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，有時進行肺活量測定。在肺活量測定中，測定被檢查的人的換氣量。根據(jù)測定出的換氣量，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I所記載的發(fā)明導(dǎo)出血流信息。在專利文獻I所記載的發(fā)明中，從胸部X射線動態(tài)圖像中自動檢測心壁的部位，并將心壁的部位的變化量作為心壁移動量。根據(jù)心壁移動量，來推斷心跳相位。
[0004]專利文獻1:國際公開第2007/078012號說明書
[0005]肺活量測定有助于診斷是否患有COPD等肺疾病。但是，肺活量測定具有給被檢查的人帶來很大的負擔(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)明的目的在于不會給被檢查的人帶來較大的負擔(dān)且再現(xiàn)性良好地檢查肺功能。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，提供一種圖像解析裝置，其具備:獲取部，其獲取動態(tài)圖像，該動態(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，其針對各個上述幀圖像，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，其生成具有動態(tài)圖像的醫(yī)用動態(tài)圖像，該動態(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)明的一實施方式，提供一種圖像解析方法，其包含:獲取動態(tài)圖像的第一工序，該動態(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；針對各個上述幀圖像，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]不會給被檢查的人帶來較大的負擔(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，在結(jié)合附圖參考時通過下述的本發(fā)明的詳細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的胸部。
[0015]圖4是表示心臟的大小的時間變化等的例子的示意圖。
[0016]圖5是第一實施方式的圖像拍攝系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖6是第一實施方式的圖像解析部的框圖。
[0018]圖7是表示第一實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)的時間變化的例子的示意圖，。
[0020]圖9是表示第一實施方式的解析結(jié)果的顯示例的示意圖。
[0021]圖10是第一實施方式的計算機的框圖。
[0022]圖11是第二實施方式的圖像解析部的框圖。
[0023]圖12是表示第二實施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0024]圖13是第三實施方式的圖像解析部的框圖。
[0025]圖14是表示第三實施方式的圖像解析的內(nèi)容的示意圖。
[0026]圖15是第四實施方式的指標(biāo)解析部的框圖。
[0027]圖16是第五實施方式的圖像解析部的框圖。
[0028]圖17是表示第五實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是表示進行映射之前的心壁的活動的例子的示意圖。
[0037]圖26是表示進行映射之后的心壁的活動的例子的示意圖。
【具體實施方式】
[0038](I)構(gòu)思
[0039](1.1)呼吸狀態(tài)
[0040]在進行呼吸的情況下，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的胸部。
[0042]如圖1所示，在從呼氣期向吸氣期過渡時，橫隔膜100相對地處于上方，肺101相對較小，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，隨著時間的經(jīng)過橫隔膜100下降，隨著時間的經(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，橫隔膜100相對地處于下方，肺101相對較大，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。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、心臟的大小的時間變化、心壁的位置的時間變化以及肺的內(nèi)部的空氣量的時間變化的例子。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)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地增大而心壁的活動相對地增大，在肺的內(nèi)部的氣壓升高的呼氣期心臟的大小相對地減小而心壁的活動相對地減小。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)第一實施方式
[0051](2.1)圖像拍攝系統(tǒng)
[0052]第一實施方式涉及圖像拍攝系統(tǒng)。
[0053]圖5的框圖表示第一實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)用動態(tài)圖像。圖像解析裝置1011對醫(yī)用動態(tài)圖像進行解析，導(dǎo)出表示肺功能的指標(biāo)。根據(jù)圖像解析裝置1011，能夠不會給被檢查的人帶來較大的負擔(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射線檢測器(FPD)檢測透過了人體的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物的體內(nèi)的構(gòu)造物。拍攝裝置1010進行2次以上的拍攝，生成具有2個以上幀圖像的醫(yī)用動態(tài)圖像。醫(yī)用動態(tài)圖像是二維動態(tài)圖像，被表現(xiàn)為數(shù)字數(shù)據(jù)。2個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)、計算機斷層拍攝(CT)等來生成醫(yī)用動態(tài)圖像。醫(yī)用動態(tài)圖像也可以是三維動態(tài)圖像。在醫(yī)用動態(tài)圖像是三維動態(tài)圖像的情況下，2個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)用動態(tài)圖像是胸部X射線動態(tài)圖像，通過拍攝進行自然呼吸的人的心臟而得到。醫(yī)用動態(tài)圖像也可以通過拍攝人以外的動物的心臟而得到。醫(yī)用動態(tài)圖像也可以通過拍攝進行努力呼吸的人的心臟而得到。
[0059](2.4)拍攝方向
[0060]從正面對胸部進行拍攝。由此，在醫(yī)用動態(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，而容易地對描繪有心臟與肺連接的部分的區(qū)域進行解析。與此相對，在從側(cè)面對胸部進行拍攝的情況下，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，而難以對心臟與肺連接的部分進行解析。
[0061]但是，也允許從正面以外對胸部進行拍攝。例如，也允許從側(cè)面對胸部進行拍攝。在從側(cè)面對胸部進行拍攝的情況下，優(yōu)選對描繪有心臟的未與肺連接的部分的區(qū)域輔助地進行解析。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象，是因為描繪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，還因為在肺壓迫了心臟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