JP5617577B2 - Chest diagnosis support information generation method - Google Patents
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Description
本発明は、胸部診断支援情報生成方法に関する。 The present invention relates to a method for generating chest diagnosis support information .
従来のフィルム/スクリーンや輝尽性蛍光体プレートを用いた胸部の放射線による静止画撮影及び診断に対し、FPD(flat panel detector)等の半導体イメージセンサを利
用して胸部の動態画像を撮影し、診断に応用する試みがなされるようになってきている。具体的には、半導体イメージセンサの画像データの読取・消去の応答性の早さを利用し、半導体イメージセンサの読取・消去のタイミングと合わせて放射源からパルス状の放射線を連続照射し、1秒間に複数回の撮影を行って、胸部の動態を撮影する。撮影により取得された一連の複数枚の画像を順次表示することにより、医師は呼吸運動や心臓の拍動等に伴う胸部の一連の動きを観察することが可能となる。
In contrast to still image photography and diagnosis by chest radiation using conventional film / screen or photostimulable phosphor plate, a dynamic image of the chest is taken using a semiconductor image sensor such as FPD (flat panel detector), Attempts have been made to apply it to diagnosis. Specifically, by utilizing the responsiveness of reading / erasing of image data of the semiconductor image sensor, pulsed radiation is continuously irradiated from the radiation source in accordance with the reading / erasing timing of the semiconductor image sensor. Take multiple shots per second to capture the dynamics of the chest. By sequentially displaying a series of a plurality of images acquired by imaging, a doctor can observe a series of movements of the chest accompanying respiratory motion, heart beats, and the like.
また、胸部の動態画像から診断に有用な診断支援情報を抽出するための各種技術も提案されている。例えば、特許文献1には、胸部の動態撮影を行い、複数の呼吸周期にわたって振幅や周期の変化を解析し、換気機能の異常を判定する動態撮影システムが記載されている。 Various techniques for extracting diagnostic support information useful for diagnosis from a dynamic image of the chest have also been proposed. For example, Patent Document 1 describes a dynamic imaging system that performs dynamic imaging of the chest, analyzes changes in amplitude and period over a plurality of respiratory cycles, and determines abnormal ventilation functions.
しかしながら、特許文献1に記載のように、通常の安静呼吸時に胸部を動態撮影し、得られた動態画像の信号変化(例えば、信号値波形の振幅情報)を用いて換気機能の評価を行っても、安静呼吸においてどれだけ余力をもった状態で呼吸を行えているのかを評価することは困難である。 However, as described in Patent Document 1, dynamic imaging of the chest is performed during normal rest breathing, and the ventilation function is evaluated using signal changes (for example, amplitude information of signal value waveforms) of the obtained dynamic image. However, it is difficult to evaluate how much breathing can be performed in resting breathing.
例えば、被写体AとBに対して、安静呼吸時の信号波形の振幅を用いて換気機能の評価を行い、被写体Aの評価が100、被写体Bの評価も100であったとする。この場合、被写体A、Bの評価値が同じであるので二人の換気機能の評価は同じとなる。この場合、両者とも換気機能に異常はないと判定される。 For example, it is assumed that the ventilation function is evaluated for the subjects A and B using the amplitude of the signal waveform during rest breathing, the evaluation of the subject A is 100, and the evaluation of the subject B is 100. In this case, since the evaluation values of the subjects A and B are the same, the evaluation of the ventilation function of the two persons is the same. In this case, it is determined that there is no abnormality in the ventilation function in both cases.
しかしながら、被写体Aの深呼吸時の換気機能の評価が300、被写体Bの深呼吸時の換気機能の評価が120であったとする。すると、安静呼吸時に被写体Aはかなりの余力を残して呼吸を行っているが、Bはほぼ全力で呼吸を行っていることになる。よって、安静呼吸のみによる評価は覆り、被写体Bは換気機能に異常があることになる。 However, it is assumed that the evaluation of the ventilation function of subject A during deep breathing is 300 and the evaluation of the ventilation function of subject B during deep breathing is 120. Then, during rest breathing, the subject A breathes with a considerable surplus power, but B breathes almost at full power. Therefore, the evaluation by only rest breathing is covered, and the subject B has an abnormality in the ventilation function.
また、例えば、被写体AとBに対して、深呼吸時の信号波形の振幅を用いて換気機能の評価を行い、被写体Aの評価が300、被写体Bの評価も300であったとする。この場合、被写体A、Bの評価値が同じであるので二人の換気機能の評価は同じとなる。この場合、両者とも換気機能に異常はないと判定される。 Further, for example, it is assumed that the ventilation function is evaluated using the signal waveform amplitude during deep breathing for the subjects A and B, the evaluation of the subject A is 300, and the evaluation of the subject B is 300. In this case, since the evaluation values of the subjects A and B are the same, the evaluation of the ventilation function of the two persons is the same. In this case, it is determined that there is no abnormality in the ventilation function in both cases.
しかしながら、被写体Aの安静呼吸時の換気機能の評価が100、被写体Bの安静呼吸時の換気機能の評価が280であったとする。すると、安静呼吸時に被写体Aはかなりの余力を残して呼吸を行っているが、Bはほぼ全力で呼吸を行っていることになる。よって、深呼吸のみによる評価は覆り、被写体Bは換気機能に異常があることになる。 However, it is assumed that the evaluation of the ventilation function of the subject A during rest breathing is 100 and the evaluation of the ventilation function of the subject B during rest breathing is 280. Then, during rest breathing, the subject A breathes with a considerable surplus power, but B breathes almost at full power. Therefore, the evaluation based only on the deep breath is covered, and the subject B has an abnormality in the ventilation function.
本発明の課題は、安静呼吸時の余力評価という新しい観点で、換気機能の評価を行えるようにすることである。 The subject of this invention is enabling it to evaluate a ventilation function from the new viewpoint of the remaining power evaluation at the time of rest breathing.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の胸部診断支援情報生成方法は、
撮影手段により胸部の安静呼吸時の動態を1サイクル以上撮影して一連のフレーム画像を生成する安静呼吸撮影工程と、
前記撮影手段により前記胸部の深呼吸時に撮影を行って少なくとも最大吸気位のフレーム画像を含む一以上のフレーム画像を生成する深呼吸撮影工程と、
前記安静呼吸撮影工程で得られた一連のフレーム画像に基づいて、前記胸部の安静呼吸に係る特徴量を算出する第一工程と、
前記深呼吸撮影工程で得られた一以上のフレーム画像に基づいて、前記胸部の深呼吸に係る特徴量を算出する第二工程と、
前記第一工程及び前記第二工程で算出された2つの特徴量の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する算出工程と、
を含む。
In order to solve the above-described problem, the chest diagnosis support information generating method according to the invention described in claim 1 includes:
A resting breathing imaging step of capturing a series of frame images by capturing at least one cycle of dynamics during resting breathing of the chest by imaging means;
A deep breath imaging step of capturing one or more frame images including a frame image of at least a maximum inspiratory position by performing imaging during the deep breathing of the chest by the imaging unit;
Based on a series of frame images obtained in the rest breathing imaging step, a first step of calculating a feature amount related to the rest breathing of the chest,
Based on one or more frame images obtained in the deep breath imaging step, a second step of calculating a feature amount related to deep breathing of the chest,
Based on the ratio of the two feature quantities calculated in the first step and the second step, a calculation step for calculating a feature amount indicating a remaining power level during rest breathing of the chest ,
including.
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、
前記第一工程は、前記安静呼吸撮影工程で得られた一連のフレーム画像に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の信号波形の振幅値を算出し、
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた一以上のフレーム画像に基づいて、前記胸部の深呼吸時の信号波形の振幅値を算出し、
前記算出工程は、前記第一工程で算出された安静呼吸時の信号波形の振幅値と前記第二工程で算出された深呼吸時の信号波形の振幅値の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The first step calculates an amplitude value of a signal waveform at rest of the chest based on a series of frame images obtained in the rest breathing imaging step,
The second step calculates an amplitude value of a signal waveform during deep breathing of the chest based on one or more frame images obtained in the deep breath imaging step,
The calculating step is based on the ratio of the amplitude value of the signal waveform during rest breathing calculated in the first step and the amplitude value of the signal waveform during deep breathing calculated in the second step. A feature amount indicating the degree of remaining power is calculated.
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、
前記深呼吸撮影工程は、前記撮影手段により前記胸部の深呼吸時の最大吸気位及び最大呼気位の撮影を行って、前記胸部の最大吸気位に相当するフレーム画像及び最大呼気位に相当する二枚のフレーム画像を生成し、
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた最大吸気位に相当するフレーム画像と最大呼気位に相当するフレーム画像とに基づいて、前記胸部の深呼吸時に係る特徴量を算出する。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
In the deep breath imaging step, the imaging means performs imaging of the maximum inspiratory position and the maximum expiratory position during deep breathing of the chest, and a frame image corresponding to the maximum inspiratory position of the chest and two sheets corresponding to the maximum expiratory position. Generate a frame image,
In the second step, a feature amount during deep breathing of the chest is calculated based on a frame image corresponding to the maximum inspiratory position and a frame image corresponding to the maximum expiratory position obtained in the deep breath imaging step .
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記深呼吸撮影工程は、前記撮影手段により前記胸部の深呼吸時の最大吸気位のみの撮影を行って、前記胸部の最大吸気位に相当する一枚のフレーム画像を生成し、
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた最大吸気位に相当するフレーム画像と前記安静呼吸撮影工程で得られた安静呼気位に相当するフレーム画像とに基づいて、前記胸部の深呼吸時に係る特徴量を算出する。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2,
The deep breath imaging step performs imaging of only the maximum inspiratory position during deep breathing of the chest by the imaging means , and generates a single frame image corresponding to the maximum inspiratory position of the chest,
The second step is based on a frame image corresponding to the maximum inspiratory position obtained in the deep breathing imaging step and a frame image corresponding to the resting expiratory position obtained in the resting breathing imaging step, during deep breathing of the chest The feature amount is calculated .
請求項5に記載の発明の胸部診断支援情報生成方法は、
撮影手段により胸部の安静呼吸時、及び深呼吸時の動態をそれぞれ1サイクル以上撮影して一連のフレーム画像を生成する撮影工程と、
前記撮影工程で得られた前記胸部の安静呼吸及び深呼吸のそれぞれの一連のフレーム画像群に基づいて、前記胸部の安静呼吸に係る特徴量及び深呼吸に係る特徴量を算出する工程と、
前記算出された前記胸部の安静呼吸に係る特徴量及び深呼吸に係る特徴量の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する工程と、
を含む。
The chest diagnosis support information generating method of the invention according to claim 5 is:
An imaging process for generating a series of frame images by imaging one cycle or more of the dynamics during rest breathing and deep breathing of the chest by imaging means,
Based on a series of frame images of each of the chest rest breath and deep breath obtained in the imaging step, calculating a feature amount related to the chest rest breath and a feature amount related to the deep breath;
Calculating a feature amount indicating a degree of remaining power during rest breathing of the chest, based on a ratio of the calculated feature amount relating to the rest breathing of the chest and a feature amount relating to deep breathing;
including.
本発明によれば、安静呼吸時の余力評価という新しい観点で換気機能の評価を行うことが可能となり、従来では異常とされなかった、安静呼吸時に余力のない異常を診断することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to evaluate a ventilation function from a new viewpoint of remaining power evaluation during rest breathing, and it is possible to diagnose an abnormality without remaining power during rest breathing, which has not been regarded as abnormal in the past. .
以下、図面を参照して本発明の実施の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.
〔胸部診断支援システム100の構成〕
まず、構成を説明する。
図1に、本実施の形態における胸部診断支援システム100の全体構成を示す。
胸部診断支援システム100は、被検者である被写体Mの胸部を動態撮影し、得られた動態画像を解析して呼吸の余力度合いを示す特徴量Cを算出するシステムである。
[Configuration of Chest Diagnosis Support System 100]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows the overall configuration of a chest diagnosis support system 100 in the present embodiment.
The chest diagnosis support system 100 is a system that performs dynamic imaging of the chest of the subject M, who is the subject, and calculates a feature quantity C that indicates the degree of remaining breathing power by analyzing the obtained dynamic image.
図1に示すように、胸部診断支援システム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。胸部診断支援システム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。 As shown in FIG. 1, in the chest diagnosis support system 100, an imaging device 1 and an 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). Etc., and connected via a communication network NT. Each device constituting the chest diagnosis support system 100 conforms to the DICOM (Digital Image and Communications in Medicine) standard, and communication between the devices is performed in accordance with DICOM.
〔撮影装置1の構成〕
撮影装置1は、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化等の、周期性(サイクル)を持つ胸部の動態と、胸部の静止画像を撮影する装置である。動態撮影は、人体の胸部に対し、X線等の放射線を連続照射して複数の画像を取得(即ち、連続撮影)することにより行う。この連続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。
撮影装置1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等を備えて構成されている。
[Configuration of the photographing apparatus 1]
The imaging apparatus 1 is an apparatus that captures the dynamics of the chest with periodicity (cycle) and still images of the chest, such as changes in the form of lung expansion and contraction associated with respiratory motion. Dynamic imaging is performed by continuously irradiating a human chest with radiation such as X-rays to acquire a plurality of images (that is, continuous imaging). A series of images obtained by this continuous shooting is called a dynamic image. Each of the plurality of images constituting the dynamic image is called a frame image.
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus 1 includes a radiation source 11, a radiation irradiation control device 12, a radiation detection unit 13, a reading control device 14, and the like.
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、連続照射時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔、1動態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、フィルタ種等である。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、連続撮影において、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 disposed at a position facing the radiation detection unit 13 across the subject M, and irradiates the subject M with radiation (X-rays) according to 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 radiation irradiation conditions input from the imaging console 2 to perform radiation imaging. The radiation irradiation conditions input from the imaging console 2 are, for example, pulse rate, pulse width, pulse interval during continuous irradiation, number of imaging frames per dynamic imaging, X-ray tube current value, and X-ray tube voltage value. , Filter type and the like. The pulse rate is the number of times of radiation irradiation per second, and matches the frame rate described later. The pulse width is a radiation irradiation time per one irradiation. The pulse interval is the time from the start of one radiation irradiation to the start of the next radiation irradiation in continuous imaging, and coincides with a 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により構成されている。 The radiation detection unit 13 is configured by a semiconductor image sensor such as an FPD. The FPD has, for example, a glass substrate or the like, detects radiation that has been irradiated from the radiation source 11 and transmitted through at least the subject M at a predetermined position on the substrate according to its intensity, and detects the detected radiation as an electrical signal. A plurality of pixels to be converted and stored are arranged in a matrix. Each pixel includes a switching unit such as a TFT (Thin Film Transistor).
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、連続撮影において、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 imaging 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 imaging console 2 to switch the reading of the electrical signal accumulated in each pixel. Then, the image data is acquired by reading the electrical signal accumulated 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 photographing 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 and matches 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 in continuous shooting, and coincides 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。この他、後述するオフセット補正に用いるオフセット補正係数を算出するための一または複数の暗画像を取得するダーク読取時は、放射線照射動作と同期せず、放射線が照射されない状態で、リセット〜蓄積〜データ読取〜リセットの一連の画像の読み取り動作を行うが、一連の動態撮影前、一連の動態撮影後のいずれかのタイミングで行うようにしてもよい。 Here, the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14 are connected to each other, and exchange synchronization signals to synchronize the radiation irradiation operation and the image reading operation. In addition, at the time of dark reading for acquiring one or a plurality of dark images for calculating an offset correction coefficient used for offset correction, which will be described later, it is not synchronized with the radiation irradiation operation and is not irradiated with radiation. A series of image reading operations from data reading to reset is performed, but may be performed at any timing before or after a series of dynamic imaging.
〔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 the shooting console 2]
The imaging console 2 outputs radiation irradiation conditions and image reading conditions to the imaging apparatus 1 to control radiation imaging and radiographic image reading operations by the imaging apparatus 1, and also captures dynamic images acquired by the imaging apparatus 1. Displayed for confirmation of whether the image is suitable for confirmation of positioning or diagnosis.
As shown in FIG. 1, the imaging 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 the system program and various processing programs stored in the storage unit 22 in accordance with the operation of the operation unit 23, expands them in the RAM, and performs shooting control processing described later according to the expanded programs. Various processes including the beginning are executed to centrally control the operation of each part of the imaging console 2 and the radiation irradiation operation and the reading operation of the imaging apparatus 1.
記憶部22は、不揮発性の半導体メモリ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、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3に示す撮影制御処理を実行するための撮影制御処理プログラムを記憶している。また、記憶部22は、検査対象部位に対応付けて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 configured by a nonvolatile semiconductor memory, a hard disk, or the like. The storage unit 22 stores various programs executed by the control unit 21 and data such as parameters necessary for execution of processing by the programs or processing results. For example, the storage unit 22 stores a shooting control processing program for executing the shooting control process shown in FIG. In addition, the storage unit 22 stores radiation irradiation conditions and image reading conditions in association with the examination target region. Various programs are stored in the form of readable program code, and the control unit 21 sequentially executes operations 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 includes a keyboard having a cursor key, numeric input keys, various function keys, and the like, and a pointing device such as a mouse. The control unit 23 controls an instruction signal input by key operation or mouse operation on the keyboard. To 21. In addition, the operation unit 23 may include a touch panel on the display screen of the display unit 24. 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 configured by a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), and displays an input instruction, data, or the like from the operation unit 23 in accordance with an instruction of a display signal input from the control unit 21. To do.
通信部25は、LANアダプタやモデムや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 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(一連のフレーム画像)や静止画像を取得し、取得した画像を解析することにより、例えば、呼吸の余力度合いを示す特徴量C等の診断支援情報を作成して表示するための装置である。
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 acquires a dynamic image (a series of frame images) and a still image from the imaging console 2, and analyzes the acquired image, for example, diagnostic support such as a feature amount C indicating the degree of remaining breathing capacity. It is a device for creating and displaying information.
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。 The control unit 31 includes a CPU, a 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 accordance with the operation of the operation unit 33 and expands them in the RAM, and performs image analysis described later according to the expanded programs. Various processes including the process are executed to centrally control the operation of each part of the diagnostic console 3.
記憶部32は、不揮発性の半導体メモリ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画像解析処理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、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 configured by a nonvolatile semiconductor memory, a hard disk, or the like. The storage unit 32 stores data such as parameters necessary for execution of processing or data such as processing results by various programs and programs including an image analysis processing program for executing image analysis processing by the control unit 31. These various programs are stored in the form of readable program codes, and the control unit 31 sequentially executes operations according to the program codes.
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 includes a keyboard having cursor keys, numeric input keys, various function keys, and the like, and a pointing device such as a mouse. The control unit 33 controls an instruction signal input by key operation or mouse operation on the keyboard. To 31. The operation unit 33 may include a touch panel on the display screen of the display unit 34, and in this case, an instruction signal input via the touch panel is output to the control unit 31.
表示部34は、LCDやCRT等のモニタにより構成され、制御部31から入力される表示信号の指示に従って、操作部33からの入力指示やデータ等を表示する。 The display unit 34 is configured by a monitor such as an LCD or a CRT, and displays an input instruction, data, or the like from the operation unit 33 in accordance with an instruction of a display signal input from the control unit 31.
通信部35は、LANアダプタやモデムや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.
〔胸部診断支援システム100の動作〕
次に、上記胸部診断支援システム100における動作について説明する。
[Operation of Chest Diagnosis Support System 100]
Next, the operation in the chest diagnosis support 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、撮影装置1及び撮影用コンソール2による撮影フローを示す。
図2に示すように、まず、撮影技師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)の入力が行われる(ステップS1)。次いで、安静呼吸の撮影が行われる(ステップS2)。次いで、深呼吸の撮影が行われる(ステップS3)。以下、ステップS2及びステップS3において撮影用コンソール2の制御部21によって実行される撮影制御処理について説明する。
(Operation of the photographing apparatus 1 and the photographing console 2)
First, the photographing operation by the photographing apparatus 1 and the photographing console 2 will be described.
FIG. 2 shows a photographing flow by the photographing apparatus 1 and the photographing console 2.
As shown in FIG. 2, first, the operation section 23 of the imaging console 2 is operated by the imaging engineer, and patient information (patient name, height, weight, age, sex, etc.) of the imaging target (subject M) is input. Performed (step S1). Next, rest breathing imaging is performed (step S2). Next, imaging of deep breathing is performed (step S3). Hereinafter, the imaging control process executed by the control unit 21 of the imaging console 2 in step S2 and step S3 will be described.
図3に、撮影制御処理のフローチャートを示す。撮影制御処理は、制御部21と記憶部22に記憶されている撮影制御処理プログラムとの協働により実行される。 FIG. 3 shows a flowchart of the photographing control process. The photographing control process is executed in cooperation with the photographing control processing program stored in the control unit 21 and the storage unit 22.
まず、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、画像読取条件等の設定条件が記憶部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S101)。安静呼吸の撮影時には安静呼吸撮影用の設定が、深呼吸撮影の場合には、深呼吸撮影用の設定が行われる。両撮影の放射線照射条件及び画像読取条件が同じ場合には、深呼吸時の撮影時の設定は省略される。 First, the radiation irradiation conditions are read from the storage unit 22 and set in the radiation irradiation control device 12, and the setting conditions such as the image reading conditions are read from the storage unit 22 and set in the reading control device 14 ( Step S101). In the case of taking a rest breath, the setting for taking a rest breath is taken, and in the case of taking a deep breath, the setting for taking a deep breath is taken. When the radiation exposure conditions and the image reading conditions are the same for both radiographs, settings during radiographing are omitted.
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S102)。ここで、撮影実施者は、撮影装置1において被写体Mのポジショニング等の撮影準備を行う。図2のステップS2において安静呼吸を撮影する場合には、被験者(被写体M)に楽にするように指示し、安静呼吸を継続するよう促す。ステップS3において深呼吸を撮影する場合には、被写体Mにアナウンスに従って呼吸をするように指示する。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, a radiation irradiation instruction by the operation of the operation unit 23 is waited (step S102). Here, the shooter prepares for shooting such as positioning of the subject M in the shooting apparatus 1. When taking a rest breath in step S2 in FIG. 2, the subject (subject M) is instructed to make it easier, and urged to continue the rest breath. When photographing deep breathing in step S3, the subject M is instructed to breathe in accordance with the announcement. When preparation for imaging is completed, the operation unit 23 is operated to input a radiation 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S102;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S103)。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。なお、深呼吸撮影を行う場合には、「息を大きく吸って、吐いて」等の深呼吸を誘導するアナウンスを行いながら撮影を行う。撮影装置1に音声出力装置及びスピーカ等を備え、撮影と連動して深呼吸を誘導するアナウンスを行うことが好ましい。
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 a radiation irradiation instruction is input from the operation unit 23 (step S102; YES), a photographing start instruction is output to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and dynamic photographing is started (step S103). That is, radiation is emitted from the radiation source 11 at a pulse interval set in the radiation irradiation control device 12, and a frame image is acquired by the radiation detection unit 13. In the case of taking a deep breath image, the image is taken while making an announcement for inducing deep breaths such as “inhale and exhale greatly”. It is preferable that the photographing apparatus 1 is provided with an audio output device, a speaker, and the like, and an announcement for guiding deep breathing is performed in conjunction with photographing.
When photographing of a predetermined number of frames is completed, the control unit 21 outputs a photographing end instruction to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and the photographing operation is stopped. The number of frames to be captured is the number of frames that can be captured for at least one respiratory 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、各フレーム画像に対して補正処理が行われる(ステップS104)。ステップS5の補正処理においては、オフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、及びラグ(残像)補正の4つの補正処理が、必要に応じて行われる。
まず最初に、取得された各フレーム画像に対してオフセット補正処理が行われ、取得された各フレーム画像に重畳された暗電流に起因するオフセット値が除去される。オフセット補正処理では、例えば、取得した各フレーム画像の各画素値(濃度値。以下、信号値という)から、予め記憶されたオフセット補正係数を減算する処理が行われる。ここで、オフセット補正係数は、予め放射線非照射時に取得した複数の暗時画像(フレーム画像)を平均化した画像である。
次いで、ゲイン補正処理が行われ、各フレーム画像の各画素に対応する各検出素子の個体差や読み出しアンプのゲインムラによって生じる画素毎のばらつきが除去される。ゲイン補正処理では、例えば、オフセット補正後の各フレーム画像に、予め記憶されたゲイン補正係数を乗算する処理が行われる。ここで、ゲイン補正係数は、放射線検出部13に一様に放射線を照射した時に取得した複数のオフセット補正済みフレーム画像を平均化した画像と、このときの放射線照射条件で期待される出力信号値の関係から、補正後の各画素の信号値が一様となるように予め算出され、記憶された係数である。
次いで、欠陥画素補正処理が行われ、周囲の画素と比較して感度が非線形な画素や、感度がない欠落画素が除去される。欠陥画素補正処理では、例えば、予め記憶された欠陥画素位置情報マップに従って、欠陥画素位置情報マップに登録された各欠陥画素において、欠陥画素の信号値をその近傍の欠陥でない画素の信号値の平均値で置き換える処理が行われる。ここで、欠陥画素位置情報マップは、放射線検出部13に一様に放射線を照射した時に取得したオフセット補正、ゲイン補正済みのフレーム画像から、予め複数の欠陥画素が認識され、その欠陥画素の位置が登録されたマップである。上記オフセット補正係数及びゲイン補正係数、欠陥画素位置情報マップは、ビニングやダイナミックレンジ等の収集モードに応じて、予め、それぞれ最適な値が記憶されており、それぞれの収集モードにおいて対応する最適な値が読み出されるようになっている。
次いで、ラグ(残像)補正が行われる。ラグは、前回の放射線照射の影響が当回のフレーム画像中に表れる現象で、検出器の構成やフレームレート等に応じて、表れ方が異なることもあるので、撮影条件を考慮して補正処理が行われる。なお、各フレーム画像を用いてフレーム間差分処理を行う場合には、ラグ影響を無視しうることもあるので、必要に応じて補正処理が行われる。同様に、上述したオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理についても、解析結果の精度よりも解析処理速度を優先させる場合には、補正処理を割愛することとしても良い。
The frame images acquired by shooting are sequentially input to the shooting console 2, and correction processing is performed on each frame image (step S104). In the correction process of step S5, four correction processes including an offset correction process, a gain correction process, a defective pixel correction process, and a lag (afterimage) correction are performed as necessary.
First, an offset correction process is performed on each acquired frame image, and an offset value caused by a dark current superimposed on each acquired frame image is removed. In the offset correction process, for example, a process of subtracting an offset correction coefficient stored in advance from each pixel value (density value; hereinafter referred to as a signal value) of each acquired frame image is performed. Here, the offset correction coefficient is an image obtained by averaging a plurality of dark images (frame images) acquired in advance when radiation is not irradiated.
Next, a gain correction process is performed, and pixel-to-pixel variations caused by individual differences between detection elements corresponding to the pixels of each frame image and gain unevenness of the readout amplifier are removed. In the gain correction process, for example, a process of multiplying each frame image after the offset correction by a gain correction coefficient stored in advance is performed. Here, the gain correction coefficient is an image obtained by averaging a plurality of offset-corrected frame images acquired when the radiation detector 13 is uniformly irradiated with radiation, and an output signal value expected under the radiation irradiation conditions at this time. Thus, the coefficient is calculated and stored in advance so that the corrected signal value of each pixel becomes uniform.
Next, defective pixel correction processing is performed to remove pixels whose sensitivity is non-linear compared to surrounding pixels and missing pixels that have no sensitivity. In the defective pixel correction processing, for example, in accordance with the defective pixel position information map stored in advance, in each defective pixel registered in the defective pixel position information map, the signal value of the defective pixel is averaged of the signal values of the pixels that are not defective in the vicinity thereof. Processing to replace with a value is performed. Here, in the defective pixel position information map, a plurality of defective pixels are recognized in advance from the offset-corrected and gain-corrected frame images acquired when the radiation detecting unit 13 is uniformly irradiated with radiation, and the positions of the defective pixels are detected. Is a registered map. In the offset correction coefficient, gain correction coefficient, and defective pixel position information map, optimum values are stored in advance according to collection modes such as binning and dynamic range, and optimum values corresponding to the respective collection modes are stored. Is read out.
Next, lag (afterimage) correction is performed. Lag is a phenomenon in which the effect of the previous radiation exposure appears in the current frame image, and it may appear differently depending on the detector configuration, frame rate, etc. Is done. Note that when performing inter-frame difference processing using each frame image, the lag effect may be ignored, so that correction processing is performed as necessary. Similarly, in the above-described offset correction process, gain correction process, and defective pixel correction process, the correction process may be omitted when priority is given to the analysis processing speed over the accuracy of the analysis result.
次いで、補正処理後の各フレーム画像と、撮影順を示す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S105)、表示部24に表示される(ステップS106)。ここで、各フレーム画像を記憶する直前に、各フレーム画像の各画素の信号値を真数から対数に変換する対数変換処理を行ってから記憶しても良い。撮影技師は、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。尚、撮影により取得された各フレーム画像は、全撮影の終了後に纏めて入力するようにしても良い。 Next, each frame image after the correction processing is associated with a number indicating the shooting order and stored in the storage unit 22 (step S105) and displayed on the display unit 24 (step S106). Here, immediately before each frame image is stored, the signal value of each pixel of each frame image may be stored after being subjected to logarithmic conversion processing for converting from a true number to a logarithm. The imaging engineer confirms the positioning and the like based on the displayed dynamic image, and determines whether an image suitable for diagnosis is acquired by imaging (imaging OK) or re-imaging is necessary (imaging NG). Then, the operation unit 23 is operated to input a determination result. Note that the frame images acquired by shooting may be input together after the completion of all shooting.
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S107;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、検査対象部位、放射線照射条件、画像読取条件、撮影順を示す番号、撮影日時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S108)。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S107;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S109)、撮影は終了する。尚、このケースに於いては、再撮影が実行されることとなる。 When a judgment result indicating photographing OK is input by a predetermined operation of the operation unit 23 (step S107; YES), an identification ID for identifying a dynamic image or each of a series of frame images acquired by dynamic photographing is displayed. Information such as patient information, examination target region, radiation irradiation condition, image reading condition, imaging order number, imaging date and time are attached (for example, written in the header area of the image data in DICOM format), and the communication unit 25 is To the diagnostic console 3 (step S108). 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 S107; NO), a series of frame images stored in the storage unit 22 is deleted (step S109), and the shooting ends. To do. In this case, re-photographing is executed.
なお、安静呼吸の撮影と深呼吸の撮影は、順番を入れ替えてもかまわない。 Note that the order of resting breathing and deep breathing may be interchanged.
(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から画像解析に必要な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に記憶されている画像解析処理プログラムとの協働により図4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 necessary for image analysis is received from the imaging console 2 via the communication unit 35, an image analysis processing program stored in the control unit 31 and the storage unit 32 The image analysis processing shown in FIG.
以下、図4を参照して画像解析処理の流れについて説明する。
まず、安静呼吸を撮影した安静呼吸画像群及び深呼吸を撮影した深呼吸画像群の各フレーム画像から肺野領域が抽出される(ステップS21)。
肺野領域の抽出方法は何れの方法であってもよい。例えば、一連のフレーム画像中の基準となる画像(基準画像)の各画素の信号値(濃度値)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。
基準画像は、深呼吸時の最大吸気位のフレーム画像とすることが好ましい。最大吸気位の画像は、例えば、各フレーム画像において上記肺野領域の抽出を行い、その面積が最大となった画像を最大吸気位のフレーム画像として選択することができる。最大吸気位は、肺野が最大に広がった状態であるので、最大吸気位のフレーム画像を基準画像として選択することで、肺野内を広く解析することができる。
Hereinafter, the flow of image analysis processing will be described with reference to FIG.
First, a lung field region is extracted from each frame image of a rest breathing image group obtained by photographing rest breathing and a deep breath image group obtained by photographing deep breathing (step S21).
Any method may be used to extract the lung field region. For example, a threshold value is obtained by discriminant analysis from a histogram of signal values (density values) of each pixel of a reference image (reference image) in a series of frame images, and a region having a signal higher than this threshold value is set as 1 as a lung field region candidate. Next extract. Next, edge detection is performed in the vicinity of the boundary of the first extracted lung field region candidate, and the boundary of the lung field region can be extracted by extracting along the boundary the point where the edge is maximum in a small region near the boundary. it can.
The reference image is preferably a frame image at the maximum inspiration level during deep breathing. The image of the maximum inspiratory position can be selected, for example, by extracting the lung field region in each frame image and selecting the image having the largest area as the frame image of the maximum inspiratory position. Since the maximum inspiratory position is a state in which the lung field has expanded to the maximum, the frame field in the maximum inspiratory position can be selected as a reference image, so that the lung field can be widely analyzed.
次いで、各フレーム画像の肺野領域が複数の小領域に分割され、各フレーム画像の小領域が互いに対応付けられる(ステップS22)。
具体的には、各フレーム画像間の対応点を抽出する対応点抽出処理(ローカルマッチング処理)及び非線形歪変換処理(ワーピング処理)を行って、各フレーム画像を複数の小領域に分割し、肺野領域の同一部分が描画された領域を各フレーム画像間で対応付ける。各小領域の画素の位置は、制御部31のRAMに記憶される。
Next, the lung field region of each frame image is divided into a plurality of small regions, and the small regions of each frame image are associated with each other (step S22).
Specifically, corresponding point extraction processing (local matching processing) for extracting corresponding points between the frame images and nonlinear distortion conversion processing (warping processing) are performed to divide each frame image into a plurality of small regions. An area in which the same part of the field area is drawn is associated between the frame images. The position of the pixel in each small area is stored in the RAM of the control unit 31.
ローカルマッチング処理では、まず、基準画像から抽出した肺野領域を、例えば、5mm角の矩形からなる小領域に分割する。
次いで、基準画像をP1、これと隣接するフレーム画像(撮影順が隣接するフレーム画像(即ち、時間的に隣接するフレーム画像。以下同様。))をP2とし、P2に、P1の各小領域の探索領域を設定する。ここで、P2の探索領域は、P1における各小領域における中心点の座標を(x,y)とすると、同一の中心点(x,y)をもち、P1の小領域よりも縦横の幅が大きくなるように設定する(例えば、1.5倍)。そして、P1の各領域毎に、P2の探索範囲で最もマッチング度合いが高くなる領域を求めることで、P1の各小領域に対するP2上での対応位置を算出する。マッチング度合いとしては、最小二乗法や相互相関係数を指標に用いる。そして、P2の肺野領域をP1の各小領域の対応位置で分割する。
次いで、P2を、新たにP1とみなし、新たなP1と隣接する次のフレーム画像を新たなP2とみなして、P1の各小領域におけるP2の対応位置を算出する。以上の処理を繰り返すことで、各フレーム画像の各小領域が隣接するフレーム画像のどの位置に対応するかが求まる。
なお、安静呼吸時のフレーム画像については、まず、基準画像をP1、安静呼吸時に肺野の面積が最大となる安静吸気位のフレーム画像をP2として上記ローカルマッチング処理及びワーピング処理を行い、次いで、安静吸気位のフレーム画像を新たにP1、これと隣接するフレーム画像を新たにP2として上記ローカルマッチング処理及びワーピング処理を行う。これにより、一連の撮影により得られた全てのフレーム画像の肺野領域を深呼吸時の最大吸気位のフレーム画像の肺野領域に位置合わせすることができる。求めた処理結果は、制御部31のRAMに記憶される。
In the local matching process, first, the lung field region extracted from the reference image is divided into small regions made of, for example, a 5 mm square.
Next, P1 is a reference image, and a frame image adjacent to the reference image is P2 (a frame image in which the shooting order is adjacent (that is, a frame image adjacent in time, the same applies hereinafter)), and P2 is set to each subregion of P1. Set the search area. Here, the search area of P2 has the same center point (x, y), and the vertical and horizontal widths are smaller than those of the small area of P1, where the coordinates of the center point in each small area of P1 are (x, y). Set to be large (for example, 1.5 times). Then, for each region of P1, a corresponding position on P2 for each small region of P1 is calculated by obtaining a region having the highest matching degree in the search range of P2. As the matching degree, the least square method or the cross correlation coefficient is used as an index. Then, the lung field area of P2 is divided at the corresponding position of each small area of P1.
Next, P2 is newly regarded as P1, the next frame image adjacent to the new P1 is regarded as new P2, and the corresponding position of P2 in each small region of P1 is calculated. By repeating the above processing, it is possible to determine which position in each adjacent frame image each small region of each frame image corresponds to.
For the frame image during rest breathing, first, the local matching process and the warping process are performed by setting the reference image as P1, the frame image in the resting inspiratory position where the area of the lung field is maximized during rest breathing, and then the warping process. The local matching process and the warping process are performed by setting P1 as the frame image at the rest inspiratory position and P2 as the frame image adjacent thereto. Thereby, the lung field regions of all the frame images obtained by the series of imaging can be aligned with the lung field region of the frame image at the maximum inspiratory position during deep breathing. The obtained processing result is stored in the RAM of the control unit 31.
次いで、ワーピング処理が行われる。具体的には、基準画像をP1、これと撮影順が隣接する(時間的に隣接する)フレーム画像をP2とし、上記ローカルマッチング処理で算出された隣接するフレーム画像間の各小領域の対応位置に基づいて、各小領域毎にP1からP2へのシフトベクトルを算出する。次いで、算出されたシフトベクトルを多項式でフィッティングして、この多項式を用いて各小領域における各画素のシフトベクトルを算出する。そして、算出された各画素のシフトベクトルに基づいて、ワーピング処理を行い、P2の各小領域内の各画素の位置をP1のフレーム画像の対応する画素の位置にシフトする。次いで、ワーピング処理されたP2を、新たにP1とみなし、新たなP1と隣接する次のフレーム画像を新たなP2とみなして、上記処理を行う。以上の処理を順次繰り返すことで、全てのフレーム画像の各小領域の位置を基準画像に略一致させることが可能となる。各フレーム画像間における小領域の位置の対応関係は、制御部31のRAMに記憶される。 Next, a warping process is performed. Specifically, P1 is a reference image, and P2 is a frame image in which the shooting order is adjacent (temporally adjacent), and the corresponding position of each small region between adjacent frame images calculated by the local matching process. Based on the above, a shift vector from P1 to P2 is calculated for each small region. Next, the calculated shift vector is fitted with a polynomial, and the shift vector of each pixel in each small region is calculated using this polynomial. Then, warping processing is performed based on the calculated shift vector of each pixel, and the position of each pixel in each small area of P2 is shifted to the position of the corresponding pixel in the frame image of P1. Next, the warping process P2 is newly regarded as P1, and the next frame image adjacent to the new P1 is regarded as a new P2, and the above process is performed. By sequentially repeating the above processing, the positions of the small areas of all the frame images can be substantially matched with the reference image. The correspondence of the position of the small area between the frame images is stored in the RAM of the control unit 31.
次いで、各フレーム画像の各小領域において平均信号値が算出され、この信号値に小領域内の信号値が置き換えられる(ステップS23)。 Next, an average signal value is calculated in each small region of each frame image, and the signal value in the small region is replaced with this signal value (step S23).
次いで、時間軸方向のローパスフィルタ処理が施される(ステップS24)。このローパスフィルタ処理は換気による信号値の時間変化を抽出するための処理であり、例えば、小領域毎に信号値の波形を作成し、安静呼吸画像群に対してはカットオフ周波数0.7Hz、深呼吸画像群に対してはカットオフ周波数0.5Hzでフィルタリングする。 Next, a low-pass filter process in the time axis direction is performed (step S24). This low-pass filter process is a process for extracting the time change of the signal value due to ventilation. For example, a waveform of the signal value is created for each small region, and a cut-off frequency of 0.7 Hz for a rest breathing image group, The deep breathing image group is filtered at a cutoff frequency of 0.5 Hz.
次いで、安静呼吸画像群と深呼吸画像群のそれぞれについて、安静呼吸時の信号波形の振幅値ANs及び深呼吸時の信号波形の振幅値ADsが算出される(ステップS25)。信号波形の振幅値は、各小領域毎に呼吸1サイクル中の最大信号値(極大値)と最小信号値(極小値)との差を算出することにより求めることができる。 Next, for each of the rest breathing image group and the deep breathing image group, the amplitude value ANs of the signal waveform during rest breathing and the amplitude value ADs of the signal waveform during deep breathing are calculated (step S25). The amplitude value of the signal waveform can be obtained by calculating the difference between the maximum signal value (maximum value) and the minimum signal value (minimum value) in one respiratory cycle for each small region.
ここで、呼吸1サイクルは、呼気期と吸気期により構成される。図5は、1つの呼吸サイクル(深呼吸時)において撮影された複数の時間位相T(T=t0〜t6)のフレーム画像を示す図である。図5に示すように、呼気期は、横隔膜が上がることによって肺から空気が排出され、肺野の領域が小さくなる。これに伴い、肺野の密度は増加するので、肺野を透過する放射線量及びこれを示す画像の信号値は減少する。最大呼気位では、横隔膜の位置が最も高い状態となる。吸気期は、横隔膜が下がることにより肺に空気が取り込まれ、図5に示すように胸郭中の肺野の領域が大きくなる。これに伴い、肺野の密度は減少するので、肺野を透過する放射線量及びこれを示す信号値は増加する。よって、深呼吸画像群の各小領域毎に、横軸を撮影開始からの経過時間、縦軸を画素の平均信号値とした座標平面を作成して、各フレーム画像の撮影開始からの経過時間とその小領域について算出された平均信号値が交わる点をプロットすると、図6(a)に示すように、最大吸気位を最大信号値、最大呼気位を最小信号値とする波形を得ることができる。この最大信号値と最小信号値との差が信号波形の振幅ADsであり、換気量に相当する。安静呼吸時の場合は、図6(b)に示すように、深呼吸時より周期及び振幅の短い波形を得ることができる。 Here, one respiratory cycle is composed of an expiration period and an inspiration period. FIG. 5 is a diagram showing frame images of a plurality of time phases T (T = t0 to t6) taken in one breathing cycle (during deep breathing). As shown in FIG. 5, during the expiration period, air is exhausted from the lungs by raising the diaphragm, and the area of the lung field is reduced. Along with this, the density of the lung field increases, so that the amount of radiation transmitted through the lung field and the signal value of the image indicating this decrease. At the maximum expiratory position, the diaphragm is in the highest position. During the inspiration period, air is taken into the lungs as the diaphragm descends, and the lung field region in the thorax increases as shown in FIG. Along with this, the density of the lung field decreases, so the amount of radiation transmitted through the lung field and the signal value indicating this increase. Therefore, for each small region of the deep breath image group, create a coordinate plane with the horizontal axis as the elapsed time from the start of imaging and the vertical axis as the average signal value of the pixels, and the elapsed time from the start of imaging of each frame image as When plotting the points where the average signal values calculated for the small area intersect, as shown in FIG. 6A, a waveform having the maximum inspiratory position as the maximum signal value and the maximum expiratory position as the minimum signal value can be obtained. . The difference between the maximum signal value and the minimum signal value is the amplitude ADs of the signal waveform, which corresponds to the ventilation volume. In the case of rest breathing, as shown in FIG. 6 (b), a waveform having a shorter cycle and amplitude than that during deep breathing can be obtained.
次いで、各小領域毎に、深呼吸時の信号波形の振幅値ADs及び安静呼吸時の信号波形の振幅値ANsに基づいて、安静呼吸時の呼吸の余力度合いを示す特徴量Cが算出される(ステップS26)。
特徴量Cは、以下の式(1)により求めることができる。
特徴量C=安静呼吸時の信号波形の振幅値ANs÷深呼吸時の信号波形の振幅値ADs・・・ (1)
換気機能が正常に機能している場合は、安静呼吸時に肺野の一部のみを使って呼吸ができるので、肺野全体を使って力一杯呼吸をする深呼吸時に比べて余力を残している。このとき、図7下段のグラフに示すように、深呼吸時の振幅ADsと安静呼吸時の振幅ANsとの差は大きい。即ち、特徴量Cの値は小さくなる。しかし、換気機能が正常に機能していない場合は、安静呼吸時であっても肺野全体の力を使って呼吸をしており、余力がない。このとき、図7上段のグラフに示すように、深呼吸時の振幅値ADsと安静呼吸時の振幅値ANsの差は小さく、特徴量Cの値は1に近くなる。
Next, for each small region, based on the amplitude value ADs of the signal waveform at the time of deep breathing and the amplitude value ANs of the signal waveform at the time of resting breathing, a feature amount C indicating the degree of remaining power during breathing is calculated ( Step S26).
The feature amount C can be obtained by the following equation (1).
Feature value C = Amplitude value ANs of signal waveform during rest breathing ÷ Amplitude value ADs of signal waveform during deep breathing (1)
When the ventilation function is functioning normally, breathing can be performed using only a part of the lung field during resting breathing, so that the remaining capacity remains compared to deep breathing where the entire lung field is used for full breathing. At this time, as shown in the lower graph of FIG. 7, the difference between the amplitude ADs during deep breathing and the amplitude ANs during rest breathing is large. That is, the value of the feature amount C becomes small. However, if the ventilation function is not functioning normally, even during resting breathing, breathing is performed using the power of the entire lung field, and there is no remaining power. At this time, as shown in the upper graph of FIG. 7, the difference between the amplitude value ADs during deep breathing and the amplitude value ANs during rest breathing is small, and the value of the feature amount C is close to 1.
各小領域の特徴量の算出が終了すると、表示部34に解析結果が表示される(ステップS27)。
図8に、ステップS27において表示部34に表示される解析結果画面341の一例を示す。図8に示すように、解析結果画面341には、各小領域を特徴量Cに応じた色(又は輝度)で表示した静止画像34aと、静止画像34aで表示されている色(又は輝度)と特徴量Cとの関係を示す表示34bとが表示される。静止画像は、ここでは基準画像が使用される。この表示により、医師は、安静呼吸時の換気機能に余力のない異常な箇所があるか否か、異常な箇所はどこであるか等を一瞥するだけで把握することができる。
When the calculation of the feature amount of each small region is completed, the analysis result is displayed on the display unit 34 (step S27).
FIG. 8 shows an example of the analysis result screen 341 displayed on the display unit 34 in step S27. As shown in FIG. 8, on the analysis result screen 341, a still image 34a in which each small area is displayed in a color (or luminance) corresponding to the feature amount C, and a color (or luminance) displayed in the still image 34a. And a display 34b showing the relationship between the feature amount C and the feature amount C. Here, the reference image is used as the still image. With this display, the doctor can grasp whether or not there is an abnormal part that has no surplus in the ventilation function during rest breathing, and only by glance at the abnormal part.
なお、ステップS27においては、小領域毎の特徴量の分布を示すヒストグラムを併せて表示することとしてもよい。
図9に、ステップS27において表示部34に表示される解析結果画面342の一例を示す。図9に示すように、解析結果画面342には、解析結果画面341と同様の静止画像34aと、表示34bのほか、各特徴量Cの頻度を示すヒストグラム34cが表示されている。ヒストグラム34cにより、医師は、正常な小領域、異常な小領域の肺野全体に占める割合や分布を大まかに把握することができる。
なお、静止画像34aとヒストグラム34cを並べても小領域とヒストグラム上の対応が一見してわかりにくい場合がある。そこで、操作部33によりヒストグラム上の点(例えば、特徴量が0〜0.2までの範囲を一括選択等、複数点でもよい)を選択すると、静止画像34aの選択した点に対応する領域(注目領域)のみを色づけして表示するようにしてもよい。このようにすれば、ヒストグラム上の点に対応する注目領域が肺野のどこに存在するのかを医師が一見して把握することが可能となる。
また、選択された点に対応する注目領域の肺野総面積に対する割合等を算出して表示してもよい。このようにすれば、医師は、例えば、余力のほとんどない異常個所が肺野全体のどのくらいの割合を占めるか等を定量的に把握することが可能となる。
In step S27, a histogram indicating the distribution of feature values for each small area may be displayed together.
FIG. 9 shows an example of the analysis result screen 342 displayed on the display unit 34 in step S27. As shown in FIG. 9, the analysis result screen 342 displays a histogram 34c indicating the frequency of each feature quantity C in addition to the still image 34a and the display 34b similar to the analysis result screen 341. The histogram 34c allows the doctor to roughly grasp the ratio and distribution of the normal small area and the abnormal small area in the entire lung field.
Even if the still image 34a and the histogram 34c are arranged, the correspondence between the small area and the histogram may be difficult to understand at a glance. Therefore, when a point on the histogram (for example, a plurality of points with a feature amount ranging from 0 to 0.2 may be selected at a plurality of points, for example) may be selected by the operation unit 33, an area corresponding to the selected point of the still image 34a ( Only the attention area) may be colored and displayed. This makes it possible for the doctor to grasp at a glance where the attention area corresponding to the point on the histogram exists in the lung field.
Further, the ratio or the like of the attention area corresponding to the selected point with respect to the total area of the lung field may be calculated and displayed. In this way, the doctor can quantitatively grasp, for example, how much of the whole lung field is occupied by an abnormal part having little surplus power.
また、解析結果画面341又は342に表示される静止画像34aにおいて、操作部33により小領域が選択された場合に、選択された小領域の換気機能の正常又は異常を判断して判断結果を解析結果画面341又は342に表示することとしてもよい。正常又は異常の判断は、特徴量Cを予め定められた閾値と比較することにより判断することができる。
ここで、一般的な成人の深呼吸時の換気量(肺活量)は、男性で3000〜4000mL、女性で2000〜3000mLである。一般的な成人の安静呼吸時の換気量は、約500mLである。よって、男性の安静呼吸時の換気量は深呼吸時の換気量の6〜8分の1、女性の安静呼吸時の換気量は深呼吸時の換気量の4〜6分の1である。そこで、本実施の形態においては、閾値を1/4(=0.25)とし、特徴量Cが0.25より大きい場合に異常、0.25以下の場合は正常と判断する。なお、一般的な深呼吸時の換気量と安静呼吸時の換気量は3次元の計測データで求めたものであるが、動態画像を解析することにより求められるのは2次元の計測データである。よって上記閾値は、仮のめやすであり、これに限定されるものではない。
In addition, in the still image 34a displayed on the analysis result screen 341 or 342, when a small area is selected by the operation unit 33, the determination result is analyzed by determining whether the ventilation function of the selected small area is normal or abnormal. It may be displayed on the result screen 341 or 342. The determination of normal or abnormal can be made by comparing the feature amount C with a predetermined threshold value.
Here, the ventilation volume (spiratory capacity) of a general adult during deep breathing is 3000 to 4000 mL for men and 2000 to 3000 mL for women. A typical adult's ventilation during rest breathing is about 500 mL. Therefore, the ventilation volume at the time of male rest breathing is 6 to 1/8 of the ventilation volume at the time of deep breathing, and the ventilation volume at the time of female rest breathing is 4 to 1/6 of the ventilation volume at the time of deep breathing. Therefore, in the present embodiment, the threshold is set to 1/4 (= 0.25), and it is determined that the characteristic amount C is abnormal when the characteristic amount C is larger than 0.25, and is normal when the characteristic amount C is 0.25 or less. In addition, although the ventilation volume at the time of a general deep breath and the ventilation volume at the time of rest breathing are calculated | required by three-dimensional measurement data, what is calculated | required by analyzing a dynamic image is two-dimensional measurement data. Therefore, the above threshold value is a temporary estimate and is not limited to this.
(変形例1)
上記実施の形態においては、安静呼吸及び深呼吸をそれぞれ動態撮影したが、深呼吸について最大吸気位のフレーム画像と最大呼気位のフレーム画像の2枚のみの撮影とすることで、例えば、各フレーム画像の照射放射線量を一定とする構成の撮影装置1を用いた場合に患者の被曝量の低減を図ることができる。安静呼吸における安静吸気位と安静呼気位は意図的に行うことはできないが、深呼吸においては、患者が最大限に息を吸い込んだときと最大限に息を吐き出したときを撮影することは可能である。そして、この最大吸気位のフレーム画像と最大呼気位のフレーム画像の2枚の画像の各小領域の信号値は、それぞれ深呼吸1サイクルにおける最大信号値と最小信号値に相当するので、患者の被曝量を抑えつつ、動態撮影を行ったときと同等の解析結果を得ることができる。
(Modification 1)
In the above embodiment, the resting breathing and the deep breathing were photographed dynamically, but for the deep breathing, by taking only two frames of the maximum inspiratory position frame image and the maximum expiratory position frame image, for example, each frame image When the imaging apparatus 1 having a configuration in which the radiation dose is constant is used, it is possible to reduce the exposure dose of the patient. While resting breathing and resting breathing positions cannot be intentionally performed in resting breathing, in deep breathing, it is possible to take a picture of when the patient breathes in and out as much as possible. is there. The signal values of the small regions of the two images, the maximum inspiratory frame image and the maximum expiratory frame image, correspond to the maximum signal value and the minimum signal value in one deep breath cycle, respectively. An analysis result equivalent to that when performing dynamic imaging can be obtained while suppressing the amount.
この場合、図2のステップS2においては、深呼吸を誘導して、最大吸気位と最大呼気位の2回の撮影のみが行われる。また、図4の画像解析処理においては、ステップS24のローパスフィルタ処理は安静呼吸画像群のみに行われる。深呼吸画像群については、2枚のフレーム画像しかないため、処理を行っても換気情報のみを抽出することが困難なためである。なお、深呼吸による信号変化に比べると血流による信号変化は小さいため、ローパスフィルタ処理を行わなくても処理に影響は少ないと考えられる。その他の処理は、上記実施の形態と同様である。 In this case, in step S2 of FIG. 2, deep breathing is induced, and only two imagings of the maximum inspiratory position and the maximum expiratory position are performed. In the image analysis process of FIG. 4, the low-pass filter process in step S24 is performed only on the resting breathing image group. This is because the deep breath image group has only two frame images, and it is difficult to extract only ventilation information even if processing is performed. In addition, since the signal change by a blood flow is small compared with the signal change by deep respiration, it is thought that there is little influence on a process even if it does not perform a low-pass filter process. Other processes are the same as those in the above embodiment.
(変形例2)
更に患者の被曝量を低減するため、深呼吸については最大吸気位のフレーム画像のみを撮影することとしてもよい。このようにすれば、患者の被曝量を更に低減することができる。
この場合、図2のステップS2においては、深呼吸を誘導して、最大吸気位の1回の撮影のみが行われる。また、図4の画像解析処理においては、ステップS24のローパスフィルタ処理は安静呼吸画像群のみに行われる。深呼吸画像については、1枚のフレーム画像しかないため、処理を行っても換気情報のみを抽出することが困難なためである。なお、深呼吸による信号変化に比べると血流による信号変化は小さいため、ローパスフィルタ処理を行わなくても処理に影響は少ないと考えられる。また、呼吸の余力度合いを示す特徴量(C2とする)は、以下の式(2)により求めることができる。
特徴量C2=安静呼吸時の信号波形の振幅値ANs÷(最大吸気位の信号値−安静呼気位の信号値)・・・(2)
即ち、最大呼気位のフレーム画像の信号値の代わりに、安静呼気位のフレーム画像の信号値を用いて、呼吸の換気機能の評価を示す特徴量C2を算出する。
ここで、(最大吸気位の信号値−最大呼気位の信号値)>(最大吸気位の信号値−安静呼気位の信号値)であるので、正常/異常を判断するための閾値は、式(1)で算出した特徴量Cに適用するものよりも大きくする必要があると考えられる。その他の処理は、上記実施の形態と同様である。
なお、この場合は下記の処理によっても呼吸余力度を示す特徴量(C3とする)を算出することが可能である。
安静呼吸画像群のなかから安静吸気位となるフレーム画像を抽出し、当該画像と深呼吸時の最大吸気位のフレーム画像とを用いて、それぞれのフレーム画像に対して、横軸を各検出器(画素)の示す出力値、縦軸をその出現度合いとするヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムの肺野領域部(直接照射領域及び未照射領域に対応する出力値を除く、ヒストグラムの中央部)の面積を算出し、特徴量C3=安静ヒストグラムの面積/深呼吸ヒストグラムの面積とすることも可能である。
(Modification 2)
Furthermore, in order to reduce the exposure dose of the patient, only the frame image at the maximum inspiratory position may be taken for deep breathing. In this way, the exposure dose of the patient can be further reduced.
In this case, in step S2 in FIG. 2, deep breathing is induced and only one imaging at the maximum inspiratory position is performed. In the image analysis process of FIG. 4, the low-pass filter process in step S24 is performed only on the resting breathing image group. This is because the deep breath image has only one frame image, and it is difficult to extract only ventilation information even if processing is performed. In addition, since the signal change by a blood flow is small compared with the signal change by deep respiration, it is thought that there is little influence on a process even if it does not perform a low-pass filter process. Further, the feature amount (referred to as C2) indicating the degree of remaining breathing power can be obtained by the following equation (2).
Feature value C2 = Amplitude value ANs of signal waveform during rest breath / (maximum inspiratory position signal value−rest expiratory signal value) (2)
That is, instead of the signal value of the frame image at the maximum expiratory position, the signal value of the frame image at the resting expiratory position is used to calculate the feature amount C2 indicating the evaluation of the respiratory ventilation function.
Here, since (maximum inspiratory position signal value−maximum expiratory signal value)> (maximum inspiratory position signal value−rest expiratory signal value), the threshold for determining normality / abnormality is an expression It is thought that it is necessary to make it larger than that applied to the feature amount C calculated in (1). Other processes are the same as those in the above embodiment.
In this case, it is possible to calculate a feature amount (referred to as C3) indicating the degree of remaining breathing ability by the following processing.
A frame image at a resting inspiratory position is extracted from a group of resting breathing images. Using the image and a frame image at the maximum inspiratory position during deep breathing, the horizontal axis represents each detector ( The output value indicated by (pixel) and a histogram with the vertical axis representing its appearance are generated, and the area of the lung field area (the central part of the histogram excluding output values corresponding to the direct irradiation area and the non-irradiation area) of the histogram It is also possible to calculate the feature amount C3 = area of rest histogram / area of deep breath histogram.
以上説明したように、胸部診断支援システム100によれば、撮影装置1及び撮影用コンソール2により胸部の安静呼吸時の動態を1サイクル以上撮影して一連のフレーム画像を生成するとともに、胸部の深呼吸時に撮影を行って少なくとも最大吸気位のフレーム画像を含む一以上のフレーム画像を生成し、診断用コンソール3において安静呼吸時の胸部動態を示す一連のフレーム画像と、深呼吸時の少なくとも最大吸気位に相当するフレーム画像を含む一以上のフレーム画像とに基づいて、胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出し出力する。 As described above, according to the chest diagnosis support system 100, the imaging device 1 and the imaging console 2 capture one cycle or more of the dynamics of the chest during rest breathing to generate a series of frame images and deep chest breathing. Occasionally, one or more frame images including at least the maximum inspiratory position frame image are generated and a series of frame images showing the chest dynamics during rest breathing in the diagnostic console 3 and at least the maximum inspiratory position during deep breathing Based on one or more frame images including the corresponding frame image, a feature amount indicating the degree of remaining power during rest breathing of the chest is calculated and output.
従って、安静呼吸時と深呼吸時の比較に基づいて安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出するので、従来の、安静呼吸又は深呼吸時の何れかに撮影した画像を解析する手法では異常と判断されなかった、安静呼吸時に余力のない異常についての診断支援情報を提供することが可能となる。 Therefore, since the feature quantity indicating the degree of remaining power during rest breathing is calculated based on the comparison between rest breathing and deep breathing, the conventional method of analyzing images taken during rest breathing or deep breathing is abnormal. It is possible to provide diagnosis support information for an abnormality that has not been determined and has no power during rest breathing.
撮影時には、安静呼吸時及び深呼吸時に動態画像を行い、得られた一連のフレーム画像に基づいて安静呼吸時の余力を示す特徴量を算出することで、精度良く特徴量を算出して診断支援情報として提供することが可能となる。 During shooting, dynamic images are taken during rest breathing and deep breathing, and feature quantities indicating the remaining power during rest breathing are calculated based on a series of obtained frame images. It becomes possible to provide as.
また、深呼吸時の撮影を最大呼気位及び最大吸気位の2回の撮影のみとすることで、動態画像1フレーム画像あたりに照射する放射線量が一定の撮影装置を用いる場合に、患者の被曝量を低減することが可能となる。
更に、深呼吸時の撮影を最大吸気位の1回の撮影のみとすることで、患者の被曝を更に低減することが可能となる。
Further, by taking only two images of the maximum expiratory position and the maximum inspiratory position during the deep breathing, the exposure dose of the patient can be obtained when using a photographing apparatus with a constant radiation dose per frame image of the dynamic image. Can be reduced.
Furthermore, the exposure of the patient can be further reduced by performing imaging during deep breathing only for one imaging at the maximum inspiratory position.
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ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。
In addition, the said embodiment is a suitable example of this invention, and is not limited to this.
For example, in the above description, an example in which a hard disk, a semiconductor nonvolatile memory, or the like is used as a computer-readable medium of the program according to the present invention is disclosed, but the present invention is not limited to this example. As another computer-readable medium, a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. Further, a carrier wave is also applied as a medium for providing program data according to the present invention via a communication line.
その他、胸部診断支援システム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 chest diagnosis support system 100 can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
100 胸部診断支援システム
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Chest diagnosis support 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 Diagnosis console 31 Control unit 32 Storage unit 33 Operation unit 34 Display unit 35 Communication unit 36 Bus
Claims (5)
前記撮影手段により前記胸部の深呼吸時に撮影を行って少なくとも最大吸気位のフレーム画像を含む一以上のフレーム画像を生成する深呼吸撮影工程と、
前記安静呼吸撮影工程で得られた一連のフレーム画像に基づいて、前記胸部の安静呼吸に係る特徴量を算出する第一工程と、
前記深呼吸撮影工程で得られた一以上のフレーム画像に基づいて、前記胸部の深呼吸に係る特徴量を算出する第二工程と、
前記第一工程及び前記第二工程で算出された2つの特徴量の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する算出工程と、
を含む胸部診断支援情報生成方法。 A resting breathing imaging step of capturing a series of frame images by capturing at least one cycle of dynamics during resting breathing of the chest by imaging means;
A deep breath imaging step of capturing one or more frame images including a frame image of at least a maximum inspiratory position by performing imaging during the deep breathing of the chest by the imaging unit;
Based on a series of frame images obtained in the rest breathing imaging step, a first step of calculating a feature amount related to the rest breathing of the chest,
Based on one or more frame images obtained in the deep breath imaging step, a second step of calculating a feature amount related to deep breathing of the chest,
Based on the ratio of the two feature quantities calculated in the first step and the second step, a calculation step for calculating a feature amount indicating a remaining power level during rest breathing of the chest,
A method of generating support information for chest diagnosis including
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた一以上のフレーム画像に基づいて、前記胸部の深呼吸時の信号波形の振幅値を算出し、
前記算出工程は、前記第一工程で算出された安静呼吸時の信号波形の振幅値と前記第二工程で算出された深呼吸時の信号波形の振幅値の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する請求項1に記載の胸部診断支援情報生成方法。 The first step calculates an amplitude value of a signal waveform at rest of the chest based on a series of frame images obtained in the rest breathing imaging step,
The second step calculates an amplitude value of a signal waveform during deep breathing of the chest based on one or more frame images obtained in the deep breath imaging step,
The calculating step is based on the ratio of the amplitude value of the signal waveform during rest breathing calculated in the first step and the amplitude value of the signal waveform during deep breathing calculated in the second step. The chest diagnosis support information generation method according to claim 1, wherein a feature amount indicating a degree of remaining power is calculated.
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた最大吸気位に相当するフレーム画像と最大呼気位に相当するフレーム画像とに基づいて、前記胸部の深呼吸時に係る特徴量を算出する請求項1又は2に記載の胸部診断支援情報生成方法。 In the deep breath imaging step, the imaging means performs imaging of the maximum inspiratory position and the maximum expiratory position during deep breathing of the chest, and a frame image corresponding to the maximum inspiratory position of the chest and two sheets corresponding to the maximum expiratory position. Generate a frame image,
2. The second step calculates a feature amount during deep breathing of the chest based on a frame image corresponding to the maximum inspiratory position and a frame image corresponding to the maximum expiratory position obtained in the deep breath imaging step. Or the method for generating support information for chest diagnosis according to 2;
前記第二工程は、前記深呼吸撮影工程で得られた最大吸気位に相当するフレーム画像と前記安静呼吸撮影工程で得られた安静呼気位に相当するフレーム画像とに基づいて、前記胸部の深呼吸時に係る特徴量を算出する請求項1又は2に記載の胸部診断支援情報生成方法。 The deep breath imaging step performs imaging of only the maximum inspiratory position during deep breathing of the chest by the imaging means, and generates a single frame image corresponding to the maximum inspiratory position of the chest,
The second step is based on a frame image corresponding to the maximum inspiratory position obtained in the deep breathing imaging step and a frame image corresponding to the resting expiratory position obtained in the resting breathing imaging step, during deep breathing of the chest The chest diagnosis support information generation method according to claim 1, wherein the feature amount is calculated .
前記撮影工程で得られた前記胸部の安静呼吸及び深呼吸のそれぞれの一連のフレーム画像群に基づいて、前記胸部の安静呼吸に係る特徴量及び深呼吸に係る特徴量を算出する工程と、Based on a series of frame images of each of the chest rest breath and deep breath obtained in the imaging step, calculating a feature amount related to the chest rest breath and a feature amount related to the deep breath;
前記算出された前記胸部の安静呼吸に係る特徴量及び深呼吸に係る特徴量の比に基づいて、前記胸部の安静呼吸時の余力度合いを示す特徴量を算出する工程と、Calculating a feature amount indicating a degree of remaining power during rest breathing of the chest, based on a ratio of the calculated feature amount relating to the rest breathing of the chest and a feature amount relating to deep breathing;
を含む胸部診断支援情報生成方法。A method of generating support information for chest diagnosis including
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