圖像解析裝置、圖像拍攝系統(tǒng)以及圖像解析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)出表示肺功能的指標(biāo)的圖像解析裝置、圖像拍攝系統(tǒng)以及圖像解析程序
【背景技術(shù)】
[0002]在診斷是否患有慢性阻塞性肺疾病(COPD)等肺疾病時(shí)，有時(shí)進(jìn)行肺活量測(cè)定。在肺活量測(cè)定中，測(cè)定被檢查的人的換氣量。根據(jù)測(cè)定出的換氣量，有導(dǎo)出肺活量、I秒率等指標(biāo)的情況，也有制作被稱為肺量圖的圖的情況。
[0003]專利文獻(xiàn)I所記載的發(fā)明導(dǎo)出血流信息。在專利文獻(xiàn)I所記載的發(fā)明中，從胸部X射線動(dòng)態(tài)圖像中自動(dòng)檢測(cè)心壁的部位，并將心壁的部位的變化量作為心壁移動(dòng)量。根據(jù)心壁移動(dòng)量，來推斷心跳相位。
[0004]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第2007/078012號(hào)說明書
[0005]肺活量測(cè)定有助于診斷是否患有COPD等肺疾病。但是，肺活量測(cè)定具有給被檢查的人帶來很大的負(fù)擔(dān)，且檢查結(jié)果的再現(xiàn)性不好的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決該問題而完成的。本發(fā)明的目的在于不會(huì)給被檢查的人帶來較大的負(fù)擔(dān)且再現(xiàn)性良好地檢查肺功能。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種圖像解析裝置，其具備:獲取部，其獲取動(dòng)態(tài)圖像，該動(dòng)態(tài)圖像具有包含心臟的圖像的幀圖像且表示呼吸狀態(tài)的變化；圖像解析部，其針對(duì)各個(gè)上述幀圖像，導(dǎo)出表示心臟狀態(tài)的第一指標(biāo)；以及指標(biāo)解析部，其根據(jù)上述第一指標(biāo)的由呼吸狀態(tài)引起的變化來導(dǎo)出表示肺功能的第二指標(biāo)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種圖像拍攝系統(tǒng)，其具備:拍攝裝置，其生成具有動(dòng)態(tài)圖像的醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像，該動(dòng)態(tài)圖像具有包含心臟的圖像的幀圖像；以及上述圖像解析裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種圖像解析方法，其包含:獲取動(dòng)態(tài)圖像的第一工序，該動(dòng)態(tài)圖像具有包含心臟的圖像的幀圖像且表示呼吸狀態(tài)的變化；針對(duì)各個(gè)上述幀圖像，導(dǎo)出表示心臟狀態(tài)的第一指標(biāo)的第二工序；以及根據(jù)上述第一指標(biāo)的由呼吸狀態(tài)引起的變化來導(dǎo)出表示肺功能的第二指標(biāo)的第三工序。
[0010]不會(huì)給被檢查的人帶來較大的負(fù)擔(dān)且再現(xiàn)性良好地檢查肺功能。
[0011]這些以及這些以外的本發(fā)明的目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)合附圖參考時(shí)通過下述的本發(fā)明的詳細(xì)的說明變得更加明白。
【附圖說明】
[0012]圖1表示從呼氣期向吸氣期過渡時(shí)的胸部。
[0013]圖2表示吸氣期的胸部。
[0014]圖3表示從吸氣期向呼氣期過渡時(shí)的胸部。
[0015]圖4是表示心臟的大小的時(shí)間變化等的例子的示意圖。
[0016]圖5是第一實(shí)施方式的圖像拍攝系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖6是第一實(shí)施方式的圖像解析部的框圖。
[0018]圖7是表示第一實(shí)施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0019]圖8是表示示出心臟參數(shù)以及心臟狀態(tài)的指標(biāo)的時(shí)間變化的例子的示意圖，。
[0020]圖9是表示第一實(shí)施方式的解析結(jié)果的顯示例的示意圖。
[0021]圖10是第一實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)的框圖。
[0022]圖11是第二實(shí)施方式的圖像解析部的框圖。
[0023]圖12是表示第二實(shí)施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0024]圖13是第三實(shí)施方式的圖像解析部的框圖。
[0025]圖14是表示第三實(shí)施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0026]圖15是第四實(shí)施方式的指標(biāo)解析部的框圖。
[0027]圖16是第五實(shí)施方式的圖像解析部的框圖。
[0028]圖17是表示第五實(shí)施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0029]圖18是表示心壁的坐標(biāo)的時(shí)間變化的例子的圖表示意圖。
[0030]圖19是表示心壁的坐標(biāo)的時(shí)間變化的例子的示意圖。
[0031]圖20是表不心壁的坐標(biāo)的由心跳引起的變化的例子的不意圖。
[0032]圖21是表不心壁的坐標(biāo)的由心跳引起的變化的例子的不意圖。
[0033]圖22是表示心壁的寬度的由心跳引起的變化的例子的示意圖。
[0034]圖23是表不心壁的面積的由心跳引起的變化的例子的不意圖。
[0035]圖24是表示示出心臟狀態(tài)的指標(biāo)以及示出肺功能的指標(biāo)的例子的示意圖。
[0036]圖25是表示進(jìn)行映射之前的心壁的活動(dòng)的例子的示意圖。
[0037]圖26是表示進(jìn)行映射之后的心壁的活動(dòng)的例子的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038](I)構(gòu)思
[0039](1.1)呼吸狀態(tài)
[0040]在進(jìn)行呼吸的情況下，交替重復(fù)橫隔膜的收縮以及放松。在橫隔膜收縮的情況下，肺的內(nèi)部的氣壓降低，空氣從肺的外部向肺的內(nèi)部流入。在橫隔膜放松的情況下，肺的內(nèi)部的氣壓上升，空氣從肺的內(nèi)部向肺的外部流出。
[0041]圖1的示意圖表示從呼氣期向吸氣期過渡時(shí)的胸部。圖2的示意圖表示吸氣期的胸部。圖3的示意圖表示從吸氣期向呼氣期過渡時(shí)的胸部。
[0042]如圖1所示，在從呼氣期向吸氣期過渡時(shí)，橫隔膜100相對(duì)地處于上方，肺101相對(duì)較小，肺101的內(nèi)部的氣壓與肺的外部的氣壓相同。如圖2所示，在吸氣期，隨著時(shí)間的經(jīng)過橫隔膜100下降，隨著時(shí)間的經(jīng)過肺101增大，肺101的內(nèi)部的氣壓比肺101的外部的氣壓低，空氣從肺101的外部向肺101的內(nèi)部流入。如圖3所示，在從吸氣期向呼氣期過渡時(shí)，橫隔膜100相對(duì)地處于下方，肺101相對(duì)較大，肺101的內(nèi)部的壓力與肺101的外部的氣壓相同。這樣，在進(jìn)行呼吸的情況下，肺的大小、肺的內(nèi)部的氣壓等變化。由于肺的大小、肺的內(nèi)部的氣壓等變化，肺與心臟的位置關(guān)系也變化。
[0043](1.2)心臟狀態(tài)的由呼吸狀態(tài)引起的變化
[0044]心臟與肺連接，受到肺的影響而跳動(dòng)。因此，心臟的大小、心壁的位置等受到肺的大小、肺的內(nèi)部的氣壓、以及肺與心臟的位置關(guān)系等的影響。心臟的大小、心壁的位置等的由心跳引起的變化也受到肺的大小、肺的內(nèi)部的氣壓、肺與心臟的位置關(guān)系等的影響。
[0045]圖4的示意圖表示胸部X射線圖像、心臟的大小的時(shí)間變化、心壁的位置的時(shí)間變化以及肺的內(nèi)部的空氣量的時(shí)間變化的例子。圖4表示心臟的大小以及心壁的位置的由心跳引起的變化(心壁的活動(dòng))受到肺的內(nèi)部的氣壓的影響。
[0046]在圖4所示的例子中，在肺的內(nèi)部的氣壓降低的吸氣期心臟的大小相對(duì)地增大而心壁的活動(dòng)相對(duì)地增大，在肺的內(nèi)部的氣壓升高的呼氣期心臟的大小相對(duì)地減小而心壁的活動(dòng)相對(duì)地減小。因此，根據(jù)吸氣期與呼氣期之間的心臟的大小或者心壁的活動(dòng)的變化來推斷吸氣期與呼氣期之間的肺的內(nèi)部的氣壓的變化。
[0047](1.3)心臟狀態(tài)的由呼吸狀態(tài)引起的變化的利用
[0048]慢性阻塞性肺疾病(COPD)呈現(xiàn)伴有因吸入有毒的顆粒、氣體等而引發(fā)的肺的炎癥的進(jìn)行性的氣流受限。由于氣流受限，COPD患者的吸氣期與呼氣期之間的肺的內(nèi)部的氣壓的變化比健康人的吸氣期與呼氣期之間的肺的內(nèi)部的氣壓的變化大。因此，通過了解吸氣期與呼氣期之間的肺的內(nèi)部的壓力的變化，能夠推斷是否患有C0PD。吸氣期與呼氣期之間的肺的內(nèi)部的壓力的變化能夠根據(jù)吸氣期與呼氣期之間的心臟的大小或者心壁的活動(dòng)的變化來推斷，所以吸氣期與呼氣期之間的心臟的大小或者心壁的活動(dòng)的變化有助于推斷是否患有COPD。例如，在吸氣期與呼氣期之間的心臟的大小或者心壁的活動(dòng)的變化較大的情況下，有患有COPD的可能。
[0049]吸氣期與呼氣期之間的心臟的大小或者心壁的活動(dòng)的變化也有助于是否患有COPD的推斷以外的肺功能的解析。也可以使用表示心臟的大小以及心壁的活動(dòng)以外的心臟狀態(tài)的指標(biāo)。也可以使用吸氣期與呼氣期之間的變化以外的由呼吸狀態(tài)引起的變化。一般地，根據(jù)表示心臟狀態(tài)的指標(biāo)的由呼吸狀態(tài)引起的變化來導(dǎo)出表示肺功能的指標(biāo)。
[0050](2)第一實(shí)施方式
[0051](2.1)圖像拍攝系統(tǒng)
[0052]第一實(shí)施方式涉及圖像拍攝系統(tǒng)。
[0053]圖5的框圖表示第一實(shí)施方式的圖像拍攝系統(tǒng)。
[0054]圖5所示的圖像拍攝系統(tǒng)1000具備拍攝裝置1010以及圖像解析裝置1011。拍攝裝置1010生成醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像。圖像解析裝置1011對(duì)醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行解析，導(dǎo)出表示肺功能的指標(biāo)。根據(jù)圖像解析裝置1011，能夠不會(huì)給被檢查的人帶來較大的負(fù)擔(dān)且再現(xiàn)性良好地檢查肺功能。
[0055](2.2)拍攝裝置
[0056]拍攝裝置1010通過X射線拍攝生成醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像。拍攝裝置1010利用X射線管產(chǎn)生X射線，使所產(chǎn)生的X射線透過人體，利用平面X射線檢測(cè)器(FPD)檢測(cè)透過了人體的X射線。由此，拍攝裝置1010拍攝人的體內(nèi)的構(gòu)造物，并生成描繪有人的體內(nèi)的構(gòu)造物的幀圖像。拍攝裝置1010也可以拍攝人以外的動(dòng)物的體內(nèi)的構(gòu)造物。拍攝裝置1010進(jìn)行2次以上的拍攝，生成具有2個(gè)以上幀圖像的醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像。醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像是二維動(dòng)態(tài)圖像，被表現(xiàn)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。2個(gè)以上幀圖像分別是二維圖像，被表現(xiàn)為二維圖像數(shù)據(jù)。拍攝裝置1010也可以通過X射線拍攝以外來生成醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像。例如，拍攝裝置1010也可以通過超聲波拍攝、核磁共振圖像法(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層拍攝(CT)等來生成醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像。醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像也可以是三維動(dòng)態(tài)圖像。在醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像是三維動(dòng)態(tài)圖像的情況下，2個(gè)以上幀圖像分別是三維圖像，被表現(xiàn)為三維體積數(shù)據(jù)。
[0057](2.3)被拍攝物
[0058]醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像是胸部X射線動(dòng)態(tài)圖像，通過拍攝進(jìn)行自然呼吸的人的心臟而得到。醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像也可以通過拍攝人以外的動(dòng)物的心臟而得到。醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像也可以通過拍攝進(jìn)行努力呼吸的人的心臟而得到。
[0059](2.4)拍攝方向
[0060]從正面對(duì)胸部進(jìn)行拍攝。由此，在醫(yī)用動(dòng)態(tài)圖像中，描繪有心臟與肺連接的部分的區(qū)域難以與描繪有心臟的區(qū)域(心臟區(qū)域)以及描繪有肺的區(qū)域(肺區(qū)域)重疊，而容易地對(duì)描繪有心臟與肺連接的部分的區(qū)域進(jìn)行解析。與此相對(duì)，在從側(cè)面對(duì)胸部進(jìn)行拍攝的情況下，描繪有心臟與肺連接的部分的區(qū)域容易與心臟區(qū)域以及肺區(qū)域重疊，而難以對(duì)心臟與肺連接的部分進(jìn)行解析。
[0061]但是，也允許從正面以外對(duì)胸部進(jìn)行拍攝。例如，也允許從側(cè)面對(duì)胸部進(jìn)行拍攝。在從側(cè)面對(duì)胸部進(jìn)行拍攝的情況下，優(yōu)選對(duì)描繪有心臟的未與肺連接的部分的區(qū)域輔助地進(jìn)行解析。描繪有心臟的未與肺連接的部分的區(qū)域能夠成為解析的對(duì)象，是因?yàn)槊枥L有心臟的未與肺連接的部分的區(qū)域難以與心臟區(qū)域以及肺區(qū)域重疊，還因?yàn)樵诜螇浩攘诵呐K的情況下心臟的未與肺連接的部分膨脹。
[0062](2.5)拍攝范圍
[0063]在為了導(dǎo)出表示心臟狀態(tài)的指標(biāo)而需要描繪心臟的整體的情況下，拍攝包含心臟的整體的范圍。例如，在作為表示