專利名稱：呼吸監(jiān)視裝置、呼吸監(jiān)視系統(tǒng)、醫(yī)療處理系統(tǒng)、呼吸監(jiān)視方法、呼吸監(jiān)視程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于掌握被檢查者的呼吸狀態(tài)的呼 視處理。
背景技術(shù)：
以往，在進(jìn)行CT掃描等攝像的情況中，利用被稱為呼吸同步掃描 的技術(shù)。所謂呼吸同步掃描是在重復(fù)進(jìn)行呼氣和吸氣的呼吸的周期中的 某一相位中對(duì)伴隨呼吸而運(yùn)動(dòng)那樣的呼吸性移動(dòng)臟器(例如，肺、肝臟、 脾臟等)進(jìn)行掃描，由此可以在一定的相位上進(jìn)行攝像的技術(shù)。
因而，即使是容易受到因呼吸引起的運(yùn)動(dòng)偽像的影響而難以得到鮮 明的圖像的身體部位，也能夠取得抑制了運(yùn)動(dòng)偽像的圖像。
為了進(jìn)行上述那樣的呼吸同步掃描，需要掌握在被檢查者呼吸時(shí)因 胸部和腹部的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的身體表面的位置的變動(dòng)量。
在以往的呼吸同步掃描中，為了掌握上述那樣的被檢查者的呼氣或 者吸氣時(shí)的身體表面的位置的變動(dòng)量，通常是通過(guò)在身體上(例如，胸 部和腹部的附近)裝上用于檢測(cè)由呼吸產(chǎn)生的張力等的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
但是，在上述以往技術(shù)中，在用直接裝在身體上的裝置對(duì)伴隨呼吸 的身體表面的變位進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)構(gòu)中，存在因安裝而產(chǎn)生的不舒適感、 該裝置進(jìn)入到拍攝范圍而產(chǎn)生妨礙這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于提供一種 能夠在非接觸下掌握被檢查者的呼氣或者吸氣時(shí)的身體表面的位置的變 動(dòng)程度的技術(shù)。
為了解決上述課題，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視裝置的特征在于具備圖像取得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng) 地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)
定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，根據(jù)由上 述圖傳阜得部在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮 度、和在作為從該第i時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖 像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第l 時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定部，將對(duì)于上述第1時(shí)刻 中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置，加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上 述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得 到的位置，判定為是在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣構(gòu)成的呼 視裝置中的構(gòu)成可以設(shè)置成，當(dāng)將由上述 圖傳阜得部取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、在與上迷被檢查者 的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將在與上述被檢查 者的身高方向大致正交的方向中的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將第1時(shí)刻設(shè)置為 將第2時(shí)刻設(shè)置成t2,將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè) 置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝像對(duì)象區(qū) 域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量Q用以下的算 式計(jì)算，Q=IS| (I (x， y, t2) -I (x， y， tj ) l其中，在各IZ中的 最初的Z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中某一個(gè)方向上的
全4象素之和，第2個(gè)Z是對(duì)于上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中 另 一個(gè)方向上的全〗象素之和。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視裝置中，具有呼氣吸氣判別部，根據(jù)在 上述圖#^得部中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的多個(gè)圖像，從 該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái)判別該像素的移動(dòng)方向，在上述圖像上 的像素移動(dòng)到對(duì)上述被檢查者進(jìn)行攝像的方向的、作為在與上述被檢查 者的身高方向以及針對(duì)該,皮檢查者的橫方向大致平行的平面上的方向分 量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸氣，在上述圖像上的像素移動(dòng)到和上述第 1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣,上述位置判定部根據(jù)在上 述呼氣吸氣判別部中的判別結(jié)果，將上述攝4象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者^(guò)^氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行加法計(jì)算。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視裝置中，當(dāng)將由上述圖像取得部取得的 圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的和上述被檢查者的身高方向大致平行方
向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將和上述被檢查者的身高方向大致正交的 方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí)刻設(shè)置為t,將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，和上述被檢查者的身高方向大 致平行的方向上的與上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的全像素有關(guān)的速度dy/dt用 下式給出dy/dt=-(腳ZE ( (al (x， y, t) /ax ) * (al (x， y， t) /ay)) *S ( (al (x， y， t) /at) * "I (x， y, t) /3y) ) +ZZ ( (al (x， y， t) 2*22 ( (al (x， y， t) /") * (al (x， y， t) ) ) /IZ ( (al (x, y， t)/ay) 、Z "I (x， y， t)/ax)2-(ZS( "I(x, y， t)/ax) * "I (x， y， t) /ay) ) 2)，其中，各ZZ中的最初的Z是在上述攝寸象對(duì) 象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z 是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像 素之和，上述呼氣吸氣判別部，在上述dy/dt的速度方向向著上述圖像上 的上述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上的上述第2方 向一側(cè)時(shí)判別為呼氣。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視裝置的特征在于具備圖像取得部，按照 每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的
的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，根據(jù)由上述圖傳阜得部 在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、與在該任 意時(shí)刻之前在作為上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置 的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算該攝像對(duì) 象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判 定部，將由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算出的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻 之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量，判定為在上述任意時(shí)刻中的 上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視裝置中，希望設(shè)置成這樣的構(gòu)成當(dāng)將者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將與上述被檢查 者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基準(zhǔn)時(shí)刻設(shè)置
為to，將任意時(shí)刻設(shè)置成tn，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度 設(shè)置為I (x， y, t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝像對(duì)象 區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量Qb用下式 算出，Qb-I2ll(x， y， tn)-I(x， y, t。) ) I，其中，各U中的最初 的Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全 像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另 一個(gè)方向上的全像素之和。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視裝置中也可以設(shè)置成這樣的構(gòu)成具有 攝像區(qū)域設(shè)定部，將在攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮度的 時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，設(shè)定為上述攝像對(duì)象區(qū)域。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視裝置的特征在于具備圖傳阜得部，按照 每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜 的方式攝像得到的圖像；移動(dòng)量計(jì)算部，將具有與上述圖像取得部在作 為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的攝^J t象區(qū)域內(nèi)的由任意的 多個(gè)像素組成的第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，從作 為在自該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的攝 ^W象區(qū)域內(nèi)抽出，將在上述攝^Mt象區(qū)域內(nèi)從上述第1區(qū)域位置到第 2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí) 刻到上述第2時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定部，將對(duì)在上述 第1時(shí)刻中的上述攝^象對(duì)象區(qū)域的位置，加上由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算 的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變 動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視裝置的特征在于具備圖傳阜得部，按照 每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，從由上述圖像取得部在作為任 意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)，抽出具有與第 l區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，其中上述第l區(qū)域是在該 任意時(shí)刻之前在上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置 的定時(shí)即基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像 素組成的區(qū)域，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的從上述第l區(qū)域的位置到第 2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離，作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn) 時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定部，將由上述
變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì) 象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述任意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視裝置中，希望具有攝^^區(qū)域設(shè)定部，以 攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的像素 區(qū)域?yàn)橹行?，設(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視系統(tǒng)其特征在于具備上述那樣構(gòu)成的呼 視裝置；在仰著的狀態(tài)的上述被檢查者的腳一側(cè)上，相對(duì)上述攝像 對(duì)象區(qū)域從斜上方的位置對(duì)該攝像對(duì)象區(qū)域進(jìn)行攝像的攝像部。
此外，本發(fā)明的醫(yī)療處理系統(tǒng)其特征在于具有上述那樣構(gòu)成的呼 pil^L視裝置；在由上述位置判定部判定的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置4J1 定位置時(shí)，進(jìn)行規(guī)定的醫(yī)療處理的醫(yī)療處理執(zhí)行部。
在上述那樣構(gòu)成的醫(yī)療處理系統(tǒng)中，上述規(guī)定的醫(yī)療處理能夠設(shè)置 成由MRI進(jìn)行的揭 像處理和由CT掃描進(jìn)行的攝像處理。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視方法的特征在于具有圖像取得步驟，按 照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)
斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由上述圖^ 得步驟在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、和 在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的 像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上迷第1時(shí)刻到上迷第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將對(duì)于上述第1時(shí)刻中的 上迷攝像對(duì)象區(qū)域的位置，加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第 1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述才聶像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的 位置，判定為是在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中能夠設(shè)置成這樣的構(gòu)成，當(dāng)將由 上述圖傳阜得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、在與上述被 檢查者的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將在與上述 被檢查者的身高方向大致正交的方向中的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將第1時(shí)刻 設(shè)置為t"將第2時(shí)刻設(shè)置成t2，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的 亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝像 對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量Q用以 下的算式計(jì)算，Q-n:l (I(x， y， t2)-I(x， y， tj ) i，其中，在各 ^:中的最初的Z是在上述攝^J寸象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一 個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)于上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以 及y方向中的另 一個(gè)方向上的全像素之和。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中，具有呼氣吸氣判別步驟，才艮據(jù) 在上述圖像取得步驟中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的多個(gè)圖 像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái)判別該像素的移動(dòng)方向，在上述 圖像上的像素移動(dòng)到對(duì)上述被檢查者進(jìn)行攝像的方向的、作為在與上述 被檢查者的身高方向以及針對(duì)該被檢查者的橫方向大致平行的平面上的 方向分量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸氣，在上述圖^Ji的^^素移動(dòng)到與 上述笫1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣，上述位置判定步 驟根據(jù)在上述呼氣吸氣判別步驟中的判別結(jié)果，將上述攝像對(duì)象區(qū)域的 位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者吸氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行加法計(jì)算。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中，當(dāng)將由上述圖像取得步驟取得 的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的和上述被檢查者的身高方向大致平行 方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將和上述被檢查者的身高方向大致正交 的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí)刻設(shè)置為t,將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x, y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y, t》時(shí)，和上述被檢查者的身高方向大致平行的方向上的與上述攝^^象區(qū)域內(nèi)的全像素有關(guān)的速度dy/dt用 下式給出dy/dt=- (-ZZ ( "I (x， y， t) /ax) * (al (x， y， t) /ay)) *ZZ ( "I (x, y， t) /3t) * (al (x, y, t) /") ) ( "I (x， y, t) /ax) 2*ZZ ( "I (x， y， t) /-y) * (al (x， y， t) /at) ) ) /IZ ( "I (x， y， t)/ay) 2*^: "I (x, y， t)/3X)2-(n:( "I(x， y， t)/ax)
* "i (x， y， t) /ay)) 2),其中，各z:E中的最初的i:是在上述攝^^
象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z 是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的4H象 素之和，上述呼氣吸氣判別步驟，在上述dy/dt的速度方向向著上述圖像 上的上述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上的上述第2 方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視方法的特征在于具備圖像取得步驟，按 照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾 斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由上述圖像取 得步驟在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、與 在該任意時(shí)刻之前在作為上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極 限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算該 攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量； 位置判定步驟，將由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算出的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上 述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量，判定為在上述任 意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣的構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中希望當(dāng)將在上述圖像取得步 驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的與上述被檢查者的身高方向大 致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將與上述被檢查者的身高方向大 致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基準(zhǔn)時(shí)刻設(shè)置為te，將任意時(shí)刻 設(shè)置成L，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上
述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量Qb用下式算出，Qb-i:i: 11 (x，y， tn)-I(x, y, t。) ) I，其中，各Zi:中的最初的Z是對(duì)上述攝像對(duì)象 區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z 是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像 素之和。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中也可以設(shè)置成這樣的構(gòu)成具有 攝像區(qū)域設(shè)定步驟，將在攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮度 的時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，設(shè)定為上述攝像對(duì)象區(qū) 域。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視方法的特征在于具有圖像取得步驟，按 照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)
斜的方i攝像得到的圖像；移動(dòng)量計(jì)算步驟 將具;與在上述圖像取得 步驟在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的 由任意的多個(gè)像素組成的第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū) 域，從作為在自該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖 像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)抽出，將在上述攝^J^象區(qū)域內(nèi)從上述第1區(qū)域 位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離作為上述攝l象對(duì)象區(qū)域的位置在從上 述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步驟， 將對(duì)在上述第1時(shí)刻中的上述才IW象對(duì)象區(qū)域的位置，加上由上述變動(dòng)量 計(jì)算步驟計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū) 域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí)刻中的上述攝^J t 象區(qū)域的位置。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視方法的特征在于具有圖像取得步驟，按 照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾
斜的方式攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，從在上述圖像取得步驟中 在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)，抽出 具有與第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，其中上述第1 區(qū)域是在該任意時(shí)刻之前在上迷攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)即基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任 意的多個(gè)像素組成的區(qū)域，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的從上述第1區(qū)域
的位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離，作為上述才IK象對(duì)象區(qū)域的位置在 從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步 驟，將在上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之 間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述任意時(shí)刻中的上述
攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視方法中理想的是，具有攝像區(qū)域設(shè)定步 驟，以攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大 的像素區(qū)域?yàn)橹行?，設(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。
本發(fā)明的呼吸監(jiān)視程序的特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟圖像取 得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng) 地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī) 定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由 上述圖像取得步驟在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素 的亮度、和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得 的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述 第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將對(duì)于上述第1 時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置，加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的 從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng) 量得到的位置，判定為是在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
此外，在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視程序中也可以是，當(dāng)將由上述圖 ^^得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、在與上述被檢查者 的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將在與上述被檢查 者的身高方向大致正交的方向中的像素坐標(biāo)設(shè)置成x,將第1時(shí)刻設(shè)置為 tn將第2時(shí)刻設(shè)置成t2，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的〗象素的亮度設(shè) 置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述4聶《象對(duì)象區(qū) 域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量q用以下的算
式計(jì)算，q=￡zI (i(x, y， t2)國(guó)i(x, y,)|，其中，在各i;i:中的最初的Z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向 上的全像素之和，第2個(gè)￡是對(duì)于上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y 方向中的另 一個(gè)方向上的全像素之和。
此外，在上述那樣的構(gòu)成的呼吸監(jiān)視程序中，具有呼氣吸氣判別步 驟，根據(jù)在上述圖傳阜得步驟中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的 多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái)判別該像素的移動(dòng)方向， 在上述圖像上的像素移動(dòng)到對(duì)上述被檢查者進(jìn)行攝像的方向的、作為在 與上述被檢查者的身高方向以及針對(duì)該被檢查者的橫方向大致平行的平 面上的方向分量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸氣，在上述圖像上的像素移 動(dòng)到與上述第1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣，上述位置 判定步驟根據(jù)在上述呼氣吸氣判別步驟中的判別結(jié)果，將上述攝像對(duì)象 區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者吸氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行加法計(jì)算。
在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視程序中能夠這樣構(gòu)成，當(dāng)將由上述圖像 取得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的和上述被檢查者的身高 方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將和上述被檢查者的身高 方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí)刻設(shè)置為t，將在時(shí)刻 t中的坐標(biāo)(x， y)的4象素的亮度設(shè)置為I (x， y, t)時(shí)，和上述被檢查 者的身高方向大致平行的方向上的與上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的全像素有關(guān) 的速度dy/dt用下式給出:dy/dt=- (H ( (si (x， y, t) /ax) * "I (x， y, t) /ay) ) *ZZ ( "I (x, y， t) /at) * (3I (x， y, t) ) +ZZ ("I(x， y， t)/ax)2*ZZ( "I(x， y， t)/ay) * (sl(x, y， t)/at))) /IE ( "I (x， y， t) /ay) 2*ZZ "I (x， y， t) /ax) 2- (ZZ ( "I (x, y， t) /ax) * "I (x, y， t) /ay) ) 2)，其中，各H:中的最初的i:是在 上述攝^J^象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之 和，第2個(gè)Z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方 向上的全像素之和，上述呼氣吸氣判別步驟，在上述dy/dt的速度方向向 著上述圖像上的上述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上 的上述第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣。
此外，本發(fā)明的呼吸監(jiān)視程序的特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng) 作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向
具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟， 根據(jù)由上述圖像取得步驟在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上 的像素的亮度、與在該任意時(shí)刻之前在作為上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸 動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮 度之差分，計(jì)算該攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí) 刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算出的從 上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng) 量，判定為在上述任意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
此外，在上述那樣構(gòu)成的呼 視程序中，能夠設(shè)置成這樣的構(gòu)成
^檢查者的身高方:大致平:方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將^上述 被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基準(zhǔn)時(shí) 刻設(shè)置為tQ，將任意時(shí)刻設(shè)置成仁，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素 的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝 像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量Qb 用下式算出，Qb=ZZ|l(x， y， tn)-I(x， y， t0) ) I，其中，各i:Z中 的最初的Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向 上的全像素之和，第2個(gè)S是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向 中的另 一個(gè)方向上的全〗象素之和。
此外，在上述那樣的構(gòu)成的呼吸監(jiān)視程序中希望具有攝像區(qū)域設(shè)定 步驟，將在攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化 最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，設(shè)定為上述攝像對(duì)象區(qū)域。
此外，本發(fā)明的呼 視程序的特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟 圖像取得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng) 作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向 具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；移動(dòng)量計(jì)算步驟，將具有 與在上述圖傳阜得步驟在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的第1區(qū)域大致相同亮度的分
布的像素的第2區(qū)域，從作為在自該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2 時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)抽出，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi) 從上述第1區(qū)域位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離作為上述攝像對(duì)象區(qū) 域的位置在從上述第1時(shí)刻到上迷第2時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算； 位置判定步驟，將對(duì)在上述第1時(shí)刻中的上述攝l象對(duì)象區(qū)域的位置，加 上由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的 上述攝《象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí)刻 中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
此外，本發(fā)明的呼 視程序的特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟 圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)
具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，從在上 述圖像取得步驟中在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的攝像 對(duì)象區(qū)域內(nèi)，抽出具有與第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū) 域，其中上述第1區(qū)域是在該任意時(shí)刻之前在上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了 呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)即基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像 對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域，將在上述攝^J t象區(qū)域內(nèi) 的從上述第1區(qū)域的位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離，作為上述攝像 對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行 計(jì)算；位置判定步驟，將在上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻 到上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述 任意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
此外，在上述那樣構(gòu)成的呼吸監(jiān)視程序中，還能夠設(shè)置成這樣的構(gòu) 成具有攝像區(qū)域設(shè)定步驟，以攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素 的亮度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域?yàn)橹行模O(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的呼級(jí)i視裝置、呼0視系統(tǒng)以及醫(yī)療處理系統(tǒng)的功能方框圖。
圖2是表示攝像部2的設(shè)置位置與基于因呼吸產(chǎn)生的胸部或者腹部 的上下運(yùn)動(dòng)的ROI內(nèi)的像素的移動(dòng)之間的關(guān)系的圖。
圖3是表示攝像部2的設(shè)置位置與基于因呼吸產(chǎn)生的胸部或者腹部 的上下運(yùn)動(dòng)的ROI內(nèi)的像素的移動(dòng)之間的關(guān)系的圖。
圖4是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的處理(呼 視方 法)的流程圖。
圖5是用于說(shuō)明呼氣吸氣判別部104中的詳細(xì)處理的流程圖。
圖6是表示在顯示部106中的才聶4象對(duì)象區(qū)域的位置的顯示例子的圖。
圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的呼 視裝置中的處理(呼
^J&視方法)的流程圖。
圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的處理(呼
視方法)的流程圖。
圖9是用于說(shuō)明在本實(shí)施方式中的呼氣吸氣判別部104中的圖像上
的像素的運(yùn)動(dòng)方向的判別方法的流程圖。
圖10是用于說(shuō)明在本實(shí)施方式中的呼氣吸氣判別部104中的圖像上
的 <象素的移動(dòng)方向的判別方法的流程圖。
圖ll是用于說(shuō)明在畫面上的規(guī)定的塊的移動(dòng)及其匹配的方法的圖。 圖12是用于說(shuō)明在畫面上的規(guī)定的塊的移動(dòng)及其匹配的方法的圖。 圖13是表示用顯示部106圖形顯示由位置判定部105判定出的位置
的例子的圖。
圖14是用于說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的呼 視裝置中的處理 (呼 視方法)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的第1實(shí)施方式。 圖1是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼PiU&視裝置、呼PAJ^L視系統(tǒng)以及醫(yī) 療處理系統(tǒng)的功能方^f匡圖。
本實(shí)施方式的呼pxji:視裝置1的結(jié)構(gòu)具備攝4象區(qū)域設(shè)定部101、圖像取得部102、變動(dòng)量計(jì)算部103、呼氣吸氣判別部104、位置判定部105、 顯示部106、 CPU108以及MEMORY109。此外，本實(shí)施方式的醫(yī)療處 理系統(tǒng)除了上述那樣的呼 視裝置1外，其構(gòu)成具備醫(yī)療處理執(zhí)行部 107以及CT掃描裝置3。此外，本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具備 上述那樣的呼吸監(jiān)視裝置、攝像部2。
攝像部2由CCD照相機(jī)構(gòu)成，具有將包含被檢查者M(jìn)的胸部以及 腹部中至少一方的攝像對(duì)象區(qū)域(即，包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng) 地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域)ROI以相對(duì)該攝像對(duì)象區(qū)域具 有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像的功能。具體地說(shuō)如圖1所示，攝像部2 從在仰著的狀態(tài)的被檢查者M(jìn)的腳部上的、相對(duì)攝〗象對(duì)象區(qū)域ROI傾 斜上方的位置進(jìn)行攝像。
攝像區(qū)域設(shè)定部101具有將在攝^JC檢查者M(jìn)得到的圖像上的像素 的亮度的時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域設(shè)定為攝像對(duì)象區(qū) 域ROI的功能。
圖像取得部102具有按照每個(gè)規(guī)定的定時(shí)取得圖像的作用，其中該 圖像是將包含上述那樣與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部 位的攝像對(duì)象區(qū)域，以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方 式攝4象得到的。
變動(dòng)量計(jì)算部103具有^IL據(jù)在圖傳阜得部102中在作為任意的定時(shí) 的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度和作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)過(guò) 規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算 攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量(由呼氣或 者吸氣引起的體表面的移動(dòng)量)的功能。而且，第2時(shí)刻與在呼 視 裝置1中的CPU的處理能力和在圖係阜得部102中可以取得圖像的幀間 隔等相應(yīng)地設(shè)定。例如，當(dāng)想進(jìn)行高精度的呼吸動(dòng)作的監(jiān)視的情況下設(shè) 置成從第1時(shí)刻開(kāi)始1個(gè)以后的定時(shí)，當(dāng)即使稍微增加規(guī)定數(shù)而對(duì)呼吸 動(dòng)作的監(jiān)視精度也沒(méi)有問(wèn)題的情況下，為了謀求處理負(fù)擔(dān)的減輕，可以 設(shè)置成2個(gè)或者3個(gè)以后的定時(shí)。
呼氣吸氣判別部104根據(jù)在圖傳阜得部102中在連續(xù)的多個(gè)規(guī)定的定時(shí)取得的多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位判別該像素的移
動(dòng)方向，具有當(dāng)圖像上的像素在移動(dòng)到在對(duì)被檢查者M(jìn)攝像的方向的、 作為與被檢查者M(jìn)的身高方向以及和相對(duì)被檢查者M(jìn)的橫方向大致平 行的平面上的方向分量的(圖^(象上)的第1方向一側(cè)的情況下判別為吸 氣；當(dāng)圖像上的像素移動(dòng)到和第1方向大致相反的(圖像上)的第2方 向一側(cè)的情況下判別為呼氣的作用。在此，所謂和被檢查者M(jìn)的身高方 向以及相對(duì)該被檢查者的橫方向大致平行的平面，表示如圖1所示當(dāng)被 檢查者M(jìn)仰面躺著的情況下，大致水平的面。
在此，攝像部2因?yàn)槠錁?gòu)成是從在仰著的狀態(tài)的被檢查者M(jìn)的腳部 的相對(duì)4聶像對(duì)象區(qū)域ROI傾斜上方的位置進(jìn)行攝像，所以呼氣吸氣判別 部104當(dāng)圖像上的像素移動(dòng)到被檢查者M(jìn)的頭一側(cè)(第1方向一側(cè))的 情況下判別為吸氣，當(dāng)圖《象上的像素移動(dòng)到祐L檢查者的腳一側(cè)(第2方 向一側(cè))的情況下判別為呼氣。
位置判定部105具有相對(duì)在第1時(shí)刻的才聶《象對(duì)象區(qū)域的位置，將加 上了在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算的從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻期間的攝^^f 象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為是在第2時(shí)刻的攝像對(duì)象區(qū) 域的位置的作用。此外，位置判定部105才艮據(jù)在呼氣吸氣判別部104中 的判別結(jié)果，將攝〗象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為呼氣或者吸氣中的變 動(dòng)量進(jìn)行加法計(jì)算。
顯示部106由液晶顯示器、CRT顯示器等構(gòu)成，具有進(jìn)行在位置判 定部105中的判定結(jié)果等與呼吸監(jiān)視裝置1中的處理有關(guān)的各種信息的 畫面顯示的作用。
醫(yī)療處理執(zhí)行部107具有在由位置判定部105判定的攝像對(duì)象區(qū)域 的位置^JIL定位置時(shí)，讓CT掃描裝置3進(jìn)行作為規(guī)定的醫(yī)療處理的攝 像處理的作用。
CPU108具有進(jìn)行在呼吸監(jiān)視裝置中的各種處理的作用，此外還具 有通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在MEMORY109中的程序?qū)崿F(xiàn)各種功能的作用。 MEMORY109例如由ROM和RAM等構(gòu)成，具有存儲(chǔ)在呼 :視裝置 中利用的各種信息和程序的作用。接著，說(shuō)明在本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的由呼吸動(dòng)作產(chǎn)生的身
體表面的變動(dòng)量計(jì)算的原理。圖2以及圖3是表示攝像部2的設(shè)置位置
動(dòng)之間的關(guān)系的圖。
如同一圖所示，當(dāng)用攝像部2攝像作為攝像對(duì)象區(qū)域ROI的設(shè)定對(duì) 象的被檢查者M(jìn)的胸部或者腹部的情況下，胸部或者腹部上的任意點(diǎn)在 用攝像部2攝像的圖像上，能看到伴隨被檢查者M(jìn)的呼吸而上下運(yùn)動(dòng)。 即，根據(jù)用攝像部2攝像的圖像上的像素的變位，能夠判別伴隨被檢查 者M(jìn)的呼吸的胸部或者腹部的上下運(yùn)動(dòng)。
具體地說(shuō)，如果將從攝像部2到作為攝像對(duì)象區(qū)域ROI的設(shè)定對(duì)象 的被檢查者M(jìn)的胸部或者腹部的高度方向的距離設(shè)置為h,將從攝像部 2到^L檢查者M(jìn)的胸部或者腹部上的任意一點(diǎn)的水平方向的距離^L置為 L,則由于被檢查者M(jìn)呼吸，在攝像對(duì)象區(qū)域ROI進(jìn)行上下距離m大 小時(shí)的、由攝像部2攝像的圖像上的像素的移動(dòng)量d用(l)式表示。
d (= (Lxm) / ( h誦m ) ) ...... (1)
在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為根據(jù)在ROI內(nèi)的像素的移動(dòng)，掌握基于因 呼吸而產(chǎn)生的^L檢查者的胸部或者腹部的上下移動(dòng)的變動(dòng)量。
圖4是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的處理(呼 視方 法)的流程圖。
首先，用攝像部2攝像與被檢查者M(jìn)的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 身體部位周邊(S101)。
當(dāng)設(shè)定攝^Mt象區(qū)域ROI的情況下(S102,設(shè)定)，在用攝像部2 攝像的圖像上，將攝#^皮檢查者M(jìn)得到的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性 變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)(預(yù)先設(shè)定的ROI的尺寸量的像素?cái)?shù))組成的 區(qū)域，設(shè)定為攝像對(duì)象區(qū)域(攝像區(qū)域設(shè)定步驟)(S103)。圖傳阜得 部102針對(duì)每一規(guī)定的定時(shí)取得對(duì)該已設(shè)定的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往 復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像到的圖像(圖像取得步 驟)。
接著，進(jìn)行用圖傳阜得部102在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像(數(shù)幀前的ROI)上的像素的亮度和作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定 數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像(計(jì)數(shù)幀的ROI)上的像素的亮度 之差分的計(jì)算處理(S104)，對(duì)全部像素將每個(gè)像素的差分處理的結(jié)果 的絕對(duì)值進(jìn)行合計(jì)運(yùn)算(S105)，計(jì)算攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從第1時(shí) 刻到第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量(變動(dòng)量計(jì)算步驟)。以下，說(shuō)明變動(dòng)量計(jì)算部103中的詳細(xì)處理。在將在圖像取得部102 中取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的、和被檢查者M(jìn)的身高方向 大致平行的方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置為y，將和被檢查者M(jìn)的身高方向 大致正交的方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置為x，將第1時(shí)刻設(shè)置為h，將第2 時(shí)刻設(shè)置為t2,將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x, y， t)時(shí)，伴隨被檢查者的呼吸動(dòng)作的攝像對(duì)象區(qū)域(具體地說(shuō)，是攝 像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的身體表面)的位置從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的變 動(dòng)量Q用下式計(jì)算。Q=Zi;| (I (x， y， t2) -I (x, y, ") ) I……(2) (在此，各SZ中的最初的Z是攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的x方向以及y 方向內(nèi)某一方中的全像素的和，第2個(gè)Z是攝像對(duì)象區(qū)域R01內(nèi)的x方 向以及y方向內(nèi)其中另一方的全像素的和)。本實(shí)施方式中的變動(dòng)量計(jì) 算部103根據(jù)上述式(2 )計(jì)算攝像對(duì)象區(qū)域的位置從第1時(shí)刻到第2時(shí) 刻之間的變動(dòng)量。為了根據(jù)上述那樣用變動(dòng)量計(jì)算部103計(jì)算出的變動(dòng)量，掌握伴隨 呼吸動(dòng)作的身體表面的位置的變動(dòng)，需要判別該變動(dòng)量是因呼氣引起的 還是由吸氣引起的。因而，用呼氣吸氣判別部104,根據(jù)在圖#^得部 102中在連續(xù)的多個(gè)規(guī)定定時(shí)取得的多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間 性變位中判別該像素的移動(dòng)方向，圖像上的像素在移動(dòng)到作為對(duì)被檢查 者M(jìn)攝像的方向的、和被檢查者M(jìn)的身高方向以及相對(duì)該被檢查者的 橫方向大致平行的平面上的方向分量的第1方向一側(cè)的情況下判別為吸 氣，在圖像上的^^素移動(dòng)到和第1方向大致相反的第2方向一側(cè)的情況 下判別為呼氣(呼氣吸氣判別步驟)(S106)。以下，說(shuō)明呼氣吸氣判別部104中的詳細(xì)處理。呼氣和吸氣的判別能夠根據(jù)所攝像的圖像上的像素的移動(dòng)來(lái)判別。以下，說(shuō)明在呼氣吸氣判別部104中的用攝像部2攝像到的圖像上的像素的移動(dòng)方向的判別方 法。在將y設(shè)置成用圖^^得部102取得的圖像上的被檢查者M(jìn)的身高 方向上的坐標(biāo)，將x設(shè)置為和被檢查者M(jìn)的身高方向大致正交的方向上 的坐標(biāo)，將t設(shè)置為時(shí)間，將I(x， y， t)設(shè)置為在時(shí)間t中的圖像上的 坐標(biāo)(x， y)的位置的像素的亮度時(shí)，因?yàn)榘殡S呼吸移動(dòng)的被檢查部位 的圖像上的像素在一定短時(shí)間(8t)后向另一位置移動(dòng)，所以以下這一 式子成立。I (x, y, t) =1 (x+8x，y+5y，t+8t) ...... (3)以下，對(duì)右邊的式子進(jìn)行Tailor展開(kāi)，假設(shè)dx， dy， dt的高次項(xiàng)微 小而忽略，如果用dt除，則下式成立。(dx/dt) *al (x， y， t) "x+ (dy/dt) (x， y， t) "y+al (x, y,t) /at=0...... (4 )在此，因?yàn)樵谀骋粫r(shí)間中的附近的像素的速度變化幾乎看做相同， 所以假設(shè)針對(duì)附近像素全體的左式的誤差最小的式子成立。即，假設(shè) E-ZZ ( (dx/dt) "I (x， y， t) "x+ (dy/dt) "I (x， y， t) /ay+al (x， y， t)/3t)2，如果設(shè)置成u=dx/dt， v=dy/dt，則aE/au-0， aE/av=0 的2式子成立。用這2個(gè)式子求得涉及全像素的速度dy/dt如下。dy/dt=-(誦ZZ ( "I (x， y， t) /sx) * (al (x， y， t) /ay) ) ("I (x， y, t) /at) * (al (x， y， t) /ay) ) +H; "I (x， y， t) /ax) 2*ZZ ( "I (x， y， t) /ay) * (-1 (x， y， t) /at) ) ) /IZ ( "I (x， y， t) /ay) 2*ZZ (al (x， y， t) /ax) 2- (U ( "I (x， y， t) /ax ) * "I (x， y， t) /3y) ) 2)……(5)在此，各ix中的最初的i:是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向內(nèi)某一方中的全像素的和，第2個(gè)Z是在上述攝^^象區(qū)域內(nèi)的x 方向以及y方向內(nèi)另 一方中的全4象素的和。如果在攝像對(duì)象區(qū)域ROI的圖像的范圍中計(jì)算該解，則知道被檢查 部位(ROI)的圖像的向上下的變位寬度和方向。該式子的結(jié)果，在判斷為被檢查部位變位為上(頭部方向)時(shí)作為吸氣，在判斷為向下(腳跟方向)移動(dòng)時(shí)作為呼氣(即，當(dāng)在y方向上頭一側(cè)是"+"，腳一側(cè)是"-" 的情況下，dy/dt在是正值時(shí)判別為吸氣，在是負(fù)值時(shí)判別為呼氣)。圖5是用于說(shuō)明呼氣吸氣判別部104中的詳細(xì)處理的流程圖。首先，進(jìn)行圖像上的像素的索引n以及k的初始化(S201)。以下，在圖像取得部102中，在連續(xù)的多個(gè)規(guī)定定時(shí)取得的多個(gè)圖 像間，進(jìn)行圖像上的某一像素(由索引確定的像素)的亮度的差分加法 計(jì)算處理(通過(guò)取關(guān)于各像素的幀間的亮度的差分而得到的差分的絕對(duì) 值的加法計(jì)算處理)(S202)。接著，計(jì)算在該像素的X方向中的像素間的亮度的差分dx、在Y 方向中的像素間的亮度的差分dy以及在連續(xù)的不同的定時(shí)取得的幀間 的相同位置像素間的亮度的差分dt (S203)。以下，根據(jù)在上述步驟(S203 )中求得的dx、 dy以及dt,計(jì)算dxxdy、 dtxdx、 dxxdx、 dyxdt、 dyxdy、 dtxdt (S204)。而后，將上述的步驟(S204)中的結(jié)果加在上述的步驟(S204)中 的每個(gè)式子上(S205 )。以下，讓在X方向上的像素的索引k增加l (S206)，檢查在X方 向中的索引k是否超過(guò)攝像對(duì)象區(qū)域ROI的寬度(S207)。當(dāng)在X方向的索引k超過(guò)攝^^象區(qū)域ROI的X方向上的范圍的 情況下(S207， No)，讓Y方向中的像素的索引n增加l (S208)。以下，檢查在Y方向中的像素的索引n是否超過(guò)攝^^t象區(qū)域R01 的Y方向上的范圍(S209)。這樣，在像素的索引在攝^Xt象區(qū)域ROI的范圍內(nèi)期間，進(jìn)行像素 的亮度的差分處理。根據(jù)上述的式(1)，對(duì)攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的全部的像素計(jì)算在Y 方向上的時(shí)間性變位(速度和方向)(S210)。根據(jù)在上述的步驟(S210)中計(jì)算出的對(duì)全部像素的Y方向上的時(shí) 間性變位，判別攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的像素作為全體向頭部方向和腳部 方向的哪個(gè)方向移動(dòng)(S211)。此時(shí)，判定在現(xiàn)在的呼吸的狀態(tài)和判別結(jié)果中是否有矛盾。例如，當(dāng)判斷為現(xiàn)在的呼吸的狀態(tài)是吸氣，攝tJit象區(qū)域ROI內(nèi)的 像素作為全體移動(dòng)到頭一側(cè)(第1方向)的方向的情況下，轉(zhuǎn)移到下一 幀(在變成了現(xiàn)在判斷對(duì)象的幀的下一定時(shí)取得的圖像的幀)的像素的 處理(S201)。另一方面，當(dāng)判定為呼吸的狀態(tài)是吸氣，攝^J t象區(qū)域R01內(nèi)的像 素作為全體移動(dòng)到腳一側(cè)(第2方向一側(cè))的方向的情況下，因?yàn)楝F(xiàn)在 的呼吸的狀態(tài)和判別結(jié)果矛盾，所以將呼氣和吸氣的判別內(nèi)容修正為"呼 氣，，(S212 )。以下，為了區(qū)別在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算的變動(dòng)量是呼氣或者吸 氣的哪個(gè)，才艮據(jù)在上述那樣的呼氣吸氣判別部104中的判別處理的結(jié)果， 讓對(duì)計(jì)算出的變動(dòng)量附加的符號(hào)的朝向在呼氣和吸氣中不同(S107)。接著，位置判定部105根據(jù)呼氣吸氣判別步驟中的判別結(jié)果，對(duì)在 第1時(shí)刻(數(shù)幀前的定時(shí))中的攝4象對(duì)象區(qū)域的位置，將加上了在變動(dòng) 量計(jì)算步驟中計(jì)算出的從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的攝^W"象區(qū)域的位 置的變動(dòng)量(作為呼氣或者吸氣動(dòng)作的變動(dòng)量)得到的位置，判定為是 在第2時(shí)刻(計(jì)數(shù)幀的圖傳阜得定時(shí))中的攝像對(duì)象區(qū)域的位置(位置 判定步驟)(S108)。而且，在此所謂在位置判定步驟中判定的攝l象對(duì) 象區(qū)域的位置，表示相對(duì)由被檢查者的一連串的呼吸動(dòng)作引起的胸部和 腹部的身體表面的變動(dòng)幅度，在第2時(shí)刻中的該身體表面處于幾％的位 置這一比例。以下，醫(yī)療處理執(zhí)行部107確i人將針對(duì)CT掃描裝置3發(fā)出掃描命 令的定時(shí)作為呼氣時(shí)還是吸氣時(shí)(S109),當(dāng)是吸氣時(shí)發(fā)出掃描命令的 情況下(S109，吸氣時(shí)信號(hào)輸出)，在從吸氣到呼氣的一連串的呼吸周 期(計(jì)數(shù)的呼吸周期)中，當(dāng)用位置判定部105判定的位置初次變成大 于等于閾值的情況下(SllO，在計(jì)數(shù)呼吸周期中初次變成大于等于閾值)， 對(duì)CT掃描裝置3發(fā)出掃描^^令(醫(yī)療處理執(zhí)行步驟)(S112 )。在發(fā) 出了該掃描命令后，將用位置判定部105判定的位置用顯示部106以圖 形顯示(S111)。此外，當(dāng)用位置判定部105判定的位置比閾值還小的情況下，或者當(dāng)超過(guò)了閾值的這一情況不是初次的情況下，將用位置判定部105判定的位置用顯示部106進(jìn)行圖形顯示(S111)。圖6是表示 在顯示部106中的攝4象對(duì)象區(qū)域的位置的顯示例子的圖。如同一圖所示， 由伴隨被檢查者的呼吸動(dòng)作的攝像對(duì)象區(qū)域的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位置的變 動(dòng)的樣子表現(xiàn)為"變位"。另一方面，當(dāng)在呼氣時(shí)發(fā)出掃描命令的情況下(S109，在呼氣時(shí)輸 出信號(hào))，在從吸氣到呼氣的一連串的呼吸周期(計(jì)數(shù)的呼吸周期)中， 當(dāng)由位置判定部105判定的位置初次變成小于等于閾值的情況下(S114， 在計(jì)數(shù)呼吸周期中初次變成小于等于閾值)，醫(yī)療處理執(zhí)行部107對(duì)CT 掃描裝置3發(fā)出掃描命令(S116)。在發(fā)出該掃描命令后，將用位置判 定部105判定的位置用顯示部106進(jìn)行圖形顯示(S115)。此外，當(dāng)用 位置判定部105判定的位置比閾值還大的情況下，或者下降到閾值以下 的不是初次的情況下，將用位置判定部105判定的位置在顯示部106中 進(jìn)行圖形顯示(S115)。而且，在此和用位置判定部105判定的位置進(jìn)行比較的閾值例如如 圖6所示，從吐盡在規(guī)定期間從由位置判定部105判定的位置的信息中 得到的波形(胸部或者腹部周圍的身體表面的變位波形)中的振幅的平 均值Sw的氣息的位置被i殳定到平均值Sw的70n/。的位置Sp。這樣，所 謂由位置判定部105判定的"位置"表示相對(duì)胸部或者腹部周圍的身體表 面的變位波形的振幅處于幾V。的位置。如上所述，進(jìn)行用位置判定部105判定的位置的圖形顯示(Slll， S115)，當(dāng)結(jié)束處理的情況下(S113，標(biāo)志樹(shù)立)，結(jié)束處理。另一方 面，當(dāng)未結(jié)束處理的情況下(S113,標(biāo)志未樹(shù)立)，再次返回圖像的取 得處理。如上所述，如果采用本實(shí)施方式，則能夠在非接觸下掌握伴隨被檢 查者的呼吸動(dòng)作的胸部和腹部等身體表面的位置的變動(dòng)量，在呼吸動(dòng)作 中指定身體表面達(dá)到任意的位置的定時(shí)(胸部膨脹到一連串的呼吸動(dòng)作 中的幾。/。的等)，可以執(zhí)行醫(yī)療處理。此外，如果處于本實(shí)施方式，則通過(guò)設(shè)置成根據(jù)在ROI內(nèi)的像素的亮度變化判定攝像對(duì)象區(qū)域的位置的結(jié)構(gòu)，如果可以檢測(cè)亮度的差分， 則能夠判定攝像對(duì)象區(qū)域的位置，例如，即使在被檢查者穿著素色的衣 服那樣的只有微小的亮度變化的情況下，也能夠判定攝像對(duì)象區(qū)域的位(第2實(shí)施方式) 接著，說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。本實(shí)施方式因?yàn)槭巧鲜龅牡?實(shí)施方式的變形例子，所以對(duì)于和在 第1實(shí)施方式中說(shuō)明的部分相同的部分標(biāo)注相同符號(hào)并省略說(shuō)明。本實(shí) 施方式在變動(dòng)量計(jì)算部中的變動(dòng)量的計(jì)算方法和上述的第1實(shí)施方式不 同。本實(shí)施方式的變動(dòng)量計(jì)算部103構(gòu)成為根據(jù)用圖傳阜得部102在作 為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度和在比該任意時(shí) 刻往前作為攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)的 基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算從攝像對(duì)象區(qū)域的 位置的基準(zhǔn)時(shí)刻到任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量。在此，所謂攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了在呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的 定時(shí)是表示例如在吸氣動(dòng)作中吸盡氣息的定時(shí)、在呼氣動(dòng)作中吐盡氣息 的定時(shí)。由此，知道吸盡氣息的定時(shí)以后的才聶l象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng) 量由呼氣動(dòng)作引起，并且知道吐盡氣息的定時(shí)以后的攝〗象對(duì)象區(qū)域的變 動(dòng)量由吸氣動(dòng)作引起。即，通過(guò)如本實(shí)施方式那樣設(shè)定成為基準(zhǔn)的定時(shí)， 可以不進(jìn)行特別的處理就能夠掌握呼氣和吸氣的判別。此外，本實(shí)施方式中的位置判定部105將在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì) 算出的從基準(zhǔn)時(shí)刻到任意時(shí)刻之間的攝4象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定 為在任意時(shí)刻中的攝像對(duì)象區(qū)域的位置。即，相對(duì)于上述的第1實(shí)施方 式中的位置判定部增量式地加法計(jì)算在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算的變動(dòng) 量來(lái)判定位置，本實(shí)施方式中的位置判定部作為距某一基準(zhǔn)的絕對(duì)的位 置來(lái)判定。圖7是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的處理(呼吸監(jiān)視方 法)的流程圖。以下，圖中所示的S401 S403、 S409-S415因?yàn)楹蛨D4所示的S101 S103、 S109 S116—樣，所以省略說(shuō)明。在用攝像區(qū)域設(shè)定部101設(shè)定了攝^^象區(qū)域ROI后(S403 ),當(dāng) 進(jìn)行基準(zhǔn)圖像的保存的情況下(S404,保存)，判斷進(jìn)行該攝像的定時(shí) 是否是吸氣波形的開(kāi)始(S405),當(dāng)是吸氣波形的開(kāi)始的情況下(是攝 像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極P艮位置的定時(shí)(基準(zhǔn)時(shí)刻)的情 況)，將該攝像到的圖像作為基準(zhǔn)圖像例如保存在MEMORY109中 (S406)。另一方面，當(dāng)進(jìn)行該4聶像的定時(shí)不是吸氣波形的開(kāi)始的情況 下或者當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行基準(zhǔn)圖像的保存的情況下(S404，不保存)，進(jìn)入到 下一處理(S407)。接著，變動(dòng)量計(jì)算部103對(duì)每個(gè)像素計(jì)算在圖像取得部102中在作 為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度和在基準(zhǔn)時(shí)刻所 取得的圖像上的像素的亮度之差分(S407)，對(duì)全部像素進(jìn)行在這些像 素的每個(gè)中計(jì)算出的差分的絕對(duì)值的合計(jì)計(jì)算，算出攝像對(duì)象區(qū)域的位 置的從基準(zhǔn)時(shí)刻到任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量(變動(dòng)量計(jì)算步驟)(S408)。位置判定部105將在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算出的從基準(zhǔn)時(shí)刻到任 意時(shí)刻之間的攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在任意時(shí)刻中的攝像 對(duì)象區(qū)域的位置(位置判定步驟)。以下，說(shuō)明變動(dòng)量計(jì)算部103中的詳細(xì)處理。在將由圖像取得部102 取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的、和被檢查者M(jìn)的身高方向大 致平行的方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置為y，將在和被檢查者M(jìn)的身高方向 大致正交的方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置為x，將基準(zhǔn)時(shí)刻設(shè)置為tn，將任意 時(shí)刻設(shè)置為tn，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨被檢查者M(jìn)的呼吸動(dòng)作的攝像對(duì)象區(qū)域的位置的從基準(zhǔn) 時(shí)刻到任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量Qb用下式算出。Qb-ISl (I (x， y， tn)畫I (x， y， t0) ) I……(6) (在此，在各ZZ中的最初的Z是在上述攝^^"象區(qū)域ROI內(nèi)的x方 向以及在y方向內(nèi)的某一方中的全像素的和，第2個(gè)Z是在上述攝像對(duì)象 區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向內(nèi)的另一方中的全像素的和)。本實(shí)施方式 中的變動(dòng)量計(jì)算部103根據(jù)上述式(6 )計(jì)算攝像對(duì)象區(qū)域的位置從基準(zhǔn)時(shí)刻到^f壬意時(shí)刻之間的變動(dòng)量。如上所述，如果采用本實(shí)施方式，則由于計(jì)算在任意時(shí)刻所取得的 圖像和在基準(zhǔn)時(shí)刻取得的圖像的亮度之差分，因而與通過(guò)進(jìn)行在任意時(shí) 刻中的幀和緊接之前幀的比較計(jì)算差分的方法相比，不會(huì)積累計(jì)算誤差， 能夠正確地掌握被檢查者的呼吸動(dòng)作。(第3實(shí)施方式) 接著，說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。本實(shí)施方式因?yàn)槭巧鲜龅牡?實(shí)施方式的變形例子，所以在和第1 實(shí)施方式中說(shuō)明的部分相同的部分上標(biāo)注相同符號(hào)并省略說(shuō)明。本實(shí)施 方式其變動(dòng)量計(jì)算部中的變動(dòng)量的計(jì)算方法和上述的第1實(shí)施方式不 同。本實(shí)施方式中的攝像區(qū)域設(shè)定部101構(gòu)成為將攝^^皮檢查者M(jìn)得到 的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域作為中心設(shè)定攝像 對(duì)象區(qū)域ROI。此外，本實(shí)施方式中的變動(dòng)量計(jì)算部103構(gòu)成為將與第1區(qū)域大致 相同的亮度分布的像素的第2區(qū)域，從作為由第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的 定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)抽出，將攝^Jtt 象區(qū)域ROI內(nèi)的從第1區(qū)域的位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離作為攝 4象對(duì)象區(qū)域的位置在從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)計(jì)算，其中 第1區(qū)域是由圖^^得部102在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖 像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域此外，本實(shí)施方式中的位置判定部105將對(duì)在第1時(shí)刻中的才聶^^ 象區(qū)域的位置，加上了在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算的從第1時(shí)刻到第2 時(shí)刻之間的攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為第2時(shí)刻 中的攝像對(duì)象區(qū)域的位置。圖8是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼吸監(jiān)視裝置中的處理(呼吸監(jiān)視方 法)的流程圖。以下，同一圖表示的S507 S514因?yàn)楹蛨D4所示的 S109 S116—樣，所以省略說(shuō)明。首先，用攝像部2攝像與被檢查者M(jìn)的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位(胸部和腹部等)周圍(S501)。接著，當(dāng)設(shè)定攝像對(duì)象區(qū)域ROI的情況下(S502，設(shè)定)，找出用 攝像部2攝像被檢查者M(jìn)得到的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大 的像素區(qū)域(塊區(qū)域)(S503),將該像素區(qū)域作為中心設(shè)定攝像對(duì)象 區(qū)域ROI (攝像區(qū)域設(shè)定步驟)(S504 )。圖像取得部102針對(duì)每一規(guī) 定的定時(shí)取得圖像，該圖像是對(duì)該被設(shè)定的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù) 運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的(圖像取得步驟)。接著，變動(dòng)量計(jì)算部103從作為由第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)以后的定時(shí) 的第2時(shí)刻取得的圖像(計(jì)數(shù)幀)上的攝^J t象區(qū)域內(nèi)，抽出具有和在 圖傳阜得步驟中在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻取得的圖像上的攝像對(duì)象 區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素 的第2區(qū)域，將才聶〗象對(duì)象區(qū)域內(nèi)從第1區(qū)域的位置到第2區(qū)域的位置的 移動(dòng)距離作為攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的變動(dòng) 量來(lái)計(jì)算(塊匹配處理)(變動(dòng)量計(jì)算步驟)(S505)。位置判定部105將對(duì)在第1時(shí)刻的攝像對(duì)象區(qū)域的位置，加上了由 變動(dòng)量計(jì)算部103計(jì)算的從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻之間的攝像對(duì)象區(qū)域的 位置的變動(dòng)量的位置，判定為在第2時(shí)刻中的攝4象對(duì)象區(qū)域的位置(位 置判定步驟)(S506)。以下，說(shuō)明變動(dòng)量計(jì)算部103中的詳細(xì)處理。圖9以及圖IO是用于 說(shuō)明用本實(shí)施方式中的呼氣吸氣判別部104進(jìn)行圖像上的像素的移動(dòng)方 向的判別方法的流程圖。在此，為了方便將1個(gè)流程圖分為圖9以及圖 IO表示。圖11以及圖12是用于說(shuō)明畫面上的規(guī)定的塊的移動(dòng)及其匹配 方法的圖。在此，表示在前幀中的塊B在現(xiàn)在幀的定時(shí)時(shí)，處于移動(dòng)到 箭頭W方向的位置的情況。作為判別呼氣和吸氣的方法，在規(guī)定定時(shí)所取得的圖像(現(xiàn)在幀)(前幀)內(nèi)的相同位置的損W象對(duì)象區(qū)域ROI中，在前幀的攝像對(duì)象區(qū)域 ROI內(nèi)設(shè)定在X方向以及Y方向中均等劃分的多個(gè)矩形塊B(第l區(qū)域)， 關(guān)于這些多個(gè)矩形塊的各個(gè)，對(duì)于每個(gè)塊將該塊和在現(xiàn)在幀中的有該塊的位置附近的、與和該塊相同范圍的像素之間的每個(gè)4象素的濃度值的差 進(jìn)行加法計(jì)算。
此時(shí)，處于前幀的塊B和現(xiàn)在幀中的像素分布的比較是通過(guò)一邊使 處于前幀的塊B以比該塊B大小還小的單位在現(xiàn)在幀中的有該塊B的地 方附近移動(dòng)一邊進(jìn)行，即使該塊B微小地移動(dòng)的情況下也能夠進(jìn)行正確 地匹配。當(dāng)然，讓塊B—邊以劃分為上述均等的多個(gè)矩形塊的每個(gè)劃分 為單位移動(dòng) 一邊進(jìn)行匹配也可以。
如上所述，將對(duì)在前幀中的各塊進(jìn)行加法計(jì)算的結(jié)果存儲(chǔ)在 MEMORY109中，對(duì)在前幀中的全部的塊進(jìn)行上述的加法計(jì)算處理。
其結(jié)果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)了濃度差的合計(jì)最小的、前幀的塊和現(xiàn)在幀的塊(第 2區(qū)域)的情況下，可以說(shuō)該2個(gè)塊之間像素的圖案(由像素構(gòu)成的樣子) 最相似。這可以通過(guò)前幀中的該塊移動(dòng)到現(xiàn)在幀中的該塊的位置而推定。
這樣，推定為攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的被攝像物(被檢查部位)移動(dòng) 了該塊的位置的變位大小，用從前幀的塊的某一點(diǎn)向著計(jì)數(shù)幀的塊的相 同位置的點(diǎn)的向量考慮該塊的移動(dòng)量和移動(dòng)方向，用其Y方向的分量的 符號(hào)判斷是向上，還是向下。
首先，對(duì)設(shè)定在才聶^J^象區(qū)域R01內(nèi)的塊內(nèi)的濃度差分的最小合計(jì) 值緩沖器進(jìn)行初始化(S301)。而且，在本實(shí)施方式中表示的算法理想 的是代入到"min"中的數(shù)值設(shè)置成盡可能大的值。
設(shè)定在Y方向中的規(guī)定的查找范圍，對(duì)Y方向的索引j進(jìn)行初始化 (S302)。
以下，設(shè)定在X方向上的規(guī)定的查找范圍，對(duì)X方向索引i進(jìn)行初 始化(S303 )。
接著，對(duì)查找范圍高度的索引(用于設(shè)定在Y方向中的查找范圍的 索引)進(jìn)行初始化(S304)。
為了提高處理效率將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖器中(S305)。
對(duì)查找范圍寬度的索引(用于設(shè)定在X方向上的查找范圍的索引) 進(jìn)行初始化(S306 )。
為了提高處理效率將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖器中，對(duì)塊內(nèi)濃度差合計(jì)值緩沖器進(jìn)行初始化(S307)。
對(duì)匹配高度(在規(guī)定的塊B的Y方向上的尺寸的1/2的"&置成負(fù)的
值)索引進(jìn)行初始化(S308)。
為了提高處理效率將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖器中(S309)。
對(duì)在X方向上的匹配寬度(在X方向上的規(guī)定塊B的尺寸的1/2的
設(shè)置成負(fù)的值)索引進(jìn)行初始化(S310)。
為了提高處理效率將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖器中(S311)。 對(duì)在規(guī)定的塊B內(nèi)的濃度差(像素的亮度的差分)的絕對(duì)值的合計(jì)
值進(jìn)行加法計(jì)算(S312 )。
對(duì)規(guī)定的塊B內(nèi)的濃度差分最小合計(jì)值和塊內(nèi)濃度差合計(jì)值進(jìn)行比
較(S313)。
對(duì)塊B內(nèi)的像素的濃度的差分的最小合計(jì)值緩沖器進(jìn)行塊內(nèi)濃度差 合計(jì)值的存儲(chǔ)(S314)。
接著，進(jìn)行匹配寬度的索引的增加(S315)。
進(jìn)行匹配寬度的索引是否比在X方向中的匹配寬度小的判定 (S316)。
接著，進(jìn)行匹配高度的索引的增加(S317)。
接著，判定匹配高度的索引是否比在Y方向中的匹配高度小(S318 )。 增加查找范圍寬度的索引(S319)。
接著，進(jìn)行查找范圍寬度的索引是否比查找范圍的寬度小的判斷 (S320)。
增加查找范圍高度的索引(S321)。
接著，進(jìn)行查找范圍高度的索引是否比查找范圍高度小的判定 (S322)。
決定查找范圍，增加在X方向上的索引(S323)。 決定查找范圍，在X方向上的索引是否比ROI寬度小(S324)。 決定查找范圍，增加在Y方向上的索引(S325)。 決定查找范圍，在Y方向上的索引是否比ROI高度小(S326)。 而后，判斷在攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的圖像變動(dòng)(時(shí)間性變位)的方向(S327)。這樣進(jìn)行在攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的像素的移動(dòng)方向是向上 或者向下的意思的判別(S329， S328)。
圖13是表示將由位置判定部105判定出的位置在顯示部106中進(jìn)行 圖形顯示的例子的圖。
以上，如果采用本實(shí)施方式，則通過(guò)使用由多個(gè)像素組成的塊區(qū)域 進(jìn)行匹配處理，能夠難以受到各個(gè)像素的亮度的變化的離散等誤差的影 響，能夠正確地掌握攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量。此外，在攝像區(qū)域 設(shè)定部101中，通過(guò)如時(shí)間性的亮度變化最大的像素部分變成中心那樣 設(shè)定攝像對(duì)象區(qū)域，能夠進(jìn)行將時(shí)間性的亮度變化大的區(qū)域作為中心的 塊匹配處理，可以更可靠地計(jì)算伴隨呼吸動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的被檢查者的身 體部位的變動(dòng)量。
(第4實(shí)施方式)
接著，說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。
本實(shí)施方式因?yàn)槭巧鲜龅牡?實(shí)施方式的變形例子，所以對(duì)于和在 第1實(shí)施方式中說(shuō)明的部分相同的部分標(biāo)注相同符號(hào)并省略說(shuō)明。本實(shí) 施方式的變動(dòng)量計(jì)算部中的變動(dòng)量的計(jì)算方法和上述的第1實(shí)施方式不 同。
本實(shí)施方式中的變動(dòng)量計(jì)算部103構(gòu)成為從由圖傳阜得部102在作 為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)，抽出 具有與第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，將攝像對(duì)象區(qū) 域ROI內(nèi)的從第1區(qū)域位置到第2區(qū)域位置的移動(dòng)距離，作為攝^J寸象 區(qū)域的位置在從基準(zhǔn)定時(shí)到任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，其中上 述第1區(qū)域是作為在比該任意時(shí)刻往前攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的 規(guī)定的極限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI 內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域。
位置判定部105構(gòu)成為將在變動(dòng)量計(jì)算部中計(jì)算的從基準(zhǔn)時(shí)刻到任 意時(shí)刻之間的攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在任意時(shí)刻中的攝像 對(duì)象區(qū)域的位置。
圖14是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的呼 視裝置中的處理(呼吸監(jiān)視方法)的流程圖。以下，同一圖所示的S601 S604、 S609 S616因?yàn)楹蛨D8 所示的S501 S504、 S507 S514—樣，所以省略說(shuō)明。
在用4聶像區(qū)域設(shè)定部101設(shè)定了攝^^象區(qū)域ROI后(S604 ),當(dāng) 保存基準(zhǔn)圖像的情況下(S605，保存)，判斷進(jìn)行攝像的定時(shí)是否是吸 氣波形的開(kāi)始(S606)，當(dāng)是吸氣波形的開(kāi)始的情況下(是攝像對(duì)象區(qū) 域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)(基準(zhǔn)時(shí)刻)的情況下)， 將該攝像的圖像作為基準(zhǔn)圖像M在例如MRMORY109中(S607)。 另一方面，當(dāng)進(jìn)行該攝像的定時(shí)不是吸氣波形的開(kāi)始的情況下，或者當(dāng) 沒(méi)有進(jìn)行基準(zhǔn)圖像的保存的情況下(S605,不保存)，進(jìn)入到下一處理 (S608)。
接著，從由圖像取得部102在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的 圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)，抽出具有與第1區(qū)域大致相同的亮度分 布的像素的第2區(qū)域，將攝像對(duì)象區(qū)域ROI內(nèi)的從第1區(qū)域的位置到第 2區(qū)域的位置的移動(dòng)距離，作為才聶像對(duì)象區(qū)域的位置在從基準(zhǔn)時(shí)刻到任 意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算(變動(dòng)量計(jì)算步驟)，其中，上述第1 區(qū)域是作為在比該任意時(shí)刻往前攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的 極限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻取得的圖像上的攝^W"象區(qū)域內(nèi)的由任意的 多個(gè)像素組成的區(qū)域。位置判定部105將在變動(dòng)量計(jì)算部103中計(jì)算的 從基準(zhǔn)時(shí)刻到任意時(shí)刻之間的攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在任 意時(shí)刻中的4聶像對(duì)象區(qū)域的位置(位置判定步驟)(S608)。
如上所述，如果采用本實(shí)施方式，則通過(guò)設(shè)置成4基準(zhǔn)時(shí)刻取得 的圖像中抽出具有和在任意時(shí)刻取得的圖像上的塊區(qū)域相同的亮度模式 的區(qū)域的構(gòu)成，與對(duì)在任意時(shí)刻中的幀和緊接此前幀進(jìn)行比較而進(jìn)行上 述那樣的塊匹配處理的方法相比，不會(huì)累積運(yùn)算誤差，能夠正確地掌握 被檢查者的呼吸動(dòng)作。
此外，在上述各實(shí)施方式中表示的呼吸監(jiān)視方法中的處理的各步驟 通過(guò)在CPU108中執(zhí)行存儲(chǔ)在MEMORY109中的呼^Ji:視程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本實(shí)施方式中說(shuō)明了在裝置內(nèi)部預(yù)先記錄有實(shí)施發(fā)明的功能的情 況，但并不限于此也可以從網(wǎng)絡(luò)向裝置下載同樣的功能，也可以將把同樣的功能存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上安裝在裝置上。作為記錄介質(zhì)，能夠存儲(chǔ)
CD-ROM等程序，并且只要是裝置可以讀取的記錄介質(zhì)，其形態(tài)可以是 任何形態(tài)。此外這樣預(yù)先用安裝和下載得到的功能和裝置內(nèi)部的OS(操 作系統(tǒng))等協(xié)調(diào)動(dòng)作也可以實(shí)現(xiàn)其功能。
而且，在上述各實(shí)施方式中所示的呼吸監(jiān)視方法中的攝像區(qū)域設(shè)定 步驟中釆用這樣的方法，找出將在圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最 大的由規(guī)定像素?cái)?shù)(ROI尺寸大小的像素?cái)?shù))組成的區(qū)域作為攝像對(duì)象 區(qū)域設(shè)定的或者圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域(塊 區(qū)域)，將該像素區(qū)域作為中心設(shè)定攝像對(duì)象區(qū)域。當(dāng)然，并不限于此， 也能夠用以下那樣的方法設(shè)定攝像對(duì)象區(qū)域。首先，用由規(guī)定數(shù)的像素 (例如，8x8像素)組成的小塊對(duì)攝像被檢查者得到的圖像區(qū)域進(jìn)行網(wǎng) 格分割，以該小塊為單位對(duì)在圖像取得步驟中在作為任意的定時(shí)的第1 時(shí)刻取得的圖像上的像素、和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí) 的第2時(shí)刻取得的圖像上的像素之間的亮度的差分的絕對(duì)值進(jìn)行平均， 將該平均值看做該小塊的值(特微量)。以下，對(duì)于在上述的圖像全體 中的各小塊的值(特微量)乘以
1 1 1
00 0
這一3行3列的矩陣，進(jìn)行橫向強(qiáng)調(diào)處理。
接著，查找進(jìn)行合計(jì)計(jì)算得到的值為最大的區(qū)域，將查找到的區(qū)域 作為攝像對(duì)象區(qū)域ROI的中心設(shè)定，其中合計(jì)計(jì)算得到的值是在和攝像
素?cái)?shù)組成的區(qū)k大小內(nèi)將該橫強(qiáng)調(diào)處;的處理結(jié)果的^L進(jìn)行合計(jì)計(jì)算得 到的值。所謂在和攝像圖像上因呼吸引起的像素的移動(dòng)方向大致正交的 方向上長(zhǎng)的由規(guī)定的像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，表示例如在和由呼吸引起的像 素的移動(dòng)方向大致正交的方向上具有和ROI或者上述塊區(qū)域相同的尺 寸，并且在由呼吸引起的像素的移動(dòng)方向上具有規(guī)定像素?cái)?shù)量(例如，2 個(gè)像素量等)的高度的區(qū)域。而且，在此在和由呼吸引起的像素的移動(dòng)素的移動(dòng)方向不同的方向上延伸的對(duì)比度高的區(qū)域的一方在檢測(cè)由呼吸 引起的像素的移動(dòng)方面有效。
這樣，在圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化大，并且通過(guò)把對(duì)比度 高(明暗清晰)的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域作為中心設(shè)定攝像對(duì)象區(qū)域， 因?yàn)槟軌驅(qū)⒈粰z查者的胸部或者腹部的往復(fù)運(yùn)動(dòng)容易以亮度的變化表現(xiàn) 的區(qū)域作為攝像對(duì)象區(qū)域，所以能夠更高精度地監(jiān)視與被檢查者的呼吸 相應(yīng)的身體表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而且，該攝像對(duì)象區(qū)域的設(shè)定方法因?yàn)槟?br> 夠?qū)⑷菀走M(jìn)行圖案匹配處理的區(qū)域作為ROI設(shè)定，所以在上述的塊匹配 處理中特別有效。
而且，在本實(shí)施方式中，作為通過(guò)醫(yī)療處理執(zhí)行部進(jìn)行的規(guī)定的醫(yī) 療處理的一個(gè)例子，列舉了采用CT掃描裝置的^W象，但并不限于此， 例如也可以采用作為其他的斷層攝像裝置的MRI (Magnetic-Resonance-Imaging)裝置的攝像，和采用外科的處置等。
而且，在上述的各實(shí)施方式中，為了以從由呼吸產(chǎn)生的胸部(或者 腹部)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度(范圍)中吐盡氣息的位置上升該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 幅度的20%的位置，或者從由呼吸引起的胸部(或者腹部)的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的幅度(范圍)中的吸盡氣息的位置下降該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的索引的10%的位 置這種形式，指定執(zhí)行醫(yī)療處理的定時(shí)，而在變動(dòng)量計(jì)算部中將才聶像對(duì) 象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為相對(duì)一連串的呼吸動(dòng)作中的變動(dòng)量(由呼吸 引起的胸部等的變位波形)的比例(相對(duì)變位波形以什么樣的比例變動(dòng) 這一尺度)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。即，所謂在上迷的各實(shí)施方式中的由位置判定 部判定的"位置"不是作為被檢查者的胸部和腹部上升幾cm這樣的尺寸 的數(shù)值。
而且，在上述的實(shí)施方式中所示的呼 視裝置中，當(dāng)想具體地用 幾cm這一數(shù)值掌握與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)的胸部和腹部的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)的變動(dòng)量(在往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向中的位置的變化量)的情況下，不用it可 以根據(jù)在圖像上的像素的移動(dòng)量、攝像部的配置位置以及配置角度等算而且，在上述第1以及第2實(shí)施方式中，表示用攝像部2進(jìn)行在仰 著的狀態(tài)的被檢查者M(jìn)的腳一側(cè)的相對(duì)攝像對(duì)象區(qū)域ROI從斜上方的 位置進(jìn)行攝像的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，也可以將^^象部2設(shè)置成例如在 仰著的狀態(tài)的被檢查者M(jìn)的頭一側(cè)的相對(duì)攝像對(duì)象區(qū)域ROI從斜上方 的位置進(jìn)行攝像的結(jié)構(gòu)，這種情況下，在圖像上的像素移動(dòng)到被檢查者 M的腳一側(cè)(第l方向側(cè))的情況下判別為吸氣，在圖像上的像素移動(dòng) 到被檢查者的頭一側(cè)(第2方向側(cè))的情況下判別為呼氣。當(dāng)然，也可 以設(shè)置成對(duì)針對(duì)被檢查者的橫側(cè)的位置上的攝4樹(shù)象區(qū)域ROI從斜上方 的位置進(jìn)行攝像的結(jié)構(gòu)。即，只要是對(duì)被檢查者M(jìn)的胸部或者腹部在具 有傾斜的狀態(tài)下進(jìn)行攝像的結(jié)構(gòu)即可。
如上所述，能夠提供一種在非接觸下能夠掌握被檢查者的呼氣或者 吸氣時(shí)的身體表面的位置的變動(dòng)程度的技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種呼吸監(jiān)視裝置，具備圖像取得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，根據(jù)由上述圖像取得部在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定部，將對(duì)于上述第1時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置，加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為是在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的呼吸監(jiān)視裝置，其特征在于 當(dāng)將由上述圖#^得部取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、在與上述被檢查者的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將 在與上述被檢查者的身高方向大致正交的方向中的^^素坐標(biāo)"i殳置成x， 將第1時(shí)刻設(shè)置為^，將第2時(shí)刻設(shè)置成t2，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y) 的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的 上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng) 量Q用以下的算式計(jì)算，<formula>formula see original document page 2</formula>其中，在各22中的最初的Z是在上述才聶4象對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及 y方向中某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)于上述攝像對(duì)象區(qū)域 內(nèi)的x方向以及y方向中另 一個(gè)方向上的全《象素之和。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的呼吸監(jiān)視裝置，其特征在于 具有呼氣吸氣判別部，4艮據(jù)在上述圖傳阜得部中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái)判別該像素的移動(dòng)方向，在上述圖像上的像素移動(dòng)到對(duì)上述被檢查者進(jìn)行攝 像的方向的、作為在與上述被檢查者的身高方向以及針對(duì)該被檢查者的 橫方向大致平行的平面上的方向分量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸氣，在上述圖像上的像素移動(dòng)到和上述第1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判 別為呼氣，上述位置判定部才艮據(jù)在上述呼氣吸氣判別部中的判別結(jié)果，將上述 攝《象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者吸氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行加 法計(jì)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的呼吸監(jiān)視裝置，其特征在于述被:查者的身高方向大致平:方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將和上 述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí)刻 設(shè)置為t，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， 0 時(shí)，和上述被檢查者的身高方向大致平行的方向上的與上述攝像對(duì)象區(qū) 域內(nèi)的全像素有關(guān)的速度dy/dt用下式給出dy/dt=- (H ( (al (x， y, t) /ax ) * "I (x， y， t) ) ("I (x， y， t) /at) * "I (x， y， t) /ay) ) +EE ( "I (x， y， t) 2*2:2: ( "I (x， y， t) /ay) * (al (x, y， t)) ) /EZ ( "I (x， y, t) 2*ZZ "I (x， y， t) /ax) 2- (ZZ ( "I (x, y， t) /ax) * (al (x， y, t) /3y) ) 2)，其中，各ZZ中的最初的Z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y 方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi) 的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全"像素之和，上述呼氣吸氣判別部，在上述dy/dt的速度方向向著上述圖像上的上 述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上的上述第2方向一 側(cè)時(shí)判別為呼氣。
5. —種呼 視裝置，具備圖傳阜得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸 動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，才艮據(jù)由上述圖傳阜得部在作為任意的定時(shí)的任意時(shí) 刻所取得的圖像上的像素的亮度、與在該任意時(shí)刻之前在作為上述攝像 對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的 圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算該攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn) 時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定部，將由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算出的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上 述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量，判定為在上述任 意時(shí)刻中的上述i聶像對(duì)象區(qū)域的位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸監(jiān)視裝置，其特征在于 當(dāng)將由上述圖傳阜得部取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的與上述被檢查者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將與上 述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基準(zhǔn) 時(shí)刻設(shè)置為t。，將任意時(shí)刻設(shè)置成tn，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像 素的亮度i殳置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述纟皮檢查者的呼吸動(dòng)作的上述 攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量 Qb用下式算出，Qb=ZZ|l (x， y， tn) -I (x， y， to) ) I其中，各ZZ中的最初的Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y 方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的4^象素之和。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6的任意1項(xiàng)所述的呼吸監(jiān)視裝置， 其特征在于具有攝像區(qū)域設(shè)定部，將在攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素 的亮度的時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，設(shè)定為上述攝像 對(duì)象區(qū)域。
8. —種呼吸監(jiān)視裝置，具備圖傳阜得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸 動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；移動(dòng)量計(jì)算部，將具有與上述圖傳阜得部在作為任意的定時(shí)的第1 時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的第1 區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，從作為在自該第1時(shí)刻開(kāi) 始規(guī)定M的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的攝^Jft象區(qū)域內(nèi)抽出，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)從上述第1區(qū)域位置到第2區(qū)域的位置的移動(dòng) 距離作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定部，將對(duì)在上述第l時(shí)刻中的上述才聶〗象對(duì)象區(qū)域的位置，加上由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的 上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí)刻 中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
9. 一種呼吸監(jiān)視裝置，具備圖像取得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸向具有規(guī)定;度的傾斜的方^攝像得到的圖像；"'，" '、 變動(dòng)量計(jì)算部，從由上述圖傳阜得部在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻 所取得的圖像上的攝^M"象區(qū)域內(nèi)，抽出具有與第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，其中上述第1區(qū)域是在該任意時(shí)刻之前在上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)即基準(zhǔn)時(shí)刻 所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的從上述第1區(qū)域的位置到第2區(qū)域的位置的移 動(dòng)距離，作為上述攝4象對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí) 刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定部，將由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述 任意時(shí)刻之間的上述才聶像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述任意時(shí) 刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的呼吸監(jiān)視裝置，其特征在于 具有攝像區(qū)域設(shè)定部，以攝像上迷被檢查者得到的閨像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域?yàn)橹行模O(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。
11. 一種呼吸監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于具備 權(quán)利要求1至10的任意1項(xiàng)所述的呼吸監(jiān)視裝置；在仰著的狀態(tài)的上述被檢查者的腳一側(cè)上，相對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域 從斜上方的位置對(duì)該攝像對(duì)象區(qū)域進(jìn)行攝像的攝像部。
12. —種醫(yī)療處理系統(tǒng)，其特征在于具有 如權(quán)利要求1至10的任意1項(xiàng)所述的呼吸監(jiān)視裝置； 在由上述位置判定部判定的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置是規(guī)定位置時(shí)，進(jìn)行規(guī)定的醫(yī)療處理的醫(yī)療處理執(zhí)行部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療處理系統(tǒng)， 上述規(guī)定的醫(yī)療處理是基于MRI的攝像處理。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療處理系統(tǒng)， 上述規(guī)定的醫(yī)療處理是基于CT掃描的攝像處理。
15. —種呼 視方法，其特征在于具有圖像取得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由上述圖傳阜得步驟在作為任意的定時(shí)的第 1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù) 后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝 《象對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將對(duì)于上述第1時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置， 加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間 的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為是在上述第2 時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的呼吸監(jiān)視方法，其特征在于 當(dāng)將由上述圖#^得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、 在與上述被檢查者的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y, 將在與上迷被檢查者的身高方向大致正交的方向中的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將第1時(shí)刻設(shè)置為h，將第2時(shí)刻設(shè)置成t2，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y) 的像素的亮度設(shè)置為I (x, y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的 上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng) 量Q用以下的算式計(jì)算，<formula>formula see original document page 7</formula>其中，在各zi:中的最初的i:是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)于上述攝〗象對(duì)象區(qū) 域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像素之和。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或者16所述的呼 視方法，其特征在于 具有呼氣吸氣判別步驟，根據(jù)在上述圖傳阜得步驟中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái) 判別該像素的移動(dòng)方向，在上述圖像上的像素移動(dòng)到對(duì)上迷被檢查者進(jìn) 行攝像的方向的、作為在與上述被檢查者的身高方向以及針對(duì)該被檢查 者的橫方向大致平行的平面上的方向分量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸 氣，在上述圖像上的像素移動(dòng)到與上述第1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣，上述位置判定步驟根據(jù)在上述呼氣吸氣判別步驟中的判別結(jié)果，將 上述才聶4象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者吸氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn) 行加法計(jì)算。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸監(jiān)視方法，其特征在于 當(dāng)將由上述圖l^得步驟取得的圖像上的上述攝^Mt象區(qū)域內(nèi)的和上述被檢查者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將和 上述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí) 刻設(shè)置為t,將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的〗象素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，和上述被檢查者的身高方向大致平行的方向上的與上述攝^J^象 區(qū)域內(nèi)的全像素有關(guān)的速度dy/dt用下式給出<formula>formula see original document page 7</formula>(x, y， t) /ay) 2*Zi: "I (x， y， t) /ax) 2- (EE ( "I (x， y， t) /ax) * (al (x， y， t) /ay))"，其中，各i;z中的最初的i:是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y 方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)2:是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像素之和，上述呼氣吸氣判別步驟，在上述dy/dt的速度方向向著上述圖像上的 上述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上的上述第2方向 一側(cè)時(shí)判別為呼氣。
19. 一種呼吸監(jiān)視方法，其特征在于具有圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼^向具有規(guī)定;度的傾斜的方二進(jìn)行了攝像得到的圖像;'一 變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由上述圖像取得步驟在作為任意的定時(shí)的任意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、與在該任意時(shí)刻之前在作為上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算該攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算出的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量，判定為在上迷任意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的呼ML視方法，其特征在于當(dāng)將在上述圖傳阜得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的與 上迷被檢查者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將與 上述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基 準(zhǔn)時(shí)刻設(shè)置為t。，將任意時(shí)刻設(shè)置成tn，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的 像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上 述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量 Qb用下式算出，Qb-Sll (x， y， U誦I (x， y， t0))其中，各ZZ中的最初的Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y 方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi) 的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像素之和。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15至權(quán)利要求20的任意1項(xiàng)所述的呼吸監(jiān)視方 法，其特征在于具有攝像區(qū)域設(shè)定步驟，將在攝像上述被檢查者得到 的圖像上的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域， 設(shè)定為上述攝像對(duì)象區(qū)域。
22. —種呼吸監(jiān)視方法，其特征在于具有圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼;向具有:定;度的傾斜的方式攝像得到的圖像；'、'"、 _移動(dòng)量計(jì)算步驟，將具有與在上述圖傳阜得步驟在作為任意的定時(shí) 的笫1時(shí)刻所取得的圖像上的攝^^象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成 的第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，從作為在自該第1 時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi) 抽出，將在上述攝^Jft象區(qū)域內(nèi)從上述第1區(qū)域位置到第2區(qū)域的位置 的移動(dòng)距離作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2 時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步驟，將對(duì)在上述第1時(shí)刻中的上述^W象對(duì)象區(qū)域的位置， 加上由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述笫2時(shí)刻之間 的上述攝^象對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí) 刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
23. —種呼吸監(jiān)視方法，其特征在于具有圖^^得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼 吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，從在上述圖像取得步驟中在作為任意的定時(shí)的任 意時(shí)刻所取得的圖像上的攝^J t象區(qū)域內(nèi)，抽出具有與第1區(qū)域大致相 同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，其中上迷第1區(qū)域是在該任意時(shí)刻之前在上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極P艮位置的定時(shí)即基 準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域，將在上述攝l象對(duì)象區(qū)域內(nèi)的從上述第1區(qū)域的位置到笫2區(qū)域的位 置的移動(dòng)距離，作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述 任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步驟，將在上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到 上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述任 意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或者23所述的呼吸監(jiān)視方法，其特征在于 具有攝像區(qū)域設(shè)定步驟，以攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮 度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域?yàn)橹行模O(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。
25. —種呼吸監(jiān)視程序，其特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟 圖像取得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，才艮據(jù)由上述圖傳阜得步驟在作為任意的定時(shí)的第 1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù) 后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝 像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將對(duì)于上述第1時(shí)刻中的上述攝4象對(duì)象區(qū)域的位置， 加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間 的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為是在上述第2 時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的呼吸監(jiān)視程序，其特征在于 當(dāng)將由上述圖傳阜得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的、 在與上述被檢查者的身高方向大致平行方向中的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y， 將在與上述被檢查者的身高方向大致正交的方向中的像素坐標(biāo)設(shè)置成x, 將第1時(shí)刻設(shè)置為^，將第2時(shí)刻設(shè)置成t2，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y) 的像素的亮度設(shè)置為I(x, y， t)時(shí)，伴隨上迷被檢查者的呼吸動(dòng)作的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng) 量Q用以下的算式計(jì)算，<formula>formula see original document page 11</formula>其中，在各n:中的最初的i:是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)于上述攝像對(duì)象區(qū) 域內(nèi)的x方向以及y方向中的另 一個(gè)方向上的全像素之和。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或者26所述的呼吸監(jiān)視程序，其特征在于 具有呼氣吸氣判別步驟，根據(jù)在上述圖像取得步驟中在連續(xù)的多個(gè)上述規(guī)定的定時(shí)中取得的多個(gè)圖像，從該圖像上的像素的時(shí)間性變位來(lái) 判別該像素的移動(dòng)方向，在上述圖像上的像素移動(dòng)到對(duì)上述被檢查者進(jìn) 行攝像的方向的、作為在與上述被檢查者的身高方向以及針對(duì)該被檢查 者的橫方向大致平行的平面上的方向分量的第1方向一側(cè)時(shí)判別為吸 氣，在上述圖像上的像素移動(dòng)到與上迷第1方向大致相反的第2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣，上述位置判定步驟根據(jù)在上述呼氣吸氣判別步驟中的判別結(jié)果，將 上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量作為在呼氣或者吸氣中的變動(dòng)量來(lái)進(jìn) 行加法計(jì)算。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的呼吸監(jiān)視程序，其特征在于 當(dāng)將由上述圖^^得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的和上述被檢查者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)^:置成y，將和 上述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將時(shí) 刻設(shè)置為t，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的像素的亮度設(shè)置為I (x， y， t)時(shí)，和上述被檢查者的身高方向大致平行的方向上的與上述攝像對(duì)象 區(qū)域內(nèi)的全像素有關(guān)的速度dy/dt用下式給出<formula>formula see original document page 11</formula>其中，各zi:中的最初的i:是在上述攝^^象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)z是在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另一個(gè)方向上的全像素之和，上述呼氣吸氣判別步驟，在上述dy/dt的速度方向向著上述圖像上的上述第1方向一側(cè)時(shí)判別為是吸氣，在向著上述圖像上的上述笫2方向一側(cè)時(shí)判別為呼氣。
29. —種呼p及監(jiān)視程序，其特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟 圖像取得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，根據(jù)由上述圖像取得步驟在作為任意的定時(shí)的任 意時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度、與在該任意時(shí)刻之前在作為上述得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算該攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述 基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定步驟，將由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算出的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻 到上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量，判定為在上 述任意時(shí)刻中的上述攝^J^象區(qū)域的位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的呼PiU^^f呈序，其特征在于 當(dāng)將在上述圖傳阜得步驟取得的圖像上的上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的與 上述被檢查者的身高方向大致平行方向上的像素的坐標(biāo)設(shè)置成y，將與 上述被檢查者的身高方向大致正交的方向上的像素坐標(biāo)設(shè)置成x，將基 準(zhǔn)時(shí)刻設(shè)置為tc,將任意時(shí)刻設(shè)置成tn，將在時(shí)刻t中的坐標(biāo)(x， y)的 像素的亮度設(shè)置為I (x， y, t)時(shí)，伴隨上述被檢查者的呼吸動(dòng)作的上 述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量 Qb用下式算出，Qb=n:|i (x， y， tn) -I (x， y， t0) ) i其中，各n:中的最初的i:是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的某一個(gè)方向上的全像素之和，第2個(gè)Z是對(duì)上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的x方向以及y方向中的另 一個(gè)方向上的全4象素之和。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25至30的任意1項(xiàng)所述的呼 視程序，其特 征在于具有攝像區(qū)域設(shè)定步驟，將在攝像上述被檢查者得到的圖像上 的像素的亮度的時(shí)間性變化最大的由規(guī)定像素?cái)?shù)組成的區(qū)域，設(shè)定為上 述攝像對(duì)象區(qū)域。
32. —種呼 視程序，其特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟 圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；移動(dòng)量計(jì)算步驟，將具有與在上述圖傳阜得步驟在作為任意的定時(shí) 的第1時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成 的第1區(qū)域大致相同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，從作為在自該第1 時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi) 抽出，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)從上述第1區(qū)域位置到第2區(qū)域的位置 的移動(dòng)距離作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2 時(shí)刻之間的移動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步驟，將對(duì)在上述第1時(shí)刻中的上述攝4象對(duì)象區(qū)域的位置， 加上由上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間 的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為在上述第2時(shí) 刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
33. —種呼吸監(jiān)^序，其特征在于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟圖傳阜得步驟，按照每一規(guī)定的定時(shí)，取得對(duì)包含與被檢查者的呼方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算步驟，從在上述圖傳阜得步驟中在作為任意的定時(shí)的任 意時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)，抽出具有與第1區(qū)域大致相 同亮度的分布的像素的第2區(qū)域，其中上述第1區(qū)域是在該任意時(shí)刻之 前在上述攝像對(duì)象區(qū)域達(dá)到了呼吸動(dòng)作中的規(guī)定的極限位置的定時(shí)即基 準(zhǔn)時(shí)刻所取得的圖像上的攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的由任意的多個(gè)像素組成的區(qū)域，將在上述攝像對(duì)象區(qū)域內(nèi)的從上述第1區(qū)域的位置到第2區(qū)域的位 置的移動(dòng)距離，作為上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到上述 任意時(shí)刻之間的變動(dòng)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算；位置判定步驟，將在上述變動(dòng)量計(jì)算步驟計(jì)算的從上述基準(zhǔn)時(shí)刻到 上述任意時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量判定為在上述任 意時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或者33所述的呼 視程序，其特征在于 具有攝像區(qū)域設(shè)定步驟，以攝像上述被檢查者得到的圖像上的像素的亮 度的時(shí)間性變化最大的像素區(qū)域?yàn)橹行模O(shè)定上述攝像對(duì)象區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種呼吸監(jiān)視裝置、呼吸監(jiān)視系統(tǒng)、醫(yī)療處理系統(tǒng)、呼吸監(jiān)視方法、呼吸監(jiān)視程序，該呼吸監(jiān)視裝置具備圖像取得部，按照每一規(guī)定的定時(shí)取得對(duì)包含與被檢查者的呼吸動(dòng)作相應(yīng)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的身體部位的攝像對(duì)象區(qū)域以相對(duì)該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向具有規(guī)定角度的傾斜的方式進(jìn)行了攝像得到的圖像；變動(dòng)量計(jì)算部，根據(jù)由上述圖像取得部在作為任意的定時(shí)的第1時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度和在作為從該第1時(shí)刻開(kāi)始規(guī)定數(shù)后的定時(shí)的第2時(shí)刻所取得的圖像上的像素的亮度之差分，計(jì)算上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置在從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的變動(dòng)量；位置判定部，將對(duì)于上述第1時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置加上了由上述變動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算的從上述第1時(shí)刻到上述第2時(shí)刻之間的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置的變動(dòng)量得到的位置，判定為是在上述第2時(shí)刻中的上述攝像對(duì)象區(qū)域的位置。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101299967SQ20068004125
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者三宅啟夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝解決方案株式會(huì)社