatedly executed until n reaches the number of frame images of the dynamic image, and when n reaches the number of frame images (step S17; YES), the calculation result of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points. (Time series data) is graphed on the same coordinate plane and displayed on the display unit 34 (step S18).

また、複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データに基づいて、2つの計測点の組ごとに、計測点の動きの同期性を示す指標値が算出され(ステップS19)、算出された計測点の動きの同期性を示す指標値が表示部34に表示され(ステップS20)、画像解析処理は終了する。
2つの計測点の動きの同期性を示す指標値とは、2つの計測点の動き(移動量や移動方向)がどれだけ類似しているかを示す指標値であり、例えば、2つの計測点の時系列データの相互相関係数、コサイン類似度が挙げられる。
Further, based on the time-series data of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points, an index value indicating the synchronization of the movement of the measurement points is calculated for each set of the two measurement points (step S19). An index value indicating the synchronization of the calculated movements of the measurement points is displayed on the display unit 34 (step S20), and the image analysis process ends.
The index value indicating the synchronization of the movements of the two measurement points is an index value indicating how similar the movements (movement amount and movement direction) of the two measurement points are, for example, of the two measurement points. The mutual correlation coefficient and cosine similarity of time series data can be mentioned.

ここで、グラフ表示及び指標値の算出については、呼気相、吸気相に分けて表示、算出することとしてもよい。
呼吸位相の特定は、例えば、以下の(1)〜(5)の手順により行うことができる。なお、以下の説明では、画像の左上の座標を(0、0)とし、画像の右側、下側へいくほど座標値が増えることとして説明する。
(1)まず、動態画像の各フレーム画像から横隔膜の位置を算出する(図6(a)参照)。
例えば、各フレーム画像の肺野領域の下側のエッジ部分を横隔膜境界部として抽出し、横隔膜境界部の或るx座標の位置に基準点を設定し、設定した基準点のy座標を横隔膜の位置として求めることができる。肺野領域は、公知のいずれの方法を用いて抽出してもよい。例えば、各画素の画素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候補として1次抽出する。次いで、1次抽出された肺野領域候補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抽出することができる。
(2)横隔膜の位置の最高位、最低位を算出する。
(3)(1)の微分値を算出する(図6(b)参照)。
(4)呼気相については、最高位のフレーム画像以降に微分値が“+”→”-”となる最初の変曲点(微分値0の点)を”呼気相開始”とし、呼気相開始後に最初に“-”→”+”となる変曲点を”呼気相終了”とする。ノイズの影響を考慮し、開始/終了条件に「連続してiフレーム(iは正の整数)微分値0が続く」ことを加えてもよい。
(5)吸気相については、最低位のフレーム画像以降に微分値が“-”→”+”となる最初の変曲点を”吸気相開始”とし、吸気相開始後に最初に“+”→”-”となる変曲点を”吸気相終了”とする。ノイズの影響を考慮し、開始/終了条件に「連続してiフレーム微分値0が続く」ことを加えてもよい。
Here, the graph display and the calculation of the index value may be displayed and calculated separately for the expiratory phase and the inspiratory phase.
The respiratory phase can be specified, for example, by the following procedures (1) to (5). In the following description, the upper left coordinate of the image is set to (0, 0), and the coordinate value increases toward the right side and the lower side of the image.
(1) First, the position of the diaphragm is calculated from each frame image of the dynamic image (see FIG. 6A).
For example, the lower edge portion of the lung field region of each frame image is extracted as the diaphragm boundary portion, a reference point is set at a certain x-coordinate position of the diaphragm boundary portion, and the y-coordinate of the set reference point is set as the diaphragm. It can be obtained as a position. The lung field region may be extracted using any known method. For example, a threshold value is obtained by discriminant analysis from a histogram of pixel values of each pixel, and a region having a signal higher than this threshold value is first-order extracted as a lung field region candidate. Next, edge detection is performed near the boundary of the primary extracted lung field region candidate, and the boundary of the lung field region can be extracted by extracting the point where the edge is maximum in the small region near the boundary along the boundary. it can.
(2) Calculate the highest and lowest positions of the diaphragm.
(3) Calculate the differential value of (1) (see FIG. 6 (b)).
(4) Regarding the expiratory phase, the first inflection point (point with a differential value of 0) where the differential value changes from “+” to “-” after the highest frame image is set as the “expiratory phase start”, and the expiratory phase starts. Later, the inflection point where "-" → "+" first changes is called "expiratory phase end". In consideration of the influence of noise, "i-frame (i is a positive integer) derivative value 0 continues" may be added to the start / end condition.
(5) Regarding the intake phase, the first inflection point where the differential value becomes “-” → “+” after the lowest frame image is set as “intake phase start”, and the first “+” → after the start of the intake phase. The inflection point that becomes "-" is defined as "end of intake phase". In consideration of the influence of noise, "the i-frame derivative value 0 continues" may be added to the start / end condition.

以上説明したように、上記画像解析処理では、胸部動態画像上の任意のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に1点ずつ設定された複数の計測点を同一区間のフレーム画像においてトラッキングし、複数の計測点のそれぞれに対応する追跡点を時間方向に複数取得し、取得した追跡点ごとに、時間方向に隣接する追跡点からの移動量及び/又は移動方向を算出して、複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得する。
したがって、医師等のユーザーは、胸部動態画像における複数の肋骨の動きの関係を時系列に捉えることができるので、呼吸機能の状態(正常、異常や疾患の程度等)を把握することが可能となる。そのため、呼吸検査による患者の負担を軽減することが可能となる。また、時系列データは、治療効果の効果確認にも使用することができ、治療計画の立案を支援することができる。
As described above, in the above image analysis process, a plurality of measurement points set one by one on two or more rib regions of an arbitrary frame image on the chest dynamic image are tracked in the frame image of the same section, and a plurality of measurement points are tracked. A plurality of tracking points corresponding to each of the measurement points of the above are acquired in the time direction, and for each acquired tracking point, the movement amount and / or the movement direction from the tracking points adjacent to the time direction is calculated, and the plurality of measurement points are obtained. Acquire time-series data of the movement amount and / or the movement direction of.
Therefore, users such as doctors can grasp the relationship between the movements of multiple ribs in the chest dynamic image in chronological order, and can grasp the state of respiratory function (normal, abnormal, degree of disease, etc.). Become. Therefore, it is possible to reduce the burden on the patient due to the respiratory examination. In addition, the time series data can be used for confirming the effect of the treatment effect, and can support the formulation of the treatment plan.

また、複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の算出結果(時系列データ)を同一の座標平面上にグラフ化して表示部34に表示したり、時系列データに基づいて複数の計測点の動きの同期性を示す指標値を算出し、算出結果を表示部34に表示したりすることで、ユーザーがより容易に呼吸機能の状態を把握することが可能となる。 In addition, the movement amount and / or movement direction calculation result (time series data) of a plurality of measurement points can be graphed on the same coordinate plane and displayed on the display unit 34, or a plurality of measurement points can be displayed based on the time series data. By calculating an index value indicating the synchronism of the movements of the above and displaying the calculation result on the display unit 34, the user can more easily grasp the state of the respiratory function.

ここで、上記画像解析処理により表示される算出結果(グラフ、同期性を示す指標値)の例について、具体例を挙げて説明する。
図7は、吸気相における呼吸正常者、COPD軽症患者、COPD重症患者の上、中、下の後方肋骨(図9参照)の動き方向の同期関係を示す図であり、図8は、その動き方向を矢印で模式的に示す図である。図7、図8に示すように、呼吸正常者、COPD軽症患者、COPD重症患者では、吸気相の上、中、下の後方肋骨の動き方向の同期性が異なる。呼吸正常者については、上、中の後方肋骨と下の後方肋骨が吸気/呼気相で異なる方向に動く傾向がある。COPDの軽症患者については、吸気相において中の後方肋骨と下の後方肋骨が同方向に同期して動く傾向がある。COPDの重症患者については、上、中、下の後方肋骨が吸気相で同方向に同期して動く傾向がある。
Here, an example of the calculation result (graph, index value indicating synchronism) displayed by the image analysis process will be described with reference to a specific example.
FIG. 7 is a diagram showing the synchronization relationship of the movement directions of the upper, middle, and lower posterior ribs (see FIG. 9) of a respiratory normal person, a COPD mild patient, and a COPD severe patient in the inspiratory phase, and FIG. 8 shows the movement. It is a figure which shows the direction schematically by an arrow. As shown in FIGS. 7 and 8, the synchrony of the movement directions of the upper, middle, and lower posterior ribs in the inspiratory phase is different in the respiratory normal person, the COPD mild patient, and the COPD severe patient. For normal breathing individuals, the upper and middle posterior ribs and the lower posterior ribs tend to move in different directions during the inspiratory / expiratory phase. For mildly ill patients with COPD, the middle posterior rib and the lower posterior rib tend to move synchronously in the same direction during the inspiratory phase. For critically ill patients with COPD, the upper, middle, and lower posterior ribs tend to move synchronously in the inspiratory phase.

図10(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図9に示すように後方肋骨の上、中、下の3点に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出される各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフである。図10(b)は、図10(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。図10(a)、(b)に示すように、上記画像解析処理により呼吸正常者の胸部動態画像を解析すると、吸気相において、上と中の後方肋骨の移動方向の同期(類似)性が高く、上と下、中と下の後方肋骨の移動方向の同期(類似)性はそれよりも低いという結果が得られる。 FIG. 10A shows an image of FIG. 3 when measurement points are set at three points above, in, and below the posterior ribs as shown in FIG. 9 with respect to a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a graph which showed the moving direction of each measurement point calculated by an analysis process in chronological order. FIG. 10B is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs of the inspiratory phase shown in FIG. 10A. As shown in FIGS. 10A and 10B, when the chest dynamic image of the respiratory normal person is analyzed by the above image analysis processing, the synchronization (similarity) of the movement directions of the upper and middle posterior ribs is obtained in the inspiratory phase. The results show that the high and upper and lower, middle and lower posterior ribs are less synchronous (similar) in the direction of movement.

図11(a)は、或るCOPD軽症患者の胸部動態画像に対して、図9に示すように後方肋骨の上、中、下の3点に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出される各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフである。図11(b)は、図11(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。図11(a)、(b)に示すように、上記画像解析処理によりCOPD軽症患者の胸部動態画像を解析すると、吸気相において、中と下の後方肋骨の移動方向の同期(類似)性が高く、上と下、上と中の後方肋骨の移動方向の同期(類似)性はそれよりも低いという結果が得られる。 FIG. 11A shows an image of FIG. 3 when measurement points are set at three points above, in, and below the posterior ribs as shown in FIG. 9 with respect to a chest dynamic image of a certain COPD mild patient. It is a graph which showed the moving direction of each measurement point calculated by an analysis process in chronological order. FIG. 11B is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs shown in FIG. 11A. As shown in FIGS. 11A and 11B, when the chest dynamic image of a patient with mild COPD was analyzed by the above image analysis processing, the synchronization (similarity) of the movement directions of the middle and lower posterior ribs was observed in the inspiratory phase. The results show that it is high, and the synchronization (similarity) of the movement directions of the posterior ribs above and below and above and inside is lower.

図12(a)は、或るCOPD重症患者の胸部動態画像に対して、図9に示すように後方肋骨の上、中、下の3点に計測点を設定した場合に、図3の画像解析処理により算出される各計測点の移動方向を時系列に並べて示したグラフである。図12(b)は、図12(a)に示す吸気相の上と中の後方肋骨、中と下の後方肋骨、上と下の後方肋骨のそれぞれの移動方向のコサイン類似度を示す図である。図12(a)、(b)に示すように、上記画像解析処理によりCOPD重症患者の胸部動態画像を解析すると、吸気相において、上、中、下の後方肋骨の移動方向の全ての同期(類似)性が高いという結果が得られる。 FIG. 12A shows an image of FIG. 3 when measurement points are set at three points above, in, and below the posterior ribs as shown in FIG. 9 with respect to a chest dynamic image of a certain severely ill COPD patient. It is a graph which showed the moving direction of each measurement point calculated by an analysis process in chronological order. FIG. 12 (b) is a diagram showing the cosine similarity in the movement directions of the upper and middle posterior ribs, the middle and lower posterior ribs, and the upper and lower posterior ribs shown in FIG. 12 (a). As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), when the chest dynamic image of the severely ill COPD patient was analyzed by the above image analysis processing, all the synchronizations of the movement directions of the upper, middle, and lower posterior ribs in the inspiratory phase ( The result is that it is highly similar.

すなわち、被検者の胸部動態画像を上記画像解析処理により解析することによって取得される、後方肋骨の計測点(上、中、下)の移動方向を時系列に示したグラフや、複数の計測点の移動方向の同期性を示す指標値を観察することにより、ユーザーは、被検者の呼吸が正常か、COPDの軽症か、COPDの重症か等を把握することが可能となる。 That is, a graph showing the moving directions of the measurement points (upper, middle, lower) of the posterior ribs obtained by analyzing the chest dynamic image of the subject by the above image analysis process, and a plurality of measurements. By observing the index value indicating the synchrony of the movement direction of the points, the user can grasp whether the subject's breathing is normal, COPD is mild, COPD is severe, and the like.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本実施形態における記述は、本発明に係る好適な動態解析システムの一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、胸部動態画像の全区間のフレーム画像から複数の計測点をトラッキングして時系列データを取得することとしたが、これに限定されず、胸部動態画像の一部の区間のフレーム画像から複数の計測点をトラッキングして時系列データを取得することしてもよい。この場合、複数の計測点のトラッキングは胸部動態画像の同一区間にて行い、同一区間の時系列データを取得する。なお、本発明では、設定された複数の計測点で同一区間にてトラッキングや時系列データの取得を行えばよく、これに加えて、一部の計測点において他の区間でトラッキングや時系列データを取得することを妨げるものではない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the description in the present embodiment is an example of a suitable dynamic analysis system according to the present invention, and is not limited thereto.
For example, in the above embodiment, a plurality of measurement points are tracked from the frame image of the entire section of the chest dynamic image to acquire time series data, but the present invention is not limited to this, and a part of the chest dynamic image is obtained. Time series data may be acquired by tracking a plurality of measurement points from the frame image of the section. In this case, tracking of a plurality of measurement points is performed in the same section of the chest dynamic image, and time series data of the same section is acquired. In the present invention, tracking and time-series data may be acquired in the same section at a plurality of set measurement points, and in addition, tracking and time-series data may be performed in other sections at some measurement points. It does not prevent you from getting.

また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、CD-ROM
等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。
Further, for example, in the above description, an example in which a hard disk, a non-volatile memory of a semiconductor, or the like is used as a computer-readable medium of the program according to the present invention has been disclosed, but the present invention is not limited to this example. CD-ROM as another computer-readable medium
It is possible to apply a portable recording medium such as. A carrier wave is also applied as a medium for providing data of a program according to the present invention via a communication line.

その他、動態解析システム100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。 In addition, the detailed configuration and detailed operation of each device constituting the dynamic analysis system 100 can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

100 動態解析システム
1 撮影装置
11 放射線源
12 放射線照射制御装置
13 放射線検出部
14 読取制御装置
2 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
26 バス
3 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
36 バス
100 Dynamic analysis system 1 Imaging device 11 Radiation source 12 Radiation irradiation control device 13 Radiation detection unit 14 Reading control device 2 Imaging console 21 Control unit 22 Storage unit 23 Operation unit 24 Display unit 25 Communication unit 26 Bus 3 Diagnostic console 31 Control Unit 32 Storage unit 33 Operation unit 34 Display unit 35 Communication unit 36 Bus

Claims (5)

胸部の動態を放射線撮影することにより取得された胸部動態画像の任意のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に計測点を1点ずつ設定する設定手段と、
前記設定された複数の計測点を前記胸部動態画像の同一区間のフレーム画像においてトラッキングして前記複数の計測点のそれぞれに対応する追跡点を時間方向に複数取得し、取得した追跡点ごとに、時間方向に隣接する追跡点からの移動量及び/又は移動方向を算出して、前記複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得する算出手段と、
を備える動態解析装置。
A setting means for setting measurement points one by one on two or more rib regions of an arbitrary frame image of a chest dynamic image acquired by radiography of the chest dynamics.
The set plurality of measurement points are tracked in the frame image of the same section of the chest dynamic image, and a plurality of tracking points corresponding to each of the plurality of measurement points are acquired in the time direction, and for each acquired tracking point, A calculation means for calculating the movement amount and / or the movement direction from the tracking points adjacent to the time direction and acquiring the time-series data of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points.
A dynamic analysis device including.
前記算出手段は、さらに、前記複数の計測点の時系列データに基づいて、前記複数の計測点の動きの同期性を示す指標値を算出する請求項1に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis device according to claim 1, wherein the calculation means further calculates an index value indicating synchronization of movements of the plurality of measurement points based on time-series data of the plurality of measurement points. 前記算出手段による算出結果を表示する表示手段を備える請求項1又は2に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a display means for displaying the calculation result by the calculation means. 胸部の動態を放射線撮影することにより胸部動態画像を取得する撮影装置と、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の動態解析装置と、
を備える動態解析システム。
An imaging device that acquires a chest dynamic image by radiographically photographing the chest dynamics,
The dynamic analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A dynamic analysis system equipped with.
コンピューターを、
胸部の動態を放射線撮影することにより取得された胸部動態画像の任意のフレーム画像の2以上の肋骨領域上に計測点を1点ずつ設定する設定手段、
前記設定された複数の計測点を前記胸部動態画像の同一区間のフレーム画像においてトラッキングして前記複数の計測点のそれぞれに対応する追跡点を時間方向に複数取得し、取得した追跡点ごとに、時間方向に隣接する追跡点からの移動量及び/又は移動方向を算出して、前記複数の計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得する算出手段、
として機能させるためのプログラム。
Computer,
A setting means for setting measurement points one by one on two or more rib regions of an arbitrary frame image of a chest dynamic image acquired by radiography of the chest dynamics.
The set plurality of measurement points are tracked in the frame image of the same section of the chest dynamic image, and a plurality of tracking points corresponding to each of the plurality of measurement points are acquired in the time direction, and for each acquired tracking point, A calculation means for calculating the movement amount and / or the movement direction from tracking points adjacent to the time direction and acquiring the time-series data of the movement amount and / or the movement direction of the plurality of measurement points.
A program to function as.
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