JP4891541B2 - Vascular stenosis rate analysis system - Google Patents

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Description

本発明は、X線CT装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置などで撮影された血管の3次元画像データを用いて、血管が狭窄している範囲やその程度を診断に有用な指標として、3次元画像としてカラー表示可能な血管狭窄率解析システムに関する。   The present invention uses a three-dimensional image data of a blood vessel imaged by an X-ray CT apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus, etc. as a useful index for diagnosis of the range and extent of the blood vessel stenosis. The present invention relates to a blood vessel stenosis rate analysis system capable of color display as a three-dimensional image.

近年、X線CT装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置等で撮影した3次元画像データから血管を抽出し、血管内部の形態的な情報を用いて狭窄率を自動で算出し、2次元及び3次元画像上に表示する方法が開発されている。   In recent years, blood vessels are extracted from three-dimensional image data taken with an X-ray CT apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus, etc., and the stenosis rate is automatically calculated using morphological information inside the blood vessels. A method of displaying on a three-dimensional image has been developed.

狭窄率とは、狭窄した血管の形状と正常な状態の血管形状を用いて算出したものである。また、正常な状態の血管形状とは、狭窄した血管から狭窄部分を除いた正常な部位の血管形状を用いて、狭窄する前の正常な状態の血管(以下、仮正常血管)を推定したものである。   The stenosis rate is calculated using the shape of the stenotic blood vessel and the blood vessel shape in a normal state. In addition, the blood vessel shape in the normal state is an estimated blood vessel in the normal state before the stenosis (hereinafter referred to as a temporary normal blood vessel) using the blood vessel shape of the normal part excluding the stenosis portion from the stenotic blood vessel It is.

従来の手法においては、狭窄率は、その仮正常血管の血管径と狭窄した血管の血管径とを用いて、血管走行に垂直な断面(以下、血管直交断面)ごとに算出される。すなわち、従来の手法によれば、血管には血管軸方向に対する径の算出位置、方向、算出結果を一意に決定できるものとして投影径(最小値)を用いて、下記の式(1)又は(2)により狭窄率を算出する。   In the conventional method, the stenosis rate is calculated for each cross section perpendicular to the blood vessel running (hereinafter referred to as a blood vessel orthogonal cross section) using the blood vessel diameter of the temporary normal blood vessel and the blood vessel diameter of the constricted blood vessel. In other words, according to the conventional method, the calculated diameter, position, and calculation result with respect to the blood vessel axis direction can be uniquely determined for the blood vessel using the projection diameter (minimum value), and the following formula (1) or ( 2) Calculate the stenosis rate.

狭窄率=(正常部位の血管径−狭窄部位の血管径)/正常部位の血管径 (1)
狭窄率=(正常部位の断面積−狭窄部位の断面積)/正常部位の断面積 (2)
このように算出した狭窄率は、2次元画像上では、図16に示すように、狭窄率の算出に使用した血管直交断面上の血管と仮正常血管の断面形状を表示し、狭窄率を算出した方向を直線で、狭窄率を数値で表示する。一方、3次元画像上では、図17に示すように、狭窄率を算出した血管直交断面の位置を3次元の血管形状にマーキングして表示し、且つ狭窄率の値によってカラーを決め、直交断面ごとにカラー表示することで、狭窄率を視覚的に示すようにしている。
Stenosis rate = (blood vessel diameter of normal part-blood vessel diameter of stenosis part) / blood vessel diameter of normal part (1)
Stenosis rate = (cross-sectional area of normal part-cross-sectional area of stenosis part) / cross-sectional area of normal part (2)
As shown in FIG. 16, the stenosis rate calculated in this way is calculated by displaying the cross-sectional shapes of the blood vessel and the provisional normal blood vessel on the cross section of the blood vessel used for calculating the stenosis rate as shown in FIG. The direction is displayed as a straight line, and the stenosis rate is displayed as a numerical value. On the other hand, on the three-dimensional image, as shown in FIG. 17, the position of the orthogonal cross section of the blood vessel where the stenosis rate is calculated is marked and displayed on the three-dimensional blood vessel shape, and the color is determined according to the value of the stenosis rate. The stenosis rate is visually indicated by displaying each color.

しかしながら、従来の血管狭窄率解析システムにおける血管狭窄の観察には、例えば次の様な問題が存在する。   However, there are the following problems in observing blood vessel stenosis in a conventional blood vessel stenosis rate analysis system, for example.

第1に、狭窄率は、血管直交断面上の狭窄した血管径と推定した正常血管径の投影最小径を用いて算出される。そのため、一つの血管直交断面に対して一つの狭窄率しか算出できず、血管直交断面上の血管輪郭方向の狭窄率(又は、血管周方向を含んだ血管の局所的な狭窄率)を取得できない。   First, the stenosis rate is calculated using the projected minimum diameter of the normal blood vessel diameter estimated as the stenotic blood vessel diameter on the blood vessel orthogonal cross section. Therefore, only one stenosis rate can be calculated for one blood vessel orthogonal cross section, and the stenosis rate in the blood vessel contour direction (or the local stenosis rate including the circumferential direction of the blood vessel) on the blood vessel orthogonal cross section cannot be acquired. .

第2に、2次元画像上に狭窄率を表示した場合、血管直交断面上においては狭窄を算出した方向や形状を知ることができるが、血管軸方向に対する狭窄の位置や範囲を把握することができない。一方、3次元画像上に狭窄率をカラー表示した場合、血管直交断面に対して一つの狭窄率しか算出できないため直交断面単位でしか表示できず、狭窄率の変化をカラーで表示した場合も、周方向を含めた血管の全方向に対する狭窄の位置、範囲、狭窄の程度を直感的かつ局所的に把握することはできない。   Second, when the stenosis rate is displayed on a two-dimensional image, the direction and shape of the stenosis calculated on the cross section of the blood vessel can be known, but the position and range of the stenosis with respect to the vascular axis direction can be grasped. Can not. On the other hand, when the stenosis rate is displayed in color on a three-dimensional image, only one stenosis rate can be calculated for the cross section of the blood vessel, so only the cross section can be displayed. The position, range, and degree of stenosis in all directions of the blood vessel including the circumferential direction cannot be grasped intuitively and locally.

なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
特開平11−164833号公報
In addition, as a well-known document relevant to this application, there exist the following, for example.
JP 11-164833 A

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、血管の凹凸に対する局所的な狭窄を算出し、これを所定の形態にて表示することで、血管全体に対する狭窄の位置、血管周方向に対する狭窄の位置、狭窄の範囲、狭窄の度合い(程度)等を直感的に把握可能な形態にて提示することができる血管狭窄率解析システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by calculating a local stenosis with respect to the irregularity of the blood vessel and displaying it in a predetermined form, the position of the stenosis with respect to the entire blood vessel and the stenosis in the circumferential direction of the blood vessel An object of the present invention is to provide a blood vessel stenosis rate analysis system capable of presenting the position, the range of stenosis, and the degree (degree) of stenosis in a form that can be intuitively grasped.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

請求項1に記載の発明は、医用画像機器によって収集された画像データを記憶する記憶手段と、前記画像データに基づいて、血管形状を抽出する抽出手段と、前記抽出された血管形状に基づいて、血管芯線と、当該血管芯線に直交する血管直交断面上の複数の血管輪郭点とを含む血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記血管情報に基づいて、前記血管形状のねじれを補正する補正手段と、
補正された前記血管情報に基づいて、狭窄範囲を設定する設定手段と、補正された前記血管情報に基づいて、狭窄した血管から狭窄部位を除いた正常な部位の血管形状を示す仮正常血管形状の複数の輪郭点を推定する推定手段と、前記血管直交断面上において、各方向に対応する前記前記仮正常血管形状の輪郭点と前記抽出された血管形状の血管輪郭点との組み合わせを用いて、複数の局所的な狭窄率を算出する算出手段と、前記各狭窄率の値に応じて異なる色彩が割り当てられた血管画像を生成する画像生成手段と、前記血管画像を所定の形態にて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする血管狭窄率解析システムである。
The invention according to claim 1 is based on storage means for storing image data collected by a medical imaging device, extraction means for extracting a blood vessel shape based on the image data, and on the basis of the extracted blood vessel shape. , Blood vessel information generating means for generating blood vessel information including a blood vessel core line and a plurality of blood vessel contour points on a cross section of the blood vessel orthogonal to the blood vessel core line, and correcting the twist of the blood vessel shape based on the blood vessel information Correction means;
Setting means for setting a stenosis range based on the corrected blood vessel information, and a temporary normal blood vessel shape indicating a blood vessel shape of a normal part excluding the stenosis part from the stenotic blood vessel based on the corrected blood vessel information And a combination of the provisional normal blood vessel shape contour point corresponding to each direction and the extracted blood vessel shape blood vessel contour point on each of the blood vessel orthogonal cross sections. A calculation unit that calculates a plurality of local stenosis rates, an image generation unit that generates a blood vessel image to which a different color is assigned according to the value of each stenosis rate, and the blood vessel image is displayed in a predetermined form A blood vessel stenosis rate analyzing system.

以上本発明によれば、血管の凹凸に対する局所的な狭窄を算出し、これを所定の形態にて表示することで、血管全体に対する狭窄の位置、血管周方向に対する狭窄の位置、狭窄の範囲、狭窄の度合い等を直感的に把握可能な形態にて提示することができる血管狭窄率解析システムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, by calculating the local stenosis for the irregularity of the blood vessel and displaying it in a predetermined form, the position of the stenosis with respect to the entire blood vessel, the position of the stenosis with respect to the circumferential direction of the blood vessel, the range of the stenosis, It is possible to realize a blood vessel stenosis rate analysis system that can present the degree of stenosis and the like in a form that can be intuitively grasped.

以下、本発明の実施形態に係る血管狭窄率解析システムを図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, a blood vessel stenosis rate analysis system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

また、本血管狭窄率解析システムは、単独装置として設定されるほか、画像参照装置(ビューア)、医療用ワークステーション、X線CT装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置等の各種医療用画像機器に内蔵することも可能である。本実施形態では、説明を具体的にするため、医療用ワークステーションに内蔵される場合を例とする。   The vascular stenosis rate analysis system is set as a single device, and various medical images such as an image reference device (viewer), a medical workstation, an X-ray CT device, a magnetic resonance imaging device, and an ultrasonic diagnostic device. It can also be built in equipment. In the present embodiment, in order to make the description more specific, the case where it is built in a medical workstation is taken as an example.

図1は、本実施形態に係る血管狭窄率解析システム1のブロック構成図を示している。同図に示すように、本血管狭窄率解析システム1は、記憶部11、制御部12、画像処理部13、送受信部14、表示部15、操作部16を具備している。   FIG. 1 is a block diagram of a vascular stenosis rate analysis system 1 according to this embodiment. As shown in the figure, the vascular stenosis rate analysis system 1 includes a storage unit 11, a control unit 12, an image processing unit 13, a transmission / reception unit 14, a display unit 15, and an operation unit 16.

記憶部11は、X線CT装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置等で撮影した3次元画像データを記憶する。また、記憶部11は、後述する狭窄率の算出、及び狭窄率の3次元カラー表示等を含む狭窄率解析処理を実行するための専用プログラムを記憶する。   The storage unit 11 stores three-dimensional image data captured by an X-ray CT apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus, or the like. The storage unit 11 also stores a dedicated program for executing a stenosis rate analysis process including calculation of a stenosis rate, which will be described later, and three-dimensional color display of the stenosis rate.

制御部12は、記憶部11に記憶されたプログラムを読み出してメモリ上に展開し、これらに従って、各ユニットやシステム全体を静的又は動的に制御する。   The control unit 12 reads out the program stored in the storage unit 11 and develops it on the memory, and controls each unit or the entire system statically or dynamically according to these.

画像処理部13は、制御部12による制御のもと、後述する狭窄率解析に関する各処理を実行する。   Under the control of the control unit 12, the image processing unit 13 executes each process related to stenosis rate analysis described later.

送受信部14は、X線CT装置等の他の機器との間で、ネットワークを介して各種画像データを送受信する。   The transmission / reception unit 14 transmits / receives various image data to / from other devices such as an X-ray CT apparatus via a network.

表示部15は、画像処理部13から受け取る画像データをビデオ信号に変換し、当該ビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。特に、表示部15は、局所的な狭窄率が3次元カラー表示された画像を、後述する内容に従って表示する。   The display unit 15 converts the image data received from the image processing unit 13 into a video signal, and displays in vivo morphological information and blood flow information as an image based on the video signal. In particular, the display unit 15 displays an image in which the local stenosis rate is displayed in a three-dimensional color according to the content described later.

操作部16は、キーボード、トラックボール、マウス、後述する狭窄率解析処理を実行するための専用のインターフェース等の入力デバイスを備える。   The operation unit 16 includes an input device such as a keyboard, a trackball, a mouse, and a dedicated interface for executing a stenosis rate analysis process described later.

(狭窄率解析処理)
次に、本血管狭窄率解析システム1によって実現される、狭窄率の算出、算出された狭窄率の3次元カラー表示を含む狭窄率解析処理について説明する。本狭窄率解析処理は、3次元画像データから抽出した3次元抽出血管と抽出血管から推定した3次元仮正常血管を用いて、抽出血管と仮正常血管の対応する位置(点)の変位量をもとに、血管周方向を含んだ血管の凹凸に対する局所的な狭窄率を算出するものである。また、算出された狭窄率に基づく狭窄の程度に応じて血管の凹凸に対するカラーを決定(マッピング)し、局所的な狭窄の程度を3次元血管形状にカラー表示するものである。
(Stenosis analysis processing)
Next, stenosis rate analysis processing including calculation of the stenosis rate and three-dimensional color display of the calculated stenosis rate, which is realized by the present vascular stenosis rate analysis system 1, will be described. This stenosis rate analysis process uses the 3D extracted blood vessel extracted from 3D image data and the 3D temporary normal blood vessel estimated from the extracted blood vessel to calculate the displacement amount of the corresponding position (point) of the extracted blood vessel and the temporary normal blood vessel. Based on this, the local stenosis rate with respect to the irregularity of the blood vessel including the blood vessel circumferential direction is calculated. In addition, the color of the irregularity of the blood vessel is determined (mapped) according to the degree of stenosis based on the calculated stenosis rate, and the degree of local stenosis is displayed in color in a three-dimensional blood vessel shape.

この狭窄率解析処理により、血管軸方向に対する狭窄の位置等の情報のみならず、血管全体に対する狭窄の位置、血管周方向に対する狭窄の位置(方向)、狭窄の範囲、狭窄の度合い等の狭窄に関する新たな臨床情報を取得することができる。また、局所的な狭窄率のカラー表示により、狭窄に関する新たな臨床情報を、直感的な把握を促す形態にて提示することが可能となる。   By this stenosis rate analysis processing, not only information such as the position of the stenosis with respect to the vascular axis direction but also stenosis such as the position of the stenosis with respect to the entire blood vessel, the position (direction) of the stenosis with respect to the peripheral direction of the blood vessel, the range of stenosis, the degree of stenosis, etc. New clinical information can be acquired. In addition, it is possible to present new clinical information related to stenosis in a form that facilitates intuitive grasping by color display of the local stenosis rate.

図2は、本血管狭窄率解析システム1によって実行される狭窄率解析処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、本解析処理は、大きく血管抽出処理A、狭窄率算出・表示処理Bに分けることができる。   FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the stenosis rate analysis process executed by the vascular stenosis rate analysis system 1. As shown in the figure, this analysis process can be broadly divided into a blood vessel extraction process A and a stenosis rate calculation / display process B.

(血管抽出処理)
図2に示すように、まず、制御部12の制御のもと、画像処理部13は、記憶部11から対象となる血管を撮影した画像データを読み込む(ステップS1)。画像データは、ここではヘリカルCTを用いて対軸方向のある距離にわたって撮影した3次元画像とするが、解析対象となる血管を含んだ3次元画像データであれば、磁気共鳴イメージング装置その他の医用画像機器で撮影された画像データなど他の種類の画像でも、以降の処理は同一である。
(Blood vessel extraction processing)
As shown in FIG. 2, first, under the control of the control unit 12, the image processing unit 13 reads image data obtained by photographing a target blood vessel from the storage unit 11 (step S <b> 1). Here, the image data is a three-dimensional image photographed over a certain distance in the opposite axis direction using helical CT, but if it is three-dimensional image data including a blood vessel to be analyzed, a magnetic resonance imaging apparatus or other medical device is used. Subsequent processing is the same for other types of images such as image data captured by an imaging device.

次に、読み込んだ画像データに基づいて、3次元血管形状の抽出処理として3次元画像データから3次元血管データ(血管芯線と血管サーフェイス)を抽出する(ステップS2)。その方法として、Onno Wink, Wiro J.Niessen, “Fast Delineation and Visualization of Vessel in 3-D Angiographic Images”, IEEE Trans.Med.Imag.,Vol.19, No.4, 2000には指定した点から血管内を自動的にトラッキングし血管の中心線とサーフェイスを抽出する方法が記載されている(ベッセルトラッキング法)。また、G. D. Rubin, D. S. Paik, P. C. Johnston, S. Napel, “Measurement of the Aorta and Its Branches with Helical CT,” Radiology, Vol.206, No.3, pp.823-9, Mar., 1998.には、管腔臓器の抽出領域を細線化する方法が記載されている。本実施形態では、前者のベッセルトラッキング法を用いた既存の抽出方法を使用するものとする。より具体的には、次のような処理を実行する。   Next, based on the read image data, three-dimensional blood vessel data (blood vessel core and blood vessel surface) is extracted from the three-dimensional image data as a three-dimensional blood vessel shape extraction process (step S2). As the method, Onno Wink, Wiro J. et al. Niessen, “Fast Delineation and Visualization of Vessel in 3-D Angiographic Images”, IEEE Trans. Med. Imag. , Vol. 19, No. 4, 2000 describes a method of automatically tracking the inside of a blood vessel from a specified point and extracting the center line and surface of the blood vessel (Bessel tracking method). G. D. Rubin, D.C. S. Paik, P. C. Johnston, S. Napel, “Measurement of the Aorta and Its Branches with Helical CT,” Radiology, Vol. 206, no. 3, pp. 823-9, Mar. 1998. Describes a method for thinning the extraction region of a luminal organ. In the present embodiment, an existing extraction method using the former Bessel tracking method is used. More specifically, the following processing is executed.

まず、表示部15に表示された血管内に、操作部16のマウス等により指定点PS(始点)、PE(終点)、PB(通過点)を指定すると、画像処理部13は、ベッセルトラッキング法を用いて指定点を基にPS−PE間の血管内を自動的にトラッキングし、芯線を抽出した後、血管サーフェイスとして芯線に直交する断面上の血管輪郭点を抽出する。 First, when the designated points P S (start point), P E (end point), and P B (passage point) are designated in the blood vessel displayed on the display unit 15 with the mouse of the operation unit 16, the image processing unit 13 Using the Bessel tracking method, the inside of the blood vessel between P S and P E is automatically tracked based on the designated point, and after extracting the core line, the blood vessel contour point on the cross section orthogonal to the core line is extracted as the blood vessel surface.

図3は、ベッセルトラッキング法によって抽出された芯線及び血管輪郭点を模式的に示した図である。同図に示すように、抽出した3次元血管データは、血管芯線と当該芯線に直交する断面上の血管輪郭点で表現される。   FIG. 3 is a diagram schematically showing core lines and blood vessel contour points extracted by the Bessel tracking method. As shown in the figure, the extracted three-dimensional blood vessel data is represented by a blood vessel core line and a blood vessel contour point on a cross section orthogonal to the core line.

血管が走行する方向を軸方向、直交断面上の血管輪郭点に沿った方向を周方向とした場合、血管芯線は軸方向に滑らかな曲線であり血管輪郭点は周方向に滑らかな曲線である。血管輪郭点に関しては、各血管直交断面上の血管輪郭点間で軸方向に対応付けされており、軸方向にも滑らかな曲線を描く(図中点線)。この様に血管輪郭点を軸方向に対応付けることにより、抽出血管や正常血管をサーフェイス表示する際のメッシュ(又はパッチ)の作成を容易にし、後述する狭窄(程度)のカラーマップ表示を容易にする。また、血管輪郭点は、抽出血管のサンプル点と仮正常血管のサンプル点間でも対応付けがされている。この対応付けにより、仮正常血管の血管径と狭窄した血管の血管径の差から、後述するように血管輪郭上の各点での狭窄の変化を算出することができる。   When the direction in which the blood vessel travels is the axial direction and the direction along the blood vessel contour point on the orthogonal section is the circumferential direction, the blood vessel core line is a smooth curve in the axial direction, and the blood vessel contour point is a smooth curve in the circumferential direction. . The blood vessel contour points are associated in the axial direction between the blood vessel contour points on each blood vessel orthogonal cross section, and a smooth curve is also drawn in the axial direction (dotted line in the figure). In this way, by correlating blood vessel contour points in the axial direction, it is easy to create a mesh (or patch) for surface display of extracted blood vessels and normal blood vessels, and to facilitate color map display of stenosis (degree) described later. . Further, the blood vessel contour points are also associated between the sample points of the extracted blood vessels and the sample points of the temporary normal blood vessels. By this association, the change in stenosis at each point on the blood vessel contour can be calculated from the difference between the blood vessel diameter of the temporary normal blood vessel and the blood vessel diameter of the stenotic blood vessel, as will be described later.

次に、抽出した血管に対してねじれ補正を行う(ステップS3)。まず、図4に示すように、血管軸方向に垂直な各血管直交断面上において、血管芯点を中心とし各血管輪郭点と動径方向に対応するサンプル点を持つ円Qを作成する。次に、血管軸方向に並び連続する円2つを取り出し、2つの円の間で対応付けされている点の距離の和を算出する。例えば、図5左側の円Q1と円Q2の例では、Q1、0−Q2、0間、Q1、1−Q2、1間、…、Q1、5−Q2、5間の距離の和を算出したものとなる。 Next, torsion correction is performed on the extracted blood vessel (step S3). First, as shown in FIG. 4, a circle Q having a sample point corresponding to each blood vessel contour point and the radial direction around the blood vessel core point is created on each blood vessel orthogonal cross section perpendicular to the blood vessel axis direction. Next, two continuous circles arranged in the direction of the blood vessel axis are taken out, and the sum of the distances of the points associated between the two circles is calculated. For example, in the example of the circle Q 1 and the circle Q 2 on the left side of FIG. 5, between Q 1 , 0 −Q 2 , 0, between Q 1 , 1 −Q 2 , 1 ,..., Q 1 , 5 −Q 2, 5 The sum of the distances between them is calculated.

なお、この対応付けは、血管直交断面の方向を決める(基準)ベクトルB(Bx, By, Bz)を基準に、各血管輪郭点へ番号が割り振られる。初期(例えば、血管サーフェス抽出処理の段階)では、各血管直交断面の基準ベクトルBx方向の点を0番とし、各断面の対応付けを行う。ここで、基準ベクトルの方向は、血管の存在するVolume座標のVy(t)方向と一致する方向である。   In this association, a number is assigned to each blood vessel contour point on the basis of a (reference) vector B (Bx, By, Bz) that determines the direction of the blood vessel orthogonal cross section. At the initial stage (for example, at the stage of blood vessel surface extraction processing), the points in the reference vector Bx direction of each blood vessel orthogonal cross section are set to 0, and the cross sections are associated with each other. Here, the direction of the reference vector is a direction that coincides with the Vy (t) direction of the Volume coordinate where the blood vessel exists.

次に、一方の円を固定し、もう一方の円を回転させながら各角度での距離の和を算出し、距離の和が最少となる角度θを検出する。最後に、検出された角度θ分だけ対応付けの位置(番号)をシフトし、図5右側に示すように本来の血管輪郭点に反映させる。   Next, while fixing one circle and rotating the other circle, the sum of distances at each angle is calculated, and the angle θ at which the sum of distances is minimized is detected. Finally, the associated position (number) is shifted by the detected angle θ and reflected on the original blood vessel contour point as shown on the right side of FIG.

従来のように血管抽出処理中に血管の走行や屈曲方向を考慮せずに機械的に対応付けを行ったものでは、図5左側に示すように、血管のねじれを生じ、ワイヤーフレームやサーフェイスで血管を表示する際に血管形状の歪みを生じる。また、血管形状が歪んでいるため血管の凹凸から狭窄の程度を算出しカラー表示することもできない。   In the case where the mechanical association is performed without considering the running or bending direction of the blood vessel during the blood vessel extraction processing as in the past, as shown on the left side of FIG. 5, the blood vessel is twisted, and the wire frame or surface is used. When displaying a blood vessel, the blood vessel shape is distorted. Further, since the shape of the blood vessel is distorted, the degree of stenosis cannot be calculated from the irregularity of the blood vessel and displayed in color.

本方法では、各血管輪郭点の軸方向の対応付けを修正し血管のねじれを補正することで、図5右側に示すように血管形状の歪みを取り除き、歪みの少ない血管形状を表示することが可能である。また、本方法では、ねじれの補正により血管のねじれだけでなく血管輪郭点の対応付けも補正するため、補正された血管データを用いて仮正常血管を推定することで、抽出血管と仮正常血管の血管輪郭点間の対応付けを適切に行うことができる。芯点や血管輪郭点を軸方向/周方向にリサンプリング/スムージングした血管データも同様に以降の処理を行うことができる。従って、歪みの少ない仮正常血管を推定することも可能となり、血管輪郭点と仮正常血管の血管輪郭点の変化から、適切な局所狭窄率(程度)を算出することができる。   In this method, it is possible to remove the distortion of the blood vessel shape and display the blood vessel shape with less distortion as shown on the right side of FIG. Is possible. Further, in this method, the correction of the twist corrects not only the twist of the blood vessel but also the association of the blood vessel contour points. Therefore, the extracted normal blood vessel and the temporary normal blood vessel are estimated by estimating the temporary normal blood vessel using the corrected blood vessel data. Correspondence between the blood vessel contour points can be appropriately performed. The subsequent processing can be similarly performed on blood vessel data obtained by resampling / smoothing the core points and blood vessel contour points in the axial direction / circumferential direction. Accordingly, it is possible to estimate a temporary normal blood vessel with less distortion, and an appropriate local stenosis rate (degree) can be calculated from changes in the blood vessel contour point and the blood vessel contour point of the temporary normal blood vessel.

次に、血管形状を抽出しねじれ補正を行うと、抽出結果を表示すると同時に、3次元血管形状の凹凸を知る指標としての最小径カーブを表示するため、血管最小径の算出処理を行う(ステップS4)。ここで、最小径カーブとは、抽出範囲の始点PSから血管軸方向の任意の位置までの血管芯線に沿った距離を横軸に、各位置の血管最小径を縦軸に、血管軸方向の血管最小径の変化を示すグラフである(後述する図9等にその一例を示す。)。 Next, when the blood vessel shape is extracted and the torsion correction is performed, the extraction result is displayed, and at the same time, the minimum diameter curve is displayed as an index for knowing the unevenness of the three-dimensional blood vessel shape. S4). Here, the minimum diameter curve, the distance along the blood vessel core from the starting point P S to the arbitrary position in the vessel axial direction of the extraction range on the horizontal axis, the vertical axis of the vessel minimum diameter of each position, the vessel axis Is a graph showing a change in the minimum blood vessel diameter (an example is shown in FIG. 9 and the like described later).

従来の血管径算出方法は、血管直交断面上で血管中心(もしくは芯点)を通る直径(血管中心を通る直線と血管輪郭が交わる2つ交点間の距離)を算出していたため、抽出された血管中心の位置によって血管径が変動し、客観的な値として算出することができなかった。本実施形態に係る血管狭窄解析システム1では、血管中心に関係なく算出される血管径として投影径を算出しその最小値(投影最小径)を使用することで、血管中心の位置に依存しない客観的な値の算出を行っている。   The conventional blood vessel diameter calculation method is extracted because it calculates the diameter passing through the blood vessel center (or core point) on the cross section of the blood vessel (the distance between the two intersections where the straight line passing through the blood vessel center and the blood vessel contour intersect). The blood vessel diameter varied depending on the position of the blood vessel center and could not be calculated as an objective value. In the vascular stenosis analysis system 1 according to the present embodiment, the projection diameter is calculated as the vascular diameter calculated regardless of the vascular center, and the minimum value (minimum projection diameter) is used, thereby objectively independent of the position of the vascular center. Value is calculated.

なお、投影最小径は、各血管輪郭点の位置情報をもとに、投影方向をθ=0〜180度回転させて各方向の投影径d(θ)を算出し、算出した投影径の中での最小値min(d(θ))として定義される。従って、投影方向の数、血管輪郭点の数により、処理数が非常に多くなり多くの処理時間を要する場合がある。係る場合を考慮し、本実施形態では、図6に示すように、Brent法を用いた最適化により投影径が最小となるような投影方向(一方向)を算出するステップと、算出した投影方向に対して最小径を計算するステップとからなる高速・高精度計算方法を使用している。   The minimum projection diameter is calculated based on the position information of each blood vessel contour point by rotating the projection direction by θ = 0 to 180 degrees to calculate the projection diameter d (θ) in each direction. Is defined as the minimum value min (d (θ)). Therefore, depending on the number of projection directions and the number of blood vessel contour points, the number of processes may become very large and a long processing time may be required. Considering such a case, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a step of calculating a projection direction (one direction) that minimizes the projection diameter by optimization using the Brent method, and the calculated projection direction A high-speed and high-precision calculation method comprising a step of calculating a minimum diameter is used.

すなわち、投影方向の決定のステップでは、Brent法の初期値を算出し(ステップS41)、当該方法を用いて径が最小となる投影方向を決定する(ステップS42)。ここで、Brent法とは、与えられた関数f(x)の極小となるx座標を、関数上の任意の3点を用いた逆放物線補間により収束演算して算出する方法である(技術評論社 NUMERICAL RECIPES in C、289〜292ページ引用)。   That is, in the step of determining the projection direction, the initial value of the Brent method is calculated (step S41), and the projection direction that minimizes the diameter is determined using the method (step S42). Here, the Brent method is a method of calculating a minimum x coordinate of a given function f (x) by performing a convergence operation by inverse parabolic interpolation using arbitrary three points on the function (Technical Review). NUMERICAL RECIPES in C, quoted on pages 289-292).

図7は、Brent法を説明するための概念図であり、当該方法による関数f(x)の極小値への収束を示した図である。同図に示すように、まず、与えられた関数f(x)上の3点a、b、cを通る放物線g(x)を描き、その極小dを現在の最良点とする。f(d)とf(a)、f(b)、f(c)を比較した場合に、最大となる点cを捨て新しい3点a、d、bを決定する。新たな3点を通る放物線hを描き、その極小eを新たな最良点とする。この処理を繰返すことで、与えられた関数の極小を絞り込んでいく。この処理は、収束条件をtolとした場合、前状態の極小と現在の極小の距離がtolよりも小さく、極小を挟む2点間の中心に極小がくるまで繰返えされる。   FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the Brent method, and shows the convergence of the function f (x) to the minimum value by the method. As shown in the figure, first, a parabola g (x) passing through three points a, b, and c on a given function f (x) is drawn, and the minimum d is set as the current best point. When f (d) is compared with f (a), f (b), and f (c), the maximum point c is discarded and three new points a, d, and b are determined. Draw a parabola h that passes through three new points, and set the minimum e as the new best point. By repeating this process, the minimum of a given function is narrowed down. When the convergence condition is tol, this process is repeated until the distance between the minimum in the previous state and the current minimum is smaller than tol, and the minimum reaches the center between two points sandwiching the minimum.

なお、本実施形態では、投影角度θに対して算出される投影径d(θ)の放物線を上記関数f(x)と仮定し、その放物線の極小値を求め、極小値での投影角度θをBrent法によって算出している。初期値には、投影方向0〜180度までの投影径を10度間隔で算出した場合に投影径d(θi)が最小となる投影角度θiとその前後の角度をθi-1、θi+1を使用し、[θi-1、θi+1]の範囲をBrent法の適用範囲とする。 In the present embodiment, the parabola of the projection diameter d (θ) calculated with respect to the projection angle θ is assumed to be the function f (x), the minimum value of the parabola is obtained, and the projection angle θ at the minimum value is obtained. Is calculated by the Brent method. The initial value, a projection diameter d (θ i) is the minimum projection angle theta i and angle theta i-1 before and after when calculated at 10 degree intervals projection size to the projection direction 0-180 degrees, Using θ i + 1 , the range of [θ i−1 , θ i + 1 ] is the application range of the Brent method.

次に、図6に示すように、最小径算出のステップでは、各輪郭点の投影距離を算出した後(ステップS43)、Brent法により決定した投影方向での血管投影径を算出する(ステップS44)。ここで、血管投影径とは、図8に示すように、血管輪郭と接し投影方向に垂直な2つの直線間の距離である。本実施形態においては、基準点を任意の位置に設定した後、基準点を通り投影方向に垂直な線に血管輪郭点を投影した場合の各投影距離l(θ)を算出し、それら投影距離の最大値と最小値から血管投影径d(θ)を下記の式(3)から算出している。   Next, as shown in FIG. 6, in the step of calculating the minimum diameter, after calculating the projection distance of each contour point (step S43), the blood vessel projection diameter in the projection direction determined by the Brent method is calculated (step S44). ). Here, the blood vessel projection diameter is a distance between two straight lines that are in contact with the blood vessel contour and perpendicular to the projection direction, as shown in FIG. In this embodiment, after setting the reference point to an arbitrary position, each projection distance l (θ) when the blood vessel contour point is projected on a line that passes through the reference point and is perpendicular to the projection direction is calculated, and these projection distances are calculated. The blood vessel projection diameter d (θ) is calculated from the following formula (3) from the maximum value and the minimum value.

投影径d(θ) = |Max(l(θ))| + |Min(l(θ))| (3)
以上述べた様に、本実施形態では、血管投影径を算出し、血管中心点や芯点に依存しない血管径を一意に決定することで、客観的な値として任意の血管直交断面に対する血管径を算出することができる。また、血管径算出処理の高速化に対し、Brent法を用いた最適化を行うことで、投影径算出処理の回数を削減するとともに血管最小径算出に対する処理時間を削減することができる。従って、血管径算出処理の高精度化に対し、最適化の対象となる放物線d(θ)を連続関数と考えて処理を行うため、値を算出するためのサンプル間隔である刻み幅Δθを考慮する必要がなく、より高精度に極小値を算出することが出来る。さらに、投影最小径を用いて作成した最小径カーブは、3次元的な血管の凹凸を示す指標と考えることができ、以降の血管解析処理(ここでは狭窄率解析)の対象範囲を決定するための指標としても効果がある。なお、血管最小径の代わりに、血管断面積の場合も同様の処理が可能である。
Projection diameter d (θ) = | Max (l (θ)) | + | Min (l (θ)) | (3)
As described above, in the present embodiment, the blood vessel projection diameter is calculated, and the blood vessel diameter independent of the blood vessel center point or the core point is uniquely determined. Can be calculated. Further, by optimizing using the Brent method for speeding up the blood vessel diameter calculation process, the number of times of the projection diameter calculation process can be reduced and the processing time for the blood vessel minimum diameter calculation can be reduced. Therefore, in order to improve the accuracy of the blood vessel diameter calculation process, the parabola d (θ) to be optimized is considered as a continuous function, so the step size Δθ that is the sample interval for calculating the value is considered. Therefore, it is possible to calculate the minimum value with higher accuracy. Furthermore, the minimum diameter curve created using the projected minimum diameter can be considered as an index indicating the unevenness of the three-dimensional blood vessel, in order to determine the target range of subsequent blood vessel analysis processing (here, stenosis rate analysis). It is also effective as an indicator of Note that the same processing can be performed in the case of a blood vessel cross-sectional area instead of the blood vessel minimum diameter.

以上述べた各処理によって得られる結果に基づき、3次元抽出血管の表示が実行される(図2ステップS5)。すなわち、3次元血管抽出及び血管最小径(もしくは血管断面積)の算出処理の結果として、抽出血管(血管芯線と血管サーフェイス)の3次元画像と最小径カーブ(もしくは断面積カーブ)、任意の位置の血管直交断面を表示する。   Based on the results obtained by the processes described above, display of the three-dimensional extracted blood vessel is executed (step S5 in FIG. 2). That is, as a result of 3D blood vessel extraction and blood vessel minimum diameter (or blood vessel cross-sectional area) calculation processing, a 3D image of an extracted blood vessel (blood vessel core and blood vessel surface), a minimum diameter curve (or cross-sectional area curve), and an arbitrary position The blood vessel orthogonal cross section is displayed.

図9は、血管抽出処理Aによって提供される3次元抽出血管の表示画面の一例を示した図である。同図において、Pは抽出血管の3次元画像を、Pは最小径カーブを、Pは血管直交断面画像(PV画像)である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a display screen of a three-dimensional extracted blood vessel provided by the blood vessel extraction processing A. In the figure, P 1 is a three-dimensional image of the extraction vessel, P 2 is the minimum diameter curve, P 3 is a vascular orthogonal cross-sectional images (PV image).

抽出血管の3次元画像Pには、血管直交断面の位置を示す直線I、血管抽出処理の範囲を示す直線S、直線Eが表示される。また、直線Iは最小径カーブP上の対応する位置にも表示される。血管直交断面画像Pは、この直線Iの位置における画像である。血管直交断面画像P上には、図9に示すように、血管径最小径を算出した位置又は方向を矢印で表示することが好ましい。 The 3-dimensional image P 1 of the extraction vessel, a straight line indicating the position of the blood vessel cross section perpendicular to I, linear indicating the range of the blood vessel extraction processing S, linear E is displayed. Further, the straight line I is also displayed at the corresponding position on the minimum diameter curve P 2. Vascular orthogonal cross-sectional images P 3 is an image at the position of the straight line I. On the blood vessel cross section perpendicular to the image P 3, as shown in FIG. 9, it is preferable to display the position or direction was calculated vascular径最diameter by arrows.

また、抽出血管の3次元画像P上の直線Iをドラッグで移動すると、それにともなって最小径カーブ上の直線Iも移動し、PV画像も移動後の直線Iの位置に対する血管断面画像に更新される。これは最小径カーブを用いて血管全体に対する異常部位の位置を把握する作業を簡単にするとともに、血管の内部の状態をPV画像で確認する作業を簡単にする。 Further, when a straight line I in the three-dimensional image P 1 of the extraction vessel to Drag and therewith also move linearly I on minimum diameter curve, PV image is also updated on the blood vessel cross-sectional image relative to the position of the straight line I after movement Is done. This simplifies the work of grasping the position of the abnormal site with respect to the entire blood vessel using the minimum diameter curve and the work of confirming the internal state of the blood vessel with the PV image.

なお、ここでは、抽出した血管をサーフェイスレンダリングした画像で表示している。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、芯線及び血管輪郭点を滑らかな曲線で連結したワイヤーフレームで表示することも可能である。また、血管軸方向の凹凸の変化を見るための指標として最小径カーブを用いることが出来る。3次元血管形状の抽出結果のみを表示し最小径カーブを表示しない場合は、最小径もしくは血管断面積の算出を以降の解析処理での必要に応じて実行するように構成することも可能である。   Here, the extracted blood vessel is displayed as a surface-rendered image. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to display a wire frame in which the core line and the blood vessel contour point are connected by a smooth curve. In addition, a minimum diameter curve can be used as an index for seeing the change in irregularities in the direction of the blood vessel axis. When only the extraction result of the three-dimensional blood vessel shape is displayed and the minimum diameter curve is not displayed, the calculation of the minimum diameter or the blood vessel cross-sectional area can be performed as necessary in the subsequent analysis processing. .

(狭窄率解析処理)
次に、本血管狭窄率解析システムによって実行される狭窄率解析処理Bについて説明する。なお、本狭窄率解析処理は、血管データと血管直交断面に対する血管最小径の値を用いて行うが、基本的に必要とするデータは3次元抽出血管データのみである。なお、血管抽出後に各血管直交断面に対する血管最小径が算出されていない場合、最小径を算出してから狭窄率解析処理の最初の処理である解析範囲の決定を開始する。
(Stenosis analysis processing)
Next, the stenosis rate analysis process B executed by the present vascular stenosis rate analysis system will be described. This stenosis rate analysis process is performed using the blood vessel data and the value of the minimum blood vessel diameter with respect to the cross section of the blood vessel, but basically only the three-dimensional extracted blood vessel data is necessary. If the minimum blood vessel diameter for each blood vessel orthogonal cross section has not been calculated after blood vessel extraction, determination of the analysis range, which is the first processing of the stenosis rate analysis processing, is started after calculating the minimum diameter.

図2に示すように、狭窄率解析処理においては、まず解析範囲の設定が実行される(ステップS6)。解析範囲は、例えば図9上に示す血管抽出処理後の抽出血管の3次元画像P上(もしくは最小径カーブP上)で、直線S及び直線Eを用いて行う。すなわち、ポインタによって直線Sを指定しクリックボタンの長押し等の操作を行うと、直線Sの複製である直線S´が作成されドラッグ可能になる。直線S−E間で直線S´をドラッグにより所定の位置に移動させ、同様の操作によって直線Eの複製直線E´を作成し移動させる。移動後の最終的な直線S´−E´間を解析の対象範囲R−Rとする。直線S及びEを移動しない場合は、抽出の対象範囲がそのまま解析範囲として適用される。直線S´及び直線E´が作成されると、抽出血管の3次元画像P上だけでなく最小径カーブ上の対応する位置に直線S´及び直線E´が表示され、最小径カーブの凹凸を観察しながら、最小径カーブ上でこれらの直線を移動し、解析範囲を決定することも出来る。これは、血管異常部位の確認後に、解析の対象範囲を決定することを容易にする効果がある。 As shown in FIG. 2, in the stenosis rate analysis process, the analysis range is first set (step S6). Analysis range, for example above 3-dimensional image P 1 of the extraction vessel after the blood vessel extraction process shown on FIG. 9 (or minimum diameter curve P 2 above), carried out using a linear S and the straight line E. That is, when the straight line S is designated by the pointer and an operation such as long pressing of the click button is performed, a straight line S ′ that is a duplicate of the straight line S is created and can be dragged. The straight line S ′ is moved to a predetermined position by dragging between the straight lines S-E, and a duplicate straight line E ′ of the straight line E is created and moved by the same operation. The final straight line S′- E ′ after the movement is set as an analysis target range R S -R E. When the straight lines S and E are not moved, the extraction target range is applied as it is as the analysis range. When the straight line S ′ and the straight line E ′ are created, the straight line S ′ and the straight line E ′ are displayed not only on the three-dimensional image P 1 of the extracted blood vessel but also on the minimum diameter curve, and the unevenness of the minimum diameter curve While observing the above, it is possible to move these straight lines on the minimum diameter curve to determine the analysis range. This has an effect of facilitating the determination of the analysis target range after confirming the vascular abnormality site.

次に、正常部位・狭窄部位の自動抽出を行う(ステップS7)。本実施形態においては、血管抽出処理Aにおいて、投影最小径を用いて最小径カーブを作成しているため、血管軸方向の3次元的な凹凸を示す指標として考えることが出来る。従って、本実施形態では、正常部位及び狭窄部位の抽出処理は、最小径カーブを用いて行う。   Next, automatic extraction of a normal site | part and a stenosis site | part is performed (step S7). In the present embodiment, since the minimum diameter curve is created using the projected minimum diameter in the blood vessel extraction processing A, it can be considered as an index indicating three-dimensional unevenness in the blood vessel axis direction. Therefore, in the present embodiment, the normal region and stenosis region extraction processing is performed using the minimum diameter curve.

図10は、正常部位及び狭窄部位の抽出において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、3次元血管形状の抽出後、最小径カーブを作成し解析範囲を決定すると、まず、図11(a)に示すように、最小径カーブに対してその回帰直線を求める(ステップS11)。   FIG. 10 is a flowchart showing the flow of each process executed in the extraction of the normal site and the stenosis site. As shown in FIG. 11, after extracting the three-dimensional blood vessel shape, when the minimum diameter curve is created and the analysis range is determined, first, as shown in FIG. 11A, the regression line is obtained for the minimum diameter curve. (Step S11).

次に、回帰直線の示す値にある割合(1−α)を掛けた値と最小径カーブを比較した場合に、最小径カーブの値のほうが小さくなる部分(凹み)を狭窄している部分とみなし、残った部分を正常部位とみなして抽出する(ステップS72)。なお、値αは狭窄部分に該当するデータを削除する際の許容率(回帰直線よりどのくらいのデータを削除するかを決定する値)であり、本実施形態では10%を使用する。また、許容率10%以下のデータは自動的に削除される。   Next, when comparing the minimum curve with the value obtained by multiplying the value indicated by the regression line by a certain ratio (1-α), the portion where the value of the minimum curve is smaller (dent) The remaining part is regarded as a normal part and extracted (step S72). Note that the value α is an allowable rate when deleting data corresponding to the stenosis (a value that determines how much data is deleted from the regression line), and 10% is used in this embodiment. In addition, data having an allowable rate of 10% or less is automatically deleted.

次に、正常部位に該当するデータ(残されたデータ)を用いて再度回帰直線を算出する(ステップS73b)。データの残存率をβ%とし、残存率β%もしくは回帰直線の位置が変動しなくなるまでとする収束条件により、図11(b)に示すように回帰直線の変動がなくなるまで、回帰直線の算出とデータ削除を繰返す(ステップS74、S75)。なお、βは適切な回帰直線を算出するために必要なデータの数(割合)を示したもので、例えばβ=20%を使用するものとする。   Next, a regression line is calculated again using data corresponding to the normal part (remaining data) (step S73b). The regression line is calculated until there is no fluctuation of the regression line as shown in FIG. 11 (b) by the convergence condition that the residual ratio of the data is β% and the residual ratio is β% or until the position of the regression line does not change. The data deletion is repeated (steps S74 and S75). Note that β represents the number (ratio) of data necessary for calculating an appropriate regression line, and for example, β = 20% is used.

一方、ステップS72における傾き0.1の判定において、ステップS71で算出した回帰直線の傾きがγ(ここではγ=0.1を使用)以上の場合は解析範囲の一端が狭窄した血管であるとみなし、回帰直線ではなく平均値(傾きなしの平均値を示す直線)を算出し(ステップS73a)、これを用いて狭窄部位のデータを削除し(ステップS74)、ステップS75に移行して上述した処理を繰り返す。   On the other hand, in the determination of the inclination 0.1 in step S72, if the inclination of the regression line calculated in step S71 is γ (here, γ = 0.1 is used) or more, one end of the analysis range is a stenotic blood vessel. The average value (straight line indicating the average value without inclination) is calculated instead of the regression line (step S73a), and the data of the stenosis site is deleted using this (step S74), and the process proceeds to step S75 and described above. Repeat the process.

次に、ステップS73bからステップS75までの繰り返しによって、最終的に残されたデータ(収束条件を満たすデータ)を用いて算出した回帰直線と最小径カーブを比較し、最小径カーブが回帰直線よりも下に存在する範囲を狭窄範囲として自動抽出する(ステップS76a)。   Next, the regression line calculated using the data (data satisfying the convergence condition) that is finally left by the repetition from step S73b to step S75 is compared with the minimum diameter curve, and the minimum diameter curve is more than the regression line. The range existing below is automatically extracted as the stenosis range (step S76a).

また、図12(a)に示すように、解析範囲の一端が狭窄しているような血管(以下、一端狭窄)の場合、回帰直線によって正常な部位のデータも削除してしまうため適切に正常部位及び狭窄部位を抽出できない。しかしながら、本方法では、回帰直線の傾きで一端狭窄か否かを判定し、一端狭窄であると判定した場合には、図12(b)に示すように、平均値を示す直線を用いて前記狭窄範囲を設定する。従って、一端狭窄の正常部位・狭窄部位も抽出することが可能である。   In addition, as shown in FIG. 12A, in the case of a blood vessel in which one end of the analysis range is constricted (hereinafter referred to as one end constriction), normal region data is also deleted by the regression line, so that it is properly normal. The site and stenosis site cannot be extracted. However, in this method, it is determined whether or not the stenosis is one end by the slope of the regression line. If it is determined that the stenosis is one end, as shown in FIG. Set the stenosis range. Therefore, it is possible to extract a normal part / stenosis part of one end of stenosis.

本方法を用いて狭窄範囲を自動で抽出し、狭窄率を算出する部位と方向を自動的に決定することで、仮正常血管を推定後、抽出血管の狭窄部位と仮正常血管の同じ位置の血管径(もしくは断面積)を用いて狭窄率を算出することが可能になる。また、解析を行うユーザの違いによって指定する狭窄部位の位置が変化することや、算出する値が変化することなく客観的な値として算出することが可能になる。   By automatically extracting the stenosis range using this method and automatically determining the site and direction for calculating the stenosis rate, after estimating the temporary normal blood vessel, the stenosis part of the extracted blood vessel and the temporary normal blood vessel at the same position The stenosis rate can be calculated using the blood vessel diameter (or cross-sectional area). Further, it is possible to calculate the objective value without changing the position of the stenosis site designated by the difference in the user who performs the analysis or changing the value to be calculated.

なお、自動で抽出した狭窄範囲Z−Zは、後述する図15に示すように、血管の3次元画像及び最小径カーブ上に直線Z及び直線Z、Z−Z間の血管芯線に沿った距離(数値)として表示される。表示された直線Z及び直線Zを画像上でドラッグして移動することにより狭窄範囲を手動で修正することも可能である。修正後、解析範囲の距離を再計算し、数値を更新する。狭窄範囲の修正の別方法として、解析範囲の設定処理に戻り解析範囲を修正して再度算出しなおすことも可能である。 Note that the automatically extracted stenosis range Z S -Z E is between the straight line Z S and the straight lines Z E , Z S -Z E on the three-dimensional image of the blood vessel and the minimum diameter curve, as shown in FIG. It is displayed as a distance (numerical value) along the blood vessel core line. It is also possible to modify the constriction range manually by moving by dragging the displayed linear Z S and the straight line Z E on the image. After correction, recalculate the distance of the analysis range and update the numerical value. As another method of correcting the stenosis range, it is possible to return to the analysis range setting process, correct the analysis range, and recalculate.

次に、抽出された正常部位に該当する血管データに基づいて、仮正常血管の推定が実行される(ステップS8)。すなわち、まず、各血管直交断面上の血管輪郭点間で軸方向に対応付けされている点を用いて半径カーブが作成される。ここで、半径とは、血管直交断面上の芯点−血管輪郭点間の距離である。本実施形態では、直交断面上の全ての血管輪郭点に対して半径カーブを作成するため、一つの直交断面上に24の血管輪郭点が存在する場合は、24の半径カーブを作成することになる。次に、半径カーブを作成すると、正常部位に該当するデータのみを用いて回帰直線を算出し、回帰直線上のデータを仮正常血管の半径とすることで、仮正常血管を推定する。ここでは回帰直線を用いたが、直線近似するほか滑らかな曲線で近似することも可能である。   Next, estimation of temporary normal blood vessels is performed based on the extracted blood vessel data corresponding to the normal site (step S8). That is, first, a radius curve is created using points associated in the axial direction between blood vessel contour points on each blood vessel orthogonal cross section. Here, the radius is the distance between the core point and the blood vessel contour point on the blood vessel orthogonal cross section. In this embodiment, a radius curve is created for all blood vessel contour points on the orthogonal cross section. Therefore, when 24 blood vessel contour points exist on one orthogonal cross section, 24 radius curves are created. Become. Next, when a radius curve is created, a regression line is calculated using only data corresponding to the normal region, and the temporary normal blood vessel is estimated by using the data on the regression line as the radius of the temporary normal blood vessel. Although a regression line is used here, it is possible to approximate with a smooth curve in addition to linear approximation.

次に、仮正常血管が推定されると、仮正常血管と抽出血管の2つの血管データを用いて、3次元血管形状の凹凸変化を検出し、狭窄(程度)を算出する(ステップS9)。   Next, when the provisional normal blood vessel is estimated, the unevenness change of the three-dimensional blood vessel shape is detected using the two blood vessel data of the provisional normal blood vessel and the extracted blood vessel, and the stenosis (degree) is calculated (step S9).

すなわち、まず、仮正常血管の投影平均径Srを算出する。次に、図13に示すように、同一直交断面上の抽出血管の血管輪郭点と対応する仮正常血管の血管輪郭点から、血管輪郭点間の距離Siを算出する(なお、iは1≦i≦nを満たす整数であり、nは血管輪郭点の総数に対応する。)最後に、対応する血管輪郭点間の距離を用いて投影平均径に対する狭窄による径の変形度として、下記の式(4)により各血管輪郭点に対応する局所的な狭窄率Stenosis(血管径)を算出する。   That is, first, the projection average diameter Sr of the temporary normal blood vessel is calculated. Next, as shown in FIG. 13, the distance Si between the blood vessel contour points is calculated from the blood vessel contour point of the temporary normal blood vessel corresponding to the blood vessel contour point of the extracted blood vessel on the same orthogonal cross section (where i is 1 ≦ 1). n is an integer satisfying i ≦ n, and n corresponds to the total number of blood vessel contour points.) Finally, the degree of deformation of the diameter due to stenosis with respect to the projected average diameter using the distance between the corresponding blood vessel contour points is expressed by the following equation: The local stenosis rate Stenosis (blood vessel diameter) corresponding to each blood vessel contour point is calculated by (4).

Stenosis(血管径)=100・Si/Sr (4)
この様に、抽出血管の血管形状を示す血管輪郭点と仮正常血管の血管形状を示す血管輪郭点との対応する2点間の距離から、正常な状態から狭窄した後の血管の形状変化を局所的に検出する。従って、一つの血管直交断面に対して複数の狭窄率を算出することができ、血管直交断面上の血管輪郭方向の狭窄率を取得することが可能となる。また、3次元血管上に局所的な血管の狭窄(程度)に応じてカラー表示することで、3次元血管の凹凸を確認すると同時に、血管軸方向の位置だけでなく血管周方向に対する狭窄の位置、分布、狭窄の程度観察することが可能となる。
Stenosis = 100 · Si / Sr (4)
In this way, from the distance between the corresponding two points of the blood vessel contour point indicating the blood vessel shape of the extracted blood vessel and the blood vessel contour point indicating the blood vessel shape of the temporary normal blood vessel, the shape change of the blood vessel after stenosis from the normal state is obtained. Detect locally. Therefore, a plurality of stenosis rates can be calculated for one vascular cross section, and the stenosis rates in the blood vessel contour direction on the vascular cross section can be acquired. In addition, by displaying in color according to the local stenosis (degree) on the three-dimensional blood vessel, the unevenness of the three-dimensional blood vessel can be confirmed, and at the same time, not only the position in the blood vessel axis direction but also the position of the stenosis in the circumferential direction of the blood vessel It is possible to observe the degree of distribution and stenosis.

なお、各血管直交断面に対する狭窄率として、血管形状の投影径d(θ)が最小となる方向θminを算出し、同一血管直交断面上の仮正常血管に対して同じ方向θminの血管径Fr(θmin)を算出し、d(θmin)とFr(θmin)から血管直交断面毎の最小の狭窄率を算出するようにしてもよい。 The direction θ min in which the projected diameter d (θ) of the blood vessel shape is minimized is calculated as the stenosis rate for each blood vessel orthogonal cross section, and the blood vessel diameter in the same direction θ min with respect to the temporary normal blood vessel on the same blood vessel orthogonal cross section Fr (θ min ) may be calculated, and the minimum stenosis rate for each cross section of the blood vessel may be calculated from d (θ min ) and Fr (θ min ).

次に、算出された局所的な狭窄率の3次元カラーマッピングを実行する(ステップS10)。このカラー表示は、得られた各位置における狭窄率(0〜100%)の値に応じてカラーを割り当てることで実現される。ここでは、赤‐青のグラデーションで狭窄率の変化を表現するため、RGBの値を下記の式(5)〜(7)により算出(狭窄率をx%とした場合)しマッピングを実行する。   Next, three-dimensional color mapping of the calculated local stenosis rate is executed (step S10). This color display is realized by assigning a color according to the value of the stenosis rate (0 to 100%) at each obtained position. Here, in order to express the change of the stenosis rate with a red-blue gradation, the RGB values are calculated by the following formulas (5) to (7) (when the stenosis rate is x%) and the mapping is executed.

R(Red)=(x/100)・255 (5)
G(Green)=0 (6)
B(Blue)={(100−x)/100}・255 (7)
次に、上記カラーマッピングに従って、局所的な狭窄率の3次元カラー表示を行う(ステップS11)。図14は、ステップS11の局所的な狭窄率の3次元カラー表示において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。ここでは、レンダリングアルゴリズムを用いて、サーフェイスレンダリング及びボリュームレンダリングによる二通りのカラー表示について説明する。
R (Red) = (x / 100) · 255 (5)
G (Green) = 0 (6)
B (Blue) = {(100−x) / 100} · 255 (7)
Next, three-dimensional color display of the local stenosis rate is performed according to the color mapping (step S11). FIG. 14 is a flowchart showing the flow of each process executed in the three-dimensional color display of the local stenosis rate in step S11. Here, two types of color display by surface rendering and volume rendering will be described using a rendering algorithm.

3次元サーフェイスイレンダリングを行う場合には、図14の左側のフローに示すように、まず、狭窄した血管を血管輪郭点3点から構成される三角パッチに分割し(ステップS111a)、パッチの重心位置、重心−血管輪郭点間の距離を算出する(ステップS112a)。次に、各輪郭点のカラー値と重心−各血管輪郭点間の距離の重みで重心位置のカラーを算出し、算出した色をパッチとする(ステップS113a)。最後に各パッチを基に3次元サーフェイス表示を行う(ステップ114a)。   When performing three-dimensional surface rendering, as shown in the flow on the left side of FIG. 14, first, the narrowed blood vessel is divided into triangular patches composed of three blood vessel contour points (step S111a), and the center of gravity of the patch is obtained. The distance between the position, the center of gravity and the blood vessel contour point is calculated (step S112a). Next, the color of the centroid position is calculated from the color value of each contour point and the weight of the distance between the centroid and each vascular contour point, and the calculated color is used as a patch (step S113a). Finally, a three-dimensional surface display is performed based on each patch (step 114a).

なお、血管を軸方向及び周方向にリサンプリングして血管輪郭点を十分に細かく取り、各輪郭点での狭窄率を算出した後にカラーマップを行い、同様の方法でサーフェイス表示することも可能である。   It is also possible to resample the blood vessel in the axial direction and circumferential direction, take blood vessel contour points sufficiently finely, calculate the stenosis rate at each contour point, perform a color map, and display the surface in the same way is there.

一方、ボリュームレンダリングを行う場合には、図14の右側に示すように、まず、リサンプリングにより画素単位で血管輪郭点を算出し(111b)、各輪郭点に対する色を補間(線形補間など)によって算出し(ステップS112b)、これに基づいて3次元ボリューム表示を行う(ステップS113b)。   On the other hand, when performing volume rendering, as shown on the right side of FIG. 14, first, blood vessel contour points are calculated in units of pixels by resampling (111b), and the color for each contour point is interpolated (such as linear interpolation). Calculation is performed (step S112b), and based on this, three-dimensional volume display is performed (step S113b).

図15は、本血管狭窄率解析システムによって提供される局所的な狭窄率の3次元カラー表示画面の一例を示した図である。同図に示すように、狭窄率は、抽出血管の3次元画像P上におけるカラー表示の他、最小径カーブP、直交断面画像P、各計測結果(数値)画像Pよっても表示される。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a three-dimensional color display screen of a local stenosis rate provided by the vascular stenosis rate analysis system. As shown in the figure, the stenosis rate is displayed not only by color display on the three-dimensional image P 1 of the extracted blood vessel but also by the minimum diameter curve P 2 , the orthogonal cross-sectional image P 3 , and each measurement result (numerical value) image P 4. Is done.

さらに、抽出血管の3次元画像P及び最小径カーブP上の狭窄範囲Z−Z、狭窄率最大、最小径(MLD)に該当する位置に、各位置を示す直線が重畳表示される。血管直交断面画像の位置を示す直線Iを抽出血管の3次元画像P上及び最小径カーブP上に表示し、直交断面画像P上では、抽出血管と仮正常血管の血管輪郭線が重畳表示され、狭窄率(血管径)を算出した方向θを矢印で表示する。また、最大狭窄率(径)、最大狭窄率(面積)、狭窄範囲長Z−Z、最小径(MID)の各計測結果を数値で表示する。 Further, a straight line indicating each position is superimposed and displayed at a position corresponding to the stenosis range Z S -Z E , the maximum stenosis rate, and the minimum diameter (MLD) on the three-dimensional image P 1 and the minimum diameter curve P 2 of the extracted blood vessel. The Display linear I indicating the position of the blood vessel cross section perpendicular to the image on the three-dimensional image P 1 of the extraction vessel and on minimum diameter curve P 2, on the orthogonal cross-sectional images P 3 vascular contour extraction vessel and preliminary normal blood vessels The direction θ in which the stenosis rate (blood vessel diameter) is calculated is displayed with an arrow in a superimposed manner. Each measurement result of the maximum stenosis rate (diameter), maximum stenosis rate (area), stenosis range length Z S -Z E , and minimum diameter (MID) is displayed as a numerical value.

これらの表示のうち3次元血管形状(カラー)の表示により、血管全体が局所的な狭窄の程度によって色付けされており、血管軸方向及び血管周方向に沿って3次元の血管形状(凹凸)を観察できるとともに、血管直交断面単位ではなく局所的な狭窄の位置/分布/程度を、色の違いによって直感的かつ相対的に把握することが可能となる。また、PV画像上では、血管断面、抽出血管の形状、仮正常血管の形状など血管内部の状態を確認することができる。各計測結果を数値で表示することにより、各値を定量的に評価することができる。   Of these displays, the three-dimensional blood vessel shape (color) is displayed to color the entire blood vessel according to the degree of local stenosis, and the three-dimensional blood vessel shape (unevenness) along the blood vessel axis direction and the blood vessel circumferential direction. In addition to being able to observe, it is possible to intuitively and relatively grasp the position / distribution / degree of local stenosis rather than the cross section of the blood vessel by color difference. Further, on the PV image, the state inside the blood vessel such as the cross section of the blood vessel, the shape of the extracted blood vessel, and the shape of the temporary normal blood vessel can be confirmed. Each value can be quantitatively evaluated by displaying each measurement result as a numerical value.

以上、本発明の一実施形態について説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

例えば、本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。   For example, each function according to the present embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing these on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、血管の凹凸に対する局所的な狭窄を算出し、これを所定の形態にて表示することで、血管全体に対する狭窄の位置、血管周方向に対する狭窄の位置、狭窄の範囲、狭窄の度合い等を直感的に把握可能な形態にて提示することができる血管狭窄率解析システムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, by calculating the local stenosis for the irregularity of the blood vessel and displaying it in a predetermined form, the position of the stenosis with respect to the entire blood vessel, the position of the stenosis with respect to the circumferential direction of the blood vessel, the range of the stenosis, It is possible to realize a blood vessel stenosis rate analysis system that can present the degree of stenosis and the like in a form that can be intuitively grasped.

図1は、本実施形態に係る血管狭窄率解析システム1のブロック構成図を示している。FIG. 1 is a block diagram of a vascular stenosis rate analysis system 1 according to this embodiment. 図2は、本画像処理及び画像表示を含む一連の処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a series of processing including main image processing and image display. 図3は、ベッセルトラッキング法によって抽出された芯線及び血管輪郭点を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing core lines and blood vessel contour points extracted by the Bessel tracking method. 図4は、抽出した血管のねじれ補正処理を説明するための概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the extracted blood vessel twist correction processing. 図5は、抽出した血管のねじれ補正処理を説明するための概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the extracted blood vessel twist correction processing. 図6は、投影最小径算出において実行される処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing executed in calculating the minimum projected diameter. 図7は、Brent法を説明するための概念図であり、当該方法による関数f(x)の極小値への収束を示した図である。FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the Brent method, and shows the convergence of the function f (x) to the minimum value by the method. 図8は、血管投影径(血管輪郭と接し投影方向に垂直な2つの直線間の距離)を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a blood vessel projection diameter (a distance between two straight lines in contact with a blood vessel contour and perpendicular to the projection direction). 図9は、本血管狭窄率解析システムによって提供される3次元抽出血管の表示画面の一例を示した図である。FIG. 9 is a view showing an example of a display screen of a three-dimensional extracted blood vessel provided by the blood vessel stenosis rate analyzing system. 図10は、正常部位及び狭窄部位の抽出において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the flow of each process executed in the extraction of the normal site and the stenosis site. 図11は、回帰直線を用いた狭窄範囲の設定を説明するための概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining setting of a stenosis range using a regression line. 図12は、回帰直線又は平均値直線を用いた狭窄範囲の設定を説明するための概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining setting of a stenosis range using a regression line or an average value line. 図13は、仮正常血管と抽出血管の2つの血管データに基づく、3次元血管形状の凹凸変化の検出処理を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the detection process of the unevenness change of the three-dimensional blood vessel shape based on the two blood vessel data of the temporary normal blood vessel and the extracted blood vessel. 図14は、ステップS11の局所的な狭窄率の3次元カラー表示において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing the flow of each process executed in the three-dimensional color display of the local stenosis rate in step S11. 図15は、本血管狭窄率解析システムによって提供される局所的な狭窄率の3次元カラー表示画面の一例を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a three-dimensional color display screen of a local stenosis rate provided by the vascular stenosis rate analysis system. 図16は、2次元画像上における従来の狭窄率表示の例を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of conventional stenosis ratio display on a two-dimensional image. 図17は、3次元画像上における従来の狭窄率表示の例を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of conventional stenosis ratio display on a three-dimensional image.

符号の説明Explanation of symbols

1…血管狭窄率解析システム、11…記憶部、12…制御部、13…画像処理部、14…送受信部、15…表示部、16…操作部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vascular stenosis rate analysis system, 11 ... Memory | storage part, 12 ... Control part, 13 ... Image processing part, 14 ... Transmission / reception part, 15 ... Display part, 16 ... Operation part

Claims (10)

医用画像機器によって収集された画像データを記憶する記憶手段と、
前記画像データに基づいて、血管形状を抽出する抽出手段と、
前記抽出された血管形状に基づいて、血管芯線と、当該血管芯線に直交する血管直交断面上の複数の血管輪郭点とを含む血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記血管情報に基づいて、前記血管形状のねじれを補正する補正手段と、
補正された前記血管情報に基づいて、狭窄範囲を設定する設定手段と、
補正された前記血管情報に基づいて、狭窄した血管から狭窄部位を除いた正常な部位の血管形状を示す仮正常血管形状の複数の輪郭点を推定する推定手段と、
前記血管直交断面上において、各方向に対応する前記前記仮正常血管形状の輪郭点と前記抽出された血管形状の血管輪郭点との組み合わせを用いて、複数の局所的な狭窄率を算出する算出手段と、
前記各狭窄率の値に応じて異なる色彩が割り当てられた血管画像を生成する画像生成手段と、
前記血管画像を所定の形態にて表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする血管狭窄率解析システム。
Storage means for storing image data collected by the medical imaging device;
Extraction means for extracting a blood vessel shape based on the image data;
Based on the extracted blood vessel shape, blood vessel information generating means for generating blood vessel information including a blood vessel core line and a plurality of blood vessel contour points on a blood vessel orthogonal cross section orthogonal to the blood vessel core line;
Correction means for correcting torsion of the blood vessel shape based on the blood vessel information;
Setting means for setting a stenosis range based on the corrected blood vessel information;
Based on the corrected blood vessel information, estimating means for estimating a plurality of contour points of a temporary normal blood vessel shape indicating a blood vessel shape of a normal portion excluding the stenosis portion from the narrowed blood vessel,
Calculation for calculating a plurality of local stenosis ratios using a combination of the contour points of the temporary normal blood vessel shape corresponding to each direction and the blood vessel contour points of the extracted blood vessel shape on the blood vessel orthogonal cross section Means,
Image generating means for generating a blood vessel image to which a different color is assigned according to the value of each stenosis rate ;
Display means for displaying the blood vessel image in a predetermined form;
A blood vessel stenosis rate analysis system comprising:
前記画像生成手段は、前記狭窄範囲に存在する前記血管輪郭点を頂点として形成される各所定領域における基準位置と、当該各所定領域を形成する各頂点との間の距離に応じた重み付けにより、前記各所定領域のカラーを算出し、これを用いてサーフェイスレンダリングを行うことにより前記血管画像を生成すすること、
を特徴とする請求項1記載の血管狭窄率解析システム。
Said image generating means, and the reference position in each of predetermined areas formed the vessel contour points present before Symbol stenosis range as the vertex, by weighting according to the distance between the vertices to form the respective predetermined areas Generating the blood vessel image by calculating the color of each predetermined area and performing surface rendering using the calculated color;
The blood vessel stenosis rate analysis system according to claim 1.
前記画像生成手段は、前記カラーが割り当てられた前記複数の血管輪郭点を含むボリュームデータを用いたボリュームレンダリングを実行することにより、前記血管画像を生成すること、
を特徴とする請求項1記載の血管狭窄率解析システム。
The image generating unit, by executing the volume rendering using the volume data including a plurality of vessels contour points before Symbol color is assigned, to generate the blood vessel image,
The blood vessel stenosis rate analysis system according to claim 1.
前記補正手段は、隣り合う前記血管直交断面間における前記血管輪郭点の対応付けに基づいて、前記血管形状の軸方向のねじれ角度を検出し、
検出された前記角度に基づいて、前記血管輪郭点の軸方向の対応付けを補正することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の血管狭窄率解析システム。
The correcting means detects an axial twist angle of the blood vessel shape based on the association of the blood vessel contour points between the adjacent blood vessel orthogonal cross sections,
The vascular stenosis rate analysis system according to any one of claims 1 to 3, wherein the association between the blood vessel contour points in the axial direction is corrected based on the detected angle.
前記設定手段は、抽出された前記血管形状の血管芯線に沿った距離を横軸とし、前記各血管直交断面の血管最小径を縦軸として血管軸方向の血管最小径の変化を示すグラフである最小径曲線と、前記複数の血管輪郭点に関する回帰直線とを用いて、前記狭窄範囲を設定することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の血管狭窄率解析システム。   The setting means is a graph showing a change in the minimum blood vessel diameter in the direction of the blood vessel axis with the distance along the blood vessel core line of the extracted blood vessel shape as the horizontal axis and the minimum blood vessel diameter of each blood vessel orthogonal section as the vertical axis. The stenosis rate analysis system according to any one of claims 1 to 3, wherein the stenosis range is set using a minimum diameter curve and a regression line related to the plurality of vascular contour points. 前記設定手段は、前記回帰直線の傾きに基づいて、前記血管形状の一端が狭窄しているか否かを判別し、一端が狭窄していると判別した場合には、前記複数の血管輪郭点に関する平均値を算出し、これを用いて前記狭窄範囲を設定することを特徴とする請求項5記載の血管狭窄率解析システム。   The setting means determines whether one end of the blood vessel shape is stenotic based on the slope of the regression line, and if it is determined that one end is stenotic, the setting means relates to the plurality of blood vessel contour points. 6. The blood vessel stenosis rate analysis system according to claim 5, wherein an average value is calculated and the stenosis range is set using the average value. 前記算出手段は、前記各血管直交断面に対する狭窄率として、前記血管形状の投影径d(θ)が最小となる方向θminを算出し、同一血管直交断面上の前記仮正常血管に対して同じ方向θminの血管径Fr(θmin)を算出し、d(θmin)とFr(θmin)から前記血管直交断面毎の最小の狭窄率を算出し、
前記表示手段は、前記血管直交断面毎の前記最小の狭窄率を所定の形態にて表示すること、
を特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の血管狭窄率解析システム。
The calculation means calculates a direction θ min in which the projected diameter d (θ) of the blood vessel shape is minimum as the stenosis rate for each blood vessel orthogonal cross section, and is the same for the temporary normal blood vessels on the same blood vessel orthogonal cross section Calculate the blood vessel diameter Fr (θ min ) in the direction θ min , calculate the minimum stenosis rate for each of the blood vessel orthogonal cross sections from d (θ min ) and Fr (θ min ),
The display means displays the minimum stenosis rate for each of the blood vessel orthogonal cross sections in a predetermined form;
The blood vessel stenosis rate analysis system according to any one of claims 1 to 6.
前記表示手段は、前記最小狭窄率を算出した位置又は方向を所定の形態にて表示することを特徴とする請求項7記載の血管狭窄率解析システム。   8. The blood vessel stenosis rate analysis system according to claim 7, wherein the display unit displays the position or direction in which the minimum stenosis rate is calculated in a predetermined form. 前記算出手段は、前記各血管直交断面上で狭窄した血管と、前記仮正常血管に対応する二つの血管輪郭点間の距離とから前記血管形状の変形度を求めることで、前記狭窄率を算出すること特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の血管狭窄率解析システム。   The calculation means calculates the stenosis rate by determining the degree of deformation of the blood vessel shape from a blood vessel constricted on each blood vessel orthogonal cross section and a distance between two blood vessel contour points corresponding to the temporary normal blood vessel. The vascular stenosis rate analysis system according to any one of claims 1 to 6, wherein 前記狭窄範囲を変更するための変更手段をさらに具備し、
前記算出手段は、前記変更手段によって前記狭窄範囲が変更された場合には、変更後の前記狭窄範囲における局所的な狭窄率を算出すること、
を特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一項記載の血管狭窄率解析システム。
Further comprising changing means for changing the stenosis range,
The calculating means, when the stenosis range is changed by the changing means, calculating a local stenosis ratio in the changed stenosis range,
The blood vessel stenosis rate analyzing system according to any one of claims 1 to 9.
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