JP5911234B2 - Volume data processing apparatus and method - Google Patents
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Images
Description
本発明は、心電図同期SPECT(Gated SPECT)画像から心臓の動きを打ち消した合成SPECT画像を生成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for generating a synthesized SPECT image in which the motion of a heart is canceled from an electrocardiogram-synchronized SPECT image.
被験者にRI(Radio Isotope)を投与して、心筋の血流の状態を示す心臓の断層画像を撮影する心筋SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)という手法が知られている。さらに、心筋SPECTの撮影方法として、心電図に同期させて撮影する心電図同期SPECT(Gated SPECT)と、心電図とは非同期の心電図非同期SPECT(Non−Gated SPECT)とがある。心電図同期SPECTにより撮影した画像を処理する技術には、例えば特許文献1に記載されているようなものがある。
A technique called Myocardial SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) is known in which RI (Radio Isotope) is administered to a subject and a tomographic image of the heart showing the state of blood flow of the myocardium is taken. Further, as an imaging method of myocardial SPECT, there are an ECG synchronous SPECT (Gateped SPECT) which is imaged in synchronization with an electrocardiogram and an ECG asynchronous SPECT which is asynchronous with the electrocardiogram. As a technique for processing an image taken by electrocardiogram synchronization SPECT, for example, there is a technique described in
ここで、心電図非同期SPECTは、心臓の動きを無視したブレの大きい画像であり、そこから得られる情報には限界がある。 Here, the electrocardiogram asynchronous SPECT is an image with a large blur that ignores the motion of the heart, and there is a limit to the information obtained therefrom.
心電図同期SEPCTは、複数のフェーズ画像をそれぞれ解析することによって、心臓の動きによる変化を抽出し、より多くの情報を得られるようにしたものである。 The ECG-synchronized SEPCT extracts a change due to the motion of the heart by analyzing each of a plurality of phase images so that more information can be obtained.
ところで、心臓の動きをより正確に見ると、上下方向の軸に対してねじれながら拡張及び収縮を繰り返していることが知られている。心電図同期SEPCTの従来の解析では、このねじれは考慮されずに行われている。 By the way, when the movement of the heart is more accurately seen, it is known that the expansion and contraction are repeated while twisting with respect to the vertical axis. In the conventional analysis of the ECG-synchronized SEPCT, this twist is not considered.
これは、心電図同期SEPCT画像に限らず、心電図に同期させた他のモダリティに係る画像に対しても同様である。 This applies not only to the ECG-synchronized SEPCT image but also to images related to other modalities synchronized with the ECG.
そこで、本発明の目的は、心電図に同期した画像から、ねじれを含む心臓の動きを打ち消した画像を合成することである。 Therefore, an object of the present invention is to synthesize an image in which the motion of the heart including twist is canceled from an image synchronized with an electrocardiogram.
さらに、本発明の別の目的は、ねじれを含む心臓の動きを打ち消した合成画像を用いて、被験者間の比較を行うことである。 Furthermore, another object of the present invention is to perform comparison between subjects using a composite image in which the motion of the heart including torsion is canceled.
本発明の一つの実施態様に従うボリュームデータ処理装置は、心電図に同期させて心拍の1周期を複数に分割して撮影された、複数フェーズのボリュームデータからなる心電図同期ボリュームデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータを用いて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出する動きベクトル算出手段と、前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記動きベクトル算出手段により算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するボリュームデータ合成手段と、を備える。 The volume data processing device according to one embodiment of the present invention comprises storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data comprising volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of a heartbeat into a plurality in synchronization with the electrocardiogram. , Using a plurality of phase volume data stored in the storage means, a motion vector calculation means for calculating a plurality of motion vector groups indicating heart motion between phases, and a plurality of phases stored in the storage means Volume data synthesizing means for synthesizing the volume data of the plurality of phases into a single synthesized volume data using the volume data and the plurality of motion vector groups calculated by the motion vector calculating means.
好適な実施形態では、前記記憶手段には、第1の被験者の心電図同期ボリュームデータと一以上の第2の被験者の心電図同期ボリュームデータとが記憶されていて、前記動きベクトル算出手段は、前記第1の被験者及び一以上の第2の被験者の心電図同期ボリュームデータのそれぞれについて、前記複数の動きベクトル群を算出し、前記ボリュームデータ合成手段は、前記第1の被験者及び前記一以上の第2の被験者の前記合成ボリュームデータをそれぞれ生成し、前記ボリュームデータ処理装置は、前記第1の被験者の合成ボリュームデータ、及び前記一以上の第2の被験者の心電図同期ボリュームデータから、前記第1の被験者のポーラーマップ及び前記一以上の第2の被験者のポーラーマップを生成するポーラーマップ生成手段を、さらに備えてもよい。 In a preferred embodiment, the storage means stores electrocardiogram synchronization volume data of a first subject and one or more second subject electrocardiogram synchronization volume data, and the motion vector calculation means includes the first subject The plurality of motion vector groups are calculated for each of the ECG-synchronized volume data of one subject and one or more second subjects, and the volume data synthesizing means is configured to calculate the first subject and the one or more second subjects. Each of the synthetic volume data of the subject is generated, and the volume data processing device determines the first subject's synthetic volume data from the first subject's synthetic volume data and the one or more second subject's ECG-synchronized volume data. A polar map generating means for generating a polar map and a polar map of the one or more second subjects; It may be provided to.
好適な実施形態では、前記動きベクトル算出手段は、互いに隣り合う2つのフェーズのボリュームデータ間の濃度勾配に基づいて前記動きベクトル群を算出するようにしてもよい。 In a preferred embodiment, the motion vector calculation means may calculate the motion vector group based on a density gradient between volume data of two phases adjacent to each other.
好適な実施形態では、前記ボリュームデータ合成手段は、前記複数の動きベクトル群を用いて、前記複数フェーズのボリュームデータのうちの一つである参照フェーズのボリュームデータ上の参照ボクセルの移動先のボクセルである対応ボクセルを、前記参照フェーズのボリュームデータ以外のボリュームデータであるターゲットフェーズのボリュームデータ上でそれぞれ特定し、前記特定された各ターゲットフェーズのボリュームデータ上の対応ボクセルのすべてのボクセル値を、前記参照ボクセルのボクセル値に加算して、前記合成SPECTデータを生成するようにしてもよい。 In a preferred embodiment, the volume data synthesizing unit uses the plurality of motion vector groups to move a voxel to which a reference voxel on the reference phase volume data, which is one of the volume data of the plurality of phases, is moved. Corresponding voxels are specified on the volume data of the target phase which is volume data other than the volume data of the reference phase, and all the voxel values of the corresponding voxels on the volume data of each specified target phase are The synthesized SPECT data may be generated by adding to the voxel value of the reference voxel.
好適な実施形態では、前記ボリュームデータは、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)画像データであってもよい。 In a preferred embodiment, the volume data may be SPECT (Single Photo Emission Computed Tomography) image data.
以下、本発明の一実施形態に係るSPECT画像処理システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態では、心筋の血流及び機能の解析を行うための心電図同期SPECT法に基づいて撮影した画像の解析を行う心電図同期SPECTの画像解析を例に説明するが、本発明は、これ以外にも、心電図に同期させたPET(Positron Emission Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)、CT(Computed Tomography)、超音波による画像を用いて、合成画像を生成することができる。 Hereinafter, a SPECT image processing system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an electrocardiogram-synchronized SPECT image analysis that analyzes an image captured based on an electrocardiogram-synchronized SPECT method for analyzing the blood flow and function of the myocardium will be described as an example. In addition, a composite image can be generated using an image generated by PET (Positron Emission Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging), CT (Computed Tomography), and ultrasound synchronized with an electrocardiogram.
図1は、本実施形態にかかるSPECT画像処理システムの全体構成図である。すなわち、本システムは、心電図同期SPECT法で被験者の心臓の3次元画像を生成する画像再構成システム1と、画像再構成システム1で再構成された時系列の画像データの解析を行うSPECT画像処理装置100とを備える。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a SPECT image processing system according to the present embodiment. That is, the present system includes an
画像再構成システム1は、心電図と同期させて、各フェーズ(位相)における心臓の3次元SPECT画像を生成する、心電図同期SPECTを行う。例えば、図2に示すように、心電図のR波同士の間隔(R−R間隔:心臓の運動の1周期)をN(Nは2以上の整数)等分し、R−R間隔の1/Nのサンプリング周期で各フェーズのSPECT画像(以下、フェーズ画像と称する)を撮影する。図2には、3次元画像の一つの断層画像である短軸断層画像(Short Axis;以下SA画像という)を例示しているが、これ以外にも、左心室の長軸垂直断層像(Vertical Long Axis)、長軸水平断層像(Horizontal Long Axis)などの表示の仕方がある。
The
この撮影は、少なくとも心拍の1周期以上の間継続して行われる。画像再構成システム1は、同一部位について、複数の周期に渡り、同一フェーズの画像を重ね合わせて、N枚のフェーズ画像(ボリュームデータ)を生成する。なお、図2ではN=8の例を示したが、Nは任意であって、例えば、16,20,32などでもよい。画像再構成システム1によって生成された心電図同期SPECT画像が、SPECT画像処理装置100の心電図同期SPECTデータ記憶部11に格納される。
This photographing is continuously performed for at least one cycle of the heartbeat. The
図1に戻ると、SPECT画像処理装置100は、画像処理装置本体10と、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどの入力装置3及び液晶ディスプレイなどの表示装置5とを備える。
Returning to FIG. 1, the SPECT
画像処理装置本体10は、例えばプロセッサ及びメモリを備える汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する画像処理装置本体10内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。そのコンピュータプログラムは、コンピュータ読みとり可能な記録媒体に格納可能である。
The image processing apparatus
画像処理装置本体10は、心電図同期SPECT画像(心電図同期画像)を記憶する心電図同期SPECTデータ記憶部11と、心電図同期SPECT画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出部13と、心臓の動きを示す動きベクトルのデータを記憶するベクトルデータ記憶部15と、合成SPECT画像を生成するSPECT画像合成部17と、健常者の合成SPECT画像を処理する健常者データ処理部18と、合成SPECT画像のデータを記憶する合成SPECTデータ記憶部19と、ポーラーマップ生成部21と、表示制御部23と備える。
The image processing apparatus
心電図同期SPECTデータ記憶部11は、患者(第1の被験者)の心電図同期SPECTデータ111と、一以上の健常者(第2の被験者)の心電図同期SPECTデータ113とを記憶する。心電図同期SPECT画像111、113は、心電図同期SPECTにより心拍の1周期を複数に分割して撮影された、複数フェーズのフェーズ画像(ボリュームデータ)からなる。各フェーズ画像は、それぞれ3次元画像であるから、心電図同期SPECT画像111、113は、3次元ボクセルにそれぞれのカウント値(画素値)が格納されるボリュームデータである。
The ECG-synchronized SPECT
動きベクトル算出部13は、心電図同期SPECT画像の複数のフェーズ画像を用いて、フェーズ間の心臓の動きを示す動きベクトルを算出する。動きベクトル算出部13は、心電図同期SPECTデータ記憶部11に保存されている患者の心電図同期SPECT画像111、及び一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113のそれぞれに対して、以下に説明する処理によって患者の動きベクトル及び健常者の動きベクトルの算出を行う。ここで算出された心電図同期SPECT画像111に対応する患者の動きベクトルのデータ(患者ベクトルデータ)151、及び心電図同期SPECT画像113に対応する健常者の動きベクトルのデータ(健常者ベクトルデータ)153は、それぞれベクトルデータ記憶部15に保存される。
The motion
動きベクトル算出部13は、互いに隣り合うフェーズの2枚のフェーズ画像のうちの前フェーズのフェーズ画像における心臓領域に対応するそれぞれのボクセルが、後フェーズのフェーズ画像においてどこへ移動したかを示す個別の3次元の個別の動きベクトルを算出する。つまり、動きベクトル算出部13は、互いに隣り合うフェーズの2枚のフェーズ画像から、ボクセル数分の個別の動きベクトルを含む動きベクトル群を算出する。動きベクトル算出部13は、すべてのフェーズ間について動きベクトル群を算出する。図2のように8フェーズの心電図同期SPECT画像の場合、7つの動きベクトル群が算出される。
The motion
動きベクトル算出部13は、複数のボクセルを一つの単位として、それぞれの個別動きベクトルを算出してもよいし、最後のフェーズ画像と最初のフェーズ画像(図2の場合フェーズ画像P8とP1)の間の動きベクトル群を算出してもよい。
The motion
動きベクトル算出部13は、互いにフェーズが隣り合う2枚のフェーズ画像間の濃度勾配に基づいて動きベクトルを算出する。例えば、動きベクトル算出部13は、オプティカルフロー法(特に、濃度勾配を利用した勾配法またはブロックマッチング法)を用いて、各フェーズ間の動きベクトル群を算出してもよい。
The motion
図3を用いて、ベクトル算出部13の処理について具体的に説明する。なお、ここでは説明の便宜のために2次元の画像及び2次元のベクトルを図示しているが、現実には、動きベクトル算出部13は3次元画像(ボリュームデータ)を用いて3次元ベクトルを算出する。
The processing of the
図3は、連続するフェーズ画像の例として、フェーズ1のフェーズ画像P1、フェーズ2のフェーズ画像P2及びフェーズ3のフェーズ画像P3におけるSA画像を示す。動きベクトル算出部13は、フェーズ画像P1とP2から、フェーズ1−2間の動きベクトル群V1を算出する。同様に、動きベクトル算出部13は、フェーズ画像P2とP3から、フェーズ2−3間の動きベクトル群V2を算出する。動きベクトル算出部13は、フェーズ4以降の画像に対しても同様の処理を行う。図3に示す動きベクトル群V1、V2内の一つ一つの矢印及び点が個別の動きベクトルを示す。
FIG. 3 shows SA images in phase image P1,
例えば、ベクトル算出部13は、動きベクトル群を算出する際、オプティカルフロー法を用いて、前フェーズ(例えばフェーズ1)のフェーズ画像の各ボクセルから、後フェーズ(例えばフェーズ2)のフェーズ画像のいずれかのボクセルへの個別の動きベクトルをそれぞれ算出する。そして、動きベクトル群に含まれる各個別の動きベクトルは、前フェーズのフェーズ画像の各ボクセルにそれぞれ対応づけられる。
For example, when calculating a motion vector group, the
図4は、動きベクトル算出部13が行う処理のフローチャートである。動きベクトル算出部13は、患者の心電図同期SPECT画像111、及び一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113のそれぞれに対して以下の処理を実行する。
FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the motion
動きベクトル算出部13は、まず、隣り合う2枚のフェーズ画像を対象画像として特定する(S11)。動きベクトル算出部13は、ステップS11で特定された対象画像を用いて、オプティカルフロー法によって対象画像のうちの前のフェーズ画像から後のフェーズ画像への動きベクトル群を算出する(S13)。動きベクトル算出部13は、ここで算出された動きベクトル群をベクトルデータ記憶部15に保存する(S15)。動きベクトル算出部13は、ステップS11及びS13の処理をすべてのフェーズ間について行う(S17)。ここで算出されたすべてのフェーズ間のベクトル群が、所定の基準の範囲内に収束するまで、ステップS11〜S17までの処理を繰り返して行う(S19)。
First, the motion
図1に戻ると、ベクトルデータ記憶部15は、ベクトル算出部13によって算出された動きベクトルのデータを保存する。例えば、心電図同期SPECT画像111,113を上記の例のように心拍の1周期を8フェーズに分けたときは、ベクトルデータ記憶部15には、それぞれの患者及び健常者の心電図同期SPECT画像111,113について、それぞれ、7つの動きベクトル群がベクトルデータ151,153として保存される。なお、患者及び健常者のベクトルデータ151,153は、上述の通り、3次元のボクセルのそれぞれに、一つの3次元ベクトルが割り当てられている。
Returning to FIG. 1, the vector
SPECT画像合成部17は、心電図同期SPECTデータ記憶部11に保存されている複数のフェーズ画像と、ベクトルデータ記憶部15に保存されている複数の動きベクトル群とを用いて、合成SPECT画像を生成する。ここで生成される合成SPECT画像は、ねじれを含む現実の心臓の動きを取り除いて、各フェーズ画像を一枚に集約したものである。つまり、動きベクトルを用いることによって、各フェーズ画像間で対応していると思われる心臓の部位を特定し、対応する部位のボクセル値を加算して一枚の画像に集約することにより、ねじれを含む心臓の動きを打ち消した、より正確な心臓のSPECT画像を得ることができる。
The SPECT
SPECT画像合成部17は、患者の心電図同期SPECT画像111及び患者ベクトルデータ151から、その患者の合成SPECT画像191を生成し、合成SPECTデータ記憶部19に保存する。同様に、SPECT画像合成部17は、一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113及び健常者ベクトルデータ153から、各健常者の合成SPECT画像193を生成し、合成SPECTデータ記憶部19に保存する。
The SPECT
SPECT画像合成部17は、複数の動きベクトル群を用いて、複数のフェーズ画像のうちの一つである参照フェーズ画像上の参照ボクセルが移動した移動先のボクセルである対応ボクセルを、参照フェーズ画像以外のターゲットフェーズ画像上でそれぞれ特定し、特定された各ターゲットフェーズ画像上の対応ボクセルのすべてのボクセル値を、参照ボクセルのボクセル値に加算して、合成SPECT画像を生成する。
The
図5を用いて、SPECT画像合成部17による画像合成処理例を具体的に説明する。
An example of image composition processing by the SPECT
SPECT画像合成部17は、ある一つのフェーズ画像を参照画像とする。参照画像以外のフェーズ画像をターゲット画像とし、参照画像上の参照ボクセルがターゲット画像上のどのボクセルへ移動したか、つまり、参照ボクセルが移動した、ターゲット画像上における移動先のボクセル(対応ボクセル)を個別動きベクトルを用いて特定する。
The SPECT
例えば、SPECT画像合成部17は、フェーズ1のフェーズ画像P1を参照画像とする。そして、参照画像と参照画像と隣り合うフェーズのターゲット画像#1のボクセル同士を、これら2枚のフェーズ画像間の動きベクトル群を用いて対応づける。例えば、図5Aの例では、参照画像の参照ボクセルをA0(x0,y0,z0)とすると、参照ボクセルA0には個別の動きベクトルv1(a1,b1,c1)が対応づけられている。このとき、参照ボクセルA0(x0,y0,z0)と対応づけられる対応ボクセルA1(x1,y1,z1)は以下のように定まる。
x1=x0+a1
y1=y0+b1
z1=z0+c1
For example, the SPECT
x1 = x0 + a1
y1 = y0 + b1
z1 = z0 + c1
SPECT画像合成部17は、さらに、上記と同様にして、ターゲット画像#1と、ターゲット画像#1と隣り合うフェーズのターゲット画像#2とを、これら2枚のフェーズ画像間の動きベクトル群を用いて対応づける。つまり、対応ボクセルA1に個別ベクトルv2(a2,b2,c2)が対応づけられているとき、対応ボクセルA1にさらに対応するターゲット画像#2上の対応ボクセルA2(x2,y2,z2)は、以下のようにして定まる。
x2=x1+a2=x0+a1+a2
y2=y1+b2=y0+b1+b2
z2=z1+c2=z0+c1+c2
The SPECT
x2 = x1 + a2 = x0 + a1 + a2
y2 = y1 + b2 = y0 + b1 + b2
z2 = z1 + c2 = z0 + c1 + c2
そして、SPECT画像合成部17は、図5Aに示すように、これらと同様の処理を残りのフェーズ画像をターゲット画像として行う。なお、上述のようにして対応づけられた前フェーズのフェーズ画像のボクセルと後フェーズのフェーズ画像のボクセルとは、必ずしも一対一対応になるとは限らず、一対多または多対一となる場合もある。一つのターゲット画像に複数の対応ボクセル候補がある場合、任意の方法で一つの対応ボクセルを特定する。
Then, as shown in FIG. 5A, the SPECT
次に、SPECT画像合成部17は、上記のように対応づけられた、異なるフェーズ画像間のボクセルのボクセル値を加算する。そして、この加算されたボクセル値を、参照画像の参照ボクセルのボクセル値として、合成画像を生成する。例えば上記の例では、対応ボクセルA1〜A7のボクセル値をすべて参照ボクセルA0に加算して、参照画像をベースとする合成画像を生成する。なお、どのフェーズ画像を参照画像とするかは任意である。
Next, the SPECT
図6は、SPECT画像合成部17が行う合成画像の生成処理のフローチャートである。SPECT画像合成部17は、患者及び被験者のぞれぞれの心電図同期SPECT画像111、113及びベクトルデータ151,153を用いて以下の処理を実行する。
FIG. 6 is a flowchart of a composite image generation process performed by the SPECT
SPECT画像合成部17は、まず、心電図同期SPECTデータ記憶部11に保存されているフェーズ画像のうちの一つを参照画像に定める(S21)。さらに、SPECT画像合成部17は、参照画像の中の一つのボクセルを参照ボクセルとして定める(S23)。
First, the SPECT
SPECT画像合成部17は、ターゲット画像を一つ選択し(S25)、そのターゲット画像における参照ボクセルと対応する対応ボクセルを、ベクトルデータ記憶部15に保存されている動きベクトルを用いて特定する(S27)。この対応ボクセルの特定方法の詳細は上述した通りである。ステップS25及びS27の処理を、すべてのターゲット画像に対して行う(S29)。これにより、一つの参照ボクセルに対して、すべてのターゲット画像上にそれぞれ一つの対応ボクセルが定まる。
The SPECT
SPECT画像合成部17は、ステップS23〜S29までの処理を、参照画像のすべてのボクセルについて行う(S31)。これにより、参照画像のすべてのボクセルに対して、すべてのターゲット画像上の対応ボクセルが定まる。
The SPECT
SPECT画像合成部17は、参照画像の各ボクセルに、それぞれ対応づけられているターゲット画像の対応ボクセルのボクセル値を加算して、合成画像を生成する(S33)。SPECT画像合成部17は、ここで生成された合成画像を合成SPECTデータ記憶部19に保存する(S35)。
The SPECT
なお、この例ではフェーズ1を参照画像とし、フェーズ2〜フェーズ7までのフェーズ画像を、ベクトルの順方向に辿っていったが、フェーズ1以外のフェーズ画像を参照画像とし、一部または全部のベクトルを逆方向へ辿って合成画像を生成してもよい。
In this example,
健常者データ処理部18は、合成SPECTデータ記憶部19に記憶されている一以上の健常者の合成SPECT画像のデータを処理して、健常者平均の合成SPECT画像195を生成する。例えば、健常者データ処理部18は、複数の健常者の合成SPECT画像データのそれぞれ対応するボクセルの値を合計し、その平均値を算出して、健常者平均の合成SPECT画像195を生成してもよい。
The healthy person
合成SPECTデータ記憶部19は、SPECT画像合成部17によって合成された合成SPECT画像のデータを記憶する。例えば、合成SPECTデータ記憶部19には、患者の心電図同期SPECT画像111に基づく患者の合成SPECT画像191及び一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113に基づく健常者の合成SPECT画像193が記憶される。合成SPECT画像191,193も3次元画像であって、3次元ボクセルにそれぞれのカウント値(画素値)が格納されている。なお、健常者のデータについては、上記の通り、健常者データ処理部18が生成した健常者平均の合成SPECT画像が保存されるようにしてもよい。
The synthesized SPECT
ポーラーマップ生成部21は、合成SPECTデータ記憶部19に保存されている合成SPECT画像191,193からポーラーマップ(ブルズアイマップ)を生成する。ポーラーマップ生成部21は、一以上の健常者については、個々の合成SPECT画像193からポーラーマップを生成してもよいし、健常者平均の合成SPECT画像195からポーラーマップを生成してもよい。
The polar
なお、ポーラーマップ生成部21は、ポーラーマップを生成することで被験者同士(例えば患者と健常者)を比較するための正規化を行っている。従って、SPECT画像処理装置100は、ポーラーマップ以外の正規化手法を用いてもよい。
In addition, the polar map production |
表示制御部23は、ポーラーマップ生成部21が生成したポーラーマップを表示装置5に表示させる。これ以外にも、表示制御部23は、心電図同期SPECTデータ記憶部11に保存されている心電図同期SPECT画像111、113及びベクトルデータ記憶部15に保存されているベクトルデータ151を表示装置5に表示させてもよい。
The
図7は、上記のような構成を備えるSPECT画像処理装置100の全体処理手順を示すフローチャートである。心電図同期SPECTデータ記憶部11には、予め画像再構成システム1によって再構成された患者の心電図同期SPECT画像111、及び一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113が保存されている。
FIG. 7 is a flowchart showing an overall processing procedure of the SPECT
まず、動きベクトル算出部13が、患者の心電図同期SPECT画像111に基づいて患者の動きベクトル群を算出し、患者ベクトルデータ151としてベクトルデータ記憶部15に保存する(S41)。動きベクトル算出部13は、さらに、一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113に基づいて健常者の動きベクトル群を算出し、健常者ベクトルデータ153としてベクトルデータ記憶部15に保存する(S43)。
First, the motion
SPECT画像合成部17が、患者の心電図同期SPECT画像111及び患者ベクトルデータ151に基づいて患者の合成SPECT画像を生成し、患者合成SPECT画像191として、合成SPECTデータ記憶部19に保存する(S45)。SPECT画像合成部17は、さらに、一以上の健常者の心電図同期SPECT画像113及び健常者ベクトルデータ153に基づいて健常者の合成SPECT画像を生成し、健常者合成SPECT画像193として、合成SPECTデータ記憶部19に保存する。さらに、健常者データ処理部18が、健常者合成SPECT画像193から健常者平均の合成SPECT画像195を生成して、合成SPECTデータ記憶部19に保存する(S47)。
The SPECT
ポーラーマップ生成部21は、合成SPECTデータ記憶部19に保存されている患者の合成SPECT画像のデータ191に基づいて、患者のポーラーマップを生成する(S49)。ポーラーマップ生成部21は、さらに、合成SPECTデータ記憶部19に保存されている健常者平均の合成SPECT画像のデータ195に基づいて、健常者のポーラーマップを生成する(S51)。そして、表示制御部23は、患者及び健常者のポーラーマップを表示装置5に表示させる(S53)。
The polar
これにより、心電図同期SPECT画像から、ねじれを含む心臓の動きを打ち消したSPECT画像を合成するができる。さらに、心電図同期SPECT画像からねじれを含む心臓の動きを打ち消した合成SPECT画像を用いて、患者と健常者などの被験者間の比較を容易に行うことができる。 Thereby, a SPECT image in which the motion of the heart including the twist is canceled can be synthesized from the ECG-synchronized SPECT image. Furthermore, a comparison between a patient and a subject such as a healthy person can be easily performed using a synthetic SPECT image obtained by canceling the motion of the heart including the twist from the ECG-synchronized SPECT image.
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the present invention in various other modes without departing from the gist of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、8つのフェーズ画像から7つの動きベクトル群を算出したが、最初のフェーズと最後のフェーズとの間のベクトル群を算出してもよい。これにより、理論的には、心筋の各部位が心拍一周期で元の位置に戻るベクトル群が得られる。SPECT画像の合成処理は、この一周期に渡るベクトル群を用いて行ってもよい。 For example, in the above-described embodiment, seven motion vector groups are calculated from eight phase images, but a vector group between the first phase and the last phase may be calculated. This theoretically provides a vector group in which each part of the myocardium returns to the original position in one heartbeat cycle. The SPECT image synthesis process may be performed using a vector group over one period.
1 画像再構成システム
10 画像処理装置本体
11 データ記憶部
13 ベクトル算出部
15 ベクトルデータ記憶部
17 画像合成部
19 データ記憶部
21 ポーラーマップ生成部
23 表示制御部
100 SPECT画像処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記記憶手段に記憶されている互いに隣り合う2つのフェーズのボリュームデータ間の濃度勾配に基づいて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出する動きベクトル算出手段と、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記動きベクトル算出手段により算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するボリュームデータ合成手段と、を備えるボリュームデータ処理装置。 Storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data composed of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of the heartbeat into a plurality of times in synchronization with the electrocardiogram;
A motion vector calculation means based on the concentration gradient between the volume data of the two phases adjacent to each other that have been stored in the storage means, for calculating a plurality of motion vector group showing the motion of the heart between the phases,
A volume for synthesizing the volume data of the plurality of phases into one synthesized volume data using the volume data of the phases stored in the storage means and the plurality of motion vector groups calculated by the motion vector calculation means. A volume data processing apparatus comprising: a data synthesizing unit;
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータを用いて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出する動きベクトル算出手段と、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記動きベクトル算出手段により算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータのうちの一つである参照フェーズのボリュームデータ上の参照ボクセルの移動先のボクセルである対応ボクセルを、前記参照フェーズのボリュームデータ以外のボリュームデータである複数のターゲットフェーズのボリュームデータ上でそれぞれ特定し、前記特定された各ターゲットフェーズのボリュームデータ上の対応ボクセルのボクセル値を、前記参照ボクセルのボクセル値に加算して、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するボリュームデータ合成手段と、を備えるボリュームデータ処理装置。 Storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data composed of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of the heartbeat into a plurality of times in synchronization with the electrocardiogram;
Motion vector calculation means for calculating a plurality of motion vector groups indicating heart motion between phases using volume data of a plurality of phases stored in the storage means;
Using the plurality of phase volume data stored in the storage unit and the plurality of motion vector groups calculated by the motion vector calculation unit , a reference phase that is one of the plurality of phase volume data. Corresponding voxels that are destination voxels of the reference voxel on the volume data are respectively identified on the volume data of a plurality of target phases that are volume data other than the volume data of the reference phase, and each identified target phase A volume data processing apparatus comprising: volume data combining means for adding the voxel value of the corresponding voxel on the volume data to the voxel value of the reference voxel and combining the volume data of the plurality of phases into one combined volume data.
前記動きベクトル算出手段は、前記第1の被験者及び一以上の第2の被験者の心電図同期ボリュームデータのそれぞれについて、前記複数の動きベクトル群を算出し、
前記ボリュームデータ合成手段は、前記第1の被験者の合成ボリュームデータ及び前記一以上の第2の被験者の合成ボリュームデータをそれぞれ生成し、
前記ボリュームデータ処理装置は、
前記第1の被験者の合成ボリュームデータ、及び前記一以上の第2の被験者の合成ボリュームデータから、前記第1の被験者のポーラーマップ及び前記一以上の第2の被験者のポーラーマップを生成するポーラーマップ生成手段を、さらに備える請求項1または2に記載のボリュームデータ処理装置。 The storage means stores ECG synchronization volume data of the first subject and one or more ECG synchronization volume data of the second subject,
The motion vector calculation means calculates the plurality of motion vector groups for each of the electrocardiogram synchronization volume data of the first subject and one or more second subjects,
The volume data synthesizing means, the first subject of the composite volume data and the one or more second subject of synthesis volume data generated respectively,
The volume data processing device
A polar map for generating a polar map of the first subject and a polar map of the one or more second subjects from the synthetic volume data of the first subject and the synthetic volume data of the one or more second subjects. The volume data processing apparatus according to claim 1, further comprising a generation unit.
前記記憶手段に記憶されている互いに隣り合う2つのフェーズのボリュームデータ間の濃度勾配に基づいて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出するステップと、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するステップと、を行うボリュームデータ処理方法。 A method performed by a volume data processing apparatus having storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data consisting of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of a heartbeat into a plurality of times in synchronization with an electrocardiogram,
A step of, based on the concentration gradient between the volume data of the two phases adjacent to each other that have been stored in the storage means, for calculating a plurality of motion vector group showing the motion of the heart between the phases,
A step of combining the plurality of phases of volume data into one combined volume data using the plurality of phases of volume data stored in the storage means and the calculated plurality of motion vector groups. Data processing method.
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータを用いて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出するステップと、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータのうちの一つである参照フェーズのボリュームデータ上の参照ボクセルの移動先のボクセルである対応ボクセルを、前記参照フェーズのボリュームデータ以外のボリュームデータである複数のターゲットフェーズのボリュームデータ上でそれぞれ特定し、前記特定された各ターゲットフェーズのボリュームデータ上の対応ボクセルのボクセル値を、前記参照ボクセルのボクセル値に加算して、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するステップと、を行うボリュームデータ処理方法。 A method performed by a volume data processing apparatus having storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data consisting of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of a heartbeat into a plurality of times in synchronization with an electrocardiogram,
Using a plurality of phase volume data stored in the storage means to calculate a plurality of motion vector groups indicating heart motion between phases;
The reference on the volume data of the reference phase, which is one of the volume data of the plurality of phases , using the volume data of the plurality of phases stored in the storage means and the plurality of calculated motion vector groups . The corresponding voxel that is the voxel to which the voxel is moved is identified on the volume data of a plurality of target phases that are volume data other than the volume data of the reference phase, and the correspondence on the volume data of each identified target phase Adding the voxel value of the voxel to the voxel value of the reference voxel and combining the volume data of the plurality of phases into a single combined volume data.
前記記憶手段に記憶されている互いに隣り合う2つのフェーズのボリュームデータ間の濃度勾配に基づいて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出するステップと、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するステップと、を前記ボリュームデータ処理装置に実行させるためのコンピュータプログラム。 A computer program for a volume data processing apparatus having storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data consisting of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of a heartbeat into a plurality of times in synchronization with an electrocardiogram,
A step of, based on the concentration gradient between the volume data of the two phases adjacent to each other that have been stored in the storage means, for calculating a plurality of motion vector group showing the motion of the heart between the phases,
Using the plurality of phase volume data stored in the storage means and the calculated plurality of motion vector groups to synthesize the plurality of phase volume data into one composite volume data; A computer program for causing a data processing apparatus to execute.
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータを用いて、フェーズ間の心臓の動きを示す複数の動きベクトル群を算出するステップと、
前記記憶手段に記憶されている複数フェーズのボリュームデータと、前記算出された複数の動きベクトル群とを用いて、前記複数フェーズのボリュームデータのうちの一つである参照フェーズのボリュームデータ上の参照ボクセルの移動先のボクセルである対応ボクセルを、前記参照フェーズのボリュームデータ以外のボリュームデータである複数のターゲットフェーズのボリュームデータ上でそれぞれ特定し、前記特定された各ターゲットフェーズのボリュームデータ上の対応ボクセルのボクセル値を、前記参照ボクセルのボクセル値に加算して、前記複数フェーズのボリュームデータを一つの合成ボリュームデータに合成するステップと、を前記ボリュームデータ処理装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
A computer program for a volume data processing apparatus having storage means for storing electrocardiogram-synchronized volume data consisting of volume data of a plurality of phases, which is taken by dividing one cycle of a heartbeat into a plurality of times in synchronization with an electrocardiogram,
Using a plurality of phase volume data stored in the storage means to calculate a plurality of motion vector groups indicating heart motion between phases;
The reference on the volume data of the reference phase, which is one of the volume data of the plurality of phases , using the volume data of the plurality of phases stored in the storage means and the plurality of calculated motion vector groups . The corresponding voxel that is the voxel to which the voxel is moved is identified on the volume data of a plurality of target phases that are volume data other than the volume data of the reference phase, and the correspondence on the volume data of each identified target phase A computer program for causing the volume data processing apparatus to execute a step of adding a voxel value of a voxel to a voxel value of the reference voxel and combining the volume data of the plurality of phases into a single combined volume data.
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