CN104921741A - 图像解析装置、图像拍摄系统以及图像解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像解析装置、图像拍摄系统以及图像解析方法。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。获取医用动态图像。医用动态图像具有包含心脏的图像的帧图像。对各个帧图像导出第一指标。第一指标分别表示心脏状态。根据第一指标导出第二指标。第二指标表示肺功能。

Description

图像解析装置、图像拍摄系统以及图像解析方法

技术领域

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

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、1秒率等指标的情况，也有制作被称为肺量图的图的情况。

专利文献1所记载的发明导出血流信息。在专利文献1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。

专利文献1：国际公开第2007/078012号说明书

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

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。

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。

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。

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。

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。

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

图1表示从呼气期向吸气期过渡时的胸部。

图2表示吸气期的胸部。

图3表示从吸气期向呼气期过渡时的胸部。

图4是表示心脏的大小的时间变化等的例子的示意图。

图5是第一实施方式的图像拍摄系统的框图。

图6是第一实施方式的图像解析部的框图。

图7是表示第一实施方式的图像解析的内容的示意图。

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，。

图9是表示第一实施方式的解析结果的显示例的示意图。

图10是第一实施方式的计算机的框图。

图11是第二实施方式的图像解析部的框图。

图12是表示第二实施方式的图像解析的内容的示意图。

图13是第三实施方式的图像解析部的框图。

图14是表示第三实施方式的图像解析的内容的示意图。

图15是第四实施方式的指标解析部的框图。

图16是第五实施方式的图像解析部的框图。

图17是表示第五实施方式的图像解析的内容的示意图。

图18是表示心壁的坐标的时间变化的例子的图表示意图。

图19是表示心壁的坐标的时间变化的例子的示意图。

图20是表示心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子的示意图。

图21是表示心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子的示意图。

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。

图23是表示心壁的面积的由心跳引起的变化的例子的示意图。

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。

图25是表示进行映射之前的心壁的活动的例子的示意图。

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

(1)构思

(1.1)呼吸状态

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。

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。

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。

(1.2)心脏状态的由呼吸状态引起的变化

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。

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。

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。

(1.3)心脏状态的由呼吸状态引起的变化的利用

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COPD。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。

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。

(2)第一实施方式

(2.1)图像拍摄系统

第一实施方式涉及图像拍摄系统。

图5的框图表示第一实施方式的图像拍摄系统。

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。

(2.2)拍摄装置

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。

(2.3)被拍摄物

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。

(2.4)拍摄方向

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。

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。

(2.5)拍摄范围

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，在作为表示心脏状态的指标而导出心脏的整体的面积的情况下，即使在心脏的大小成为最大的情况下也拍摄包含心脏的整体的范围，生成二维动态图像。在作为表示心脏状态的指标而导出心脏的整体的体积的情况下，即使在心脏的大小成为最大的情况下也拍摄包含心脏的整体的范围，生成三维动态图像。即使在为了导出表示心脏状态的指标而不需要描绘心脏的整体的情况下，也优选拍摄包含心脏的整体的范围。由此，可靠地导出表示心脏状态的指标。

也有拍摄仅包含心脏的一部分的范围的情况。在该情况下，拍摄包含导出表示心脏状态的指标所需要的部分的范围。例如，在导出心壁的位置的情况下，拍摄总是包含心壁的范围。在导出心脏的宽度的情况下，即使在心脏的宽度成为最大的情况下也拍摄包含导出心脏的宽度所需要的部分的范围。在导出心脏区域的像素值的情况下，拍摄总是包含导出像素值的部分的范围。

在根据医用动态图像检测呼吸状态的情况下，拍摄除了心脏以外还包含横隔膜以及肺的双方或者单方的范围。由此，可靠地检测呼吸状态。

(2.6)拍摄时间

医用动态图像拍摄1个呼吸周期以上，优选拍摄2个呼吸周期以上，更为优选拍摄3个呼吸周期以上。在经历1个呼吸周期以上来拍摄医用动态图像的情况下，医用动态图像具有在吸气期拍摄的帧图像以及在呼气期拍摄的帧图像这双方，吸气期的心脏状态以及呼气期的心脏状态被确定。由于心脏状态在吸气期和呼气期之间显著地变化，所以吸气期的心脏状态以及呼气期的心脏状态被确定而使确定表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化变得容易。在经历2个呼吸周期以上或者3个呼吸周期以上来拍摄医用动态图像的情况下，即使在被拍摄的人由于紧张而怎么也不能自然呼吸的情况下，能够拍摄进行自然呼吸的状态的可能性也提高。但是，也有在拍摄医用动态图像的时间不足1个呼吸周期的情况下就确定表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化的情况。

将拍摄医用动态图像的时间设为不足5个呼吸周期。由此，避免过度的被辐射。但是，也有时即使在拍摄医用动态图像的时间是5个呼吸周期以上的情况下被辐射也不会成为问题。例如，在通过超声波拍摄生成医用动态图像的情况下，被辐射不会成为问题。

(2.7)帧速率

帧速率是30fps以上。由此，识别心脏参数的由心跳引起的变化和心脏参数的由呼吸状态引起的变化，根据心脏参数能够消除心跳的影响。但是，也存在即使在帧速率不足30fps的情况下就能够从心脏参数中消除心跳的影响的情况。

在分别拍摄2个以上帧图像的情况下，也可以经历1个心跳周期以上连续地产生具有矩形波状的波形的X射线。由此，能够在2个以上帧图像的各个帧图像上描绘心脏跳动期间的全部的状态，根据2个以上帧图像的各个帧图像来把握心跳的影响，并从2个以上帧图像的各个帧图像中消除心跳的影响。产生具有矩形波状的波形的X射线的情况下的帧速率被设定为，将一个呼吸状态下的心脏描绘于一个帧图像，将其他的呼吸状态下的心脏描绘于其他的帧图像。例如，在导出吸气期以及呼气期之间的心脏状态的变化的情况下，将帧速率设定为2fps以上4fps以下，以使得将吸气期的心脏描绘于一个帧图像将吸气期的心脏描绘于其他的帧图像。

(2.8)拍摄的结束

医用动态图像的拍摄在图像拍摄系统1000判定为得到了导出表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化所需要的呼吸状态的情况下结束。判定例如基于医用动态图像中的横隔膜、肺等的活动来进行。拍也可以基于拍摄装置1010以外的检测器的检测结果来进行判定。例如，也可以基于换气量的检测器的检测结果来进行判定。也可以综合医用动态图像中的横隔膜、肺等的活动以及拍摄装置1010以外的检测器的检测结果来进行判定。也可以随着操作者的操作而结束医用动态图像的拍摄。

(2.9)图像解析装置

图像解析装置1011具备获取部1020、图像解析部1021、指标解析部1022、显示部1023等。获取部1020获取医用动态图像。图像解析部1021对医用动态图像进行解析，导出表示心脏状态的指标。指标解析部1022对表示心脏状态的指标进行解析，导出表示肺功能的指标。显示部1023显示表示肺功能的指标。

(2.10)获取部

获取部1020进行通信，从拍摄装置1010直接或者从拍摄装置1010经由图像服务器等拍摄装置1010以外的装置获取医用动态图像。也可以通过对记录有医用动态图像的光盘等记录介质进行读取来获取医用动态图像。

(2.11)图像解析部

图像解析部1021对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)导出表示心脏状态的指标Idx1(i)。由此，对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)。

表示心脏状态的指标Idx1(i)是心壁的位置、心脏的大小、心脏区域的像素值等，消除了心跳的影响。心脏的大小是心脏的整体的大小。心脏的大小也可以是心脏的一部分的大小。例如，心脏的大小也可以是左心室、左心房、右心室或者右心房的大小。心脏的大小由心脏的宽度来确定。心脏的大小也可以由心脏的面积等来确定。在医用动态图像是三维动态图像的情况下，心脏的大小也可以由心脏的体积来确定。心脏区域的像素值反映X射线透过的方向的心脏的厚度。是因为X射线透过的方向的心脏的厚度越大X射线的透过量越减少，心脏区域的像素值越增大。

(2.12)图像解析部

图6的框图表示第一实施方式的图像解析部。图7的示意图表示第一实施方式的图像解析的内容。

图6所示的图像解析部1021具备提取部1030、导出部1031以及消除部1032。提取部1030从帧图像中提取心脏区域。导出部1031根据心脏区域导出心脏参数。消除部1032从心脏参数中消除心跳的影响且导出表示心脏状态的指标。

(2.13)提取部

提取部1030从2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)中提取心脏区域Rgn(i)。由此，提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)。在即使不提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)也导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的情况下，也可以省略提取部1030。

在提取出心脏区域Rgn(i)的情况下，通过模板匹配等从帧图像Img(i)中提取大致的心脏区域，在大致的心脏区域中检测像素值较大地变化的边缘部，将边缘部看作心脏区域的轮廓，将被边缘部围起的区域作为心脏区域Rgn(i)。也可以通过其他的算法来提取心脏区域Rgn(i)。

在医用动态图像是三维动态图像的情况下，通过概率图谱等从帧图像Img(i)中提取大致的心脏区域，在大致的心脏区域中通过三维图像分割提取心脏区域Rgn(i)。也可以通过其他的算法来提取心脏区域Rgn(i)。例如，也可以从帧图像Img(i)的断面图像中以与二维图像的情况相同的方式提取心脏区域Rgn(i)。

(2.14)导出部

导出部1031对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)，从心脏区域Rgn(i)导出心脏参数Idx3(i)。由此，导出2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)。

心脏参数Idx3(i)是心壁的位置、心脏的大小、心脏区域的像素值等本身，是表示心脏状态但包含心跳的影响的指标。因此，心脏参数Idx3(i)因呼吸状态以及心跳这两方而变化，未必适于把握心脏状态的由呼吸状态引起的变化。

为了针对心脏的相同的部分导出2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)，以在2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)中在相同的位置描绘心脏的相同的部分的方式对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)进行对位。代替对位，也可以在2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)中将描绘有心脏的相同的部分的位置建立对应。

(2.15)心壁的位置

心壁的位置通过心壁的坐标来表示。心壁的坐标是心脏区域与心脏区域外的边界的坐标。心壁的坐标也可以是心壁的特定的部分的坐标。心壁也可以是左心房壁、左心室壁、右心房壁以及右心室壁的任意一个。优选与成为肺功能的解析对象的肺接触的心壁的坐标为心脏参数。

在医用动态图像是二维动态图像且坐标系是正交坐标系的情况下，通过表示x方向的位置的坐标值x以及表示y方向的位置的坐标值y的组给予坐标。典型地，x方向是2个以上帧图像的各个帧图像的横向，y方向是2个以上帧图像的各个帧图像的纵向。典型地，横向表示被拍摄的人的水平方向，纵向表示被拍摄的人的垂直方向。在医用动态图像是二维动态图像且坐标通过2个坐标值x以及y的组被给予的情况下，也可以将维度保持二维并将2个坐标值x以及y的组作为心脏参数，还可以将维度设为一维并将从2个坐标值x以及y中选择的一个坐标值x或者y作为心脏参数。也可以将正交坐标系中的坐标值转换为其他的坐标系中的坐标值。例如，也可以将正交坐标系中的坐标值转换为极坐标系中的坐标值。在坐标系是极坐标系的情况下，也可以将原点设定为基准点，将距离基准点的距离作为心脏参数。坐标值也可以用像素数来表示，还可以用被拍摄的人的现实的长度来表示。

在医用动态图像是三维动态图像且坐标通过三个坐标值的组被给予的情况下，也可以维度保持三维并将三个坐标值的组作为心脏参数，还可以将维度设为二维或者一维并将从三个坐标值中选择的2个坐标值的组或者一个坐标值作为心脏参数。

(2.16)心脏的宽度

心脏的宽度是从心壁的一个部分到心壁的其他的部分的长度。在医用动态图像是二维动态图像的情况下，优选根据与描绘有脊椎、横隔膜等心脏以外的构造物的区域不重叠的区域导出心脏的宽度。由此，高精度地导出心脏的宽度。在医用动态图像是二维动态图像的情况下，优选将从y方向的位置相同的一个部分到其他的部分的x方向的长度作为心脏的宽度。也可以通过针对2个以上y方向的位置的各个y方向的位置求出从一个部分到其他部分的x方向的长度来求2个以上x方向的长度，将2个以上x方向的长度的平均值作为心脏的宽度。也可以代替从y方向的位置相同的一个部分到其他的部分的x方向的长度，将从x方向的位置相同的一个部分到其他的部分的y方向的长度作为心脏的宽度。也可以设定不与x方向以及y方向这两方平行的一个倾斜方向以及其他的倾斜方向，将从一个倾斜方向的位置相同的一个部分到其他的部分的其他的倾斜方向的长度作为心脏的宽度。

(2.17)心脏的面积

帧图像Img(i)中的心脏的面积是心脏区域的面积。心脏的面积是心脏的整体的面积。心脏的面积也可以是心脏的一部分的面积。例如，心脏的面积也可以是左心室、左心房、右心室或者右心房的面积。

(2.18)心脏的体积

心脏的体积是三维图像中的心脏区域的体积。心脏的体积也可以根据二维图像来推断。在根据二维图像来推断心脏的体积的情况下，根据心脏区域的面积与心脏区域的像素值的积来推断心脏的体积。这是因为心脏区域的像素值反映X射线透过的方向的心脏的厚度。心脏的体积是心脏的整体的体积。心脏的体积也可以是心脏的一部分的体积。例如，心脏的体积也可以是左心室、左心房、右心室或者右心房的体积。

(2.19)心脏区域的像素值

心脏区域的像素值是胸部X射线动态图像等透过图像中的属于心脏区域的像素的像素值。心脏区域的像素值因X射线透过的方向的心脏的厚度而变化，所以能够成为心脏参数。优选将属于不与描绘有脊椎、横隔膜等心脏以外的构造物的区域重叠的区域且不会因心跳而属于心脏区域外的像素的像素值作为心脏参数。优选通过确定针对2个以上像素的各个像素的像素值来确定2个以上像素值，将确定出的2个以上像素值的平均值作为心脏区域的像素值。由此，可靠地导出心脏区域的像素值。也可以将平均值置换为其他种类的代表值。例如，也可以将平均值置换为中央值。

(2.20)消除部

消除部1032从2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)中消除心跳的影响。由此，导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)。2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)示出表示心脏状态的指标Idx1(i)的时间变化。

2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的各个表示心脏状态的指标Idx1(i)是从心壁的位置、心脏的大小、心脏区域的像素值等中消除了心跳的影响后的指标，表示心脏状态，不包含心跳的影响。因此，表示心脏状态的指标Idx1(i)专门因呼吸状态而变化，适于把握心脏状态的由呼吸状态引起的变化。

如图7所示，在导出表示心脏状态的指标Idx1(i)的情况下，求出针对在包含拍摄到帧图像Img(i)的时刻的1个心跳周期以上期间所拍摄到的多个帧图像Img(i-p)、…、Img(i)、…、Img(i+q)求出的多个心脏参数Idx3(i-p)、…、Idx3(i)、…、Idx3(i+q)的平均值，将求出的平均值作为针对帧图像Img(i)的表示心脏状态的指标Idx1(i)。由此，抑制根据在发生了心跳的时间所拍摄到的帧图像导出的心脏参数的贡献，消除心跳的影响。也可以将平均值置换为其他种类的代表值。例如，也可以将平均值变更为最小值、最大值、中央值等。

也可以通过对2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)应用时间区域的低通滤波器来消除心跳的影响。

图8的示意图示出心脏参数以及表示心脏状态的指标的时间变化的例子。

图8所示的心脏参数Idx3(i)以与相对较长的呼吸周期一致的周期而时间变化，并且以与相对较短的心跳周期一致的周期而时间变化。因此，在将具有呼吸频率与心跳频率的中间的遮挡频率的时间区域的低通滤波器应用于心脏参数Idx3(i)的情况下，消除与心跳周期一致的周期的时间变化，维持与呼吸周期一致的周期的时间变化，导出图8所示的表示心脏状态的指标Idx1(i)。

(2.21)指标解析部

指标解析部1022将2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的由呼吸状态引起的变化作为表示肺功能的指标Idx2。

在导出表示肺功能的指标Idx2的情况下，导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的最大值Max与最小值Min之差Max-Min，将导出的差Max-Min作为表示肺功能的指标Idx2。也可以将差Max-Min置换为其他种类的最大值Max与最小值Min的差异。例如，也可以将差Max-Min置换为最大值Max与最小值Min的比率Max/Min或者Min/Max。也可以将最大值Max与最小值Min差异置换为2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的偏差。例如，也可以将最大值Max与最小值Min的差异置换为2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的方差、标准差等。

肺状态以及心脏状态因呼吸状态而变化，所以不光是肺的内部的气压，肺的体积、心脏的位置等也因呼吸状态而变化。因此，呼吸状态与心脏状态的对应关系复杂，将呼吸状态与心脏状态准确地建立对应的处理是复杂的处理。在医用动态图像是不清晰的二维动态图像的情况下，在检测出与通常不同的呼吸状态的情况下等，将呼吸状态和心脏状态准确地建立对应的处理更为复杂。在因个体差异、疾病、呼吸条件等人本身进行与通常不同的呼吸的情况下，检测到与通常不同的呼吸状态。即使在人本身进行通常的呼吸的情况下也存在因拍摄条件而检测到与通常不同的呼吸状态的情况。

但是，在将2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的最大值Max与最小值Min的差异或者2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的偏差作为表示肺功能的指标Idx2的情况下，无需将呼吸状态与心脏状态准确地建立对应的处理，所以能够以简单的处理导出表示肺功能的指标Idx2。另外，像这样未经过将呼吸状态与心脏状态准确地建立对应的处理而导出的表示肺功能的指标Idx2多数情况下与经过将呼吸状态与心脏状态准确地建立对应的处理而导出的表示肺功能的指标相同程度地反映肺功能，也存在比经过将呼吸状态与心脏状态准确地建立对应的处理而导出的表示肺功能的指标更好地反映肺功能的情况。

在表示肺功能的指标Idx2较大的情况下，表示心脏状态的指标Idx1(i)的由呼吸状态引起的变化较大，所以被拍摄的人患有COPD的可能性较高。因此，表示肺功能的指标Idx2有助于推断是否患有COPD。例如，在表示肺功能的指标Idx2比阈值大的情况下，判定为有患有COPD的可能。该判定也可以由指标解析部1022进行，也可以由参照了表示肺功能的指标Idx2的医师进行。

也可以将2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的最大值Max与平均值Avg之差Max-Avg、2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的平均值Avg与最小值Min之差Avg-Min、2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的最大值Max与平均值Avg的比率Max/Avg或者Avg/Max、2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的平均值Avg与最小值Min的比率Min/Avg或者Avg/Min等作为表示肺功能的指标Idx2。

指标解析部1022也可以将表示肺功能的指标Idx2作为表示肺功能的第一次指标来进一步导出表示肺功能的第二次指标。例如，也可以根据作为第一次指标的表示肺功能的指标Idx2导出作为第二次指标的有无患有COPD的可能。在导出有无患有COPD的可能的情况下，例如，在表示肺功能的指标Idx2是阈值以下的情况下，判定为没有患有COPD的可能，在表示肺功能的指标Idx2比阈值大的情况下，判定为有患有COPD的可能。也可以将患有COPD的可能的程度划分等级为3阶段以上。例如，在表示肺功能的指标Idx2是第一阈值以下的情况下，判定为没有患有COPD的可能，在表示肺功能的指标Idx2比第一阈值大且是第二阈值以下的情况下判定为有患有COPD的可能，在表示肺功能的指标Idx2比第二阈值大的情况下判定为有患有COPD的较强的可能。将患有COPD的可能的程度根据有无可能以及可能的强弱表示为例如，“没有可能”、“有较弱的可能”、“有可能”、“有较强的可能”等。也可以对COPD的可能的程度附加是否需要检查或者治疗的建议。例如，也可以在有患有COPD的较强的可能的情况下附加需要检查的建议。也可以用数值表现患有COPD的可能的程度。例如，也可以将表示肺功能的指标Idx2反映于表示患有COPD的可能的程度的数值的计算式1-exp(-x)的x，来求出表示患有COPD的可能的程度的数值。通过计算式1-exp(-x)计算的数值收敛于0至1的范围，所以通过计算式1-exp(-x)计算的数值有助于用百分率来表现患有COPD的可能的强弱。例如，在表示肺功能的指标Idx2是2，将表示患有COPD的可能的程度的数值的计算式1-exp(-x)的x设为Idx2/2的情况下，是1-exp(-2/2)＝0.63，所以将患有COPD的可能的强弱用百分率表现为63％。在表示肺功能的指标Idx2是4，将表示患有COPD的可能的程度的数值的计算式1-exp(-x)的x设为Idx2/2的情况下，是1-exp(-4/2)＝0.86，所以将患有COPD的可能的强弱用百分率表现为86％。也可以变更计算式。

也可以导出2个以上反映第一次指标的第二次指标。例如，也可以将根据心脏的大小的由呼吸状态引起的变化导出的有无患有COPD的可能、与根据心脏的大小的由心跳引起的变化的由呼吸状态引起的变化导出的有无患有COPD的可能的OR运算或者AND运算的结果作为第二次指标。也可以将心脏的大小的由呼吸状态引起的变化与心脏的大小的由心跳引起的变化的由呼吸状态引起的变化的和或者积作为第二次指标。

(2.22)显示部

显示部1023将解析结果显示于显示器。解析结果可以在医用动态图像的拍摄完成后医师进行诊断的情况下显示，也可以在拍摄医用动态图像期间或者在医用动态图像的拍摄刚完成之后显示。在拍摄医用动态图像期间或者在医用动态图像的拍摄刚完成之后显示解析结果的情况下，技师能够确认医用动态图像的拍摄是否成功，技师能够判断是否需要重新进行拍摄。

也可以将解析结果打印于纸等打印介质。也可以将描述有解析结果、解析结果的显示内容、解析结果的打印内容的数据记录于硬盘驱动器、光盘等记录介质。

图9的示意图表示解析结果的显示例。

图9所示的显示例具有医用动态图像的再生栏1040、心脏参数以及表示心脏状态的指标的显示栏1041、表示肺功能的指标的显示栏1042、肺功能的判定基准的显示栏1043以及肺功能的判定结果的显示栏1044。肺功能的判定基准包含阈值的信息。图9所示的显示例是，表示心脏状态的指标Idx1(i)是帧图像Img(i)中的心脏的面积且表示肺功能的第一次指标Idx2是2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的最大值Max与最小值Min之差Max-Min的情况下的例子。图9所示的显示例是作为第二次指标导出了有无患有COPD的可能的情况下的例子。也可以分别或者统一地显示针对两种以上的表示心脏状态的指标的解析结果。

(2.23)计算机

图10是计算机的框图。

图10所示的计算机1050具备CPU1060、存储器1061、硬盘驱动器1062等，为图像解析装置1011。也可以将硬盘驱动器1062置换为其他种类的辅助存储装置。对硬盘驱动器1062安装图像解析程序1070。图像解析装置1011的功能通过CPU1060将图像解析程序1070加载于存储器1061并执行来实现。也可以通过不涉及软件的硬件来实现图像解析装置1011的功能的全部或者一部分。也可以通过2台以上的计算机来实现图像解析装置1011的功能的全部或者一部分。图像解析程序1070可以在计算机1050出厂前预先安装于硬盘驱动器1062，也可以在计算机1050出厂后安装于硬盘驱动器1062。图像解析程序1070的安装可以通过对记录有图像解析程序1070的光盘等记录介质1080进行读取来进行，也可以通过经由网络1090下载来进行。

(3)第二实施方式

第二实施方式涉及置换第一实施方式的图像解析部的图像解析部。第二实施方式的图像解析部主要在消除心跳的影响这一点与第一实施方式的图像解析部不同。

图11的框图表示第二实施方式的图像解析部。图12的示意图表示第二实施方式的图像解析的内容。

图11所示的图像解析部2000具备低通滤波器部2010、提取部2011以及导出部2012。

低通滤波器部2010对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)应用时间区域的低通滤波器。由此，得到应用了时间区域的低通滤波器的2个以上帧图像Img'(1)、…、Img'(m)。低通滤波器的遮挡频率与第一实施方式的情况相同，是呼吸频率与心跳频率的中间。由此，从2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)中消除心跳的影响，从最终导出的2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)中消除心跳的影响。

提取部2011从应用了低通滤波器的2个以上帧图像Img'(1)、…、Img'(m)的各个帧图像Img'(i)中提取心脏区域Rgn(i)。由此，提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)。与第一实施方式的情况相同，在即使不提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)也导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)的情况下，也可以省略提取部2011。

导出部2012对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)，根据心脏区域Rgn(i)导出表示心脏状态的指标Idx1(i)。由此，导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)。在导出表示心脏状态的指标Idx1(i)的情况下，以与在第一实施方式中根据心脏区域Rgn(i)导出心脏参数Idx3(i)相同的方式导出心脏参数Idx3(i)，将心脏参数Idx3(i)保持原样作为表示心脏状态的指标Idx1(i)。

(4)第三实施方式

第三实施方式涉及置换第一实施方式的图像解析部的图像解析部。第三实施方式的图像解析部主要在消除心跳的影响这一点与第一实施方式的图像解析部不同。

图13的框图表示第三实施方式的图像解析部。图14的示意图表示第三实施方式的图像解析的内容。

图13所示的图像解析部3000具备提取部3010、低通滤波器部3011以及导出部3012。

提取部3010从2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)中提取心脏区域Rgn(i)。由此，提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)。

低通滤波器部3011对2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)应用时间区域的低通滤波器。由此，得到应用了时间区域的低通滤波器的2个以上心脏区域Rgn'(1)、…、Rgn'(m)。低通滤波器的遮挡频率与第一实施方式的情况相同，是呼吸频率与心跳频率的中间。由此，从2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)中消除心跳的影响，从最终导出的2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)中消除心跳的影响。

导出部3012对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)，根据心脏区域Rgn'(i)导出表示心脏状态的指标Idx1(i)。由此，导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(m)。在导出表示心脏状态的指标Idx1(i)的情况下，以与在第一实施方式中根据心脏区域Rgn(i)导出心脏参数Idx3(i)相同的方式导出心脏参数Idx3(i)，将心脏参数Idx3(i)保持原样作为表示心脏状态的指标Idx1(i)。

(5)第四实施方式

(5.1)指标解析部

第四实施方式涉及置换第一实施方式的指标解析部的指标解析部。第四实施方式的指标解析部主要在表示肺功能的指标的导出这一点与第一实施方式的指标解析部不同。也可以与在第二实施方式或者第三实施方式中说明的置换一起进行在第四实施方式中说明的置换。

图15的框图表示第四实施方式的指标解析部。

图15所示的指标解析部4000具备区间解析部4010以及整体解析部4011。区间解析部4010根据表示心脏状态的指标导出区间指标。整体解析部4011根据区间指标导出表示肺功能的指标。

(5.2)区间解析部

区间解析部4010将对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)中的属于吸气期的至少一个帧图像Img(a1)、…、Img(ap)导出的至少一个表示心脏状态的指标Idx1(a1)、…、Idx1(ap)的平均值作为吸气期的区间指标Idx4(a)。另外，区间解析部4010将对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)中的属于呼气期的至少一个帧图像Img(b1)、…、Img(bq)导出的至少一个表示心脏状态的指标Idx1(b1)、…、Idx1(bq)的平均值作为呼气期的区间指标Idx4(b)。由此，导出吸气期的区间指标Idx4(a)以及呼气期的区间指标Idx4(b)。吸气期的区间指标Idx4(a)表示吸气期的典型的心脏状态，呼气期的区间指标Idx4(b)表示呼气期的典型的心脏状态。通过吸气期的区间指标Idx4(a)以及呼气期的区间指标Idx4(b)，能够导出表示吸气期与呼气期之间的心脏状态的指标的变化。

也可以将平均值置换为其他种类的代表值。例如，也可以将平均值置换为中央值、最小值、最大值等。也可以将平均值置换为从2个以上表示心脏状态的指标中随机选择出的一个表示心脏状态的指标。在进行随机的选择的情况下，有可能精度稍有降低，但使导出区间指标的处理简单化。

(5.3)相互不同的呼吸速度的分配

呼吸速度的绝对值典型地是每单位时间的换气量，呼吸速度的符号典型地在吸气期为正而在呼气期为负。也可以变更呼吸速度的绝对值以及符号的定义。例如，呼吸速度的绝对值也可以是医用动态图像中的横隔膜的移动速度的绝对值。呼吸速度的符号也允许是在吸气期为负而在呼气期为正。

吸气期是分配有符号为正的呼吸速度的区间，呼气期是分配有符号为负的呼吸速度的区间。因此，吸气期以及呼气期是分配有相互不同的呼吸速度的符号的2个区间。代替将相互不同的呼吸速度的符号分配至2个区间，或者，除了将相互不同的呼吸速度的符号分配至2个区间以外，也可以将相互不同的呼吸速度的绝对值分配至2个以上区间。更一般而言，将相互不同的呼吸速度分配至2个以上区间。呼吸速度与肺的内部的气压连动地变化，所以将相互不同的呼吸速度分配至2个以上区间能够确定心脏状态的由肺的内部的气压引起的变化。

优选将呼吸速度接近0的状态从吸气期以及呼气期中排除。也可以在吸气期以及呼气期之外设定呼吸速度接近0的区间。呼吸速度接近0是从吸气期向呼气期过渡时以及从呼气期向吸气期过渡时。

也可以将吸气期的一部分作为一个区间而将呼气期的一部分作为其他区间。优选向一个区间以及其他区间分配相同程度的肺的大小。由此，消除肺的大小的影响，导出表示心脏状态的由呼吸速度引起的变化的指标。

(5.4)相互不同的肺的大小的分配

代替将相互不同的呼吸速度分配至2个以上区间，或者，除了将相互不同的呼吸速度分配至2个以上区间以外，也可以从与呼吸速度不同的观点考虑将相互不同的呼吸状态分配至2个以上区间。例如，也可以将相互不同的肺的大小分配至2个以上区间。

在将相互不同的肺的大小分配至2个以上区间的情况下，将相互不同的肺的宽度、面积、大小等分配至2个以上区间，优选将相互不同的肺的纵向的宽度分配至2个以上区间。

(5.5)相互不同的呼吸相位的分配

也可以将相互不同的呼吸相位分配至2个以上区间。在将相互不同的呼吸相位分配至2个以上区间的情况下，例如，对吸气期的初期、中期和后期以及呼气期的初期、中期和后期这6个区间的各个区间导出区间指标。由此，导出表示心脏状态的由呼吸相位引起的变化的指标。也可以增减吸气期所包含的区间的个数。也可以增减呼气期所包含的区间的个数。呼吸相位也可以根据被拍摄的人的换气量来确定，还可以根据医用动态图像中的横隔膜、肺等的活动来确定。

(5.6)由呼吸周期的整体构成的区间

2个以上区间也可以包含由呼吸周期的整体构成的区间。例如，也可以将吸气期以及呼气期的一方作为一个区间而将结合吸气期以及呼气期而成的区间作为其他的区间。由此，导出呼吸周期的整体与特定的呼吸状态之间的心脏状态的变化。

(5.7)其他的分配

也可以将相互不同的呼吸方法分配至2个以上区间。例如，也可以将自然呼吸分配至一个区间，将努力呼吸分配至其他区间。由此，导出表示心脏状态的由呼吸方法引起的变化的指标。

除了将相互不同的呼吸状态分配至2个以上区间以外，也可以从与呼吸状态不同的观点考虑将不同的状态分配至2个以上区间。例如，也可以将相互不同的姿势分配至2个以上区间。例如，也可以将站立分配至一个区间，将仰卧分配至其他区间。

(5.8)整体解析部

整体解析部4011将吸气期的区间指标Idx4(a)以及呼气期的区间指标Idx4(b)之差Idx4(a)-Idx4(b)的绝对值作为表示肺功能的指标Idx2。也可以将差Idx4(a)-Idx4(b)的绝对值以外作为表示肺功能的指标Idx2。例如，也可以将比率Idx4(a)/Idx4(b)或者Idx4(b)/Idx4(a)等吸气期的区间指标Idx4(a)与呼气期的区间指标Idx4(b)的差异作为表示肺功能的指标Idx2。在导出三个以上的区间指标的情况下，也可以将三个以上的区间指标的方差、标准差等三个以上的区间指标的偏差作为表示肺功能的指标Idx2。

(5.9)2个呼吸周期以上

在经历2个呼吸周期以上导出表示心脏状态的指标的情况下，将经历2个呼吸周期以上导出的表示心脏状态的指标映射到1个呼吸周期，以与对1个呼吸周期导出的表示心脏状态的指标相同的方式对经历2个呼吸周期以上导出的表示心脏状态的指标进行处理。由此，可靠地导出表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化。优选只有对以相同方式进行呼吸的呼吸周期导出的表示心脏状态的指标成为映射的对象。例如，将只是对进行自然呼吸的呼吸周期导出的表示心脏状态的指标或者将只是对进行努力呼吸的呼吸周期导出的表示心脏状态的指标作为映射的对象。也可以将对呼吸混杂的呼吸周期导出的表示心脏状态的指标从映射的对象中排除。

在导出吸气期的区间指标以及呼气期的区间指标的情况下进行映射时，将2个以上吸气期作为统一而成的一个吸气期，将2个以上呼气期作为统一而成的一个呼气期。将对2个以上吸气期导出的表示心脏状态的指标的平均值作为统一而成的一个吸气期的区间指标，将对2个以上呼气期导出的表示心脏状态的指标的平均值作为统一而成的一个呼气期的区间指标。也可以对2个呼吸周期以上的各个呼吸周期导出吸气期的区间指标以及呼气期的区间指标，将2个以上吸气期的区间指标的平均值作为统一而成的一个区间指标，将2个以上呼气期的区间指标的平均值作为统一而成的一个区间指标。也可以将平均值置换为其他种类的代表值。例如，也可以将平均值置换为中央值、最小值、最大值等。在代表值是平均值或者中央值的情况下可靠地导出表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化。在代表值是最大值或者最小值的情况下导出特异的心脏状态的由呼吸状态引起的变化。

(6)第五实施方式

(6.1)图像解析部

第五实施方式涉及置换第一实施方式的图像解析部的图像解析部。第五实施方式的图像解析部主要在表示心脏状态的指标这一点与第一实施方式的图像解析部不同。也可以与在第二实施方式至第四实施方式中说明的置换一起进行在第五实施方式中说明的置换。

图16的框图表示第五实施方式的图像解析部。图17的示意图表示第五实施方式的图像解析的内容。

图16所示的图像解析部5000具备提取部5010、导出部5011、确定部5012以及处理部5013。提取部5010提取心脏区域。导出部5011根据心脏区域导出心脏参数。确定部确定发生了心跳的时间。处理部将发生了心跳的时间中的心脏参数的变化作为表示心脏状态的指标。

(6.2)提取部

提取部5010与第一实施方式的情况相同，从2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)中提取心脏区域Rgn(i)。由此，提取2个以上心脏区域Rgn(1)、…、Rgn(m)。

(6.3)导出部

导出部5011与第一实施方式的情况相同，对2个以上帧图像Img(1)、…、Img(m)的各个帧图像Img(i)，根据心脏区域Rgn(i)导出心脏参数Idx3(i)。由此，导出2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)。2个以上心脏参数Idx3(1)、…、Idx3(m)表示心脏参数Idx3(i)的时间变化。

(6.4)心脏参数的导出例

图18的示意图表示心壁的坐标的时间变化的例子。

在导出图18所示的心壁的坐标的时间变化的情况下，导出一个帧图像中的心壁的坐标与其他帧图像中的心壁的坐标之差。

(6.5)确定部

确定部5012将心脏参数Idx3(i)的变化为基准以上的2个以上时间作为2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)。2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)也可以通过其他的算法来确定。例如，也可以确定以与心跳周期一致的周期重复的心脏参数Idx3(i)的变化，将产生了确定出的变化的2个以上时间作为2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)。一般成人的心跳频率大体是60～100次/分，所以通过确定以60～100Hz的频率重复的心脏参数Idx3(i)的变化，来抑制由身体运动引起的噪声的影响，确定2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)。也可以基于拍摄装置1010以外的检测器的检测结果来确定2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)。例如，也可以基于心电仪的检测结果来确定2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)。

(6.6)处理部

处理部5013将包含2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)的各个时间Tm(i)的心跳周期中的心脏参数Idx3(i)的变化作为表示心脏状态的指标Idx1(i)。由此，导出2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(n)。2个以上表示心脏状态的指标Idx1(1)、…、Idx1(n)也可以通过其他的算法来导出。

表示心脏状态的指标Idx1(i)是心壁的位置的由心跳引起的变化、心脏的大小的由心跳引起的变化、心脏区域的像素值的由心跳引起的变化等。也可以在表示心脏状态的指标Idx1(i)中进行标准化。例如，也可以利用心脏的宽度对心脏的宽度的由心跳引起的变化进行标准化。也可以利用心脏的宽度以外的反映心脏的大小的值来进行标准化。例如，也可以利用帧图像是二维图像的情况下的心脏区域的周长、帧图像是三维图像的情况下的心脏区域的表面积等来进行标准化。

也可以根据一个心脏参数确定2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)，将包含2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)的各个时间Tm(i)的心跳周期中的其他的心脏参数的变化作为表示心脏状态的指标Idx1(i)。例如，也可以确定心脏区域的像素值的变化成为基准以上的2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)，将包含2个以上发生了心跳的时间Tm(1)、…、Tm(n)的各个时间Tm(i)的心跳周期中的心壁的坐标的变化作为表示心脏状态的指标Idx1(i)。

(6.7)发生了心跳的时间的确定以及表示心脏状态的指标的导出的例子

图19的示意图表示心壁的坐标的时间变化的例子。图19表示作为心脏参数导出心壁的坐标的情况下的四个发生了心跳的时间的确定以及四个表示心脏状态的指标的导出的例子。

图19所示的心壁的坐标大体上在发生了心跳的时间Tm(1)、Tm(2)、Tm(3)以及Tm(4)随着时间经过急剧增大，在从一个心跳结束到接着另一个心跳开始的时间随着时间经过缓慢地变小。利用这样的心壁的坐标的时间变化的特征，确定发生了心跳的时间Tm(1)、Tm(2)、Tm(3)以及Tm(4)，导出心壁的坐标的由心跳引起的变化Dfr(1)、Dfr(2)、Dfr(3)以及Dfr(4)。

在确定发生了心跳的时间Tm(1)、Tm(2)、Tm(3)以及Tm(4)的情况下，对心壁的坐标进行时间微分，求出心壁的坐标的微分系数，将心壁的坐标的微分系数为基准以上的时间作为发生了心跳的时间Tm(1)、Tm(2)、Tm(3)以及Tm(4)。

在导出心壁的坐标的由心跳引起的变化Dfr(1)、Dfr(2)、Dfr(3)以及Dfr(4)的情况下，将时间划分为心跳周期Prd(1)、Prd(2)、Prd(3)以及Prd(4)。心跳周期Prd(1)、Prd(2)、Prd(3)以及Prd(4)分别包含时间Tm(1)、Tm(2)、Tm(3)以及Tm(4)。在心跳周期Prd(1)、Prd(2)、Prd(3)以及Prd(4)的各个心跳周期Prd(i)中导出心壁的坐标的最大值与最小值之差Dfr(i)。由此，导出心壁的坐标的最大值与最小值之差Dfr(1)、Dfr(2)、Dfr(3)以及Dfr(4)。将心壁的坐标的最大值与最小值之差Dfr(1)、Dfr(2)、Dfr(3)以及Dfr(4)分别作为表示心脏状态的指标Idx1(1)、Idx1(2)、Idx1(3)以及Idx1(4)。也可以将心壁的坐标的最大值与最小值之差Dfr(i)置换为其他种类的表示心壁的坐标的变化的值。例如，也可以将差置换为比率。也可以根据心壁的坐标以外的心脏参数的时间变化来确定发生了心跳的时间。例如，也可以根据心脏区域中的像素值的时间变化来确定发生了心跳的时间。

(6.8)心脏参数的由心跳引起的变化的例子

图20的示意图表示心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子。

在图20所示的例子中，在一个帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(1)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(3)，在其他帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(2)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(4)。在分别用x方向的坐标值x(1)、x(2)、x(3)以及x(4)表现位置Psn(1)、Psn(2)、Psn(3)以及Psn(4)的情况下，心壁的一个部分的坐标的由心跳引起的变化是一个帧图像中的坐标值x(1)与其他帧图像中的坐标值x(2)之差x(2)-x(1)或者x(1)-x(2)，心壁的其他部分的坐标的由心跳引起的变化是一个帧图像中的坐标值x(3)与其他的帧图像中的坐标值x(4)之差x(4)-x(3)或者x(3)-x(4)。

图21的示意图表示心壁的坐标的由心跳引起的变化的例子。

在图21所示的例子中，在一个帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(1)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(3)，在其他帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(2)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(4)。在分别用距离基准点的距离r(1)、r(2)、r(3)以及r(4)来表现位置Psn(1)、Psn(3)、Psn(2)以及Psn(4)的情况下，心壁的一个部分的坐标的由心跳引起的变化是一个帧图像中的距离r(1)与其他帧图像中的距离r(2)之差r(2)-r(1)或者r(1)-r(2)，心壁的其他部分的坐标的由心跳引起的变化是一个帧图像中的距离r(3)与其他的帧图像中的距离r(4)之差r(4)-r(3)或者r(3)-r(4)。

图22的示意图表示心壁的宽度的由心跳引起的变化的例子。

在图22所示的例子中，在一个帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(1)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(3)，在其他帧图像中将心壁的一个部分描绘于位置Psn(2)，将心壁的其他部分描绘于位置Psn(4)。一个帧图像中的心脏的宽度是从心壁的一个部分到心壁的其他部分的x方向的距离w(1)，其他帧图像中的心脏的宽度是从心壁的一个部分到心壁的其他部分的x方向的距离w(2)，心脏的宽度的由心跳引起的变化是一个帧图像中的心脏的宽度w(1)与其他帧图像中的心脏的宽度w(2)之差w(2)-w(1)或者w(1)-w(2)。

图23的示意图表示心脏的面积的由心跳引起的变化的例子。

在图23所示的例子中，在一个帧图像中将心壁描绘于位置Psn(1)，在其他帧图像中将心壁描绘于位置Psn(2)。心脏的面积的由心跳引起的变化是一个帧图像中的心脏的面积s(1)与其他的帧图像中的心脏的面积s(2)之差s(1)-s(2)或者s(2)-s(1)。

(6.9)表示心脏状态的指标以及表示肺功能的指标的例子

图24的示意图示出表示心脏状态的指标以及表示肺功能的指标的例子。图24分别针对COPD患者以及健康人，作为表示心脏状态的指标而将由心跳引起的心脏参数的由心跳引起的变化示于“心跳1”至“心跳6”栏，将6个心脏参数的由心跳引起的变化的最大值、最小值、平均值以及中间值分别示于“Max”“Min”“Average”以及“Median”栏，作为表示肺功能的指标而将最大值与最小值之差、最大值与最小值的比率以及标准差分别示于“Max-Min(差)”“Max/Min(比率)”以及“标准差σ”栏。

根据图24所示的例子，表示COPD患者的肺功能的指标比表示健康人的肺功能的指标大。因此，表示肺功能的指标有助于推断是否患有COPD，在表示肺功能的指标的全部或者一部分比阈值大的情况下有患有COPD的可能。例如，在最大值与最小值的比率是阈值1.5以上的情况下，有患有COPD的可能。

(6.10)2个呼吸周期以上

在经历2个呼吸周期以上导出表示心脏状态的指标的情况下，将经历2个呼吸周期以上导出的表示心脏状态的指标映射到1个呼吸周期。在第五实施方式中，能够导出表示发生了心跳的时间的心脏状态的指标，但并不能导出任意的时间的心脏状态，所以不能够以比心跳周期短的时间间隔导出表示心脏状态的指标。但是，在将经历2个呼吸周期以上导出的表示心脏状态的指标映射到1个呼吸周期的情况下，期待在2个呼吸周期以上的各个呼吸周期导出表示心脏状态的指标的呼吸状态不同，所以导出多个呼吸状态的各个呼吸状态下的表示心脏状态的指标。

图25的示意图以及图26的示意图分别表示进行映射的前后的心壁的坐标的由心跳引起的变化(心壁的活动)的例子。图25表示进行映射之前的状态，图26表示进行映射之后的状态。

在图25所示的进行映射之前的状态下，由于不能够以比心跳周期短的时间间隔导出表示心壁的活动的指标，所以心壁的活动的导出频度稀疏。与此相对，在图26所示的进行了映射之后的状态下，心壁的活动的导出频度变密集。

(6.11)医用动态图像

在第五实施方式的图像解析部置换第一实施方式的图像解析部的情况下，优选拍摄包含心脏的整体的范围。由此，对进行相互不同的活动的左心室、左心房、右心室以及右心房的各个部分导出表示心脏状态的指标，导出与目的相应的表示心脏状态的指标。例如，为了高精度地导出表示心脏状态的指标，对由心跳引起的活动较大的部位导出表示心脏状态的指标。为了导出多数呼吸状态下的表示心脏状态的指标，对在相互不同的时机活动的2个以上部位的各个部位导出表示心脏状态的指标。

医用动态图像经历1个呼吸周期以上被拍摄。此外，为了得到导出表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化所需要的2个以上呼吸状态的各个呼吸状态下的心跳而拍摄医用动态图像。由此，导出心脏参数的由心跳引起的变化，导出心脏状态。

医用动态图像的拍摄在导出表示心脏状态的指标的由呼吸状态引起的变化所需要的2个以上呼吸状态下的拍摄完成且图像拍摄系统判定出得到了该2个以上呼吸状态的各个呼吸状态下的心跳的情况下结束。得到了心跳的判定例如基于医用动态图像中的心脏的活动来进行。也可以基于拍摄装置以外的检测器的检测结果来进行得到了心跳的判定。例如，也可以基于心电仪的检测结果来进行得到了心跳的判定。医用动态图像的拍摄也可以根据操作者的操作而结束。

在经历1个心跳周期连续地产生具有矩形波状的波形的X射线的情况下，将心脏的大小为最大的状态和心脏的大小为最小的状态描绘于2个以上帧图像的各个帧图像，所以根据2个以上帧图像的各个帧图像导出心脏参数的由心跳引起的变化。

详细地表示且描述了本发明，但在所有的方式中，上述的描述是例示而并不是限定。因此，理解为在不脱离本发明的范围能够提出无数的修正以及变形。

符号说明

1000…图像拍摄系统；2000…图像解析部；3000…图像解析部；4000…指标解析部；5000…图像解析部。

Claims (19)

1.一种图像解析装置，其特征在于，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，其针对各个所述帧图像，导出表示心脏状态的第一指标；以及

指标解析部，其根据所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。

2.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

各个所述第一指标是心壁的位置、心脏的大小或者描绘有心脏的区域的像素值。

3.根据权利要求1或者2所述的图像解析装置，其特征在于，

所述图像解析部具备：

第三指标导出部，其针对各个所述帧图像，导出表示心脏状态但包含心跳的影响的第三指标；以及

消除部，其通过从所述第三指标中消除心跳的影响来导出所述第一指标。

4.根据权利要求3所述的图像解析装置，其特征在于，

所述消除部求出针对在包含拍摄到各个所述帧图像的时刻的1个心跳周期以上的期间所拍摄到的多个帧图像而求出的多个第三指标的代表值，通过将所述代表值作为针对各个所述帧图像的第一指标来消除心跳的影响。

5.根据权利要求4所述的图像解析装置，其特征在于，

所述代表值是平均值、最小值、最大值或者中央值。

6.根据权利要求3所述的图像解析装置，其特征在于，

所述消除部通过对所述第三指标应用时间区域的低通滤波器来消除心跳的影响。

7.根据权利要求1或者2所述的图像解析装置，其特征在于，

所述图像解析部具备：

低通滤波器部，其对所述帧图像应用时间区域的低通滤波器而得到应用了低通滤波器的帧图像；以及

第一指标导出部，其针对应用了所述低通滤波器的各个帧图像，导出第一指标。

8.根据权利要求1或者2所述的图像解析装置，其特征在于，

所述图像解析部具备：

提取部，其通过从各个所述帧图像中提取心脏区域来提取心脏区域；

低通滤波器部，其通过对所述心脏区域应用时间区域的低通滤波器而得到应用了低通滤波器的心脏区域；以及

第一指标导出部，其根据应用了所述低通滤波器的各个心脏区域来导出第一指标。

9.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

各个所述第一指标是心壁的位置的由心跳引起的变化、心脏的大小的由心跳引起的变化或者描绘有心脏的区域的像素值的由心跳引起的变化。

10.根据权利要求9所述的图像解析装置，其特征在于，

所述图像解析部具备：

第三指标导出部，其针对各个所述帧图像，导出表示心脏状态但包含心跳的影响的第三指标；

确定部，其确定发生了心跳的时间；以及

处理部，其通过将包含各个发生了所述心跳的时间的心跳周期中的第三指标的变化作为第一指标，来求出所述第一指标。

11.根据权利要求10所述的图像解析装置，其特征在于，

所述确定部将第三指标的变化成为基准以上的时间作为发生了所述心跳的时间。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的图像解析装置，其特征在于，

所述第二指标是所述第一指标的最大值与最小值的差异或者所述第一指标的偏差。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的图像解析装置，其特征在于，

所述指标解析部导出反映所述第一指标的最大值与最小值的差异或者所述第一指标的偏差的第一次指标，进一步根据所述第一次指标来导出表示肺功能的第二次指标。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的图像解析装置，其特征在于，

所述指标解析部具备：

区间解析部，其根据针对属于2个以上区间的各个区间的至少一个帧图像而导出的至少一个第一指标来导出所述2个以上区间的各个区间的区间指标，由此导出2个以上区间指标；以及

整体解析部，其根据所述2个以上区间指标来导出所述第二指标。

15.根据权利要求14所述的图像解析装置，其特征在于，

向所述2个以上区间分配相互不同的呼吸状态。

16.根据权利要求15所述的图像解析装置，其特征在于，

所述相互不同的呼吸状态是相互不同的呼吸速度、相互不同的肺的大小或者相互不同的呼吸相位。

17.根据权利要求1至16中任意一项所述的图像解析装置，其特征在于，

所述动态图像通过经历1个呼吸周期以上拍摄心脏而得到。

18.一种图像拍摄系统，其特征在于，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

权利要求1至17中任意一项的图像解析装置。

19.一种图像解析方法，其特征在于，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；

针对各个所述帧图像，导出表示心脏状态的第一指标的第二工序；以及

根据所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。