图像解析装置、图像拍摄系统以及图像解析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导出表示肺功能的指标的图像解析装置、图像拍摄系统以及图像解析程序
【背景技术】
[0002]在诊断是否患有慢性阻塞性肺疾病(COPD)等肺疾病时，有时进行肺活量测定。在肺活量测定中，测定被检查的人的换气量。根据测定出的换气量，有导出肺活量、I秒率等指标的情况，也有制作被称为肺量图的图的情况。
[0003]专利文献I所记载的发明导出血流信息。在专利文献I所记载的发明中，从胸部X射线动态图像中自动检测心壁的部位，并将心壁的部位的变化量作为心壁移动量。根据心壁移动量，来推断心跳相位。
[0004]专利文献1:国际公开第2007/078012号说明书
[0005]肺活量测定有助于诊断是否患有COPD等肺疾病。但是，肺活量测定具有给被检查的人带来很大的负担，且检查结果的再现性不好的问题。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决该问题而完成的。本发明的目的在于不会给被检查的人带来较大的负担且再现性良好地检查肺功能。
[0007]根据本发明的一实施方式，提供一种图像解析装置，其具备:获取部，其获取动态图像，该动态图像具有包含心脏的图像的帧图像且表示呼吸状态的变化；图像解析部，其针对各个上述帧图像，导出表示心脏状态的第一指标；以及指标解析部，其根据上述第一指标的由呼吸状态引起的变化来导出表示肺功能的第二指标。
[0008]根据本发明的一实施方式，提供一种图像拍摄系统，其具备:拍摄装置，其生成具有动态图像的医用动态图像，该动态图像具有包含心脏的图像的帧图像；以及上述图像解析装置。
[0009]根据本发明的一实施方式，提供一种图像解析方法，其包含:获取动态图像的第一工序，该动态图像具有包含心脏的图像的帧图像且表示呼吸状态的变化；针对各个上述帧图像，导出表示心脏状态的第一指标的第二工序；以及根据上述第一指标的由呼吸状态引起的变化来导出表示肺功能的第二指标的第三工序。
[0010]不会给被检查的人带来较大的负担且再现性良好地检查肺功能。
[0011]这些以及这些以外的本发明的目的、特征、方面以及优点，在结合附图参考时通过下述的本发明的详细的说明变得更加明白。
【附图说明】
[0012]图1表示从呼气期向吸气期过渡时的胸部。
[0013]图2表示吸气期的胸部。
[0014]图3表示从吸气期向呼气期过渡时的胸部。
[0015]图4是表示心脏的大小的时间变化等的例子的示意图。
[0016]图5是第一实施方式的图像拍摄系统的框图。
[0017]图6是第一实施方式的图像解析部的框图。
[0018]图7是表示第一实施方式的图像解析的内容的示意图。
[0019]图8是表示示出心脏参数以及心脏状态的指标的时间变化的例子的示意图，。
[0020]图9是表示第一实施方式的解析结果的显示例的示意图。
[0021]图10是第一实施方式的计算机的框图。
[0022]图11是第二实施方式的图像解析部的框图。
[0023]图12是表示第二实施方式的图像解析的内容的示意图。
[0024]图13是第三实施方式的图像解析部的框图。
[0025]图14是表示第三实施方式的图像解析的内容的示意图。
[0026]图15是第四实施方式的指标解析部的框图。
[0027]图16是第五实施方式的图像解析部的框图。
[0028]图17是表示第五实施方式的图像解析的内容的示意图。
[0029]图18是表示心壁的坐标的时间变化的例子的图表示意图。
[0030]图19是表示心壁的坐标的时间变化的例子的示意图。
[0031]图20是表不心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子的不意图。
[0032]图21是表不心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子的不意图。
[0033]图22是表示心壁的宽度的由心跳引起的变化的例子的示意图。
[0034]图23是表不心壁的面积的由心跳引起的变化的例子的不意图。
[0035]图24是表示示出心脏状态的指标以及示出肺功能的指标的例子的示意图。
[0036]图25是表示进行映射之前的心壁的活动的例子的示意图。
[0037]图26是表示进行映射之后的心壁的活动的例子的示意图。
【具体实施方式】
[0038](I)构思
[0039](1.1)呼吸状态
[0040]在进行呼吸的情况下，交替重复横隔膜的收缩以及放松。在横隔膜收缩的情况下，肺的内部的气压降低，空气从肺的外部向肺的内部流入。在横隔膜放松的情况下，肺的内部的气压上升，空气从肺的内部向肺的外部流出。
[0041]图1的示意图表示从呼气期向吸气期过渡时的胸部。图2的示意图表示吸气期的胸部。图3的示意图表示从吸气期向呼气期过渡时的胸部。
[0042]如图1所示，在从呼气期向吸气期过渡时，横隔膜100相对地处于上方，肺101相对较小，肺101的内部的气压与肺的外部的气压相同。如图2所示，在吸气期，随着时间的经过横隔膜100下降，随着时间的经过肺101增大，肺101的内部的气压比肺101的外部的气压低，空气从肺101的外部向肺101的内部流入。如图3所示，在从吸气期向呼气期过渡时，横隔膜100相对地处于下方，肺101相对较大，肺101的内部的压力与肺101的外部的气压相同。这样，在进行呼吸的情况下，肺的大小、肺的内部的气压等变化。由于肺的大小、肺的内部的气压等变化，肺与心脏的位置关系也变化。
[0043](1.2)心脏状态的由呼吸状态引起的变化
[0044]心脏与肺连接，受到肺的影响而跳动。因此，心脏的大小、心壁的位置等受到肺的大小、肺的内部的气压、以及肺与心脏的位置关系等的影响。心脏的大小、心壁的位置等的由心跳引起的变化也受到肺的大小、肺的内部的气压、肺与心脏的位置关系等的影响。
[0045]图4的示意图表示胸部X射线图像、心脏的大小的时间变化、心壁的位置的时间变化以及肺的内部的空气量的时间变化的例子。图4表示心脏的大小以及心壁的位置的由心跳引起的变化(心壁的活动)受到肺的内部的气压的影响。
[0046]在图4所示的例子中，在肺的内部的气压降低的吸气期心脏的大小相对地增大而心壁的活动相对地增大，在肺的内部的气压升高的呼气期心脏的大小相对地减小而心壁的活动相对地减小。因此，根据吸气期与呼气期之间的心脏的大小或者心壁的活动的变化来推断吸气期与呼气期之间的肺的内部的气压的变化。
[0047](1.3)心脏状态的由呼吸状态引起的变化的利用
[0048]慢性阻塞性肺疾病(COPD)呈现伴有因吸入有毒的颗粒、气体等而引发的肺的炎症的进行性的气流受限。由于气流受限，COPD患者的吸气期与呼气期之间的肺的内部的气压的变化比健康人的吸气期与呼气期之间的肺的内部的气压的变化大。因此，通过了解吸气期与呼气期之间的肺的内部的压力的变化，能够推断是否患有C0PD。吸气期与呼气期之间的肺的内部的压力的变化能够根据吸气期与呼气期之间的心脏的大小或者心壁的活动的变化来推断，所以吸气期与呼气期之间的心脏的大小或者心壁的活动的变化有助于推断是否患有COPD。例如，在吸气期与呼气期之间的心脏的大小或者心壁的活动的变化较大的情况下，有患有COPD的可能。
[0049]吸气期与呼气期之间的心脏的大小或者心壁的活动的变化也有助于是否患有COPD的推断以外的肺功能的解析。也可以使用表示心脏的大小以及心壁的活动以外的心脏状态的指标。也可以使用吸气期与呼气期之间的变化以外的由呼吸状态引起的变化。一般地，根据表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化来导出表示肺功能的指标。
[0050](2)第一实施方式
[0051](2.1)图像拍摄系统
[0052]第一实施方式涉及图像拍摄系统。
[0053]图5的框图表示第一实施方式的图像拍摄系统。
[0054]图5所示的图像拍摄系统1000具备拍摄装置1010以及图像解析装置1011。拍摄装置1010生成医用动态图像。图像解析装置1011对医用动态图像进行解析，导出表示肺功能的指标。根据图像解析装置1011，能够不会给被检查的人带来较大的负担且再现性良好地检查肺功能。
[0055](2.2)拍摄装置
[0056]拍摄装置1010通过X射线拍摄生成医用动态图像。拍摄装置1010利用X射线管产生X射线，使所产生的X射线透过人体，利用平面X射线检测器(FPD)检测透过了人体的X射线。由此，拍摄装置1010拍摄人的体内的构造物，并生成描绘有人的体内的构造物的帧图像。拍摄装置1010也可以拍摄人以外的动物的体内的构造物。拍摄装置1010进行2次以上的拍摄，生成具有2个以上帧图像的医用动态图像。医用动态图像是二维动态图像，被表现为数字数据。2个以上帧图像分别是二维图像，被表现为二维图像数据。拍摄装置1010也可以通过X射线拍摄以外来生成医用动态图像。例如，拍摄装置1010也可以通过超声波拍摄、核磁共振图像法(MRI)、计算机断层拍摄(CT)等来生成医用动态图像。医用动态图像也可以是三维动态图像。在医用动态图像是三维动态图像的情况下，2个以上帧图像分别是三维图像，被表现为三维体积数据。
[0057](2.3)被拍摄物
[0058]医用动态图像是胸部X射线动态图像，通过拍摄进行自然呼吸的人的心脏而得到。医用动态图像也可以通过拍摄人以外的动物的心脏而得到。医用动态图像也可以通过拍摄进行努力呼吸的人的心脏而得到。
[0059](2.4)拍摄方向
[0060]从正面对胸部进行拍摄。由此，在医用动态图像中，描绘有心脏与肺连接的部分的区域难以与描绘有心脏的区域(心脏区域)以及描绘有肺的区域(肺区域)重叠，而容易地对描绘有心脏与肺连接的部分的区域进行解析。与此相对，在从侧面对胸部进行拍摄的情况下，描绘有心脏与肺连接的部分的区域容易与心脏区域以及肺区域重叠，而难以对心脏与肺连接的部分进行解析。
[0061]但是，也允许从正面以外对胸部进行拍摄。例如，也允许从侧面对胸部进行拍摄。在从侧面对胸部进行拍摄的情况下，优选对描绘有心脏的未与肺连接的部分的区域辅助地进行解析。描绘有心脏的未与肺连接的部分的区域能够成为解析的对象，是因为描绘有心脏的未与肺连接的部分的区域难以与心脏区域以及肺区域重叠，还因为在肺压迫了心脏的情况下心脏的未与肺连接的部分膨胀。
[0062](2.5)拍摄范围
[0063]在为了导出表示心脏状态的指标而需要描绘心脏的整体的情况下，拍摄包含心脏的整体的范围。例如，在作为表示