JP6804967B2 - Image processing device, aspiration judgment method, and fluoroscopy device - Google Patents
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Description
本発明は、X線透視撮影装置で嚥下造影検査を行う際に、X線透視像を用いて誤嚥が発生しそうなことを自動検出する画像処理技術に関するものである。 The present invention relates to an image processing technique for automatically detecting that aspiration is likely to occur using an X-ray fluoroscopic image when performing a swallowing contrast examination with an X-ray fluoroscopic imaging apparatus.
高齢化などにより嚥下動作が正しく行われなくなり、摂食時に誤嚥が起きる可能性がある。誤嚥により気管支に食物の滓が残り、細菌が増殖するため、高齢者は肺炎にかかることがある。これからの高齢化社会において、嚥下障害の度合いやリハビリ状態を判定するために嚥下造影検査が増加する傾向にある。この検査は、実際に食べ物を飲み込むところを観察するため、誤嚥が発生する可能性があるため、誤嚥が起きそうなことを検出することは重要である。 Due to aging, swallowing may not be performed correctly, and aspiration may occur when eating. Elderly people may develop pneumonia because aspiration leaves food residue in the bronchi and causes bacteria to grow. In the aging society of the future, the number of swallowing contrast examinations tends to increase in order to determine the degree of dysphagia and the rehabilitation state. It is important to detect that aspiration is likely to occur, as this test observes the actual swallowing of food and may cause aspiration.
従来、嚥下造影検査を行い、X線透視像を用いて目視で誤嚥を判定していたり、加速度計やマイク等をのどに装置を取り付け誤嚥があったことを確認したりしている。たとえば加速度計を患者の首に取つけ、嚥下活動を表す電子信号を受信し、その信号から特徴を抽出し、嚥下活動をしているのか誤嚥しているのかを判定している(特許文献1参照)。また、嚥下音を採取するマイクを首に取つけ、その波形をもとに嚥下活動が異常かどうかを判定している(特許文献2参照)。 Conventionally, a swallowing contrast examination is performed to visually determine aspiration using an X-ray fluoroscopic image, or an accelerometer, a microphone, or the like is attached to the throat to confirm that aspiration has occurred. For example, an accelerometer is attached to the patient's neck, an electronic signal indicating swallowing activity is received, features are extracted from the signal, and it is determined whether the patient is swallowing or aspirating (Patent Document). 1). In addition, a microphone for collecting swallowing sounds is attached to the neck, and whether or not the swallowing activity is abnormal is determined based on the waveform (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1、2の場合、器具を患者に取り付ける必要があるため、患者にとってわずらわしさが生じ、小児の場合は嚥下造影検査を行いにくい場合がある。さらに、誤嚥が発生した後に誤嚥が起きていたことを知らせるようになっている。また、嚥下造影検査の際は、X線透視像を用いて検査者が目視で誤嚥を判定しており、検査食の移動速度が速く、誤嚥が起こりそうなことを見逃してしまう恐れがあった。
However, in the case of
本発明の目的は、上記の課題を解決し、誤嚥が発生しそうなことを自動で検出して通知することが可能な画像処理装置、誤嚥判定方法、及びX線透視撮影装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing device, an aspiration determination method, and an X-ray fluoroscopy apparatus capable of solving the above problems and automatically detecting and notifying that aspiration is likely to occur. There is.
上記目的を達成するために、本発明においては、X線透視像を処理する画像処理装置であって、X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定する領域指定部と、分岐領域のX線透視像を用いて、検査食の移動領域を抽出する移動領域抽出部と、移動領域に基づき、検査食の分岐点を検出する分岐点検出部と、を備え、分岐点につながる移動領域を用いて検査食による誤嚥が発生しそうなことを判定する画像処理装置を提供する。 In order to achieve the above object, in the present invention, it is an image processing device that processes an X-ray fluoroscopic image, and has a region designation unit that specifies a bifurcation region in which the trachea and the esophagus branch in the X-ray fluoroscopic image, and a branch. It is provided with a moving region extraction unit that extracts the moving region of the test food using an X-ray fluoroscopic image of the region, and a branch point detecting unit that detects the branch point of the test food based on the moving region, and is connected to the branch point. Provided is an image processing device for determining that aspiration due to a test food is likely to occur using a moving area.
また、上記目的を達成するため、本発明においては、X線透視像を処理する画像処理装置による誤嚥判定方法であって、X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定し、
分岐領域で検査食の移動領域を抽出し、移動領域に基づき検査食の分岐点を検出し、分岐点につながる移動領域を用いて検査食による誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定方法を提供する。
Further, in order to achieve the above object, the present invention is a method for determining aspiration by an image processing device that processes an X-ray fluoroscopic image, and specifies a bifurcation region in which the trachea and the esophagus branch in the X-ray fluoroscopic image. ,
The moving area of the test food is extracted from the branch area, the branch point of the test food is detected based on the moving area, and the moving area connected to the branch point is used to determine that aspiration due to the test food is likely to occur. Provide a method.
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、X線透視像を撮影して処理するX線透視撮影装置であって、被検者にX線照射するX線照射部と、被検者を透過したX線を検出しX線信号を出力するX線検出器と、X線信号を処理しX線画像を生成する画像処理部と、X線画像を表示するX線画像表示部と、X線画像を用いて被検者で誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定装置と、を備え、誤嚥判定装置は、X線画像中で被検者の気管と食道が分岐する分岐領域を指定する領域指定部と、指定された分岐領域のX線画像を用いて、検査食の移動領域を抽出する移動領域抽出部と、抽出した移動領域に基づき、検査食の分岐点を検出する分岐点検出部と、分岐点と移動領域の気管側の端点との間の距離を判定する距離判定部と、を備え、距離を用いて検査食による誤嚥が発生しそうなことを検出するX線透視撮影装置を提供する。 Further, in order to achieve the above object, in the present invention, an X-ray fluoroscopy apparatus for photographing and processing an X-ray fluoroscopic image, the X-ray irradiation unit for irradiating the subject with X-rays, and the subject An X-ray detector that detects X-rays that have passed through a person and outputs an X-ray signal, an image processing unit that processes the X-ray signal and generates an X-ray image, and an X-ray image display unit that displays an X-ray image. , A swallowing determination device for determining that a subject is likely to be swallowed using an X-ray image, and the aspiration determination device branches the subject's trachea and esophagus in the X-ray image. A branch point of the test food based on the region designation part that specifies the branch area to be used, the moving area extraction unit that extracts the moving area of the test food using the X-ray image of the designated branching area, and the extracted moving area. A branch point detection unit that detects X-rays and a distance determination unit that determines the distance between the branch point and the end point on the tracheal side of the moving region are provided, and the distance is used to determine that aspiration due to a test meal is likely to occur. Provided is an X-ray fluoroscopy apparatus for detection.
嚥下造影検査を実施する際に、X線透視像を用いて自動で誤嚥が発生しそうなことを検出することで、誤嚥を未然に防ぐことができ、より安全な検査を実施できる。 When performing a swallowing contrast examination, by automatically detecting that aspiration is likely to occur using a fluoroscopic image, aspiration can be prevented and a safer examination can be performed.
以下、本発明の各種の実施形態について図面を用いて説明する。図1は本発明に係る誤嚥判定を説明するためのX線透視像を示す図、図2は本発明に係るX線透視撮影装置の全体構成例を示す図である。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an X-ray fluoroscopic image for explaining the aspiration determination according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration example of the X-ray fluoroscopic imaging apparatus according to the present invention.
まず、図1を使って本発明の誤嚥判定の原理を説明する。図1の(a)に示すように、X線透視像中で検査者の指定に基づき、気管1と食道2が分岐する分岐領域3を指定し、図1の(b)に示すように、分岐領域3における、造影剤を混ぜた食べ物である検査食4の気管1と食道2とのわかれ具合を画像処理で算出することで誤嚥が発生しそうなことを検出し、誤嚥が発生しそうなことを知らせる。
First, the principle of aspiration determination of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1 (a), a
図2に示すX線透視撮影装置は、被検者101を載せる天板110と、被検者101にX線を照射するX線源102と、被検者101に対するX線照射領域を設定する絞り装置111と、X線源102に電力供給を行なう高電圧発生器105と、X線源102に対向する位置に配置され、被検者101を透過したX線を検出するX線検出器103と、X線検出器103から出力されたX線信号に対して画像処理を行なう画像処理部104と、画像処理部104から出力されたX線画像(X線透視像を含む)を表示するX線画像表示部106と、上記の各構成要素を制御する制御部107と、制御部107に対して指令を行なう操作部108と、画像処理部104から出力されたX線透視像から誤嚥が発生しそうなことを検出する誤嚥判定装置109とを備えている。
The X-ray fluoroscopy apparatus shown in FIG. 2 sets a
これらの内、X線画像表示部106、制御部107、操作部108、並びに誤嚥判定装置109は、一台のパーソナルコンピュータ(PC)の中央処理部(CPU),入力部、表示部、記憶部等を用いて構成しても良い。
Among these, the X-ray image display unit 106, the
X線源102は、高電圧発生器105から電力供給を受けてX線を発生させるX線管球を有する。また、X線源102には、特定のエネルギーのX線を選択的に透過させるX線フィルタなどを有していてもよい。絞り装置111は、X線源102から発生したX線を遮蔽するX線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のX線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検者101に対するX線照射領域を決定する。X線検出器103は、例えば、X線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されて構成されており、X線源102から照射され、被検者101を透過したX線の入射量に応じたX線信号を検出する機器である。
The
画像処理部104は、X線検出部103から出力されたX線信号を画像処理し、画像処理されたX線画像を出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小等である。X線画像表示部106は、画像処理部104から出力されたX線画像、更には被検者情報・撮影条件を表示する。また、誤嚥判定装置109は、以下の各実施例で説明するように画像処理部104から出力されたX線透視像であるX線画像から、誤嚥が発生しそうなことを検出する。
The
実施例1は、上述の誤嚥判定装置、すなわちX線透視像を処理する画像処理装置であって、X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定する領域指定部と、分岐領域のX線透視像を用いて、検査食の移動領域を抽出する移動領域抽出部と、移動領域に基づき、検査食の分岐点を検出する分岐点検出部と、を備え、分岐点につながる移動領域を用いて、検査食による誤嚥が発生しそうなことを検出する画像処理装置の実施例である。また、X線透視像を処理する画像処理装置による誤嚥判定方法であって、X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定し、分岐領域で検査食の移動領域を抽出し、移動領域に基づき検査食の分岐点を検出し、分岐点につながる移動領域を用いて検査食による誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定方法の実施例、更にはそれを利用するX線透視撮影装置の実施例である。 The first embodiment is the above-mentioned aspiration determination device, that is, an image processing device that processes an X-ray fluoroscopic image, and has a region designation unit that specifies a bifurcation region in which the trachea and the esophagus branch in the X-ray fluoroscopic image, and a branch. It is provided with a moving area extraction unit that extracts the moving area of the test food using an X-ray fluoroscopic image of the area, and a branch point detecting unit that detects the branch point of the test food based on the moving area, and is connected to the branch point. This is an example of an image processing device that detects that aspiration due to a test food is likely to occur using a moving area. In addition, it is an aspiration determination method by an image processing device that processes an X-ray fluoroscopic image. In the X-ray fluoroscopic image, a bifurcation region where the trachea and the esophagus branch is specified, and a moving region of the test food is extracted from the bifurcation region. , An example of an aspiration determination method that detects a branch point of the test food based on the moving area and determines that aspiration due to the test food is likely to occur using the moving area connected to the branch point, and further uses it. This is an example of an X-ray fluoroscopic imaging device.
図3は実施例1のX線透視撮影装置の誤嚥判定装置の一構成例を示すブロック図である。同図の撮影装置200は、図2の右半分のX線画像、すなわちX線透視像を撮影する構成部分に対応する。誤嚥判定装置109は、撮影装置200から送られてくるX線透視像を記録する記録部210、記録部210に記録されるX線透視像に対してリアルタイムで誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定部220、記録部210に保存されているX線透視像や記録中のX線透視像を表示する表示部230、及び誤嚥判定部220で誤嚥が発生しそうだと判定した場合に、検査者に通知する誤嚥表示部240から構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an aspiration determination device of the X-ray fluoroscopic imaging device of the first embodiment. The
誤嚥判定部220は、例えば、誤嚥判定装置109を実現するCPUのプログラム実行などで構成することができる。好適にはこのCPUは、制御部107を構成するCPUとは別個のCPUを使用するが、同一のCPUを用いても良い。表示部230は、図2のX線画像表示部106とは別個のディスプレイで構成する。なお、誤嚥表示部240は通知、警告用の表示を行うものであり、表示部230を構成するディスプレイの表示画面中の一表示領域として構成することができる。
The
続いて、図4の機能ブロックを用いて、本実施例の誤嚥判定部220の動作機能について説明する。上述のように、誤嚥判定部220をCPUのプログラム実行で実現する場合、各機能ブロックはそれぞれの機能を実行するプログラムで構成可能である。まず、領域指定部221は、検査者が操作部108などを使って入力する、検査中のX線透視中の気管1と食道2の分岐点周辺の領域と、被検者の顔の向きに従い、分岐領域3を指定する。
Subsequently, the operation function of the
移動領域抽出部223は、領域指定部221で指定した分岐領域3内で、検査食4の移動領域を抽出する。続いて、分岐点検出部224は移動領域抽出部223で抽出した移動領域から検査食の分岐点を検出する。そして、距離判定部225は、分岐点検出部224が検出した検査食の分岐点から、分岐点につながる移動領域の気管側の端点までの距離を算出することにより、誤嚥が発生しそうなことを検出する。
The moving
次に、図5を用いて実施例1に係るX線透視撮影装置の全体動作フローを説明する。同図のステップ310で装置を起動し、ステップ320で誤嚥判定装置109が録画を開始し、記録部210に記録する。ステップ330で、記録部210に記録しているリアルタイムのX線透視像から、任意のタイミングで検査者が例えば操作部108から入力する気管と食道の分岐点付近の領域に従い、領域指定部221が矩形の分岐領域3を指定する。
Next, the overall operation flow of the X-ray fluoroscopic imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The device is activated in
次のステップ340ではステップ330で指定した分岐領域3内での検査食の移動領域に基づき、検査食が分岐したことを検出し、誤嚥が発生しそうなことを自動で判定する。ステップ350ではステップ340で誤嚥が発生しそうと判定した場合、誤嚥が発生しそうなことを誤嚥表示部240に表示し、ステップ360では誤嚥が発生していないと判定されると誤嚥表示部240から誤嚥が発生しそうであるとする表示を消す。ステップ370では検査を終了し、誤嚥判定装置を終了する。
In the
次に、図6を用いて上述した全体動作フロー中で、誤嚥判定部220が実行するステップ330、340について説明する。先に説明したように、誤嚥判定部220をCPUのプログラム実行でステップ330、340を実行可能である。同図のステップ405は図4のステップ330と同様である。ステップ410で、X線透視像の最新のフレームを読み込む。X線透視像は例えば、30fps(フレーム/秒)で撮影される。ステップ415とステップ420でステップ405において指定した分岐領域3内の検査食の移動領域を抽出する。
Next, steps 330 and 340 executed by the
図7を用いて、ステップ415とステップ420について説明する。同図の左側に現在のフレームft、一つ前のフレームft-1、二つ前のフレームft-2各々の分岐領域3のX線透視像を模式的に示した。ステップ415で現在のフレームftと一つ前のフレームft-1のフレーム間の輝度の差分を取り、所定の閾値で2値化して輝度の差分の2値化画像を得る。しかしこれだけでは、移動前の領域も一緒に抽出されてしまう。そこで、ステップ420でフレームftとft-1のフレーム間の輝度の差分の2値化画像5と、一つ前のフレームft-1と二つ前のフレームft-2のフレーム間の輝度の差分の2値化画像6との共通部分(AND)を抽出し、移動領域7を抽出する。これにより検査食の移動領域7が抽出できる。
Step 415 and step 420 will be described with reference to FIG. 7. On the left side of the figure, an X-ray fluoroscopic image of each
続いて、ステップ425とステップ430で検査食の分岐点の検出を行う。図8を用いて、ステップ425とステップ430について説明する。ステップ425でステップ420において抽出した移動領域7を細線化し、移動領域細線8を得る。ステップ430で移動領域細線8を使って検査食の分岐点9を検出する。分岐点の条件は、例えば図8中の拡大部分に示すように、注目画素の周りの8近傍の画素が3つ以上黒い画素なら分岐点9とする。ただし、分岐点より下の黒い画素が1つ以下の場合は分岐点としない。この分岐点の条件に限定されず、他の適切な条件を設定しても良い。ステップ435で分岐点9から被検者の顔が向いている方向につながる移動領域細線8の端点までの画素の数を数え距離として算出する。
Subsequently, the branch point of the test meal is detected in
図9を用いて、被検者が左を向いている場合を例示して距離の算出の方法を説明する。ステップ440で、図9のように分岐点9から端点10、11までの距離が閾値を超えているかを判断する。これは、細線化を行った際、本来は残ってはいけない枝が残ってしまうことがよくおこり、それを除去するためである。同図の(b)の端点11のように閾値以上の場合は誤嚥が発生しそうな状態なのでステップ445に進む。一方、同図の(a)の端点10のように閾値未満の場合は誤嚥が発生しそうではないのでステップ450に進む。ステップ445で誤嚥表示部240に誤嚥が発生しそうであることを検査者に知らせる。ステップ450で最終フレームかどうかを判断する。最終フレームであれば処理は終了し、最終フレームでなければ次のフレームに移る。
A method of calculating the distance will be described with reference to FIG. 9 by exemplifying a case where the subject is facing to the left. In
以上説明した本実施例の構成により、自動で誤嚥が発生しそうなことを検出することができるため、誤嚥を未然に防ぎ、X線透視撮影装置を使ったより安全な嚥下造影検査の実施が可能になる。更に、検査中に自動で誤嚥が発生しそうなことを検出して通知されるため、検査者は常に誤嚥に気を付けてX線透視像を見る必要がなくなり、検査者の負担を減らすことができる。 With the configuration of this embodiment described above, it is possible to automatically detect that aspiration is likely to occur, so that aspiration can be prevented and a safer swallowing contrast examination using an X-ray fluoroscopy device can be performed. It will be possible. Furthermore, since it is automatically detected and notified that aspiration is likely to occur during the examination, the examiner does not have to always pay attention to the aspiration and see the fluoroscopic image, which reduces the burden on the examiner. be able to.
続いて、実施例2の画像処理装置、誤嚥判定方法、及びX線透視撮影装置について説明する。実施例1と異なる点は、誤嚥表示部240を使って誤嚥が発生しそうなことを表示するのではなく、スピーカーなどを使って音で通知することを可能とする点にある。
Subsequently, the image processing device, the aspiration determination method, and the X-ray fluoroscopic imaging device of the second embodiment will be described. The difference from the first embodiment is that the
本実施例により、検査中のX線透視像の映像に誤嚥判定装置を適用した際に、誤嚥が発生しそうなことをスピーカー等の音で知らせることで、検査中に検査者が表示部に表示される映像を見なくても誤嚥が発生しそうなことを知ることができ、誤嚥以外の検査に集中することができる。なお本明細書において、表示部230、誤嚥表示部240、並びにスピーカー等を総称して出力部と呼ぶ場合がある。言いかえるなら、本発明に係る装置は、検査食による誤嚥が発生しそうなことを表示、或いは音で通知する出力部を備える。
According to this embodiment, when the aspiration determination device is applied to the image of the X-ray fluoroscopic image under examination, the inspector can display the display unit during the examination by notifying the sound of a speaker or the like that aspiration is likely to occur. It is possible to know that aspiration is likely to occur without looking at the image displayed on the speaker, and it is possible to concentrate on examinations other than aspiration. In this specification, the
次に、実施例3は、領域指定部が指定した分岐領域の、現在のフレームと一つ前のフレーム間の画素の動きをオプティカルフローから算出し、現在のフレームと一つ前のフレームの位置合わせを行う位置合わせ部を備える構成の実施例であり、以下、図10−図12を用いて説明する。 Next, in the third embodiment, the movement of the pixels between the current frame and the previous frame in the branch area specified by the area designation unit is calculated from the optical flow, and the positions of the current frame and the previous frame are calculated. This is an example of a configuration including an alignment portion for performing alignment, and will be described below with reference to FIGS. 10-12.
図10は実施例3における誤嚥判定装置の一構成例のブロック図である。実施例1及び実施例2と異なる点は、誤嚥判定部220において被検者の動きを吸収しフレームの位置を合わせる位置合わせ部222を追加している点である。
FIG. 10 is a block diagram of a configuration example of the aspiration determination device in the third embodiment. The difference from the first and second embodiments is that the
図11を用いて、実施例3の誤嚥判定部220の動作について説明する。実施例1及び実施例2と異なる点は、ステップ410とステップ415の間に位置合わせ部222の処理であるステップ411とステップ414が追加されている点であり、これらのステップも誤嚥判定部220のCPUのプログラム実行で実現できる。
The operation of the
図12を用いて、ステップ411とステップ414について説明する。同図においては、右方向に移動したと想定している。ステップ411で、図12のように現在のフレームftと一つ前のフレームft-1の2枚の画像12、画像13からオプティカルフロー手法を用いて画素ごとのフレーム間の動きを示すオプティカルフロー14を算出する。ステップ414で画素ごとのフレーム間の動きをもとにフレームftの画像をずらし、被検者動きを吸収後のフレームftの画像15を得る。
Step 411 and step 414 will be described with reference to FIG. In the figure, it is assumed that it has moved to the right. In
本実施例の構成により、嚥下造影検査中の飲み込み動作や被検者の動きにより、フレーム間の差分画像に被検者の動きが入ってしまったり、分岐領域として指定した指定領域から気管と食道が分岐している領域が外れてしまったりすることを防ぐことができる。これによって、より正確な移動領域を算出することができるため、誤嚥が発生しそうなことの検出の誤検出を低減することができる。 According to the configuration of this embodiment, the movement of the subject may be included in the difference image between the frames due to the swallowing motion during the swallowing contrast examination and the movement of the subject, or the trachea and esophagus may be included in the designated region designated as the bifurcation region. It is possible to prevent the area where the branch is branched from coming off. As a result, a more accurate movement area can be calculated, so that it is possible to reduce erroneous detection of detection that aspiration is likely to occur.
続いて、実施例4として、実施例3で説明した位置合わせ部は、画素の動きを、注目画素と、その周辺画素において最も多いオプティカルフローを、注目画素のフレーム間の動きとして補正する構成の実施例を説明する。以下、図13−図14を用いて実施例4の画像処理装置、誤嚥判定方法、X線透視撮影装置について説明する。 Subsequently, as the fourth embodiment, the alignment unit described in the third embodiment has a configuration in which the movement of the pixel is corrected as the movement between the frames of the pixel of interest and the optical flow most often in the pixel of interest and its peripheral pixels. An embodiment will be described. Hereinafter, the image processing device, the aspiration determination method, and the X-ray fluoroscopic imaging device of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 13-14.
図13に、実施例4の誤嚥判定部220の位置合わせ部222の動作の一例を示す。実施例1−実施例3と異なる点は、位置合わせ部のステップ411とステップ414の間にフレーム間の動きを補正するステップ413を追加した点である。
FIG. 13 shows an example of the operation of the
図14を用いてステップ413について説明する。同図においては、図12同様、右方向に移動したと想定している。ステップ414では、図14に示す異常なオプティカルフロー16を、注目画素とその周辺画素において最も多いオプティカルフローを注目画素の正常なフレーム間の動きとして補正をして、補正後のオプティカルフロー17を得る。これにより、フレーム間の画素の移動量の異常値を減らすことができる。よって、正確に分岐領域として指定した指定領域の位置合わせができるため、誤嚥が発生しそうなことの検出の誤検出を減らすことができる。ステップ414も誤嚥判定部220のCPUのプログラム実行で実現できることは言うまでもない。
Step 413 will be described with reference to FIG. In the figure, it is assumed that the movement is to the right as in FIG. In
本実施例によれば、フレーム間の画素の移動量を補正することでより正確に、分岐領域として指定した指定領域の位置合わせができるため、誤嚥が発生しそうなことの検出の誤検出を減らすことができる。 According to this embodiment, by correcting the amount of movement of pixels between frames, it is possible to more accurately align the designated area designated as the branching area, so that false detection of the possibility of aspiration is detected. Can be reduced.
次に、実施例5として、X線透視像を記録する記録部を更に備え、X領域指定部、移動領域抽出部、分岐点検出部は、記録部から読み出したX線透視像をその処理対象とする構成の画像処理装置、誤嚥判定方法、X線透視撮影装置の実施例について説明する。実施例1〜実施例4と違うところは、読み込むX線透視像が違う点であり、記録部210に保存してある動画に対して誤嚥判定を行う。
Next, as the fifth embodiment, a recording unit for recording an X-ray fluoroscopic image is further provided, and the X-ray region designation unit, the moving region extraction unit, and the branch point detection unit process the X-ray fluoroscopic image read from the recording unit. An example of an image processing device having the above configuration, an aspiration determination method, and an X-ray fluoroscopic imaging device will be described. The difference from the first to fourth embodiments is that the X-ray fluoroscopic image to be read is different, and the aspiration determination is performed on the moving image stored in the
図15を用いて実施例5の構成の全体動作について説明する。ステップ710で誤嚥判定装置109を起動し、ステップ720で記録部210の録画データを再生する。ステップ730で、再生しているX線透視像から任意のタイミングで顔の向きと気管と食道の分岐点付近の領域を検査者が入力し、領域指定部221がそれに基づき、矩形の分岐領域を指定する。次のステップ740ではステップ730で指定した分岐領域内で移動領域を抽出、これを用いて検査食が分岐したことを検出し、誤嚥が発生しそうなことを自動で判定する。ステップ750ではステップ740で誤嚥が発生しそうな場合は誤嚥が発生しそうなことを誤嚥表示部240で表示、或いは音で通知警告し、ステップ760では誤嚥が発生していないと判定されると誤嚥表示部240から誤嚥が発生しそうである表示を消す、或いは音による通知警告を止める。ステップ770では動画の再生を終了し、装置を終了する。
The overall operation of the configuration of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In
本実施例により、誤嚥の診断の際に何度も録画した動画の見返しを省くことができ、検査者の負担を減らすことができる。 According to this embodiment, it is possible to omit looking back at the video recorded many times when diagnosing aspiration, and it is possible to reduce the burden on the inspector.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、誤嚥判定部の領域指定部は、操作部等を使って検査者が入力する、気管と食道の分岐点付近の領域と、顔の向きを用いて分岐領域を指定等行ったが、X線透視像を画像処理することにより、分岐点付近の領域や被検者の顔の向きを自動的に検出しても良い。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications. The above-mentioned examples have been described in detail for a better understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations of the description. For example, the area designation unit of the aspiration determination unit specifies the region near the bifurcation point between the trachea and the esophagus and the bifurcation region using the orientation of the face, which is input by the examiner using the operation unit or the like. By image processing the X-ray fluoroscopic image, the region near the branch point and the orientation of the subject's face may be automatically detected. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
更に、上述した各構成、機能、制御部等は、それらの一部又は全部を実現するCPU用のプログラムを作成する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。すなわち、制御部の全部または一部の機能は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路などにより実現してもよい。 Further, for each of the above-described configurations, functions, control units, etc., an example of creating a program for a CPU that realizes a part or all of them has been described, but a part or all of them is designed by, for example, an integrated circuit. Needless to say, it may be realized by hardware. That is, all or part of the functions of the control unit may be realized by, for example, an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
1 気管
2 食道
3 分岐領域
4 検査食
5、6 2値化画像
7 移動領域
8 移動領域細線
9 分岐点
10、11 端点
12、13、15 画像
14、16、17 オプティカルフロー
101 被検者
102 X線源
103 X線検出器
104 画像処理部
105 高電圧発生器
106 X線画像表示部
107 制御部
108 操作部
109 誤嚥判定装置
110 天板
111 絞り装置
200 撮影装置
210 記録部
220 誤嚥判定部
221 領域指定部
222 位置合わせ部
223 移動領域抽出部
224 分岐点抽出部
225 距離判定部
230 表示部
240 誤嚥表示部
1
Claims (13)
前記X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定する領域指定部と、
前記分岐領域の前記X線透視像を用いて、検査食の移動領域を抽出する移動領域抽出部と、
前記移動領域に基づき、前記検査食の分岐点を検出する分岐点検出部と、
前記分岐点につながる前記移動領域を用いて、前記検査食による誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定部と、
前記分岐点から気管側の前記移動領域の端点までの距離を判定する距離判定部と、を備え、
前記誤嚥判定部は、前記距離が所定の閾値を超えてしまった場合に、前記検査食による誤嚥が発生しそうと判定する、
ことを特徴とする画像処理装置。 An image processing device that processes a fluoroscopic image of a subject.
A region designation unit that specifies a bifurcation region where the trachea and esophagus branch in the fluoroscopic image, and
Using the X-ray fluoroscopic image of the branch region, a moving region extraction unit that extracts a moving region of the test food, and a moving region extraction unit.
A branch point detection unit that detects a branch point of the test food based on the moving region,
Using the moving region connected to the branch point, an aspiration determination unit that determines that aspiration due to the test food is likely to occur, and
A distance determination unit for determining the distance from the branch point to the end point of the moving region on the tracheal side is provided.
The aspiration determination unit determines that aspiration due to the test food is likely to occur when the distance exceeds a predetermined threshold value .
An image processing device characterized by this.
前記検査食による誤嚥が発生しそうなことを表示、或いは音で通知する出力部を、更に備える、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
Further provided with an output unit for displaying or sounding that aspiration due to the test food is likely to occur.
An image processing device characterized by this.
前記領域指定部は、
検査者が入力する前記被検者の顔の向き、及び前記気管と前記食道が分岐する領域を用いて、前記分岐領域を指定する、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
The area designation unit is
The branching region is designated using the orientation of the subject's face input by the examiner and the region where the trachea and the esophagus branch.
An image processing device characterized by this.
前記X線透視像を記録する記録部を更に備え、
前記領域指定部、前記移動領域抽出部、前記分岐点検出部は、前記記録部から読み出した前記X線透視像を処理対象とする、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
A recording unit for recording the fluoroscopic image is further provided.
The area designation unit, the moving area extraction unit, and the branch point detection unit process the X-ray fluoroscopic image read from the recording unit.
An image processing device characterized by this.
前記移動領域抽出部は、
前記X線透視像の現在のフレーム、一つ前のフレーム、更に一つ前のフレームの前記分岐領域内の輝度値のフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分を用いて、前記移動領域を抽出する、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 .
The moving area extraction unit
The inter-frame difference of the brightness values in the branch region of the current frame, the previous frame, and the previous frame of the X-ray fluoroscopic image is calculated, and the inter-frame difference is used to obtain the moving region. Extract,
An image processing device characterized by this.
前記分岐点検出部は、
前記移動領域の細線化を行って移動領域細線を得、
前記距離判定部は、前記分岐点から気管側の前記移動領域細線の端点までの長さを前記距離とする、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 5 .
The branch point detection unit
The moving area is thinned to obtain a moving area thin line.
The distance determination unit uses the length from the branch point to the end point of the moving region thin line on the tracheal side as the distance.
An image processing device characterized by this.
前記領域指定部が指定した前記分岐領域の、前記現在のフレームと前記一つ前のフレーム間の画素の動きをオプティカルフローから算出し、前記現在のフレームと前記一つ前のフレームの位置合わせを行う位置合わせ部を、更に備える、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 5 .
The movement of pixels between the current frame and the previous frame in the branch region designated by the area designation unit is calculated from the optical flow, and the alignment between the current frame and the previous frame is adjusted. Further provided with an alignment part to be performed,
An image processing device characterized by this.
前記位置合わせ部は、
前記画素の動きを、注目画素とその周辺画素において最も多いオプティカルフローを、前記注目画素のフレーム間の動きとして補正する、
ことを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 7 .
The alignment part is
The movement of the pixel is corrected as the movement between frames of the pixel of interest, which is the most optical flow in the pixel of interest and its peripheral pixels.
An image processing device characterized by this.
前記X線透視像中で気管と食道が分岐する分岐領域を指定し、
前記分岐領域で検査食の移動領域を抽出し、前記移動領域に基づき前記検査食の分岐点を検出し、
前記分岐点から前記気管側の前記移動領域の端点までの距離を判定し、
前記距離が所定の閾値を超えてしまった場合に、前記検査食による誤嚥が発生しそうと自動で判定する、
ことを特徴とする誤嚥判定方法。 This is an aspiration determination method using an image processing device that processes an X-ray fluoroscopic image.
In the fluoroscopic image, specify the bifurcation region where the trachea and esophagus branch,
The moving region of the test food is extracted from the branch region, and the branch point of the test food is detected based on the moving region.
The distance from the branch point to the end point of the moving region on the tracheal side is determined.
When the distance exceeds a predetermined threshold value, it is automatically determined that aspiration due to the test food is likely to occur .
A method for determining aspiration.
前記X線透視像の現在のフレーム、一つ前のフレーム、更に一つ前のフレームの前記分岐領域内の輝度値のフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分を用いて、前記移動領域を抽出し、
前記移動領域の細線化を行って移動領域細線を得、
前記分岐点から気管側の前記移動領域細線の端点までの長さを前記距離とする、
ことを特徴とする誤嚥判定方法。 The aspiration determination method according to claim 9 .
The inter-frame difference of the brightness values in the branch region of the current frame, the previous frame, and the previous frame of the X-ray fluoroscopic image is calculated, and the inter-frame difference is used to obtain the moving region. Extract and
The moving area is thinned to obtain a moving area thin line.
The length from the branch point to the end point of the moving region thin line on the tracheal side is defined as the distance.
A method for determining aspiration.
被検者にX線照射するX線照射部と、
前記被検者を透過したX線を検出しX線信号を出力するX線検出器と、
前記X線信号を処理しX線画像を生成する画像処理部と、
前記X線画像を表示するX線画像表示部と、
前記X線画像を用いて、前記被検者で誤嚥が発生しそうなことを判定する誤嚥判定装置と、前記X線透視像の撮影、処理を制御する制御部と、を備え、
前記誤嚥判定装置は、
前記X線画像中で前記被検者の気管と食道が分岐する分岐領域を指定する領域指定部と、
指定された前記分岐領域の前記X線画像を用いて、検査食の移動領域を抽出する移動領域抽出部と、
抽出した前記移動領域に基づき、前記検査食の分岐点を検出する分岐点検出部と、
前記分岐点と前記移動領域の気管側の端点までの間の距離を判定する距離判定部と、を備え、
前記距離判定部は、前記距離が所定の閾値を超えてしまった場合に、前記検査食による誤嚥が発生しそうと判定する、
ことを特徴とするX線透視撮影装置。 An X-ray fluoroscopy device that captures and processes an X-ray fluoroscopic image.
An X-ray irradiation unit that irradiates the subject with X-rays,
An X-ray detector that detects X-rays that have passed through the subject and outputs an X-ray signal.
An image processing unit that processes the X-ray signal and generates an X-ray image,
An X-ray image display unit that displays the X-ray image and
The X-ray image is provided with an aspiration determination device for determining that the subject is likely to undergo aspiration, and a control unit for controlling the imaging and processing of the fluoroscopic image.
The aspiration determination device is
In the X-ray image, a region designation unit that specifies a bifurcation region where the trachea and esophagus of the subject diverge, and
Using the X-ray image of the designated branch region, a moving region extraction unit that extracts a moving region of the test food, and a moving region extraction unit.
A branch point detection unit that detects a branch point of the test food based on the extracted moving region,
A distance determination unit for determining the distance between the branch point and the end point on the tracheal side of the moving region is provided.
The distance determination unit determines that aspiration due to the test food is likely to occur when the distance exceeds a predetermined threshold value.
An X-ray fluoroscopic imaging device characterized by this.
前記検査食による誤嚥が発生しそうと判定した場合、表示、或いは音で通知する出力部を更に備える、
ことを特徴とするX線透視撮影装置。 The X-ray fluoroscopy apparatus according to claim 11 .
When it is determined that aspiration due to the test food is likely to occur, an output unit for displaying or notifying by sound is further provided.
An X-ray fluoroscopic imaging device characterized by this.
前記移動領域抽出部は、
前記X線画像の現在のフレーム、一つ前のフレーム、更に一つ前のフレームの前記分岐領域内の輝度値のフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分を用いて、前記移動領域を抽出し、
前記分岐点検出部は、
前記移動領域の細線化を行って移動領域細線を得、
前記距離判定部は、
前記分岐点から気管側の前記移動領域細線の端点までの長さを前記距離とする、
ことを特徴とするX線透視撮影装置。 The X-ray fluoroscopy apparatus according to claim 12 .
The moving area extraction unit
The inter-frame difference of the brightness value in the branch region of the current frame, the previous frame, and the previous frame of the X-ray image is calculated, and the moving region is extracted by using the inter-frame difference. And
The branch point detection unit
The moving area is thinned to obtain a moving area thin line.
The distance determination unit
The length from the branch point to the end point of the moving region thin line on the tracheal side is defined as the distance.
An X-ray fluoroscopic imaging device characterized by this.
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