JP7047806B2 - Dynamic analysis device, dynamic analysis system, dynamic analysis program and dynamic analysis method - Google Patents

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

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 relating 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Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-43894

ところで、呼吸機能には、肺実質、気道、血管、筋肉、骨性胸郭などの多くの構造物の動きが寄与しており、これらの構造物は呼吸に伴って動くため、これらの構造物間の動き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は、骨の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ものであり、この画像を観察しても時系列での構造物間の動きの関係を捉えることができない。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 many structures such as lung parenchyma, airway, blood vessel, muscle, and osseous thorax contributes to the respiratory function, and since these structures move with breathing, between these structures. It is effective to grasp the relationship of the movements in time series for diagnosing the state of respiratory function (normal / abnormal, degree of disease, etc.). However, Patent Document 1 generates an image in which a bone movement vector or a movement amount map is superimposed on one X-ray still image, and even if this image is observed, the structures between structures in time series are generated. I can't grasp the relationship between movements. Therefore, it was insufficient to grasp the state of respiratory function.

本発明の課題は、胸部動態画像から呼吸に伴う構造物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 structures accompanying respiration from a chest dynamic image in chronological order.

上記課題を解決するため、本発明の動態解析装置は、
被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する設定手段と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する算出手段と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に表示する表示手段と、
を備える。
In order to solve the above problems, the dynamic analysis device of the present invention is used.
The first measurement target point and the first measurement target point and the first on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. Setting means for setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . A calculation means for calculating a second time-series data including one,
A display means for displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data in a comparable manner.
To prepare for.

また、本発明の動態解析システムは、Further, the dynamic analysis system of the present invention is used.
前記動態画像を取得する撮影装置と、An imaging device that acquires the dynamic image, and
請求項1~7のいずれか一項に記載の動態解析装置と、The dynamic analysis apparatus according to any one of claims 1 to 7.
を備える。To prepare for.

また、本発明の動態解析プログラムは、
コンピュータに、
被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する第1の処理と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する第2の処理と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に前記コンピュータに表示する第3の処理と、
を実行させる。
Further, the dynamic analysis program of the present invention is
On the computer
The first measurement target point and the first measurement target point and the first on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. The first process of setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . The second process of calculating the second time-series data including one, and
A third process of displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data on the computer in a comparable manner.
To execute.

また、本発明の動態解析方法は、
被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する第1の工程と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する第2の工程と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に表示手段に表示する第3の工程と、
を備える。
Further, the dynamic analysis method of the present invention is:
A first measurement target point and a first measurement target point and a first structure on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. The first step of setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . The second step of calculating the second time-series data including one, and
A third step of displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data on the display means in a comparable manner.
To prepare for.

本発明によれば、胸部動態画像から呼吸に伴う構造物の動きの関係を時系列に捉えることができるので、呼吸機能の状態を把握することが可能となる。 According to the present invention, since the relationship between the movements of the structures accompanying respiration can be grasped in chronological order 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 which is 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. 計測点の設定例を示す図である。It is a figure which shows the setting example of the 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 the movement direction. (a)は、符号なしの移動量の時間変化を表すグラフ、(b)は、符号付きの移動量の時間変化を表すグラフ、(c)は、符号付きの累積移動量の時間変化を表すグラフである。(A) is a graph showing a time change of an unsigned movement amount, (b) is a graph showing a time change of a signed movement amount, and (c) is a graph showing a time change of a signed cumulative movement amount. It is a graph. 移動方向に基づく符号の割り当ての一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the assignment of the code based on the movement direction. 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 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. (a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、横隔膜の外側と内側の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、横隔膜の外側と内側の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフである。(A) is a graph showing the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at two points on the outside and the inside of the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory normal person. b) is a graph showing the amount of movement of each measurement point in chronological order when measurement points are set at two points on the outside and inside of the diaphragm with respect to a chest dynamic image of a patient with a respiratory disease. .. (a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して外胸郭の上、下の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、外胸郭の上、下の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフである。(A) is a graph showing the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at the upper and lower points of the outer thoracic cavity with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory normal person. b) is a graph showing the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at the upper and lower points of the outer thoracic on the chest dynamic image of a certain respiratory disease patient. be. (a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、肋骨上と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の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、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、肋骨上と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の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。(A) is a graph showing the movement directions of the measurement points in chronological order when the measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory normal person. b) is a graph showing the movement directions of the measurement points in chronological order when the measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory disease patient. .. (a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、肋骨上と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、肋骨上と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフである。(A) is a graph showing the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory normal person. b) is a graph showing the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory disease patient. .. (a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、肺野領域重心と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフ、(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、肺野領域重心と横隔膜上の2点に計測点を設定した場合の各計測点の移動量を時系列に並べて示したグラフである。(A) is a graph showing the amount of movement of each measurement point in chronological order when measurement points are set at two points on the lung field region center of gravity and the diaphragm with respect to a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. , (B) show the movement amount of each measurement point in chronological order when the measurement points are set at two points on the lung field region center of gravity and the diaphragm with respect to the chest dynamic image of a certain respiratory disease patient. It is a graph. (a)は、トラッキングするフレーム画像間隔をフレーム画像ごととした場合を模式的に示す図、(b)は、トラッキングするフレーム画像間隔を4とした場合を模式的に示す図である。(A) is a diagram schematically showing the case where the tracking frame image interval is set to each frame image, and (b) is a diagram schematically showing the case where the tracking frame image interval is set to 4. 動態画像が三次元画像の場合のグラフの表示例を示す図である。It is a figure which shows the display example of the graph when the dynamic image is a three-dimensional image. 領域の追跡手法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the area tracking method. 計測対象として領域を設定した場合のグラフの表示例を示す図である。It is a figure which shows the display example of the graph when the area is set as a measurement target.

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。
[Structure of dynamic analysis system 100]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows the overall configuration of the dynamic analysis system 100 in this 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), for example, morphological changes of lung expansion and contraction accompanying respiratory movements, heart beats, and the like. In dynamic imaging, 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 radiography console 2 and controls the radioactivity source 11 based on the radiation irradiation conditions input from the radiography console 2 to perform radiography. The radiation irradiation conditions input from the shooting console 2 are, for example, pulse rate, pulse width, pulse interval, number of shooting frames per shooting, 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 the same as 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, and detects radiation emitted from a radiation source 11 and transmitted through at least the subject M at a predetermined position on the substrate according to its intensity, and the detected radiation is 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, for example, a switching unit such as a TFT (Thin Film Transistor). The FPD has an indirect conversion type in which X-rays are converted into an electric signal by a photoelectric conversion element via a scintillator and a direct conversion type in which X-rays are directly converted 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 read 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, and 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 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。 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 also captures a dynamic image acquired by the imaging device 1 as a camera operator. 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 and expands them in the RAM in response to the operation of the operation unit 23, and performs the shooting control processing described later according to the expanded program. Various processes such as the above are executed, and the operation of each part of the photographing console 2 and the irradiation operation and the reading operation of the photographing apparatus 1 are centrally controlled.

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 required for processing by various programs and programs executed by the control unit 21. For example, the storage unit 22 stores a program for executing the shooting control process shown in FIG. Further, 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 an instruction signal input by key operation on the keyboard or mouse operation. Output to 21. Further, the operation unit 23 may be provided with a touch panel on the display screen of the display unit 24, and in this case, the instruction signal input via the touch panel is output 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 the instruction of the display signal input from the control unit 21. 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、処理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 and expands them in the RAM in response to the operation of the operation unit 33, and performs image analysis described later according to the expanded program. 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, a calculation means, and a processing 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 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 instructions 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 cooperation with the program stored in the control unit 21 and 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 operation unit 23 of the imaging console 2 is operated by the photographing operator, 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 out 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 subject (subject M) is instructed to take a resting breath. 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 to be photographed is the number of sheets that can be photographed for 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 a number (frame number) indicating the shooting order (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 is assigned to each of the series of frame images acquired by the dynamic shooting. , 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 is 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 cooperation 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呼吸に伴って動く一又は複数の構造物上に、複数の計測点が設定される(ステップS12)。
ステップS12においては、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計測点を設定してもよい。
または、制御部31が自動的に予め定められた一又は複数の構造物を抽出し、抽出した一又は複数の構造物上の、予め定められた複数の特徴点に計測点を設定してもよい。構造物の抽出は、公知のいずれの手法を用いてもよい。例えば、テンプレートマッチング、グラフカット等の領域分割アルゴリズムや、ニューラルネットワーク、特徴量抽出とクラスタリング等の機械学習を用いて行うことができる。
Next, a plurality of measurement points are set on one or a plurality of structures that move with the respiration of the nth frame image (step S12).
In step S12, the first frame image may be displayed on the display unit 34, and a plurality of measurement points may be set by the operation of the operation unit 33 by the user.
Alternatively, the control unit 31 may automatically extract one or a plurality of predetermined structures and set measurement points at a plurality of predetermined feature points on the extracted one or a plurality of structures. good. Any known method may be used for extracting the structure. For example, it can be performed by using a region partitioning algorithm such as template matching or graph cutting, or machine learning such as neural network, feature extraction and clustering.

図4(a)~(d)に、ステップS12における計測点の設定例を示す。例えば、図4(a)に示す横隔膜の外側、内側、図4(b)に示す胸郭の上下等、同一構造物上に複数の計測点を設定してもよいし、図4(c)に示す肋骨と横隔膜、図4(d)に示す肺野領域の重心と横隔膜のように、異なる複数の構造物に1点ずつ複数の計測点を設定してもよい。 FIGS. 4A to 4D show an example of setting measurement points in step S12. For example, a plurality of measurement points may be set on the same structure such as the outside and the inside of the diaphragm shown in FIG. 4 (a) and the upper and lower sides of the rib cage shown in FIG. 4 (b). A plurality of measurement points may be set for each of a plurality of different structures, such as the ribs and the diaphragm shown, and the center of gravity and the diaphragm of the lung field region shown in FIG. 4 (d).

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。 In this 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 frame 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 point corresponding to each measurement point is 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.

なお、トラッキングするフレーム画像には、予め鮮鋭化処理、平滑化処理、ダイナミックレンジ圧縮処理のいずれかを実施した画像としてもよい。これらの処理を事前に施しておくことで、計測構造物が明確になりトラッキングしやすくなる。 The frame image to be tracked may be an image that has been subjected to any of sharpening processing, smoothing processing, and dynamic range compression processing in advance. By performing these processes in advance, the measurement structure becomes clear and easy to track.

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.

なお、移動量は、図6(a)に示すように、計測点の移動方向を加味せず、単純に動いた距離を移動量として算出してもよいし、図6(b)に示すように、移動方向によって+、-の符号をつけて算出してもよい。符号は、例えば、図7に示すように、肺の内側方向への移動を-、外側方向への移動を+とする、上方向への移動を-、下方向への移動を+とする等、予め基準を定めておくことができる。また、図6(c)に示すように、移動量として累積移動量を算出してもよい。累積移動量についても、単純に動いた量を累積してもよいし、移動方向によって+、-の符号を加味した移動量を累積してもよい。 As shown in FIG. 6 (a), the movement amount may be calculated simply by using the distance moved without taking into account the movement direction of the measurement point, or as shown in FIG. 6 (b). May be calculated by adding + and-signs depending on the moving direction. The reference numerals are, for example, as shown in FIG. 7, that the inward movement of the lung is-, the outward movement is +, the upward movement is-, the downward movement is +, and the like. , Standards can be set in advance. Further, as shown in FIG. 6 (c), the cumulative movement amount may be calculated as the movement amount. As for the cumulative movement amount, the movement amount may be simply accumulated, or the movement amount including the + and-signs depending on the movement direction may be accumulated.

次いで、算出された各計測点の移動量及び/又は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 synchrony 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 synchrony 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 of time series data and the degree of cosine similarity 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8(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8(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. 8A).
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 the pixel values of each pixel, and a region having a signal higher than this threshold value is primarily 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. can.
(2) Calculate the highest and lowest positions of the diaphragm.
(3) Calculate the differential value of (1) (see FIG. 8 (b)).
(4) Regarding the expiratory phase, the first inflection point (point with a differential value of 0) where the differential value becomes “+” → “-” after the highest frame image is set as the “expiratory phase start”, and the expiratory phase starts. The inflection point where "-" → "+" is changed first is called "expiration 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、胸部動態画像の任意のフレーム画像の呼吸に伴って動く一又は複数の構造物上に設定された複数の計測点を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、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呼吸に伴って動く一の構造物の異なる複数の位置の動きの関係又は複数の構造物間の動きの関係を時系列に捉えることができるので、胸部動態画像から呼吸機能の状態(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 processing, a plurality of measurement points set on one or a plurality of structures that move with respiration of an arbitrary frame image of the chest dynamic image are framed in the same section of the chest dynamic image. Tracking is performed on the image, a plurality of tracking points corresponding to each of the plurality of measurement points are acquired in the time direction, and the movement amount and / or the movement direction from the tracking points adjacent to the time direction is calculated for each acquired tracking point. Therefore, time-series data of the movement amount and / or the movement direction of a plurality of measurement points is acquired.
Therefore, a user such as a doctor can grasp the relationship between the movements of one structure moving with breathing at different positions or the relationship between the movements between the plurality of structures in a time series in the chest dynamic image. It is possible to grasp the state of respiratory function (normal / abnormal, degree of disease, etc.) from the chest dynamic image. 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 planning 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。 Further, the movement amount and / or the calculation result (time series data) of the movement amount and / or the movement direction 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。 Here, an example of the calculation result (graph, index value indicating synchrony) displayed by the image analysis process will be described with reference to a specific example.

(具体例1)
呼吸正常者は、横隔膜の外側と内側の移動量が同期するという傾向がある。呼吸疾患患者は、横隔膜の外側と内側の移動量が同期しないという傾向がある。
図9(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図4(a)に示す横隔膜の外側と内側の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図9(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、図4(a)に示す横隔膜の外側と内側の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図9(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横隔膜の外側と内側の移動量を解析すると、呼吸正常者の同期性は高く、呼吸器疾患患者の同期性はそれよりも低いという結果が得られる。
(Specific example 1)
People with normal breathing tend to have synchronized movements on the outside and inside of the diaphragm. Patients with respiratory illness tend to have out-of-sync movements on the outside and inside of the diaphragm.
9 (a) shows an image analysis process of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the outside and inside of the diaphragm shown in FIG. 4 (a) with respect to a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a graph which showed the movement amount of each measurement point arranged in chronological order, and the figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchrony. 9 (b) is an image analysis of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the outside and the inside of the diaphragm shown in FIG. 4 (a) with respect to a chest dynamic image of a patient with a respiratory disease. It is a figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism, and the graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by the process side by side in time series. As shown in FIGS. 9A and 9B, when the amount of movement of the outside and the inside of the diaphragm of the respiratory normal person is analyzed by the above image analysis processing, the synchronization of the respiratory normal person is high and the synchronization of the respiratory disease patient. The result is that the sex is lower than that.

(具体例2)
呼吸正常者は、外胸郭の上、下の移動量が同期するという傾向がある。呼吸疾患患者は、外胸郭の上、下の移動量が同期しないという傾向がある。
図10(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図4(b)に示す外胸郭の上、下の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図10(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、図4(b)に示す外胸郭の上、下の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。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外胸郭の上、下の移動量を解析すると、呼吸正常者の同期性は高く、呼吸器疾患患者の同期性はそれよりも低いという結果が得られる。
(Specific example 2)
People with normal breathing tend to have synchronized movements above and below the external thorax. Patients with respiratory illness tend to have unsynchronized movements above and below the external thorax.
FIG. 10 (a) shows an image analysis of FIG. 3 when measurement points are set at two points above and below the external thoracic cavity shown in FIG. 4 (b) with respect to a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism, and the graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by the process side by side in time series. FIG. 10 (b) is an image of FIG. 3 when measurement points are set at two points above and below the external thorax shown in FIG. 4 (b) with respect to a chest dynamic image of a patient with a respiratory disease. It is a graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by an analysis process side by side in time series, and the figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism. As shown in FIGS. 10A and 10B, when the amount of movement above and below the outer thorax of a normal respiratory person is analyzed by the above image analysis processing, the synchronization of the normal respiratory person is high, and the respiratory disease patient has a high degree of synchronization. The result is that the synchrony is lower than that.

(具体例3)
呼吸正常者は、肋骨と横隔膜の移動方向が同期するという傾向がある。呼吸疾患患者は、肋骨と横隔膜の移動方向が同期しないという傾向がある。
図11(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図4(c)に示す肋骨上と横隔膜上の2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(角度)を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図11(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、図4(c)に示す肋骨上と横隔膜上の2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(角度)を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図11(a)、(b)に示すように、上記画像解析処理により呼吸正常者の肋骨と横隔膜の移動方向を解析すると、呼吸正常者の同期性は高く、呼吸器疾患患者の同期性はそれよりも低いという結果が得られる。
(Specific example 3)
People with normal breathing tend to move in the same direction as the ribs and diaphragm. Patients with respiratory illness tend to be out of sync with the direction of movement of the ribs and diaphragm.
FIG. 11A shows an image analysis process of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm shown in FIG. 4C for a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a graph which showed the moving direction (angle) of each measurement point arranged in chronological order, and the figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism. FIG. 11B shows an image analysis of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm shown in FIG. 4C for a chest dynamic image of a patient with a respiratory disease. It is a graph which showed the movement direction (angle) of each measurement point calculated by processing arranged in time series, and is the figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism. As shown in FIGS. 11A and 11B, when the movement directions of the ribs and the diaphragm of the respiratory normal person are analyzed by the above image analysis processing, the synchronization of the respiratory normal person is high and the synchronization of the respiratory disease patient is high. The result is lower than that.

(具体例4)
呼吸正常者は、肋骨と横隔膜の移動量が同期するという傾向がある。呼吸疾患患者は、肋骨と横隔膜の移動量が同期しないという傾向がある。
図12(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図4(c)に示す肋骨上と横隔膜上の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図12(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、図4(c)に示す肋骨上と横隔膜上の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図12(a)、(b)に示すように、上記画像解析処理により呼吸正常者の肋骨と横隔膜の移動量を解析すると、呼吸正常者の同期性は高く、呼吸器疾患患者の同期性はそれよりも低いという結果が得られる。
(Specific example 4)
People with normal breathing tend to have synchronized movements of the ribs and diaphragm. Patients with respiratory illness tend to have out-of-sync rib and diaphragm movements.
FIG. 12A shows an image analysis process of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm shown in FIG. 4C for a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a figure which showed the calculation result of the index value which shows the synchrony, and the graph which showed the movement amount of each measurement point arranged in chronological order. FIG. 12 (b) is an image analysis of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the ribs and the diaphragm shown in FIG. 4 (c) with respect to a chest dynamic image of a patient with a respiratory disease. It is a figure which showed the calculation result of the index value which shows the synchronism, and the graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by processing side by side in time series. As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), when the amount of movement of the ribs and the diaphragm of the respiratory normal person is analyzed by the above image analysis processing, the synchronization of the respiratory normal person is high and the synchronization of the respiratory disease patient is high. The result is lower than that.

(具体例5)
呼吸正常者は、肺野領域重心と横隔膜の移動量及び移動方向が同期するという傾向がある。呼吸疾患患者は、肺野領域重心と横隔膜の移動量及び移動方向が同期しないという傾向がある。
図13(a)は、或る呼吸正常者の胸部動態画像に対して、図4(d)に示す肺野領域重心と横隔膜上の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図13(b)は、或る呼吸器疾患患者の胸部動態画像に対して、図4(d)に示す肺野領域重心と横隔膜上の2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量を時系列に並べて示したグラフ及び同期性を示す指標値の算出結果を示す図である。図13(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肺野領域重心と横隔膜の移動量を解析すると、呼吸正常者の同期性は高く、呼吸器疾患患者の同期性はそれよりも低いという結果が得られる。
(Specific example 5)
People with normal breathing tend to have the center of gravity of the lung field region synchronized with the amount and direction of movement of the diaphragm. Patients with respiratory diseases tend to have a dissynchronization between the center of gravity of the lung field region and the amount and direction of movement of the diaphragm.
FIG. 13 (a) is an image of FIG. 3 when measurement points are set at two points on the center of gravity of the lung field region and the diaphragm shown in FIG. 4 (d) with respect to a chest dynamic image of a certain respiratory normal person. It is a graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by an analysis process side by side in time series, and the figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism. FIG. 13 (b) shows the chest dynamic image of a patient with a respiratory disease in the case where measurement points are set at two points on the center of gravity of the lung field region and the diaphragm shown in FIG. 4 (d). It is a graph which showed the movement amount of each measurement point calculated by an image analysis process arranged in a time series, and is a figure which shows the calculation result of the index value which shows the synchronism. As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), when the amount of movement of the center of gravity of the lung field region and the diaphragm of the respiratory normal person is analyzed by the above image analysis processing, the synchronization of the respiratory normal person is high, and the respiratory disease patient The result is that the synchrony is lower than that.

すなわち、(具体例1)~(具体例5)に示すように、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、呼吸に伴って動く一又は複数の構造物上に設定した複数の計測点の移動量又は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量又は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、被検者の呼吸機能が正常か異常か等を把握することが可能となる。 That is, as shown in (Specific Example 1) to (Specific Example 5), one or a plurality of structures that move with respiration, which are obtained by analyzing the chest dynamic image of the subject by the above image analysis process. By observing the graph showing the movement amount or movement direction of the plurality of measurement points set above in chronological order, and the index value showing the movement amount or movement direction synchronization of the plurality of measurement points, the user can receive the image. It is possible to grasp whether the examiner's respiratory function is normal or abnormal.

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, it is decided to acquire time-series data by tracking a plurality of measurement points from the frame image of the entire section of the chest dynamic image, 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、図14(a)に示すように、上記実施形態では、フレーム画像ごとに計測点をトラッキングして移動量及び/又は移動方向を算出して時系列データとして記録する場合を例にとり説明したが、図14(b)に示すように、計測点をトラッキングして移動量及び/又は移動方向を算出するフレーム画像の間隔は、これに限定されず、nフレーム(n≧2)ごととしてもよい。これにより、解析の処理時間を短縮することができる。
なお、計測点の移動量及び/又は移動方向を算出するフレーム画像の間隔は、ユーザーの操作部33の操作により任意に設定可能とすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 14A, in the above embodiment, a case where the measurement points are tracked for each frame image, the movement amount and / or the movement direction is calculated, and recorded as time-series data has been described as an example. However, as shown in FIG. 14 (b), the interval of the frame image for tracking the measurement point and calculating the movement amount and / or the movement direction is not limited to this, and may be every n frames (n ≧ 2). good. As a result, the analysis processing time can be shortened.
It is preferable that the interval between the frame images for calculating the movement amount and / or the movement direction of the measurement point can be arbitrarily set by the operation of the operation unit 33 of the user.

また、上記実施形態では、動態画像の各フレーム画像が二次元画像である場合を例にとり説明したが、例えば、ダイナミックCTで得られた動態画像のように、三次元画像であってもよい。
三次元画像である場合のトラッキングの手法は、二次元画像である場合と略同様である。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ボクセル(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ボクセル)を中心とするM×N×O画素(M、N、Oは正の整数、例えば、3×3×3)からなるエリアに探索エリアが設定され、探索エリア内でボクセル値がn-1番目のフレーム画像で追跡点として抽出されたボクセルのボクセル値に最も近いボクセルが追跡点として抽出される。
三次元空間上での計測点の移動量及び/又は移動方向をグラフ表示する際には、図15(a)~(c)に示すように、各計測点の移動量及び/又は移動方向の時系列変化(図15においてA、Bで示す)をxy平面上、yz平面上、xz平面上の2次元に射影してグラフ表示すればよい。
Further, in the above embodiment, the case where each frame image of the dynamic image is a two-dimensional image has been described as an example, but for example, a three-dimensional image may be used as in the dynamic image obtained by dynamic CT.
The tracking method in the case of a three-dimensional image is substantially the same as in the case of a two-dimensional image. For example, in the nth frame image, the voxel extracted as the tracking point in the n-1st frame image (in the case of n = 2, the voxel 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 × O pixels (M, N, O are positive integers, for example, 3 × 3 × 3), and the voxel value is the n-1th frame in the search area. The voxel closest to the voxel value of the voxel extracted as the tracking point in the image is extracted as the tracking point.
When displaying the movement amount and / or the movement direction of the measurement points in the three-dimensional space in a graph, as shown in FIGS. 15A to 15C, the movement amount and / or the movement direction of each measurement point is The time-series changes (indicated by A and B in FIG. 15) may be projected onto the xy plane, the yz plane, and the xz plane in two dimensions and displayed as a graph.

また、上記実施形態においては、複数の計測点を設定してトラッキングし、移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得してグラフ化する例について説明したが、複数の計測対象の領域を設定してトラッキングし、各領域の移動量及び/又は移動方向の時系列データを取得してグラフ化してもよい。これにより、領域単位での動きを捉えることが可能となる。
領域を指定した場合は、図16に示すように、設定された領域の輪郭上の各点において移動量及び/又は移動方向を算出すればよい。算出手法は、上述の計測点の場合と同様である。また、領域を設定した場合のグラフは、図17(a)に示すように、各領域に設定した全点の移動量又は移動方向の時系列データ(例えば、領域Aの点1~3、領域Bの点1~3)を1つのグラフ上に表してもよいし、図17(b)に示すように、フレーム画像ごとに、各領域に設定した全点の移動量又は移動方向の代表値を求め、領域ごとに代表値の時系列データをグラフ化してもよい。また、複数の領域の移動量や移動方向の同期性を示す指標値は、例えば、2つの領域ごとに、上記代表値の時系列データに基づいて算出すればよい。また、胸部動態画像の各フレーム画像において、計測対象として設定された領域の各点に色をつけて各点の追跡結果を動画表示してもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which a plurality of measurement points are set and tracked, and time-series data of the movement amount and / or the movement direction is acquired and graphed has been described. It may be set and tracked, and time-series data of the movement amount and / or the movement direction of each area may be acquired and graphed. This makes it possible to capture the movement in each area.
When a region is specified, as shown in FIG. 16, the movement amount and / or the movement direction may be calculated at each point on the contour of the set region. The calculation method is the same as in the case of the above-mentioned measurement points. Further, as shown in FIG. 17A, the graph when the area is set is the time-series data of the movement amount or the movement direction of all the points set in each area (for example, points 1 to 3 of the area A, the area). Points 1 to 3) of B may be represented on one graph, or as shown in FIG. 17 (b), the movement amount or the representative value of the movement direction of all the points set in each area for each frame image. May be obtained and the time series data of the representative value may be graphed for each area. Further, the index value indicating the movement amount of the plurality of regions and the synchrony in the movement direction may be calculated, for example, for each of the two regions based on the time-series data of the representative values. Further, in each frame image of the chest dynamic image, each point in the region set as the measurement target may be colored and the tracking result of each point may be displayed as a moving image.

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 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 data of the 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 Radioactive 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 (14)

被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する設定手段と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する算出手段と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に表示する表示手段と、
を備える動態解析装置。
The first measurement target point and the first measurement target point and the first on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. Setting means for setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . A calculation means for calculating a second time-series data including one,
A display means for displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data in a comparable manner.
A dynamic analysis device equipped with.
前記算出手段は、前記第1の時系列データ及び前記第2の時系列データに基づいて、前記第1の計測対象と前記第2の計測対象の同期性を示す指標値を算出し、
記表示手段は、前記指標値を表示する請求項1に記載の動態解析装置。
The calculation means calculates an index value indicating the synchronization between the first measurement target point and the second measurement target point based on the first time-series data and the second time-series data .
The dynamic analysis device according to claim 1 , wherein the display means displays the index value .
前記構造物は、横隔膜又は骨であること、を特徴とする請求項1又は2に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis apparatus according to claim 1 or 2, wherein the structure is a diaphragm or a bone . 前記表示手段は、前記第1のグラフと、前記第2のグラフとを同一座標平面上に表示する請求項1~3のいずれか一項に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the display means displays the first graph and the second graph on the same coordinate plane . 前記表示手段は、前記動態画像を表示する請求項1~4のいずれか一項に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the display means displays the dynamic image. 前記算出手段が算出結果を算出する際のフレーム画像の時間方向における間隔が任意に設定可能に構成されている請求項1~のいずれか一項に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the interval in the time direction of the frame image when the calculation means calculates the calculation result can be arbitrarily set. 前記所定区間に対応するフレーム画像に、事前に、鮮鋭化処理、平滑化処理、ダイナミックレンジ圧縮処理の少なくとも1つを施す処理手段を備える請求項1~6のいずれか一項に記載の動態解析装置。 The dynamic analysis according to any one of claims 1 to 6, further comprising a processing means for performing at least one of sharpening processing, smoothing processing, and dynamic range compression processing on the frame image corresponding to the predetermined section. Device. 前記動態画像を取得する撮影装置と、
請求項1~7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 the dynamic image, and
The dynamic analysis apparatus according to any one of claims 1 to 7.
A dynamic analysis system equipped with.
コンピュータに、
被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する第1の処理と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する第2の処理と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に前記コンピュータに表示する第3の処理と、
を実行させる動態解析プログラム。
On the computer
The first measurement target point and the first measurement target point and the first on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. The first process of setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . The second process of calculating the second time-series data including one, and
A third process of displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data on the computer in a comparable manner.
A dynamic analysis program that runs.
前記第2の処理は、前記第1の時系列データ及び前記第2の時系列データに基づいて、前記第1の計測対象と前記第2の計測対象の同期性を示す指標値を算出し、
記第3の処理は、前記指標値を前記コンピュータに表示する請求項9に記載の動態解析プログラム。
In the second process, an index value indicating the synchronization between the first measurement target point and the second measurement target point is calculated based on the first time-series data and the second time-series data. death,
The third process is the dynamic analysis program according to claim 9, wherein the index value is displayed on the computer .
前記構造物は、横隔膜又は骨であること、を特徴とする請求項9又は10に記載の動態解析プログラム。 The dynamic analysis program according to claim 9 or 10, wherein the structure is a diaphragm or bone . 前記第3の処理は、前記第1のグラフと、前記第2のグラフとを同一座標平面上に表示する請求項9~11のいずれか一項に記載の動態解析プログラム。 The dynamic analysis program according to any one of claims 9 to 11, wherein the third process displays the first graph and the second graph on the same coordinate plane . 前記第3の処理は、前記動態画像を前記コンピュータに表示する請求項9~12のいずれか一項に記載の動態解析プログラム。 The third process is the dynamic analysis program according to any one of claims 9 to 12, which displays the dynamic image on the computer. 被検者に放射線を照射することで取得された動態画像を構成する複数のフレーム画像の中の1のフレーム画像における前記被検者の一の構造物上に、第1の計測対象及び第2の計測対象を設定する第1の工程と、
前記複数のフレーム画像の時間方向における所定区間において前記第1の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第1の計測対象とに基づいて前記第1の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第1の時系列データを算出し、且つ、前記複数のフレーム画像の前記所定区間において前記第2の計測対象に対応する複数の追跡対象を取得し、当該複数の追跡対象と前記第2の計測対象とに基づいて前記第2の計測対象の時間方向における移動量と移動方向との少なくとも1つを含む第2の時系列データを算出する第2の工程と、
前記第1の時系列データに基づく第1のグラフと、前記第2の時系列データに基づく第2のグラフとを比較可能に表示手段に表示する第3の工程と、
を備える動態解析方法。
A first measurement target point and a first measurement target point and a first structure on one structure of the subject in one frame image among a plurality of frame images constituting the dynamic image acquired by irradiating the subject with radiation. The first step of setting the measurement target point of 2 and
A plurality of tracking target points corresponding to the first measurement target point are acquired in a predetermined section of the plurality of frame images in the time direction , and the tracking target points are based on the plurality of tracking target points and the first measurement target point . The first time-series data including at least one of the movement amount and the movement direction of the first measurement target point in the time direction is calculated, and the second measurement target in the predetermined section of the plurality of frame images. A plurality of tracking target points corresponding to points are acquired, and at least the movement amount and the movement direction of the second measurement target point in the time direction based on the plurality of tracking target points and the second measurement target point . The second step of calculating the second time-series data including one, and
A third step of displaying the first graph based on the first time-series data and the second graph based on the second time-series data on the display means in a comparable manner.
A dynamic analysis method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005087594A (en) 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Medical Corp Image diagnostic apparatus
JP2012192255A (en) 2012-07-13 2012-10-11 Konica Minolta Holdings Inc Image display device and program
JP2017018681A (en) 2016-10-17 2017-01-26 コニカミノルタ株式会社 Kinetic analysis system
JP2017176202A (en) 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 Dynamics analysis system
JP2018000926A (en) 2016-06-29 2018-01-11 コニカミノルタ株式会社 Dynamic analysis system
JP2019024619A (en) 2017-07-26 2019-02-21 コニカミノルタ株式会社 X-ray dynamic image analysis apparatus and x-ray dynamic image analysis method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005087594A (en) 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Medical Corp Image diagnostic apparatus
JP2012192255A (en) 2012-07-13 2012-10-11 Konica Minolta Holdings Inc Image display device and program
JP2017176202A (en) 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 Dynamics analysis system
JP2018000926A (en) 2016-06-29 2018-01-11 コニカミノルタ株式会社 Dynamic analysis system
JP2017018681A (en) 2016-10-17 2017-01-26 コニカミノルタ株式会社 Kinetic analysis system
JP2019024619A (en) 2017-07-26 2019-02-21 コニカミノルタ株式会社 X-ray dynamic image analysis apparatus and x-ray dynamic image analysis method

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