DE102021122125A1

DE102021122125A1 - Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung, System und Verfahren

Info

Publication number: DE102021122125A1
Application number: DE102021122125.0A
Authority: DE
Inventors: Takuya Sakaguchi; Kazumasa Arakita; Hideaki Ishii; Takahiko NISHIOKA
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2022-03-03
Also published as: JP2022038666A; JP7548755B2; DE202021104595U1; US20220068469A1

Abstract

Eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung beschafft eine fraktionelle Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und eine fraktionelle Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung berechnet einen Index-Wert beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung zeigt den Index-Wert als einen Index für eine Myokardfunktion des Probanden an.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Priorität der am 27. August 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2020-143280 , deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
GEBIET
Hier beschriebene Ausführungsbeispiele beziehen sich im Allgemeinen auf eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung, ein System und ein Verfahren.
HINTERGRUND
Eine Myokardischämie einschließlich einer Belastungsangina ist eine Erkrankung, die bei einer enormen Anzahl an Patienten als chronische Erkrankung auftritt, was mit einer alternden Bevölkerung verbunden ist. Als Testverfahren/Index der Myokardischämie ist eine Koronarreserve (CFR) bekannt, die gemessen wird, indem körperlicher Belastungsstress oder Medikamentenstress ausgeübt wird.
Für den körperlichen Belastungsstress wird üblicherweise z.B. eine Messung unter Verwendung eines Laufbandes und Echo durchgeführt. Bezüglich des Medikamentenstresses ist beispielsweise ein Verfahren zum Messen der CFR durch Berechnen eines Myokardblutflusses (MBF) durch Messen einer CT-Myokardperfusion (CTP) in einem Belastungszustand, der erhalten wird, indem einem Probanden Adenosin verabreicht wird, unter Verwendung einer Computertomographie (CT) und Vergleichen des MBF mit einem Wert in einem Zustand bekannt, der erhalten wird, indem kein Adenosin verabreicht wird.
Bezüglich der Medikamentenbelastung ist auch ein Verfahren zum Messen der CFR beispielsweise durch Einführen einer Strömungsleitung als Durchflussmesser in eine Koronararterie während einer Behandlung, Messen einer Blutflussgeschwindigkeit bei Adenosinbelastung und einer Blutflussgeschwindigkeit ohne Belastung und Vergleichen der Blutflussgeschwindigkeiten bekannt.
Wenn die CFR beispielsweise unter Verwendung der CT gemessen wird, wird der Myokardblutfluss (MBF) bei Belastung durch eine Bildanalyse von Bilddaten berechnet, die durch Durchführen einer Bildgebung unter Verwendung eines CTP-Protokolls in einem Belastungszustand erhalten werden, der durch Verabreichen von Adenosin erhalten wird (Adenosinbelastungszustand, der auch als Hyperämie-Zustand bezeichnet wird), um die Sauerstoffaufnahme von Myokardzellen zu erhöhen. Gleichermaßen wird der Myokardblutfluss (MBF) in Ruhe berechnet, indem gleichermaßen Bilddaten in einem Ruhezustand (Normalzustand, der erhalten wird, indem keine Drogen verabreicht werden) erfasst und analysiert werden. Beim Messen der CFR unter Verwendung der CT wird die CFR durch Berechnen eines Verhältnisses zwischen dem Myokardblutfluss (MBF) bei Belastung und dem Myokardblutfluss (MBF) in Ruhe beschafft.
Figurenliste

1 zeigt eine Darstellung eines Konfigurationsbeispiels eines medizinischen Bildverarbeitungssystems und einer medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einer Myokardfunktion und einem Index gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3A zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch eine Anzeigesteuerfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3B zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und
6 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsschritten eines Prozesses, der durch jeweilige Verarbeitungsfunktionen durchgeführt wird, die für eine Verarbeitungsschaltung der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung beschafft eine fraktionelle Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und eine fraktionelle Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung berechnet einen Indexwert beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung zeigt den Indexwert als Index für eine Myokardfunktion des Probanden an.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele einer medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung, eines Systems und eines Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es wird angemerkt, dass die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung, ein medizinisches Bildverarbeitungssystem und ein medizinisches Bildverarbeitungsverfahren gemäß vorliegender Anmeldung nicht einschränken sollen. Außerdem können die Ausführungsbeispiele mit einem anderen Ausführungsbeispiel oder der herkömmlichen Technik in einem Umfang kombiniert werden, der keine Inkonsistenz bei Verarbeitungsinhalten erzeugt.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt eine Darstellung eines Konfigurationsbeispiels eines medizinischen Bildverarbeitungssystems und einer medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 1 veranschaulicht enthält ein medizinisches Bildverarbeitungssystem 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Röntgen-Computertomographie-(CT-) Vorrichtung 110, eine medizinische Bildspeichervorrichtung 120, eine medizinische Informationsanzeigevorrichtung 130 und eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140. Die jeweiligen Vorrichtungen und Systeme sind über ein Netzwerk 150 verbunden, sodass sie miteinander kommunizieren können.
Zusätzlich zu der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 kann das medizinische Bildverarbeitungssystem 100 ferner andere medizinische Bilddiagnosevorrichtungen enthalten, wie eine Magnetresonanzbildgebungs-(MRI-) Vorrichtung, eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, eine Positronenemissionstomographie-(PET-) Vorrichtung und eine Einzelphotonenemissionscomputertomographie-(SPECT-) Vorrichtung. Des Weiteren kann das medizinische Bildverarbeitungssystem 100 ferner andere Systeme enthalten, wie ein elektronisches Patientenaktensystem, ein Krankenhausinformationssystem (HIS) und ein Radiologie-Informationssystem (RIS).
Die Röntgen-CT-Vorrichtung 110 erzeugt ein CT-Bild hinsichtlich eines Probanden. Das heißt, die Röntgen-CT-Vorrichtung 110 erfasst Projektionsdaten, die eine Verteilung von Röntgenstrahlen darstellen, die durch den Probanden laufen, indem eine Röntgenröhre und eine Röntgenerfassungseinrichtung entlang einer Kreisbahn um den Probanden gedreht werden. Die Röntgen-CT-Vorrichtung 110 erzeugt ein CT-Bild beruhend auf den erfassten Projektionsdaten.
Die medizinische Bildspeichervorrichtung 120 speichert verschiedene medizinische Bilder hinsichtlich des Probanden. Das heißt, die medizinische Bildspeichervorrichtung 120 beschafft das CT-Bild von der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 über ein Netzwerk 160 und speichert das CT-Bild, indem sie es in einer Speicherschaltung in der medizinischen Bildspeichervorrichtung speichert. Die medizinische Bildspeichervorrichtung 120 wird beispielsweise durch eine Computerausstattung, wie einen Server und eine Workstation, erzielt. Die medizinische Bildspeichervorrichtung 120 wird beispielsweise auch durch ein Picture Archiving and Communication System (PACS) erzielt, und speichert das CT-Bild in einem Format gemäß Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM).
Die medizinische Informationsanzeigevorrichtung 130 zeigt verschiedene medizinische Informationen hinsichtlich des Probanden an. Das heißt, die medizinische Informationsanzeigevorrichtung 130 beschafft medizinische Informationen, wie das CT-Bild und ein Verarbeitungsergebnis einer Bildverarbeitung, von der medizinischen Bildspeichervorrichtung 120 über das Netzwerk 150 und zeigt die medizinischen Informationen auf einer Anzeigeeinrichtung in der medizinischen Informationsanzeigevorrichtung an. Die medizinische Informationsanzeigevorrichtung 130 wird beispielsweise durch eine Computerausstattung, wie eine Workstation, einen Personal Computer und ein Tablet-Endgerät, erzielt.
Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 führt verschiedene Bildverarbeitungen hinsichtlich des Probanden durch. Das heißt, die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 beschafft das CT-Bild von der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 oder der medizinischen Bildspeichervorrichtung 120 über das Netzwerk 150 und führt verschiedene Bildverarbeitungen unter Verwendung des CT-Bildes durch. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 wird beispielsweise durch eine Computerausstattung, wie einen Server und eine Workstation, erzielt.
Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 enthält beispielsweise eine Netzwerk-(NW-) Schnittstelle 141, eine Speicherschaltung 142, eine Eingabeschnittstelle 143, eine Anzeigeeinrichtung 144 und eine Verarbeitungsschaltung 145.
Die NW-Schnittstelle 141 steuert Übertragungen verschiedener Daten, die zwischen der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 und einer anderen Vorrichtung gesendet und empfangen werden, die mit ihr über das Netzwerk 150 verbunden ist, sowie eine Kommunikation zwischen diesen. Das heißt, die NW-Schnittstelle 141 ist mit der Verarbeitungsschaltung 145 zur Ausgabe von von einer anderen Vorrichtung empfangenen Daten zu der Verarbeitungsschaltung 145 oder Senden von von der Verarbeitungsschaltung 145 ausgegebenen Daten zu einer anderen Vorrichtung verbunden. Die NW-Schnittstelle 141 wird beispielsweise durch eine Netzwerkkarte, einen Netzwerkadapter oder einen Netzwerkschnittstellencontroller (NIC) erzielt.
Die Speicherschaltung 142 speichert verschiedene Daten und verschiedene Computerprogramme. Das heißt, die Speicherschaltung 142 ist mit der Verarbeitungsschaltung 145 zur Speicherung von von der Verarbeitungsschaltung 145 eingegebenen Daten oder Lesen und Ausgeben von gespeicherten Daten zu der Verarbeitungsschaltung 145 verbunden. Die Speicherschaltung 142 wird beispielsweise durch ein Halbleiterspeicherelement, das einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einen Flash-Speicher enthält, eine Festplatte oder eine optische Disk erzielt.
Die Eingabeschnittstelle 143 empfängt Eingabebedienungen verschiedener Anweisungen und verschiedener Informationen von einem Benutzer. Das heißt, die Eingabeschnittstelle 143 ist mit der Verarbeitungsschaltung 145 zum Umwandeln der vom Benutzer empfangenen Eingabebedienungen in elektrische Signale und Ausgeben der elektrischen Signale zu der Verarbeitungsschaltung 145 verbunden. Die Eingabeschnittstelle 143 wird beispielsweise durch einen Trackball, eine Schalttaste, eine Maus, eine Tastatur, ein Touchpad, das einem Benutzer die Durchführung einer Eingabebedienung durch Berühren einer Bedienungsoberfläche erlaubt, einen Berührungsbildschirm, der durch Integrieren eines Anzeigebildschirms und eines Touchpads erhalten wird, eine kontaktlose Eingabeschnittstelle, die einen optischen Sensor verwendet, oder eine Spracheingabeschnittstelle erzielt. Bei der vorliegenden Spezifikation ist die Eingabeschnittstelle 143 nicht auf solche Schnittstellen beschränkt, die eine physikalische Bedienkomponente enthalten, wie eine Maus und eine Tastatur. Beispiele der Eingabeschnittstelle 143 umfassen eine elektrische Signalverarbeitungsschaltung, die ein elektrisches Signal empfängt, das einer Eingabebedienung von einer externen Eingabeausstattung entspricht, die separat von der Vorrichtung vorgesehen ist, und das elektrische Signal zu einer Steuerschaltung ausgibt.
Die Anzeigeeinrichtung 144 zeigt verschiedene Informationen und verschiedene Daten an. Insbesondere ist die Anzeigeeinrichtung 144 mit der Verarbeitungsschaltung 145 zur Anzeige verschiedener Informationen und verschiedener Daten verbunden, die von der Verarbeitungsschaltung 145 ausgegeben werden. Die Anzeigeeinrichtung 144 wird beispielsweise durch eine Flüssigkristallanzeige, eine Kathodenstrahlröhren-(CRT-) Anzeige, eine organische EL-Anzeigeeinrichtung, eine Plasmaanzeigeeinrichtung oder ein interaktives Bedienfeld erzielt.
Die Verarbeitungsschaltung 145 steuert die gesamte medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140. Die Verarbeitungsschaltung 145 führt beispielsweise verschiedene Verarbeitungen gemäß den vom Benutzer über die Eingabeschnittstelle 143 empfangenen Eingabebedienungen durch. Beispielsweise werden von einer anderen Vorrichtung gesendete Daten von der NW-Schnittstelle 141 in die Verarbeitungsschaltung 145 eingegeben, und die Verarbeitungsschaltung 145 speichert die eingegebenen Daten in der Speicherschaltung 142. Die Verarbeitungsschaltung 145 gibt beispielsweise auch von der Speicherschaltung 142 eingegebene Daten zu der NW-Schnittstelle 141 aus, um die Daten so zu einer anderen Vorrichtung zu senden. Die Verarbeitungsschaltung 145 zeigt die von der Speicherschaltung 142 eingegebenen Daten beispielsweise auch auf der Anzeigeeinrichtung 144 an.
Vorstehend wurde das Konfigurationsbeispiel des medizinischen Bildverarbeitungssystems 100 und der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Das medizinische Bildverarbeitungssystem 100 und die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beispielsweise in einer medizinischen Einrichtung installiert, wie einem Krankenhaus und einer Klinik, und unterstützen hinsichtlich einer Herzerkrankung eine Diagnose, ein Erstellen eines Behandlungsplans oder dergleichen, die durch einen Benutzer, wie einen Arzt durchgeführt werden.
Das medizinische Bildverarbeitungssystem 100 und die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen einen Index für eine Myokardfunktion bereit, die auf fraktionellen Flussreserve-(FFR-) Werten eines Probanden beruht. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 stellt insbesondere einen Index für eine Myokardfunktion bereit, die auf einem Vergleich zwischen einer FFR in Ruhe und einer FFR bei Belastung beruht.
Die FFR ist ein Index, der ein Blutflussverhältnis zwischen „einem Fall, in dem eine Koronararterie eine Läsion (beispielsweise eine Stenose) aufweist“ und „einem Fall, in dem die Koronararterie keine Läsion (beispielsweise keine Stenose) aufweist“ angibt, und wird als ein Index zum Überprüfen verwendet, ob eine Myokardischämie, falls eine vorliegt, durch die Läsion verursacht wird. Insbesondere wird vor Behandlung der Koronararterie ein Druck durch Einführen eines Druckmessdrahts in die Koronararterie in einem Belastungszustand, der durch Verabreichen von Adenosin erhalten wird, und Messen eines intravaskulären Drucks (Blutdrucks) erhalten. Der erhaltene Druck wird beruhend auf einer theoretischen Formel zur Berechnung des FFR-Werts in einen Blutfluss umgewandelt. Es gibt auch ein bekanntes Verfahren zum Berechnen des FFR-Werts beruhend auf einem Druck, der durch den Druckmessdraht in einem Ruhezustand gemessen wird, der erhalten wird, indem kein Adenosin verabreicht wird.
Als weiteres Verfahren zum Messen der FFR ist auch ein Verfahren zum Berechnen des FFR-Werts durch Analysieren von Bilddaten bekannt, die unter Verwendung einer CT erfasst werden. Der FFR-Wert wird insbesondere durch eine Analyse unter Verwendung eines CT-Bildes berechnet, das von einem Probanden in Ruhe erfasst wird.
Die FFR kann bei dem medizinischen Bildverarbeitungssystem 100 und der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Anwenden jedes vorstehend beschriebenen Verfahrens beschafft werden. Das heißt, die FFR-Werte, die für den Index für die Myokardfunktion gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, können unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens beschafft werden.
Nachstehend wird die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es wird angemerkt, dass nachstehend ein Fall beschrieben wird, in dem die FFR-Werte unter Verwendung des CT-Bildes berechnet werden und der Index für die Myokardfunktion beruhend auf den berechneten FFR-Werten berechnet wird.
Wie in 1 veranschaulicht führt die Verarbeitungsschaltung 145 der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Beschaffungsfunktion 145a, eine Berechnungsfunktion 145b, eine Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c und eine Anzeigesteuerfunktion 145d aus. Die Verarbeitungsschaltung 145 ist ein Beispiel einer Verarbeitungsschaltung.
Die Verarbeitungsschaltung 145 wird beispielsweise durch einen Prozessor erzielt. In diesem Fall sind die vorstehenden Verarbeitungsfunktionen jeweils in der Speicherschaltung 142 in den Formen von durch einen Computer ausführbaren Computerprogrammen gespeichert. Die Verarbeitungsschaltung 145 liest und führt die jeweiligen in der Speicherschaltung 142 gespeicherten Computerprogramme aus, wodurch die den jeweiligen Computerprogrammen entsprechenden Funktionen erzielt werden. Das heißt, die Verarbeitungsschaltung 145 weist die in 1 veranschaulichten jeweiligen Verarbeitungsfunktionen in einem Zustand auf, in dem die Verarbeitungsschaltung 145 die entsprechenden Computerprogramme ausliest.
Es wird angemerkt, dass die Verarbeitungsschaltung 145 aus einer Vielzahl unabhängiger Prozessoren gebildet sein kann, die miteinander kombiniert sind, um die jeweiligen Verarbeitungsfunktionen zu erzielen, wobei die jeweiligen Prozessoren die Computerprogramme ausführen. Die jeweiligen Verarbeitungsfunktionen der Verarbeitungsschaltung 145 können außerdem erzielt werden, indem sie in einer einzelnen oder einer Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen verteilt oder integriert sind. Die jeweiligen Verarbeitungsfunktionen der Verarbeitungsschaltung 145 können auch durch Kombinieren von Hardware, wie einer Schaltung, und Software erzielt werden. Während der Fall beschrieben wurde, in dem die den jeweiligen Verarbeitungsfunktionen entsprechenden Computerprogramme in der einzelnen Speicherschaltung 142 gespeichert sind, sind die Ausführungsbeispiele außerdem nicht darauf beschränkt. Die den jeweiligen Verarbeitungsfunktionen entsprechenden Computerprogramme können beispielsweise auf verteilte Weise in einer Vielzahl von Speicherschaltungen gespeichert sein, und die Verarbeitungsschaltung 145 kann die jeweiligen Computerprogramme aus den entsprechenden Speicherschaltungen lesen und ausführen.
Die Beschaffungsfunktion 145a beschafft die fraktionelle Flussreserve in einer Koronararterie des Probanden in Ruhe und die fraktionelle Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung. Die Beschaffungsfunktion 145a beschafft insbesondere ein Koronararterien-CT-Bild des Probanden von der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 oder der medizinischen Bildspeichervorrichtung 120 über die NW-Schnittstelle 141. Hierbei beschafft die Beschaffungsfunktion 145a ein dreidimensionales Koronararterien-CT-Bild, das zur Berechnung der FFR verwendet werden kann.
Die Beschaffungsfunktion 145a berechnet dann die FFR in Ruhe und die FFR bei Belastung an jeder Position der Koronararterie anhand eines bekannten Verfahrens unter Verwendung nummerischer Strömungsmechanik (CFD), künstlicher Intelligenz (AI) oder dergleichen aus dem beschafften Koronararterien-CT-Bild des Probanden.
Die Beschaffungsfunktion 145a beschafft die FFR in Ruhe und die FFR bei Belastung beispielsweise durch die nummerische Strömungsmechanik unter Verwendung des CT-Bildes, das die Koronararterie des Probanden enthält. Gemäß einem Beispiel beschafft die Beschaffungsfunktion 145a das von dem Probanden in Ruhe beschaffte Koronararterien-CT-Bild. Die Beschaffungsfunktion 145a berechnet dann den FFR-Wert in Ruhe in einer Blutgefäßzielregion durch Implementieren der nummerischen Strömungsmechanik unter Verwendung von Blutgefäßformdaten und Analysebedingungen beruhend auf dem Koronararterien-CT-Bild. Die Beschaffungsfunktion 145a schätzt ferner einen Belastungszustand aus dem beschafften Koronararterien-CT-Bild und berechnet den FFR-Wert bei Belastung in der Blutgefäßzielregion unter Verwendung des Schätzergebnisses. Nachstehend wird die FFR in Ruhe manchmal als „Ruhe-FFR“, bezeichnet, und die FFR bei Belastung wird als „Belastungs-FFR“ bezeichnet.
Die Berechnungsfunktion 145b berechnet einen Indexwert beruhend auf einem Vergleich zwischen der FFR in Ruhe und der FFR bei Belastung. Insbesondere berechnet die Berechnungsfunktion 145b ein Verhältnis zwischen der FFR in Ruhe und der FFR bei Belastung.
Zuerst wird die Definition der FFR beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist die FFR durch ein Verhältnis zwischen einer Flussrate ohne Läsion und einer Flussrate mit einer Läsion definiert und wird durch die folgende Formel (1) berechnet. In der Formel (1) gibt „Qn“ eine Flussrate ohne Läsion (beispielsweise ohne Stenose) an, und „Qs“ gib eine Flussrate mit einer Läsion (beispielsweise mit einer Stenose) an. $F F R = \frac{Q s}{Q n}$
Die FFR ist durch einen Ausdruck des Teilens von „Qs“ durch „Qn“ definiert, wie es in der Formel (1) angegeben ist. Hier wird eine Beziehung zwischen einer Flussrate und einem Druck in einem Blutgefäß in Relation gesetzt, indem ein Belastungszustand erhalten wird, indem dem Probanden Adenosin verabreicht wird, oder auf einen vorbestimmten Zeitabschnitt einer Kardiophase in einem Ruhezustand abgezielt wird. Die FFR kann dabei durch die Definition eines Drucks ersetzt werden. Das heißt, die Formel (1) kann als die folgende Formel (2) ausgedrückt werden, indem die Beziehung zwischen einer Flussrate und einem Druck in einem Blutgefäß in eine proportionale Relation gebracht wird. In der Formel (2) gibt „Pa“ einen Druck an der Zulaufseite der Läsion (beispielsweise der Stenose) an, und „Pd“ gibt einen Druck an der Ablaufseite der Läsion (beispielsweise der Stenose) an. „Pv“ gibt ferner einen Druck des rechten Atrium an, in das venöses Blut vom gesamten Körper fließt. $F F R = \frac{Q s}{Q n} = \frac{P d - P v}{P a - P v}$
Wie in der Formel (2) angegeben, werden beispielsweise „Qs“ als „Pd-Pv“ und „Qn“ als „Pa-Pv“ ausgedrückt. Das heißt, die FFR wird durch ein Verhältnis zwischen Werten ausgedrückt, die durch Subtrahieren des Basisdrucks des Blutgefäßes von den jeweiligen Drücken an der Zulaufseite und der Ablaufseite der Läsion erhalten werden.
Da bedacht werden kann, dass „Pa>>Pv“ und „Pd>>Pv“ gilt, kann die Formel (2) derart betrachtet werden, dass sie in der folgenden Formel (3) angegeben ist. $F F R = \frac{Q s}{Q n} = \frac{P d - P v}{P a - P v} \approx \frac{P d}{P a}$
Das heißt, wie es in der Formel (3) angegeben ist, wird die FFR durch einen Ausdruck des Teilens von „Pd“ durch „Pa“ berechnet. Die Beschaffungsfunktion 145a berechnet die „Ruhe-FFR“ und die „Belastungs-FFR“ beispielsweise an jeder Position in der Blutgefäßzielregion aus „Pa“ und „Pd“ unter Verwendung der Formel (3).
Die Berechnungsfunktion 145b berechnet das Verhältnis zwischen der durch die Beschaffungsfunktion 145a berechneten „Ruhe-FFR“ und der „Belastungs-FFR“. Die Berechnungsfunktion 145b berechnet beispielsweise einen Index „INDEX“ für die Myokardfunktion an jeder Position in der Blutgefäßzielregion durch Teilen der „Belastungs-FFR“ durch die „Ruhe-FFR“, wie es in der folgenden Formel (4) angegeben ist. $I N D E X = \frac{B e l a s t u n g s - F F R}{R u h e - F F R}$
Wie vorstehend beschrieben ist die FFR der Index, der nahelegt, „ob eine Myokardischämie, falls vorhanden, durch eine Stenose verursacht wird“. In der aktuellen klinischen Praxis wird die FFR allerdings als „ein Index, der einen Stenosegrad angibt“ verwendet, und eine Störung hinsichtlich der Myokardfunktion ist nicht direkt darin wiedergegeben. Die Berechnungsfunktion 145b berechnet den vorstehenden „INDEX“, wodurch sie den Index für die Myokardfunktion berechnet, der nicht nur aus der „Ruhe-FFR“ oder aus der „Belastungs-FFR“ erhalten werden kann.
Nachstehend wird eine Beziehung zwischen der Myokardfunktion und dem INDEX unter Verwendung von 2 beschrieben. 2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Beziehung zwischen der Myokardfunktion und dem INDEX gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 2 veranschaulicht die CFR und den INDEX in jedem der Fälle A bis D, die mit den Zuständen der Koronararterie und des Myokardiums verbunden sind. Es wird angemerkt, dass jeder Indexwert in 2 ein zum Zwecke der Beschreibung beschriebener Wert ist, und kein tatsächlich gemessener Wert.
Der „Fall A“ gibt beispielsweise einen Fall an, in dem der Koronararterienzustand „normal“ ist und der Myokardiumzustand „normal“ ist, wie es in 2 veranschaulicht ist. In einem derartigen Fall sind die „FFR-Werte“ beispielsweise „0,9“ und der CFR-(Q_st/Q_re-) Wert beträgt „2“. Wenn der Koronararterienzustand „normal“ ist und der Myokardiumzustand „normal“ ist, sind der Wert der „Belastungs-FFR“ und der Wert der „Ruhe-FFR“ nicht verschieden. Somit wird der durch „Belastungs-FFR“ geteilt durch „Ruhe-FFR“ berechnete Wert „INDEX“ zu „0,9/0,9=1“ berechnet.
Außerdem gibt der „Fall B“ beispielweise einen Fall an, in dem der Koronararterienzustand „normal“ ist und der Myokardiumzustand „Erkrankung“ ist, wie es in 2 veranschaulicht ist. Das heißt, der „Fall B“ gibt einen Fall an, in dem die Myokardfunktion vermindert ist. In einem derartigen Fall beträgt der CFR-(Q_st/Q_re-) Wert „1“. Dies beruht darauf, weil eine Erhöhung des Blutflusses wie bei einem gesunden Probanden aufgrund der Verminderung in der Myokardfunktion nicht auftritt, selbst wenn ein Belastungszustand herbeigeführt wird, um den Blutfluss zu erhöhen. Der CFR-(Q_st/Q_re-) Wert ist daher verringert.
Wenn der Koronararterienzustand „normal“ ist und der Myokardiumzustand „Erkrankung“ darstellt, wird der durch „Belastungs-FFR/Ruhe-FFR“ berechnete Wert „INDEX“ zu „0,95/0,9=1,06“ berechnet. Dies beruht darauf, weil die FFR-Werte eine Eigenschaft haben, dass sie verglichen mit einem Ruhezustand in einem Belastungszustand durch den Blutfluss mehr beeinflusst werden. Der Wert der „Belastungs-FFR“ ändert sich daher durch empfindliches Reagieren selbst auf eine nicht wahrnehmbare Verringerung im myokardialen Blutfluss. Infolgedessen gibt der „Index: 1,06“ in dem „Fall B“ einen größeren Wert als der „Index: 1“ im „Fall A“ an.
Wie vorstehend beschrieben ist der „INDEX“ gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Index, der den Zustand der Myokardfunktion wiederspiegelt. Die Verwendung dieses Index ermöglicht es der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, den Index für die Myokardfunktion ohne Messung des CFR-Werts bereitzustellen. Beispielsweise kann der Zustand des „Fall B“ (Koronararterie: normal, Myokardium: Erkrankung) mit herkömmlichen Verfahren nicht diagnostiziert werden, außer wenn der FFR-Wert und der CFR-Wert individuell gemessen werden. Überhaupt kann der Myokardiumzustand nicht diagnostiziert werden, wenn nur der Wert der „Belastungs-FFR“ (beispielsweise 0,95) oder nur der Wert der „Ruhe-FFR“ (beispielsweise 0,9) berechnet wird.
Unterdessen kann die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Zustand des „Fall B“ (Koronararterie: normal, Myokardium: Erkrankung) nur durch Berechnen der „Belastungs-FFR“ und der „Ruhe-FFR“ und Berechnen des „INDEX“ diagnostizieren. Das heißt, ein Benutzer kann den Zustand des „Fall B“ (Koronararterie: normal, Myokardium: Erkrankung) diagnostizieren, wenn die „FFR-Werte“ in einem normalen Bereich liegen und der „INDEX“-Wert einen normalen Bereich überschreitet.
Wie vorstehend beschrieben kann die Beschaffungsfunktion 145a gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe-FFR“ aus dem Koronararterien-CT-Bild beschaffen, das von dem Probanden in Ruhe beschafft wird. Dies ermöglicht es der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, den „INDEX“ als den Index für die Myokardfunktion sicher zu berechnen und bereitzustellen.
Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann gleichzeitig auch diagnostizieren, ob die Koronararterie eine Erkrankung aufweist.
Beispielsweise gibt der „Fall C“ einen Fall an, in dem der Koronararterienzustand „Stenose“ darstellt und der Myokardiumzustand „normal“ ist, wie es in 2 veranschaulicht ist. In einem derartigen Fall beträgt der CFR-(Qst/Qre-) Wert beispielsweise „1,5“. Wenn der Koronararterienzustand „Stenose“ darstellt und der Myokardiumzustand „normal“ ist, beträgt außerdem der Wert der „Belastungs-FFR“ „0,5“ und der Wert der „Ruhe-FFR“ „0,6“. Der durch die „Belastungs-FFR“ durch die „Ruhe-FFR“ berechnete Wert „INDEX“ wird daher zu „0,5/0,6=0,83“ berechnet.
Der Benutzer kann daher den Zustand des „Fall C“ (Koronararterie: Stenose, Myokardium: normal) durch Bezugnehmen auf das berechnete Ergebnis der „FFR“ („0,5“ und „0,6“) und dem berechneten Ergebnis des „INDEX“ („0,83“) diagnostizieren. Das heißt, der Benutzer kann den Zustand des „Fall C“ (Koronararterie: Stenose, Myokardium: normal) gemäß einem Zustand diagnostizieren, in dem die „FFR-Werte“ außerhalb des normalen Bereichs liegen (beispielsweise unter einen auf „0,8“ eingestellten Schwellenwert fallen) und ein Grad des Werts „INDEX“ unter den normalen Bereich fällt.
Außerdem gibt der „Fall D“ beispielsweise einen Fall an, in dem der Koronararterienzustand „Stenose“ darstellt und der Myokardiumzustand „Erkrankung“ darstellt, wie es in 2 veranschaulicht ist. Das heißt, der „Fall D“ gibt einen Fall an, in dem die Koronararterie eine Stenose aufweist und die Myokardfunktion reduziert ist. In einem derartigen Fall beträgt der Wert der „Belastungs-FFR“ beispielsweise „0,55“ und der Wert der „Ruhe-FFR“ beträgt „0,6“, und der CFR-(Qst/Qre-) Wert beträgt „1“. Es wird angemerkt, dass der CFR-Wert ungefähr bei „1“ gehalten wird, da ein Mechanismus „Autoregulierung“ arbeitet, um einen konstanten Blutfluss beizubehalten, selbst wenn die Koronararterie eine Stenose aufweist und das Myokardium eine Erkrankung aufweist.
Wenn der Koronararterienzustand „Stenose“ darstellt und der Myokardiumzustand „Erkrankung“ darstellt, wird der durch die „Belastungs-FFR“/ die „Ruhe-FFR“ berechnete Wert „INDEX“ zu „0,55/0,6=0,92“ berechnet. Der Benutzer kann den Zustand des „Fall D“ (Koronararterie: Stenose, Myokardium: normal) daher durch Bezugnehmen auf das berechnete Ergebnis der „FFR“ („0,55“ und „0,6“) und das berechnete Ergebnis des „INDEX“ („0,92“) diagnostizieren. Das heißt, der Benutzer kann den Zustand des „Fall D“ (Koronararterie: Stenose, Myokardium: normal) gemäß einem Zustand diagnostizieren, in dem die „FFR-Werte“ außerhalb des normalen Bereichs liegen (beispielsweise unter einen auf „0,8“ eingestellten Schwellenwert fallen) und ein Grad des Werts „INDEX“ von dem normalen Bereich abweicht (beispielsweise unter einen Grad fällt, der kleiner als der im Fall C ist).
Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt verschiedene anzuzeigende Informationen. Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt insbesondere ein anzuzeigendes Bild und Referenzinformationen für eine Diagnose. Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c rekonstruiert die Blutgefäßregion der Koronararterie in dem Koronararterien-CT-Bild beispielsweise dreidimensional, um ein dreidimensionales Bild der Koronararterie zu erzeugen. Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt beispielsweise ein VR-Bild, ein SR-Bild, ein Kurvenplanarrekonstruktions-(CPR-) Bild, ein Multiplanarrekonstruktions-(MPR-) Bild, gestrecktes Multiplanarrekonstruktions-(SPR-) Bild oder dergleichen.
Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt beispielsweise auch Informationen hinsichtlich einer Behandlung für die Koronararterie und Informationen hinsichtlich einer Behandlung für das Myokardium als die Referenzinformationen für die Diagnose. Die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c unterscheidet insbesondere die Inhalte der Behandlung für die Koronararterie und der Behandlung für das Myokardium beruhend auf den FFR-Werten und dem INDEX-Wert und erzeugt Informationen, die das Unterscheidungsergebnis angeben.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt verschiedene anzuzeigende Informationen auf der Anzeigeeinrichtung 144 an, die durch die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt werden. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt insbesondere das anzuzeigende Bild und die Referenzinformationen für die Diagnose auf der Anzeigeeinrichtung 144 an. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt den durch die Berechnungsfunktion 145b berechneten INDEX als den Index für die Myokardfunktion des Probanden an.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d vergleicht beispielweise den an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten INDEX mit einem Schwellenwert, identifiziert eine Position an der Koronararterie, wo der INDEX unter den Schwellenwert fällt oder ihn überschreitet, und zeigt eine dominante Region an dem Myokardium an, die der identifizierten Position entspricht. Gemäß einem Beispiel identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d eine Position, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter den Schwellenwert fällt oder ihn überschreitet, in den Positionen der Koronararterie des Probanden und zeigt eine dominante Region an dem Myokardium an, die der identifizierten Position entspricht.
3A zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion 145d gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 3A veranschaulicht vergleicht die Anzeigesteuerfunktion 145d beispielsweise den an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten INDEX mit dem Schwellenwert, identifiziert eine Position P1 auf der Koronararterie, wo der INDEX unter den Schwellenwert fällt oder ihn überschreitet, und extrahiert eine dominante Region R1, der Blut durch eine zu der identifizierten Position P1 relative distale Blutgefäßregion zugeführt wird. Es wird angemerkt, dass die dominante Region unter Verwendung eines bekannten Verfahrens, wie eines Verfahrens nach Voronoi extrahiert wird.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt dann ein Anzeigebild auf der Anzeigeeinrichtung 144 an, in dem die dominante Region R1 in einer anderen Farbe in dem Koronararterien-CT-Bild angezeigt wird. Der normale Bereich des INDEX ist beispielsweise aus einem Wertebereich um „1,00“ eingestellt. Gemäß einem Beispiel ist der normale Bereich des INDEX auf „0,95 bis 1,05“ eingestellt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d vergleicht den an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten INDEX mit dem nummerischen Wertebereich, identifiziert eine Position auf der Koronararterie, wo der INDEX den nummerischen Wertebereich überschreitet, oder eine Position auf der Koronararterie, wo der INDEX unter den nummerischen Wertebereich fällt, und zeigt Anzeigeinformationen beruhend auf dem Vergleichsergebnis an. Insbesondere zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Erkrankungskandidaten an, die individuell dem Fall entsprechen, in dem der INDEX den nummerischen Wertebereich überschreitet, und dem Fall entsprechen, in dem der INDEX unter den nummerischen Wertebereich fällt. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt beispielsweise einen Erkrankungskandidaten für das Myokardium an, wenn der INDEX den nummerischen Werteberich überschreitet, und einen Erkrankungskandidaten für die Koronararterie an, wenn der Index-Wert unter den nummerischen Wertebereich fällt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d bestimmt beispielsweise, dass eine Erkrankungsmöglichkeit vorliegt, wenn der INDEX den eingestellten normalen Bereich „0,95 bis 1,05“ überschreitet oder darunterfällt, und zeigt Informationen beruhend auf dem Bestimmungsergebnis an. Die Anzeigesteuerfunktion 145d vergleicht beispielsweise den INDEX-Wert an jeder Position der Koronararterie mit dem normalen Bereich „0,95 bis 1,05“ und identifiziert eine Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert unter „0,95“ fällt und/oder eine Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert „1,05“ überschreitet.
Es wird angemerkt, dass der normale Bereich „0,95 bis 1,05“ lediglich ein Beispiel darstellt, und der normale Bereich auf einen beliebigen Wert eingestellt werden kann. Außerdem ist der Wert zur Bestimmung, ob der INDEX normal ist, nicht auf den Fall eines Einstellens des Bereichs beschränkt, und es können nur zwei Schwellenwerte (beispielsweise 0,95 und 1,05) eingestellt werden.
Hierbei kann die Anzeigesteuerfunktion 145d als in 3A veranschaulichte Position P1 eine Position identifizieren, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,95“ fällt, oder eine Position identifizieren, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,05“ überschreitet. Wie unter Verwendung von 2 beschrieben gibt der INDEX einen hohen Wert an, wenn das Myokardium eine Erkrankung aufweist, und gibt einen niedrigen Wert an, wenn die Koronararterie eine Erkrankung aufweist. Das heißt, wenn der INDEX den normalen Bereich überschreitet, wird eine Erkrankungsmöglichkeit im Myokardium nahegelegt. Wenn der INDEX unter den normalen Bereich fällt, wird eine Erkrankungsmöglichkeit in der Koronararterie (eine Erkrankung bei einer Blutzufuhrfunktion) nahegelegt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d ändert somit Präsentationsinformationen zwischen dem Fall, in dem der INDEX unter den normalen Bereich fällt, und dem Fall, in dem der INDEX den normalen Bereich überschreitet. Wenn der INDEX beispielsweise unter den normalen Bereich „0,95 bis 1,05“ fällt, identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d die Position P1, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,95“ fällt, extrahiert die dominante Region R1 der distalen Blutgefäßregion relativ zu der Position P1 und zeigt die dominante Region R1 in einer anderen Farbe als eine dominante Region mit einer Erkrankungsmöglichkeit wie in 3A veranschaulicht an. Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann auch den Kandidaten für den Namen der Erkrankung anzeigen, die in dem Myokardium auftritt.
Wenn der INDEX den normalen Bereich „0,95 bis 1,05“ überschreitet, identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d unterdessen die Position P1, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,05“ überschreitet, und hebt einen Blutgefäßast, der die Position P1 enthält, als Blutgefäßast mit einer Erkrankungsmöglichkeit hervor. Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann die dominante Region R1 für die Position P1 gleichermaßen wie im Fall, in dem der INDEX unter den normalen Bereich fällt, extrahieren und die dominante Region R1 in einer anderen Farbe als eine Region anzeigen, die möglicherweise durch die Erkrankung der Koronararterie beeinflusst ist. Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann auch den Kandidaten für den Namen der Erkrankung anzeigen, die in der Koronararterie auftritt.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, in dem der einzelne Schwellenwert jeweils für die Obergrenze und die Untergrenze verwendet wird. Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann aber eine Vielzahl von Schwellenwerten jeweils für die Obergrenze und die Untergrenze verwenden. Beispielsweise können „1,05“ und „1,10“ als Schwellenwert zur Bestimmung der Obergrenze verwendet werden. In einem derartigen Fall vergleicht die Anzeigesteuerfunktion 145d den INDEX-Wert an jeder Position der Koronararterie mit „1,05“ und „1,10“ und identifiziert die Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert „1,05“ überschreitet, und eine Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert „1,10“ überschreitet.
Hierbei identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d die Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,05“ überschreitet, und eine Position, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,10“ überschreitet, ähnlich wie bei dem vorstehenden Beispiel. Dann extrahiert die Anzeigesteuerfunktion 145d die dominante Region der distalen Blutgefäßregion relativ zu der Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,05“ überschreitet, und eine dominante Region einer distalen Blutgefäßregion relativ zu der Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,10“ überschreitet, und zeigt die jeweiligen dominanten Regionen in anderen Farben als die dominante Region mit einer Erkrankungsmöglichkeit an.
3B zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion 145d gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 3B veranschaulicht identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d beispielsweise die Position P1, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX den Schwellenwert „1,05“ überschreitet, und eine Position P2, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,10“ überschreitet.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d extrahiert dann die dominante Region R1 der distalen Blutgefäßregion relativ zu der Position P1, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,05“ überschreitet, und eine dominante Region R2 einer distalen Blutgefäßregion relativ zu der Position P2, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX „1,10“ überschreitet, und zeigt die jeweiligen dominanten Regionen in verschiedenen Farben als die dominante Region mit einer Erkrankungsmöglichkeit an. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt beispielsweise an, dass die dominante Region R2 eine höhere Erkrankungsmöglichkeit als die dominante Region R1 hat.
Als Schwellenwert zur Bestimmung der Untergrenze können gleichermaßen beispielsweise „0,95“ und „0,9“ verwendet werden. In diesem Fall vergleicht die Anzeigesteuerfunktion 145d den INDEX-Wert an jeder Position der Koronararterie mit „0,95“ und „0,90“ und identifiziert die Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert unter „0,95“ fällt, und eine Blutgefäßposition, wo der INDEX-Wert unter „0,90“ fällt.
Hierbei identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d die Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,95“ fällt, und eine Position, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,90“ fällt, ähnlich wie bei dem vorstehenden Beispiel. Die Anzeigesteuerfunktion 145d hebt dann die Region, die die Position enthält, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,95“ fällt, und eine Region, die die Position enthält, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,90“ fällt, als die Region mit einer Erkrankungsmöglichkeit hervor. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt beispielsweise an, dass die Region, die die Position enthält, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,90“ fällt, eine höhere Erkrankungsmöglichkeit als die Region aufweist, die die Position enthält, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,95“ fällt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann auch die dominanten Regionen für die jeweiligen Positionen ähnlich wie in dem Fall extrahieren, in dem der INDEX unter den normalen Bereich fällt, und die jeweiligen dominanten Regionen in unterschiedlichen Farben als die Region anzeigen, die möglicherweise durch die Erkrankung der Koronararterie beeinflusst ist. Hierbei kann die Anzeigesteuerfunktion 145d auch die dominante Region für die Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter „0,90“ fällt, als eine Region anzeigen, die wahrscheinlicher beeinflusst ist.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann auch eine Warnung anzeigen, wenn die Fläche der dominanten Region einen Schwellenwert überschreitet. 4 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion 145d gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Anzeigesteuerfunktion 145d berechnet beispielsweise die Fläche der dominanten Region R1 auf dem Myokardium, dem Blut durch die distale Blutgefäßregion relativ zu der Position P1 zugeführt wird, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX den Schwellenwert überschreitet, und vergleicht die berechnete Fläche mit dem Schwellenwert. Wenn die Fläche der dominanten Region R1 den Schwellenwert überschreitet, zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d eine Warnung „die Größe der identifizierten Region überschreitet eine vorgeschriebene Größe“ auf der Anzeigeeinrichtung 144 an, wie es in 4 veranschaulicht ist. Wenn die Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX den Schwellenwert überschreitet, nahe der Distalseite des Blutgefäßes liegt und die Fläche der dominanten Region den Schwellenwert nicht überschreitet, ist das Gesundheitsrisiko gering. Daher muss die Warnung nicht angezeigt werden.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann gleichermaßen die Fläche der dominanten Region für die Position berechnen, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX unter den Schwellenwert fällt, die berechnete Fläche mit dem Schwellenwert vergleichen und die Warnung beruhend auf dem Vergleichsergebnis anzeigen.
Während die vorstehenden jeweiligen Schwellenwerte auf beliebige Werte eingestellt werden können, können die Schwellenwerte gemäß der Position der Koronararterie oder des Myokardiums eingestellt werden. Beispielsweise kann jeder Schwellenwert (normale Bereich) zur Bestimmung der Anomalie des INDEX gemäß der Position der Zielkoronararterie eingestellt werden. Ein Schwellenwert für die Koronararterie, die das dem linken Ventrikel entsprechende Myokardium versorgt, kann beispielsweise auf einen Wert eingestellt werden, der kleiner als die Obergrenze ist, oder einen Wert eingestellt werden, der größer als die Untergrenze ist. Das heißt, bei der Koronararterie, die das dem linken Ventrikel entsprechende Myokardium versorgt, wird der Schwellenwert (normale Bereich) eingestellt, um eine Anomalie zu erfassen, selbst wenn der INDEX-Wert eine kleinere Änderung von einem normalen Wert aufweist.
Außerdem kann jeder mit der Fläche der dominanten Region verglichene Schwellenwert beispielsweise gemäß der Position der dominanten Region eingestellt werden. Ein Schwellenwert für das dem linken Ventrikel entsprechende Myokardium kann beispielsweise auf einen kleineren Wert eingestellt werden. Das heißt, wenn die identifizierte dominante Region das dem linken Ventrikel entsprechende Myokardium ist, wird der Schwellenwert eingestellt, um eine hohe Erkrankungsmöglichkeit zu erfassen, selbst wenn die dominante Region eine kleinere Fläche aufweist.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d kann ferner eine Kombination aus einer Behandlung für die Koronararterie des Probanden und einer Behandlung für dessen Myokardium beruhend auf einem Vergleichsergebnis zwischen der FFR in Ruhe oder der FFR bei Belastung und einem ersten Schwellenwert und einem Vergleichsergebnis zwischen dem INDEX und einem zweiten Schwellenwert anzeigen. Insbesondere können die Informationen auf der Anzeigeeinrichtung 144 angezeigt werden, die das Unterscheidungsergebnis angeben, das durch die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt wird.
5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Anzeige durch die Anzeigesteuerfunktion 145d gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt beispielsweise Informationen auf der Anzeigeeinrichtung 144 wie in 5 veranschaulicht an, die einen Behandlungsplan angeben, der auf den berechneten Ergebnissen der FFR und des INDEX beruht. Gemäß einem Beispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Informationen eines Behandlungsplans an, der eine Stent-Behandlung der Koronararterie und eine Arzneimitteltherapie des Myokardiums vorschlägt, wenn der FFR-Wert kleiner als „0,8“ ist und der INDEX-Wert unter den normalen Bereich fällt.
Außerdem zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Informationen eines Behandlungsplans wie in 5 veranschaulicht an, der eine Arzneimitteltherapie des Myokardiums vorschlägt, wenn der FFR-Wert „0,8“ oder größer ist, und der INDEX-Wert den normalen Bereich überschreitet. Es wird angemerkt, dass die Informationen, die den in 5 veranschaulichten Behandlungsplan angeben, durch die Anzeigeinformationserzeugungsfunktion 145c erzeugt werden.
Wenn der berechnete FFR-Wert beispielsweise „0,6“ beträgt und der berechnete INDEX-Wert „0,92“ beträgt, zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Informationen eines Behandlungsplans wie in 5 veranschaulicht an, in dem sich eine Markierung an einer Position P3 befindet, die den berechneten Ergebnissen entspricht. Dies ermöglicht dem Benutzer zu verstehen, dass die Stent-Behandlung und die Arzneimitteltherapie als Behandlungsplan für den Zielprobanden vorgeschlagen werden.
Es wird angemerkt, dass die in 5 veranschaulichten Informationen des Behandlungsplans lediglich ein Beispiel darstellen und die Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt sind. Informationen eines Behandlungsplans, der eine Stent-Behandlung der Koronararterie vorschlägt, können beispielsweise durch weitere Unterteilung einer in 5 veranschaulichten Region angezeigt werden.
Als Nächstes werden Verarbeitungsschritte der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 unter Verwendung von 6 beschrieben. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte eines Prozesses, der durch die jeweiligen Verarbeitungsfunktionen durchgeführt wird, die für die Verarbeitungsschaltung 145 der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
Wie in 6 veranschaulicht beschafft die Beschaffungsfunktion 145a beim Empfangen einer Anweisung zum Starten des Prozesses von einem Benutzer über die Eingabeschnittstelle 143 beispielsweise ein Koronararterien-CT-Bild eines Probanden von der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 oder der medizinischen Bildspeichervorrichtung 120 (Schritt S101). Die Beschaffungsfunktion 145a berechnet ferner „Belastungs-FFR“ und „Ruhe-FFR“ anhand des beschafften Koronararterien-CT-Bildes des Probanden (Schritt S102). Dieser Prozess wird beispielsweise erzielt, indem die Verarbeitungsschaltung 145 das der Beschaffungsfunktion 145a entsprechende Computerprogramm aus der Speicherschaltung 142 aufruft und ausführt.
Danach berechnet die Berechnungsfunktion 145b einen „INDEX“ unter Verwendung der „Belastungs-FFR“ und der „Ruhe-FFR“, die durch die Beschaffungsfunktion 145a berechnet werden (Schritt S103). Dieser Prozess wird beispielsweise erzielt, indem die Verarbeitungsschaltung 145 das der Berechnungsfunktion 145b entsprechende Computerprogramm aus der Speicherschaltung 142 aufruft und ausführt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt dann Anzeigeinformationen beruhend auf den berechneten Ergebnissen an (Schritt S104) und bestimmt, ob die FFR und/oder der INDEX unter den Schwellenwert fällt/fallen (Schritt S105). Wenn die FFR und/oder der INDEX unter den Schwellenwert fällt/fallen (Ja in Schritt S104), zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Informationen hinsichtlich eines Behandlungsplans an (Schritt S106). Wenn die FFR und der INDEX nicht unter den Schwellenwert fallen (Nein in Schritt S105), zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d die Informationen hinsichtlich eines Behandlungsplans nicht an. Dieser Prozess wird beispielsweise erzielt, indem die Verarbeitungsschaltung 145 ein der Anzeigesteuerfunktion 145d entsprechendes Computerprogramm aus der Speicherschaltung 142 aufruft und ausführt.
Wie vorstehend beschrieben beschafft die Beschaffungsfunktion 145a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die FFR in der Koronararterie des Probanden in Ruhe und die FFR in der Koronararterie bei Belastung. Die Berechnungsfunktion 145b berechnet den INDEX beruhend auf dem Vergleich zwischen der FFR in Ruhe und der FFR bei Belastung. Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt den INDEX als den Index für die Myokardfunktion des Probanden an. Somit kann die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die FFR, die den unteren Spielraum einer Stenose angibt, und den Index für die Myokardfunktion zur selben Zeit präsentieren. Der „INDEX“ wird beispielsweise als Index betrachtet, der einen Mikrozirkulationseinfluss des Myokardiums wiederspiegelt. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 kann eine nicht wahrnehmbare mikrovaskuläre Obstruktion (MVO) erfassen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschafft die Beschaffungsfunktion 145a die FFR in Ruhe und die FFR bei Belastung durch die nummerische Strömungsmechanik unter Verwendung des medizinischen Bildes, das die Koronararterie des Probanden enthält. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe-FFR“ sicher beschaffen. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 kann die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe-FFR“ auch aus dem Koronararterien-CT-Bild berechnen, das von dem Probanden in Ruhe erfasst wird. Demnach kann die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 den Index für die Myokardfunktion berechnen, ohne den Probanden in einen Belastungszustand zu bringen. Verglichen mit dem Fall des Berechnens der CFR kann die Belastung des Probanden stark reduziert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet die Berechnungsfunktion 145b das Verhältnis zwischen der FFR in Ruhe und der FFR bei Belastung. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann den Index für die Myokardfunktion daher sicher berechnen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vergleicht die Anzeigesteuerfunktion 145d den an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten INDEX mit dem Schwellenwert, identifiziert die Position auf der Koronararterie, wo der INDEX den Schwellenwert überschreitet, und zeigt die dominante Region auf dem Myokardium an, die der identifizierten Position entspricht. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die Region präsentieren, die eine Erkrankungsmöglichkeit in dem Myokardium aufweist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel identifiziert die Anzeigesteuerfunktion 145d die Position, die der Proximalseite am nächsten liegt, wo der INDEX den Schwellenwert überschreitet, in den Positionen der Koronararterie des Probanden und zeigt die dominante Region auf dem Myokardium an, die der identifizierten Position entspricht. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die gesamte Myokardium-Region präsentieren, von der vermutet wird, dass sie die Erkrankungsmöglichkeit aufweist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d die Warnung an, wenn die Fläche der dominanten Region den Schwellenwert überschreitet. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher präsentieren, dass die Myokardfunktion stark beeinflusst ist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vergleicht die Anzeigesteuerfunktion 145d den an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten INDEX mit dem nummerischen Wertebereich, identifiziert die Position an der Koronararterie, wo der INDEX den nummerischen Wertebereich überschreitet, oder die Position an der Koronararterie, wo der INDEX unter den nummerischen Wertebereich fällt, und zeigt die Anzeigeinformationen beruhend auf dem Vergleichsergebnis an. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die Informationen gemäß der Weise des Herausfallens aus dem nummerischen Wertebereich anzeigen, der den normalen Bereich angibt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d die Erkrankungskandidaten an, die individuell dem Fall entsprechen, in dem der INDEX den nummerischen Wertebereich überschreitet, und dem Fall entsprechen, in dem der INDEX unter den nummerischen Wertebereich fällt. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die Informationen der möglichen Erkrankungen gemäß der Weise des Herausfallens aus dem nummerischen Wertebereich anzeigen, der den normalen Bereich angibt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d den Erkrankungskandidaten für das Myokardium an, wenn der INDEX den nummerischen Wertebereich überschreitet, und den Erkrankungskandidaten für die Koronararterie an, wenn der INDEX unter den nummerischen Wertebereich fällt. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher die Erkrankungsmöglichkeit in dem Myokardium und die Erkrankungsmöglichkeit in der Koronararterie beruhend auf dem INDEX-Wert bestimmen und die Informationen anzeigen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d die Kombination der Behandlung für die Koronararterie des Probanden und die Behandlung für dessen Myokardium beruhend auf dem Vergleichsergebnis zwischen der FFR in Ruhe oder der FFR bei Belastung und dem ersten Schwellenwert und dem Vergleichsergebnis zwischen dem INDEX und dem zweiten Schwellenwert an. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann daher den Behandlungsplan beruhend auf dem Index-Wert hinsichtlich der Koronararterie und des Myokardiums präsentieren.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei dem bevorstehenden ersten Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, in dem das Verhältnis zwischen der „Belastungs-FFR“ und der „Ruhe-FFR“ als der „INDEX“ berechnet wird. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Fall beschrieben, in dem der INDEX ohne Berechnen der FFR berechnet wird. Es wird angemerkt, dass sich die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von der des ersten Ausführungsbeispiels in den Verarbeitungsinhalten durch die Berechnungsfunktion 145b unterscheidet. Nachstehend wird hauptsächlich dieser Punkt beschrieben.
Die Berechnungsfunktion 145b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel berechnet den INDEX beruhend auf Druckinformationen, die zur Berechnung der FFR verwendet werden. Wie in der vorstehenden Formel (3) angegeben wird die FFR durch das Verhältnis zwischen dem Druck „Pa“ an der Zulaufseite der Läsion (beispielsweise der Stenose) und dem Druck „Pd“ an der Ablaufseite der Läsion (beispielsweise der Stenose) ausgedrückt. Der „INDEX““ kann daher durch ein Verhältnis zwischen einem Ablaufdruck „Pd_st“ bei Belastung und einem Ablaufdruck „Pd_re“ in Ruhe ausgedrückt werden, wie es in der folgenden Formel (5) angegeben ist. $I N D E X = \frac{B e l a s t u n g s - F F R}{R u h e - F F R} = \frac{\frac{P d_{s t} - P v_{s t}}{P a_{s t} - P v_{s t}}}{\frac{P d_{r e} - P v_{r e}}{P a_{r e} - P v_{r e}}} \approx \frac{\frac{P d_{s t}}{P a_{s t}}}{\frac{P d_{r e}}{P a_{r e}}} \approx \frac{P d_{\underset{\dots}{s t}}}{P d_{r e}}$
Das heißt, wie es in der Formel (5) angegeben ist, kann die „Belastungs-FFR“ in dem „INDEX“ durch einen Wert ersetzt werden, der durch Teilen des Ablaufdrucks „Pd_st“ bei Belastung durch einen Zulaufdruck in „Pa_st“ bei Belastung beruhend auf der Formel (3) erhalten wird. Gleichermaßen kann die „Ruhe-FFR“ in dem „INDEX“ durch einen Wert ersetzt werden, der durch Teilen des Ablaufdrucks „Pd_re“ in Ruhe durch einen Zulaufdruck „Pa_re“ in Ruhe beruhend auf der Formel (3) erhalten wird.
Da der Zulaufdruck „Pa“ ferner zwischen einem Belastungszustand und einem Ruhezustand als gleich erachtet werden kann, können der Zulaufdruck „Pa_st“ bei Belastung und der Zulaufdruck „Pa_re“ in Ruhe herausgelöscht werden. Infolgedessen kann der „INDEX“ durch das Verhältnis zwischen dem Ablaufdruck „Pd_st“ bei Belastung und dem Ablaufdruck „Pd_re“ in Ruhe berechnet werden, wie es in der Formel (5) angegeben ist.
Die Berechnungsfunktion 145b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel berechnet somit das Verhältnis zwischen dem Ablaufdruck „Pd_st“ bei Belastung und dem Ablaufdruck „Pd_re“ in Ruhe beruhend auf der Formel (5) als den „INDEX“.
Wie vorstehend beschrieben berechnet die Berechnungsfunktion 145b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel den INDEX beruhend auf den Druckinformationen, die zur Berechnung der FFR verwendet werden. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann den INDEX daher unter Verwendung des Drucks „Pd“ an der Ablaufseite der Läsion berechnen, der während der Berechnung der FFR berechnet wird, wodurch Berechnungskosten reduziert werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Bei dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, in dem die Erkrankung durch den „INDEX“ bestimmt wird. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Fall beschrieben, in dem die Erkrankung durch Kombinieren des „INDEX“ und der „CFR“ bestimmt wird. Es wird angemerkt, dass sich die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel von der des ersten Ausführungsbeispiels in den Verarbeitungsinhalten durch die Beschaffungsfunktion 145a und den Verarbeitungsinhalten durch die Berechnungsfunktion 145b unterscheidet. Nachstehend wird hauptsächlich dieser Punkt beschrieben.
Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem „INDEX“ und der „CFR“ an. In einem derartigen Fall beschafft die Beschaffungsfunktion 145a gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Koronarflussreserve des Probanden. Die Beschaffungsfunktion 145a beschafft beispielsweise Bilddaten von der Röntgen-CT-Vorrichtung 110 oder der medizinischen Bildspeichervorrichtung 120 über die NW-Schnittstelle 141 und berechnet die CFR beruhend auf den beschafften Bilddaten. Es wird angemerkt, dass die CFR soweit erforderlich durch ein bekanntes Verfahren berechnet wird. Die Beschaffungsfunktion 145a kann auch den CFR-Wert des Probanden, der durch eine andere medizinische Vorrichtung beschafft wird, über ein Netzwerk beschaffen.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt die Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem „INDEX“ und der „CFR“ an. Die Anzeigesteuerfunktion 145d bestimmt beispielsweise eine Erkrankungsmöglichkeit beruhend auf dem Vergleichsergebnis zwischen dem „INDEX“ und dem normalen Bereich und einem Vergleichsergebnis zwischen der „CFR“ und einem Referenzwert und zeigt das Bestimmungsergebnis an.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d vergleicht den CFR-Wert beispielsweise mit dem Referenzwert (Schwellenwert) und bestimmt, dass die Koronararterie oder das Myokardium anormal ist, wenn der CFR-Wert unter den Referenzwert fällt. Wenn der CFR-Wert unter den Referenzwert fällt und der INDEX den normalen Bereich überschreitet, bestimmt die Anzeigesteuerfunktion 145d, dass das Myokardium anormal ist, und zeigt Informationen an, die angeben, dass das Myokardium eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist. Wenn der CFR-Wert unter den Referenzwert fällt und der INDEX unter den normalen Bereich fällt, bestimmt die Anzeigesteuerfunktion 145d auch, dass die Koronararterie anormal ist, und zeigt Informationen an, die angeben, dass die Koronararterie eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist.
Wenn der CFR-Wert unter den Referenzwert fällt und der INDEX in dem normalen Bereich liegt, zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d Informationen an, die angeben, dass entweder das Myokardium oder die Koronararterie eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist, es jedoch nicht möglich ist, zu bestimmen, welche von diesen eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist.
Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel berechnet auch einen Index-Wert, der von dem INDEX verschieden ist, beruhend auf dem „INDEX“ und der „CFR“ und zeigt die Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem berechneten Index-Wert an. In diesem Fall beschafft die Beschaffungsfunktion 145a den CFR-Wert des Probanden gleichermaßen wie in dem vorstehenden Fall.
Die Berechnungsfunktion 145b gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel berechnet einen zweiten Index-Wert beruhend auf einem ersten Index-Wert als den INDEX und die CFR. Die Berechnungsfunktion 145b berechnet beispielsweise einen Index „INDEX2“ durch Multiplizieren eines Koeffizienten „A“ und eines Koeffizienten „B“, wie es in der folgenden Formel (6) angegeben ist. $I N D E X 2 = A \times B$
Es wird angemerkt, dass der Koeffizient „A“ in der Formel (6) einen Absolutwert einer Differenz zwischen der „CFR“ und dem Referenzwert angibt. Außerdem gibt der Koeffizient „B“ einen Grad an, mit dem der „INDEX“ von dem normalen Bereich abweicht. Der Grad, mit dem der „INDEX“ von dem normalen Bereich abweicht, ist als Minus-Wert definiert, wenn der INDEX-Wert unter dem normalen Bereich liegt, und als Plus-Wert definiert, wenn der INDEX-Wert über dem normalen Bereich liegt.
Die Anzeigesteuerfunktion 145d zeigt die Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem „INDEX2“ an. Wenn der „INDEX2“-Wert, der durch die Berechnungsfunktion 145b berechnet wird, beispielsweise ein großer Plus-Wert ist, bestimmt die Anzeigesteuerfunktion 145d, dass das Myokardium anormal ist, und zeigt Informationen an, die angeben, dass das Myokardium eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist. Wenn unterdessen der durch die Berechnungsfunktion 145b berechnete „INDEX2“-Wert ein großer Minus-Wert ist, bestimmt die Anzeigesteuerfunktion 145d, dass die Koronararterie anormal ist, und zeigt Informationen an, die angeben, dass die Koronararterie eine Erkrankungsmöglichkeit aufweist.
Wie vorstehend beschriebenen beschafft die Beschaffungsfunktion 145a gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel den CFR-Wert des Probanden. Die Anzeigesteuerfunktion145d zeigt die Informationen hinsichtlich der Erkrankung beruhend auf dem INDEX und der CFR an. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann daher die Informationen hinsichtlich der Erkrankungsmöglichkeit durch Kombinieren der CFR und des INDEX präsentieren.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel berechnet die Berechnungsfunktion 145b den „INDEX2“ beruhend auf dem ersten Index-Wert als den INDEX und die CFR. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann daher den Index durch Kombinieren der CFR und des INDEX berechnen.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt die Anzeigesteuerfunktion 145d die Informationen hinsichtlich der Erkrankung beruhend auf dem INDEX2 an. Die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann daher die Erkrankungsmöglichkeit beruhend auf dem Index, der durch Kombinieren der CFR und des INDEX erhalten wird, bestimmen und das Bestimmungsergebnis präsentieren.
Weitere Ausführungsbeispiele
Während in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben wurde, in dem das Koronararterien-CT-Bild als das medizinische Bild hinsichtlich der Koronararterie verwendet wird, sind die Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein beliebiger Typ eines medizinischen Bildes verwendet werden, der eine Berechnung einer Blutgefäßform und von Flussinformationen, wie einer Blutflussgeschwindigkeit, ermöglicht. Beispielsweise kann ein Ultraschallbild, das durch ein Ultraschalldiagnosebild erhalten wird, oder ein MR-Bild verwendet werden, das durch eine MRI-Vorrichtung erhalten wird.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde der Fall beschrieben, in dem die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe-FFR“ unter Verwendung des Koronararterien-CT-Bildes beschafft werden, das von dem Probanden in Ruhe erfasst wird. Allerdings sind die Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt. Die „Belastungs-FFR“ kann unter Verwendung des Koronararterien-CT-Bildes beschafft werden, das von dem Probanden bei Belastung erfasst wird, und die „Ruhe-FFR“ kann unter Verwendung des Koronararterien-CT-Bildes beschafft werden, das von dem Probanden in Ruhe erfasst wird.
Außerdem können die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe-FFR“ durch Einführen eines Druckmessdrahts in die Koronararterie und Messen eines Drucks bei Adenosinbelastung und eines Drucks bei fehlender Belastung beschafft werden. In diesem Fall berechnet die Beschaffungsfunktion 145a die „Belastungs-FFR“ und die „Ruhe FFR“ beruhend auf den durch den Druckmessdraht beschafften Drücken.
Während in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben wurde, in dem die Informationen hinsichtlich der FFR und des INDEX auf der Anzeigeeinrichtung der medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung 140 angezeigt werden, sind die Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt. Die Informationen hinsichtlich der FFR und des INDEX können beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung der medizinischen Informationsanzeigevorrichtung 130 angezeigt werden.
Während in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben wurde, in dem die Beschaffungseinheit, die Berechnungseinheit und die Anzeigesteuereinheit gemäß der vorliegenden Spezifikation jeweils durch die Beschaffungsfunktion, die Berechnungsfunktion und die Anzeigesteuerfunktion der Verarbeitungsschaltung erzielt werden, sind die Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt. Die Funktionen der Beschaffungseinheit, der Berechnungseinheit und der Anzeigesteuereinheit gemäß der vorliegenden Spezifikation können beispielsweise nur durch Hardware, nur durch Software oder eine Kombination aus Hardware und Software wie auch durch die Beschaffungsfunktion, die Berechnungsfunktion und die Anzeigesteuerfunktion wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben erzielt werden.
Der in den vorstehenden Ausführungsbeispielen verwendete Ausdruck „Prozessor“ gibt beispielsweise eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder eine Schaltung, wie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), und eine programmierbare Logikeinrichtung (beispielsweise eine einfache programmierbare Logikeinrichtung (SPLD), eine komplexe programmierbare Logikeinrichtung (CPLD) und ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA)) an. Anstelle des Speicherns der Computerprogramme in der Speicherschaltung können die Computerprogramme direkt in der Schaltung des Prozessors enthalten sein. In diesem Fall liest und führt der Prozessor die in seiner Schaltung enthaltenen Computerprogramme zum Implementieren dieser Funktionen aus. Die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen jeweiligen Prozessoren sind nicht auf Einzelschaltungsprozessoren beschränkt. Eine Vielzahl unabhängiger Schaltungen kann als ein Prozessor zum Implementieren der Funktionen kombiniert und integriert werden.
Die durch den Prozessor ausgeführten Computerprogramme werden bereitgestellt, indem sie in einen Nur-Lese-Speicher (ROM), eine Speicherschaltung oder dergleichen vorab aufgenommen werden. Es wird angemerkt, dass die Computerprogramme bereitgestellt werden können, indem sie auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium, wie einem Compact Disk-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), einer Flexible Disk (FD), einer Compact Disk Recordable (CD-R) und einer Digital Versatile Disk (DVD) als Dateien in einem in der Einrichtung installierbaren oder ausführbaren Format aufgezeichnet werden. Die Computerprogramme können auch in einem mit einem Netzwerk, wie dem Internet, verbundenen Computer gespeichert werden und bereitgestellt oder verteilt werden, indem sie über das Netzwerk heruntergeladen werden. Die Computerprogramme weisen beispielsweise eine Modulkonfiguration auf, die jede vorstehend beschriebene Verarbeitungsfunktion enthält. Als tatsächliche Hardware liest und führt die CPU die Computerprogramme aus dem Aufzeichnungsmedium, wie dem ROM, aus, wodurch sie jedes Modul in den Hauptspeicher lädt, und jedes Modul auf dem Hauptspeicher erzeugt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Abwandlungen ist jede in den Zeichnungen veranschaulichte Komponente jeder Vorrichtung ferner ein funktionales Konzept, und diese Komponenten sind nicht unbedingt physikalisch so aufgebaut, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind. Das heißt, die spezifische Konfiguration einer Verteilung/Integration jeder Vorrichtung ist nicht auf die veranschaulichte Konfiguration beschränkt, und die gesamte oder ein Teil jeder Vorrichtung kann funktional oder physikalisch auf eine oder in einer optionalen Einheit gemäß verschiedenen Arten von Lasten oder Betriebsbedingungen verteilt oder integriert sein. Ferner kann die gesamte oder ein Teil jeder Verarbeitungsfunktion, die durch jede Vorrichtung durchgeführt wird, durch eine CPU und ein Computerprogramm erzielt werden, das durch die CPU analysiert und ausgeführt wird, oder kann als Hardware durch verdrahtete Logik erzielt werden.
Unter den in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Abwandlungen beschriebenen Prozessen können außerdem alle oder kann ein Teil der Prozesse, die als automatisch durchgeführt beschrieben wurden, manuell durchgeführt werden. Alternativ können alle oder kann ein Teil der Prozesse, die als manuell durchgeführt beschrieben wurden, unter Verwendung eines bekannten Verfahrens automatisch durchgeführt werden. Auch können Verarbeitungsprozeduren, Steuerprozeduren, spezifische Titel und Informationen einschließlich verschiedener Typen von Daten und Parametern, die vorstehend beschrieben wurden und in den Zeichnungen veranschaulicht sind, optional geändert werden, wenn nichts sonst spezifiziert ist.
Gemäß zumindest einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann ein Index für die Myokardfunktion bereitgestellt werden.
Während gewisse Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiel präsentiert, und sollen den Schutzbereich der Erfindungen nicht einschränken. Allerdings können die hier beschriebenen neuen Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen anderen Formen ausgestaltet werden; ferner können verschiedene Weglassung, Ersetzungen und Änderungen in der Form der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden, ohne von der Idee der Erfindungen abzuweichen. Die beiliegenden Patentansprüche und ihre Äquivalente sollen diese Formen oder Abwandlungen abdecken, die in den Schutzbereich und die Idee der Erfindungen fallen.
Eine medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung beschafft eine fraktionelle Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und eine fraktionelle Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung berechnet einen Index-Wert beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung. Die Verarbeitungsschaltung zeigt den Index-Wert als einen Index für eine Myokardfunktion des Probanden an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020143280 [0001]

Claims

Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung mit einer Verarbeitungsschaltung, die eingerichtet ist zum Beschaffen einer fraktionellen Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und einer fraktionellen Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung, Berechnen eines Index-Werts beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung, und Anzeigen des Index-Werts als einen Index für eine Funktion eines Myokardiums des Probanden.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Beschaffen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung durch eine numerische Strömungsmechanik unter Verwendung eines medizinischen Bildes eingerichtet ist, das die Koronararterie des Probanden enthält.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zur Berechnung eines Verhältnisses zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung eingerichtet ist.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Vergleichen des an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten Index-Werts mit einem Schwellenwert, Identifizieren einer Position auf der Koronararterie, wo der Index-Wert den Schwellenwert überschreitet, und Anzeigen einer dominanten Region auf dem Myokardium eingerichtet ist, die der identifizierten Position entspricht.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Identifizieren einer Position, die einer Proximalseite am nächsten liegt, wo der Index-Wert den Schwellenwert überschreitet, in den Positionen der Koronararterie des Probanden und Anzeigen einer dominanten Region auf dem Myokardium eingerichtet ist, die der identifizierten Position entspricht.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Verarbeitungsschaltung zur Anzeige einer Warnung eingerichtet ist, wenn eine Fläche der dominanten Region einen Schwellenwert überschreitet.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Vergleichen des an jeder Position der Koronararterie des Probanden berechneten Index-Werts mit einem numerischen Wertebereich, Identifizieren einer Position auf der Koronararterie, wo der Index-Wert den numerischen Wertebereich überschreitet, oder einer Position auf der Koronararterie, wo der Index-Wert unter den numerischen Wertebereich fällt, und Anzeigen von Anzeigeinformationen beruhend auf einem Vergleichsergebnis eingerichtet ist.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Anzeigen von Erkrankungskandidaten eingerichtet ist, die individuell einem Fall, in dem der Index-Wert den numerischen Wertebereich überschreitet, und einem Fall entsprechen, in dem der Index-Wert unter den numerischen Wertebereich fällt.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verarbeitungsschaltung zur Anzeige eines Erkrankungskandidaten für das Myokardium, wenn der Index-Wert den numerischen Wertebereich überschreitet, und Anzeige eines Erkrankungskandidaten für die Koronararterie eingerichtet ist, wenn der Index-Wert unter den numerischen Wertebereich fällt.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Anzeigen einer Kombination aus einer Behandlung für die Koronararterie des Probanden und einer Behandlung für das Myokardium des Probanden beruhend auf einem Vergleichsergebnis zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe oder der fraktionellen Flussreserve bei Belastung und einem ersten Schwellenwert und einem Vergleichsergebnis zwischen dem Index-Wert und einem zweiten Schwellenwert eingerichtet ist.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung zum Beschaffen einer Koronarflussreserve des Probanden und Anzeigen von Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem Index-Wert und der Koronarflussreserve eingerichtet ist.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verarbeitungsschaltung zur Berechnung eines zweiten Index-Werts beruhend auf einem ersten Index-Wert als der Index-Wert und der Koronarflussreserve eingerichtet ist.
Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Verarbeitungsschaltung zur Anzeige der Informationen hinsichtlich einer Erkrankung beruhend auf dem zweiten Index-Wert eingerichtet ist.
Medizinisches Bildverarbeitungssystem mit einer medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtung und einer medizinischen Informationsanzeigevorrichtung, wobei die medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung eine Verarbeitungsschaltung umfasst, die eingerichtet ist zum Beschaffen einer fraktionellen Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und einer fraktionellen Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung, Berechnen eines Index-Werts beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung und Anzeigen des Index-Werts als einen Index für eine Funktion eines Myokardiums des Probanden.
Medizinisches Bildverarbeitungsverfahren mit Beschaffen einer fraktionellen Flussreserve in einer Koronararterie eines Probanden in Ruhe und einer fraktionellen Flussreserve in der Koronararterie bei Belastung, Berechnen eines Index-Werts beruhend auf einem Vergleich zwischen der fraktionellen Flussreserve in Ruhe und der fraktionellen Flussreserve bei Belastung und Anzeigen des Index-Werts als einen Index für eine Funktion eines Myokardiums des Probanden.