JPH08280655A - 血管像の定量解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】血管径あるいは狭窄率の計測といった定量解析
が高精度に行える血管像の定量解析装置を提供すること
を目的とする。 【構成】解析対象となる血管から仮の中心線を抽出し、
仮の中心線に基づいて、血管を複数の血管区間に分割す
るとともに、夫々の血管区間における区間追跡方向を求
める。区間追跡方向に直交する方向をプロファイル方向
と決定し、その方向の濃度プロファイルから血管辺縁を
抽出する。また、隣り合う血管区間については、夫々の
区間追跡方向の組み合わせに応じてプロファイル方向を
決定するとともに、組み合わせに応じた所定の辺縁抽出
処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、造影された血管像を定
量的に解析する血管像の定量解析装置に関する。

【従来の技術】近年、血管の狭窄程度を把握するため
に、収集した血管のＸ線画像を用いて血管径や狭窄率を
求めるといった定量解析が行われている。このような定
量解析では、血管のＸ線画像をディジタル化したディジ
タルアンギオ画像が用いられる。このディジタルアンギ
オ画像を得る方法としては、シネフィルム（Ｘ線フィル
ム）に撮影された血管造影像をデジタイザによりディジ
タル化する方法や、Ｘ線を曝射することにより得たＸ線
像をＩ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）とＴＶカ
メラにより撮影し、この時出力される映像信号をＡ／Ｄ
変換によりディジタル化する方法がある。このような画
像を定量解析するための比較的簡単な構成の装置とし
て、血管の正常部分と狭窄部分について血管走行方向に
対して垂直な線分を操作者等が手動により指定すること
により濃度プロファイル曲線を抽出し、抽出した濃度プ
ロファイル曲線に基づいて血管辺縁を決定し狭窄率を算
出する装置がある。最近では、このような装置に加え、
狭窄部分の前後の正常な血管を操作者が指定するだけ
で、指定された区間の血管の濃度プロファイル曲線が自
動的に求まり、血管辺縁が決定され狭窄率が半自動的に
算出される定量解析装置もある。この装置では、操作者
により与えられた指定点と濃度分布の情報等に基づく血
管の自動追跡を実現する方法を導入している。例えば、
操作者等により指定された対象血管に対し、所定の指向
性を持った追跡を行うことにより仮の中心点を求めて仮
の中心線を抽出し、仮の中心線に沿って、仮の中心点毎
に濃度プロファイル曲線を求め、この濃度プロファイル
曲線の変化情報から求めた閥値を利用して血管辺縁を決
定し、さらにこの血管辺縁と血管辺縁から求めた血管中
心とにより血管径および狭窄率を算出して呈示してい
る。また、近年ではＸ線透視の診断画像を見ながら血管
の狭窄部分を風船の付いた管を使って拡張したり、レー
ザ光線で閉塞を起こしている物質を蒸発させたり、血管
内に金属シリンダを留置するといった治療を行い、かつ
その治療の結果を直ちに確認することがＩＶＲ（Interv
entional Radiology）として行われている。このような
ＩＶＲの普及に伴って、検査室にてＩＶＲと平行して血
管の狭窄率計測を行いたいとうニーズがあり、容易な操
作による即時計測が求められている。このような使用条
件下においては、シネフィルムによる計測は不向きであ
り、データとして扱い易いディジタルアンギオ画像が計
測に有効である。前述した従来の定量解析装置ではディ
ジタルアンギオ画像を解析対象として用いることがで
き、即時計測を実現している。

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の血管像
の定量解析装置においては、定量解析の対象となる血管
がＸ軸方向からＹ軸方向へと大きく屈曲しているような
場合や、血管が後戻りをするような蛇行走行している場
合は、血管の走行方向に対して垂直な方向の濃度プロフ
ァイルが取れない区間が生じ、このため辺縁決定を失敗
するという問題点がある。これは、複数点により対象血
管を指定する場合についても同様である。本発明は上述
した事情に対処すべくなされたもので、屈曲の厳しい血
管や蛇行した血管であっても血管辺縁を適切に決定する
ことができ、血管径あるいは狭窄率の計測といった定量
解析が高精度に行える血管像の定量解析装置を提供する
ことを目的としている。

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
血管像の定量解析装置は、血管画像上の解析対象となる
血管を指定する指定手段と、血管を複数の部位に分割す
る分割手段と、分割された血管の位置情報に基づいて、
プロファイル方向を決定するプロファイル方向決定手段
と、プロファイル方向決定手段により決定されたプロフ
ァイル方向に基づいて、解析対象となる血管の血管辺縁
を抽出する辺縁抽出手段と、辺縁抽出手段により抽出さ
れた血管辺縁から中心線を決める中心線決定手段と、辺
縁抽出手段により抽出された血管辺縁と中心線決定手段
により決められた中心線とのデータに基づいて解析対象
となる血管の定量解析を行う解析手段とを具備すること
を特徴とする。本発明の請求項１２に係る血管像の定量
解析装置は、血管画像上の解析対象となる血管を複数の
区間に別けて指定する指定手段と、指定手段により指定
された血管の区間毎に区間追跡方向を求める区間追跡方
向決定手段と、区間追跡方向決定手段により決定された
各々の血管区間の区間追跡方向が連続して同一となる血
管区間を区間群として統合する統合手段と、統合手段に
より統合された区間群について、プロファイル方向を決
定するプロファイル方向決定手段と、プロファイル方向
決定手段により決定されたプロファイル方向に基づい
て、解析対象となる血管の血管辺縁を抽出する辺縁抽出
手段と、辺縁抽出手段により抽出された血管辺縁から中
心線を決める中心線決定手段と、辺縁抽出手段により抽
出された血管辺縁と中心線決定手段により決められた中
心線とのデータに基づいて解析対象となる血管の定量解
析を行う解析手段とを具備することを特徴とする。

【作用】本発明による血管像の定量解析装置によれば、
屈曲の厳しい血管や蛇行した血管であっても血管辺縁を
適切に決定することができ、血管径あるいは狭窄率の計
測といった血管像の定量解析が高精度に行える。

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、被検体に造影剤を注入してＸ線を曝射
し、ディジタルアンギオ像を得るＸ線診断装置の概略構
成を示すブロック図である。このＸ線診断装置は、本発
明に係る血管像の定量装置を実施したものである。図１
に示すＸ線診断装置は、Ｘ線を曝射するＸ線管１１、被
検体を載置するテーブル１２、被検体を透過してきたＸ
線を受け、このＸ線を可視光に変換するイメージインテ
ンシファイア（Ｉ．Ｉ．）１３、及びＩ．Ｉ．１３の出
力光を電気量の画像信号に変換するＴＶカメラ１４を有
する。Ｘ線管１１は、図示しない高電圧発生器を介して
Ｘ線制御器に接続されている。テーブル１２は寝台上を
スライド可能になっており、診断位置を選択できる。Ｔ
Ｖカメラ１４の出力端はＡ／Ｄ変換器１５を介してフレ
ームメモリ１６に接続されている。これにより、Ａ／Ｄ
変換器１５でディジタル化された画像データがフレーム
メモリ１６の各画素を構成するメモリ領域に各々の書き
込まれる。フレームメモリ１６の読み出し端は画像合成
器１７、Ｄ／Ａ変換器１８を介してモニタ１９に接続さ
れている。これにより、フレームメモリ１６に格納され
た画像データがフレーム毎にモニタ１９に送られ、例え
ば造影剤を注入して撮影した血管像がほぼリアルタイム
に表示される。画像合成器１７は、後述する血管像の解
析に係る画像のデータと上記血管像の透視データとを合
成するものである。上記フレームメモリ１６の読み出し
端は画像処理メモリ２０にも接続され、血管像の解析の
ために画像データが画像処理メモリ２０に転送される。
この転送及び画像処理のために、フレームメモリ１６及
び画像処理メモリ２０のメモリ動作を制御する画像処理
プロセッサ２１はＣＰＵ（中央処理装置）２１ａを有
し、入力器２２を介してオペレータから指令される入力
情報に応答し、後述するように所定の画像データ解析を
行うようになっている。この画像処理プロセッサ２１に
拠る解析結果は、グラフィック描画メモリ２３を介して
前記画像合成器１７に送られる。これにより、血管の定
量解析としての狭窄率計測に伴う途中データや計測結果
などが画像合成器１７、Ｄ／Ａ変換器１８を介してモニ
タ１９に送られ、モニタ１９に重畳表示や分割表示され
るようになっている。このＸ線診断装置では、上記画像
処理メモリ２０、画像処理プロセッサ２１、入力装置２
２、及びグラフィック描画メモリ２３が本発明に係る血
管像の定量解析の要部を成している。上記画像処理プロ
セッサ２１は、図２に示す手順を予め内蔵しており、こ
の手順に従って狭窄率を計測する。なお、図２に示す手
順は血管指定点数が２つの場合に適用されるものであ
る。先ず、ステップＳ１において対象血管が指定され
る。具体的には、ＣＰＵ２１ａがグラフィック描画メモ
リ２３に位置指定用のカーソルを描画する。このカーソ
ルは、画像合成器１７、Ｄ／Ａ変換器１８を介してモニ
タ１９に表示される。モニタ１９に表示されたカーソル
は入力器２２を用いて任意に移動可能となっている。そ
こで、操作者は対象血管上でカーソルを移動させ、解析
対象となる血管の狭窄部分を挟むように、その前後の正
常部位の２箇所の点Ｐｓ，Ｐｅをカーソルで各々マーク
する。これによりカーソル設定された画像データは、画
像処理メモリ２０に転送され、記憶される。次いで、画
像処理プロセッサ２１は、ステップＳ２に移行してプロ
ファイル方向の決定処理を行う。ここでは、まず仮の中
心線（仮の中心点の集合）の抽出を行う。これは、厳密
な意味での血管中心線ではないので、「仮の中心線」と
呼ぶことにする。仮の中心線の抽出は、種々の手法によ
り行えるが、本実施例では、指向性を有した扇状の領域
を次の追跡点の選択範囲として現在の追跡点毎に設定し
て行う手法を用いる。扇状の領域を次の追跡点の選択範
囲に指定することは、次の追跡点が現在の追跡点から追
跡方向に離れるにつれて比例的に広がる傾向があること
に起因している。いま、図３に示すように、ステップＳ
１にて指示したＰｓを追跡開始点とし、同様に指示した
Ｐｅを追跡終点として、順次に血管Ｂを追跡するとき、
ｉ番目の追跡点（仮の中心点）Ｐｉから次のｉ＋１番目
の追跡点（仮の中心点）Ｐi+1 を決めようとしていると
仮定する。まず、追跡点Ｐｉを要とする指向性を持った
扇状の領域Ｒｄを設定する。この扇状領域Ｒｄの形は、
現在の追跡点Ｐｉから追跡点Ｐｅに向かう方向に応じて
決める。扇状領域Ｒｄが決定されると、この領域内で濃
度値（画素値）が最小（サブトラクション像の場合は最
大）となる点（画素）を探す。この点を次の追跡点Ｐi+
1 に決める。以下、この手順が画像処理プロセッサ２１
で繰り返され、扇状領域Ｒｄを設定しながら追跡点が決
められる。そして、追跡が進み、扇状領域Ｒｄ内に追跡
終点Ｐｅが含まれたとき、追跡を終了させる。この追跡
完了後、得られた追跡点の間が補間点Ｐｔによって充足
される。最後に、追跡点Ｐｉ及びそれらの補間点Ｐｔを
結んで仮の中心線Ｌａが得られる。次に、仮の中心線を
得たのち、ＰｓとＰｅによって挟まれた解析対象となる
血管を複数の血管区間に分割する。分割は、以下に説明
する３つの手法のうちのいずれかに拠る。まず、分割の
第１の手法を説明する。図４は、血管を一定個数に分割
してプロファイルの方向を決定する処理の流れを示す図
である。先ず前述した扇状領域による追跡を行って仮の
中心線を抽出し、抽出した仮の中心線を例えば１０個と
いった一定の個数に分割する。そして、分割して得られ
たそれぞれの血管区間について追跡方向を決定する。こ
の追跡方向を区間追跡方向と称し、仮の中心線に基づい
て、画像の水平方向、垂直方向、及び斜め４５度のいず
れかの方向のうちから選定する。そして、各々の血管区
間について区間追跡方向と垂直をなす方向をプロファイ
ル方向と決定する。図５（ａ），（ｂ）に一定個数に分
割された血管像の例を示す。尚同図（ａ）は、区間追跡
方向を水平方向、垂直方向の中から選択した例であり、
同図（ｂ）は、区間追跡方向を水平方向、垂直方向、斜
め４５度方向の中から選択した例である。このように、
複数に細分化（分割）された血管区間について区間追跡
方向を求めプロファイル方向を決定しているので、この
プロファイル方向における濃度プロファイル曲線から精
度よく血管辺縁を求めることができる。次に、分割の第
２の手法を説明する。図６は、血管を一定の単位長さを
有する血管区間に分割してプロファイルの方向を決定す
る処理の流れを示す図である。ここでは、血管を分割す
る際に、一定個数の血管区間に分割せず、例えば３０画
素といった一定の単位長さで分割を行う。この場合も前
述した一定個数に分割する場合と同様に、複数に細分化
（分割）された血管区間のそれぞれについて区間追跡方
向を求めプロファイル方向を決定しているので、このプ
ロファイル方向における濃度プロファイル曲線から精度
よく血管辺縁を求めることができる。図７（ａ），
（ｂ）に一定の単位長さを有する複数の血管区間に分割
された血管像の例を示す。尚同図（ａ）は、区間追跡方
向を水平方向、垂直方向の中から選択した例であり、同
図（ｂ）は、区間追跡方向を水平方向、垂直方向、斜め
４５度方向の中から選択した例である。このように、血
管像を分割することによっても、複数に細分化（分割）
された血管区間について区間追跡方向を求めプロファイ
ル方向を決定することにより、このプロファイル方向に
おける濃度プロファイル曲線から精度よく血管辺縁を求
めることができる。図８は区間追跡方向が同一となる複
数の血管区間を統合した例を示す図である。なお、同図
（ａ）は、区間追跡方向を水平方向、垂直方向の中から
選択した例であり、同図（ｂ）は、区間追跡方向を水平
方向、垂直方向、斜め４５度方向の中から選択した例で
ある。複数の血管区間は、前述した分割の第１、第２の
手法のいずれかによって得られたものである。このよう
に複数の血管区間を統合し一つの血管区間と見なすこと
により、同一の処理を省くことができ簡便に処理を行う
ことが可能となる。次に、分割の第３の手法を説明す
る。図９は蛇行した血管像を示した図である。図によれ
ば、９１の部分において血管の走行方向が変化（蛇行）
している。図１０は、蛇行した血管を複数の血管区間に
分割してプロファイル方向を決定する処理の流れを示す
図である。先ず、指定された対象血管における仮の中心
線を求める。次に、仮の中心線を構成する追跡点列に基
づいて仮の中心線の変化を調べ、追跡点列の変化が急激
に大となる部分を不連続点とする。図１１（ａ）に追跡
点列上の不連続点を示す。追跡点列の変化が急激に大と
なるのは仮の中心線（追跡点列）を抽出する方向が血管
の走行方向に対し局所的に不一致となるためである。こ
の処理により不連続点を検出した場合は、図１１（ｂ）
に示すように複数の不連続点からなる不連続部分とその
他の（その両側）の区間とに対象血管を分割する。そし
て、分割によって得られた血管区間について前述したよ
うに血管区間毎に区間追跡方向を求め、区間ごとに求め
た区間追跡方向に直交する方向をプロファイル方向とし
て決定する。次いで、画像処理プロセッサ２１は、ステ
ップＳ３に移行させ、血管辺縁の抽出を行う。つまり、
追跡点Ｐｉ及びその補間点Ｐｔから成る仮の中心点Ｐ毎
に、上述のようにして決定された方向（プロファイル方
向）の濃度プロファイル曲線を、画像データに基づいて
演算し、この濃度プロファイル曲線から辺縁を決定す
る。なお、辺縁は仮の中心線Ｌａの左右両側で個別に抽
出するものである。抽出の具体的処理内容としては、特
願平５−２１６６８４号に記載されるような技術を用い
る。先ず、前述のようにして決定された方向（プロファ
イル方向）の濃度プロファイル曲線ＰＬを演算する。こ
れを、仮の中心点毎に行う。次いで、この濃度プロファ
イル曲線ＰＬ上において、最小濃度値（サブトラクショ
ン像の場合は最大濃度値）を持つ点（すなわち血管中心
点）とその隣り合う位置の濃度値の差が極大点を持つ点
（すなわち１次微分最大の点）とを決める。次いで、バ
ックグラウンドを決定するための収束判定幅を所定の式
を用いて演算する。ここで、バックグラウンド領域とは
血管の背景領域である。この後、濃度プロファイル曲線
上で隣り合う位置の濃度差を順次演算し、この濃度差が
収束判定幅に収まる点をバックグラウンド領域と決定す
る。そして、決定したバックグラウンド領域の濃度値
を、その領域の近傍の濃度値による平均値演算等によっ
て算出する。そして、血管壁か否かを弁別するための閥
値を所定の式から求める。このようにして、バックグラ
ウンド領域と血管部位の濃度値を反映させた閥値が求ま
ると、この閥値に最も近い値を持つ点を濃度プロファイ
ル曲線ＰＬからサーチし、これを仮の中心点Ｐ毎の濃度
プロファイル曲線ＰＬに対し行うことにより辺縁が抽出
される。前述したように、対象血管を複数の血管区間に
分割する処理を行った場合、隣合う血管区間同士の区間
追跡方向が異なる場合が生じ、単に区間追跡方向に直交
する方向をプロファイル方向と決定すると、得られる血
管辺縁に不連続な箇所が生じるという問題点がある。そ
こで、隣合う血管区間の区間追跡方向の組み合わせに応
じたプロファイルの方向を決定することにより血管辺縁
を抽出する。図１２は、隣合う血管区間同士の区間追跡
方向の組み合わせに応じた処理の流れを示すフローチャ
ート図である。区間追跡方向の組み合わせとしては、同
一の場合、４５度異なる場合、９０度異なる場合、１８
０度異なる場合に応じてプロファイルの方向決定の処理
を行うようにしている。まず、区間追跡方向の組み合わ
せが同一である場合は、血管辺縁に不連続な箇所が生じ
ることがないので、この場合は単にプロファイル方向を
区間追跡方向に直交する方向と決定すればよい。次に、
区間追跡方向の組み合わせが４５度異なる場合は、各々
の血管区間について、区間追跡方向と垂直な方向をプロ
ファイル方向と決定する。ただし、一方の血管区間に対
して隣接する方向へ区間を拡張する処理を行う。図１３
は区間拡張処理の流れを示すフローチャート図である。
図１３に示す処理では先ず、区間追跡方向が４５度異な
る血管区間Ａ、Ｂについて区間追跡方向に直交する方向
をプロファイル方向と決定し、決定された方向の濃度プ
ロファイル曲線に基づいて血管辺縁を抽出する。ただ
し、図１４に示すように一方の血管区間を拡張（ここで
は血管区間Ａを血管区間Ｂ側に拡張）する。拡張する範
囲は血管区間Ａの濃度プロファイル曲線が血管区間Ｂに
て得られた両側の血管辺縁と初めて左右同時に交差する
までの範囲とする。具体的には、血管区間Ａの区間追跡
方向に直交する方向をプロファイル方向と決定し、この
方向の濃度プロファイル曲線から前述のようにして辺縁
を順次抽出し、これが、既に抽出した血管区間Ｂの辺縁
と左右同時に交差するまで抽出を行う。これにより、区
間追跡方向が４５度異なる血管区間同士の組み合わせに
おける血管辺縁の不連続を回避することができる。次
に、区間追跡方向の組み合わせが９０度異なる場合は、
隣合う二つの血管区間を一つの血管区間にまとめて、プ
ロファイル方向を決定し辺縁抽出を行う。図１５は血管
区間を一つにまとめて処理を行う流れを示すフローチャ
ート図である。図１６は血管区間Ａ〜Ｄに分割され血管
区間ＢおよびＣの区間追跡方向が互いに９０度異なる場
合を示した図である。図１５に示す処理では先ず、血管
区間ＡおよびＤについて、それぞれの区間追跡方向と直
交する方向をプロファイル方向と決定し、決定された方
向の濃度プロファイル曲線に基づいて血管区間Ａおよび
Ｄの血管辺縁を抽出する。次に、区間追跡方向が互いに
９０度異なりかつ隣合う血管区間ＢおよびＣを一つの血
管区間Ｂ´にまとめ、図１７に示すように区間追跡方向
を斜め４５度の方向に変更し、これに直交する方向をプ
ロファイル方向と決定する。ここで、血管区間Ｂ´のサ
ーチ範囲は図１８に示すように、血管区間Ｂ´と隣合う
血管区間ＡおよびＤにて抽出された両側の血管辺縁が初
めて左右同時に血管辺縁Ｂ´の濃度プロファイル曲線上
に存在する位置にて挟まれた範囲とする。このようにし
て、区間追跡方向が互いに９０度異なる血管区間の組み
合わせにおける血管辺縁の不連続を回避できる。区間追
跡方向の組み合わせが１８０度異なる場合は、図１９の
フローチャート図に示すように、先ず隣合う２つの血管
区間の接合部近傍に存在する血管領域外の点を決定す
る。次に、決定された点に基づき２つの血管区間を３つ
の血管区間に分割し、接合部を含む血管区間では、決定
された点を通過するＸ、Ｙ座標軸及び斜め４５度の方向
をプロファイル方向と決定する。接合部を含まない残り
２つの血管区間については、区間追跡方向と直交する方
向をプロファイル方向としてそれぞれ決定する。そし
て、それぞれの血管区間について血管辺縁を抽出し、抽
出した血管辺縁に対し補間処理を行う。図２０は、解析
対象として大きく屈曲した血管を指定した場合を示す図
である。血管区間ＡとＣは、区間追跡方向がそれぞれ１
８０度異なっている。このとき、２つの区間追跡方向と
同一の方向を持ち、点ｂを通過する濃度プロファイル曲
線を求める。そしてこの濃度プロファイル曲線から屈曲
の内側の血管背景領域となる位置ｄを求める。血管背景
領域の求め方は、前述した血管辺縁の抽出にて説明した
手法と同様のものである。次に、図２１に示すように、
点ｄを通過し２つの追跡方向と直交する方向の延長線
と、血管区間ＡおよびＣの仮の中心線との交点を点ａ
´、点ｃ´とする。点ａと点ａ´、点ｃ´と点ｃの各々
の点で挟まれた区間をそれぞれ血管区間Ａ´、血管区間
Ｃ´とし、血管区間Ａ´と血管区間Ｃ´とに挟まれた点
ｂを含む区間を血管区間Ｂとする。血管区間Ａ´と血管
区間Ｃ´については、それぞれの区間追跡方向と直交す
る方向をプロファイル方向として決定し、決定された方
向の濃度プロファイル曲線に基づいて血管辺縁を抽出す
る。血管区間Ｂについては、図２２に示すように点ｄを
通過する［１］〜［５］の所定の５方向の濃度プロファ
イル曲線に基づいて血管辺縁を求める。さらに、求めた
５箇所の血管辺縁の位置に応じて補間処理を行い、各々
の位置間の血管辺縁を得る。このようにして、区間追跡
方向が互いに１８０度異なる血管区間の組み合わせにお
ける血管辺縁の不連続を回避できる。次いで、画像処理
プロセッサ２１は、ステップＳ４に移行させ、中心線の
抽出を行う。血管の中心線の抽出は、前述のようにして
求めた血管の両辺縁に基づいて行う。すなわち、一方の
辺縁上の点から他方の辺縁に向けて垂線を下ろし、その
交差点を求め、両辺縁上の点と交差点を結ぶ線分の中点
を求める。これを両辺縁上の各点について行い得られた
点の集合を中心線として抽出する。次いで、画像処理プ
ロセッサ２１は、ステップＳ５に移行させ、血管径を計
測する。具体的には、上述のようにして抽出された中心
線から両側の辺縁に垂線を下ろし、夫々の交差点を求
め、それら交差点間の距離を演算することにより血管の
ある位置の血管径が求まる。これを、中心線上の各点に
ついて行うことにより解析対象部位の任意の位置の血管
径データを求めることができる。次いで、画像処理プロ
セッサ２１は、ステップＳ６に移行させ、上述のように
して求めた血管径データから狭窄率を算出する。そし
て、ステップＳ７において狭窄率および血管径を解析結
果としてモニタ１９に表示する。以上説明したように、
本実施例によれば、指定された解析対象となる血管を複
数の血管区間に分割し、分割された血管区間毎に区間追
跡方向を求め、区間追跡方向に応じてプロファイル方向
を決定し、濃度プロファイルを求めるようにしているの
で、血管の形状によらず辺縁を適切に決定できる。以
下、本発明による装置の第２実施例を説明する。第１実
施例においては、血管の両端の２箇所の点を入力器２２
により指定することにより対象血管を指定していたが、
本実施例においては、解析対象となる血管を少なくとも
３箇所以上の点により指定することとした。この場合
は、先ず隣合う指定点間に挟まれた区間を指定区間とし
て解析対象となる血管を分割する。例えば、３箇所の点
により指定された場合は２つの指定区間に分割されるこ
とになる。次に、分割された夫々の指定区間について、
複数の血管区間に分割し、分割された血管区間毎に区間
追跡方向を求め、区間追跡方向に応じてプロファイル方
向を決定し、濃度プロファイルを求めるようにする。ま
た、隣合う血管区間の区間追跡方向の組み合わせに応じ
たプロファイルの方向を決定することにより血管辺縁を
抽出する。すなわち、指定区間を第１実施例にて説明し
た血管区間と同等に扱い、第１実施例にて説明した血管
区間の組み合わせに応じた処理とする。以上説明したよ
うに、本実施例によれば、少なくとも３箇所以上の点に
より対象血管を指定した場合であっても、指定点に応じ
て対象血管を指定区間に分割し、分割された指定区間を
さらに複数の血管区間に分割するようにしているので、
辺縁を適切に決定することができ、血管径あるいは狭窄
率の計測といった定量解析を高精度に行える。また、本
実施例は血管造影像に対して処理を行う場合について説
明したが、サブトラクション像（血管造影像からマスク
像を減じることにより、血管のみを抽出した画像）に対
しても同様の処理を行う事ができる。サブトラクション
像では血管部分の濃度値が高く、血管を表現する濃度値
の濃淡が血管造影像の時とは逆になる。このため、血管
の追跡を行う場合は、上述した実施例で括弧書きしたよ
うに画像の濃度値が最大となる点を検出するようにすれ
ば良い。なお、本発明は上述した実施例に限定されず、
種々変形して実施可能である。

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、屈
曲の厳しい血管や蛇行した血管においても血管辺縁を適
切に決定することができ、血管径あるいは狭窄率の計測
といった定量解析を高精度に行える血管像の定量解析装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例に係る血管像の定量解析装置が実施さ
れたＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図。

【図２】画像処理プロセッサが内蔵する手順を示すフロ
ーチャート図。

【図３】指向性を有した扇状の領域により追跡を行う様
子を示す図。

【図４】血管を一定個数に分割してプロファイル方向を
決定する処理の流れを示す図。

【図５】一定個数に分割された血管像を示す図。

【図６】血管を一定の単位長さを有する血管区間に分割
してプロファイル方向を決定する処理の流れを示すフロ
ーチャート図。

【図７】一定の単位長さを有する複数の血管区間に分割
された血管像を示す図。

【図８】区間追跡方向が同一となる血管区間を統合した
様子を示す図。

【図９】蛇行した血管像を示す図。

【図１０】蛇行した血管を複数の血管区間に分割してプ
ロファイル方向を決定する処理の流れを示すフローチャ
ート図。

【図１１】蛇行した血管像から不連続部分を抽出して複
数の血管区間に分割する様子を示す図。

【図１２】隣合う血管区間同士の区間追跡方向の組み合
わせに応じた処理の流れを示すフローチャート図。

【図１３】区間拡張処理の流れを示すフローチャート
図。

【図１４】一方の血管区間を拡張する様子を示す図。

【図１５】血管区間を一つにまとめて処理を行う流れを
示すフローチャート図。

【図１６】血管区間ＢおよびＣの区間追跡方向が互いに
９０度異なる場合を示す図。

【図１７】区間追跡方向を斜め４５度の方向に変更する
様子を示す図。

【図１８】血管区間Ｂ´のサーチ範囲を示す図。

【図１９】血管領域外の点の位置関係を示す図。

【図２０】解析対象として大きく屈曲した血管を指定し
た場合を示す図。

【図２１】血管区間Ｂと他の血管区間の位置関係を示す
図。

【図２２】血管区間Ｂのプロファイル方向を示す図。

【符号の説明】

１１…Ｘ線管、１２…テーブル、１３…イメージインテ
ンシファイア（Ｉ．Ｉ．）、１４…ＴＶカメラ、１５…
Ａ／Ｄ変換器、１６…フレームメモリ、１７…画像合成
器、１８…Ｄ／Ａ変換器、１９…モニタ、２０…画像処
理メモリ、２１…画像処理プロセッサ、２１ａ…ＣＰ
Ｕ、２２…入力器、２３…グラフィック描画メモリ。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血管画像上の解析対象となる血管を指定
   する指定手段と、 前記血管を複数の部位に分割する分割手段と、 前記分割された血管の位置情報に基づいて、プロファイ
   ル方向を決定するプロファイル方向決定手段と、 前記プロファイル方向決定手段により決定されたプロフ
   ァイル方向に基づいて、前記解析対象となる血管の血管
   辺縁を抽出する辺縁抽出手段と、 前記辺縁抽出手段により抽出された血管辺縁から中心線
   を決める中心線決定手段と、 前記辺縁抽出手段により抽出された血管辺縁と前記中心
   線決定手段により決められた中心線とのデータに基づい
   て前記解析対象となる血管の定量解析を行う解析手段と
   を具備することを特徴とする血管像の定量解析装置。
2. 【請求項２】 前記解析手段は、前記定量解析に関する
   量として血管径と狭窄率のうち少なくとも一方を算出す
   ることを特徴とする請求項１に記載の血管像の定量解析
   装置。
3. 【請求項３】 前記指定手段は、解析対象となる血管を
   ２箇所の点により指定するものであることを特徴とする
   請求項１に記載の血管像の定量解析装置。
4. 【請求項４】 前記指定手段により指定された血管の位
   置情報に基づいて前記血管画像の水平方向、垂直方向、
   及び斜め４５度の方向のうちのいずれかをスキャン方向
   として決定するスキャン方向決定手段と、 前記スキャン方向決定手段により決定されたスキャン方
   向に対し所定の指向性を持って追跡することにより仮の
   中心線を抽出する仮の中心線抽出手段とをさらに具備
   し、 前記分割手段は、前記仮の中心線に基づいて血管を分割
   することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
   １項に記載の血管像の定量解析装置。
5. 【請求項５】 前記分割された血管のそれぞれについ
   て、区間追跡方向を求める区間追跡方向決定手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の血管像の定量解析装
   置。
6. 【請求項６】 前記区間追跡方向決定手段は、前記血管
   画像の水平方向、垂直方向、及び斜め４５度の方向のい
   ずれかを区間追跡方向とするものであることを特徴とす
   る請求項５記載の血管像の定量解析装置。
7. 【請求項７】 前記分割手段は、前記解析対象となる血
   管を一定個数の複数の血管区間に分割することを特徴と
   する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の血管
   像の定量解析装置。
8. 【請求項８】 前記分割手段は、前記解析対象となる血
   管を所定の単位長さを有する複数の血管区間に分割する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項
   に記載の血管像の定量解析装置。
9. 【請求項９】 前記プロファイル方向決定手段は、前記
   区間追跡方向決定手段により決定された区間追跡方向と
   直交する方向をプロファイル方向と決定することを特徴
   とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の血
   管像の定量解析装置。
10. 【請求項１０】 前記区間追跡方向決定手段により決定
    された各々の血管区間の区間追跡方向が連続して同一と
    なる血管区間を区間群として統合する統合手段をさらに
    具備し、 前記プロファイル方向決定手段は、前記統合手段により
    統合された区間群についてプロファイル方向を決定する
    ことを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか１項
    に記載の血管像の定量解析装置。
11. 【請求項１１】 前記指定手段により指定された解析対
    象となる血管から、前記血管の走行方向と、前記スキャ
    ン方向決定手段により決定されたスキャン方向とが不一
    致となる部分を不連続部分として検出する検出手段をさ
    らに具備し、 前記分割手段は、前記解析対象となる血管を、前記検出
    手段により検出された不連続部分を含む血管区間と不連
    続部分を含まない血管区間とに分割することを特徴とす
    る請求項１０に記載の血管像の定量解析装置。
12. 【請求項１２】 血管画像上の解析対象となる血管を複
    数の区間に別けて指定する指定手段と、 前記指定手段により指定された血管の区間毎に区間追跡
    方向を求める区間追跡方向決定手段と、 前記区間追跡方向決定手段により決定された各々の血管
    区間の区間追跡方向が連続して同一となる血管区間を区
    間群として統合する統合手段と、 前記統合手段により統合された区間群について、プロフ
    ァイル方向を決定するプロファイル方向決定手段と、 前記プロファイル方向決定手段により決定されたプロフ
    ァイル方向に基づいて、前記解析対象となる血管の血管
    辺縁を抽出する辺縁抽出手段と、 前記辺縁抽出手段により抽出された血管辺縁から中心線
    を決める中心線決定手段と、 前記辺縁抽出手段により抽出された血管辺縁と前記中心
    線決定手段により決められた中心線とのデータに基づい
    て前記解析対象となる血管の定量解析を行う解析手段と
    を具備することを特徴とする血管像の定量解析装置。
13. 【請求項１３】 前記プロファイル方向決定手段は、隣
    合う血管区間の組み合わせに応じてプロファイル方向を
    決定することを特徴とする請求項５乃至請求項１２のい
    ずれか１項に記載の血管像の定量解析装置。
14. 【請求項１４】 前記プロファイル方向決定手段は、前
    記隣合う血管区間について前記区間追跡方向決定手段に
    より決定された区間追跡方向の組み合わせに応じてプロ
    ファイル方向を決定することを特徴とする請求項１３に
    記載の血管像の定量解析装置。
15. 【請求項１５】 前記プロファイル方向決定手段は、前
    記区間追跡方向の組み合わせとして前記隣合う血管区間
    における区間追跡方向が同一となる場合に、前記区間追
    跡方向と直交する方向をプロファイル方向と決定するこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の血管像の定量解析装
    置。
16. 【請求項１６】 前記隣合う血管区間について、一方の
    血管区間の血管辺縁が他方の血管区間の濃度プロファイ
    ル上に初めて左右同時に存在する位置まで、前記一方の
    血管区間を延長する区間延長手段をさらに具備し、 前記辺縁抽出手段は、前記区間追跡方向の組み合わせと
    して前記隣合う血管区間における区間追跡方向が４５度
    異なる場合に、前記区間延長手段により延長された血管
    区間における血管辺縁を前記濃度プロファイルに基づい
    て抽出することを特徴とする請求項１４に記載の血管像
    の定量解析装置。
17. 【請求項１７】 前記プロファイル方向決定手段は、前
    記区間追跡方向の組み合わせとして前記隣合う血管区間
    における区間追跡方向が９０度異なる場合に、前記隣合
    う血管区間の区間追跡方向をそれぞれ斜め４５度の方向
    に変更し、変更された区間追跡方向と直交する方向をプ
    ロファイル方向として決定することを特徴とする請求項
    １４に記載の血管像の定量解析装置。
18. 【請求項１８】 前記区間追跡方向が斜め４５度に変更
    された血管区間に隣接する他の血管区間が存在する場合
    に、前記区間追跡方向が斜め４５度に変更された血管区
    間を、前記隣接する他の血管区間の両側の血管辺縁が前
    記追跡区間が斜め４５度に変更された血管区間の濃度プ
    ロファイル上に初めて左右同時に存在する位置で挟まれ
    た区間に変更する区間変更手段をさらに具備することを
    特徴とする請求項１７に記載の血管像の定量解析装置。
19. 【請求項１９】 前記プロファイル方向決定手段は、前
    記区間追跡方向の組み合わせとして前記隣合う血管区間
    における区間追跡方向が１８０度異なる場合、隣り合う
    指定区間の接合部近傍に存在する血管領域外の点を設定
    し、この点に基づき前記隣合う血管区間を３つの小区間
    に分割し、前記分割された３つの小区間のうち、両端の
    小区間については分割前の前記血管区間の区間追跡方向
    と直交する方向をプロファイル方向と決定し、中間の小
    区間については前記血管画像外の点を通過する水平方
    向、垂直方向、及び斜め４５度の方向をプロファイル方
    向として決定することを特徴とする請求項１４に記載の
    血管像の定量解析装置。
20. 【請求項２０】 前記隣合う血管区間の分割点上を通過
    する前記隣合う血管区間の区間追跡方向の濃度プロファ
    イル上において血管背景領域となる位置を求め、この位
    置のうち隣合う血管区間の接しない２つの指定点に近い
    方を前記血管領域外の点として指定する点指定手段をさ
    らに具備することを特徴とする請求項１９に記載の血管
    像の定量解析装置。
21. 【請求項２１】 前記中間の小区間の濃度プロファイル
    に基づいて血管辺縁データを補間する補間手段をさらに
    具備し、 前記辺縁抽出手段は、前記補間手段により補間された血
    管辺縁データを用いて前記血管辺縁を決定することを特
    徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の血管像の定
    量解析装置。