JP2022135243A - Dynamic analysis apparatus and program - Google Patents

Abstract

To efficiently calculate a V/Q ratio.SOLUTION: A control unit of a diagnostic console acquires, from among a plurality of frame images obtained by radiographing the dynamic state of the chest of a subject, a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for perfusion analysis, selects a reference frame from among the plurality of acquired frame images, divides a lung field area in the reference frame image into a plurality of small areas, and tracks, in a frame image other than the reference frame image, each of the small areas in the reference frame image to identify a position corresponding to the small area in the frame image other than the reference frame image, thereby setting a plurality of small areas corresponding between the acquired frame images. For each of the set small areas, a V/Q ratio is calculated.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

新規性喪失の例外適用申請有り There is an application for exception to loss of novelty

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

肺の機能には、換気（Ventilation）と血流(Perfusion)がある。換気は、吸気として酸素を取り込んで肺胞に送り、肺胞から二酸化炭素を呼気として体外に排出する機能である。血流は、全身の細胞から二酸化炭素が排出された血液を肺胞に送り、肺胞でのガス交換により酸素が取り込まれた血液を心臓に送り出す機能である。即ち、ガス交換には、換気と血流がバランスよく機能していることが重要であり、何れか一方の機能が悪くなってもガス交換がうまくいかなくなる。 Lung functions include ventilation and perfusion. Ventilation is the function of taking in oxygen as inspiration and sending it to the alveoli, and discharging carbon dioxide from the alveoli to the outside of the body as expiration. Blood flow is a function of sending blood from which carbon dioxide has been discharged from cells throughout the body to the alveoli, and sending oxygenated blood to the heart through gas exchange in the alveoli. In other words, it is important for gas exchange that ventilation and blood flow function in a well-balanced manner, and gas exchange will not go well if either function deteriorates.

換気（Ｖ）と血流（Ｑ）の関係は、呼吸器疾患の病態生理学的理解に重要であり、臨床的には以下のＶＱ比で評価されている。
ＶＱ比＝換気量（Ｖ）／血流量（Ｑ） The relationship between ventilation (V) and blood flow (Q) is important for pathophysiological understanding of respiratory diseases, and is clinically evaluated by the following VQ ratio.
VQ ratio = ventilation (V) / blood flow (Q)

例えば、特許文献１には、胸部の動態を示す一連のフレーム画像のうち、同一のフレーム画像の小領域ごとの換気解析結果及び血流解析結果から小領域ごとのＶＱ比を算出することが記載されている。 For example, Patent Literature 1 describes calculating the VQ ratio for each small region from the ventilation analysis result and blood flow analysis result for each small region of the same frame image among a series of frame images showing the dynamics of the chest. It is

特開２０１７－２０２２０８号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-202208

特許文献１に記載の技術では、同一のフレーム画像の同一の小領域ごとの換気解析結果及び血流解析結果からＶＱ比を算出している。すなわち、同じ画素位置にある小領域同士の換気解析結果及び血流解析結果を用いてＶＱ比を算出している。 In the technique described in Patent Document 1, the VQ ratio is calculated from the ventilation analysis result and the blood flow analysis result for each same small region of the same frame image. That is, the VQ ratio is calculated using the ventilation analysis results and the blood flow analysis results of small regions located at the same pixel position.

しかし、換気解析には深呼吸時又は安静呼吸時のフレーム画像を用い、血流解析には息止め時のフレーム画像を用いてＶＱ比を算出する場合もある。図１１に示すように、換気解析用のフレーム画像（呼吸画像）と血流解析用のフレーム画像（息止め画像）とでは肺野の同一部分（図１１においてＲで示す）が写っている位置は異なるため、同じ画素位置にある小領域同士の換気解析結果及び血流解析結果を用いてＶＱ比を算出すると誤ったＶＱ比が算出されてしまう。 However, in some cases, frame images during deep breathing or quiet breathing are used for ventilation analysis, and frame images during breath holding are used for blood flow analysis to calculate the VQ ratio. As shown in FIG. 11, the position where the same portion of the lung field (indicated by R in FIG. 11) is shown in the frame image for ventilation analysis (breathing image) and the frame image for blood flow analysis (breath-holding image). are different, an erroneous VQ ratio will be calculated if the VQ ratio is calculated using the ventilation analysis result and the blood flow analysis result of small regions located at the same pixel position.

また、特許文献１には、ローカルマッチング及びワーピング処理を施して、フレーム画像間における肺野領域の位置ずれを補正してから小領域への分割を行い、同じ画素位置にある小領域同士でＶＱ比を算出することも記載されているが、ワーピング処理は処理時間が長いため、効率が悪いという問題がある。 In addition, in Patent Document 1, local matching and warping processing are performed to correct the positional deviation of the lung region between frame images, and then the division into small regions is performed, and VQ is performed between the small regions at the same pixel position. Calculating the ratio is also described, but there is a problem that the warping process takes a long time and is inefficient.

本発明の課題は、効率よくＶＱ比を算出できるようにすることである。 An object of the present invention is to enable efficient calculation of the VQ ratio.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の動態解析装置は、
被写体の胸部の動態を放射線撮影することにより得られた複数のフレーム画像から、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像を選択し、前記基準フレーム画像における肺野領域を複数の小領域に分割する分割手段と、
前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域を前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡して前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することにより、前記取得手段により取得されたフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定する追跡手段と、
前記設定された複数の小領域ごとに、前記換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気量を示す指標値を算出するとともに、前記血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流量を示す指標値を算出する解析手段と、
前記解析手段により算出された前記複数の小領域ごとの前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率を算出する比率算出手段と、
を備える。 In order to solve the above problems, the dynamic analysis device according to claim 1 is
Acquisition means for acquiring a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for blood flow analysis from a plurality of frame images obtained by radiography of dynamics of the subject's chest;
a division means for selecting a reference frame image from among the plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis acquired by the acquisition means, and dividing a lung region in the reference frame image into a plurality of small regions;
tracking each of the plurality of small regions of the reference frame image in a frame image other than the reference frame image to specify a position corresponding to the small region in the other frame image; tracking means for setting a plurality of corresponding small areas between the frame images acquired by the acquisition means;
For each of the plurality of set small regions, an index value indicating a ventilation volume is calculated using the plurality of frame images for ventilation analysis, and a blood flow volume is calculated using the plurality of frame images for blood flow analysis. an analysis means for calculating an index value indicating
a ratio calculation means for calculating a ratio between an index value indicating the ventilation volume and an index value indicating the blood flow for each of the plurality of small regions calculated by the analysis means;
Prepare.

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、
前記取得手段は、呼吸状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を前記換気解析用の複数のフレーム画像として取得し、息止め状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を前記血流解析用の複数のフレーム画像として取得する。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The acquiring means acquires a plurality of frame images obtained by imaging in a breathing state as a plurality of frame images for ventilation analysis, and acquires a plurality of frame images obtained by imaging in a breath-holding state as the plurality of frame images for ventilation analysis. Acquire multiple frame images for blood flow analysis.

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、
前記換気解析用の複数のフレーム画像と前記血流解析用の複数のフレーム画像に設定される前記小領域の数は同じである。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The number of small regions set in the plurality of frame images for ventilation analysis and the plurality of frame images for blood flow analysis is the same.

請求項４に記載の発明は、請求項１～３のいずれか一項に記載の発明において、
前記分割手段は、前記複数の小領域のそれぞれの前記肺野領域における位置に応じて前記小領域のサイズが異なるように前記基準フレーム画像を分割する。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The dividing means divides the reference frame image so that the sizes of the small regions differ according to the positions of the plurality of small regions in the lung region.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記分割手段は、前記肺野領域の中心部の小領域のサイズに比べて抹消部の小領域のサイズが大きくなるように前記基準フレーム画像を分割する。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4,
The dividing means divides the reference frame image so that the size of the small region in the peripheral portion is larger than the size of the small region in the central portion of the lung field region.

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記分割手段は、前記肺野領域の上部の小領域のサイズに比べて下部の小領域のサイズが小さくなるように前記基準フレーム画像を分割する。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4,
The dividing means divides the reference frame image so that the size of the lower small region is smaller than the size of the upper small region of the lung field region.

請求項７に記載の発明は、請求項１～６のいずれか一項に記載の発明において、
前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域を分割するか又は隣接する小領域に統合する分割統合手段を備える。 The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
Division for determining whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small areas set by the tracking means falls within a reference range, and dividing the small area determined not to fit or integrating it into adjacent small areas Equipped with integration means.

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、
前記分割統合手段は、前記取得手段により取得された複数のフレーム画像のうち呼吸状態で撮影されたフレーム画像を用いて、前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が前記基準範囲内に収まるか否かを判断する。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7,
The dividing and integrating means uses a frame image captured in a respiratory state among the plurality of frame images acquired by the acquiring means to set the aspect ratio of each of the plurality of small regions set by the tracking means to the Determine whether or not it falls within the reference range.

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、
前記分割統合手段は、前記分割又は前記統合の後に、前記取得手段により取得された全てのフレーム画像の前記複数の小領域の数が同じとなるように調整する。 The invention according to claim 9 is the invention according to claim 7 or 8,
The division/integration means adjusts the number of the plurality of small areas of all the frame images acquired by the acquisition means to be the same after the division or integration.

請求項１０に記載の発明は、請求項１～９のいずれか一項に記載の発明において、
前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域をそのアスペクト比が前記基準範囲内に収まるように変形する変形手段を備える。 The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9,
determining whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small areas set by the tracking means falls within a reference range; A deforming means for deforming is provided.

請求項１１に記載の発明は、請求項１～１０のいずれか一項に記載の発明において、
前記分割手段により前記基準フレーム画像の肺野領域を前記複数の小領域に分割する際の前記小領域のサイズ又は形状を調整する調整手段を備える。 The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 10,
An adjusting means is provided for adjusting the size or shape of the small areas when the lung field area of the reference frame image is divided into the plurality of small areas by the dividing means.

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記調整手段は、算出された前記換気量を示す指標値、前記血流量を示す指標値、又は前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率が異常値となったと判断した場合に、前記調整を行う。 The invention according to claim 12 is the invention according to claim 11,
The adjusting means determines that the calculated index value indicating the ventilation volume, the index value indicating the blood flow, or the ratio between the index value indicating the ventilation volume and the index value indicating the blood flow is an abnormal value. If so, make the above adjustments.

請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、
前記調整手段は、ユーザー操作に応じて前記調整を行う。 The invention according to claim 13 is the invention according to claim 11,
The adjustment means performs the adjustment in accordance with a user's operation.

請求項１４に記載の発明は、請求項１～１２のいずれか一項に記載の発明において、
前記分割手段により前記基準フレーム画像を前記複数の小領域に分割する際の分割数は、予め定められた複数の分割数の中から選択可能である。 The invention according to claim 14 is the invention according to any one of claims 1 to 12,
The number of divisions when the reference frame image is divided into the plurality of small areas by the division means can be selected from a plurality of predetermined numbers of divisions.

請求項１５に記載の発明は、請求項１～１４のいずれか一項に記載の発明において、
前記追跡手段は、前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域内にマーカーを設定し、設定したマーカーを前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡することにより、前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定する。 The invention according to claim 15 is the invention according to any one of claims 1 to 14,
The tracking means sets a marker in each of the plurality of small regions of the reference frame image, and tracks the set marker in a frame image other than the reference frame image, thereby position corresponding to the small area in the frame image of .

請求項１６に記載の発明は、請求項１～１５のいずれか一項に記載の発明において、
前記比率算出手段による算出結果を出力する出力手段を備える。 The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 1 to 15,
An output means for outputting a calculation result by the ratio calculation means is provided.

請求項１７に記載の発明のプログラムは、
コンピュータを、
被写体の胸部の動態を放射線撮影することにより得られた複数のフレーム画像から、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像を取得する取得手段、
前記取得手段により取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像を選択し、前記基準フレーム画像における肺野領域を複数の小領域に分割する分割手段、
前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域を前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡して前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することにより、前記取得手段により取得されたフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定する追跡手段、
前記設定された複数の小領域ごとに、前記換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気量を示す指標値を算出するとともに、前記血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流量を示す指標値を算出する解析手段、
前記解析手段により算出された前記複数の小領域ごとの前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率を算出する比率算出手段、
として機能させる。 The program of the invention according to claim 17,
the computer,
Acquisition means for acquiring a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for blood flow analysis from a plurality of frame images obtained by radiography of dynamics of the subject's chest;
dividing means for selecting a reference frame image from among the plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis acquired by the acquisition means, and dividing the lung region in the reference frame image into a plurality of small regions;
tracking each of the plurality of small regions of the reference frame image in a frame image other than the reference frame image to specify a position corresponding to the small region in the other frame image; Tracking means for setting a plurality of corresponding small areas between the frame images acquired by the acquisition means;
For each of the plurality of set small regions, an index value indicating a ventilation volume is calculated using the plurality of frame images for ventilation analysis, and a blood flow volume is calculated using the plurality of frame images for blood flow analysis. analysis means for calculating an index value indicating
ratio calculation means for calculating a ratio between an index value indicating the ventilation volume and an index value indicating the blood flow for each of the plurality of small regions calculated by the analysis means;
function as

本発明によれば、効率よくＶＱ比を算出できるようにすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently calculate the VQ ratio.

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 showing the whole dynamics analysis system composition in an embodiment of the present 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。4 is a flowchart showing imaging control processing executed by a control unit of the imaging console in FIG. 1; 図１の診断用コンソールの制御部により実行されるＶＱ比算出処理を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing VQ ratio calculation processing executed by a control unit of the diagnostic console of FIG. 1; 呼吸区間と息止め区間を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a breathing period and a breath-holding period; 肺野の分割数を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the division number of lung fields; 肺野領域が小領域に分割された様子を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing how a lung region is divided into small regions; （ａ）は、縦横の分割数に応じて肺野領域を均等な幅に分割した例を示す図であり、（ｂ）は、肺野の下部を上部より細かい間隔で分割した例を示す図である。(a) is a diagram showing an example of dividing the lung field into equal widths according to the number of vertical and horizontal divisions, and (b) is a diagram showing an example of dividing the lower part of the lung field into finer intervals than the upper part. is. 図３のステップＳ１８において実行される小領域の分割統合処理を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing a small area division and integration process executed in step S18 of FIG. 3; FIG. 小領域の統合を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining integration of small areas; ＶＱ比の出力例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an output example of a VQ ratio; 呼吸画像と息止め画像における肺領域内の位置の変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in position within the lung region in a breathing image and a breath-holding image;

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、本発明の実施形態の構成を説明する。
図１に、本実施形態における動態解析システム１００の全体構成を示す。
図１に示すように、動態解析システム１００は、撮影装置１と、撮影用コンソール２とが通信ケーブル等により接続され、撮影用コンソール２と、診断用コンソール３とがＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮＴを介して接続されて構成されている。動態解析システム１００を構成する各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Image and Communications in Medicine）規格に準じており、各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭに則って行われる。 <Configuration of dynamic analysis system 100>
First, the configuration of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the overall configuration of a dynamic analysis system 100 in this embodiment.
As shown in FIG. 1, the dynamic analysis system 100 includes an imaging apparatus 1 and an imaging console 2 connected by a communication cable or the like, and an imaging console 2 and a diagnostic console 3 connected via a LAN (Local Area Network) or the like. are connected via a communication network NT. 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 in accordance with 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、被写体の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。ここで、動態画像には、動画像が含まれるが、動画像を表示しながら静止画像を撮影して得られた画像は含まれない。
なお、以下の実施形態では、パルス照射により動態撮影を行う場合を例にとり説明する。 <Structure of photographing device 1>
The imaging device 1 is imaging means for imaging the dynamics of the chest having a periodicity (cycle), such as morphological changes in expansion and contraction of the lungs associated with respiratory motion, heartbeats, and the like. Dynamic radiography involves irradiating the subject with pulsed radiation such as X-rays repeatedly at predetermined time intervals (pulse irradiation), or continuously irradiating the subject at a low dose rate without interruption (continuous irradiation). Acquisition of a plurality of images showing the dynamics of the subject. A series of images obtained by dynamic imaging are called dynamic images. Also, each of the plurality of images forming the dynamic image is called a frame image. Here, dynamic images include moving images, but do not include images obtained by capturing still images while displaying moving images.
In the following embodiments, an example of performing dynamic imaging by pulse irradiation will be described.

放射線源１１は、被写体Ｍを挟んで放射線検出部１３と対向する位置に配置され、放射線照射制御装置１２の制御に従って、被写体Ｍに対し放射線（Ｘ線）を照射する。
放射線照射制御装置１２は、撮影用コンソール２に接続されており、撮影用コンソール２から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源１１を制御して放射線撮影を行う。撮影用コンソール２から入力される放射線照射条件は、例えば、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、１撮影あたりの撮影フレーム数、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、付加フィルター種等である。パルスレートは、１秒あたりの放射線照射回数であり、後述するフレームレートと一致している。パルス幅は、放射線照射１回当たりの放射線照射時間である。パルス間隔は、１回の放射線照射開始から次の放射線照射開始までの時間であり、後述するフレーム間隔と一致している。 The radiation source 11 is arranged at a position facing the radiation detection unit 13 with the subject M interposed therebetween, and irradiates the subject M with radiation (X-rays) under the control of the radiation irradiation control device 12 .
The radiation irradiation control device 12 is connected to the imaging console 2 and controls the radiation source 11 based on the radiation irradiation conditions input from the imaging console 2 to perform radiation imaging. Radiation irradiation conditions input from the imaging console 2 include, for example, pulse rate, pulse width, pulse interval, number of imaging frames per imaging, X-ray tube current value, X-ray tube voltage value, additional filter type, and the like. is. The pulse rate is the number of radiation exposures per second and matches the frame rate described later. The pulse width is the radiation exposure time per radiation exposure. The pulse interval is the time from the start of one irradiation to the start of the next irradiation, and coincides 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 FPD. The FPD has, for example, a glass substrate or the like, and detects the radiation emitted from the radiation source 11 at a predetermined position on the substrate and transmitted through at least the subject M according to its intensity, and converts the detected radiation into an electrical signal. A plurality of detection elements (pixels) are arranged in a matrix. Each pixel includes a switching unit such as a TFT (Thin Film Transistor). FPDs include an indirect conversion type in which X-rays are converted into electric signals by a photoelectric conversion element via a scintillator, and a direct conversion type in which X-rays are directly converted into electric signals. Either type may be used.
The radiation detection unit 13 is provided so as to face the radiation source 11 with the subject M interposed therebetween.

読取制御装置１４は、撮影用コンソール２に接続されている。読取制御装置１４は、撮影用コンソール２から入力された画像読取条件に基づいて放射線検出部１３の各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、放射線検出部１３に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。この画像データがフレーム画像である。そして、読取制御装置１４は、取得したフレーム画像を撮影用コンソール２に出力する。画像読取条件は、例えば、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ（マトリックスサイズ）等である。フレームレートは、１秒あたりに取得するフレーム画像数であり、パルスレートと一致している。フレーム間隔は、１回のフレーム画像の取得動作開始から次のフレーム画像の取得動作開始までの時間であり、パルス間隔と一致している。 The reading control device 14 is connected to the 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 conditions input from the imaging console 2 to switch the reading of the electric signal accumulated in each pixel. Then, image data is obtained by reading electrical signals accumulated in the radiation detection unit 13 . This image data is a frame image. Then, the reading control device 14 outputs the obtained frame image to the imaging console 2 . Image reading conditions include, for example, frame rate, frame interval, pixel size, 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 the acquisition operation of one frame image to the start of the acquisition operation of the next frame image, 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 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。 <Structure 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 radiographic image reading operations by the imaging device 1, and transmits dynamic images acquired by the imaging device 1 to the imaging technician. The image is displayed for confirmation of positioning by the person performing the imaging, and confirmation of whether or not the image is suitable for diagnosis.
As shown in FIG. 1, the imaging console 2 includes a control section 21, a storage section 22, an operation section 23, a display section 24, and a communication section 25, which are connected by a bus 26. FIG.

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 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and the like. 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 executes shooting control processing described later according to the expanded programs. , and centrally controls the operation of each part of the imaging console 2 and the radiation irradiation operation and reading operation of the imaging apparatus 1 .

記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部２２は、制御部２１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。例えば、記憶部２２は、図２に示す撮影制御処理を実行するためのプログラムを記憶している。また、記憶部２２は、撮影部位（ここでは胸部）に対応する放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部２１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。 The storage unit 22 is configured by a nonvolatile semiconductor memory, hard disk, or the like. The storage unit 22 stores various programs executed by the control unit 21, parameters necessary for executing processing by the programs, or data such as processing results. For example, the storage unit 22 stores a program for executing the shooting control process shown in FIG. In addition, the storage unit 22 stores radiation irradiation conditions and image reading conditions corresponding to an imaging region (here, the chest). Various programs are stored in the form of readable program codes, and the control unit 21 sequentially executes operations according to the program codes.

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 cursor keys, numeric input keys, various function keys, etc., and a pointing device such as a mouse. 21. Further, the operation unit 23 may have a touch panel on the display screen of the display unit 24 , and in this case, outputs an instruction signal input through the touch panel to the control unit 21 .

表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、操作部２３からの入力指示やデータ等を表示する。 The display unit 24 is configured by a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), and displays input instructions, data, etc. from the operation unit 23 according to instructions of display signals input from the control unit 21. do.

通信部２５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ（Terminal Adapter）等を備え、通信ネットワークＮＴに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。 The communication unit 25 includes a LAN adapter, modem, TA (Terminal Adapter), etc., 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等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。本実施形態において、診断用コンソール３は、胸部の動態画像に基づいてＶＱ比を算出し、結果を表示する。
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 Diagnosis Console 3>
The diagnostic console 3 is a dynamic analysis device that acquires a dynamic image from the imaging console 2 and displays the acquired dynamic image and analysis results of the dynamic image to assist the doctor's diagnosis. In this embodiment, the diagnostic console 3 calculates the VQ ratio based on the dynamic chest image and displays the result.
As shown in FIG. 1, the diagnosis console 3 includes a control section 31, a storage section 32, an operation section 33, a display section 34, and a communication section 35, which are connected by a bus .

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ＶＱ比算出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、取得手段、分割手段、追跡手段、解析手段、比率算出手段、分割統合手段、変形手段、調整手段として機能する。 The control unit 31 is composed of a CPU, a RAM, and the like. The CPU of the control unit 31 reads the system program and various processing programs stored in the storage unit 32 according to the operation of the operation unit 33, expands them in the RAM, and according to the expanded programs, VQ ratio described later Various processing including calculation processing is executed, and the operation of each section of the diagnostic console 3 is centrally controlled. The control unit 31 functions as acquisition means, division means, tracking means, analysis means, ratio calculation means, division/integration means, transformation means, and adjustment 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ＶＱ比算出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 configured by a nonvolatile semiconductor memory, hard disk, or the like. The storage unit 32 stores various programs such as a program for executing the VQ ratio calculation processing in the control unit 31, parameters required for execution of processing by the program, or data such as processing results. 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, etc., and a pointing device such as a mouse. 31. Further, the operation unit 33 may have a touch panel on the display screen of the display unit 34 , and in this case, outputs an instruction signal input through the touch panel to the control unit 31 .

表示部３４は、ＬＣＤやＣＲＴ等のモニターにより構成され、制御部３１から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。表示部３４は、出力手段として機能する。 The display unit 34 is configured by a monitor such as an LCD or a CRT, and performs various displays according to instructions of display signals input from the control unit 31 . The display unit 34 functions as output means.

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, modem, TA, etc., 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 of 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 imaging device 1 and imaging console 2)
First, the photographing operation by the photographing device 1 and the photographing console 2 will be described.
FIG. 2 shows imaging control processing executed in the control unit 21 of the imaging console 2 . The shooting control process is executed by cooperation between the control unit 21 and a program stored in the storage unit 22 .

まず、撮影実施者により撮影用コンソール２の操作部２３が操作され、撮影対象（被写体Ｍ）の患者情報（患者の氏名、身長、体重、年齢、性別等）や検査情報（検査ＩＤ、撮影部位（ここでは、胸部）、呼吸区分（深呼吸／安静呼吸／息止め／混合等）等）の入力が行われる（ステップＳ１）。 First, the imaging operator operates the operation unit 23 of the imaging console 2, and the patient information (patient's name, height, weight, age, sex, etc.) of the imaging target (subject M) and examination information (examination ID, imaging region) are displayed. (here, chest), breathing category (deep breathing/quiet breathing/breath holding/mixing, etc.), etc.) are 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, radiation irradiation conditions are read out from the storage unit 22 and set in the radiation irradiation control device 12, and image reading conditions are 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。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 operating the operation unit 23 is awaited (step S3). Here, the imaging operator positions the subject M by placing it between the radiation source 11 and the radiation detection unit 13 . When imaging preparations are 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。なお、例えば、撮影装置１が音声出力部や表示部を備え、撮影開始指示が出力されると、「息を吸って」「息を吐いて」「息を止めて」等の呼吸誘導の音声や表示を行うこととしてもよい。そして、撮影開始指示後、所定の呼吸誘導（例えば、「息を吸って」）を行うタイミングで放射線源１１により放射線が照射されるようにしてもよい。 When a radiation irradiation instruction is input by the operation unit 23 (step S3; YES), an imaging start instruction is output to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and dynamic imaging is started (step S4). That is, radiation is emitted from the radiation source 11 at pulse intervals set in the radiation exposure control device 12 , and frame images are acquired by the radiation detection unit 13 . Note that, for example, when the photographing apparatus 1 includes an audio output unit and a display unit, and an instruction to start photographing is output, a respiration-inducing voice such as "breathe in", "breathe out", "hold your breath", etc. or display. After the imaging start instruction is given, radiation may be emitted from the radiation source 11 at a timing at which predetermined respiration guidance (for example, “breathe in”) is performed.

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 imaging of a predetermined number of frames is completed, the control unit 21 outputs an imaging end instruction to the radiation irradiation control device 12 and the reading control device 14, and the imaging operation is stopped. The number of frames captured is the number of frames that can be captured 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、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。 Frame images acquired by imaging are sequentially input to the imaging console 2, stored in the storage unit 22 in association with a number (frame number) indicating the order of imaging (step S5), and displayed on the display unit 24. (Step S6). The operator confirms the positioning and the like from the displayed dynamic image, and determines whether an image suitable for diagnosis has been obtained (acquisition OK) or whether re-imaging is necessary (imaging 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、検査情報（検査ＩＤ、撮影部位、放射線照射条件、画像読取条件、呼吸区分（深呼吸／安静呼吸／息止め／混合等））、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。なお、呼吸誘導の音声出力や表示が行われた場合は、各フレーム画像に、そのフレーム画像が撮影されたときに出力されていた呼吸誘導の情報を付帯情報として付帯させることとしてもよい。診断用コンソール３においては、制御部３１により、撮影用コンソール２から送信された動態画像が付帯情報に対応付けて記憶部３２に記憶される。
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 OK for photographing is input by a predetermined operation of the operation unit 23 (step S7; YES), an identification ID for identifying the dynamic image and , patient information, examination information (examination ID, imaging site, irradiation conditions, image reading conditions, breathing classification (deep breathing/quiet breathing/breath holding/mixed breathing, etc.)), number indicating the order of imaging (frame number), etc. It is appended (for example, written in the header area of the image data in DICOM format) and transmitted to the diagnostic console 3 via the communication section 25 (step S8). Then, the process ends. Note that when respiratory guidance is output or displayed by voice, information on respiratory guidance that was output when the frame image was captured may be attached to each frame image as supplementary information. In the diagnostic console 3 , the dynamic image transmitted from the imaging console 2 is stored in the storage section 32 by the control section 31 in association with the incidental information.
On the other hand, when a judgment result indicating that the shooting is NG is input by a predetermined operation of the operation unit 23 (step S7; NO), the series of frame images stored in the storage unit 22 are deleted (step S9), and the present process is terminated. finish. In this case, re-shooting is required.

ＶＱ比を算出する場合、換気解析用として呼吸状態（深呼吸又は安静呼吸）を含む胸部の動態を撮影し、血流解析用として息止め状態又は呼吸状態を含む胸部の動態を撮影する必要がある。ＶＱ比を算出する検査においては、呼吸状態と息止め状態を分けて撮影し、２つの動態画像を取得することとしてもよいし、呼吸状態と息止め状態を連続して１回で撮影し、１つの動態画像を取得してもよい。あるいは、換気解析用と血流解析用を兼ねて呼吸状態で１回の動態撮影を行うこととしてもよい。 When calculating the VQ ratio, it is necessary to image chest dynamics including breathing state (deep breathing or quiet breathing) for ventilation analysis, and chest dynamics including breath holding state or breathing state for blood flow analysis. . In the examination for calculating the VQ ratio, the breathing state and the breath-holding state may be separately photographed to obtain two dynamic images, or the breathing state and the breath-holding state may be continuously photographed at one time, A single dynamic image may be acquired. Alternatively, dynamic imaging may be performed once in the respiratory state for both ventilation analysis and blood flow analysis.

（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、例えば、通信部３５を介して撮影用コンソール２から検査により取得された動態画像のフレーム画像が受信され、操作部３３によりＶＱ比の算出が指示されると、図３に示すＶＱ比算出処理が実行される。ＶＱ比算出処理は、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実行される。 (Operation of Diagnosis Console 3)
Next, the operation of the diagnostic console 3 will be described.
In the diagnosis console 3, for example, the frame image of the dynamic image acquired by the examination is received from the imaging console 2 via the communication unit 35, and when the operation unit 33 instructs the calculation of the VQ ratio, FIG. is executed. The VQ ratio calculation process is executed by cooperation between the control unit 31 and a program stored in the storage unit 32 .

ＶＱ比算出処理においては、まず、受信した動態画像の中から、換気解析用の複数のフレーム画像及び血流解析用の複数のフレーム画像が取得される（ステップＳ１１）。 In the VQ ratio calculation process, first, a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for blood flow analysis are acquired from the received dynamic images (step S11).

ここで、呼吸状態と息止め状態を分けて撮影し、検査により撮影された画像として２つの動態画像が受信された場合、呼吸状態で撮影された動態画像の複数のフレーム画像が換気解析用の複数のフレーム画像として取得され、息止め状態で撮影され動態画像の複数のフレーム画像が血流解析用の複数のフレーム画像として取得される。 Here, if the respiratory state and the breath-holding state are captured separately and two dynamic images are received as images captured by the examination, multiple frame images of the dynamic images captured in the respiratory state are used for ventilation analysis. A plurality of frame images are acquired, and a plurality of frame images of dynamic images taken in a breath-holding state are acquired as a plurality of frame images for blood flow analysis.

呼吸状態と息止め状態を連続して１回で撮影し、検査により撮影された画像として１つの動態画像が受信された場合、呼吸区間（呼吸状態で撮影された区間）の複数のフレーム画像が換気解析用の複数のフレーム画像として取得され、息止め区間（息止め状態で撮影された区間）の複数のフレーム画像が血流解析用の複数のフレーム画像として取得される。例えば、図４に示すように、動態画像の各フレーム画像から横隔膜が抽出されて横隔膜位置の時間変化が取得され、横隔膜位置の変位が所定の閾値ＴＨを超える区間（呼吸区間）の複数のフレーム画像が換気解析用の複数のフレーム画像として取得され、横隔膜位置の変位が所定の閾値以下の区間（息止め区間）の複数のフレーム画像が血流解析用のフレーム画像として取得される。横隔膜位置は、例えば、特開２０１８－１４８９６４号公報に記載のように、公知の手法を用いて抽出することができる。また、動態画像の各フレーム画像の付帯情報にそのフレーム画像の撮影時における呼吸誘導の情報が含まれている場合には、呼吸誘導の情報に基づいて、換気解析用の複数のフレーム画像及び血流解析用の複数のフレーム画像を取得することとしてもよい。また、例えば、横隔膜位置の時間変化を示すグラフを表示部３４に表示し、ユーザーが操作部３３により換気解析用のフレーム画像の区間と血流解析用のフレーム画像の区間を指定することとしてもよい。 When the breathing state and the breath-holding state are continuously photographed at one time and one dynamic image is received as an image photographed by the examination, a plurality of frame images of the breathing interval (the interval photographed in the breathing state) are obtained. A plurality of frame images are acquired for ventilation analysis, and a plurality of frame images of a breath-hold interval (a interval captured while holding breath) are acquired as a plurality of frame images for blood flow analysis. For example, as shown in FIG. 4, the diaphragm is extracted from each frame image of the dynamic image to acquire the temporal change in the position of the diaphragm. Images are acquired as a plurality of frame images for ventilation analysis, and a plurality of frame images in a section (breath-hold section) in which the displacement of the diaphragm position is equal to or less than a predetermined threshold are acquired as frame images for blood flow analysis. The diaphragm position can be extracted using a known method, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-148964, for example. In addition, if the incidental information of each frame image of the dynamic image includes respiratory induction information at the time of capturing the frame image, multiple frame images for ventilation analysis and blood A plurality of frame images for flow analysis may be acquired. Alternatively, for example, a graph showing changes in the position of the diaphragm over time may be displayed on the display unit 34, and the user may use the operation unit 33 to specify a frame image interval for ventilation analysis and a frame image interval for blood flow analysis. good.

換気解析用と血流解析用を兼ねて呼吸状態で１回の撮影を行い、検査により撮影された画像として１つの動態画像が受信された場合、受信した動態画像が換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像として取得される。 When imaging is performed once in the respiratory state for both ventilation analysis and blood flow analysis, and one dynamic image is received as an image taken by examination, the received dynamic image is used for ventilation analysis and blood flow analysis. are acquired as multiple frame images for

なお、換気解析に用いるフレーム画像としては、呼吸一周期分のフレーム画像が取得されればよく、血流解析に用いるフレーム画像としては、心拍一周期分のフレーム画像が取得されればよい。また、血流解析のフレーム画像としては、解析精度やＶＱ比の算出精度の点から、息止め状態で撮影されたフレーム画像を用いることが好ましい。 Frame images for one respiratory cycle may be obtained as the frame images used for the ventilation analysis, and frame images for one heartbeat cycle may be obtained as the frame images for the blood flow analysis. As the frame image for blood flow analysis, it is preferable to use a frame image captured in a breath-holding state in terms of analysis accuracy and calculation accuracy of the VQ ratio.

次いで、取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像のそれぞれから肺野領域が抽出される（ステップＳ１２）。
肺野領域の抽出は、特開２０１８－１４８９６４号公報に記載のエッジ検出を用いる手法等の公知の手法を用いることができる。 Next, a lung region is extracted from each of the acquired plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis (step S12).
A known method such as a method using edge detection described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-148964 can be used to extract the lung region.

次いで、取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像が選択される（ステップＳ１３）。
基準フレーム画像は、例えば、肺野領域の面積が最も小さい最大呼気位のフレーム画像とすることが好ましい。最大呼気位のフレーム画像は、例えば、各フレーム画像の肺野領域の面積（画素数）が最小のフレーム画像を最大呼気位のフレーム画像として抽出することができる。 Next, a reference frame image is selected from among the acquired plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis (step S13).
The reference frame image is preferably, for example, the frame image at the maximum exhalation position with the smallest lung area. As for the frame image of the maximum expiratory position, for example, the frame image having the smallest area (the number of pixels) of the lung region of each frame image can be extracted as the frame image of the maximum expiratory position.

次いで、ＶＱ比を算出する際の肺野領域の分割数が設定される（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４においては、例えば、図５に示すように、肺野領域の縦方向の分割数Ｍと横方向の分割数Ｎが設定される（Ｍ、Ｎは正の整数）。例えば、予め用意された異なる複数のＭとＮの組み合わせの中からユーザーが操作部３３の操作により選択した分割数が設定されることとしてもよいし、ユーザーが入力したＭとＮの数値が分割数として設定されることとしてもよい。また、予め定められたＭとＮの組み合わせが分割数として設定されることとしてもよい。 Next, the division number of the lung region for calculating the VQ ratio is set (step S14).
In step S14, for example, as shown in FIG. 5, the vertical division number M and the horizontal division number N of the lung region are set (M and N are positive integers). For example, the number of divisions selected by the user by operating the operation unit 33 may be set from a plurality of different combinations of M and N prepared in advance, or the numerical values of M and N input by the user may be set. It may be set as a number. Also, a predetermined combination of M and N may be set as the number of divisions.

次いで、基準フレーム画像の肺野領域がステップＳ１４で設定された分割数に基づいて複数の小領域に分割される（ステップＳ１５）。
例えば、肺野領域に外接する矩形領域が分割数Ｍ×Ｎに分割されることによって、肺野領域が複数の小領域に分割される。図６に、肺野領域が小領域に分割された様子を示す。図６に示すように、肺野領域外や、ガス交換が行われない心臓領域や気管支領域等の、ＶＱ比の算出が不要な小領域は除外しておくことが好ましい。なお、図６においては、小領域への分割の様子をわかりやすく示すため、肺野領域の内部の描画は省略している。 Next, the lung region of the reference frame image is divided into a plurality of small regions based on the number of divisions set in step S14 (step S15).
For example, the lung region is divided into a plurality of small regions by dividing a rectangular region circumscribing the lung region into the number of divisions M×N. FIG. 6 shows how the lung region is divided into small regions. As shown in FIG. 6, it is preferable to exclude small regions where calculation of the VQ ratio is unnecessary, such as regions outside the lung field, heart region and bronchus region where gas exchange does not occur. In addition, in FIG. 6, the drawing of the inside of the lung region is omitted in order to clearly show how the image is divided into small regions.

なお、図７（ａ）に示すように分割数に応じて肺野領域を均等な幅に分割することとしてもよいし、肺野領域の位置によって異なる幅で分割するようにしてもよい。例えば、肺野領域の上部と下部で分割する幅が異なるようにしてもよい。例えば、肺野は下肺野の動きが大きいため、図７（ｂ）に示すように、下部を上部より細かい間隔で分割して、下部の小領域が上部に比べて小さくなるようにしてもよい（例えば、下側１／３を細かく分割する等）。また、肺の中心部付近は血管が密集しているが、末梢部では血管が細すぎて血流が見えず解析しても意味のない場合がある。そこで、肺野領域の中心部（内側）の小領域よりも末梢部（外側）の小領域のサイズが大きくなるように分割してもよい。
小領域のサイズとしては、詳細に評価する場合には小さいサイズ（例えば、１ｃｍ×１ｃｍ程度）、処理速度を優先する場合には大きいサイズ（例えば、３ｃｍ×３ｃｍ程度）が好ましい。 As shown in FIG. 7A, the lung field region may be divided into equal widths according to the number of divisions, or may be divided into different widths depending on the position of the lung field region. For example, the upper and lower portions of the lung region may be divided by different widths. For example, since the movement of the lower lung field is large, as shown in FIG. Good (e.g. subdivide the lower third, etc.). In addition, blood vessels are dense in the vicinity of the center of the lung, but the blood vessels in the peripheral part are too thin and blood flow cannot be seen in some cases, making analysis meaningless. Therefore, the lung field may be divided so that the peripheral (outer) small region is larger in size than the central (inner) small region.
As for the size of the small region, a small size (for example, about 1 cm×1 cm) is preferable for detailed evaluation, and a large size (for example, about 3 cm×3 cm) is preferable when priority is given to processing speed.

次いで、基準フレーム画像の各小領域に固有のＩＤが割り当てられる（ステップＳ１６）。
各小領域には、予め定められたルールに従って固有ＩＤが割当たられる。例えば、１行目の左から５番目の小領域は１－５等のＩＤが割り当てられる。 A unique ID is then assigned to each small region of the reference frame image (step S16).
Each small area is assigned a unique ID according to a predetermined rule. For example, an ID such as 1-5 is assigned to the fifth small area from the left in the first row.

次いで、基準フレーム画像の各小領域が他のフレーム画像において追跡される（ステップＳ１７）。
追跡の手法としては、例えば、オプティカルフローやローカルマッチングにより基準フレーム画像の各小領域の濃度情報（輝度情報）を他のフレーム画像において追跡する手法を用いることができる。例えば、基準フレーム画像の各小領域ごとに、小領域の頂点や中央にマーカーを設定してマーカー周辺の濃度情報を取得し、他のフレーム画像において、その小領域の画素位置に対応する画素位置の周辺からマーカー周辺の濃度情報に類似する濃度情報を持つ領域を探索して、類似する濃度情報を持つ位置をその小領域が移動した位置（すなわち、その小領域に対応する位置）として特定する。この手法では、肺野内部の同じ部分（例えば、構造物（血管影や気管支影等））を追跡することができるため、フレーム画像間で正確に小領域の位置合わせを行うことができる。 Each small region of the reference frame image is then tracked in another frame image (step S17).
As a tracking method, for example, a method of tracking density information (luminance information) of each small region of the reference frame image in another frame image by optical flow or local matching can be used. For example, for each small area of the reference frame image, a marker is set at the vertex or center of the small area to obtain the density information around the marker, and the pixel position corresponding to the pixel position of the small area is obtained in another frame image. search for an area with density information similar to the density information around the marker, and specify the position with similar density information as the position to which the small area has moved (i.e., the position corresponding to the small area). . With this method, the same part (for example, a structure (blood vessel shadow, bronchial shadow, etc.)) inside the lung field can be tracked, so that small regions can be precisely aligned between frame images.

または、肺野輪郭に基づいて簡易的に小領域の追跡を行うこととしてもよい。例えば、他のフレーム画像において肺野輪郭を追跡し、肺野輪郭の最上端と最下端の間を分割数Ｍで（均等に）分割し、肺野輪郭の右端と左端の間を分割数Ｎで分割する。そして、他のフレーム画像における基準フレーム画像の各小領域に対応する位置（例えば、基準フレーム画像の右上の小領域に対応する位置は他のフレーム画像の右上の小領域）を追跡後の小領域の位置として特定する。この追跡方法では、高速に小領域の追跡を行うことができる。 Alternatively, small regions may be simply tracked based on the lung field contours. For example, trace the lung field contour in another frame image, divide (equally) between the top end and the bottom end of the lung field contour by the division number M, and divide between the right end and the left end of the lung field contour by the division number N split by . Then, the position corresponding to each small region of the reference frame image in the other frame image (for example, the position corresponding to the upper right small region of the reference frame image is the upper right small region of the other frame image) is tracked. is identified as the position of With this tracking method, small areas can be tracked at high speed.

基準フレーム画像の各小領域を他のフレーム画像において追跡することにより、他のフレーム画像を基準フレーム画像と同じ分割数に分割して、ステップＳ１１で取得された複数のフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定することができる。また、換気解析用の複数のフレーム画像及び血流解析用の複数のフレーム画像に設定される小領域の数を同じにすることができる。 By tracking each small area of the reference frame image in the other frame image, the other frame image is divided into the same number of divisions as the reference frame image, and the corresponding plurality of frame images are obtained among the plurality of frame images acquired in step S11. can be set. In addition, the same number of small regions can be set in the plurality of frame images for ventilation analysis and the plurality of frame images for blood flow analysis.

次いで、小領域の分割統合処理が実行される（ステップＳ１８）。
図８は、ステップＳ１８において実行される小領域の分割統合処理の流れを示すフローチャートである。図８の小領域の分割統合処理は、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実行される。 Next, a small area division and integration process is executed (step S18).
FIG. 8 is a flow chart showing the flow of the small area segmentation and integration process executed in step S18. The small area segmentation and integration process of FIG.

まず、小領域が選択され、アスペクト比（縦横比）がチェックされる（ステップＳ１８１）。
ここで、小領域において、呼吸による肺野の移動変形により縦と横のどちらかが極端に小さくなると、アスペクト比が極端に大きくなったり、０に限りなく近くなったりする。このような場合、呼吸による肺野の移動変形により小領域が縦又は横につぶれてしまったと考えられ、このままの小領域で換気解析、血流解析、ＶＱ比の算出を行うと、アーチファクトの影響が大きく解析精度やＶＱ比の算出精度が悪くなる。また、縦と横のどちらかが極端に大きい場合についても、アスペクト比が極端に大きくなったり、０に限りなく近くなったりするが、この場合も解析精度やＶＱ比の算出精度の点で好ましくない。そこで、ステップＳ１８１では、各小領域のアスペクト比のチェックが行われる。 First, a small area is selected and the aspect ratio (horizontal to vertical ratio) is checked (step S181).
Here, if either the vertical or horizontal dimension of a small region becomes extremely small due to movement and deformation of the lung field due to respiration, the aspect ratio becomes extremely large or approaches zero. In such a case, it is considered that the small region has collapsed vertically or horizontally due to the movement and deformation of the lung field due to respiration. is large, and the analysis accuracy and the calculation accuracy of the VQ ratio deteriorate. Also, if either the length or the width is extremely large, the aspect ratio becomes extremely large or becomes infinitely close to 0, but this is also preferable in terms of analysis accuracy and VQ ratio calculation accuracy. do not have. Therefore, in step S181, the aspect ratio of each small area is checked.

小領域のアスペクト比のチェックは、ステップＳ１１で取得されたフレーム画像ごとに実施することとしてもよいが、小領域は呼吸により変形するので、呼吸状態で撮影されたフレーム画像について実施すればよい。具体的には、基準フレーム画像からの肺野領域の形状の変化が最も大きい最大吸気位（安静呼吸であれば安静吸気位）のフレーム画像（例えば、肺野面積が最大又は横隔膜の位置が最も低いフレーム画像）においてチェックすれば足りる。そこで、本実施形態では、最大吸気位（安静呼吸であれば安静吸気位）のフレーム画像をチェック用画像としてチェックを行うこととする。 The aspect ratio of the small area may be checked for each frame image acquired in step S11, but since the small area is deformed by breathing, it may be checked for frame images captured in a breathing state. Specifically, the frame image of the maximum inspiratory position (the resting inspiratory position in the case of quiet breathing) where the change in the shape of the lung field region from the reference frame image is the largest (for example, the maximum lung field area or the position of the diaphragm is the largest). It suffices to check in the lower frame image). Therefore, in the present embodiment, the frame image at the maximum inspiratory position (the resting inspiratory position in the case of quiet breathing) is used as a check image for checking.

次いで、小領域のアスペクト比が基準範囲内に収まっているか否かが判断される（ステップＳ１８２）。
すなわち、チェック用画像における選択された小領域のアスペクト比が基準範囲内に収まっているか否かが判断される。 Next, it is determined whether or not the aspect ratio of the small area is within the reference range (step S182).
That is, it is determined whether or not the aspect ratio of the selected small area in the check image is within the reference range.

小領域のアスペクト比が基準範囲内に収まっていると判断された場合（ステップＳ１８２；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１８５に移行する。 If it is determined that the aspect ratio of the small area is within the reference range (step S182; YES), the process proceeds to step S185.

小領域のアスペクト比が基準範囲内に収まっていないと判断した場合（ステップＳ１８２；ＮＯ）、小領域の分割又は統合が実施される（ステップＳ１８３）。
例えば、チェック用画像の小領域のサイズが所定の閾値より小さい場合は、隣接する小領域に統合される。例えば、図９に示す例では、ＩＤ＝２、４の小領域が所定の閾値より小さいため、それぞれ隣接するＩＤ＝１、３の小領域に統合される。チェック用画像の小領域のサイズが所定の閾値以上である場合は、その小領域は複数の小領域に分割される。統合又は分割後、ＩＤは、予め定められたルールに従って暫定的に付与し直される。例えば、統合の場合は、小さい方のＩＤ番号が割り当てられる。分割の場合は、枝番号が割り当てられる。例えば、ＩＤ＝１の小領域を２つに分割した場合は、ＩＤとして１－１、１－２等が割り当てられる。 If it is determined that the aspect ratio of the small area does not fall within the reference range (step S182; NO), the small area is divided or integrated (step S183).
For example, if the size of the small area of the check image is smaller than a predetermined threshold, it is merged with adjacent small areas. For example, in the example shown in FIG. 9, since the small areas with ID=2 and 4 are smaller than the predetermined threshold, they are integrated into the adjacent small areas with ID=1 and 3, respectively. If the size of the small area of the check image is greater than or equal to a predetermined threshold, the small area is divided into a plurality of small areas. After integration or division, IDs are provisionally reassigned according to predetermined rules. For example, in the case of consolidation, the smaller ID number is assigned. In the case of division, a branch number is assigned. For example, when a small area with ID=1 is divided into two, IDs 1-1, 1-2, etc. are assigned.

小領域の分割又は統合が実施されると、他のフレーム画像の同ＩＤの小領域についても同様に統合又は分割が実施され、ＩＤの暫定的な付与し直しが実施され（ステップＳ１８４）、処理はステップＳ１８５に移行する。ステップＳ１８４により、取得された全てのフレーム画像の小領域の数が同じとなるように調整される。 When the subregions are divided or integrated, the subregions having the same ID in other frame images are similarly integrated or divided, and the IDs are provisionally reassigned (step S184). goes to step S185. Through step S184, adjustment is made so that the number of small areas of all acquired frame images is the same.

ステップＳ１８５においては、全ての小領域についてのアスペクト比のチェックが終了したか否かが判断される（ステップＳ１８５）。
全ての小領域についてのアスペクト比のチェックが終了していないと判断された場合（ステップＳ１８５；ＮＯ）、処理はステップＳ１８１に戻り、まだチェックが完了していない小領域が選択されステップＳ１８１～１８５の処理が繰り返し実行される。
全ての小領域についてのチェックが終了したと判断された場合（ステップＳ１８５；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ１９に移行する。 In step S185, it is determined whether or not the aspect ratios have been checked for all small areas (step S185).
If it is determined that the aspect ratios of all the small areas have not been checked yet (step S185; NO), the process returns to step S181, and the small areas that have not been checked are selected. is repeatedly executed.
If it is determined that all small areas have been checked (step S185; YES), the process proceeds to step S19 in FIG.

なお、本実施形態では、全ての小領域についてアスペクト比のチェックを行う場合を例として説明しているが、一部の小領域についてのみアスペクト比のチェックを行うこととしてもよい。例えば、呼吸による拡縮は上肺野よりも下肺野の方が大きいため、肺野領域の下１／３の小領域にのみアスペクト比のチェックを行うこととしてもよい。これにより、処理速度を上げることができる。 In this embodiment, the case where the aspect ratio is checked for all small areas is described as an example, but the aspect ratio may be checked for only some of the small areas. For example, since expansion and contraction due to respiration is greater in the lower lung field than in the upper lung field, the aspect ratio may be checked only for a small area of the lower ⅓ of the lung field area. Thereby, the processing speed can be increased.

図３のステップＳ１９においては、取得された各フレーム画像において、設定された複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるように小領域の変形が行われる（ステップＳ１９）。
例えば、取得された各フレーム画像において、設定された複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かが判断され、収まらないと判断された小領域について、アスペクト比が基準範囲内に収まるように頂点が調整され小領域が変形される。 In step S19 of FIG. 3, in each acquired frame image, the small areas are transformed so that the aspect ratios of the set small areas fall within the reference range (step S19).
For example, in each acquired frame image, it is determined whether or not the aspect ratio of each of the set small regions falls within the reference range. The vertices are adjusted and the small area is deformed so that it fits inside.

次いで、各小領域へのＩＤの再割り当てが実施される（ステップＳ２０）。例えば、基準フレーム画像の各小領域に、ステップＳ１６と同様のルールにてＩＤが割り当てられ、他のフレーム画像の対応する小領域についても同じＩＤが割り当てられる。 Then, reassignment of IDs to each small area is performed (step S20). For example, an ID is assigned to each small area of the reference frame image according to the same rule as in step S16, and the same ID is assigned to corresponding small areas of other frame images.

次いで、換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気解析を行い、血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流解析を行う（ステップＳ２１）。 Next, ventilation analysis is performed using a plurality of frame images for ventilation analysis, and blood flow analysis is performed using a plurality of frame images for blood flow analysis (step S21).

換気解析では、換気解析用の各フレーム画像の画素ごとに、換気量を示す指標値を算出する。例えば、換気解析用の各フレーム画像の各画素の信号値と、解析において基準となる解析基準フレーム画像の対応する画素の信号値との差分値（差分値の絶対値。比率でもよい。）を、各フレーム画像の画素ごとの換気量を示す指標値として算出する。ここでいうフレーム画像間の対応する画素とは、例えば、同じＩＤが割り当てられた小領域内において配置されている位置（小領域内の座標）が同じ画素である。解析基準フレーム画像は、例えば、フレーム画像間の対応する画素ごとに信号値の時間変化を求め、最も信号値が低いフレーム画像（すなわち最もその領域が縮んでいるときのフレーム画像）をその画素の解析基準フレーム画像とすることができる。 In the ventilation analysis, an index value indicating the ventilation volume is calculated for each pixel of each frame image for ventilation analysis. For example, the signal value of each pixel in each frame image for ventilation analysis and the signal value of the corresponding pixel in the analysis reference frame image used as a reference in the analysis (absolute value of the difference value; ratio may also be used). , is calculated as an index value indicating the ventilation volume for each pixel of each frame image. The corresponding pixels between the frame images referred to here are, for example, pixels arranged in the same position (coordinates within the small area) in the small area to which the same ID is assigned. For the analysis reference frame image, for example, the time change of the signal value is obtained for each corresponding pixel between the frame images, and the frame image with the lowest signal value (that is, the frame image when the region is contracted the most) is the pixel of that pixel. It can be an analysis reference frame image.

血流解析では、血流解析用の各フレーム画像の画素ごとに、血流量を示す指標値を算出する。例えば、血流解析用の各フレーム画像の各画素の信号値と、解析において基準となる解析基準フレーム画像の対応する画素の信号値との差分値（差分値の絶対値。比率でもよい）を、各フレーム画像の画素ごとの血流量を示す指標値として算出する。解析基準フレーム画像は、例えば、フレーム画像間の対応する画素ごとに信号値の時間変化を求め、最も信号値が高いフレーム画像（すなわち最も血流が少ないときのフレーム画像）をその画素の解析基準フレーム画像とすることができる。なお、血流解析用のフレーム画像が呼吸状態で撮影された画像である場合、フレーム画像間の対応する画素ごとに信号値の時間変化を時間方向のハイパスフィルター（例えば、カットオフ周波数０．７Ｈｚ）でフィルタリングしてから、解析基準フレーム画像及び差分値を算出する。これにより、換気による低周波の信号変化を除去し、血流による信号値の時間変化を抽出することができる。 In blood flow analysis, an index value indicating blood flow is calculated for each pixel of each frame image for blood flow analysis. For example, the difference value (absolute value of the difference value; ratio may be used) between the signal value of each pixel of each frame image for blood flow analysis and the signal value of the corresponding pixel of the analysis reference frame image that serves as a reference in the analysis. , is calculated as an index value indicating the blood flow volume for each pixel of each frame image. For the analysis reference frame image, for example, the time change of the signal value is obtained for each corresponding pixel between the frame images, and the frame image with the highest signal value (that is, the frame image with the lowest blood flow) is used as the analysis reference for that pixel. It can be a frame image. Note that when the frame images for blood flow analysis are images captured in a respiratory state, temporal changes in the signal value for each corresponding pixel between the frame images are filtered by a high-pass filter (for example, a cutoff frequency of 0.7 Hz) in the time direction. ), and then calculate the analysis reference frame image and the difference value. As a result, low-frequency signal changes due to ventilation can be removed, and time changes in signal values due to blood flow can be extracted.

なお、換気解析、血流解析においては、まず、各小領域内の画素の信号値の代表値（例えば、平均値）を算出して各小領域の信号値を算出された代表値とし、換気解析用（血流解析用）の各フレーム画像の各小領域の信号値と、解析において基準となる解析基準フレーム画像の対応する小領域の信号値との差分値を、各フレーム画像の小領域ごとの換気量（血流量）を示す指標値として算出することとしてもよい。 In the ventilation analysis and blood flow analysis, first, the representative value (e.g., average value) of the signal values of the pixels in each small region is calculated, and the signal value of each small region is used as the calculated representative value. The difference value between the signal value of each small area of each frame image for analysis (for blood flow analysis) and the signal value of the corresponding small area of the analysis reference frame image used as the reference in the analysis is calculated as the small area of each frame image. It may also be calculated as an index value indicating the ventilation volume (blood flow volume) for each period.

次いで、小領域ごとの換気量を示す指標値の代表値及び血流量を示す指標値の代表値が算出される（ステップＳ２２）。
例えば、各小領域において、小領域内の各画素ごとに、ステップＳ２１で算出された換気量を示す指標値の最大値が取得され、取得された最大値の小領域における代表値（例えば、平均値、中央値、最大値、最小値等）が各小領域の換気量を示す指標値として算出される。また、各小領域において、小領域内の各画素ごとに、ステップＳ２１で算出された血流量を示す指標値の最大値が取得され、取得された最大値の小領域における代表値（例えば、平均値、中央値、最大値、最小値等）が各小領域の血流量を示す指標値として算出される。
なお、ステップＳ２１において、各フレーム画像の小領域ごとの換気量（血流量）を示す指標値として、各フレーム画像の各小領域の信号値と、解析において基準となる解析基準フレーム画像の対応する小領域の信号値の代表値との差分値を算出した場合は、ステップＳ２２においては、その差分値の最大値が各小領域の換気量（血流量）を示す指標値として算出される。 Next, a representative value of the index values indicating the ventilation volume and a representative value of the index values indicating the blood flow are calculated for each small region (step S22).
For example, in each small region, the maximum index value indicating the ventilation volume calculated in step S21 is obtained for each pixel in the small region, and the representative value (for example, the average value, median value, maximum value, minimum value, etc.) is calculated as an index value indicating the ventilation volume of each small region. Further, in each small region, the maximum value of the index values indicating the blood flow calculated in step S21 is acquired for each pixel in the small region, and the representative value (for example, the average value, median value, maximum value, minimum value, etc.) is calculated as an index value indicating the blood flow rate of each small region.
In step S21, as an index value indicating the ventilation volume (blood flow) for each small region of each frame image, the signal value of each small region of each frame image corresponds to the analysis reference frame image serving as a reference in the analysis. When the difference value from the representative value of the signal values of the small regions is calculated, in step S22, the maximum value of the difference values is calculated as the index value indicating the ventilation volume (blood flow volume) of each small region.

次いで、同じＩＤの小領域同士でＶＱ比が算出される（ステップＳ２３）。
具体的には、同じＩＤの小領域同士で換気量を示す指標値の代表値（Ｖ）を血流量を示す指標値の代表値（Ｑ）で割ることにより、ＶとＱの比率を表すＶＱ比が算出される。
なお、Ｖの値とＱの値のそれぞれに係数を乗算してＶＱ比を算出してもよい。例えば、Ｖの値に係数α、Ｑの値に係数βを乗算して、Ｖ×α／Ｑ×βをＶＱ比として算出してもよい。なお、係数は、臨床実験にて検証された値が用いられる。
ここで、換気が十分にあり、血流も十分にある小領域では、ＶＱ比は１に近くなり、この小領域は正常であると判断することができる。
換気が十分にあるが、血流が不十分な小領域では、ＶＱ比が非常に大きくなり、この小領域は肺塞栓症等の異常があると判断することができる。
換気も血流も不十分な小領域では、ＶＱ比は１に近くなり、この小領域は換気と血流のバランスとしては正常であると判断することができる。
換気が不十分で、血流が十分な小領域では、ＶＱ比は０に近くなり、この小領域は急性の無気肺等の異常があると判断することができる。 Next, the VQ ratio is calculated between small regions with the same ID (step S23).
Specifically, VQ representing the ratio of V and Q is obtained by dividing the representative value (V) of the index values indicating the ventilation volume between the small regions with the same ID by the representative value (Q) of the index values indicating the blood flow volume. A ratio is calculated.
Note that the VQ ratio may be calculated by multiplying each of the V value and the Q value by a coefficient. For example, the value of V may be multiplied by a coefficient α and the value of Q may be multiplied by a coefficient β to calculate V×α/Q×β as the VQ ratio. In addition, the value verified by the clinical experiment is used for the coefficient.
Here, in a small region with sufficient ventilation and sufficient blood flow, the VQ ratio is close to 1, and it can be determined that this small region is normal.
A small area with adequate ventilation but insufficient blood flow will have a very large VQ ratio, and this small area can be judged to have an abnormality such as a pulmonary embolism.
In a small region with insufficient ventilation and blood flow, the VQ ratio approaches 1, and it can be judged that this small region has a normal balance between ventilation and blood flow.
In a small area with insufficient ventilation and sufficient blood flow, the VQ ratio is close to 0, and this small area can be judged to have an abnormality such as acute atelectasis.

次いで、算出された小領域ごとのＶＱ比が画像にマッピングして出力され（ステップＳ２４）、ＶＱ比算出処理は終了する。
ステップＳ２４においては、例えば、一のフレーム画像（例えば、基準フレーム画像）の各小領域に、その小領域で算出されたＶＱ比の演算結果に応じた色を付して表示部３４に表示する。これにより、ユーザーが小領域ごとのＶＱ比や、ＶＱ比の悪い小領域が存在するか否か、存在する場合はどの領域であるのか等を容易に把握することが可能となる。
また、一のフレーム画像（例えば、基準フレーム画像）の肺野領域を複数のＲＯＩ（関心領域）に分割し、ＲＯＩごとに、ＲＯＩ内の小領域のＶＱ比の代表値（平均値等）を算出して算出結果（数値）を表示することとしてもよい。または、図１０（ａ）に示すように、ＲＯＩごとに、ＲＯＩ内の小領域のＶＱ比の和（合計）を算出し、全ＲＯＩのＶＱ比の合計に対する、ＲＯＩごとのＶＱ比の合計の比率を算出して算出結果（数値）を画像上のＲＯＩに対応付けて表示することとしてもよい。これにより、ＲＯＩごとのＶＱ比をユーザーが容易に把握することが可能となる。
また、図１０（ｂ）に示すように、表示部３４に表示されたフレーム画像（例えば、基準フレーム画像）上で操作部３３によりＲＯＩが指定されると、指定されたＲＯＩ内の小領域のＶＱ比の代表値（平均値等）を算出して算出結果（数値）を表示することとしてもよい。これにより、ユーザーが任意のＲＯＩのＶＱ比を容易に確認することが可能となる。 Next, the calculated VQ ratio for each small region is mapped onto the image and output (step S24), and the VQ ratio calculation process ends.
In step S24, for example, each small region of one frame image (for example, the reference frame image) is displayed on the display unit 34 with a color corresponding to the calculation result of the VQ ratio calculated in the small region. . This enables the user to easily grasp the VQ ratio of each small region, whether or not there is a small region with a poor VQ ratio, and if so, which region it is.
In addition, the lung region of one frame image (for example, reference frame image) is divided into a plurality of ROIs (regions of interest), and for each ROI, the representative value (average value, etc.) of the VQ ratio of the small region in the ROI is calculated. It is also possible to calculate and display the calculation result (numerical value). Alternatively, as shown in FIG. 10(a), for each ROI, the sum (total) of the VQ ratios of the small regions in the ROI is calculated, and the total VQ ratio for each ROI is The ratio may be calculated and the calculation result (numerical value) may be displayed in association with the ROI on the image. This allows the user to easily grasp the VQ ratio for each ROI.
Further, as shown in FIG. 10B, when an ROI is designated by the operation unit 33 on a frame image (for example, a reference frame image) displayed on the display unit 34, a small area within the designated ROI is displayed. A representative value (average value, etc.) of the VQ ratio may be calculated and the calculation result (numerical value) may be displayed. This allows the user to easily check the VQ ratio of any ROI.

なお、制御部３１は、例えば、換気解析結果、血流解析結果、ＶＱ比のそれぞれを、異常値を判定するために予め定められた閾値（換気解析結果、血流解析結果、ＶＱ比の夫々に個別に定められた閾値）と比較し、比較の結果、異常値であった場合、基準フレーム画像の肺野領域を小領域に分割する際の小領域のサイズ（形状は一定）、又は形状（サイズは一定）を自動的に調整することとしてもよい。形状の調整は、例えば、小領域の面積が一定のままアスペクト比が変わるように小領域の頂点を調整する。
例えば、小領域に骨等の構造物が入ってしまっている場合、ＶＱ比が異常に大きくなる等、アーチファクトの影響を受けた数値となる。これを回避するには、骨等の影響がなくなるくらい小領域を大きくすることが考えられる。そこで、制御部３１は、換気解析結果、血流解析結果、又はＶＱ比に異常値がでた場合、小領域のサイズ又は形状を調整する。全ての小領域のサイズ又は形状を一括して調整してもよいし、異常値が出た小領域について個別に調整してもよい。調整は少しずつ行い、調整後、図３のステップＳ１５（形状の調整の場合はステップＳ１７に戻り、ステップＳ１５（Ｓ１７）～２４の処理を実施する。これを、異常値が出なくなるまで（正常値となるまで）繰り返す。 Note that the control unit 31, for example, sets each of the ventilation analysis result, the blood flow analysis result, and the VQ ratio to a predetermined threshold for determining an abnormal value (each of the ventilation analysis result, the blood flow analysis result, and the VQ ratio If the result of the comparison is an abnormal value, the size (the shape is constant) or the shape of the small region when dividing the lung region of the reference frame image into small regions (the size is constant) may be automatically adjusted. The shape is adjusted, for example, by adjusting the vertices of the small region so that the aspect ratio changes while the area of the small region remains constant.
For example, when a structure such as a bone is included in a small area, the VQ ratio becomes abnormally large, resulting in numerical values influenced by artifacts. In order to avoid this, it is conceivable to make the small area large enough to eliminate the influence of bones and the like. Therefore, the control unit 31 adjusts the size or shape of the small region when an abnormal value is found in the ventilation analysis result, the blood flow analysis result, or the VQ ratio. The size or shape of all small regions may be adjusted collectively, or small regions with abnormal values may be individually adjusted. The adjustment is made little by little, and after the adjustment, the process returns to step S15 in FIG. value).

また、制御部３１は、ユーザーの操作部３３の操作による小領域のサイズ又は形状の調整の指示に応じて、小領域のサイズ又は形状を調整することとしてもよい。これにより、例えば、ユーザーが小さな疾患を見つけたい場合には、小領域のサイズを小さく設定することで、小領域のサイズが小さくなるように調整され、小さな疾患を見つけることが可能となる。アーチファクトを低減したい場合には、小領域のサイズを大きく設定することで、小領域のサイズが大きくなるように調整され、アーチファクトの影響を低減することが可能となる。ユーザーによる小領域のサイズの設定（調整）は、ステップＳ１４における分割数の設定に代えて行えるようにしてもよいし、ＶＱ比算出処理の終了後に調整を受け付けて、調整したサイズに基づき基準フレーム画像の肺野領域の分割を行って、ステップＳ１６～２４の処理を実施することとしてもよい。また、ユーザーによる小領域の形状の調整は、ステップＳ３における基準フレーム画像の肺野領域の分割後に、表示部３４に分割された複数の小領域を表示して、ユーザーによる小領域の形状の調整を受け付けることとしてもよいし、ＶＱ比算出処理の終了後に調整を受け付けて、調整した形状に基づいてステップＳ１７～Ｓ２４の処理を実施することとしてもよい。 Further, the control unit 31 may adjust the size or shape of the small area in response to an instruction to adjust the size or shape of the small area by the operation of the operation unit 33 by the user. As a result, for example, when the user wants to find a small disease, by setting the size of the small region small, the size of the small region is adjusted to be small, and the small disease can be found. When it is desired to reduce artifacts, it is possible to reduce the influence of artifacts by setting the size of the small region to be large. The setting (adjustment) of the size of the small area by the user may be performed instead of setting the number of divisions in step S14, or the adjustment may be received after the VQ ratio calculation process is completed, and the reference frame size may be adjusted based on the adjusted size. The processing of steps S16 to S24 may be performed after segmenting the lung region of the image. Further, the adjustment of the shape of the small region by the user is performed by displaying a plurality of divided small regions on the display unit 34 after the lung region of the reference frame image is divided in step S3, and adjusting the shape of the small region by the user. may be accepted, or the adjustment may be accepted after the VQ ratio calculation process is completed, and the processes of steps S17 to S24 may be performed based on the adjusted shape.

以上説明したように、診断用コンソール３によれば、制御部３１は、被写体の胸部の動態を放射線撮影することにより得られた複数のフレーム画像から、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像を取得し、取得された複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像を選択し、基準フレーム画像における肺野領域を複数の小領域に分割し、基準フレーム画像の複数の小領域ごとに、当該小領域を前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡して他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することにより、取得したフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定する。そして、設定された複数の小領域ごとに、換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気量を示す指標値を算出するとともに、血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流量を示す指標値を算出し、算出された複数の小領域ごとの換気量を示す指標値と血流量を示す指標値との比率（ＶＱ比）を算出する。
したがって、基準フレーム画像のＶＱ比算出用の小領域を換気解析用及び血流解析用の他のフレーム画像において追跡することによりフレーム画像間で対応する小領域を設定してＶＱ比を算出するため、ワーピング処理を行うことなく、効率よくＶＱ比を算出することが可能となる。 As described above, according to the diagnostic console 3, the control unit 31 selects a plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow from a plurality of frame images obtained by radiographic imaging of the chest dynamics of the subject. A plurality of frame images for analysis are acquired, a reference frame image is selected from among the acquired frame images, the lung region in the reference frame image is divided into a plurality of small regions, and a plurality of For each small region, by tracking the small region in a frame image other than the reference frame image and specifying the position corresponding to the small region in the other frame image, set a small region of Then, for each of the plurality of set small regions, an index value indicating the ventilation volume is calculated using the plurality of frame images for ventilation analysis, and the blood flow volume is indicated using the plurality of frame images for blood flow analysis. An index value is calculated, and a ratio (VQ ratio) between the calculated index value indicating the ventilation volume and the index value indicating the blood flow is calculated for each of the plurality of small regions.
Therefore, by tracing the small region for VQ ratio calculation of the reference frame image in other frame images for ventilation analysis and blood flow analysis, corresponding small regions are set between frame images to calculate the VQ ratio. , it is possible to efficiently calculate the VQ ratio without performing warping processing.

また、例えば、制御部３１は、呼吸状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を換気解析用の複数のフレーム画像として取得し、息止め状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を血流解析用の複数のフレーム画像として取得する。したがって、精度よく換気解析及び血流解析を行ってＶＱ比を算出することが可能となる。 Further, for example, the control unit 31 acquires a plurality of frame images obtained by imaging in a breathing state as a plurality of frame images for ventilation analysis, and obtains a plurality of frame images obtained by imaging in a breath-holding state. Images are acquired as multiple frame images for blood flow analysis. Therefore, it is possible to accurately perform ventilation analysis and blood flow analysis to calculate the VQ ratio.

また、例えば、制御部３１は、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像に設定される小領域の数が同じとなるようにすることで、各小領域から精度よくＶＱ比を算出することが可能となる。 Further, for example, the control unit 31 sets the number of small regions to be the same for the plurality of frame images for ventilation analysis and the plurality of frame images for blood flow analysis. It is often possible to calculate the VQ ratio.

また、例えば、制御部３１は、肺野領域における位置に応じて小領域のサイズが異なるように基準フレーム画像を分割することで、肺野領域の特性に応じたサイズで小領域を設定することができる。
例えば、肺野領域の中心部の小領域のサイズに比べて抹消部の小領域のサイズが大きくなるように基準フレーム画像を分割することで、精度が保証されない領域の小領域の処理時間を短縮することができ、効率よくＶＱ比を算出することができる。
また、例えば、肺野領域の上部の小領域のサイズに比べて下部の小領域のサイズが小さくなるように基準フレーム画像を分割することで、肺野の動きに応じた分割を行うことが可能となる。 Further, for example, the control unit 31 can set small regions with sizes corresponding to the characteristics of the lung regions by dividing the reference frame image so that the sizes of the small regions differ according to the positions in the lung regions. can be done.
For example, by dividing the reference frame image so that the size of the small region in the obliterated portion is larger than the size of the small region in the center of the lung region, the processing time for small regions where accuracy is not guaranteed can be shortened. , and the VQ ratio can be calculated efficiently.
Also, for example, by dividing the reference frame image so that the size of the lower small region is smaller than the size of the upper small region of the lung field region, it is possible to perform division according to the movement of the lung field. becomes.

また、例えば、制御部３１は、複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域を分割するか又は隣接する小領域に統合することで、アーチファクトの影響を抑えて精度よくＶＱ比を算出することが可能となる。
また、例えば、制御部３１は、取得された複数のフレーム画像のうち呼吸状態で撮影されたフレーム画像を用いて、複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断することで、効率よく複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断することが可能となる。 Also, for example, the control unit 31 determines whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small regions falls within the reference range, and divides the small regions determined to be out of range or integrates them into adjacent small regions. This makes it possible to accurately calculate the VQ ratio while suppressing the influence of artifacts.
Further, for example, the control unit 31 determines whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small regions falls within the reference range using the frame image captured in the respiratory state among the plurality of acquired frame images. By doing so, it is possible to efficiently determine whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small regions falls within the reference range.

また、例えば、制御部３１は、小領域の分割又は統合の後に、取得された全てのフレーム画像の複数の小領域の数が同じとなるように調整することで、小領域の分割又は統合によりフレーム画像間で小領域の対応が取れなくなることを防止することができる。 Further, for example, after dividing or integrating the small regions, the control unit 31 adjusts the number of the plurality of small regions in all the acquired frame images to be the same. It is possible to prevent small areas from becoming incompatible between frame images.

また、例えば、制御部３１は、複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域をそのアスペクト比が基準範囲内に収まるように変形することで、アーチファクトの影響を抑えて精度よくＶＱ比を算出することが可能となる。 Further, for example, the control unit 31 determines whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small regions falls within the reference range, and adjusts the small regions determined to not fit within the reference range so that their aspect ratios fall within the reference range. By deforming, it is possible to suppress the influence of artifacts and calculate the VQ ratio with high accuracy.

また、制御部３１は、算出された前記換気量を示す指標値、前記血流量を示す指標値、又は前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率が異常値となったと判断した場合に、基準フレーム画像の肺野領域を複数の小領域に分割する際の小領域のサイズ又は形状を調整することで、精度のよいＶＱ比を算出することが可能となる。 Further, the control unit 31 determines that the calculated index value indicating the ventilation volume, the index value indicating the blood flow, or the ratio between the index value indicating the ventilation volume and the index value indicating the blood flow becomes an abnormal value. When it is determined that the lung region of the reference frame image is divided into a plurality of small regions, the VQ ratio can be calculated with high accuracy by adjusting the size or shape of the small regions.

また、制御部３１は、ユーザー操作に応じて基準フレーム画像の肺野領域を複数の小領域に分割する際の小領域のサイズ又は形状を調整することで、例えば、小さな疾患を見つけたい場合には小領域のサイズを小さく、アーチファクトの影響を抑えたい場合には小領域を大きくする等、ユーザーのニーズに応じた調整を行うことができる。 Further, the control unit 31 adjusts the size or shape of the small regions when dividing the lung field region of the reference frame image into a plurality of small regions according to the user's operation. can be adjusted according to the user's needs, such as reducing the size of the small area and increasing the size of the small area to suppress the influence of artifacts.

また、基準フレーム画像を前記複数の小領域に分割する際の分割数を予め定められた複数の分割数の中から選択可能とすることで、ユーザーが容易に分割数を設定することが可能となる。 Further, by allowing the user to select the number of divisions when dividing the reference frame image into the plurality of small areas from a plurality of predetermined numbers of divisions, the user can easily set the number of divisions. Become.

また、制御部３１は、基準フレーム画像の複数の小領域ごとに、当該小領域内にマーカーを設定し、設定したマーカーを基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡することにより、他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することで、精度良くフレーム画像間で小領域の位置を対応付けることが可能となる。 In addition, the control unit 31 sets a marker in each of the plurality of small regions of the reference frame image, and tracks the set marker in the other frame image other than the reference frame image, so that other frames can be displayed. By specifying the position corresponding to the small area in the image, it is possible to associate the position of the small area between the frame images with high accuracy.

なお、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装置及びプログラムの一例であり、これに限定されるものではない。 Note that the description in this embodiment is an example of a suitable dynamic analysis device and program according to the present invention, and is not limited to this.

例えば、上記実施形態においては、動態撮影により取得された複数のフレーム画像からＶＱ比を算出する場合を例にとり説明したが、本発明における複数のフレーム画像は、静止画として撮影された複数枚の画像であってもよい。例えば、換気解析用の複数のフレーム画像として、最大呼気位、最大吸気位を撮影した２枚の静止画像を用いてもよいし、血流解析用のフレーム画像として、心拡張期、心収縮期を撮影した２枚の静止画像を用いることとしてもよい。 For example, in the above embodiment, the case where the VQ ratio is calculated from a plurality of frame images acquired by dynamic photography has been described as an example. It may be an image. For example, as a plurality of frame images for ventilation analysis, two still images obtained by photographing the maximum expiratory position and the maximum inspiratory position may be used, and as frame images for blood flow analysis, diastole and systole may be used. may be used.

また、上記実施形態においては、アスペクト比が基準範囲内に収まらず、小領域を分割又は統合する必要がある場合は、図８のステップＳ１８３～Ｓ１８４で分割又は統合し、図３のステップＳ２０でＩＤを再割り当てすることとしたが、統合する小領域のＩＤの情報や、分割する小領域のＩＤ及び分割数をＲＡＭ等に記憶しておき、換気解析、血流解析、及びＶＱ比の算出時に、統合するものとして指定されたＩＤの小領域を１つの小領域として扱って算出を行ったり、分割するものとして指定されたＩＤの小領域を分割数に基づいて分割した領域を１つの小領域として扱って算出を行うこととしてもよい。 Further, in the above embodiment, if the aspect ratio does not fit within the reference range and it is necessary to divide or integrate the small areas, the division or integration is performed in steps S183 and S184 of FIG. Although it was decided to reassign the ID, the information of the ID of the small region to be integrated, the ID of the small region to be divided and the number of divisions are stored in RAM or the like, and the ventilation analysis, blood flow analysis, and calculation of the VQ ratio Sometimes, a small region with an ID specified to be integrated is treated as one small region for calculation, or a small region with an ID specified to be divided is divided based on the number of divisions into one small region. Calculation may be performed by treating it as a region.

また、上記実施形態では、ＶＱ比の算出結果を出力する出力手段が表示部であり、表示部によりＶＱ比の算出結果を出力する場合を例にとり説明したが、ＶＱ比の算出結果は、通信部３５により外部装置に出力してもよいし、印刷装置等により印刷出力することとしてもよい。 In the above embodiment, the output means for outputting the calculation result of the VQ ratio is the display unit, and the display unit outputs the calculation result of the VQ ratio. It may be output to an external device by the unit 35, or may be printed out by a printing device or the like.

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 using a hard disk, a semiconductor non-volatile memory, or the like is disclosed as a computer-readable medium for the program according to the present invention, 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. 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、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 that constitutes dynamic analysis system 100 can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.

１００ 動態解析システム
１ 撮影装置
１１ 放射線源
１２ 放射線照射制御装置
１３ 放射線検出部
１４ 読取制御装置
２ 撮影用コンソール
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ 操作部
２４ 表示部
２５ 通信部
２６ バス
３ 診断用コンソール
３１ 制御部
３２ 記憶部
３３ 操作部
３４ 表示部
３５ 通信部
３６ バス 100 Dynamic analysis system 1 Imaging device 11 Radiation source 12 Radiation irradiation control device 13 Radiation detection unit 14 Reading control device 2 Imaging console 21 Control unit 22 Storage unit 23 Operation unit 24 Display unit 25 Communication unit 26 Bus 3 Diagnosis console 31 Control Unit 32 Storage unit 33 Operation unit 34 Display unit 35 Communication unit 36 Bus

Claims (17)

被写体の胸部の動態を放射線撮影することにより得られた複数のフレーム画像から、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像を選択し、前記基準フレーム画像における肺野領域を複数の小領域に分割する分割手段と、
前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域を前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡して前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することにより、前記取得手段により取得されたフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定する追跡手段と、
前記設定された複数の小領域ごとに、前記換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気量を示す指標値を算出するとともに、前記血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流量を示す指標値を算出する解析手段と、
前記解析手段により算出された前記複数の小領域ごとの前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率を算出する比率算出手段と、
を備える動態解析装置。 Acquisition means for acquiring a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for blood flow analysis from a plurality of frame images obtained by radiography of dynamics of the subject's chest;
a division means for selecting a reference frame image from among the plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis acquired by the acquisition means, and dividing a lung region in the reference frame image into a plurality of small regions;
tracking each of the plurality of small regions of the reference frame image in a frame image other than the reference frame image to specify a position corresponding to the small region in the other frame image; tracking means for setting a plurality of corresponding small areas between the frame images acquired by the acquisition means;
For each of the plurality of set small regions, an index value indicating a ventilation volume is calculated using the plurality of frame images for ventilation analysis, and a blood flow volume is calculated using the plurality of frame images for blood flow analysis. an analysis means for calculating an index value indicating
a ratio calculation means for calculating a ratio between an index value indicating the ventilation volume and an index value indicating the blood flow for each of the plurality of small regions calculated by the analysis means;
A dynamic analysis device comprising a 前記取得手段は、呼吸状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を前記換気解析用の複数のフレーム画像として取得し、息止め状態で撮影することにより得られた複数のフレーム画像を前記血流解析用の複数のフレーム画像として取得する請求項１に記載の動態解析装置。 The acquiring means acquires a plurality of frame images obtained by imaging in a breathing state as a plurality of frame images for ventilation analysis, and acquires a plurality of frame images obtained by imaging in a breath-holding state as the plurality of frame images for ventilation analysis. The dynamics analysis device according to claim 1, which is acquired as a plurality of frame images for blood flow analysis. 前記換気解析用の複数のフレーム画像と前記血流解析用の複数のフレーム画像に設定される前記小領域の数は同じである請求項１又は２に記載の動態解析装置。 3. The dynamic analysis apparatus according to claim 1, wherein the plurality of frame images for ventilation analysis and the plurality of frame images for blood flow analysis have the same number of small regions. 前記分割手段は、前記複数の小領域のそれぞれの前記肺野領域における位置に応じて前記小領域のサイズが異なるように前記基準フレーム画像を分割する請求項１～３のいずれか一項に記載の動態解析装置。 4. The reference frame image according to any one of claims 1 to 3, wherein the dividing means divides the reference frame image so that the size of each of the plurality of small regions differs according to the position of each of the plurality of small regions in the lung region. kinetic analysis equipment. 前記分割手段は、前記肺野領域の中心部の小領域のサイズに比べて抹消部の小領域のサイズが大きくなるように前記基準フレーム画像を分割する請求項４に記載の動態解析装置。 5. The dynamic analysis apparatus according to claim 4, wherein the dividing means divides the reference frame image so that the size of the small area of the peripheral part is larger than the size of the small area of the central part of the lung field area. 前記分割手段は、前記肺野領域の上部の小領域のサイズに比べて下部の小領域のサイズが小さくなるように前記基準フレーム画像を分割する請求項４に記載の動態解析装置。 5. The dynamic analysis apparatus according to claim 4, wherein the dividing means divides the reference frame image so that the size of the lower small region is smaller than the size of the upper small region of the lung field region. 前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域を分割するか又は隣接する小領域に統合する分割統合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。 Division for determining whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small areas set by the tracking means falls within a reference range, and dividing the small area determined not to fit or integrating it into adjacent small areas The dynamic analysis device according to any one of claims 1 to 6, comprising integration means. 前記分割統合手段は、前記取得手段により取得された複数のフレーム画像のうち呼吸状態で撮影されたフレーム画像を用いて、前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が前記基準範囲内に収まるか否かを判断する請求項７に記載の動態解析装置。 The dividing and integrating means uses a frame image captured in a respiratory state among the plurality of frame images acquired by the acquiring means to set the aspect ratio of each of the plurality of small regions set by the tracking means to the 8. The dynamic analysis device according to claim 7, which determines whether or not it falls within the reference range. 前記分割統合手段は、前記分割又は前記統合の後に、前記取得手段により取得された全てのフレーム画像の前記複数の小領域の数が同じとなるように調整する請求項７又は８に記載の動態解析装置。 9. The dynamic state according to claim 7 or 8, wherein said dividing and integrating means adjusts the numbers of said plurality of small regions of all frame images acquired by said acquiring means to be the same after said dividing or said integrating. analysis equipment. 前記追跡手段により設定された前記複数の小領域のそれぞれのアスペクト比が基準範囲内に収まるか否かを判断し、収まらないと判断した小領域をそのアスペクト比が前記基準範囲内に収まるように変形する変形手段を備える請求項１～９のいずれか一項に記載の動態解析装置。 determining whether or not the aspect ratio of each of the plurality of small areas set by the tracking means falls within a reference range; The dynamic analysis device according to any one of claims 1 to 9, comprising deformation means for deformation. 前記分割手段により前記基準フレーム画像の肺野領域を前記複数の小領域に分割する際の前記小領域のサイズ又は形状を調整する調整手段を備える請求項１～１０のいずれか一項に記載の動態解析装置。 11. The method according to any one of claims 1 to 10, further comprising adjusting means for adjusting the size or shape of the small regions when the lung field region of the reference frame image is divided into the plurality of small regions by the dividing means. Dynamic analysis device. 前記調整手段は、算出された前記換気量を示す指標値、前記血流量を示す指標値、又は前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率が異常値となったと判断した場合に、前記調整を行う請求項１１に記載の動態解析装置。 The adjusting means determines that the calculated index value indicating the ventilation volume, the index value indicating the blood flow, or the ratio between the index value indicating the ventilation volume and the index value indicating the blood flow is an abnormal value. 12. The dynamic analysis device according to claim 11, wherein the adjustment is performed when the 前記調整手段は、ユーザー操作に応じて前記調整を行う請求項１１に記載の動態解析装置。 12. The dynamic analysis apparatus according to claim 11, wherein said adjustment means performs said adjustment according to user's operation. 前記分割手段により前記基準フレーム画像を前記複数の小領域に分割する際の分割数は、予め定められた複数の分割数の中から選択可能である請求項１～１２のいずれか一項に記載の動態解析装置。 13. The division number according to any one of claims 1 to 12, wherein the number of divisions when the reference frame image is divided into the plurality of small areas by the division means can be selected from among a plurality of predetermined division numbers. kinetic analysis equipment. 前記追跡手段は、前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域内にマーカーを設定し、設定したマーカーを前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡することにより、前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定する請求項１～１４のいずれか一項に記載の動態解析装置。 The tracking means sets a marker in each of the plurality of small regions of the reference frame image, and tracks the set marker in a frame image other than the reference frame image, thereby 15. The dynamics analysis device according to any one of claims 1 to 14, which specifies a position corresponding to the small region in the frame image of . 前記比率算出手段による算出結果を出力する出力手段を備える請求項１～１５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 15, further comprising an output means for outputting a result of calculation by said ratio calculation means. コンピュータを、
被写体の胸部の動態を放射線撮影することにより得られた複数のフレーム画像から、換気解析用の複数のフレーム画像と血流解析用の複数のフレーム画像を取得する取得手段、
前記取得手段により取得された換気解析用及び血流解析用の複数のフレーム画像の中から基準フレーム画像を選択し、前記基準フレーム画像における肺野領域を複数の小領域に分割する分割手段、
前記基準フレーム画像の前記複数の小領域ごとに、当該小領域を前記基準フレーム画像以外の他のフレーム画像において追跡して前記他のフレーム画像における当該小領域に対応する位置を特定することにより、前記取得手段により取得されたフレーム画像間において対応する複数の小領域を設定する追跡手段、
前記設定された複数の小領域ごとに、前記換気解析用の複数のフレーム画像を用いて換気量を示す指標値を算出するとともに、前記血流解析用の複数のフレーム画像を用いて血流量を示す指標値を算出する解析手段、
前記解析手段により算出された前記複数の小領域ごとの前記換気量を示す指標値と前記血流量を示す指標値との比率を算出する比率算出手段、
として機能させるためのプログラム。 the computer,
Acquisition means for acquiring a plurality of frame images for ventilation analysis and a plurality of frame images for blood flow analysis from a plurality of frame images obtained by radiography of dynamics of the subject's chest;
dividing means for selecting a reference frame image from among the plurality of frame images for ventilation analysis and blood flow analysis acquired by the acquisition means, and dividing the lung region in the reference frame image into a plurality of small regions;
tracking each of the plurality of small regions of the reference frame image in a frame image other than the reference frame image to specify a position corresponding to the small region in the other frame image; Tracking means for setting a plurality of corresponding small areas between the frame images acquired by the acquisition means;
For each of the plurality of set small regions, an index value indicating a ventilation volume is calculated using the plurality of frame images for ventilation analysis, and a blood flow volume is calculated using the plurality of frame images for blood flow analysis. analysis means for calculating an index value indicating
ratio calculation means for calculating a ratio between an index value indicating the ventilation volume and an index value indicating the blood flow for each of the plurality of small regions calculated by the analysis means;
A program to function as

Images