JP2014158619A - Detection data processing device and image display device - Google Patents

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Yasuhiro Nakajima
康博 中島
Michio Ino
教夫 伊能
Hitoshi Kimura
仁 木村
Kyoku Saito
極 齊藤
Yoshihito Manome
佳人 馬目
Yoshiyuki Okamura
誉之 岡村
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YD KK
Tokyo Institute of Technology NUC
Yamaguchi University NUC
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YD KK
Tokyo Institute of Technology NUC
Yamaguchi University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate an evaluation of a measurement result and improve convenience by providing a detection data processing device capable of highly accurately evaluating a wall thickness, an image display device, a detection data processing program, an image display program, a detection data processing method and an image display method.SOLUTION: The detection data processing device acquires a plurality of line data on the whole periphery of a blood bessel B of a living body in the tube axis direction W1, where the line data have been detected on a shaft diameter direction W2 of a probe P inserted inside the blood bessel B. The detection data processing device detects an inside wall and an outside wall of the blood bessel B from the line data, detects wall thicknesses on the basis of the detected inside wall and the outside wall, and, when a wall thickness is thinner than a reference thickness, determines it as a dangerous and thin area.

Description

この発明は、例えば管状器官の壁部を検出するような検出データ処理装置、および検出結果を画像として表示するような画像表示装置に関する。   The present invention relates to a detection data processing device that detects, for example, a wall of a tubular organ, and an image display device that displays a detection result as an image.

従来、生体の管状器官である血管に対する様々な治療が行われている。この治療のために、血管の状態を測定することが望まれている。また、冠状動脈等の血管の狭窄を解消する治療として、血管内にステントを留置するステント治療が行われている。このステント治療では、治療前に最適なステントを決定すること、治療後のステントが適切に留置されて狭窄が解消しているかを確認することが求められる。   Conventionally, various treatments for blood vessels which are tubular organs of living bodies have been performed. For this treatment, it is desired to measure the state of the blood vessels. In addition, as a treatment for eliminating a stenosis of a blood vessel such as a coronary artery, a stent treatment in which a stent is placed in the blood vessel is performed. In this stent treatment, it is required to determine an optimal stent before the treatment and to confirm whether the stent after the treatment is properly placed and the stenosis is resolved.

ここで、光超音波を用いて血管の断層画像を得ることができる光超音波断層画像測定方法が提案されている(特許文献参照)。この方法は、光学系と超音波の同期をとり、測定深さを深くするとともに、高解像度を得ることができるとされている。   Here, an optical ultrasonic tomographic image measurement method capable of obtaining a tomographic image of a blood vessel using optical ultrasonic waves has been proposed (see Patent Document). This method is said to synchronize the optical system and the ultrasonic wave, increase the measurement depth, and obtain high resolution.

しかし、この方法では、断層画像を目視で見て状態を判断するしかできなかった。このため、内壁や外壁となる境界部分、特に外壁の境界部分がわかりづらく、壁厚等の適切な評価が難しかった。
また、血管の周方向や軸径方向の状態は目視判断できても、血管の管軸方向の状態は想像するのが難しかった。このため、例えば血管の狭窄部分や壁厚の薄い部分がわかっても、これらが管軸方向にどれくらいどのように続いているかわかりづらかった。
However, this method can only determine the state by visually observing the tomographic image. For this reason, it is difficult to understand the boundary portion that becomes the inner wall and the outer wall, particularly the boundary portion of the outer wall, and it is difficult to appropriately evaluate the wall thickness and the like.
In addition, even if the state of the blood vessel in the circumferential direction and the axial diameter direction can be visually determined, it is difficult to imagine the state of the blood vessel in the tube axis direction. For this reason, even if, for example, a stenosis portion of a blood vessel or a thin wall portion is known, it is difficult to understand how and how these continue in the tube axis direction.

特開2005−224399号公報JP 2005-224399 A

この発明は、上述した問題に鑑み、壁厚を精度よく評価できる検出データ処理装置、画像表示装置、検出データ処理プログラム、画像表示プログラム、検出データ処理方法、および画像表示方法を提供し、測定結果の評価を容易にして利便性を向上することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a detection data processing device, an image display device, a detection data processing program, an image display program, a detection data processing method, and an image display method capable of accurately evaluating wall thickness, and measurement results. The purpose is to facilitate the evaluation of the above and improve convenience.

この発明は、生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得するデータ取得手段と、前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出する壁部検出手段と、検出した内壁および外壁に基づく壁部関連データを出力する壁部関連データ出力手段とを備えた検出データ処理装置であることを特徴とする。またこの発明は、前記検出データ処理装置の検出結果をもとに画像を表示する画像表示装置、あるいは、検出データ処理プログラム、画像表示プログラム、検出データ処理方法、若しくは画像表示方法とすることができる。ラインデータを管軸方向へ複数集める範囲は、プローブがプルバックできる距離や、操作者が定めた距離など、適宜定めた所定範囲とすることができる。   The present invention provides a data acquisition means for acquiring a plurality of line data detected in the axial direction of a probe inserted in a tubular organ of a living body in the tube axis direction for the entire circumference of the tubular organ, and an inner wall of the tubular organ from the line data. It is a detection data processing device comprising a wall part detecting means for detecting an outer wall and a wall part related data output means for outputting wall part related data based on the detected inner wall and outer wall. The present invention can also be an image display device that displays an image based on the detection result of the detection data processing device, or a detection data processing program, an image display program, a detection data processing method, or an image display method. . The range in which a plurality of line data are collected in the tube axis direction can be a predetermined range determined as appropriate, such as a distance that the probe can pull back or a distance determined by the operator.

この発明により、壁厚を精度よく評価することができる。   According to the present invention, the wall thickness can be accurately evaluated.

光干渉断層撮影による検出データを得る方法の説明図。Explanatory drawing of the method of obtaining the detection data by optical coherence tomography. イメージングシステムのシステム構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a system configuration of an imaging system. カテーテルの映り込みを削除したデータの説明図。Explanatory drawing of the data which deleted the reflection of the catheter. 内壁および外壁の検出方法をグラフにより説明する説明図。Explanatory drawing explaining the detection method of an inner wall and an outer wall with a graph. 内壁、外壁、壁厚の検出方法を断層画像により説明する説明図。Explanatory drawing explaining the detection method of an inner wall, an outer wall, and wall thickness by a tomographic image. ステントを検出する方法をグラフにより説明する説明図。Explanatory drawing explaining the method to detect a stent with a graph. ステントの補完方法を断層画像により説明する説明図。Explanatory drawing explaining the complement method of a stent by a tomographic image. ステントの検出と補完を三次元画像により説明する説明図。Explanatory drawing explaining the detection and complementation of a stent by a three-dimensional image. 内壁、外壁、薄領域、およびステントを表示する三次元画像の説明図。Explanatory drawing of the three-dimensional image which displays an inner wall, an outer wall, a thin area | region, and a stent. 実施例2の放射線を用いずにステントを高速に判別して画像化する方法の説明図。Explanatory drawing of the method of discriminating and imaging a stent at high speed, without using the radiation of Example 2. FIG. 実施例2のステント画像表示システムのシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system configuration | structure of the stent image display system of Example 2. FIG. 実施例2のテンプレートデータとステントデータのデータ構成の説明図。Explanatory drawing of the data structure of the template data of Example 2, and stent data. 実施例2のステント画像を表示する画面の説明図。Explanatory drawing of the screen which displays the stent image of Example 2. FIG.

本発明者は、生体の管状器官の壁厚を定量的に評価できる方法を発明し、さらに、三次元表示することで管軸方向での壁厚の状態を容易に把握できる方法を発明した。
以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
The inventor has invented a method capable of quantitatively evaluating the wall thickness of a tubular organ of a living body, and invented a method capable of easily grasping the state of the wall thickness in the tube axis direction by three-dimensional display.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本方法は、光干渉断層撮影(OCT:Optical Coherence Tomography)による検出データを用いる。図1は、本方法の基本原理を説明する説明図である。   This method uses detection data obtained by optical coherence tomography (OCT). FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the basic principle of this method.

図1(A)の拡大断面図に示すように、光干渉断層撮影は、血管Bの内部にカテーテルKを挿入し、カテーテルK内のプローブPから軸径方向W2へ照射する近赤外線によってラインデータを取得し、このラインデータをプローブPの回転に伴って軸径方向W2の360°の全周について管軸方向W1へ所定範囲集めた検出データを得る方法である。本方法では、ステントSを留置した後の血管B内で検出データを取得する。なお、ステントSを留置する前の血管B内で検出データを取得してもよい。   As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 1A, optical coherence tomography is performed by inserting the catheter K into the blood vessel B and performing line data using near infrared rays irradiated from the probe P in the catheter K in the axial radial direction W2. This is a method for obtaining detection data in which a predetermined range is collected in the tube axis direction W1 with respect to the entire 360 ° circumference in the axial diameter direction W2 as the probe P rotates. In this method, detection data is acquired in the blood vessel B after placement of the stent S. The detection data may be acquired in the blood vessel B before the stent S is placed.

図1(B)は、縦軸をプローブPの回転角度、横軸をプローブPからの距離(血管径方向の距離)として、任意の管軸方向位置での検出データを表示した検出データ表示画像G1である。血管B等の組織やステントSによる反射信号の強い部分が高輝度画素G11として明るく表示されている。この高輝度画素G11は、プローブPが血管Bの径断面の中心に存在するとは限らないことから、プローブPからの距離に応じて波打ったように表示される。なお、図1(B)に図示するLine1,3は、ステントSが存在するラインのデータであり、Line2は、ステントSが存在しないラインのデータである。なお、この検出データ表示画像G1には、カテーテルKが写り込んだ高輝度画素G12も存在している。   FIG. 1B shows a detection data display image in which detection data at an arbitrary position in the tube axis direction is displayed, with the vertical axis representing the rotation angle of the probe P and the horizontal axis representing the distance from the probe P (the distance in the blood vessel radial direction). G1. A portion where the reflected signal from the tissue such as the blood vessel B or the stent S is strong is displayed brightly as the high luminance pixel G11. The high-intensity pixel G11 is displayed as undulating according to the distance from the probe P because the probe P is not necessarily present at the center of the radial cross section of the blood vessel B. Note that Lines 1 and 3 illustrated in FIG. 1B are data of lines where the stent S exists, and Line2 is data of lines where the stent S does not exist. In this detection data display image G1, there is also a high luminance pixel G12 in which the catheter K is reflected.

図1(C)は、縦軸を輝度(16bitの画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、任意の管軸方向位置での任意の角度の検出データを表示したグラフである。図示では、図1(B)のLine1〜Line3の3つのラインでの検出データL1〜L3を表示している。ここでラインとは、プローブPから軸径方向の一方向を示し、ラインの検出データとは、その一方向の検出データ(ラインデータ)をいう。   FIG. 1C shows detection data at an arbitrary angle at an arbitrary position in the axial direction of the tube, with the vertical axis representing luminance (16-bit image luminance) and the horizontal axis representing distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P. It is the displayed graph. In the figure, the detection data L1 to L3 on the three lines Line1 to Line3 in FIG. 1B are displayed. Here, the line indicates one direction in the axial direction from the probe P, and the detection data of the line means detection data (line data) in the one direction.

図示するように、ステントSのあるラインの検出データL1(Line1)および検出データL3(Line3)だけでなく、ステントSの存在しない検出データL2(Line2)でもピークが出ていることがわかる。   As shown in the figure, it can be seen that peaks appear not only in the detection data L1 (Line1) and detection data L3 (Line3) of the line with the stent S but also in the detection data L2 (Line2) where the stent S does not exist.

図2は、イメージングシステム1のシステム構成を示すブロック図である。イメージングシステム1は、検出装置3と、検出データ処理装置および画像表示装置として機能する画像処理装置5を有している。このイメージングシステム1は、人体の管状の部分(血管、気管、食道、十二指腸、大腸、胆道など)の断層画像を得るものとすることができ、この実施例では血管の断層画像を得るものについて説明する。   FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the imaging system 1. The imaging system 1 includes a detection device 3, and an image processing device 5 that functions as a detection data processing device and an image display device. This imaging system 1 can obtain a tomographic image of a tubular portion (blood vessel, trachea, esophagus, duodenum, large intestine, biliary tract, etc.) of a human body, and in this embodiment, an example of obtaining a tomographic image of a blood vessel will be described. To do.

検出装置3は、光源11、分光器12、スキャニング部13、リファレンス部14、検出器15、増幅器16、信号処理部17、およびデータ出力部18を備えている。   The detection device 3 includes a light source 11, a spectrometer 12, a scanning unit 13, a reference unit 14, a detector 15, an amplifier 16, a signal processing unit 17, and a data output unit 18.

光源11は、近赤外線による光信号を発振する。分光器12は、光源11の光信号を分光する。スキャニング部13は、分光器12を介して供給される光信号をプローブで90°反射し、供給される光信号と垂直方向に360°回転してスキャニングし、対象物からの反射光により対象物の内部の層構造を示す二次元情報を取得する。これを管軸方向に移動して多層構造を成す複数の二次元情報を取得する。リファレンス部14は、リファレンスミラーを備えている。このリファレンスミラーから分光器12までの光学距離と、スキャニング部13のスキャニングミラーから分光器12までの光学距離は、等しい距離となっている。検出器15は、反射光を検出して検出信号を得る。増幅器16は、検出器15で検出した検出信号を増幅する。信号処理部17は、検出信号を信号処理して検出輝度データ71に変換する。データ出力部18は、検出輝度データ71を画像処理装置5等の外部機器に出力する。   The light source 11 oscillates an optical signal using near infrared rays. The spectroscope 12 separates the optical signal from the light source 11. The scanning unit 13 reflects an optical signal supplied via the spectroscope 12 by 90 ° with a probe, rotates 360 ° in a direction perpendicular to the supplied optical signal, and scans the optical signal. Two-dimensional information indicating the layer structure inside is obtained. This is moved in the tube axis direction to obtain a plurality of two-dimensional information forming a multilayer structure. The reference unit 14 includes a reference mirror. The optical distance from the reference mirror to the spectroscope 12 and the optical distance from the scanning mirror of the scanning unit 13 to the spectroscope 12 are equal. The detector 15 detects the reflected light and obtains a detection signal. The amplifier 16 amplifies the detection signal detected by the detector 15. The signal processing unit 17 performs signal processing on the detection signal and converts it into detection luminance data 71. The data output unit 18 outputs the detected luminance data 71 to an external device such as the image processing device 5.

検出輝度データ71は、血管組織等により近赤外線が反射した反射光の輝度データであり、ステントが留置されている血管内部から軸径方向に検出したラインデータを血管全周について管軸方向へ所定範囲(所定ページ数分)集めた走査データである。ラインデータは、軸径方向の各深度(プローブ中心からの距離)の輝度データである。360°分のラインデータが1ページ分のデータ(1断層データ)となり、この1ページ分のデータが管軸方向へ複数(複数ページ分)集まって走査データが構成されている。従って、1ページ分のデータからステントを含む血管の二次元の断層画像を得ることができ、管軸方向の任意の位置を指定することで該当ページの二次元の断層画像を得ることができる。   The detected luminance data 71 is luminance data of reflected light reflected from near-infrared rays by a vascular tissue or the like, and line data detected in the axial radial direction from the inside of the blood vessel in which the stent is placed is predetermined in the axial direction of the tube for the entire circumference of the blood vessel. Scan data collected in a range (a predetermined number of pages). The line data is luminance data of each depth (distance from the probe center) in the axial direction. The 360 ° line data becomes data for one page (one tomographic data), and a plurality of data (for a plurality of pages) is collected in the tube axis direction to form scanning data. Therefore, a two-dimensional tomographic image of a blood vessel including a stent can be obtained from one page of data, and a two-dimensional tomographic image of the corresponding page can be obtained by designating an arbitrary position in the tube axis direction.

画像処理装置5はコンピュータで構成されている。この画像処理装置5は、ハードウェアとして、各種制御と各種演算を実行する制御部21、データやプログラムを記憶する記憶部22、画像を表示するディスプレイ等の表示部25、入力操作を受け付けるマウスおよびキーボード等の入力部26、および、CD−ROM等の記録媒体29に対して情報を読み書きする媒体処理部27を備えている。   The image processing device 5 is configured by a computer. The image processing device 5 includes, as hardware, a control unit 21 that executes various controls and various calculations, a storage unit 22 that stores data and programs, a display unit 25 such as a display that displays images, a mouse that receives input operations, and An input unit 26 such as a keyboard and a medium processing unit 27 that reads and writes information from and on a recording medium 29 such as a CD-ROM are provided.

制御部21は、記録媒体29に記録された検出表示プログラム72等の各種プログラムを媒体処理部27から読み込み記憶部22にインストールして、インストールした各種プログラムを実行することができる。この制御部21は、記憶部22に記憶された検出表示プログラム72により、血管壁検出部30、ステント検出部50、および評価部60として機能する。   The control unit 21 can read various programs such as the detection display program 72 recorded in the recording medium 29 from the medium processing unit 27 and install them in the storage unit 22 and execute the installed various programs. The control unit 21 functions as the blood vessel wall detection unit 30, the stent detection unit 50, and the evaluation unit 60 by the detection display program 72 stored in the storage unit 22.

血管壁検出部30は、カット部31、平滑化部32、内壁位置検出部として機能する内壁検出部33、内壁平滑化部34、外壁位置検出部として機能する外壁検出部35、外壁平滑化部36、壁厚検出部37、危険領域判定手段として機能する薄領域検出部38、内壁データの保存部41、外壁データの保存部42、および薄領域検出データの保存部43を有している。   The blood vessel wall detection unit 30 includes a cut unit 31, a smoothing unit 32, an inner wall detection unit 33 that functions as an inner wall position detection unit, an inner wall smoothing unit 34, an outer wall detection unit 35 that functions as an outer wall position detection unit, and an outer wall smoothing unit. 36, a wall thickness detection unit 37, a thin region detection unit 38 functioning as a dangerous region determination means, an inner wall data storage unit 41, an outer wall data storage unit 42, and a thin region detection data storage unit 43.

カット部31は、検出輝度データ71における各ラインデータについて、金属製のガイドワイヤを有するカテーテルK(図1(A)参照)が高輝度画素G12(図1(B)参照)として写っている部分をカットする処理を行う。具体的には、図3(A)のカット後の検出データ表示画像G2の画像図に示すように、検出輝度データ71の各ラインデータについて、プローブP(図1(C)参照)の回転中心からカテーテル除外用距離Dp(図1(C)参照)までのデータをカットする。カテーテル除外用距離Dpは、予め定めた一定の値であり、カテーテルKの半径距離より長い距離とすることが好ましい。これにより、図3(A)に示したカット後ラインデータD1が得られ、検出データ表示画像G1に写っているカテーテルKが誤検出されることを防止できる。   The cut unit 31 is a portion in which the catheter K (see FIG. 1A) having a metal guide wire is reflected as the high luminance pixel G12 (see FIG. 1B) for each line data in the detected luminance data 71. The process which cuts is performed. Specifically, as shown in the image diagram of the detection data display image G2 after cutting in FIG. 3A, for each line data of the detected luminance data 71, the rotation center of the probe P (see FIG. 1C). To the catheter exclusion distance Dp (see FIG. 1C). The catheter exclusion distance Dp is a predetermined constant value, and is preferably longer than the radial distance of the catheter K. Thereby, the post-cut line data D1 shown in FIG. 3A is obtained, and it is possible to prevent the catheter K in the detection data display image G1 from being erroneously detected.

なお、カット部31によるカテーテルKのカットは、別の方法としてもよい。例えば、カット部31は、図3(B)のカット後の検出データ表示画像G3の画像図に示すように、内壁Wiの内側の測定対象内側距離Diと内壁Wiの外側の測定対象外側距離Doを合わせた測定対象距離Daの外にあるデータをカットする構成とすることができる。測定対象内側距離Diおよび測定対象外側距離Doは、予め定めた所定距離とする、あるいは、ガイドワイヤと内壁Wiまでの距離を基準とする予め定めた所定比率の距離とするなど、適宜の距離とすることができる。内壁Wiの位置は、後述の方法により算出する。このようにして、明らかにステントや内壁ではない箇所を事前に取り除くことができる。   In addition, the cutting of the catheter K by the cutting part 31 is good also as another method. For example, as illustrated in the image diagram of the detection data display image G3 after the cut in FIG. 3B, the cutting unit 31 includes a measurement target inner distance Di inside the inner wall Wi and a measurement target outer distance Do outside the inner wall Wi. It is possible to adopt a configuration in which data outside the measurement target distance Da is combined. The measurement target inner distance Di and the measurement target outer distance Do are set to appropriate distances such as a predetermined distance, or a predetermined ratio based on the distance from the guide wire to the inner wall Wi. can do. The position of the inner wall Wi is calculated by the method described later. In this way, it is possible to remove in advance portions that are clearly not stents or inner walls.

平滑化部32は、ローパスフィルタとして機能し、カット後ラインデータD1(図3(A)参照)を平滑化する。この実施例では、平滑化に移動平均を用いている。具体的には、注目箇所の前後所定個数(例えば10個)ずつのデータ(例えば21個)を平均する計算を、注目箇所を所定個数(例えば1個)ずつ移動して繰り返す。この際、移動の進行方向に対して最後尾の所定個数(例えば1個)データを削除し所定個数先(例えば1個先)のデータを読み込むことで計算を高速化している。このデータの個数は、検出する解像度の1ピクセルを1個として考えると良く、この実施例では実スケールで換算すると0.17mmが1ピクセル(1個)となる。このように平滑化することで、図4(A)のグラフに示すカット後ラインデータD1が図4(B)のグラフに示す平滑後ラインデータD2に平滑化される。   The smoothing unit 32 functions as a low-pass filter, and smoothes the post-cut line data D1 (see FIG. 3A). In this embodiment, a moving average is used for smoothing. Specifically, the calculation of averaging data (for example, 21) of a predetermined number (for example, 10) before and after the target location is repeated by moving the target location by a predetermined number (for example, one). At this time, the calculation is speeded up by deleting the predetermined number of data (for example, one) at the end and reading the data of the predetermined number (for example, one) ahead with respect to the traveling direction of the movement. The number of data may be considered as one pixel of resolution to be detected. In this embodiment, 0.17 mm is one pixel (one) when converted in actual scale. By smoothing in this way, the post-cut line data D1 shown in the graph of FIG. 4 (A) is smoothed into the post-smooth line data D2 shown in the graph of FIG. 4 (B).

なお、図4(A)〜図4(E)のグラフは、いずれも縦軸を輝度(16bitの画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、任意の管軸方向位置での任意の角度の検出ラインデータを表示したグラフである。   4 (A) to 4 (E), in any graph, the vertical axis represents luminance (16-bit image luminance) and the horizontal axis represents the distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P. It is the graph which displayed the detection line data of the arbitrary angles in an axial direction position.

内壁検出部33は、内壁判定基準データとして機能する内壁テンプレートデータ73を記憶部22から読み出し、図4(C)に示すように、平滑化した平滑後ラインデータD2の内側(プローブP側)から、内壁テンプレートTiより高い輝度が内壁テンプレートTiの全長にわたって継続する最初の位置を走査する。そして、内壁検出部33は、最初に条件を満たすときに内壁テンプレートTiの内側端が位置する軸径方向の位置(深度)を内壁位置Piとする。   The inner wall detection unit 33 reads the inner wall template data 73 functioning as inner wall determination reference data from the storage unit 22 and, as shown in FIG. 4C, from the inner side (probe P side) of the smoothed post-smoothing line data D2. The first position where the brightness higher than the inner wall template Ti continues over the entire length of the inner wall template Ti is scanned. And the inner wall detection part 33 makes the inner wall position Pi the position (depth) of the axial radial direction in which the inner end of inner wall template Ti is located, when satisfy | filling conditions initially.

ここで用いる内壁テンプレートTiは、管軸方向の内側(プローブP側)にある程度高い輝度が設定され、管軸方向の外側(血管の外側)にそれより低い輝度が設定されて内から外へ下がる階段形状に形成されている。内壁テンプレートTiにおける管軸方向の外側の輝度は、ステントが存在する位置での検出データにおけるステントによるピーク後方の平坦部分の輝度よりも高い輝度に設定されている。   The inner wall template Ti used here has a certain level of high brightness on the inner side (probe P side) in the tube axis direction, and a lower brightness is set on the outer side (outside of the blood vessel) in the tube axis direction. It is formed in a staircase shape. The outer brightness in the tube axis direction of the inner wall template Ti is set to be higher than the brightness of the flat portion behind the peak due to the stent in the detection data at the position where the stent exists.

内壁テンプレートTiの深度方向の幅は、ステントの実際の厚さよりも幅広に構成されており、ステントの実際の厚さの2倍以上が好ましく、3倍以上がより好ましい。   The width in the depth direction of the inner wall template Ti is configured to be wider than the actual thickness of the stent, and is preferably at least twice the actual thickness of the stent, more preferably at least three times.

これにより、血管壁の外側は輝度がなだらかに下がる特徴をとらえて、血管内壁の位置を精度よく検出できる。つまり、ステントが存在する位置では、図4(D)に示すように、平滑後ラインデータD3は、管軸方向の幅が短いピークとなって現れる。これに対し管軸方向に所定範囲まで所定輝度以上であるか否かを判定することで、ステントの後方が内壁テンプレートTiの輝度以下となり、内壁ではないことがわかる。このようにして、ステント等を除外して内壁を精度よく検出できる。   Thereby, the position of the inner wall of the blood vessel can be accurately detected by grasping the feature that the brightness of the outer wall of the blood vessel is gently lowered. That is, at the position where the stent exists, as shown in FIG. 4D, the smoothed line data D3 appears as a peak with a short width in the tube axis direction. On the other hand, by determining whether or not the predetermined brightness in the tube axis direction is equal to or higher than the predetermined brightness, it can be understood that the rear of the stent is equal to or lower than the brightness of the inner wall template Ti and is not the inner wall. In this way, it is possible to accurately detect the inner wall, excluding stents and the like.

内壁平滑化部34は、内壁位置Piを血管周方向に一周分まとめて移動平均による平滑化を行う。内壁平滑化部34は、この1周単位での平滑化を血管の管軸方向に繰り返し、全ての内壁位置Piに対して実行する。平滑化後の内壁位置Piは、内壁データの保存部41により記憶部22の内壁データ74に保存される。この内壁平滑化部34により、ステントSの存在によって内壁位置Piが検出されなかった部分についても、検出できたステントS周囲の内壁位置Piに基づいて平滑化されたデータが得られ、内壁位置Piを定めることができる。   The inner wall smoothing unit 34 performs smoothing by moving average by collecting the inner wall positions Pi for one round in the blood vessel circumferential direction. The inner wall smoothing unit 34 repeats the smoothing in one round unit in the direction of the blood vessel axis, and executes it for all inner wall positions Pi. The smoothed inner wall position Pi is stored in the inner wall data 74 of the storage unit 22 by the inner wall data storage unit 41. The inner wall smoothing unit 34 obtains smoothed data based on the inner wall position Pi around the stent S that can be detected even for the portion where the inner wall position Pi is not detected due to the presence of the stent S, and the inner wall position Pi is obtained. Can be determined.

外壁検出部35は、外壁テンプレートデータ75を記憶部22から読み出し、図4(E)に示すように、平滑後ラインデータD2に対して、内壁の走査方向と逆方向となる外側(管状器官の外側)から、最初に外壁テンプレートTo(外壁判定基準データ)の輝度となる位置を走査する。外壁検出部35は、最初に外壁テンプレートToの輝度となった位置を外壁位置Poとする。この外壁の走査は、血管壁部分の平滑後ラインデータD2とステント部分の平滑後ラインデータD3を含めて全ての平滑後ラインデータに対して実行するとよいが、内壁を検出できた平滑後ラインデータD2に対してのみ実行してもよい。なお、外壁テンプレートデータ75は、1つの輝度のデータとするとよいが、内壁テンプレートデータ73のように階段状のテンプレートとしてもよい。   The outer wall detection unit 35 reads the outer wall template data 75 from the storage unit 22, and, as shown in FIG. 4E, the outer wall of the tubular organ that is opposite to the scanning direction of the inner wall with respect to the smoothed line data D2. From the outside, first, a position where the brightness of the outer wall template To (outer wall determination reference data) is obtained is scanned. The outer wall detection unit 35 first sets the position where the luminance of the outer wall template To becomes the outer wall position Po. The scanning of the outer wall may be performed on all the smoothed line data including the smoothed line data D2 of the blood vessel wall part and the smoothed line data D3 of the stent part. You may perform only with respect to D2. The outer wall template data 75 may be one luminance data, but may be a stepped template like the inner wall template data 73.

内壁を検出できた平滑後ラインデータD2に対してのみ1つの輝度データである外壁テンプレートデータ75で外壁を走査した場合には、血管壁であると認定できている部分に対して単純な輝度判定のみで外壁位置を検出できるため、高精度かつ高速に実行することができる。   When the outer wall is scanned with the outer wall template data 75, which is one luminance data, only for the smoothed line data D2 from which the inner wall has been detected, a simple luminance determination is performed for a portion that is recognized as a blood vessel wall. Since the position of the outer wall can be detected only with this, it can be executed with high accuracy and high speed.

外壁平滑化部36は、外壁位置Poを血管周方向に一周分まとめて移動平均による平滑化を行う。外壁平滑化部36は、この1周単位での平滑化を血管の管軸方向に繰り返し、全ての外壁位置Poに対して実行する。平滑化後の外壁位置Poは、外壁データの保存部42により記憶部22の外壁データ76に保存される。この外壁平滑化部36により、ステントSの存在によって外壁位置Poが検出されなかった部分についても、検出できたステントS周囲の外壁位置Poに基づいて平滑化されたデータが得られ、外壁位置Poを定めることができる。   The outer wall smoothing unit 36 performs smoothing by moving average by collecting the outer wall position Po for one round in the blood vessel circumferential direction. The outer wall smoothing unit 36 repeats the smoothing in one round unit in the direction of the tube axis of the blood vessel, and executes it on all outer wall positions Po. The smoothed outer wall position Po is stored in the outer wall data 76 of the storage unit 22 by the outer wall data storage unit 42. The outer wall smoothing unit 36 obtains data that is smoothed based on the outer wall position Po around the stent S that can be detected even for a portion where the outer wall position Po is not detected due to the presence of the stent S, and the outer wall position Po is obtained. Can be determined.

このようにして内壁と外壁の位置を測定することで、図5(A)の画像図に示す血管の断層画像のような検出データから、内壁検出部33および外壁検出部35により、図5(B)の画像図に示すように内壁位置Piおよび外壁位置Poを検出でき、内壁平滑化部34および外壁平滑化部36により、図5(C)の画像図に示すようにばらつきのない内壁位置Piおよび外壁位置Poを取得できる。なお、内壁検出部33、内壁平滑化部34、外壁検出部35、および外壁平滑化部36は、壁部検出手段として機能する。   By measuring the positions of the inner wall and the outer wall in this way, the inner wall detection unit 33 and the outer wall detection unit 35 can detect the detection data such as the tomographic image of the blood vessel shown in the image diagram of FIG. The inner wall position Pi and the outer wall position Po can be detected as shown in the image diagram of B), and the inner wall position having no variation as shown in the image diagram of FIG. 5C can be detected by the inner wall smoothing unit 34 and the outer wall smoothing unit 36. Pi and outer wall position Po can be acquired. In addition, the inner wall detection part 33, the inner wall smoothing part 34, the outer wall detection part 35, and the outer wall smoothing part 36 function as a wall part detection means.

壁厚検出部37は、図5(D)の断層画像での説明図に示すように、平滑化後の1周分の内壁位置Piから内壁閉曲線Riを求め、各内壁位置Piについて内壁閉曲線Riの法線NL方向の外壁位置Poを求めて、その内壁位置Piから外壁位置Poまでの距離を壁厚Wd(血管壁の厚さ)として求める。壁厚検出部37は、この壁厚Wdを1周分について求め、さらに管軸方向の全長にわたって求める。   As shown in the explanatory diagram of the tomographic image of FIG. 5D, the wall thickness detection unit 37 obtains the inner wall closed curve Ri from the inner wall position Pi for one round after smoothing, and the inner wall closed curve Ri for each inner wall position Pi. The outer wall position Po in the normal line NL direction is obtained, and the distance from the inner wall position Pi to the outer wall position Po is obtained as the wall thickness Wd (the thickness of the blood vessel wall). The wall thickness detection part 37 calculates | requires this wall thickness Wd about 1 round, and also calculates | requires over the full length of a pipe-axis direction.

このように内壁閉曲線Riの法線NL方向に距離を算出することで、プローブPからの距離で測定するよりも血管壁の厚さを正確に測定できる。また、外壁より内壁の方が精度よく検出できるため、外壁の外壁閉曲線Roから法線をとるよりも、内壁閉曲線Riから法線NLを取ることで、より正確に壁厚を算出できる。   Thus, by calculating the distance in the direction of the normal line NL of the inner wall closed curve Ri, the thickness of the blood vessel wall can be measured more accurately than by measuring the distance from the probe P. Further, since the inner wall can be detected more accurately than the outer wall, the wall thickness can be calculated more accurately by taking the normal line NL from the inner wall closed curve Ri rather than taking the normal line from the outer wall closed curve Ro of the outer wall.

薄領域検出部38は、算出した壁厚があらかじめ定めた基準厚より薄いか否か判定し、薄い場合に、その内壁位置Pi(若しくは外壁位置Po)を血管組織の厚さが病的に薄く危険であると判断されるTCF領域として検出する。図5(E)は、TCF領域(危険領域)である薄領域TCFを示す断層画像の画像図である。基準厚は、例えば100ミクロンとするなど、適宜の厚さとすることができる。薄領域検出部38は、全ての壁厚について判定し、検出輝度データ71の全周全長に渡ってTCF領域を検出する。検出されたTCF領域は、薄領域検出データの保存部43により記憶部22の壁薄領域データ77に保存される。この薄領域TCFを表示する表示部25は、壁部関連データを表示する壁部関連データ出力手段として機能する。   The thin region detection unit 38 determines whether or not the calculated wall thickness is thinner than a predetermined reference thickness, and if it is thin, the inner wall position Pi (or outer wall position Po) is pathologically thin. It is detected as a TCF area determined to be dangerous. FIG. 5E is an image diagram of a tomographic image showing a thin region TCF which is a TCF region (dangerous region). The reference thickness can be an appropriate thickness, for example, 100 microns. The thin area detection unit 38 determines all wall thicknesses and detects the TCF area over the entire circumference of the detected luminance data 71. The detected TCF region is stored in the thin wall region data 77 of the storage unit 22 by the thin region detection data storage unit 43. The display unit 25 that displays the thin region TCF functions as a wall-related data output unit that displays wall-related data.

ステント検出部50は、カット部51、絞り込み部52、ステント一次検出部53、ステント補完部54、テンプレート選択部56、およびノイズ除去後のステントデータの保存部57を有している。   The stent detection unit 50 includes a cut unit 51, a narrowing unit 52, a stent primary detection unit 53, a stent complementing unit 54, a template selection unit 56, and a stent data storage unit 57 after noise removal.

カット部51は、記憶部22から検出輝度データ71を読み出し、検出輝度データ71のうちプローブの回転中心からカテーテル除外用距離Dpまでのデータと、画像輝度Bn以下のデータをカットする。すなわち、検出輝度データ71のうち、プローブの回転中心からの距離がカテーテル除外用距離Dp以上で、かつ、画像輝度Bn以上に含まれる画素数を各ラインで算出する。   The cut unit 51 reads the detected luminance data 71 from the storage unit 22 and cuts the data from the rotation center of the probe to the catheter exclusion distance Dp and the data below the image luminance Bn in the detected luminance data 71. That is, in the detected luminance data 71, the number of pixels included in each line is calculated such that the distance from the rotation center of the probe is equal to or greater than the catheter exclusion distance Dp and equal to or greater than the image luminance Bn.

画像輝度Bnは、適宜定めた所定輝度とすることができ、テンプレートの最大値に対して、1/2以下の所定輝度とすることができ、1/4以下の所定輝度とすることが好ましく、1/5程度の所定輝度とすることがより好ましい。これにより、画像輝度Bn以上の画素数(データ数)が所定量のラインをステントS候補とすることができ、処理速度を向上させることができる。
なお、カテーテルKの誤検知を防止するためのデータのカットは、カテーテル除外用距離Dpまでのデータのカットの代わりに、カット部31で説明したように測定対象距離Daの外にあるデータをカットする構成としてもよい。
The image brightness Bn can be a predetermined brightness determined as appropriate, can be set to a predetermined brightness of 1/2 or less with respect to the maximum value of the template, and is preferably set to a predetermined brightness of 1/4 or less. It is more preferable that the predetermined luminance is about 1/5. As a result, a line having a predetermined number of pixels (number of data) equal to or higher than the image luminance Bn can be set as the stent S candidate, and the processing speed can be improved.
Note that the data cut to prevent erroneous detection of the catheter K is performed by cutting data outside the measurement target distance Da as described in the cut unit 31 instead of cutting the data up to the catheter exclusion distance Dp. It is good also as composition to do.

絞り込み部52は、カット部51のカットにより残ったラインの検出輝度データ71のうち、カット部51で算出した画素数が全ライン平均の所定割合以下(例えば6割以下)となるラインデータをステント存在候補の検出データとして抽出する。   The narrowing-down unit 52 stents line data in which the number of pixels calculated by the cut unit 51 is equal to or less than a predetermined ratio (for example, 60% or less) of the average of all lines in the detected luminance data 71 of the line remaining after the cut by the cut unit 51. Extracted as detection data of existence candidates.

テンプレート選択部56は、ステントテンプレートデータ78の中から適切なテンプレートを選択する。このテンプレートの選択は、プローブの種類等によって手動あるいは自動で選択する。自動で選択する場合には、検出データの全体の輝度等、プローブの特性に合わせて機械的に決定すればよい。また、選択するテンプレートは、1つに限らず、複数とすることもできる。このテンプレート選択部56は、テンプレート切替手段として機能する。   The template selection unit 56 selects an appropriate template from the stent template data 78. This template is selected manually or automatically depending on the type of probe. When selecting automatically, it may be mechanically determined in accordance with the characteristics of the probe, such as the overall brightness of the detection data. Further, the number of templates to be selected is not limited to one, but may be plural. The template selection unit 56 functions as a template switching unit.

ステント一次検出部53は、絞り込み部52で絞り込まれた検出データについて、テンプレート選択部56で選択されたテンプレートによるマッチング処理を実行する。このマッチング処理では、各ラインの検出データの輝度プロファイルに対して、テンプレートを深度方向に移動させながら平均輝度誤差が所定範囲内(閾値内)にある箇所を検出する。所定範囲内にあれば、ステントと判断する。このとき、輝度が上限輝度Bu(Buは予め定めた所定値)以上の場合は上限輝度Buとして扱う。そして、平均輝度誤差が所定範囲内にある検出データを発見すると、そのときのテンプレートの位置におけるテンプレートの最大輝度の位置をステント位置として定める。   The primary stent detection unit 53 performs matching processing on the detection data narrowed down by the narrowing-down unit 52 using the template selected by the template selection unit 56. In this matching process, a portion where the average luminance error is within a predetermined range (within a threshold value) is detected while moving the template in the depth direction with respect to the luminance profile of the detection data of each line. If it is within the predetermined range, it is determined as a stent. At this time, if the luminance is equal to or higher than the upper limit luminance Bu (Bu is a predetermined value), it is handled as the upper limit luminance Bu. When detection data having an average luminance error within a predetermined range is found, the position of the maximum luminance of the template at the template position at that time is determined as the stent position.

このステント一次検出に用いるテンプレートは、生体の管状器官に装着されたステントSを検出する際に現れ得るデータの特徴をとらえ、ステントSのピーク後方部分のマッチングを行うテンプレートとしている。   The template used for the primary detection of the stent is a template that captures the characteristics of data that can appear when detecting the stent S attached to the tubular organ of the living body and matches the peak rear portion of the stent S.

詳述すると、図6(A)は、縦軸を輝度(画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、任意の管軸方向位置での任意の角度の検出データL4,L5を表示したグラフである。   More specifically, FIG. 6A shows detection of an arbitrary angle at an arbitrary position in the axial direction of the tube, with the vertical axis representing luminance (image luminance) and the horizontal axis representing the distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P. It is the graph which displayed data L4 and L5.

検出データL4は、血管Bに留置したばかりのステントSを検出した場合のグラフを示す。図示するように、検出データL4は、ステントSの存在する深度で輝度が急激に高くなってピークを示している。   The detection data L4 shows a graph when the stent S just placed in the blood vessel B is detected. As shown in the figure, the detection data L4 shows a peak with a sharp increase in luminance at the depth at which the stent S exists.

検出データL5は、血管BにステントSを留置して時間が経過した後に血管壁が新生している部位を検出した場合のグラフを示す。図示するように、血管壁での反射によって輝度が徐々に高くなり、ステントS付近で急激に少し高くなってピークを示していることがわかる。   The detection data L5 shows a graph when a site where a blood vessel wall is newly born after a lapse of time after the stent S is placed in the blood vessel B is detected. As shown in the figure, it can be seen that the luminance gradually increases due to the reflection on the blood vessel wall and rapidly increases slightly near the stent S to show a peak.

図6(B)は、縦軸を輝度(画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、ステントSが存在する検出データL6のステントSによるピーク後方部位を拡大表示したグラフである。   In FIG. 6B, the vertical axis is the luminance (image luminance) and the horizontal axis is the distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P, and the peak rear portion of the detection data L6 in which the stent S exists is expanded by the stent S. It is the displayed graph.

図示するように、テンプレートTは、ピーク後方の急低下部分T1では傾斜変化部T2まで輝度が急激に低下し、傾斜変化部の後方の低輝度部分T3ではなだらかに低輝度が続いている形状である。従って、テンプレートTは、この急低下部分T1とその後の低輝度部分に着目する形状としている。   As shown in the figure, the template T has a shape in which the brightness rapidly decreases to the slope changing portion T2 in the sharply decreasing portion T1 behind the peak, and the low brightness continues gently in the low brightness portion T3 behind the slope changing portion. is there. Accordingly, the template T has a shape that focuses on the suddenly decreasing portion T1 and the subsequent low luminance portion.

詳述すると、テンプレートTは、深度方向に沿って、高輝度から急激に輝度が下がり、その後は変化が少なく低輝度を示す(特に少しずつ低下するか同じ輝度を示す)形状とする。また、テンプレートのうち最も輝度の高い最初の箇所に対応する検出データの座標Cを、ステント画素(ステント位置)とする。これにより、ステントの存在するラインデータと、そのラインデータにおけるステント位置を適切に決定できる。なお、テンプレートの形状等によって、ステント位置は、テンプレートにおける所定位置に定めることができ、例えば、テンプレートのうち最も輝度の高い箇所から定められる所定位置(たとえば同一位置ではなく解像度の所定画素数分だけ深度の浅い位置とするなど)とすることができる。   More specifically, the template T has a shape in which the luminance decreases rapidly from the high luminance along the depth direction, and thereafter changes little and shows low luminance (especially decreases little by little or shows the same luminance). Further, the coordinate C of the detection data corresponding to the first location with the highest luminance in the template is defined as a stent pixel (stent position). Thereby, the line data in which a stent exists and the stent position in the line data can be determined appropriately. The stent position can be determined at a predetermined position in the template depending on the shape of the template, for example, a predetermined position determined from the highest luminance portion of the template (for example, not the same position but a predetermined number of pixels of resolution). A shallow position).

また、マッチングの際には、検出データL6とテンプレートTの誤差Mが所定範囲内であればステントSであると判断する。これにより、検出精度を向上することができる。   In matching, if the error M between the detection data L6 and the template T is within a predetermined range, the stent S is determined. Thereby, detection accuracy can be improved.

このステント一次検出部53は、1つの検出データ内にテンプレートにマッチする点が複数見つかった場合、最も良く一致する点を用いてステント位置を定める。また、複数のテンプレートを用いる場合、いずれかのテンプレートとの平均輝度誤差が所定範囲内(閾値内)にあればステントであると定める。   When a plurality of points matching the template are found in one detection data, the primary stent detection unit 53 determines the stent position using the best matching point. When a plurality of templates are used, a stent is determined to be a stent if the average luminance error with any template is within a predetermined range (within a threshold value).

このステント一次検出部53と上述したカット部51および絞り込み部52は、ステント位置検出手段として機能する。また、一次検索部31とテンプレート選択部56とステント一次検出部53を有する画像処理装置5は、ステント検出処理装置として機能する。   The stent primary detection unit 53 and the cut unit 51 and the narrowing unit 52 described above function as a stent position detection unit. The image processing apparatus 5 including the primary search unit 31, the template selection unit 56, and the stent primary detection unit 53 functions as a stent detection processing apparatus.

ステント補完部54は、まず、絞り込み部52およびステント一次検出部53でのステント検出よりもステントとして検出する条件を緩やかにしてステント候補Ss(図7(A)参照)を検出する補完候補抽出処理を行う。具体的には、絞り込み部52における平均誤差の許容値を大きくしてステント存在候補の検出データとし、これに対してステント一次検出部53によるステント検出を行い、検出したステントをステント候補Ssとする。このとき、すでに検出しているステントSと同じ位置のものはステント候補Ssから除かれる。なお、“同じ位置”は、プローブPの回転角度とプローブPからの距離により定まる。   First, the stent complementing unit 54 detects the stent candidate Ss (see FIG. 7A) by making the conditions for detecting a stent gentler than the stent detection by the narrowing-down unit 52 and the stent primary detection unit 53. I do. More specifically, the tolerance value of the average error in the narrowing-down unit 52 is increased to obtain detection data of a stent presence candidate, and the stent primary detection unit 53 detects the detected data, and the detected stent is set as a stent candidate Ss. . At this time, the same position as the already detected stent S is excluded from the stent candidates Ss. The “same position” is determined by the rotation angle of the probe P and the distance from the probe P.

次に、ステント補完部54は、図7(A)の斜視図による説明図に示すように、ステント候補Ssについて、そのステント候補Ssが存在する断層画像I2の前後の断層画像I1,I3において、ステント候補Ssと同じ位置から所定範囲内(図示の例では半径Loの円内)にステントS1,S3が存在するかを確認し、断層画像I1,I3のどちらか一方に存在すればステント候補Ssはステントである、そうでなければステント候補Ssはステントではないと判定する補完判定処理を行い、ステント候補SsからステントSを補完する。半径Loは、連続する断層画像の画像間距離よりも短いことが好ましく、画像間距離の3/4以下がより好ましく、画像間距離の半分程度がさらに好ましい。   Next, as shown in the explanatory view of the perspective view of FIG. 7A, the stent complementing unit 54, for the stent candidate Ss, in the tomographic images I1 and I3 before and after the tomographic image I2 in which the stent candidate Ss exists, It is confirmed whether or not the stents S1 and S3 exist within a predetermined range (in the example shown in the circle with the radius Lo) from the same position as the stent candidate Ss, and if it exists in either one of the tomographic images I1 or I3, the stent candidate Ss. Is a stent, and a complement determination process is performed to determine that the stent candidate Ss is not a stent, and the stent S is complemented from the stent candidate Ss. The radius Lo is preferably shorter than the inter-image distance between successive tomographic images, more preferably 3/4 or less of the inter-image distance, and even more preferably about half of the inter-image distance.

これにより、連続する断層画像Iに近接して現れるはずのステントの形状による特性を利用し、一次検出では検出できなかったステントを補完することができ、検出精度を向上することができる。   This makes it possible to complement the stent that could not be detected by the primary detection by using the characteristics depending on the shape of the stent that should appear close to the continuous tomographic image I, and improve the detection accuracy.

例えば、図7(B)、図7(C)、図7(D)と連続する3枚の断層画像I4〜I6を見たとき、図7(B)の断層画像I4と図7(C)の断層画像I6はステントSを正しく検出できているが、図7(C)の断層画像I5では領域EでステントSを検出できていないということがある。   For example, when viewing three tomographic images I4 to I6 that are continuous with FIGS. 7B, 7C, and 7D, the tomographic image I4 in FIG. 7B and FIG. In the tomographic image I6, the stent S can be detected correctly, but in the tomographic image I5 in FIG. 7C, the stent S may not be detected in the region E.

ここで、平均誤差の許容値を大きくした補完候補抽出処理によって、図7(E)の断層画像I7にステント候補Ssが検出される。このステント候補Ssは、領域Eの中だけでなく、領域Eの外にも検出されており、誤検出されているものが含まれている。   Here, the stent candidate Ss is detected in the tomographic image I7 in FIG. 7E by the complementary candidate extraction process in which the allowable value of the average error is increased. This stent candidate Ss is detected not only in the region E but also outside the region E, and includes those that are erroneously detected.

ここからさらに、前後の断層画像I4,I6を用いた補完判定処理を実行することで、図7(F)に示す断層画像I8に表示されているように、領域E内などステントSとして正しいステント候補Ssが残り、連続する他の断層画像Iとの連続性のないステント候補Ss(図7(E)参照)がノイズであるとして除外される。   From here, by performing complementary determination processing using the previous and subsequent tomographic images I4 and I6, as shown in the tomographic image I8 shown in FIG. The candidate Ss remains, and the stent candidate Ss (see FIG. 7E) that is not continuous with another continuous tomographic image I is excluded as noise.

このように、全ての断層画像Iについてステント補完部54による補完を行うことで、未検出であったステントSを補完することができ、かつ、補完に伴うノイズを除外することができる。
この補完の効果は、ステントSを三次元表示した際に顕著に現れる。図8(A)は、ステント一次検出部53により検出したステントSを三次元表示した三次元画像図であり、図8(B)は、補完候補抽出処理で抽出した全てのステント候補Ssを三次元表示した三次元画像図であり、図8(C)は、ステント補完部54による補完後のステントSを三次元表示した三次元画像図である。図8(A)では未検出のステントが多く、図8(B)ではノイズが多いが、図8(C)ではステントが精度よく検出されて明瞭に表示されている。
なお、前後の断層画像I4,I6を用いた補完判定処理では、前後の断層画像I4,I6の所定範囲内の一方にステントSがある場合に補完するとしたが、前後の断層画像I4,I6の両方の所定範囲内にステントSがある場合に補完する構成としてもよい。また前後の断層画像I4,I6の各所定範囲内に存在するのがステントSではなくステント候補Ssであってもステントを補完する構成としてもよい。このように構成した場合でも、ステントを適切に補完することができる。
Thus, by performing the complementation by the stent complementation unit 54 for all the tomographic images I, the undetected stent S can be complemented, and noise associated with the complementation can be excluded.
The effect of this complementation is noticeable when the stent S is displayed in three dimensions. FIG. 8A is a three-dimensional image diagram in which the stent S detected by the stent primary detection unit 53 is three-dimensionally displayed, and FIG. 8B shows all the stent candidates Ss extracted in the complementary candidate extraction process. FIG. 8C is a three-dimensional image diagram in which the stent S after complementation by the stent complementing unit 54 is three-dimensionally displayed. In FIG. 8A, there are many undetected stents and in FIG. 8B there is a lot of noise, but in FIG. 8C, the stents are detected with high accuracy and are clearly displayed.
In addition, in the complementation determination process using the front and rear tomographic images I4 and I6, the supplementation is performed when the stent S is in one of the predetermined ranges of the front and rear tomographic images I4 and I6. It is good also as a structure complemented when the stent S exists in both the predetermined ranges. In addition, the stent may be supplemented even if the stent candidate Ss is not the stent S but exists in each of the predetermined ranges of the front and rear tomographic images I4 and I6. Even in such a configuration, the stent can be appropriately complemented.

ステントデータの保存部57は、検出されたステントのデータを、ステントデータ79として記憶部22に保存する。   The stent data storage unit 57 stores the detected stent data in the storage unit 22 as stent data 79.

なお、血管壁検出部30のカット部31およびステント検出部50のカット部51は、媒体処理部27によって記録媒体29から検出輝度データ71を読み出してもよい。検出輝度データ71を読み出すカット部31およびカット部51は、データ取得手段として機能する。   Note that the cut unit 31 of the blood vessel wall detection unit 30 and the cut unit 51 of the stent detection unit 50 may read the detected luminance data 71 from the recording medium 29 by the medium processing unit 27. The cut unit 31 and the cut unit 51 that read the detected luminance data 71 function as data acquisition means.

評価部60は、ステント装着状態判定手段として機能するステント状態検出部61と、評価データの保存部63とを有している。
ステント状態検出部61は、内壁データ74とステントデータ79に基づいてステントSの内壁への装着状態を評価する。具体的には、断層画像Iごとに、連続する内壁データ74をつなぎ合わせた内壁閉曲線Riと、連続するステントデータ79をつなぎ合わせたステント閉曲線を求め、内壁閉曲線Riとステント閉曲線が不一致となる面積を求め、この面積を血管壁の周長(すなわち内壁閉曲線Riの長さ)で除算した平均不一致量を算出して、この平均不一致量を平均的なステント装着のズレ量を示す指標として用いる。平均不一致量が大きいほどズレ量が大きく、平均不一致量が小さいほどズレ量が小さいと評価できる。内壁閉曲線Riとステント閉曲線が不一致となる面積は、例えば内壁閉曲線Riの面積からステント閉曲線の面積を除算して算出することができる。このようにして、内壁に対するステントのズレ量を定量的に評価できる。
The evaluation unit 60 includes a stent state detection unit 61 that functions as a stent attachment state determination unit, and an evaluation data storage unit 63.
The stent state detection unit 61 evaluates the mounting state of the stent S on the inner wall based on the inner wall data 74 and the stent data 79. Specifically, for each tomographic image I, an inner wall closed curve Ri obtained by connecting the continuous inner wall data 74 and a stent closed curve obtained by connecting the continuous stent data 79 are obtained, and the area where the inner wall closed curve Ri and the stent closed curve do not coincide with each other. An average mismatch amount obtained by dividing the area by the circumference of the blood vessel wall (that is, the length of the inner wall closed curve Ri) is calculated, and this average mismatch amount is used as an index indicating an average stent mounting deviation amount. It can be evaluated that the larger the average mismatch amount, the larger the shift amount, and the smaller the average mismatch amount, the smaller the shift amount. The area where the inner wall closed curve Ri and the stent closed curve do not coincide can be calculated, for example, by dividing the area of the stent closed curve from the area of the inner wall closed curve Ri. In this manner, the amount of stent displacement relative to the inner wall can be quantitatively evaluated.

また、予め定めたズレ許容値よりも平均不一致量が大きければ、ステントの装着状態が不適切であることを示すアラームを出力することが好ましい。これにより、利用者は、ステントの管軸方向に平均不一致量を全て確認しなくとも、装着状態が不適切であることを認識できる。   Further, if the average mismatch amount is larger than a predetermined deviation allowable value, it is preferable to output an alarm indicating that the stent mounting state is inappropriate. Thereby, the user can recognize that the mounting state is inappropriate without checking all the average mismatch amounts in the tube axis direction of the stent.

画像処理装置5は、この平均不一致量を、数値で表示する、あるいは、横軸を管軸方向の深度とし縦軸を平均不一致量とするグラフで表示するなど、適宜の態様で表示部25に表示する。この平均不一致量を表示する表示部25は、平均不一致量を壁部関連データとして出力する壁部関連データ出力手段として機能する。   The image processing device 5 displays the average mismatch amount numerically, or displays the average mismatch amount on the display unit 25 in an appropriate manner, such as displaying a graph with the horizontal axis as the depth in the tube axis direction and the vertical axis as the average mismatch amount. indicate. The display unit 25 that displays the average mismatch amount functions as a wall-related data output unit that outputs the average mismatch amount as wall-related data.

図7(G)の画像図に示す断層画像I9は、内壁閉曲線RiにステントSが近接しており、正しく装着されていることがわかる。図7(H)の画像図に示す断層画像I10は、内壁閉曲線RiからステントSが離間しており、正しく装着されていないことがわかる。このように、内壁閉曲線RiとステントSを断層画像I9,I10に明瞭に表示することでステント装着状態の適否を目視で評価でき、上述した平均不一致量の算出により定量的に評価できる。   The tomographic image I9 shown in the image diagram of FIG. 7G shows that the stent S is close to the inner wall closed curve Ri and is correctly attached. In the tomographic image I10 shown in the image diagram of FIG. 7 (H), it can be seen that the stent S is separated from the inner wall closed curve Ri and is not mounted correctly. In this way, by properly displaying the inner wall closed curve Ri and the stent S on the tomographic images I9 and I10, the suitability of the stent mounting state can be visually evaluated, and quantitative evaluation can be performed by calculating the above-described average mismatch amount.

なお、別の評価方法として、ステントSと内壁との距離(例えば内壁の法線方向NLの距離)を算出し、この距離を1つの断層画像Iの全ステントSについて求め、全距離を加算してステントSの数で除算した値を平均不一致量として評価指標に用いてもよい。この場合でも内壁に対するステントのズレ量を定量的に評価できる。   As another evaluation method, the distance between the stent S and the inner wall (for example, the distance in the normal direction NL of the inner wall) is calculated, and this distance is obtained for all the stents S in one tomographic image I, and the total distance is added. The value divided by the number of stents S may be used as an evaluation index as an average mismatch amount. Even in this case, the amount of stent displacement relative to the inner wall can be quantitatively evaluated.

評価データの保存部63は、ステント状態検出部61により算出した各断層画像Iの平均不一致量を評価データ81として記憶部22に保存する。   The evaluation data storage unit 63 stores the average mismatch amount of each tomographic image I calculated by the stent state detection unit 61 as the evaluation data 81 in the storage unit 22.

記憶部22は、検出輝度データ71、検出表示プログラム72、内壁テンプレートデータ73、内壁データ74、外壁テンプレートデータ75、外壁データ76、壁薄領域データ77、ステントテンプレートデータ78、およびステントデータ79等、各種のデータとプログラムを記憶している。検出輝度データ71は、検出装置3から受信したか、媒体処理部27により記録媒体29から読み取ったものである。   The storage unit 22 includes detection luminance data 71, detection display program 72, inner wall template data 73, inner wall data 74, outer wall template data 75, outer wall data 76, wall thin region data 77, stent template data 78, stent data 79, and the like. Various data and programs are stored. The detected luminance data 71 is received from the detection device 3 or read from the recording medium 29 by the medium processing unit 27.

3次元画像構築手段として機能する三次元表示部91、および二次元表示部92は、検出輝度データ71、内壁データ74、外壁データ76、壁薄領域データ77、およびステントデータ79を記憶部22から読み出し、それぞれ三次元画像や二次元画像を表示部25に表示する。
三次元表示部91は、検出輝度データ71、内壁データ74、外壁データ76、壁薄領域データ77、およびステントデータ79を軸径方向および管軸方向に配置して三次元画像を再構築した三次元画像を表示する。これにより、内壁、外壁、薄領域、ステントを単独または組み合わせて自由に三次元画像として表示できる。
The three-dimensional display unit 91 and the two-dimensional display unit 92 functioning as a three-dimensional image constructing unit receive detection luminance data 71, inner wall data 74, outer wall data 76, wall thin region data 77, and stent data 79 from the storage unit 22. Reading is performed, and a three-dimensional image and a two-dimensional image are respectively displayed on the display unit 25.
The three-dimensional display unit 91 arranges the detected luminance data 71, the inner wall data 74, the outer wall data 76, the wall thin region data 77, and the stent data 79 in the axial diameter direction and the tube axis direction to reconstruct a three-dimensional image. Display the original image. Thereby, an inner wall, an outer wall, a thin area | region, and a stent can be freely displayed as a three-dimensional image individually or in combination.

図9(A)は、内壁WiとステントSを管軸方向に縦断して表示する三次元画像図であり、図9(B)は内壁WiとステントSを軸径方向に横断して表示する三次元画像図であり、図9(C)は外壁Wo(または内壁Wi)と薄領域TCFを表示する三次元画像である。ここで、内壁Wiおよび外壁Woは血管をイメージしやすいピンク色や赤色等で表示し、ステントSは金属をイメージしやすいシルバー色またはグレー色等で表示し、薄領域TCFは黄色や白など内壁Wiおよび外壁Woと区別できる色で表示する。このように、血管の状態、ステントの状態を三次元で表示でき、入力部26の操作に応じて任意の位置および任意の角度での表示を行うことができる。この薄領域TCFを表示する三次元表示部91は、危険領域明示手段として機能する。   FIG. 9A is a three-dimensional image diagram that displays the inner wall Wi and the stent S in a longitudinal direction in the tube axis direction, and FIG. 9B displays the inner wall Wi and the stent S across the axial diameter direction. FIG. 9C is a three-dimensional image diagram, and FIG. 9C is a three-dimensional image displaying the outer wall Wo (or inner wall Wi) and the thin region TCF. Here, the inner wall Wi and the outer wall Wo are displayed in pink, red, or the like that makes it easy to image a blood vessel, the stent S is displayed in silver, gray, or the like that makes it easy to image a metal, and the thin region TCF is an inner wall such as yellow or white. Displayed in a color distinguishable from Wi and the outer wall Wo. Thus, the state of the blood vessel and the state of the stent can be displayed in three dimensions, and display at an arbitrary position and an arbitrary angle can be performed according to the operation of the input unit 26. The three-dimensional display unit 91 that displays the thin area TCF functions as a dangerous area specifying means.

二次元表示部92は、検出輝度データ71における管軸方向の各位置(ページ番号)での全周の輝度データ(ラインデータ)を360°回転配置して断層画像I(I1〜I10)を表示する。また、二次元表示部92は、ステントデータ79に記憶されているデータのうち、管軸方向の同じ位置(ページ番号)のデータでステントが存在している位置に、ステント画像(例えば赤色の点や白色の点等の色または輝度の異なる画像)を重ねて表示する。これにより、血管の断層画像(二次元表示部92)上に、血管内に留置されているステントが精度よく表示される。   The two-dimensional display unit 92 displays tomographic images I (I1 to I10) by rotating 360 ° of luminance data (line data) of the entire circumference at each position (page number) in the tube axis direction in the detected luminance data 71. To do. The two-dimensional display unit 92 also displays a stent image (for example, a red dot) at a position where the stent is present at the same position (page number) in the tube axis direction among the data stored in the stent data 79. Or images with different colors or brightness such as white dots). Thereby, the stent indwelled in the blood vessel is accurately displayed on the tomographic image (two-dimensional display unit 92) of the blood vessel.

また、二次元表示部92は、手動調整部93を有しており、ステントを手動で追加する等の操作者の操作入力を入力部26を介して受け付ける。手動調整部93で追加入力されたステントのデータは、ステントデータ79に保存される。   In addition, the two-dimensional display unit 92 includes a manual adjustment unit 93 and receives an operation input of an operator such as manually adding a stent via the input unit 26. The stent data additionally input by the manual adjustment unit 93 is stored in the stent data 79.

なお、検出表示プログラム72のうち、一次検索部31からステントデータの保存部57までの機能を画像処理装置5に発揮させる部分がステント検出処理プログラムである。
このように構成された画像処理装置5は、ステント画像表示装置として機能する。
In the detection display program 72, the part that causes the image processing device 5 to perform the functions from the primary search unit 31 to the stent data storage unit 57 is the stent detection processing program.
The image processing device 5 configured as described above functions as a stent image display device.

以上に説明したイメージングシステム1により、血管などの生体の管状器官の内壁および外壁を検出することができる。
また、イメージングシステム1は、内壁および外壁を異なるテンプレートによって検出するため、それぞれ精度よく検出することができる。
また、イメージングシステム1は、内壁を検出する際に階段状のテンプレートを用いてテンプレート後方の輝度をステント後方の平坦部分の輝度よりも高くし、かつテンプレートの全体の深度方向の幅をステントSの実際の厚さより広く(長く)していているため、ステントを内壁と誤検出することを防止でき、精度よく内壁を検出できる。
With the imaging system 1 described above, it is possible to detect the inner wall and outer wall of a biological tubular organ such as a blood vessel.
Moreover, since the imaging system 1 detects an inner wall and an outer wall with a different template, it can each detect with sufficient precision.
In addition, the imaging system 1 uses a stepped template when detecting the inner wall so that the brightness behind the template is higher than the brightness of the flat portion behind the stent, and the width of the entire template in the depth direction is increased. Since it is wider (longer) than the actual thickness, it is possible to prevent erroneous detection of the stent as the inner wall, and the inner wall can be detected with high accuracy.

また、イメージングシステム1は、生体の管状器官の壁厚を検出することができるため、TCF領域を把握することができる。イメージングシステム1は、この壁厚の検出を内壁の法線方向の厚さによって検出するため、真円ではない血管に対してプローブPの位置に関わらず壁厚を精度よく測定することができ、信頼性を高めることができる。   Moreover, since the imaging system 1 can detect the wall thickness of a living tubular organ, it can grasp the TCF region. Since the imaging system 1 detects the wall thickness based on the thickness of the inner wall in the normal direction, the wall thickness can be accurately measured regardless of the position of the probe P with respect to a blood vessel that is not a perfect circle, Reliability can be increased.

また、イメージングシステム1は、内壁および外壁の検出において平滑化を行うため、内壁および外壁の形状を精度よく取得することができる。特に検出データにバラツキが発生しやすい外壁について平滑化を行うことで、イメージングシステム1は、精度よい壁厚の検出を効果的に行える。   Moreover, since the imaging system 1 performs smoothing in the detection of the inner wall and the outer wall, the shapes of the inner wall and the outer wall can be acquired with high accuracy. In particular, the imaging system 1 can effectively detect the wall thickness with high accuracy by performing smoothing on the outer wall where the detection data is likely to vary.

また、イメージングシステム1は、TCF領域を断層画像や三次元画像に表示することができ、利用者にTCF領域の位置や形状を明確に認識させることができる。特に三次元画像で表示することにより、イメージングシステム1は、利用者に対し、二次元の断層画像を順番に見て壁薄部領域の管軸方向の広さを想像するよりも明瞭に壁薄部の大きさや形状を確認させることができる。   In addition, the imaging system 1 can display the TCF region as a tomographic image or a three-dimensional image, and allows the user to clearly recognize the position and shape of the TCF region. In particular, by displaying the image as a three-dimensional image, the imaging system 1 allows the user to see the two-dimensional tomographic images in order, and to make the wall thin more clearly than imagined the width of the thin wall region in the tube axis direction. The size and shape of the part can be confirmed.

また、イメージングシステム1は、ステントが適切に装着されているか判定することができ、ステントの装着状態を定量的に検証することができる。   Further, the imaging system 1 can determine whether or not the stent is properly mounted, and can quantitatively verify the mounting state of the stent.

また、イメージングシステム1は、ステントを補完することにより、ステントを精度よく検出することができる。この補完では、連続する断層画像におけるステントの連続性を見ることで、ノイズを防止しつつステントの検出率を向上させるという相反する課題を解決できる。   Further, the imaging system 1 can detect the stent with high accuracy by complementing the stent. This complementation can solve the conflicting problem of improving the stent detection rate while preventing noise by looking at the continuity of the stent in successive tomographic images.

従来、冠状動脈等の血管の狭窄を解消する治療として、血管内にステントを留置するステント治療が行われている。このステント治療では、治療前に最適なステントを決定すること、治療後のステントが適切に留置されて狭窄が解消しているかを確認することが求められる。   Conventionally, stent treatment in which a stent is placed in a blood vessel has been performed as a treatment for eliminating a stenosis of a blood vessel such as a coronary artery. In this stent treatment, it is required to determine an optimal stent before the treatment and to confirm whether the stent after the treatment is properly placed and the stenosis is resolved.

ここで、決定したステントの妥当性を治療前に容易に確認することが可能な画像解析装置および画像解析方法が提案されている(特許文献1:特開2009−240359号公報参照)。この方法は、血管内超音波(IVUS)装置による画像に重畳して、事前確認用の模擬的なステント画像を表示させる。これにより、ステントの妥当性を治療前に容易に確認できるとされている。   Here, an image analysis apparatus and an image analysis method that can easily confirm the validity of the determined stent before treatment have been proposed (see Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-240359). In this method, a simulated stent image for prior confirmation is displayed by being superimposed on an image obtained by an intravascular ultrasound (IVUS) apparatus. Thereby, it is supposed that the validity of the stent can be easily confirmed before treatment.

また、目標物の三次元画像を再構成する方法が提案されている(特許文献2:特開2001−155144号公報参照)。この方法は、器官の周りを回転するカメラによってデジタル放射線画像を収集する段階と、画像から画像へ目標物の位置をマーキングする段階と、連続する画像の連続的に確認された目標物の収集された画像と位置から目標物の三次元画像を再構成する段階を含むとされている。これにより、ステントの三次元画像を再構成することができるとされている。   Also, a method for reconstructing a three-dimensional image of a target has been proposed (see Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-155144). The method includes the steps of acquiring a digital radiographic image with a camera that rotates around the organ, marking the position of the target from image to image, and collecting successively identified targets in successive images. And reconstructing a three-dimensional image of the target from the captured image and position. Thereby, it is supposed that the three-dimensional image of the stent can be reconstructed.

また、被検体に留置する医療器具に関する複数のスライス画像のデータを記憶する記憶部と、前記記憶された複数のスライス画像から投影範囲が異なる複数の投影画像のデータを生成する画像生成部とを具備する3次元画像処理装置が提案されている(特許文献3:特開2010−88803号公報参照)。この装置によると、X線を用いてステントのスライス画像等が得られるとされている。   Further, a storage unit that stores data of a plurality of slice images related to a medical instrument placed in the subject, and an image generation unit that generates data of a plurality of projection images having different projection ranges from the plurality of stored slice images. A three-dimensional image processing apparatus has been proposed (see Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-88803). According to this apparatus, it is said that a slice image of a stent or the like can be obtained using X-rays.

しかし、特許文献1の方法は、模擬的に確認するものであるため、留置後のステントの状態を確認することはできないものである。
また、特許文献2の方法は、どのようにしてステントを識別するのかの記載がなく、具体的な方法も最終的なアウトプットも不明なものである上、X線という放射線を用いるために被ばくの問題が生じ得るものである。
また、特許文献3の装置は、X線という放射線を用いるものである。従って、放射線被ばくの問題が生じ得るものであり、ステント留置部に狭窄が再発していないか定期的に検査するような場合には好ましいとは言えないものである。
However, since the method of Patent Document 1 is to be confirmed in a simulated manner, the state of the stent after placement cannot be confirmed.
In addition, the method of Patent Document 2 does not describe how to identify a stent, and the specific method and the final output are unclear. In addition, exposure is performed because X-ray radiation is used. This can cause problems.
The apparatus of Patent Document 3 uses X-ray radiation. Therefore, the problem of radiation exposure can occur, and it is not preferable when the stenosis has not recurred in the stent placement part periodically.

本発明者は、放射線を用いずにステントを高速に判別して画像化する方法を研究した。本方法は、光干渉断層撮影(OCT:Optical Coherence Tomography)による検出データを用いる。図10は、本方法を説明する説明図である。   The present inventor has studied a method for rapidly imaging and imaging a stent without using radiation. This method uses detection data obtained by optical coherence tomography (OCT). FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining this method.

図10(A)の拡大断面図に示すように、光干渉断層撮影は、血管Bの内部にカテーテルKを挿入し、カテーテルK内のプローブPから軸径方向W2へ照射する近赤外線によってラインデータを取得し、このラインデータを軸径方向W2の360°の全周について管軸方向W1へ所定範囲集めた検出データを得る。本方法では、ステントSを留置した後の血管B内で検出データを取得する。   As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 10A, optical coherence tomography is performed by inserting the catheter K into the blood vessel B and irradiating the line data with near infrared rays irradiated from the probe P in the catheter K in the axial radial direction W2. , And detection data is obtained by collecting a predetermined range of this line data in the tube axis direction W1 for the entire 360 ° circumference in the axis diameter direction W2. In this method, detection data is acquired in the blood vessel B after placement of the stent S.

図10(B)は、縦軸をプローブPの回転角度、横軸をプローブPからの距離(血管径方向の距離)として、任意の管軸方向位置での検出データを表示した検出データ表示画像G1である。血管B等の組織やステントSによる反射信号の強い部分が高輝度画素G11として明るく表示されている。この高輝度画素G11は、プローブPが血管Bの径断面の中心に存在とは限らないことから、プローブPからの距離に応じて波打ったように表示される。なお、図10(B)に図示するLine1,3は、ステントSが存在するラインのデータであり、Line2は、ステントSが存在しないラインのデータである。   FIG. 10B shows a detection data display image in which detection data at an arbitrary position in the tube axis direction is displayed with the vertical axis representing the rotation angle of the probe P and the horizontal axis representing the distance from the probe P (the distance in the blood vessel radial direction). G1. A portion where the reflected signal from the tissue such as the blood vessel B or the stent S is strong is displayed brightly as the high luminance pixel G11. The high-luminance pixel G11 is displayed as wavy depending on the distance from the probe P because the probe P is not necessarily present at the center of the radial cross section of the blood vessel B. Note that Lines 1 and 3 illustrated in FIG. 10B are data of lines where the stent S exists, and Line2 is data of lines where the stent S does not exist.

図10(C)は、縦軸を輝度(16bitの画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、任意の管軸方向位置での任意の角度の検出データを表示したグラフである。図示では、図10(B)のLine1〜Line3の3つのラインでの検出データL1〜L3を表示している。ここでラインとは、プローブPから軸径方向の一方向を示し、ラインの検出データとは、その一方向の検出データ(ラインデータ)をいう。   FIG. 10C shows detection data at an arbitrary angle at an arbitrary position in the axial direction of the tube, with the vertical axis representing luminance (16-bit image luminance) and the horizontal axis representing the distance (depth) in the axial direction from the probe P. It is the displayed graph. In the figure, the detection data L1 to L3 on the three lines Line1 to Line3 in FIG. 10B are displayed. Here, the line indicates one direction in the axial direction from the probe P, and the detection data of the line means detection data (line data) in the one direction.

図示するように、ステントSのあるラインの検出データL1(Line1)および検出データL3(Line3)だけでなく、ステントSの存在しない検出データL2(Line2)でもピークが出ていることがわかる。   As shown in the figure, it can be seen that peaks appear not only in the detection data L1 (Line1) and detection data L3 (Line3) of the line with the stent S but also in the detection data L2 (Line2) where the stent S does not exist.

図10(D)は、縦軸を輝度(画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、任意の管軸方向位置での任意の角度の検出データL4,L5を表示したグラフである。   In FIG. 10D, the vertical axis represents luminance (image luminance), and the horizontal axis represents distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P. Detection data L4 and L5 at arbitrary angles at arbitrary tube axis positions. It is the graph which displayed.

検出データL4は、血管Bに留置したばかりのステントSを検出した場合のグラフを示す。図示するように、検出データL4は、ステントSの存在する深度で輝度が急激に高くなってピークを示している。   The detection data L4 shows a graph when the stent S just placed in the blood vessel B is detected. As shown in the figure, the detection data L4 shows a peak with a sharp increase in luminance at the depth at which the stent S exists.

検出データL5は、血管BにステントSを留置して時間が経過した後に血管壁が新生している部位を検出した場合のグラフを示す。図示するように、血管壁での反射によって輝度が徐々に高くなり、ステントS付近で急激に少し高くなってピークを示していることがわかる。   The detection data L5 shows a graph when a site where a blood vessel wall is newly born after a lapse of time after the stent S is placed in the blood vessel B is detected. As shown in the figure, it can be seen that the luminance gradually increases due to the reflection on the blood vessel wall and rapidly increases slightly near the stent S to show a peak.

このような検出データを用いて、ステントSの二次元断層画像や三次元画像を再構築するためには、検出データからステントSが検出されている画素(以下、ステント画素という)を判別しなければならない。   In order to reconstruct a two-dimensional tomographic image or a three-dimensional image of the stent S using such detection data, the pixel where the stent S is detected (hereinafter referred to as a stent pixel) must be determined from the detection data. I must.

ここで、ステント画素は、他の画素よりも高輝度になる特徴がある。
しかし、ステントSのある検出データL1,L3だけでなく、ステントSのない検出データL2でもピークが現れるという問題点がある。また、ステントSのない検出データL2は、ステントSのある検出データL1,L3よりも高輝度となる深度範囲(図10(D)の横管軸方向の範囲)が広いが、血管壁が新生したステントSの検出データL5でも高輝度となる深度範囲が広いという問題点がある。さらに、ステントS付近でのピークは、挿入したばかりのステントSの検出データL4よりも血管壁が新生したステントSの検出データL5の方が低くなり、輝度の高さだけでは判別できないという問題点もある。このように、ステントSの周囲の状態によって、ステント画素の実際の輝度や、ステント画素付近のピークの形状が様々であるため、ステント画素を適切かつ高速に抽出することは困難であった。仮に、ステント画素を抽出するためのテンプレートの形状を複雑にすると、ステント画素抽出のための計算時間が長くなり、高速動作を望めないという問題点もあった。
Here, the stent pixel is characterized in that it has higher luminance than other pixels.
However, there is a problem that peaks appear not only in the detection data L1 and L3 with the stent S but also in the detection data L2 without the stent S. Further, the detection data L2 without the stent S has a wider depth range (range in the horizontal tube axis direction in FIG. 10D) than the detection data L1 and L3 with the stent S, but the blood vessel wall is newly formed. Even in the detection data L5 of the stent S, there is a problem that the depth range where the brightness is high is wide. Furthermore, the peak in the vicinity of the stent S is lower in the detection data L5 of the stent S in which the blood vessel wall is newly formed than in the detection data L4 of the stent S that has just been inserted, and cannot be determined only by the high brightness. There is also. Thus, since the actual luminance of the stent pixel and the shape of the peak near the stent pixel vary depending on the state around the stent S, it is difficult to extract the stent pixel appropriately and at high speed. If the shape of the template for extracting the stent pixel is complicated, there is a problem that the calculation time for extracting the stent pixel becomes long and high-speed operation cannot be expected.

本発明者は、このようなデータについて鋭意研究の結果、ステント画素を高速かつ適切に判別する方法を発明した。   As a result of intensive research on such data, the present inventors have invented a method for appropriately and quickly discriminating stent pixels.

図10(E)は、縦軸を輝度(画像輝度)、横軸をプローブPからの軸径方向の距離(深度)として、ステントSが存在する検出データL6のステントSによるピーク後方部位を拡大表示したグラフである。   In FIG. 10E, the vertical axis is the luminance (image luminance) and the horizontal axis is the distance (depth) in the axial diameter direction from the probe P, and the peak rear portion of the detection data L6 where the stent S is present due to the stent S is enlarged. It is the displayed graph.

図示するように、ピーク後方の急低下部分T1は傾斜変化部T2まで輝度が急激に低下し、傾斜変化部の後方の低輝度部分T3はなだらかに低輝度が続いている。この急低下部分T1とその後の低輝度部分に着目するテンプレートTを作成することで、ステントSを適切に抽出することができた。   As shown in the figure, the brightness of the sharply decreasing portion T1 behind the peak rapidly decreases to the slope changing portion T2, and the low brightness portion T3 behind the slope changing portion continues to have a low brightness. The stent S was able to be extracted appropriately by creating the template T that focuses on the suddenly decreasing portion T1 and the subsequent low-luminance portion.

すなわち、ステントSや組織によって検出データの輝度プロファイルは様々な様相を示すが、本発明者は、近赤外線に対するステントSの反射率が高いことによりステントSより深度の深い位置では急激に輝度が下がる特徴を見出し、この特徴からステントSを適切に判別する方法を発明した。   That is, although the brightness profile of the detection data shows various aspects depending on the stent S and the tissue, the present inventor suddenly decreases the brightness at a position deeper than the stent S due to the high reflectance of the stent S with respect to near infrared rays. A feature has been found, and a method of appropriately discriminating the stent S from this feature has been invented.

テンプレートは、深度方向に沿って、高輝度から急激に輝度が下がり、その後は変化が少なく低輝度を示す(特に少しずつ低下するか同じ輝度を示す)形状とする。また、テンプレートのうち最も輝度の高い最初の箇所に対応する検出データの座標Cを、ステント画素(ステント位置)とする。これにより、ステントの存在するラインデータと、そのラインデータにおけるステント位置を適切に決定できる。なお、テンプレートの形状等によって、ステント位置は、テンプレートにおける所定位置に定めることができ、例えば、テンプレートのうち最も輝度の高い箇所から定められる所定位置(たとえば同一位置ではなく解像度の所定画素数分だけ深度の浅い位置とするなど)とすることができる。   The template has a shape in which the luminance decreases sharply from high luminance along the depth direction, and thereafter changes little and exhibits low luminance (particularly, gradually decreases or shows the same luminance). Further, the coordinate C of the detection data corresponding to the first location with the highest luminance in the template is defined as a stent pixel (stent position). Thereby, the line data in which a stent exists and the stent position in the line data can be determined appropriately. The stent position can be determined at a predetermined position in the template depending on the shape of the template, for example, a predetermined position determined from the highest luminance portion of the template (for example, not the same position but a predetermined number of pixels of resolution). A shallow position).

また、マッチングの際には、検出データL6とテンプレートTの誤差Mが所定範囲内であればステントSであると判断する構成にする。これにより、検出精度を向上することができる。   Further, at the time of matching, if the error M between the detection data L6 and the template T is within a predetermined range, the stent S is determined to be determined. Thereby, detection accuracy can be improved.

また、ステントS部分の輝度が非常に高くなるため、検出データのうち上限輝度Bu以上の輝度はテンプレートのうち最も輝度の高い箇所として扱うとよい。これにより、より適切にステントSを判別することができる。   Further, since the luminance of the stent S portion becomes very high, the luminance of the detection data that is equal to or higher than the upper limit luminance Bu is preferably treated as the highest luminance portion of the template. Thereby, the stent S can be discriminated more appropriately.

また、計算速度を向上するため、一次検索で画像輝度Bn以上の画素数(データ数)が所定量のラインをステントS候補とし、候補のデータのみを上記テンプレートと比較して、所定誤差内のデータをステントSと判別することで、処理速度をさらに向上した。画像輝度Bnは、適宜定めた所定輝度とすることができ、テンプレートの最大値に対して、1/2以下の所定輝度とすることができ、1/4以下の所定輝度とすることが好ましく、1/5程度の所定輝度とすることがより好ましい。   Further, in order to improve the calculation speed, a line having a predetermined number of pixels (data number) of the image brightness Bn or higher in the primary search is set as a stent S candidate, and only the candidate data is compared with the template, and within a predetermined error. By distinguishing the data from the stent S, the processing speed was further improved. The image brightness Bn can be a predetermined brightness determined as appropriate, can be set to a predetermined brightness of 1/2 or less with respect to the maximum value of the template, and is preferably set to a predetermined brightness of 1/4 or less. It is more preferable that the predetermined luminance is about 1/5.

一次検索では、検出データのうち深度の浅い側のカテーテル除外用距離Dp以下のデータを除外することが好ましい。これにより、プローブPおよびカテーテルが写る等による誤検出を防止できる。ここでのカテーテル除外用距離Dpは、プローブPを含むカテーテルが写っている範囲と同一か、それより少し長くまたは少し短い所定距離とすることができる。これにより、プローブPによる誤検知を排除しつつ、ステントSにプローブPが近接している場合にステントSのデータを除外してしまうことを防止できる。   In the primary search, it is preferable to exclude data that is equal to or smaller than the catheter exclusion distance Dp on the shallower side of the detection data. Thereby, the erroneous detection by the probe P and the catheter appearing can be prevented. Here, the catheter exclusion distance Dp can be a predetermined distance that is the same as or slightly longer or slightly shorter than the range in which the catheter including the probe P is shown. Accordingly, it is possible to prevent the data of the stent S from being excluded when the probe P is close to the stent S while eliminating the erroneous detection by the probe P.

また、一次検索では、基底ノイズの大きさである画像輝度Bn以下のデータを除外していることで、ノイズによる誤検知を防止できる。
二次検索におけるテンプレートとの比較(テンプレートマッチング)において、テンプレートにマッチする点が複数見つかった場合は、最もテンプレートに一致する点をステントSとする。これにより、ステント位置を適切に判別できる。
Further, in the primary search, by removing data having an image luminance Bn or less that is the magnitude of the base noise, erroneous detection due to noise can be prevented.
When a plurality of points matching the template are found in the comparison with the template in the secondary search (template matching), the point that most matches the template is set as the stent S. Thereby, a stent position can be distinguished appropriately.

以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図11は、イメージングシステム101のシステム構成を示すブロック図である。イメージングシステム101は、検出装置3と、画像処理装置105とで構成されている。このイメージングシステム101は、人体の管状の部分(血管、気管、食道、十二指腸、大腸、胆道など)の断層画像を得るものとすることができ、この実施例では血管の断層画像を得るものについて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a system configuration of the imaging system 101. The imaging system 101 includes a detection device 3 and an image processing device 105. The imaging system 101 can obtain a tomographic image of a tubular portion of a human body (blood vessel, trachea, esophagus, duodenum, large intestine, biliary tract, etc.). In this embodiment, an example of obtaining a tomographic image of a blood vessel will be described. To do.

検出装置3は、光源11、分光器12、スキャニング部13、リファレンス部14、検出器15、増幅器16、信号処理部17、およびデータ出力部18を備えている。   The detection device 3 includes a light source 11, a spectrometer 12, a scanning unit 13, a reference unit 14, a detector 15, an amplifier 16, a signal processing unit 17, and a data output unit 18.

光源11は、近赤外線による光信号を発振する。分光器12は、光源11の光信号を分光する。スキャニング部13は、分光器12を介して供給される光信号をプローブで90°反射し、供給される光信号と垂直方向に360°回転してスキャニングし、対象物からの反射光により対象物の内部の層構造を示す二次元情報を取得する。これを管軸方向に移動して多層構造を成す複数の二次元情報を取得する。リファレンス部14は、リファレンスミラーを備えている。このリファレンスミラーから分光器12までの光学距離と、スキャニング部13のスキャニングミラーから分光器12までの光学距離は、等しい距離となっている。検出器15は、反射光を検出して検出信号を得る。増幅器16は、検出器15で検出した検出信号を増幅する。信号処理部17は、検出信号を信号処理して検出輝度データ151に変換する。データ出力部18は、検出輝度データ151を画像処理装置105等の外部機器に出力する。   The light source 11 oscillates an optical signal using near infrared rays. The spectroscope 12 separates the optical signal from the light source 11. The scanning unit 13 reflects an optical signal supplied via the spectroscope 12 by 90 ° with a probe, rotates 360 ° in a direction perpendicular to the supplied optical signal, and scans the optical signal. Two-dimensional information indicating the layer structure inside is obtained. This is moved in the tube axis direction to obtain a plurality of two-dimensional information forming a multilayer structure. The reference unit 14 includes a reference mirror. The optical distance from the reference mirror to the spectroscope 12 and the optical distance from the scanning mirror of the scanning unit 13 to the spectroscope 12 are equal. The detector 15 detects the reflected light and obtains a detection signal. The amplifier 16 amplifies the detection signal detected by the detector 15. The signal processing unit 17 performs signal processing on the detection signal and converts it into detection luminance data 151. The data output unit 18 outputs the detected luminance data 151 to an external device such as the image processing device 105.

検出輝度データ151は、血管組織等により近赤外線が反射した反射光の輝度データであり、ステントが留置されている血管内部から軸径方向に検出したラインデータを血管全周について管軸方向へ所定範囲(所定ページ数分)集めた走査データである。ラインデータは、軸径方向の各深度(プローブ中心からの距離)の輝度データである。360°分のラインデータが1ページ分のデータ(1断層データ)となり、この1ページ分のデータが管軸方向へ複数(複数ページ分)集まって走査データが構成されている。従って、1ページ分のデータからステントを含む血管の二次元の断層画像を得ることができ、管軸方向の任意の位置を指定することで該当ページの二次元の断層画像を得ることができる。   The detected luminance data 151 is luminance data of reflected light reflected from near-infrared rays by a vascular tissue or the like, and line data detected in the axial direction from the inside of the blood vessel in which the stent is placed is predetermined in the tube axial direction for the entire circumference of the blood vessel. Scan data collected in a range (a predetermined number of pages). The line data is luminance data of each depth (distance from the probe center) in the axial direction. The 360 ° line data becomes data for one page (one tomographic data), and a plurality of data (for a plurality of pages) is collected in the tube axis direction to form scanning data. Therefore, a two-dimensional tomographic image of a blood vessel including a stent can be obtained from one page of data, and a two-dimensional tomographic image of the corresponding page can be obtained by designating an arbitrary position in the tube axis direction.

画像処理装置105はコンピュータで構成されている。この画像処理装置105は、ハードウェアとして、各種制御と各種演算を実行する制御部130、データやプログラムを記憶する記憶部150、画像を表示するディスプレイ等の表示部155、入力操作を受け付けるマウスおよびキーボード等の入力部156、および、CD−ROM等の記録媒体158に対して情報を読み書きする媒体処理部157を備えている。制御部130は、記録媒体158に記録されたステント検出表示プログラム152等の各種プログラムを媒体処理部157から読み込み記憶部150にインストールして、インストールした各種プログラムを実行することができる。   The image processing apparatus 105 is configured by a computer. The image processing apparatus 105 includes, as hardware, a control unit 130 that executes various controls and various calculations, a storage unit 150 that stores data and programs, a display unit 155 such as a display that displays images, a mouse that receives input operations, and An input unit 156 such as a keyboard and a medium processing unit 157 that reads and writes information from and on a recording medium 158 such as a CD-ROM are provided. The control unit 130 can read various programs such as the stent detection display program 152 recorded in the recording medium 158 from the medium processing unit 157 and install them in the storage unit 150, and execute the installed various programs.

制御部130は、記憶部150に記憶されたステント検出表示プログラム152により、データ調整部131、テンプレート選択部135、マッチング部137、ステントデータ保存部138、三次元表示部141、二次元表示部142、および手動調整部143として機能する。   The control unit 130 uses the stent detection display program 152 stored in the storage unit 150 to perform a data adjustment unit 131, a template selection unit 135, a matching unit 137, a stent data storage unit 138, a three-dimensional display unit 141, and a two-dimensional display unit 142. And the manual adjustment unit 143.

記憶部150は、検出輝度データ151、ステント検出表示プログラム152、テンプレートデータ153、およびステントデータ154等、各種のデータとプログラムを記憶している。検出輝度データ151は、検出装置3から受信したか、媒体処理部157により記録媒体158から読み取ったものである。   The storage unit 150 stores various data and programs such as detected luminance data 151, a stent detection display program 152, template data 153, and stent data 154. The detected luminance data 151 is received from the detection device 3 or read from the recording medium 158 by the medium processing unit 157.

データ調整部131は、カット部132と絞り込み部133とを有しており、記憶部150から検出輝度データ151を読み出して処理を実行する。この検出輝度データ151は、媒体処理部157によって記録媒体158から読み出されてもよい。検出輝度データ151を読み出すデータ調整部131は、データ取得手段として機能する。   The data adjustment unit 131 includes a cut unit 132 and a narrowing unit 133. The data adjustment unit 131 reads the detected luminance data 151 from the storage unit 150 and executes processing. The detected luminance data 151 may be read from the recording medium 158 by the medium processing unit 157. The data adjustment unit 131 that reads the detected luminance data 151 functions as a data acquisition unit.

カット部132は、検出輝度データ151のうちプローブの回転中心からカテーテル除外用距離Dpまでのデータと、画像輝度Bn以下のデータをカットする。すなわち、検出輝度データ151のうち、プローブの回転中心からの距離がカテーテル除外用距離Dp以上で、かつ、画像輝度Bn以上に含まれる画素数を各ラインで算出する。   The cutting unit 132 cuts the data from the rotation center of the probe to the catheter exclusion distance Dp and the data below the image luminance Bn in the detected luminance data 151. That is, in the detected luminance data 151, the number of pixels included in each line is calculated such that the distance from the rotation center of the probe is not less than the catheter exclusion distance Dp and not less than the image luminance Bn.

絞り込み部133は、カット部132のカットにより残ったラインの検出輝度データ151のうち、カット部132で算出した画素数が全ライン平均の所定割合以下(例えば6割以下)となるラインデータをステント存在候補の検出データとして抽出する。   The narrowing-down unit 133 sets the line data in which the number of pixels calculated by the cut unit 132 is equal to or less than a predetermined ratio (for example, 60% or less) of the average of all lines of the detected luminance data 151 of the line remaining after the cut by the cut unit 132 to the stent. Extracted as detection data of existence candidates.

テンプレート選択部135は、テンプレートデータ153の中から適切なテンプレートを選択する。このテンプレートの選択は、プローブの種類等によって手動あるいは自動で選択する。自動で選択する場合には、検出データの全体の輝度等、プローブの特性に合わせて機械的に決定すればよい。また、選択するテンプレートは、1つに限らず、複数とすることもできる。このテンプレート選択部135は、テンプレート切替手段として機能する。   The template selection unit 135 selects an appropriate template from the template data 153. This template is selected manually or automatically depending on the type of probe. When selecting automatically, it may be mechanically determined in accordance with the characteristics of the probe, such as the overall brightness of the detection data. Further, the number of templates to be selected is not limited to one, but may be plural. The template selection unit 135 functions as a template switching unit.

マッチング部137は、データ調整部131で絞り込まれた検出データについて、テンプレート選択部135で選択されたテンプレートによるマッチング処理を実行する。このマッチング処理では、各ラインの検出データの輝度プロファイルに対して、テンプレートを深度方向に移動させながら平均輝度誤差が所定範囲内(閾値内)にある箇所を検出する。所定範囲内にあれば、ステントと判断する。このとき、輝度が上限輝度Bu(Buは予め定めた所定値)以上の場合は上限輝度Buとして扱う。そして、平均輝度誤差が所定範囲内にある検出データを発見すると、そのときのテンプレートの位置におけるテンプレートの最大輝度の位置をステント位置として定める。   The matching unit 137 executes a matching process using the template selected by the template selection unit 135 on the detection data narrowed down by the data adjustment unit 131. In this matching process, a portion where the average luminance error is within a predetermined range (within a threshold value) is detected while moving the template in the depth direction with respect to the luminance profile of the detection data of each line. If it is within the predetermined range, it is determined as a stent. At this time, if the luminance is equal to or higher than the upper limit luminance Bu (Bu is a predetermined value), it is handled as the upper limit luminance Bu. When detection data having an average luminance error within a predetermined range is found, the position of the maximum luminance of the template at the template position at that time is determined as the stent position.

このマッチング部137は、1つの検出データ内にテンプレートにマッチする点が複数見つかった場合、最も良く一致する点を用いてステント位置を定める。また、複数のテンプレートを用いる場合、いずれかのテンプレートとの平均輝度誤差が所定範囲内(閾値内)にあればステントであると定める。   When a plurality of matching points are found in one detection data, the matching unit 137 determines the stent position using the best matching point. When a plurality of templates are used, a stent is determined to be a stent if the average luminance error with any template is within a predetermined range (within a threshold value).

このマッチング部137と上述したデータ調整部131は、ステント位置検出手段として機能する。また、データ調整部131とテンプレート選択部135とマッチング部137を有する画像処理装置105は、ステント検出処理装置として機能する。   The matching unit 137 and the data adjustment unit 131 described above function as a stent position detection unit. The image processing apparatus 105 including the data adjustment unit 131, the template selection unit 135, and the matching unit 137 functions as a stent detection processing device.

ステントデータ保存部138は、検出されたステントのデータを、ステントデータ154として記憶部150に保存する。   The stent data storage unit 138 stores the detected stent data in the storage unit 150 as stent data 154.

三次元表示部141、および二次元表示部142は、ステントデータ154および検出輝度データ151を記憶部150から読み出し、それぞれ三次元画像や二次元画像を表示部155に表示する。
三次元表示部141は、ステントデータ154を軸径方向および管軸方向に配置して三次元画像を再構築した三次元画像を表示する。
The three-dimensional display unit 141 and the two-dimensional display unit 142 read out the stent data 154 and the detected luminance data 151 from the storage unit 150 and display a three-dimensional image and a two-dimensional image on the display unit 155, respectively.
The three-dimensional display unit 141 displays a three-dimensional image in which the three-dimensional image is reconstructed by arranging the stent data 154 in the axial diameter direction and the tube axis direction.

二次元表示部142は、検出輝度データ151における管軸方向の各位置(ページ番号)での全周の輝度データ(ラインデータ)を360°回転配置して断層画像を表示する。また、二次元表示部142は、ステントデータ154に記憶されているデータのうち、管軸方向の同じ位置(ページ番号)のデータでステントが存在している位置に、ステント画像(例えば赤色の点や白色の点等の色または輝度の異なる画像)を重ねて表示する。これにより、血管の断層画像(二次元表示部142)上に、血管内に留置されているステントが精度よく表示される。   The two-dimensional display unit 142 displays the tomographic image by rotating 360 ° of luminance data (line data) of the entire circumference at each position (page number) in the tube axis direction in the detected luminance data 151. In addition, the two-dimensional display unit 142 displays a stent image (for example, a red dot) at a position where the stent is present at the same position (page number) in the tube axis direction among the data stored in the stent data 154. Or images with different colors or brightness such as white dots). Thereby, the stent indwelled in the blood vessel is accurately displayed on the tomographic image (two-dimensional display unit 142) of the blood vessel.

また、二次元表示部142は、手動調整部143を有しており、ステントを手動で追加する操作者の操作入力を入力部156を介して受付ける。手動調整部143で追加入力されたステントのデータは、ステントデータ154に保存される。   In addition, the two-dimensional display unit 142 includes a manual adjustment unit 143 and receives an operation input of an operator who manually adds a stent via the input unit 156. The stent data additionally input by the manual adjustment unit 143 is stored in the stent data 154.

なお、ステント検出表示プログラム152のうち、データ調整部131からステントデータ保存部138までの機能を画像処理装置105に発揮させる部分がステント検出処理プログラムである。
このように構成された画像処理装置105は、ステント画像表示装置として機能する。
Of the stent detection display program 152, the portion that causes the image processing apparatus 105 to perform the functions from the data adjustment unit 131 to the stent data storage unit 138 is the stent detection processing program.
The image processing apparatus 105 configured as described above functions as a stent image display apparatus.

図12は、テンプレートデータ153のデータ構成とステントデータ154のデータ構成を説明する説明図である。
図12(A1)〜図12(C2)に示すように、この実施例では、テンプレートデータ153として、異なる種類のプローブA,Bに対応できるように、プローブA用テンプレート153a、プローブB用第1テンプレート153b、およびプローブB用第2テンプレート153cを有している。プローブA用テンプレート153aは、プローブA用のテンプレートであり、プローブB用第1テンプレート153b、およびプローブB用第2テンプレート153cは、プローブB用のテンプレートである。プローブBに関しては、プローブB用第1テンプレート153b、およびプローブB用第2テンプレート153cのうちどちらかのテンプレートに近似していればステントであると判別する。これらのテンプレート153a〜153cは、ステント後部の輝度プロファイルを所定画素数毎に平均値等でまるめた値を列挙している。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the data structure of the template data 153 and the data structure of the stent data 154.
As shown in FIG. 12A1 to FIG. 12C2, in this embodiment, the template data 153 has a probe A template 153a and a probe B first so that it can correspond to different types of probes A and B. A template 153b and a second template 153c for probe B are included. The probe A template 153a is a probe A template, and the probe B first template 153b and the probe B second template 153c are probes B templates. With respect to the probe B, if it is approximate to one of the first template for probe B 153b and the second template for probe B 153c, it is determined as a stent. These templates 153a to 153c list values obtained by rounding the luminance profile at the rear of the stent by an average value or the like for each predetermined number of pixels.

プローブA用テンプレート153aは、図12(A1)に示すように、番号1〜番号10の10列のデータで構成されている。各列には、番号1から番号10まで、順番に値A1、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A7、A7が記憶されている。この番号1〜番号10に記憶されている値A1〜A7は、図12(A2)のグラフに示すような値である。ここで、値の符号が同じ番号には、同じ値が記憶されている。従って、番号1から番号4(傾斜変化部Tb)までの急低下部分Taについて、番号1,2は同じ値A1が続き、図12(A2)に示すように、番号3から急激に値が下降している。例えばA1の値を「1」とすれば、A2は「7/15」、A3は「1/5」といったように、2段階で最大値の1/5にまで値が下がる急激な傾斜のテンプレートとなっている。番号5以降の低輝度部分Tcは、A4からA7に少しずつ値が下がる緩やかな傾斜であり、テンプレートの最後の値A7は、例えば強度「0」とすることができる。   As shown in FIG. 12A1, the probe A template 153a is composed of 10 columns of numbers 1 to 10. In each column, values A1, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A7, A7 are stored in order from number 1 to number 10. The values A1 to A7 stored in the numbers 1 to 10 are values as shown in the graph of FIG. 12 (A2). Here, the same value is stored in the number having the same sign of the value. Therefore, for the sharply decreasing portion Ta from No. 1 to No. 4 (inclination changing portion Tb), No. 1 and No. 2 continue to have the same value A1, and as shown in FIG. doing. For example, if the value of A1 is “1”, a template with a steep slope that decreases to 1/5 of the maximum value in two steps, such as “7/15” for A2 and “1/5” for A3. It has become. The low-luminance portion Tc after the number 5 has a gentle slope in which the value gradually decreases from A4 to A7, and the final value A7 of the template can be, for example, intensity “0”.

プローブA用テンプレート153aの一次検索用のデータは、上限輝度Buがテンプレートの最大値と同じ程度であり、画像輝度Bnがテンプレートの最大値の1/5倍程度であり、カテーテル除外用距離Dpがテンプレートの最大値の1/30程度である。   The primary search data for the probe A template 153a has an upper limit luminance Bu that is about the same as the maximum value of the template, an image luminance Bn that is about 1/5 times the maximum value of the template, and the catheter exclusion distance Dp is It is about 1/30 of the maximum value of the template.

プローブB用第1テンプレート153bは、図12(B1)に示すように、番号1〜番号20の20列のデータで構成されている。各列には、番号1から番号10まで、順番に値B1、B2、B3、B3、B3、B4、B5、B5、B5、B6、が記憶され、番号11から20は全てB6が記憶されている。この番号1〜番号20に記憶されている値B1〜B6は、図12(B2)のグラフに示すような値である。ここで、値の符号が同じ番号には、同じ値が記憶されている。したがって、図12(B2)に示すように、番号1から番号3(傾斜変化部Tb)までの急低下部分Taは急激に値が下降し、番号4以降の低輝度部分Tcはなだらかな値の下降となっている。例えばB1の値を「1」とすれば、B2は「65/100」、B3は「3/10」といったように、2段階で最大値の約1/3にまで値が下がる急激な傾斜のテンプレートとなっている。B4からB6は少しずつ値が下がる緩やかな傾斜であり、テンプレートの最後の値B6は、例えばB1の「1/10」とすることができる。   The first template 153b for the probe B is composed of 20 columns of data 1 to 20 as shown in FIG. 12 (B1). Each column stores values B1, B2, B3, B3, B3, B4, B5, B5, B5, and B6 in order from number 1 to number 10, and numbers 11 to 20 all store B6. Yes. The values B1 to B6 stored in the numbers 1 to 20 are values as shown in the graph of FIG. 12 (B2). Here, the same value is stored in the number having the same sign of the value. Therefore, as shown in FIG. 12 (B2), the value of the sharply lowered portion Ta from number 1 to number 3 (inclination changing portion Tb) is rapidly lowered, and the low luminance portion Tc after number 4 has a gentle value. It is falling. For example, if the value of B1 is “1”, B2 is “65/100”, B3 is “3/10”, and so on, with a steep slope that decreases to about 1/3 of the maximum value in two steps. It is a template. B4 to B6 are gentle slopes that gradually decrease in value, and the last value B6 of the template can be set to, for example, “1/10” of B1.

プローブB用第1テンプレート153bの一次検索用のデータは、上限輝度Buがテンプレートの最大値と同じ程度であり、画像輝度Bnがテンプレートの最大値の1/5倍程度であり、カテーテル除外用距離Dpがテンプレートの最大値の3/25程度である。   The primary search data for the probe B first template 153b has an upper limit luminance Bu that is about the same as the maximum value of the template, an image luminance Bn that is about 1/5 times the maximum value of the template, and a catheter exclusion distance. Dp is about 3/25 of the maximum value of the template.

プローブB用第2テンプレート153cは、図12(C1)に示すように、番号1〜番号20の20列のデータで構成されている。各列には、番号1から番号10まで、順番に値C1、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C6、C6、C6が記憶され、番号11から20は全てC6が記憶されている。この番号1〜番号20に記憶されている値C1〜C6は、図12(C2)のグラフに示すような値である。ここで、値の符号が同じ番号には、同じ値が記憶されている。したがって、図12(C2)に示すように、番号1から番号4(傾斜変化部Tb)までの急低下部分Taでは番号2から急激に値が下降し、番号5以降の低輝度部分Tcでは比較的なだらかな値の下降となっている。例えばC1の値を「1」とすれば、C2は「6/10」、C3は「3/10」といったように、2段階で最大値の約1/3にまで値が下がる急激な傾斜のテンプレートとなっている。C4からC6は、1/5、1/10、0と少しずつ値が下がる比較的緩やかな傾斜であり、テンプレートの最後の値C6は、例えば「0」とすることができる。   As shown in FIG. 12C1, the second template 153c for the probe B is composed of 20 columns of data of number 1 to number 20. Each column stores values C1, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C6, C6, and C6 in order from number 1 to number 10, and numbers 11 to 20 all store C6. . Values C1 to C6 stored in numbers 1 to 20 are values as shown in the graph of FIG. 12 (C2). Here, the same value is stored in the number having the same sign of the value. Accordingly, as shown in FIG. 12 (C2), the value rapidly decreases from number 2 in the sharply decreasing portion Ta from number 1 to number 4 (inclination changing portion Tb), and is compared in the low luminance portion Tc from number 5 onwards. It is a gentle decline. For example, if the value of C1 is “1”, C2 is “6/10”, C3 is “3/10”, and so on. It is a template. C4 to C6 are relatively gentle slopes that gradually decrease in value to 1/5, 1/10, and 0, and the final value C6 of the template can be set to “0”, for example.

プローブB用第2テンプレート153cの一次検索用のデータは、上限輝度Buがテンプレートの最大値と同じ程度であり、画像輝度Bnがテンプレートの最大値の1/5倍程度であり、カテーテル除外用距離Dpがテンプレートの最大値の3/25程度である。   The primary search data for the second template for probe B 153c has an upper limit luminance Bu that is about the same as the maximum value of the template, an image luminance Bn that is about 1/5 times the maximum value of the template, and a catheter exclusion distance. Dp is about 3/25 of the maximum value of the template.

このように、テンプレートの最後は、テンプレートの最初の値の1/8以下が好ましく、1/10以下がより好ましい。また、テンプレートの最後には、最小値が複数続く構成であることが好ましい。また、テンプレートの最初の方の最大値から、所定回数以内に半分以下に小さくなることが好ましく、所定回数以内に1/3以下に小さくなることがより好ましい。所定回数は、10回(10段階)以下であることが好ましく、5回(5段階)以下であることがより好ましく、3〜4回(3〜4段階)程度であることがより好ましい。また、テンプレートの大まかな形状は、最大値から半分以下(好ましくは1/3以下)に急激に低下する部分と、その急激な低下の深度範囲よりも長い深度範囲の低輝度部分(なだらかに低下するか同じ輝度の部分)を有する形状とすることが好ましい。   Thus, the last of the template is preferably 1/8 or less, more preferably 1/10 or less of the initial value of the template. Further, it is preferable that a plurality of minimum values continue at the end of the template. Moreover, it is preferable that it becomes smaller than half within a predetermined number of times from the maximum value at the beginning of the template, and more preferably smaller than one third within a predetermined number of times. The predetermined number of times is preferably 10 times (10 steps) or less, more preferably 5 times (5 steps) or less, and more preferably about 3 to 4 times (3 to 4 steps). In addition, the rough shape of the template is a portion that rapidly decreases from the maximum value to half or less (preferably 1/3 or less), and a low-luminance portion (slowly decreases) in a depth range longer than the sharply decreasing depth range. Or a part having the same luminance).

図12(D)に示すように、ステントデータ154は、番号(StrutNo)、ページ番号(intCurrPage)、アングル(Angle)、RectX位置(Rect_x)、RectY位置(Rect_y)、PolarX位置(Polar_x)、PolarY位置(Polar_y)、および特定手法(Method)で構成されている。   As shown in FIG. 12D, the stent data 154 includes a number (StrutNo), a page number (intCurrPage), an angle (Angle), a RectX position (Rect_x), a RectY position (Rect_y), a PolarX position (Polar_x), and PolarY. A position (Polar_y) and a specific method (Method) are included.

これにより、どのページ番号のどの位置にステントが存在するか、およびそのステントが自動検出されたのか、手動設定されたのか、削除されたのかを記憶することができる。詳述すると、検出データは、プローブからの距離となる深度方向の輝度データ(ラインデータ)を各角度について集めた全周の断層画像データを管軸方向に複数ページ分集めて成り立つ。このページ番号ごとに、断層画像におけるステント位置を示すことで、検出データにおけるステント位置を明確に把握できる。   Thereby, it is possible to store in which position of which page number the stent is present, whether the stent is automatically detected, manually set, or deleted. More specifically, the detection data is formed by collecting the tomographic image data of the entire circumference, which is obtained by collecting the luminance data (line data) in the depth direction, which is the distance from the probe, for each angle, for a plurality of pages in the tube axis direction. By indicating the stent position in the tomographic image for each page number, it is possible to clearly grasp the stent position in the detection data.

ステントデータ154の特定手法(Method)は、自動(Auto)、手動(Manual)、及び削除(Deleted)のいずれかを示すフラグが記憶される。これにより、画像処理装置105が演算によって自動検出したステント(自動)か、操作者が手動でステントとして登録したステント(手動)か、削除されたステント(削除)かを判別できる。   In the specific method (Method) of the stent data 154, a flag indicating any one of automatic (Auto), manual (Manual), and deletion (Deleted) is stored. This makes it possible to determine whether the image processing apparatus 105 automatically detects a stent (automatic) by calculation, a stent manually registered as a stent (manual), or a deleted stent (deleted).

図13は、ステント画像を表示する画面の説明図であり、図13(A)は二次元画像表示画面160の画面イメージ図、図13(B)は三次元画像表示画面180の画面イメージ図を示す。   13A and 13B are explanatory diagrams of a screen for displaying a stent image. FIG. 13A is a screen image diagram of the two-dimensional image display screen 160, and FIG. 13B is a screen image diagram of the three-dimensional image display screen 180.

図13(A)に示す二次元画像表示画面160は、断層画像である二次元画像を表示する二次元画像表示部173を備えており、次に説明する各種のボタン等によって操作を受け付ける。   A two-dimensional image display screen 160 shown in FIG. 13A includes a two-dimensional image display unit 173 that displays a two-dimensional image that is a tomographic image, and accepts operations using various buttons described below.

ファイルオープンボタン161は、検出データのファイルを選択する選択画面を表示し、画像確認や各種操作を行いたい検出データの選択を受け付ける。
ファイル表示部162は、現在表示している検出データのファイル名を表示する。
The file open button 161 displays a selection screen for selecting a detection data file, and accepts selection of detection data for which image confirmation and various operations are to be performed.
The file display unit 162 displays the file name of the currently displayed detection data.

輝度表示部163は、二次元画像表示部173に表示している二次元画像174の全体の輝度を表示する。輝度スライダ164が移動され再描画ボタン168がクリックされると、二次元画像174の全体の輝度が変更され、変更後の輝度が輝度表示部163に表示される。   The luminance display unit 163 displays the entire luminance of the two-dimensional image 174 displayed on the two-dimensional image display unit 173. When the brightness slider 164 is moved and the redraw button 168 is clicked, the overall brightness of the two-dimensional image 174 is changed, and the changed brightness is displayed on the brightness display unit 163.

コントラスト表示部165は、二次元画像表示部173に表示している二次元画像174の全体のコントラストを表示する。コントラストスライダ166が移動され再描画ボタン168がクリックされると、二次元画像174の全体のコントラストが変更され、変更後のコントラストがコントラスト表示部165に表示される。   The contrast display unit 165 displays the overall contrast of the two-dimensional image 174 displayed on the two-dimensional image display unit 173. When the contrast slider 166 is moved and the redraw button 168 is clicked, the overall contrast of the two-dimensional image 174 is changed, and the changed contrast is displayed on the contrast display unit 165.

ステント表示チェックボタン167は、チェックされると二次元画像表示部173に表示している二次元画像174にステント画像174aを表示し、チェックが外されるとステント画像174aを非表示とする。   The stent display check button 167 displays the stent image 174a on the two-dimensional image 174 displayed on the two-dimensional image display unit 173 when checked, and hides the stent image 174a when unchecked.

再描画ボタン168は、クリックされると二次元画像表示部173の表示を再描画する。これにより、輝度スライダ164で変更された輝度、コントラストスライダ166で変更されたコントラストの二次元画像174が二次元画像表示部173に表示される。   When the redraw button 168 is clicked, the display of the two-dimensional image display unit 173 is redrawn. Accordingly, the two-dimensional image 174 having the luminance changed by the luminance slider 164 and the contrast changed by the contrast slider 166 is displayed on the two-dimensional image display unit 173.

自動検出ボタン169は、クリックされるとデータ調整部131(図11参照)とマッチング部137によるステントの自動検出処理を実行する。このとき、モード表示部171は、自動モードであることを示す「Auto Mode」を表示する。   When the automatic detection button 169 is clicked, the stent is automatically detected by the data adjustment unit 131 (see FIG. 11) and the matching unit 137. At this time, the mode display unit 171 displays “Auto Mode” indicating the automatic mode.

手動描画チェックボタン170がチェックされると、二次元画像表示部173に表示している二次元画像174にステント画像を手動で描画することを受け付ける。描画されたステントのデータは、手動描画データとしてステントデータ154(図11参照)に保存される。
作業進行状況表示部172は、処理作業の進捗状況をスライダ表示によって表示する。
When the manual drawing check button 170 is checked, it is accepted that the stent image is manually drawn on the two-dimensional image 174 displayed on the two-dimensional image display unit 173. The drawn stent data is stored in the stent data 154 (see FIG. 11) as manual drawing data.
The work progress status display unit 172 displays the progress status of the processing work by a slider display.

二次元画像表示部173は、二次元画像174を表示する。この二次元画像174は、検出輝度データ151より任意の管軸方向位置の全周のデータを中心から360°に回転配置して得た血管の断層画像である。近赤外線が反射する血管壁174b等は輝度が高いために明るく表示される。ステント画像174a(ステントS)の存在する部分は、ステントSでほとんどの近赤外線が反射するため、それ以降の体組織による反射がほとんどなく、そのステント画像174aの外側へ向かって放射状の影があるように表示される。中心にはプローブ174cが写っている。   The two-dimensional image display unit 173 displays a two-dimensional image 174. This two-dimensional image 174 is a tomographic image of a blood vessel obtained by rotating and arranging 360-degree data of the entire circumference at an arbitrary position in the tube axis direction from the detected luminance data 151. The blood vessel wall 174b or the like that reflects near infrared rays is brightly displayed because of its high luminance. In the portion where the stent image 174a (stent S) exists, most of near-infrared rays are reflected by the stent S, so there is almost no reflection by the body tissue thereafter, and there is a radial shadow toward the outside of the stent image 174a. Is displayed. The probe 174c is shown in the center.

ページスライダ175は、表示する断層画像のページ数(すなわち管軸方向の位置)をドラッグ操作により変更する。
三次元表示ボタン176は、クリックされると図13(B)の三次元画像表示画面180を表示する。
The page slider 175 changes the number of pages of the tomographic image to be displayed (that is, the position in the tube axis direction) by a drag operation.
When the three-dimensional display button 176 is clicked, the three-dimensional image display screen 180 shown in FIG. 13B is displayed.

データセーブボタン177は、クリックされると、操作入力されたデータ(例えば手動で追加されたステントのデータ等)を記憶部150の適切なデータに保存する。   When the data save button 177 is clicked, the operation input data (for example, manually added stent data) is saved in appropriate data in the storage unit 150.

画像保存ボタン178は、表示している二次元画像174を記憶部150(図11参照)に保存する。このとき、ステント表示チェックボタン167がチェックされていればステントも表示した画像が保存され、ステント表示チェックボタン167のチェックが外されていればステントを表示しない画像が保存される。   The image save button 178 saves the displayed two-dimensional image 174 in the storage unit 150 (see FIG. 11). At this time, if the stent display check button 167 is checked, an image displaying the stent is stored, and if the stent display check button 167 is unchecked, an image not displaying the stent is stored.

図13(B)は、三次元画像表示画面180の画面イメージ図である。この三次元画像表示画面180は、三次元画像表示部185に三次元画像186を表示し、各種操作によって任意の方向から三次元画像186を確認することができる。   FIG. 13B is a screen image diagram of the three-dimensional image display screen 180. The three-dimensional image display screen 180 displays the three-dimensional image 186 on the three-dimensional image display unit 185, and can confirm the three-dimensional image 186 from an arbitrary direction by various operations.

上下回転スライダ181は、操作されると三次元画像186を上下方向に回転させ、見る方向を上下方向に変更することができる。
アニメーションボタン182は、チェックされるとアニメーションを開始し、チェック解除されるとアニメーションを停止する。
When operated, the vertical rotation slider 181 can rotate the three-dimensional image 186 in the vertical direction and change the viewing direction in the vertical direction.
The animation button 182 starts animation when checked, and stops animation when unchecked.

サイズスライダ183は、操作されると三次元画像186の表示サイズを拡大/縮小する。
左右回転スライダ184は、操作されると三次元画像186を左右方向に回転させ、見る方向を左右方向に変更することができる。
When operated, the size slider 183 enlarges / reduces the display size of the three-dimensional image 186.
When operated, the left / right rotation slider 184 can rotate the three-dimensional image 186 in the left / right direction and change the viewing direction to the left / right direction.

三次元画像表示部185は、ステント187を三次元画像186として表示する。この三次元画像186は、自動検出されたステント187aと手動入力されたステント187bが異なる色または異なる輝度になっている。なお、図13(B)はモノクロ画像で表示しているためわかりにくいが、ステント187aよりステント187bが濃く(暗く)表示されている。   The three-dimensional image display unit 185 displays the stent 187 as a three-dimensional image 186. In the three-dimensional image 186, the automatically detected stent 187a and the manually input stent 187b have different colors or different luminances. Although FIG. 13B is displayed in a monochrome image, it is difficult to understand, but the stent 187b is displayed darker (darker) than the stent 187a.

この三次元画像表示画面180により、三次元画像186を任意の方向から三次元で確認することができる。したがって、ステント187の配置、広がり具合等を詳細に確認することができる。自動検出されたステント187aと手動入力されたステント187bを異なる色で表示するため、自動検出されたものか手動入力したものかを明確に判別することができる。   With this three-dimensional image display screen 180, the three-dimensional image 186 can be confirmed in three dimensions from an arbitrary direction. Therefore, it is possible to confirm in detail the arrangement and extent of the stent 187. Since the automatically detected stent 187a and the manually input stent 187b are displayed in different colors, it is possible to clearly determine whether the stent is automatically detected or manually input.

以上の構成及び動作により、放射線を用いることなく、留置したステントの位置を高速に精度よく検出できる。特に、テンプレートデータ153(153a,153b,153c)(図12参照)は、ステントによるピーク後方部分に着目したデータであるから、ステント周囲の組織の状態にかかわらず適切にステントを検出できる。   With the above configuration and operation, the position of the indwelling stent can be detected with high accuracy at high speed without using radiation. In particular, since the template data 153 (153a, 153b, 153c) (see FIG. 12) is data focusing on the portion behind the peak due to the stent, the stent can be appropriately detected regardless of the state of the tissue around the stent.

また、テンプレートデータ153(153a,153b,153c)(図12参照)は、急低下部分Taと低輝度部分Tcを有する構成であるため、さらに高速かつ精度よくステントを検出することができる。   In addition, since the template data 153 (153a, 153b, 153c) (see FIG. 12) has a configuration that includes the sudden decrease portion Ta and the low luminance portion Tc, it is possible to detect the stent at higher speed and accuracy.

また、一次検索でステントの候補データを抽出した上で、テンプレートデータ153(図12参照)によるマッチングを行うため、さらに高速にステントを検出することができる。   Further, since stent candidate data is extracted by primary search and matching is performed using template data 153 (see FIG. 12), stents can be detected at higher speed.

また、テンプレートデータ153は、プローブA用テンプレート153a、プローブB用第1テンプレート153bとプローブB用第2テンプレート153cといったように、複数種類を準備しているため、プローブの種類に応じて適切なテンプレートで精度よくステントを検出できる。また、テンプレート選択部135により、プローブに適したテンプレートを選択することができる。   Further, since template data 153 is prepared in a plurality of types such as a probe A template 153a, a probe B first template 153b, and a probe B second template 153c, a template suitable for the type of probe is prepared. Can accurately detect the stent. The template selection unit 135 can select a template suitable for the probe.

また、検出輝度データ151のうち上限輝度Bu以上の輝度は上限輝度Buとして扱うため、高輝度なステントについても適切に判別できる。   Moreover, since the brightness | luminance more than upper limit brightness | luminance Bu among detection brightness | luminance data 151 is handled as upper limit brightness | luminance Bu, it can also discriminate | determine appropriately also about a high brightness | luminance stent.

また、一次検索では、検出データのうち深度の浅い側のカテーテル除外用距離Dp以下のデータを除外するため、プローブが写る等による誤検出を防止できる。
また、一次検索では、画像輝度Bn以下のデータを除外しているため、ノイズによる誤検知を防止できる。
Further, in the primary search, since the data less than the catheter exclusion distance Dp on the shallower depth side is excluded from the detection data, it is possible to prevent erroneous detection due to the appearance of the probe.
In addition, since the primary search excludes data having an image luminance of Bn or less, erroneous detection due to noise can be prevented.

二次検索におけるテンプレートとの比較(テンプレートマッチング)において、テンプレートにマッチする点が複数見つかった場合は、最もテンプレートに一致する点をステントとするため、1つのステントを複数のステントとして誤検知することを防止できる。   When multiple points that match the template are found in the comparison with the template in the secondary search (template matching), the point that most matches the template is used as a stent, and one stent is erroneously detected as multiple stents. Can be prevented.

また、三次元画像186は、ステントを表示して血管を表示しないため、ステントの立体形状を明瞭に確認することができる。   Further, since the three-dimensional image 186 displays the stent and does not display the blood vessel, the three-dimensional shape of the stent can be clearly confirmed.

この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。   The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.

この発明は、狭窄した血管を拡張するステント治療前の血管内部の広さ、血管の壁厚等を確認でき、さらにステント治療後のステントの位置や大きさや広がり、およびステントの装着状態を確認できるイメージングシステムに利用できる。他にも、生体の管状の部分(血管、気管、食道、十二指腸、大腸、胆道など)や、この管状の部分に留置したステントを検出し表示する装置に利用することができる。   The present invention can confirm the inside width of the blood vessel before the stent treatment for expanding the stenotic blood vessel, the wall thickness of the blood vessel, and the like, and can confirm the position, size and spread of the stent after the stent treatment, and the attached state of the stent Available for imaging systems. In addition, it can be used for a device that detects and displays a tubular portion of a living body (blood vessel, trachea, esophagus, duodenum, large intestine, biliary tract, etc.) and a stent placed in the tubular portion.

5,105…画像処理装置
22…記憶部
25,155…表示部
33…内壁検出部
34…内壁平滑化部
35…外壁検出部
36…外壁平滑化部
38…薄領域検出部
51…カット部
52…絞り込み部
53…ステント一次検出部
56,135…テンプレート選択部
61…ステント状態検出部
72…検出表示プログラム
91…三次元表示部
131…一次検索部
137…マッチング部
152…ステント検出表示プログラム
153,T…テンプレートデータ
170…手動描画チェックボタン
174a…ステント画像
B…血管
Bn…画像輝度
Dp…カテーテル除外用距離
P…プローブ
Ri…内壁閉曲線
S…ステント
T1,Ta…急低下部分
T2,Tb…傾斜変化部
T3,Tc…低輝度部分
TCF…薄領域
Ti…内壁テンプレート
To…外壁テンプレート
W1…管軸方向
W2…軸径方向
Wi…内壁
Wo…外壁
Wd…壁厚
5, 105 ... Image processing device 22 ... Storage unit 25, 155 ... Display unit 33 ... Inner wall detector 34 ... Inner wall smoother 35 ... Outer wall detector 36 ... Outer wall smoother 38 ... Thin region detector 51 ... Cut unit 52 ... narrowing-down part 53 ... primary stent detection part 56, 135 ... template selection part 61 ... stent state detection part 72 ... detection display program 91 ... three-dimensional display part 131 ... primary search part 137 ... matching part 152 ... stent detection display program 153 T ... Template data 170 ... Manual drawing check button 174a ... Stent image B ... Blood vessel Bn ... Image brightness Dp ... Catheter exclusion distance P ... Probe Ri ... Inner wall closed curve S ... Stent T1, Ta ... Steeply decreasing portion T2, Tb ... Inclination change Portions T3, Tc ... Low luminance portion TCF ... Thin region Ti ... Inner wall template To ... Outer wall template W1 ... Axial W2 ... axial radial Wi ... inner wall Wo ... outer wall Wd ... wall thickness

Claims (18)

生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得するデータ取得手段と、
前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出する壁部検出手段と、
検出した内壁および外壁に基づく壁部関連データを出力する壁部関連データ出力手段とを備えた
検出データ処理装置。
Data acquisition means for acquiring a plurality of line data detected in the axial direction of the probe inserted into the tubular organ of the living body in the axial direction of the tubular organ all around,
Wall detection means for detecting an inner wall and an outer wall of the tubular organ from the line data;
A detected data processing apparatus comprising: wall portion related data output means for outputting wall portion related data based on the detected inner wall and outer wall.
前記ラインデータから検出した前記内壁と前記外壁の間の距離から壁厚を算出し、該壁厚が基準厚より薄ければ、前記管状器官における前記ラインデータの位置を危険な薄さであるとして危険領域と判定する危険領域判定手段を備えた
請求項1記載の検出データ処理装置。
The wall thickness is calculated from the distance between the inner wall and the outer wall detected from the line data, and if the wall thickness is thinner than a reference thickness, the position of the line data in the tubular organ is considered to be dangerously thin. The detection data processing apparatus according to claim 1, further comprising a dangerous area determination unit that determines a dangerous area.
前記ラインデータから検出した内壁または外壁の位置を管軸方向の前記プローブの深度と検出角度とに基づいて3次元位置に再構築して前記内壁または外壁の3次元画像を構築する3次元画像構築手段と、
前記3次元画像における前記危険領域を他の領域と区別させる危険領域明示手段とを備えた
請求項2記載の検出データ処理装置。
3D image construction for reconstructing the position of the inner wall or outer wall detected from the line data into a three-dimensional position based on the depth and detection angle of the probe in the tube axis direction to construct a three-dimensional image of the inner wall or outer wall Means,
The detection data processing apparatus according to claim 2, further comprising dangerous area specifying means for distinguishing the dangerous area in the three-dimensional image from other areas.
前記ラインデータからステントの位置を検出するステント位置検出手段と、
前記内壁の位置と前記ステントの位置とに基づいて前記ステントが適切に装着されているか判定するステント装着状態判定手段とを備えた
請求項1、2、または3記載の検出データ処理装置。
A stent position detecting means for detecting the position of the stent from the line data;
The detection data processing apparatus according to claim 1, 2, or 3, further comprising: a stent attachment state determination unit that determines whether the stent is appropriately attached based on the position of the inner wall and the position of the stent.
前記ステント装着状態判定手段は、
前記管状器官の全周に渡る前記ステントの位置の閉曲線と、
前記管状器官の全周に渡る前記内壁の位置の閉曲線と、
前記ステントの位置の閉曲線と前記内壁の位置の閉曲線との不一致となる面積を求め、
この面積を内壁の周長で除した値がステントのズレ許容値を超えていれば不適切、超えていなければ適切と判定する
請求項4記載の検出データ処理装置。
The stent mounting state determination means includes
A closed curve of the position of the stent over the entire circumference of the tubular organ;
A closed curve of the position of the inner wall over the entire circumference of the tubular organ;
Determine the area that is a mismatch between the closed curve of the stent position and the closed curve of the inner wall position,
5. The detection data processing apparatus according to claim 4, wherein a value obtained by dividing the area by the circumference of the inner wall is determined to be inappropriate if it exceeds the allowable deviation of the stent, and determined to be appropriate if not exceeded.
内壁を判定する基準である内壁判定基準データと、外壁を判定する基準である外壁判定基準データとを記憶する記憶手段を備え、
前記壁部検出手段は、
前記ラインデータを平滑化する平滑化部と、
前記平滑化後の平滑後ラインデータが前記内壁判定基準データの基準を満たすか前記ラインデータの内側から走査し、前記基準を満たした時点で内壁の位置を検出する内壁位置検出部と、
前記平滑化後の平滑後ラインデータが前記外壁判定基準データの基準を満たすか前記ラインデータの外側から走査し、前記基準を満たした時点で外壁の位置を検出する外壁位置検出部とを有する
請求項1から5のいずれか1つに記載の検出データ処理装置。
A storage unit that stores inner wall determination reference data that is a reference for determining the inner wall and outer wall determination reference data that is a reference for determining the outer wall;
The wall detection means is
A smoothing unit for smoothing the line data;
The smoothed line data after the smoothing satisfies the standard of the inner wall judgment reference data or scans from the inside of the line data, and detects the position of the inner wall when the standard is satisfied,
An outer wall position detection unit that detects whether or not the smoothed line data after the smoothing satisfies the criterion of the outer wall determination reference data or scans from the outside of the line data and detects the position of the outer wall when the criterion is satisfied. Item 6. The detection data processing device according to any one of Items 1 to 5.
前記内壁判定基準データは、所定の強度以上の検出値が所定範囲続くことを基準とする幅のあるテンプレートであり、該テンプレートは、内側の強度条件より外側の強度条件が低く構成されている
請求項6記載の検出データ処理装置。
The inner wall determination reference data is a template having a width based on a detection range of a predetermined intensity or more continuing for a predetermined range, and the template is configured such that an outer intensity condition is lower than an inner intensity condition. Item 7. A detection data processing apparatus according to Item 6.
前記ラインデータから、ステント検出用テンプレートを用いてステントの存在する位置を検出するステント位置検出手段を備え、
前記ステント検出用テンプレートは、前記ラインデータにおける前記ステントによるピーク後方部位とマッチングするテンプレートである
請求項1から7のいずれか1つに記載の検出データ処理装置。
From the line data, comprising a stent position detecting means for detecting the position where the stent exists using a stent detection template,
The detection data processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the stent detection template is a template that matches a site behind the peak of the stent in the line data.
前記ステント検出用テンプレートは、テンプレート前段部分に最大値があり、前記最大値の半分以下の範囲にある傾斜変化部まで前記最大値から急激に低下する急低下部分と、前記傾斜変化部より後段で前記急低下部分よりなだらかに低下する低輝度部分とを有する
請求項8記載の検出データ処理装置。
The template for detecting a stent has a maximum value in a front part of the template, a sharply decreasing part that rapidly decreases from the maximum value to a slope changing part in a range of half or less of the maximum value, and a stage after the slope changing part. The detection data processing apparatus according to claim 8, further comprising a low-luminance portion that gradually decreases from the sudden decrease portion.
前記各ラインデータのうち、中心距離から所定距離以上でかつ輝度が所定輝度以上に存在するデータ数が、全ラインデータの平均値の所定割合以下であるラインデータを候補データとして抽出する一次検索を実行し、
前記一次検索で残ったデータの中で前記ステント検出用テンプレートを用いた検出を実行する
請求項8または9記載の検出データ処理装置。
A primary search for extracting, as candidate data, line data in which the number of data that is equal to or greater than a predetermined distance from the center distance and whose luminance is equal to or greater than the predetermined luminance is equal to or less than a predetermined ratio of the average value of all line data. Run,
The detection data processing apparatus according to claim 8 or 9, wherein detection using the stent detection template is performed among the data remaining in the primary search.
複数種類のステント検出用テンプレートを準備しておき、
前記ラインデータに応じて用いる前記ステント検出用テンプレートを切り替えるテンプレート切替手段を備えた
請求項8、9または10記載の検出データ処理装置。
Prepare multiple types of stent detection templates,
The detection data processing device according to claim 8, further comprising a template switching unit that switches the stent detection template used according to the line data.
前記ステント位置検出手段によるステントの検出条件よりもゆるやかな条件でステント候補を検出し、
該ステント候補が存在する断層画像の前後の断層画像の少なくとも一方に前記ステント候補の位置と対応する位置から所定範囲内にステント候補またはステントが存在すれば、前記ステント候補をノイズではなくステントであると認識してステントを補完するステント補完手段を備えた
請求項8から11のいずれか1つに記載の検出データ処理装置。
A stent candidate is detected under a gentler condition than the detection condition of the stent by the stent position detecting means,
If a stent candidate or a stent exists within a predetermined range from a position corresponding to the position of the stent candidate in at least one of the tomographic images before and after the tomographic image in which the stent candidate exists, the stent candidate is not a noise but a stent. The detection data processing device according to any one of claims 8 to 11, further comprising a stent complementing unit that recognizes the stent and complements the stent.
請求項1から12のいずれか1つに記載の検出データ処理装置と、
検出した管状器官の内壁または外壁またはステントの位置に基づいて管状器官の内壁または外壁またはステントの画像を表示する画像表示手段とを備えた
画像表示装置。
The detection data processing device according to any one of claims 1 to 12,
An image display device comprising: an image display unit configured to display an image of an inner wall, an outer wall, or a stent of a tubular organ based on a detected position of an inner wall, an outer wall, or a stent of the tubular organ.
手動でステント位置を追加できる手動追加手段を備えた
請求項13記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 13, further comprising manual addition means capable of manually adding a stent position.
コンピュータを、
生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得するデータ取得手段と、
前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出する壁部検出手段と、
検出した内壁および外壁に基づく壁部関連データを出力する壁部関連データ出力手段として機能させる
検出データ処理プログラム。
Computer
Data acquisition means for acquiring a plurality of line data detected in the axial direction of the probe inserted into the tubular organ of the living body in the axial direction of the tubular organ all around,
Wall detection means for detecting an inner wall and an outer wall of the tubular organ from the line data;
A detection data processing program that functions as a wall-related data output unit that outputs wall-related data based on detected inner and outer walls.
コンピュータを、
生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得するデータ取得手段と、
前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出する壁部検出手段と、
前記内壁と前記外壁の間の距離から壁厚を算出し、該壁厚が基準厚より薄ければ、前記管状器官における前記ラインデータの位置を危険な薄さであるとして危険領域と判定する危険領域判定手段と、
該危険領域の画像を表示する画像表示手段として機能させる
画像表示プログラム。
Computer
Data acquisition means for acquiring a plurality of line data detected in the axial direction of the probe inserted into the tubular organ of the living body in the axial direction of the tubular organ all around,
Wall detection means for detecting an inner wall and an outer wall of the tubular organ from the line data;
The wall thickness is calculated from the distance between the inner wall and the outer wall, and if the wall thickness is thinner than the reference thickness, the risk that the position of the line data in the tubular organ is determined to be a dangerous area is determined to be dangerous thin Area determination means;
An image display program that functions as image display means for displaying an image of the dangerous area.
生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得し、
前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出し、
検出した内壁および外壁に基づく壁部関連データを出力する
検出データ処理方法。
A plurality of line data detected in the axial direction of the probe inserted into the tubular organ of the living body in the axial direction of the tubular organ are obtained in the tube axial direction.
Detecting the inner and outer walls of the tubular organ from the line data;
A detection data processing method for outputting wall-related data based on detected inner and outer walls.
生体の管状器官内部に挿入したプローブの軸径方向に検出したラインデータを管状器官全周について管軸方向へ複数取得し、
前記ラインデータから前記管状器官の内壁と外壁を検出し、
前記内壁と前記外壁の間の距離から壁厚を算出し、該壁厚が基準厚より薄ければ、前記管状器官における前記ラインデータの位置を危険な薄さであるとして危険領域と判定し、
該危険領域の画像を表示する
画像表示方法。
A plurality of line data detected in the axial direction of the probe inserted into the tubular organ of the living body in the axial direction of the tubular organ are obtained in the tube axial direction.
Detecting the inner and outer walls of the tubular organ from the line data;
The wall thickness is calculated from the distance between the inner wall and the outer wall, and if the wall thickness is thinner than a reference thickness, the position of the line data in the tubular organ is determined as a dangerous thin area as a dangerous thin area,
An image display method for displaying an image of the dangerous area.
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