DE202020101691U1

DE202020101691U1 - Medizinisches Bildverarbeitungsgerät und Programm

Info

Publication number: DE202020101691U1
Application number: DE202020101691.1U
Authority: DE
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: DE102020108698A1; US20200312012A1; US11481957B2

Abstract

Medizinisches Bildverarbeitungsgerät, mit:
einer Beschaffungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassen, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden;
einer Generierungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der durch die Beschaffungseinrichtung beschafften medizinischen Zeitreihenbilder zu generieren, das Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße enthält; und
einer Analyseeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um eine Flüssigkeitsanalyse von durch die Blutgefäße fließendem Blut auf Grundlage des durch die Generierungseinrichtung generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.

Description

TECHNISCHER BEREICH
In der vorliegenden Beschreibung offenbarte Ausführungsbeispiele und Zeichnungen betreffen ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät und ein Programm.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Technologien zum Analysieren der Funktion und Struktur eines Blutgefäßes unter Verwendung von Bildern sind bekannt. Bei der Blutgefäßanalyse ist eine Technologie zum Fixieren eines Funktionsindex des Blutgefäßes eines Untersuchungsobjekts aus Zeitreihenbildern, die die Blutgefäße des Untersuchungsobjekts umfassen, auf der Grundlage von Informationen über Korrelationen zwischen physikalischen Indizes von Blutgefäßen und funktionalen Indizes von Blutgefäßen in Bezug auf Blutzirkulationszustände bekannt. Zusätzlich ist eine Technologie bekannt, um temporär ein dynamisches Modell in Bezug auf eine strukturelle Flüssigkeitsanalyse, bzw. Fluidanalyse einer Analysezielregion auf der Grundlage von Zeitreihen von Indizes, Deformationsindizes, und medizinischen Bildern zu konstruieren, und um latente Variablen in Bezug auf eine latente variable Identifikationsregion zu fixieren, sodass ein vorhergesagter Wert eines Blutgefäßformindexes und ein vorhergesagter Wert eines Blutflussindexes auf Grundlage des konstruierten dynamischen Modells mit mindestens einem beobachteten Wert des Blutgefäßformindexes oder einem beobachteten Wert des Blutflussindexes übereinstimmt, die im Vorfeld gemessen wurden. Es gibt jedoch Fälle, in denen die oben beschriebene Technologie Zeit und Aufwand zum Messen erfordert und ein Analyseverfahren selber erfordert ebenfalls Zeit und Aufwand und eine Blutgefäßanalyse kann daher nicht in einer akuten Phase oder dergleichen durchgeführt werden.
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer 2015-231524
[Patentdokument 2] Offengelegte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer 2014-113264
[Patentdokument 3] Offengelegte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer 2015-531264

ZUSAMMENFASSUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Blutgefäßanalyse in einer kurzen Zeit durchzuführen.
Ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät eines Ausführungsbeispiels umfasst eine Beschaffungseinrichtung, eine Generierungseinrichtung, und eine Analyseeinrichtung. Die Beschaffungseinrichtung ist dazu eingerichtet, um medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassen, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden. Die Generierungseinrichtung ist dazu eingerichtet, um ein Blutgefäßform-Modell zu generieren, das die Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße auf Grundlage der beschafften medizinischen Zeitreihenbilder umfasst. Die Analyseeinrichtung ist dazu eingerichtet, um eine Flüssigkeitsanalyse, bzw. Fluidanalyse des durch die Blutgefäße fließenden Blutes auf der Grundlage des generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.
Figurenliste

1 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildverarbeitungssystems 1 zeigt, das ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät eines ersten Ausführungsbeispiels umfasst.
2 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Aufnehmens von Bildern unter Verwendung eines ersten Abbildungssystems SA und eines zweiten Abbildungssystems SB.
5 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben einer Generierungsfunktion 243.
6 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben einer Kopplung von zwei Blutgefäßen.
7 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls zeigt, in dem zwei Blutgefäße als aneinandergekoppelt betrachtet werden können.
8 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Beschaffens der Position eines distalen Endes.
9 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Beschaffens von blutgefäßbezogenen Informationen.
10 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, in dem ein Stent in ein Blutgefäß eingesetzt wird.
11 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes zeigt, das Analyseergebnisse anzeigt, die über ein Bild gelegt sind, das von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 aufgenommen wurde.
12 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes IFB2-2 zeigt, das ein Bild von Analyseergebnissen aufweist, die über rekonstruierte Bilddaten 254 gelegt sind.
13 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihe von Prozessen einer Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
14 zeigt in Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildgenerierungsgeräts 200A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
15 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihe von Prozessen einer Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
16 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildgenerierungsgeräts 200B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
17 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihe von Prozessen einer Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier im Folgenden ist ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät und ein Programm aus Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
1 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildverarbeitungssystems 1 zeigt, das ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät eines ersten Ausführungsbeispiels umfasst. Das medizinische Bildverarbeitungssystem 1 umfasst ein medizinisches Bildgenerierungsgerät 100 und ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät 200. Das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 und das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 sind über ein Netzwerk NW aneinander angeschlossen. Das Netzwerk NW umfasst, beispielsweise, ein Wide-Area-Netzwerk (WAN), ein Local-Area-Netzwerk (LAN), das Internet, eine Standleitung, eine kabellose Basisstation, einen Provider und dergleichen.
Das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 ist beispielsweise ein Röntgendiagnostikgerät, das medizinische Bilder zur Diagnose eines Untersuchungsobjekts unter Verwendung von Röntgenstrahlen oder dergleichen generiert. Genauer gesagt ist das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 beispielsweise ein Angiographiegerät, das ein Kontrastmittel in das Blutgefäß eines Untersuchungsobjekts injiziert und eine Angiographie durchführt. Obwohl ein Fall in der folgenden Beschreibung veranschaulicht ist, in dem das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 ein Angiographiegerät ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 ist durch einen oder eine Vielzahl von Prozessoren realisiert. Beispielsweise kann das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 ein Computer sein, der in einem Cloud-Computing-System enthalten ist, oder ein Computer (alleinstehender Computer), der unabhängig arbeitet ohne von anderen Geräten abhängig zu sein. Obwohl das medizinische Bildverarbeitungssystem 1 ein medizinisches Bildgenerierungsgerät 100 und ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät 200 in dem Beispiel aus 1 umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und das medizinische Bildverarbeitungssystem 1 kann eine Vielzahl von medizinischen Bildgenerierungsgeräten 100 und/oder eine Vielzahl von medizinischen Bildverarbeitungsgeräten 200 umfassen. Ferner können das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 und das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 als ein medizinisches Bilddiagnosegerät in einem Gehäuse integriert sein.
[Konfiguration des medizinischen Bildgenerierungsgeräts]
2 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des medizinischen Bildgenerierungsgeräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 umfasst, beispielsweise, eine Abbildungsvorrichtung 110 und eine Konsolenvorrichtung 140. Obwohl die Abbildungsvorrichtung 110 eine Vielzahl von Abbildungssystemen (insbesondere zwei Abbildungssysteme) in dem Beispiel aus 2 umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und die Abbildungsvorrichtung 110 kann mindestens ein Abbildungssystem umfassen. Das heißt, die Abbildungsvorrichtung 110 in dem ersten Ausführungsbeispiel nimmt in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch medizinische Bilder auf, die die Blutgefäße eines später beschriebenen Untersuchungsobjekts umfassen.
Die Abbildungsvorrichtung 110 umfasst, beispielsweise, einen Hochspannungsgenerator 111, einen ersten Arm 112A, einen zweiten Arm 112B, einen ersten Röntgenstrahlgenerator 113A, einen zweiten Röntgenstrahlgenerator 113B, eine erste Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A, eine zweite Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B, einen Armbewegungsmechanismus 115, ein Bett 116, einen Bettbewegungsmechanismus 117, einen Injektor 118, und einen Elektrokardiographen 119. Es gibt folgende Fälle, in denen eine Kombination des ersten Armes 112A, des ersten Röntgenstrahlgenerators 113A, und der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A als ein „erstes Abbildungssystem SA“ bezeichnet wird und eine Kombination des zweiten Armes 112B, des zweiten Röntgenstrahlgenerators 113B, und der zweiten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B als ein „zweites Abbildungssystem SB“ bezeichnet wird.
Der Hochspannungsgenerator 111 generiert Hochspannungen gemäß einer Steuerung einer Verarbeitungsschaltung 150 und liefert die generierten Hochspannungen an den ersten Röntgenstrahlgenerator 113A und den zweiten Röntgenstrahlgenerator 113B. Die Spannungswerte, die an den ersten Röntgenstrahlgenerator 113A und den zweiten Röntgenstrahlgenerator 113B geliefert werden, können gleich oder unterschiedlich sein.
Der erste Arm 112A und der zweite Arm 112B sind Haltevorrichtungen, die eine geschwungene Form oder eine gebogene Form, wie beispielsweise eine C-Form, beispielsweise in einem Teil oder in allem davon aufweisen. Der erste Arm 112A und der zweite Arm 112B können aufgrund eines Antreibens des Armbewegungsmechanismus 115 gemäß einer Steuerung einer später beschriebenen Mechanismussteuerungsschaltung 146 individuell rotieren und sich bewegen.
Der erste Arm 112A hält den ersten Röntgenstrahlgenerator 113A an einem Ende davon und hält die erste Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A an dem anderen Ende davon, sodass sie dem ersten Röntgenstrahlgenerator 113A zugewandt ist. Der erste Röntgenstrahlgenerator 113A umfasst, beispielsweise, eine (nicht gezeigte) erste Röntgenstrahlröhre und einen (nicht gezeigten) ersten Kollimator. Die erste Röntgenstrahlröhre empfängt ein Anlegen einer Hochspannung (Röhrenspannung) und eine Versorgung eines Röhrenstromes von dem Hochspannungsgenerator 111 und generiert Röntgenstrahlen aus einem Röntgenstrahlen-Fokus. Der erste Kollimator ist an einem Strahlungsfenster der ersten Röntgenstrahlröhre angebracht und stellt ein Röntgenstrahl-Strahlungsfeld auf der Erfassungsoberfläche der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A ein. Es ist möglich eine unnötige Belichtung eines Untersuchungsobjekts P durch Einstellen des Röntgenstrahl-Strahlungsfeldes unter Verwendung des ersten Kollimators zu verringern. Die erste Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A umfasst, beispielsweise, eine Vielzahl von Röntgenstrahlerfassungselementen. Die Vielzahl von Röntgenstrahlerfassungselementen ist in einer zweidimensionalen Array-Form angeordnet. Die Erfassungseinrichtung in der zweidimensionalen Array-Form wird als ein Flat-Panel-Display (FPD) bezeichnet. Jedes Element des FPD erfasst Röntgenstrahlen, die von dem ersten Röntgenstrahlgenerator 113A ausgestrahlt werden und durch ein Untersuchungsobjekt hindurchgegangen sind, bzw. ein Untersuchungsobjekt durchdrungen haben. Jedes Element des FPD gibt ein elektrisches Signal aus, das mit einer erfassten Röntgenstrahlintensität in Verbindung gebracht wird. Die erste Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A kann aus einer Kombination eines Bildverstärkers und einer TV-Kamera anstelle des vorher beschriebenen FPD eingerichtet sein. Eine Linie, die den Fokus der ersten Röntgenstrahlröhre und den Mittelpunkt der Erfassungsoberfläche der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A verbindet, wird als eine „erste Abbildungsachse AX1“ bezeichnet.
Der zweite Arm 112B hält den zweiten Röntgenstrahlgenerator 113B an einem Ende davon und hält die zweite Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B an dem anderen Ende davon, sodass sie dem zweiten Röntgenstrahlgenerator 113B zugewandt ist. Der zweite Röntgenstrahlgenerator 113B umfasst, beispielsweise, eine (nicht gezeigte) zweite Röntgenstrahlröhre und einen (nicht gezeigten) zweiten Kollimator. Eine Beschreibung des zweiten Röntgenstrahlgenerators 113B ist dieselbe, wie die obere Beschreibung des ersten Röntgenstrahlgenerators 113A. Eine Beschreibung der zweiten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B ist dieselbe, wie die obere Beschreibung der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A. Eine Linie, die den Fokus der zweiten Röntgenstrahlröhre und den Mittelpunkt der Erfassungsoberfläche der zweiten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B verbindet, wird als eine „zweite Abbildungsachse AX2“ bezeichnet.
Der Armbewegungsmechanismus 115 rotiert und bewegt den ersten Arm 112A und den zweiten Arm 112B auf vorbestimmte Positionen in dreidimensionalen Koordinaten (XYZ-Koordinaten), gemäß einer Steuerung der später beschriebenen Mechanismussteuerungsschaltung 146. Der Armbewegungsmechanismus 115 rotiert und bewegt die Arme derart, dass ein Abbildungsbereich entsprechend des Röntgenstrahl-Strahlungsfeldes des ersten Abbildungssystems SA und ein Abbildungsbereich entsprechend des Röntgenstrahl-Strahlungsfeldes des zweiten Abbildungssystems SB den gleichen Bereich umfassen. Zusätzlich rotiert und bewegt der Armbewegungsmechanismus 115 jeden Arm derart, dass die erste Abbildungsachse AX1 die zweite Abbildungsachse AX2 schneidet, und ein Winkel, der durch den Schnittpunkt der zwei Achsen ausgebildet ist, gleich oder größer als ein vorbestimmter Winkel wird.
Das Bett 116 trägt beweglich eine obere Platte, auf der das Untersuchungsobjekt P befestigt ist. Die obere Platte wird gemäß einer Steuerung der Mechanismussteuerungsschaltung 146 durch Antreiben des Bettbewegungsmechanismus 117 bewegt. Das Untersuchungsobjekt P ist nach oben schauend gerichtet auf der oberen Platte in dem Beispiel aus 2 befestigt.
Der Injektor 118 ist eine Vorrichtung zum Injizieren eines Kontrastmittels aus einem Katheter, der beispielsweise in das Untersuchungsobjekt P eingelegt ist. Die Kontrastmittelinjektion von dem Injektor 118 wird gemäß einer Injektionsinstruktion von der Verarbeitungsschaltung 150 durchgeführt. Insbesondere führt der Injektor 118 eine Kontrastmittelinjektion gemäß einer Kontrastmittelinjektion-Startinstruktion und einer Injektionsstoppinstruktion durch, die von der Verarbeitungsschaltung 150 erlangt werden, und einer zusätzlichen Kontrastmittelinjektionsbedingung, die eine Injektionsgeschwindigkeit und dergleichen umfasst. Der Injektor 118 kann eine Injektion gemäß Injektionsinstruktionen starten und stoppen, die von einem Nutzer (Betreiber) direkt in den Injektor 118 eingegeben werden.
Der Elektrokardiograph 119 beschafft ein Elektrokardiogramm (EKG) des Untersuchungsobjekts P, an das ein nicht gezeigtes Terminal angebracht ist, und gibt Elektrokardiogrammdaten, in denen das erlangte EKG mit Zeitinformationen assoziiert ist, an die Verarbeitungsschaltung 150 aus.
Die Konsolenvorrichtung 140 umfasst, beispielsweise, einen Speicher 141, eine Kommunikationsschnittstelle 142, eine Eingabeschnittstelle 143, eine Anzeige 144, eine Membransteuerungsschaltung 145, die Mechanismussteuerungsschaltung 146, und die Verarbeitungsschaltung 150. Der Speicher 141 ist beispielsweise durch ein Halbleiterspeicherelement realisiert, wie beispielsweise einen Random-Access-Memory (RAM) oder einen Flashspeicher, eine Festplatte, eine Bildplatte, oder dergleichen. Der Speicher 141 speichert beispielsweise Bilder (ein Beispiel der medizinischen Bilder), die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen wurden, Programme, unterschiedliche Arten von anderen Informationen, und dergleichen. Solche Daten können in einem externen Speicher, mit dem das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 kommunizieren kann, anstelle des Speichers 141 (oder zusätzlich zu dem Speicher 141) gespeichert werden. Der externe Speicher wird beispielsweise durch einen Cloud-Server gesteuert, der den externen Speicher durch Empfangen einer Lese-/Schreibanforderung verwaltet.
Die Kommunikationsschnittstelle 142 umfasst, beispielsweise, eine Kommunikationsschnittstelle wie beispielsweise eine Netzwerk-Schnittstellen-Steuerungseinrichtung (NIC). Die Kommunikationsschnittstelle 142 kommuniziert mit der Abbildungsvorrichtung 110 und dem medizinischen Bildverarbeitungsgerät 200 und gibt eine erlangte Information an die Verarbeitungsschaltung 150 aus. Die Kommunikationsschnittstelle 142 kann Informationen an andere Vorrichtungen übertragen, die durch das Netzwerk NW unter der Steuerung der Verarbeitungsschaltung 150 angeschlossen sind.
Die Eingabeschnittstelle 143 empfängt unterschiedliche Eingabeoperationen von einem Benutzer und gibt elektrische Signale, die Details der empfangenen Eingabeoperationen repräsentieren, an die Verarbeitungsschaltung 150 aus. Beispielsweise empfängt die Eingabeschnittstelle 143 Eingabeoperationen, wie beispielsweise eine Sammelbedingung, wenn Bilddaten gesammelt werden, und eine Bildverarbeitungsbedingung, in der eine vorbestimmte Verarbeitung von Bildern ausgeführt wird. Beispielsweise kann die Eingabeschnittstelle 143 durch eine Maus, eine Tastatur, ein Touch-Panel, eine Steuerkugel, einen Schalter, einen Knopf, einen Joystick, ein Fußpedal, eine Kamera, einen Infrarotsensor, ein Mikrofon, oder dergleichen realisiert sein. Die Eingabeschnittstelle 143 kann in der Abbildungsvorrichtung 110 bereitgestellt sein. Zusätzlich kann die Eingangsschnittstelle 143 durch eine Anzeigevorrichtung (beispielsweise ein Tablet-Terminal) realisiert sein, die kabellos mit dem Hauptkörper der Konsolenvorrichtung 140 kommunizieren kann.
Die Anzeige 144 zeigt unterschiedliche Arten von Informationen an. Beispielsweise zeigt die Anzeige 144 ein medizinisches Bild (beispielsweise ein angiographisches Bild), das durch die Verarbeitungsschaltung 150 generiert wurde, ein Bild einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI), durch die unterschiedliche Operationen von einem Nutzer empfangen werden, und dergleichen an. Beispielsweise kann die Anzeige 144 ein Flüssigkristallpanel, eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine organische Elektrolumineszenz-(EL)-Anzeige, oder dergleichen sein. Die Anzeige 144 kann in der Abbildungsvorrichtung 110 bereitgestellt sein. Die Anzeige 144 kann von einem Desktop-Typ sein oder eine Displayvorrichtung, bzw. eine Anzeigevorrichtung (beispielsweise ein Tablet-Terminal) sein, die kabellos mit dem Hauptkörper der Konsolenvorrichtung 140 kommunizieren kann.
Die Membransteuerungsschaltung 145 steuert auf Grundlage einer Steuerung beispielsweise der Verarbeitungsschaltung 150 einen Bestrahlungsbereich von Röntgenstrahlen, die auf das Untersuchungsobjekt P gestrahlt werden (Röntgenstrahlen-Strahlungsfeld). Eine Information über den Strahlungsbereich wird ebenfalls als eine Sichtfeld-(FOV)-Information bezeichnet. Die Membransteuerungsschaltung 145 steuert den Strahlungsbereich der Röntgenstrahlen durch beispielsweise Ausführen einer Steuerung, wie beispielsweise einem Anpassen von Blendenöffnungen von Membranblättern, die den ersten Kollimator des ersten Röntgenstrahlgenerators 113A und den zweiten Kollimator des zweiten Röntgenstrahlgenerators 113B umfassen.
Die Mechanismussteuerungsschaltung 146 steuert den Armbewegungsmechanismus 115 und den Bettbewegungsmechanismus 117 auf Grundlage einer Steuerung der Verarbeitungsschaltung 150, sodass sie Abbildungsbereiche in dem ersten Abbildungssystem SA und dem zweiten Abbildungssystem SB, relative Positionen, Abbildungswinkel, und dergleichen des ersten Abbildungssystems SA und des zweiten Abbildungssystems SB in Bezug auf das Untersuchungsobjekt P ändert.
Die Verarbeitungsschaltung 150 steuert die Gesamtoperation des medizinischen Bildgenerierungsgeräts 100. Die Verarbeitungsschaltung 150 umfasst beispielsweise eine Steuerungsfunktion 151, eine Bilddatengenerierungsfunktion 152, eine Bildverarbeitungsfunktion 153, und eine Anzeigesteuerungsfunktion 154. Die Verarbeitungsschaltung 150 realisiert diese Funktionen durch einen Hardware-Prozessor, der beispielsweise ein in dem Speicher 141 gespeichertes Programm ausführt. Der Hardware-Prozessor betrifft eine Schaltung, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), oder eine programmierbare Logikvorrichtung (beispielsweise eine einfache programmierbare Logikvorrichtung (SPLD) oder eine komplexe programmierbare Logikvorrichtung (CPLD), oder ein feldprogrammierbares Gate-Array (Field Programmable Gate Array, FPGA)). Das Programm kann direkt in die Schaltung des Hardware-Prozessors integriert sein, anstatt in dem Speicher 141 gespeichert zu sein. In diesem Fall realisiert der Hardware-Prozessor die Funktionen durch Lesen und Ausführen des Programms, das in den Schaltkreis davon integriert ist. Der Hardware-Prozessor ist nicht auf eine Konfiguration einer einzigen Schaltung beschränkt und kann als ein einziger Hardware-Prozessor gemäß einer Kombination einer Vielzahl von unabhängigen Schaltkreisen zur Realisierung der jeweiligen Funktionen eingerichtet sein. Ferner kann eine Vielzahl von Komponenten in einem einzelnen Hardware-Prozessor integriert sein, um die jeweiligen Funktionen zu realisieren.
Komponenten, die in der Konsolenvorrichtung 140 oder der Verarbeitungsschaltung 150 enthalten sind, können durch eine Vielzahl von dezentralen Hardware-Schaltungen realisiert sein. Die Verarbeitungsschaltung 150 kann durch eine Verarbeitungsvorrichtung realisiert sein, die mit der Konsolenvorrichtung 140 kommunizieren kann, anstelle einer Komponente, die in der Konsolenvorrichtung 140 enthalten ist. Die Verarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise eine Arbeitsstation sein, die an ein einzelnes medizinisches Bildgenerierungsgerät oder eine Vorrichtung (beispielsweise einen Cloud-Server) angeschlossen ist, die an eine Vielzahl von medizinischen Bildgenerierungsgeräten angeschlossen ist, und Kollektivprozesse äquivalent zu denen der Verarbeitungsschaltung 150 ausführt, was im Folgenden beschrieben ist.
Die Steuerungsfunktion 151 steuert unterschiedliche Funktionen der Verarbeitungsschaltung 150 auf der Grundlage von Eingabeoperationen, die durch die Eingabeschnittstelle 143 empfangen werden. Insbesondere veranlasst beispielsweise die Steuerungsfunktion 151 eine Vielzahl von Abbildungssystemen (beispielsweise das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB), um medizinische Bilder aufzunehmen, die das Blutgefäß des Untersuchungsobjekts in einer Vielzahl von Richtungen (beispielsweise der ersten Abbildungsachse AX1 und der zweiten Abbildungsachse AX2) zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umfassen. In diesem Fall führt die Steuerungsfunktion 151 eine vorbestimmte Steuerung für den Hochspannungsgenerator 111, den Injektor 118, den Elektrokardiographen 119, die Membransteuerungsschaltung 145, und die Mechanismussteuerungsschaltung 146 auf der Grundlage von Details der Instruktionen, Details des Abbildens und dergleichen von der Eingabeschnittstelle 143 und dergleichen aus. Zusätzlich veranlasst die Steuerungsfunktion 151 die Bilddatengenerierungsfunktion 152, die Bildverarbeitungsfunktion 153 und die Anzeigesteuerungsfunktion 154, vordefinierte Prozesse an aufgenommenen Zeitreihenbildern auszuführen. Ferner führt die Steuerungsfunktion 151 eine Steuerung des Übertragens von aufgenommenen Bildern, Parameterinformationen (beispielsweise Details einer Membransteuerung und Details einer Mechanismussteuerung) während eines Abbildens, Messergebnissen des Elektrokardiographen 119 und dergleichen an das medizinische Bildverarbeitungsgerät durch das Netzwerk NW, und dergleichen aus.
Die Bilddatengenerierungsfunktion 152 generiert Bilddaten unter Verwendung von elektrischen Signalen, die gemäß der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A und der zweiten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B aus Röntgenstrahlen umgewandelt werden, und speichert die generierten Bilddaten in dem Speicher 141. Beispielsweise führt die Bilddatengenerierungsfunktion 152 eine Strom- /Spannungs-Umwandlung, eine Analog-/Digital-(A/D)-Umwandlung, und eine Parallel-/Seriell-Umwandlung an elektrischen Signalen durch, die von der ersten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114A und der zweiten Röntgenstrahlerfassungseinrichtung 114B empfangen werden, um Bilddaten zu generieren. Beispielsweise generiert die Bilddatengenerierungsfunktion 152 Bilddaten (Maskenbild), die in einem Zustand aufgenommen werden, in dem das Kontrastmittel injiziert wurde. Dann speichert die Bilddatengenerierungsfunktion 152 das generierte Maskenbild und Kontrastbild in dem Speicher 141.
Die Bildverarbeitungsfunktion 153 führt unterschiedliche Arten von Bildverarbeitung an den in dem Speicher 141 gespeicherten Bilddaten aus. Beispielsweise generiert die Bildverarbeitungsfunktion 153 ein Differenzbild durch Auslesen des Maskenbildes und des Kontrastbildes, die in dem Speicher 141 gespeichert sind, und führt daran eine Subtraktion (Log-Subtraktion) aus. Die Bildverarbeitungsfunktion 153 kann einen Aufzeichnungsfehler aufgrund einer Körperbewegung unter Verwendung eines Einzelbildes unmittelbar vor einer Kontrastmittelinjektion als ein Maskenbild minimieren. Zusätzlich kann die Bildverarbeitungsfunktion 153 eine Rauschverringerungsverarbeitung unter Verwendung von Bildverarbeitungsfiltern durchführen, wie beispielsweise einem Gleitender-Durchschnitt-(Glättend)-Filter, einem Gaußschen-Filter und einem Median-Filter. Die Bildverarbeitungsfunktion 153 kann eine Vorverarbeitung, die eine Versetzungskorrektur und eine Rauschentfernung umfasst, an einer Vielzahl von Röntgenstrahlbildgruppen durchführen, die über die Zeit unter Verwendung eines Kontrastmittels aufgenommen wurden.
Die Anzeigesteuerungsfunktion 154 steuert ein Anzeigen von auf der Anzeige 144 angezeigten Details und einen Anzeigemodus. Insbesondere veranlasst die Anzeigesteuerungsfunktion 154 die Anzeige 144, ein GUI-Bild anzuzeigen, durch welches eine Instruktion von einem Nutzer empfangen wird, und beispielsweise Bilddaten, die von der Bilddatengenerierungsfunktion 152 generiert werden. Zusätzlich kann die Anzeigesteuerungsfunktion 154 die Anzeige 144 veranlassen, ein Analyseergebnis anzuzeigen, das von dem medizinischen Bildverarbeitungsgerät 200 empfangen wurde.
[Konfiguration eines medizinischen Bildverarbeitungsgeräts]
3 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 umfasst, beispielsweise, eine Kommunikationsschnittstelle 210, eine Eingabeschnittstelle 220, eine Anzeige 230, eine Verarbeitungsschaltung 240 und einen Speicher 250.
Die Kommunikationsschnittstelle 210 umfasst beispielsweise eine Kommunikationsschnittstelle wie beispielsweise ein NIC. Die Kommunikationsschnittstelle 210 kommuniziert mit dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 über das Netzwerk NW und empfängt Informationen von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100. Die Kommunikationsschnittstelle 210 gibt die empfangenen Informationen an die Verarbeitungsschaltung 240 aus. Zusätzlich kann die Kommunikationsschnittstelle 210 Informationen an andere Vorrichtungen übertragen, die durch das Netzwerk NW unter der Steuerung der Verarbeitungsschaltung 240 angeschlossen sind. Die anderen Vorrichtungen können beispielsweise Endgerätvorrichtungen sein, die durch Bildleser wie beispielsweise Doktoren oder Krankenschwestern verwendet werden.
Die Eingabeschnittstelle 220 empfängt unterschiedliche Eingabeoperationen von einem Nutzer, wandelt die empfangenen Eingabeoperationen in elektrische Signale um und gibt die elektrischen Signale an die Verarbeitungsschaltung 240 aus. Beispielsweise kann die Eingabeschnittstelle 220 durch eine Maus, eine Tastatur, eine Steuerkugel, einen Schalter, einen Knopf, einen Joystick, ein Touch-Panel oder dergleichen realisiert sein. Die Eingabeschnittstelle 220 kann durch eine Benutzerschnittstelle realisiert sein, die eine Audioeingabe empfängt, wie beispielsweise ein Mikrofon. In einem Fall, in dem die Eingabeschnittstelle 220 ein Touch-Panel ist, kann die Anzeige 230 in die Eingabeschnittstelle 220 integriert sein.
Die Anzeige 230 zeigt unterschiedliche Arten von Informationen an. Beispielsweise zeigt die Anzeige 230 ein Bild und ein von der Verarbeitungsschaltung 240 generiertes Blutgefäßform-Modell, Analyseergebnisse und dergleichen, eine GUI zum Empfangen unterschiedlicher Eingabeoperationen von einem Nutzer und dergleichen an. Beispielsweise kann die Anzeige 230 ein LCD, ein CRT-Display, ein organisches EL-Display oder dergleichen sein.
Die Verarbeitungsschaltung 240 umfasst, beispielsweise, eine Steuerungsfunktion 241, eine Beschaffungsfunktion 242, eine Generierungsfunktion 243, eine Analysefunktion 244, und eine Anzeigesteuerungsfunktion 245. Die Beschaffungsfunktion 242 ist ein Beispiel einer „Beschaffungseinrichtung“. Die Generierungsfunktion 243 ist ein Beispiel einer „Generierungseinrichtung“. Die Analysefunktion 244 ist ein Beispiel einer „Analyseeinrichtung“ . Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 ist ein Beispiel einer „Anzeigesteuerungseinrichtung“ . Diese Funktionen (Komponenten) sind durch einen Hardware-Prozessor (oder eine Prozessor-Schaltung), wie beispielsweise eine CPU oder eine GPU, die ein in dem Speicher 250 gespeichertes Programm (Software) ausführen, realisiert. Einige oder alle dieser Funktionen können durch Hardware (Schaltung), wie beispielsweise eine LSI-Schaltung, ein ASIC und ein FPGA oder Software und Hardware in Zusammenarbeit realisiert sein. Das oben erwähnte Programm kann in dem Speicher 250 im Vorfeld gespeichert sein oder in einem abnehmbaren Speichermedium, wie beispielsweise einer DVD oder einer CD-ROM gespeichert sein, und in dem Speicher 250 von dem Speichermedium installiert werden, durch Befestigen des Speichermediums in einer Drive-Vorrichtung des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200.
Der Speicher 250 ist durch ein Halbleiterspeicherelement, wie beispielsweise einen RAM oder einen Flash-Speicher, eine Festplatte, einen optischen Datenträger oder dergleichen realisiert. Diese nicht-abnehmbaren Speichermedien können durch andere Speichervorrichtungen realisiert sein, die über das Netzwerk NW angeschlossen sind, wie beispielsweise ein NAS und eine externe Speicherservervorrichtung. Der Speicher 250 kann ferner ein abnehmbares Speichermedium, wie beispielsweise eine ROM oder ein Register umfassen. Beispielsweise können Bilddaten 252, rekonstruierte Bilddaten 254, ein Blutgefäßform-Modell 256, Analysedaten 258, ein Programm, unterschiedliche Arten von Informationen und dergleichen in dem Speicher 250 gespeichert sein.
Die Steuerungsfunktion 241 steuert unterschiedliche Funktionen des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200 auf der Grundlage von Eingangsoperationen, die durch die Eingabeschnittstelle 220 empfangen werden. Beispielsweise steuert die Steuerungsfunktion 241 eine Beschaffung von Bilddaten durch die Kommunikationsschnittstelle 210, eine Speicherung der beschaffenen Bilddaten in dem Speicher 250 und dergleichen. Zusätzlich generiert die Steuerungsfunktion 241 durch Lesen der in dem Speicher 250 gespeicherten Bilddaten 252 und Ausführen von unterschiedlichen Arten von Bildverarbeitung an beispielsweise den gelesenen Bilddaten 252 ein Bild einer dreidimensionalen Form von Blutgefäßen (beispielsweise rekonstruierte Bilddaten), ein Blutgefäßform-Modell und dergleichen. Zusätzlich veranlasst die Steuerungsfunktion 241, dass eine Bildanalyse unter Verwendung des generierten Blutgefäßformel-Modells ausgeführt wird, veranlasst, dass ein Bild zum Anzeigen eines Analyseergebnisses generiert wird, und veranlasst, dass das generierte Bild an die Anzeige 230 und das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 ausgegeben wird.
Die Beschaffungsfunktion 242 veranlasst die Kommunikationsschnittstelle 210 mit dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 zu kommunizieren und beschafft die Bilder, die das Blutgefäß des Untersuchungsobjekts und Elektrokardiogrammdaten umfassen, die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB zu einer Vielzahl von Zeitpunkten aufgenommen wurden, und Informationen über eine Membransteuerung, eine Mechanismussteuerung und dergleichen, während einer Bildaufnahme des medizinischen Bildgenerierungsgeräts 100, das eine Kommunikationsgegenseite ist. Die beschafften Informationen werden in dem Speicher 250 als Bilddaten 252 in Verbindung mit Zeitinformationen gespeichert.
Die Generierungsfunktion 243 rekonstruiert ein dreidimensionales Bild unter Verwendung von Bildern, die von dem ersten Abbildungssystem SA und dem zweiten Abbildungssystem SB aufgenommen wurden.
Zusätzlich generiert die Generierungsfunktion 243 das Blutgefäßform-Modell 256, bei dem Blutgefäße, die in dem rekonstruierten dreidimensionalen Bild umfasst sind, gekoppelt sind und veranlasst den Speicher 250 das generierte Blutgefäßform-Modell 256 zu speichern. Zusätzlich generiert die Generierungsfunktion 243 das Blutgefäßform-Modell 256, das Zeitreihenvariationsinformationen über Blutgefäße in einem Analysebereich von Blutgefäßen umfasst (beispielsweise für jede Verzweigung). Die Generierungsfunktion 243 aktualisiert das Blutgefäßform-Modell 256 auf Grundlage einer vorbestimmten Aktualisierungsbedingung. Funktionen der Generierungsfunktion sind später im Detail beschrieben.
Die Analysefunktion 244 analysiert eine Blutgefäßform des untersuchten Objekts P unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells 256 und veranlasst den Speicher 250 ein Analyseergebnis als die Analysedaten 258 zu speichern. Funktionen der Analysefunktion 244 sind später im Detail beschrieben.
Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 veranlasst die Anzeige 230 die Bilddaten 252, die von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 empfangen werden, die rekonstruierten Bilddaten 254, das Blutgefäßform-Modell 256, die Analysedaten 258, und dergleichen anzuzeigen und veranlasst, dass diese zu dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 übertragen werden. Funktionen der Anzeigesteuerungsvorrichtung 245 sind später im Detail beschrieben.
Hier im Folgenden ist eine Verarbeitung des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200 im Detail beschrieben. Das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 beschafft angiographische Bilder (hier im Folgenden als Blutgefäßbilder bezeichnet), die das Blutgefäß des Untersuchungsobjekts P zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umfassen, die durch das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 generiert werden und von dem ersten Abbildungssystem SA und dem zweiten Abbildungssystem SB in unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden. 4 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Aufnehmens von Bildern unter Verwendung des ersten Abbildungssystems SA und des zweiten Abbildungssystems SB. Als ein Beispiel zeigt 4 schematisch Blutgefäße B1 bis B3 in Bezug auf ein Herz HT des Untersuchungsobjekts P. Das Blutgefäß B1 repräsentiert die rechte Koronararterie, das Blutgefäß B2 repräsentiert die linke Koronararterie, und das Blutgefäß B3 repräsentiert den Aorten-Aszendenten. Obwohl eine Blutgefäßanalyse in der rechten Koronararterie und der linken Koronararterie im Folgenden beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf andere Blutgefäße angewendet werden (beispielsweise die Aorta, das zerebrale Blutgefäß, und die Leberarterie).
Beispielsweise führt ein Nutzer eine Behandlung, eine Untersuchung, einen medizinischen Eingriff oder dergleichen an den Koronararterien, dem peripheren Gefäßsystem, und dergleichen des Untersuchungsobjekts durch, beispielsweise, während er von der Abbildungsvorrichtung 110 des medizinischen Bildgenerierungsgeräts 100 aufgenommene Blutgefäßbilder betrachtet. Blutgefäßbilder umfassen ein unter einer Kontrastradiographie erfasstes Röntgenstrahlenbild und ein ohne Kontrastradiographie erfasstes Röntgenstrahlenbild. Ein unter einer Kontrastradiographie erfasstes Röntgenstrahlenbild bezeichnet ein Kontraströntgenstrahlbild, und ein durch das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 ohne Kontrastradiographie erfasstes Röntgenstrahlbild bezeichnet ein Nicht-Kontraströntgenstrahlbild.
Das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 generiert unter Verwendung des ersten Abbildungssystems SA und des zweiten Abbildungssystems SB in unterschiedlichen Richtungen (der ersten Abbildungsachse AX1 und der zweiten Abbildungsachse AX2) eine Gruppe von Zeitreihen-Blutgefäßbildern (ein sogenanntes bewegendes Bild) durch Abbilden des Herzens HT des Untersuchungsobjekts P und überträgt das generierte bewegte Bild und Messinformationen, wie beispielsweise durch den Elektrokardiographen 119 gemessene Elektrokardiogrammdaten, Details einer Membransteuerung während eines Abbildens, und Details einer Mechanismussteuerung des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200. Bei dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 wird eine Rotation und eine Bewegung des ersten Armes 112A und des zweiten Armes 112B derart durchgeführt, dass ein Winkel, der durch den Schnittpunkt der ersten Abbildungsachse AX1 und der zweiten Abbildungsachse AX2 ausgebildet ist, gleich oder größer als ein vorbestimmter Winkel wird. Der vorbestimmte Winkel ist beispielsweise ein Winkel, der auf etwa 45 Grad eingestellt ist. Demnach ist es möglich, eine dreidimensionale Form der Blutgefäße, die in den Blutgefäßbildern enthalten sind, unter Verwendung des ersten Abbildungssystems SA und des zweiten Abbildungssystems SB präziser zu generieren. Die Beschaffungsfunktion 242 des medizinischen Bildverarbeitungsgeräts 200 beschafft Messdaten, wie beispielsweise eine Blutgefäßbildgruppe und Elektrokardiogrammdaten, von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 und veranlasst den Speicher 250 die beschafften Daten als die Bilddaten 252 zu speichern.
Als Nächstes ist die Generierungsfunktion 243 im Detail beschrieben. Die Generierungsfunktion 243 rekonstruiert ein dreidimensionales Blutgefäßbild auf Grundlage einer Blutgefäßbildgruppe-IFA, die Blutgefäße des Untersuchungsobjekts P zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umfasst, die von dem ersten Abbildungssystem SA aufgenommen werden, und einer Blutgefäßbildgruppe-IFB, die die Blutgefäße des Untersuchungsobjekts P zu einer Vielzahl von Zeitpunkten umfasst, die von dem zweiten Abbildungssystem SB aufgenommen werden. 5 zeig ein Diagramm zum Beschreiben der Generierungsfunktion 243. In dem Beispiel aus 5 ist eine Blutgefäßbildgruppe IFA1 ein Bild, wenn das Blutgefäß B1 (rechte Koronararterie) einer Angiographie an der rechten vorderen Schräglage unterzogen wurde (auf der Seite der ersten Abbildungsachse AX1) und ist eine Blutgefäßbildgruppe IFB1 ein Bild, wenn das Blutgefäß B1 einer Angiographie an der linken vorderen Schräglage unterzogen wurde (auf der Seite der zweiten Abbildungsachse AX2). Eine Blutgefäßbildgruppe IFA2 ist ein Bild, wenn das Blutgefäß B2 (linke Koronararterie) einer Angiographie an der rechten vorderen Schräglage unterzogen wurde und eine Blutgefäßbildgruppe IFB2 ist ein Bild, wenn das Blutgefäß B2 einer Angiographie an der linken vorderen Schräglage unterzogen wurde. Obwohl die rechte Koronararterie und die linke Koronararterie in dem Beispiel von 5 gezeigt sind, können Bilder, die in zwei Richtungen aufgenommen werden, in Bezug zu anderen Blutgefäßen beschafft werden.
Als Nächstes rekonstruiert die Generierungsfunktion 243 auf Grundlage der Blutgefäßbildgruppe IFA1 und der Blutgefäßbildgruppe IFB1 der rechten Koronararterie, die in zwei Richtungen aufgenommen wurden, die in einem Bildbereich enthaltene Blutgefäßbilder, und erzeugt Blutgefäßbilder R1 in einer dreidimensionalen Form (im Folgenden als rekonstruierte Bilddaten bezeichnet). Die Generierungsfunktion 243 synchronisiert ferner Herzschlagphasen der zwei Blutgefäßbildgruppen miteinander auf Grundlage von EKG-Informationen, die in den Elektrokardiogrammdaten enthalten sind, die von dem Elektrokardiographen 119 gemessen wurden, um die dreidimensionalen Bilder zu rekonstruieren.
Hierbei können die Bilder unterschiedliche Größen aufweisen, weil die Blutgefäßbildgruppe IFA1 und die Blutgefäßbildgruppe IFB1 von unterschiedlichen Abbildungssystemen aufgenommen wurden (dem ersten Abbildungssystem SA und dem zweiten Abbildungssystem SB). Demnach korrigiert die Generierungsfunktion 243 die Größen (Bildbereich und FOV-Informationen) von einer oder beiden der Bildgruppen, sodass die Blutgefäßbildgruppe IFA1 und die Blutgefäßbildgruppe IFB1 dieselbe Größe oder ähnliche Größen aufweisen, unter Verwendung von umgebenden Blutgefäßen (beispielsweise Aorta), die von den Zielblutgefäßen verschieden sind und in den Bildern enthalten sind, umgebenden menschlichen Körperstrukturen (beispielsweise Teilformen eines Knochens wie beispielsweise die Costa, das Herz, und dergleichen) und dergleichen. Demnach ist es möglich einen Fehler bei Blutgefäßgrößen aufgrund eines Unterschiedes zwischen Abbildungssystemen zu verringern.
Die Generierungsfunktion 243 führt unter Verwendung der Blutgefäßbildgruppe IFA2 und der Blutgefäßbildgruppe IFB2 die gleiche Verarbeitung durch, wie die oben beschriebene Verarbeitung des Generierens der rekonstruierten Bilddaten R1, um rekonstruierte Bilddaten R2 zu generieren. Die Generierungsfunktion 243 liest Bilddaten aus einer Vielzahl von Zeitphasen aus, die über die Zeit erfasst wurden, und führt eine Bildverarbeitung an den ausgelesenen Bilddaten der Vielzahl von Zeitphasen durch, um rekonstruierte Zeitreihenbilddaten zu gewinnen.
Als Nächstes generiert die Generierungsfunktion 243 das dreidimensionale Blutgefäßform-Modell 256 durch Koppeln von Bereichen von Blutgefäßen (Blutgefäßbereiche) in den Analysebereich auf Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen den Enden von Blutgefäßen, die in den zwei Teilen von rekonstruierten Bilddaten R1 und R2 enthalten sind. 6 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben des Koppelns von zwei Blutgefäßen. Die Generierungsfunktion 243 schätzt dreidimensionale Positionen der Vorderenden, bzw. vorderen Enden (Eingänge von Fließwegen in dem Bild) SP1 und SP2 der Blutgefäße B1 und B2 auf Grundlage von, beispielsweise, Änderungen in der Position eines in die Blutgefäße injizierten Kontrastmittels mit einem Zeitverlauf (Fließen des Kontrastmittels). Die Generierungsfunktion 243 berechnet dann eine Distanz D1 zwischen geschätzten dreidimensionalen Koordinaten (x1, y1, z1) des Vorderendes SP1 und geschätzten dreidimensionalen Koordinaten (x2, y2, z2) des Vorderendes SP2 und bestimmt, dass das Vorderende SP1 und das Vorderende SP2 in einem Fall aneinandergekoppelt werden, in dem die Distanz D1 gleich oder geringer als eine vorbestimmte Distanz Dth1 ist.
Die Generierungsfunktion 243 kann zwei Blutgefäße als aneinandergekoppelt betrachten, falls geschätzt wird, dass sie über ein anderes Blutgefäß miteinander gekoppelt sind, selbst wenn die Distanz zwischen dem Vorderende SP1 und dem Vorderende SP2 größer als die erste vorbestimmte Distanz Dth1 ist. 7 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls zeigt, in dem zwei Blutgefäße als aneinandergekoppelt betrachtet werden können. Beispielsweise betrachtet die Generierungsfunktion 243 das Vorderende SP1 und das Vorderende SP2 in einem Fall als aneinandergekoppelt, in dem analysiert wurde, dass das Vorderende SP1 und das Vorderende SP2 über ein anderes Blutgefäß (Aorten-Aszendenten) B3 gemäß Bildanalysen gekoppelt sind (beispielsweise Merkmalsanalysen durch Farbunterschiede, und Kantenextrahierung, und dergleichen), obwohl die Distanz zwischen der dreidimensionalen Position (x1, y1, z1) des Vorderendes SP1 des Blutgefäßes B1 und der dreidimensionalen Position (x2, y2, z2) des Vorderendes SP2 des Blutgefäßes B2 eine Distanz D2 ist, die größer als die erste vorbestimmte Distanz Dth1 ist.
Zusätzlich kann die Generierungsfunktion 243 das Vorderende SP1 und das Vorderende SP2 als aneinandergekoppelt betrachten, wenn ein Vorhandensein eines medizinischen Elements, wie beispielsweise eines Stents ST1, aus einer Bildanalyse anstelle von (oder zusätzlich zu) einem Koppeln durch das oben erwähnte andere Blutgefäß B3 erkannt wird.
Die Generierungsfunktion 243 kann eine Blutgefäßpositionsbeziehung eines lebenden Körpers in Bezug auf eine Blutgefäßpositionsbeziehung nach einem Koppeln der Blutgefäße B1 und B2 nicht selbst reproduzieren. Das liegt daran, weil es wichtig ist, geeignetere, bzw. zweckdienlichere Flüssigkeitsanalysen unter Verwendung eines dreidimensionalen Modells zu realisieren, bei dem zu koppelnde Blutgefäße in einer Blutgefäßanalyseverarbeitung in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt werden, und die Wichtigkeit einer Rekonstruktion eines dreidimensionalen Blutgefäßbildes, bei dem Vorderenden pseudogekoppelt sind, gering ist. Demnach kann die Generierungsfunktion 243 Vorderenden von Blutgefäßen als Fließpfade, bzw. Strömungspfade nur verbinden, wenn die Vorderenden verbunden sind, die Vorderenden an denselben Koordinaten eines dreidimensionalen Modells koppeln, beispielsweise in einem Fall, in dem die Distanz D1 zwischen den Vorderenden gleich oder geringer als die vorbestimmte Distanz Dth1 ist, und die Vorderenden durch einen anderen Fließpfad (beispielsweise einen Dummy-Fließpfad) koppeln, wenn die Distanz D1 größer als die vorbestimmte Distanz Dth1 ist. In einem Fall, in dem die Distanz die Distanz D2 ist und ein anderes Blutgefäß oder ein medizinisches Element zwischen den Vorderenden nicht vorhanden ist, koppelt die Generierungsfunktion 243 die Vorderenden nicht. Die Generierungsfunktion 243 führt die oben beschriebene Blutgefäßkopplung für jedes Blutgefäß in den rekonstruierten Bilddaten 254 durch.
Als Nächstes beschafft die Generierungsfunktion 243 eine dreidimensionale Position eines distalen Endes eines Blutgefäßes in dem Analysebereich. 8 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Beschaffens der Position eines distalen Endes. Das Beispiel aus 8 zeigt schematisch Abschnitte der Blutgefäße B1 und B2. Die Generierungsfunktion 243 beschafft die Länge eines Durchmessers um einen Pixel (beispielsweise ein kurzer Durchmesser) eines Bildes, das in dem Blutgefäßform-Modell 256 enthalten ist, beispielsweise auf Grundlage von FOV-Informationen der Bilddaten 252 und dergleichen. Die Generierungsfunktion 243 erkennt dann Positionen, an denen die Durchmesser der Blutgefäße B1 und B2 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Durchmesser sind, wenn die Blutgefäße B1 und B2 von Vorderenden (Eingänge) SP1 und SP2 durchsucht werden oder Positionen, an denen sie größer als ein vorbestimmter Durchmesser sind, wenn sie von den distalen Enden als distale Enden EP der Blutgefäße durchsucht werden. In einem Fall, in dem ein Blutgefäß einen verzweigenden Abschnitt aufweist und der Durchmesser des Blutgefäßes nach einem Verzweigen als gleich oder geringer als ein vorbestimmter Durchmesser erkannt wird, kann die Generierungsfunktion 243 die Position des Verzweigungspunktes als ein distales Ende schätzen. In dem Beispiel aus 8 erkennt die Generierungsfunktion 243 ein distales Ende EP1 des Blutgefäßes B1 und distale Enden EP2 und EP3 des Blutgefäßes B2 gemäß der oben beschriebenen Analyseverarbeitung. Weil es möglich ist dünne Blutgefäße von Analysezielen durch das Einstellen distaler Enden auszuschließen, ist es möglich die Genauigkeit von Informationen über aus Bilddaten analysierten Blutgefäße zu erhöhen.
Als Nächstes beschafft die Generierungsfunktion 243 zugehörige Informationen (hier im Folgenden blutgefäßbezogene Informationen) an den Positionen der Blutgefäße B1 und B2 auf Grundlage der rekonstruierten Bilddaten 254. Die blutgefäßbezogenen Informationen umfassen beispielsweise Zeitreihenvariationsinformationen über Blutgefäße. Die blutgefäßbezogenen Informationen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfassen beispielsweise Forminformationen von Pfaden zwischen Vorderenden zu distalen Enden. Forminformationen umfassen beispielsweise Informationen, wie beispielsweise Blutgefäßschnittflächen von dem Eingang und Ausgang eines Blutgefäßes, Variationskoeffizienten von Schnittflächen über die Zeit, die Verdrehung, Krümmung und Länge eines Blutgefäßes und dergleichen. Die blutgefäßbezogenen Informationen können Informationen über eine Randbedingung an Eingängen (Vorderenden) und Ausgängen (distale Enden) von Fließpfaden, die durch die später beschriebene Analysefunktion 244 analysiert werden, und vorbestimmte andere Positionen und dergleichen umfassen. Die Randbedingung umfasst beispielsweise Fließgeschwindigkeiten, bzw. Strömungsgeschwindigkeiten und Fließraten, bzw. Strömungsraten eines Blutflusses in Blutgefäßen.
9 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Beschaffens von blutgefäßbezogenen Informationen. Obwohl 9 ein Beispiel zeigt, bei dem blutgefäßbezogene Informationen an vorbestimmten Positionen RI1 bis RI5 zwischen dem Vorderende SP2 bis zu dem distalen Ende EP2 des Blutgefäßes B2 beschafft werden, sind Positionen und die Anzahl von Teilen von blutgefäßbezogenen Informationen für Analysen nicht darauf beschränkt. Es wird angenommen, dass blutgefäßbezogene Informationen in Bezug auf andere Zielblutgefäße auf die gleiche Art und Weise beschafft werden. Die Generierungsfunktion 243 extrahiert aus den rekonstruierten Zeitreihenbilddaten 254 Schnittflächenvariationskoeffizienten an den vorbestimmten Positionen RI1 bis RI5 des Blutgefäßes B2. Die Art von blutgefäßbezogenen Informationen kann in dem System von vornherein eingepflegt sein oder durch einen Nutzer interaktiv definiert sein. Die oben beschriebenen vorbestimmten Positionen RI können Positionen sein, die aufgrund der Form und Distanz des Blutgefäßes automatisch abgeleitet wurden oder die gemäß einer Instruktion des Nutzers über die Eingabeschnittstelle 220 ausgewiesen wurden.
Die Generierungsfunktion 243 generiert das Blutgefäßform-Modell 256, bei dem die oben beschriebenen blutgefäßbezogenen Informationen mit einer durch ein Koppeln von Blutgefäßen erhaltenen dreidimensionalen Blutgefäßform assoziiert werden und veranlasst den Speicher 250 das generierte Blutgefäßform-Modell 256 zu speichern. Das Blutgefäßform-Modell 256 ist ein dreidimensionales Blutgefäßform-Modell, das Variationen in den Schnittflächen von Blutgefäßen umfasst. Eine Injektion eines Kontrastmittels durch den Injektor 118 wird intermittierend während eines Abbildens durchgeführt, das von dem ersten Abbildungssystem SA und dem zweiten Abbildungssystem SB ausgeführt wird. Demnach führt die Verarbeitungsschaltung 240 eine Verarbeitung von einem Beschaffen von Bilddaten bis zu einer Generierung des Blutgefäßform-Modells 256 in Verbindung mit einem Kontrastmittel-Injektionszeitpunkt aus. Durch Generieren des neuesten Blutgefäßform-Modells 256 auf diese Art und Weise, ist es möglich, Analyseergebnisse mit höherer Genauigkeit unter Verwendung der später beschriebenen Analysefunktion 244 zu erhalten.
Als Nächstes ist die Analysefunktion 244 im Detail beschrieben. Die Analysefunktion 244 führt unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells 256 eine Flüssigkeitsanalyse von durch ein Blutgefäß fließendem Blut durch. Beispielsweise beschafft die Analysefunktion 244 durch eine Flüssigkeitsanalyse von Variationen in den Schnittflächen an vorbestimmten Positionen RI1 bis RI5 eine Fließrate und eine Fließgeschwindigkeit des durch das Blutgefäß fließenden Blutes unter Verwendung von Eigenschaften, dass eine Fließrate und eine Fließgeschwindigkeit an einer Position aus durch die Generierungsfunktion 243 generierten Variationen in Schnittflächen geschätzt werden können. Die Analysefunktion 244 kann die Fließrate und die Fließgeschwindigkeit unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion beschaffen, die Variationen in Schnittflächen als Eingabe aufweist und eine Fließrate und eine Fließgeschwindigkeit als Ausgaben aufweist. Die Analysefunktion 244 kann nur die Fließrate oder die Fließgeschwindigkeit unter Verwendung der Variationen in den Schnittflächen beschaffen.
Die Analysefunktion 244 leitet eine fraktionelle Flussreserve (FFR) auf Grundlage des Blutgefäßform-Modells 256 ab. Die FFR ist ein Index, durch den ein Maß angenommen wird, zu dem ein Blutfluss aufgrund einer Läsion (beispielsweise einer Verengung, Plaque oder dergleichen) gehindert ist, ist als ein Verhältnis einer Fließrate, wenn eine Läsion vorhanden ist, zu einer Fließrate, wenn keine Läsion vorhanden ist, definiert, und wird gemäß „FFR = Qs/Qn ... (1)“ abgeleitet. In Gleichung (1) repräsentiert „Qn“ eine Fließrate, wenn keine Läsion vorhanden ist, und repräsentiert „Qs“ eine Fließrate, wenn eine Läsion vorhanden ist. Beispielsweise leitet die Analysefunktion 244 die FFR unter Verwendung von Fließraten an den vorbestimmten Positionen RI1 bis RI5 des Blutgefäßes B2, das in dem Blutgefäßform-Modell 256 enthalten ist, ab. Die Fließrate (Richtige-Antwort-Daten von Fließraten) kann, wenn keine Läsion vorhanden ist, im Vorfeld unter Verwendung blutgefäßbezogener Informationen, wie beispielsweise Schnittflächen und Formen, eingestellt werden, oder aus Fließraten von anderen Blutgefäßen oder Fließraten an anderen Positionen desselben Blutgefäßes geschätzt werden.
Der FFR-Wert, der in dem ersten Ausführungsbeispiel abgeleitet wird, ist nicht auf einen Wert unter Verwendung des oben beschriebenen Berechnungsverfahrens beschränkt, und das Berechnungsverfahren ist nicht darauf beschränkt, falls beispielsweise der FFR-Wert ein Druckindexwert ist, der einen Vergleich zwischen einem Druck an einem Punkt der stromaufwärts gerichteten Seite eines Blutgefäßes und einem Druck an einem Punkt der stromabwärts gerichteten Seite angibt. Beispielsweise kann die Analysefunktion 244 ein Druckverhältnis in Bezug auf das Untersuchungsobjekt in einem Ruhezustand berechnen oder einen Druckwert der stromaufwärts gerichteten Seite oder der stromabwärts gerichteten Seite aus einem anderen Wert vermuten oder ihn mit einem anderen Wert ersetzen, um ihn zu berechnen.
Die Analysefunktion 244 kann ΔFFR berechnen, das eine Differenz zwischen FFRs an benachbarten Positionen für jede der vorbestimmten Positionen RI1 bis RI5 ist. Demnach kann die Analysefunktion 244 aus dem ΔFFR in jedem Abschnitt Abschnitte SI1 und SI2, in denen eine Verengung vorhanden ist (hier im Folgenden als Verengungsabschnitte bezeichnet), Plaques PRK1 und PRK2 und dergleichen extrahieren. Zusätzlich kann das von der Analysefunktion 244 berechnete ΔFFR beispielsweise verwendet werden, um die Verengungsabschnitte SI1 und SI2 zu evaluieren. In einem Fall beispielsweise, in dem mehrere Verengungsabschnitten SI1 und SI2 in dem Blutgefäß B2, wie in 9 gezeigt, vorhanden sind, analysiert die Analysefunktion 244 einen, in dem eine Änderung ΔFFR gemäß den vorbestimmten Regionen RI1 bis RI5 groß ist (ein abrupt abfallender FFR-Wert) als einen Teil, in dem eine Verengung einen Blutfluss stark betrifft. Es ist demnach möglich, die Position eines eine hohe Behandlungspriorität aufweisenden Blutgefäßes passender, bzw. zweckmäßiger zu analysieren.
Die Analysefunktion 244 kann eine Fluid-Struktur-Wechselwirkung (FSI)-Analyse zur Berechnung einer Geschwindigkeitsverteilung eines Blutflusses in einem Blutgefäß auf Grundlage des Blutgefäßform-Modells 256 durchführen. Die Analysefunktion 244 kann eine Innendurchmesser-Verengungsrate auf Grundlage von Innendurchmessern von Blutgefäßen berechnen. In diesem Fall kann die Analysefunktion 244 eine Innendurchmesser-Verengungsrate (%DS) unter Verwendung des Lumen-Durchmessers eines Blutgefäßes an jeder Position des Blutgefäßes berechnen, das in dem Blutgefäßform-Modell 256 enthalten ist.
Die Analysefunktion 244 kann eine Analyse erneut ausführen, wenn die Generierungsfunktion 243 das Blutgefäßform-Modell 256 auf Grundlage einer vorbestimmten Aktualisierungsbedingung aktualisiert hat. Die Aktualisierungsbedingung umfasst beispielsweise einen Fall, in dem ein Kontrastmittel durch den oben beschriebenen Injektor 118 injiziert wird oder einen Fall, in dem ein Einstellen eines medizinischen Elements, wie beispielsweise eines Stents, innerhalb eines Blutgefäßes gemäß einem Analyseergebnis von Bilddaten, die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen wurden, erkannt wird.
10 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Falles, in dem ein Stent in ein Blutgefäß eingesetzt wird. Das Beispiel aus 10 zeigt eine Situation, in der ein Stent ST in den Verengungsabschnitt SI1 eingesetzt wird. Weil der Moment zu dem der Stent ST eingesetzt wird ein Nicht-Kontrastzustand ist, kann in diesem Fall die Position des Blutgefäßes B2 aus den Bilddaten 252 nicht bestimmt werden und nur der Stent ST wird extrahiert. Ein Abbildungswinkel und dergleichen kann jedoch, wenn ein Bild, aus dem der Stent ST extrahiert wird, aufgenommen wird, aus Bilddaten beschafft werden, und somit kann die Analysefunktion 244 die Position des Stents in dem Blutgefäßform-Modell 256 durch Kollationieren des Blutgefäßform-Modells 256 identifizieren, das aus den Bildern generiert wurde, die aus einer Vielzahl von Abbildungswinkeln mit der Position des Stents ST bei dem aktuellen Abbildungswinkel aufgenommen wurden. Demnach aktualisiert die Generierungsfunktion 243 einige der Bilddaten auf Grundlage einer Abbildungsposition unmittelbar nachdem der Stent ST eingesetzt wird und erneuert das Blutgefäßform-Modell 256. Das heißt, die Generierungsfunktion 243 beschafft blutgefäßbezogene Informationen an den Positionen des Blutgefäßes, an denen der Stent ST eingesetzt wurde, aktualisiert das Blutgefäßform-Modell 256 auf Grundlage der beschafften blutgefäßbezogenen Informationen, und speichert das Blutgefäßform-Modell 256 in dem Speicher unabhängig von Kontrast und Nicht-Kontrast. Die Generierungsfunktion 243 kann das Blutgefäßform-Modell 256 auf Grundlage eines Druckverlustes aufgrund eines Einsetzens eines Stents und anderer medizinischer Elemente erneuern.
Die Analysefunktion 244 kann eine Analyse von Blutgefäßen unter Verwendung der neuesten Modellinformationen mit höherer Genauigkeit durch Ausführen einer Analyse unter Verwendung des aktualisierten Blutgefäßform-Modells 256 durchführen. Die Analysefunktion 244 kann ein Symptom des Untersuchungsobjekts P diagnostizieren, wie beispielsweise eine ischämische Herzkrankheit, wie beispielsweise eine Angina und ein Herzinfarkt, gemäß der Position und einem Maß einer Läsion in einem Blutgefäß auf Grundlage des oben beschriebenen Analyseergebnisses.
Darüber hinaus kann die Analysefunktion 244 Flüssigkeitsanalyseergebnisse, bzw. Fluidanalyseergebnisse in Bezug zu Variationen in Schnittflächen oder anderen Teilen von blutgefäßbezogenen Informationen unter Verwendung von beispielsweise Machine-Learning ableiten. Obwohl ein Machine-Learning-Modell in diesem Fall ein Deep-Neural-Network (DNN) unter Verwendung eines faltenden neuralen Netzwerks (Convolutional Neural Network, CNN) ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und andere Modelle können verwendet werden. Wenn Analyseergebnisse (beispielsweise eine FFR, ΔFFR, Diagnostikergebnisse und dergleichen) unter Verwendung von Machine-Learning beschafft werden, speichert und lernt die Generierungsfunktion 243 beispielsweise eine Vielzahl von blutgefäßbezogenen Informationen über Blutgefäße in einer Modellform und Informationen über Analyseergebnisse in Bezug zu den blutgefäßbezogenen Informationen. Genauer gesagt bildet die Analysefunktion 244 eine Diskriminatoreinrichtung, die beispielsweise blutgefäßbezogene Informationen und Analyseergebnisse aus einem aus Bildern generierten Blutgefäßform-Modell im Betrieb ableitet, durch beispielsweise Assoziieren eines Blutgefäßform-Modells, das aus einem Blutgefäß in einer Modellform mit blutgefäßbezogenen Informationen und Analyseergebnissen des Blutgefäßes generiert wird, Speichern und Lernen der assoziierten Informationen. Es ist möglich Analyseergebnisse aus einem aus Bilddaten gemäß Machine-Learning generierten Blutgefäßform-Modell durch Ausführen des oben beschriebenen Speicherns und Lernens auf unterschiedliche Blutgefäßformen abzuleiten.
Die Analysefunktion 244 veranlasst den Speicher 250 die oben beschriebenen Analyseergebnisse als die Analysedaten 258 zu speichern.
Als Nächstes ist die Anzeigesteuerungsfunktion 245 im Detail beschrieben. Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 veranlasst die Anzeige 230 Informationen über das oben beschriebene Blutgefäßform-Modell 256 und die Analysedaten 258 anzuzeigen. Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 kann die Informationen über das Blutgefäßform-Modell 256 und die Analysedaten 258 an das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 über die Kommunikationsschnittstelle 210 übertragen und die Anzeige 144 des medizinischen Anzeigegenerierungsgeräts 100 veranlassen, die Informationen anzuzeigen.
Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 kann die Anzeige veranlassen, Informationen über Analyseergebnisse anzuzeigen, die über eines oder beide der durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommenen Bilder gelegt sind. 11 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes zeigt, das Analyseergebnisse anzeigt, die über ein in dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 aufgenommenen Bild gelegt sind. Das Beispiel aus 11 zeigt ein Bild IFB2-1, in dem Bilder IM1 bis IM3 auf Grundlage von Analyseergebnissen über ein Blutgefäßbildgruppenbild IFB2 mit Bezug zu dem Blutgefäß B2, das durch das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen wird, gelegt sind. Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 führt eine Koordinatentransformation gemäß einer Affintransformation oder dergleichen auf Grundlage von dreidimensionalen Positionskoordinaten und eines Bildbereichs des zweiten Abbildungssystems SB, wenn das Blutgefäßbildgruppenbild IFB2 aufgenommen wird, zweidimensionalen Koordinaten des Blutgefäßes B2, die von einem Abbildungswinkel und dergleichen abgeleitet werden, und dreidimensionalen Koordinaten der Analysedaten 258 aus, um die Analyseergebnisse in Verbindung mit den zweidimensionalen Koordinaten des Blutgefäßes B2 abzubilden. In dem Beispiel aus 11 werden die Bilder IM1 bis IM3, die in Formen, Farben und dergleichen in Verbindung mit den Analyseergebnissen und beschafften FFR-Werten repräsentiert werden, in Verbindung mit den Positionen davon angezeigt.
Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 kann die Anzeige 230 oder die Anzeige 144 veranlassen, ein Bild von Analyseergebnissen anzuzeigen, die über die rekonstruierten Bilddaten 254 und das Blutgefäßform-Modell 256 gelegt sind, das durch das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 generiert wird, anstelle von (oder zusätzlich zu) den Bildern, die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen werden. 12 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes IFB2-2 zeigt, das ein Bild von Analyseergebnissen aufweist, die über die rekonstruierten Bilddaten 254 gelegt sind. Das Beispiel aus 12 zeigt das Bild IFB2-2, bei dem das Bild von Analyseergebnissen über das Bild des Blutgefäßes B2 gelegt ist. Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 assoziiert dreidimensionale Koordinaten von dreidimensionalen Bilddaten des Blutgefäßes B2 mit dreidimensionalen Koordinaten der Analysedaten 258 gemäß einer Affintransformation oder dergleichen und veranlasst, dass das Bild auf Grundlage des Analyseergebnisses an einer entsprechenden Position des Blutgefäßes B2 in einer überliegenden Art und Weise angezeigt wird. In dem Beispiel aus 12 sind durch Formen, Farben und dergleichen, die mit FFR-Werten assoziiert sind, repräsentierte Bilder IM1 bis IM3 in Verbindung mit den Positionen davon wie in 11 angezeigt. Die Anzeigesteuerungsfunktion 245 kann ein zugehöriges Bild generieren und das über ein Blutgefäßbild gelegte Bild anzeigen, wann immer die Analysedaten 258 aktualisiert werden.
Wie in 11 und 12 gezeigt, kann das medizinische Bildverarbeitungsgerät 200 es einem Nutzer oder dergleichen während eines Betrachtens des Bildes IFB2-1 und des Bildes IFB2-2 erlauben, einfach intuitiv eine Position zu ermitteln, die als eine Position konzipiert ist, an der eine Verengung oder Plaque vorhanden ist oder kann eine Durchführung einer angemessenen Behandlung für das Untersuchungsobjekt P durch Anzeigen eines Bildes unterstützen, das mit Analyseergebnissen oder diagnostischen Ergebnissen assoziiert ist, die über ein Blutgefäßbild gelegt sind. Obwohl mit Analyseergebnissen assoziierte Bilder, die über Blutgefäßbilder gelegt sind, in den Beispielen aus 11 und 12 angezeigt werden, ist ein Anzeigemodus nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Anzeigesteuerungsfunktion 245 eine Anzeige veranlassen, numerische Werte, die als Analyseergebnisse beschafft werden, oder Textinformationen von diagnostischen Ergebnissen anzuzeigen, oder veranlassen, dass ein animiertes Bild in Verbindung mit Blutgefäßen angezeigt wird, das einen Blutfluss entsprechend der FFR-Werte repräsentiert.
[Verarbeitungsablauf]
Hier im Folgenden ist ein Verarbeitungsablauf der Verarbeitungsschaltung 240 in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. 13 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihe von Verarbeitungsschritten der Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Eine Ausführung von medizinischer Bildverarbeitung unter Verwendung bewegender Bilder (einer Bildgruppe), die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen wird, ist in dem unten aufgeführten Beispiel beschrieben.
In dem Beispiel aus 13 beschafft die Beschaffungsfunktion 242 Bilddaten, die durch das erste Abbildungssystem SA und das zweite Abbildungssystem SB aufgenommen werden (Schritt S100). Die Generierungsfunktion 243 rekonstruiert dann dreidimensionale Bilddaten aus den Bilddaten (Schritt S110) und koppelt Blutgefäße, wenn eine Distanz zwischen den Vorderenden der Blutgefäße, die in den rekonstruierten dreidimensionalen Bilddaten enthalten sind (rekonstruierte Bilddaten), eine vorbestimmte Bedingung erfüllt (Schritt S120).
Anschließend beschafft die Generierungsfunktion 243 blutgefäßbezogene Informationen, die eine Randbedingung auf Grundlage der Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen enthalten, auf Grundlage der rekonstruierten Bilddaten der gekoppelten Blutgefäße (Schritt S130), und generiert ein Blutgefäßform-Modell, das die beschafften blutgefäßbezogenen Informationen und die rekonstruierten Bilddaten der gekoppelten Blutgefäße (Schritt S140), umfasst.
Als Nächstes führt die Analysefunktion 244 die Flüssigkeitsanalyse unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells 256 durch (Schritt S150). Anschließend veranlasst die Anzeigesteuerungsfunktion 245 die Anzeige 144 oder die Anzeige 230 durch Flüssigkeitsanalysen und dergleichen beschaffte Analyseergebnisse auszugeben, die über ein Blutgefäßbild gelegt sind (Schritt S160). Die Verarbeitungsschaltung 240 bestimmt dann, ob eine medizinische Bildverarbeitung zu beenden ist (Schritt S170). In einem Fall beispielsweise, in dem Bilddaten nicht von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 beschafft werden können, oder eine Instruktion zum Beenden einer Bildverarbeitung durch die Eingabeschnittstelle 220 empfangen wird, bestimmt die Verarbeitungsschaltung 240, dass eine Verarbeitung beendet ist und beendet eine Verarbeitung dieses Flussdiagramms. In einem Fall, in dem die oben beschriebene Bedingung nicht erfüllt ist, und bestimmt ist, dass eine Verarbeitung in Verarbeitungsschritt S170 nicht geendet hat, kehrt die Verarbeitung zu Verarbeitungsschritt S100 zurück.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich eine Blutgefäßanalyse in einer kürzeren Zeit durchzuführen, durch die Beschaffungsfunktion 242, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassende medizinische Bilder beschafft, die in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten aufgenommen wurden, die Generierungsfunktion 243, die ein dreidimensionales Blutgefäßform-Modell generiert, das Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen auf Grundlage der durch die Beschaffungsfunktion 242 beschafften medizinischen Bilder generiert, und die Analysefunktion 244, die eine Flüssigkeitsanalyse des durch die Blutgefäße fließenden Blutes auf Grundlage des durch die Generierungsfunktion 243 generierten Blutgefäßform-Modells durchführt, einbezogen werden.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Hier im Folgenden ist ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Randbedingung auf Grundlage der Variationen einer Konzentration eines Kontrastmittels analysiert wird, das in die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts injiziert wird, anstelle eines Beschaffens der Randbedingung (beispielsweise Fließgeschwindigkeiten und Fließraten eines Blutflusses in Blutgefäßen) auf Grundlage der Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Demnach ist der oben beschriebene Unterschied hier im Folgenden hauptsächlich beschrieben. Weil Komponenten in einem medizinischen Abbildungsverarbeitungssystem und einem medizinischen Abbildungsverarbeitungsgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen sein können wie die des medizinischen Abbildungsverarbeitungssystems 1 und des medizinischen Abbildungsverarbeitungsgeräts 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, ist eine detaillierte Beschreibung ausgelassen. Dasselbe passiert bei einem später beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel.
14 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildgenerierungsgeräts 200A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Das medizinische Bildgenerierungsgerät 200A unterscheidet sich von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass das medizinische Bildgenerierungsgerät 200A eine Beschaffungsfunktion 242A, eine Generierungsfunktion 243A, und eine Analysefunktion 244A anstelle der Beschaffungsfunktion 242, der Generierungsfunktion 243, und der Analysefunktion 244 umfasst.
Die Beschaffungsfunktion 242A weist eine ähnliche Funktion wie die Beschaffungsfunktion 242 in dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Darüber hinaus beschafft die Beschaffungsfunktion 242A Informationen über ein Kontrastmittel, das in die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts injiziert wird. Die Informationen über das Kontrastmittel umfassen beispielsweise Informationen über eine Injektionssteuerung eines Kontrastmittels durch den Injektor 118. Die Information über die Injektionssteuerung umfasst beispielsweise Informationen über eine Menge, eine Injektionsgeschwindigkeit, und ein Injektionsintervall (intermittierende Zeit) eines Kontrastmittels, das zu injizieren ist, und dergleichen, das mechanisch gesteuert wird. Die Informationen über die Injektionssteuerung werden an das medizinische Bildgenerierungsgerät 200A durch beispielsweise die Steuerungsfunktion 151 übertragen.
Die Generierungsfunktion 243A weist eine ähnliche Funktion wie die Generierungsfunktion 243 in dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Darüber hinaus beschafft die Generierungsfunktion 243A blutgefäßbezogene Informationen an jeder Position eines Blutgefäßes auf Grundlage der rekonstruierten Bilddaten 254. Die blutgefäßbezogenen Informationen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können Informationen und eine Randbedingung an Eingängen und Ausgängen von Fließpfaden, die von der Analysefunktion 244A analysiert werden, vorbestimmte andere Positionen, und dergleichen umfassen. Die Randbedingung umfasst Fließgeschwindigkeiten und Fließraten eines Blutflusses in Blutgefäßen, die auf Grundlage der Variationen einer Konzentration eines Kontrastmittels in den Blutgefäßen analysiert werden.
Die Generierungsfunktion 243A generiert das Blutgefäßform-Modell 256, bei dem die oben beschriebenen blutgefäßbezogenen Informationen mit einer dreidimensionalen Blutgefäßform assoziiert werden, die durch ein Koppeln von Blutgefäßen erhalten wird, und veranlasst den Speicher 250 das generierte Blutgefäßform-Modell 256 zu speichern. Das Blutgefäßform-Modell 256 ist ein dreidimensionales Blutgefäßform-Modell, das die Randbedingung umfasst, die von den Variationen in der Konzentration des Kontrastmittels in den Blutgefäßen, und dergleichen, erhalten wird.
Die Analysefunktion 244A führt Flüssigkeitsanalysen von durch ein Blutgefäß fließendem Blut unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells 256 durch. Beispielsweise beschafft die Analysefunktion 244A eine Fließrate und eine Fließgeschwindigkeit des durch das Blutgefäß fließenden Blutes durch Flüssigkeitsanalysen an der Position aus Variationen in der Konzentration, bzw. Konzentrationsvariationen nach dem Injizieren des Kontrastmittels, die durch die Generierungsfunktion 243A generiert werden.
Beispielsweise analysiert die Analysefunktion 244A die Informationen über die Variationen in der Konzentration des Kontrastmittels an der vorbestimmten Position des Blutgefäßes durch Bildanalyse in Bezug auf ein Röntgenstrahlbild. Insbesondere beschafft die Analysefunktion 244A den Helligkeitswert (Referenzhelligkeitswert) in dem Blutgefäß aus dem Bild vor der Injektion des Kontrastmittels, und analysiert dann Zeitreihenvariationen des Helligkeitswerts nach der Injektion des Kontrastmittels. Beispielsweise wie sich der Helligkeitswert dem Referenzhelligkeitswert nähert, wenn die Konzentration des Kontrastmittels abnimmt. Im Gegensatz dazu wie der Helligkeitswert von dem Referenzhelligkeitswert abweicht (insbesondere wird der Helligkeitswert niedriger als der Referenzhelligkeitswert), wenn die Konzentration des Kontrastmittels steigt. Die Analysefunktion 244A analysiert die zu erhaltenden Informationen, wie die Konzentrationsvariationen, die Helligkeitsvariationen von einer Zeit ab, wenn der Helligkeitswert in den Blutgefäßen nach der Injektion des Kontrastmittels variiert, bis zu einer Zeit, wenn der Helligkeitswert gleich dem Referenzhelligkeitswert wird, oder die Helligkeitsvariationen bis eine vorbestimmte Zeit nach der Injektion des Kontrastmittels verstrichen ist. Die Analysefunktion 244A analysiert die Fließgeschwindigkeiten und Fließraten des Kontrastmittels an einer vorbestimmten Position auf Grundlage der analysierten Konzentrationsvariationen und der Injektionsmenge oder der Injektionsgeschwindigkeit des Kontrastmittels aus dem Injektor 118, die durch die Beschaffungsfunktion 242A beschafft werden. Beispielsweise kann die Analysefunktion 244A die Fließgeschwindigkeiten und Fließraten des Blutflusses unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion berechnen, bei der die Eingabewerte Konzentrationsvariationen eines Kontrastmittels und eine Injektionsmenge und eine Injektionsgeschwindigkeit eines Kontrastmittels an einer vorbestimmten Position umfassen, und die Ausgabewerte Fließgeschwindigkeiten und Fließraten eines Blutstromes in einem Blutgefäß umfassen. Die Analysefunktion 244A kann die Fließgeschwindigkeiten und Fließraten des Blutstromes durch Bezugnahme auf eine Tabelle beschaffen, in der Fließgeschwindigkeiten und Fließraten eines Blutstromes mit Konzentrationsvariationen, einer Injektionsmenge und einer Injektionsgeschwindigkeit eines Kontrastmittels assoziiert sind.
Die Analysefunktion 244A kann, anstelle des Beschaffens der Injektionsmenge von der Steuerungsinformation des Injektors 118, wie oben beschrieben, die Injektionsmenge durch Multiplizieren der Schnittfläche eines Blutgefäßes, das ein Einlass eines Kontrastmittels ist, mit einer Injektionsgeschwindigkeit beschaffen, und die Fließrate eines Blutstromes auf der Grundlage der beschafften Injektionsmenge beschaffen.
[Verarbeitungsablauf]
Hier im Folgenden ist ein Verarbeitungsablauf der Verarbeitungsschaltung 240 in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. 15 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihe von Verarbeitungsschritten der Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Die in 15 gezeigte Verarbeitung ist von der Verarbeitung der Schritte S100 bis S170, die in 13 gezeigt sind, dahingehend unterschiedlich, dass die in 15 gezeigte Verarbeitung einen Schritt S132 anstelle des Schrittes S130 umfasst. Demnach ist der Verarbeitungsschritt S132 im Folgenden hauptsächlich beschrieben.
In einem Beispiel aus 15 beschafft die Generierungsfunktion 243A die blutgefäßbezogenen Informationen, die die Randbedingung (Fließraten eines Blutstroms in Blutgefäßen und dergleichen) enthalten, die auf Grundlage der Variationen in der Konzentration des Kontrastmittels erhalten werden (Schritt S132). Als Nächstes generiert die Generierungsfunktion 243A auf Grundlage der beschafften blutgefäßbezogenen Informationen und den rekonstruierten Bilddaten der gekoppelten Blutgefäße (Schritt S140) das Blutgefäßform-Modell, das die Randbedingung enthält, die aus der Variation der Konzentration des Kontrastmittels erhalten wird. Die Analysefunktion 244A führt dann Flüssigkeitsanalysen unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells 256 durch (Schritt S150).
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel, wie mit dem ersten Ausführungsbeispiel, ist es möglich Blutgefäßanalysen durch Beschaffen der Randbedingung aus der Variation der Konzentration des Kontrastmittels in den Blutgefäßen in einer kürzeren Zeit durchzuführen und die Analyse unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells durchzuführen, das die beschaffte Randbedingung enthält.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Hier im Folgenden ist ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass eine Randbedingung auf Grundlage von Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen und eine Randbedingung auf Grundlage von Variationen in einer Konzentration eines Kontrastmittels in Blutgefäßen beschafft werden, und Flüssigkeitsanalysen von Blutgefäßen auf Grundlage von jeder der beschafften Randbedingungen ausgeführt werden. Hier im Folgenden sind die oben beschriebenen Unterschiede hauptsächlich beschrieben.
16 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines medizinischen Bildgenerierungsgeräts 200B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Das medizinische Bildgenerierungsgeräts 200B unterscheidet sich von dem medizinischen Bildgenerierungsgerät 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das medizinische Bildgenerierungsgerät 200B eine Beschaffungsfunktion 242B, eine Generierungsfunktion 243B, eine Entscheidungsfunktion 246, und eine Analysefunktion 244B anstelle der Beschaffungsfunktion 242, der Generierungsfunktion 243, und der Analysefunktion 244 umfasst.
Die Beschaffungsfunktion 242B weist eine ähnliche Funktion der Beschaffungsfunktion 242A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf. Die Generierungsfunktion 243B beschafft wie die Generierungsfunktion 243 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Randbedingung (eine erste Randbedingung) auf Grundlage von Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen. Darüber hinaus beschafft die Generierungsfunktion 243B wie die Generierungsfunktion 243A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Randbedingung (eine zweite Randbedingung) auf Grundlage von Variationen in einer Konzentration eines Kontrastmittels in Blutgefäßen. Darüber hinaus beschafft die Generierungsfunktion 243B blutgefäßbezogene Informationen, die eine Randbedingung enthalten, die von einer oder beiden der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung als das Entscheidungsergebnis durch die Entscheidungsfunktion 246 erhalten wird. Die Generierungsfunktion 243B generiert ein Blutgefäßform-Modell 256, das die blutgefäßbezogenen Informationen umfasst. Die Analysefunktion 244B führt Flüssigkeitsanalysen unter Verwendung des durch die Generierungsfunktion 243B generierten Blutgefäßform-Modells 256 durch.
Die Entscheidungsfunktion 246 beschließt auf Grundlage der ersten Randbedingung oder der zweiten Randbedingung eine Randbedingung, die in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten ist. Beispielsweise beschließt, bzw. entscheidet die Entscheidungsfunktion 246, dass die Variationen in Schnittflächen, wenn die erste Randbedingung beschafft wird, in einem Fall nicht genau erkannt sind, in dem die Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, und beschließt, bzw. entscheidet, dass die zweite Randbedingung in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten sein soll. Die Entscheidungsfunktion 246 entscheidet, dass die Variationen einer Konzentration in einem Fall nicht genau erkannt werden, in dem die Konzentration eines Kontrastmittels (die Helligkeit eines Röntgenstrahlenbildes) außerhalb eines vorbestimmten Konzentrationsbereichs (Helligkeitsbereichs) liegt, und beschließt, dass die erste Randbedingung in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten sein soll. Die Entscheidungsfunktion 246 kann entscheiden, dass der Durchschnitt der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten sein soll. Die Entscheidungsfunktion 246 kann entscheiden, dass eine Randbedingung, die eine vorbestimmte hohe Priorität aus der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung aufweist, in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten sein soll. In diesem Fall beispielsweise vergleicht die Entscheidungsfunktion 246 die Ergebnisse, die durch Ausführen von Flüssigkeitsanalysen unter Verwendung von jeder der Randbedingungen erhalten werden, und entscheidet, dass vom nächsten Mal an eine Priorität auf Grundlage des Vergleichsergebnisses zu benutzen ist. Das oben beschriebene Beschließen der Randbedingung kann für jeden Analysebereich der Blutgefäße ausgeführt werden, oder kann für eine Vielzahl von Analysebereichen gleichzeitig ausgeführt werden.
[Verarbeitungsablauf]
Hier im Folgenden ist ein Verarbeitungsablauf der Verarbeitungsschaltung 240 in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. 17 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Reihenfolge von Verarbeitungsschritten einer Verarbeitungsschaltung 240 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Die in 17 gezeigte Verarbeitung unterscheidet sich von den in 13 gezeigten Verarbeitungsschritten S100 bis S170 dahingehend, dass die in 17 gezeigte Verarbeitung die Schritte S122 bis S126 und S134 anstelle des Verarbeitungsschrittes S130 umfasst. Demnach sind hier im Folgenden die Verarbeitungsschritte S122 bis S126 und S134 hauptsächlich beschrieben.
In einem Beispiel aus 17 nach der Verarbeitung des Schrittes S120, beschafft die Generierungsfunktion 243B die erste Randbedingung auf Grundlage von Variationen in Schnittflächen von Blutgefäßen und die zweite Randbedingung auf Grundlage von Variationen in einer Konzentration eines Kontrastmittels (Schritte S122, S124). Als Nächstes beschließt die Entscheidungsfunktion 246 auf Grundlage der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung (S126) eine Randbedingung, die in den blutgefäßbezogenen Informationen enthalten sein soll. Als Nächstes generiert die Generierungsfunktion 243B die blutgefäßbezogenen Informationen, die die beschlossene Randbedingung (Schritt S134) enthalten, und generiert ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der generierten blutgefäßbezogenen Informationen und der rekonstruierten Bilddaten der gekoppelten Blutgefäße (Schritt S140).
Gemäß dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel, zusätzlich zu ähnlichen Wirkungen der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele, ist es möglich eine passendere, bzw. zweckdienlichere Randbedingung zu beschließen und das die blutgefäßbezogenen Informationen enthaltende Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung zu generieren. Darüber hinaus ist es gemäß dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel möglich, passende Flüssigkeitsanalysen für jede Verzweigung durch beispielsweise ein Beschließen der ersten Randbedingung und der zweiten Randbedingung für jeden Analysebereich von Blutgefäßen (beispielsweise für jede Verzweigung) durchzuführen. Demnach ist es möglich hoch präzise Flüssigkeitsanalysen zu realisieren.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es möglich eine Zeit, einen Aufwand und eine Belastung, die erforderlich sind, um andere Bilder zur Generierung eines Modells zur Analyse aufzunehmen, durch Generierung eines Blutgefäßform-Modells unter Verwendung von Blutgefäßbildern (Bilder, die durch Injizieren eines Kontrastmittels in ein Blutgefäß aufgenommen werden), die aufgenommen werden, um Formen von Blutgefäßen eines Untersuchungsobjekts im Betrieb, bzw. in Funktion zu beobachten, und Ausführung von Blutgefäßanalysen unter Verwendung des generierten Modells zu verringern, und es ist somit möglich ein Blutgefäßform-Modell in Echtzeit zu generieren und Analysen durchzuführen. Insbesondere, obwohl es konventionelle Verfahren wie beispielsweise FFR-Analysen unter Verwendung von Computertomographie-(CT)-Bildern, quantitative Flussverhältnis-(QFR)-Analysen, und Draht-FFR, bei der ein Druckdraht in eine Koronararterie eingeführt wird, während einer Installation eines Koronarverlängerungsmittels (Adenosin) um ein FFR zu messen, gibt, ist beispielsweise CT-FFR in einer akuten Phase nicht geeignet, weil es eine präoperative CT-Bildaufnahme erfordert, QFR Zeit und Aufwand zur Messung einer Thrombolyse in einer Myokardinfarkt-(TIMI)-Frameanzahl erfordert, und Draht-FFR Zeit und Aufwand für die Prozedur an sich erfordert. Demnach ist jedes Verfahren für eine Ischämie-Bestimmung in einem akuten Zustand nicht wirksam. In jedem Ausführungsbeispiel ist es möglich eine Analyse und Diagnose, wie beispielsweise eine Ischämie-Bestimmung, durch Generierung eines Blutgefäßform-Modells zur Ausführung einer Analyse von FFR und dergleichen aus einer Angiographie (Angiographiebilder) schnell durchzuführen, die generell im Betrieb aufgenommen werden, und beispielsweise eine FFR und dergleichen aus dem generierten Blutgefäßform-Modell abzuleiten.
Obwohl es wünschenswert ist in zwei oder mehreren Richtungen aufgenommene Blutgefäßbilder zu verwenden, um ein genaueres dreidimensionales Modell bei einer Generierung eines Blutgefäßform-Modells in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zu konstruieren, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und ein Blutgefäßform-Modell kann unter Verwendung von nur in einer Richtung aufgenommenen Blutgefäßbildern generiert werden und eine das generierte Modell verwendende Analyse kann durchgeführt werden. Wenn eine Abbildung ferner in einer Richtung ausgeführt wird, kann ein gewisses Maß an Analysegenauigkeit durch ein derartiges Bestimmen einer Abbildungsrichtung, selbst dann wenn eine Bildaufnahme in nur einer Richtung ausgeführt wird, dahingehend sichergestellt werden, dass das Blutgefäß eines Abbildungsziels größtenteils senkrecht zu der Abbildungsrichtung liegt. Zusätzlich, wenn in nur einer Richtung aufgenommene Bilder verwendet werden, kann die Konfiguration von dem ersten Abbildungssystem SA oder dem zweiten Abbildungssystem SB in dem oben beschriebenen medizinischen Bildgenerierungsgerät 100 nicht bereitgestellt sein. Wenn darüber hinaus in drei oder mehreren Richtungen aufgenommene Bilder verwendet werden, kann das medizinische Bildgenerierungsgerät 100 drei oder mehrere Abbildungssysteme entsprechend der Anzahl von Richtungen umfassen.
Jedes der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann wie folgt repräsentiert werden.
Ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät umfasst:

einen Speicher, der dazu eingerichtet ist, um ein Programm zu speichern; und
einen Prozessor, wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist, durch Ausführen des Programms:
- medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassen, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden;
- ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der beschafften medizinischen Zeitreihenbilder zu generieren, das Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße enthält; und
- eine Flüssigkeitsanalyse von durch die Blutgefäße fließendem Blut auf Grundlage des generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.

Während bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsbeispiele nur anhand von Beispielen dargelegt, und beabsichtigen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Tatsächlich können die neuen Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, in einer Vielfalt von anderen Formen verkörpert sein; darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Substitutionen, und Änderungen an der Form der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele unternommen werden, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Schutzansprüche und deren Äquivalente beabsichtigen solche Arten der Modifikation wie sie in den Bereich und Sinn der Erfindungen fallen abzudecken.
Ein medizinisches Bildverarbeitungsgerät eines Ausführungsbeispiels umfasst eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung ist dazu eingerichtet, um medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts enthalten, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden, ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der beschafften medizinischen Zeitreihenbilder zu generieren, das Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße umfasst, und eine Flüssigkeitsanalyse von durch die Blutgefäße fließendem Blut auf Grundlage des generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015231524 [0002]
JP 2014113264 [0002]
JP 2015531264 [0002]

Claims

Medizinisches Bildverarbeitungsgerät, mit: einer Beschaffungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassen, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden; einer Generierungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der durch die Beschaffungseinrichtung beschafften medizinischen Zeitreihenbilder zu generieren, das Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße enthält; und einer Analyseeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um eine Flüssigkeitsanalyse von durch die Blutgefäße fließendem Blut auf Grundlage des durch die Generierungseinrichtung generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Variationen in Schnittflächen der Blutgefäße als die Variationsinformation zu beschaffen; die Analyseeinrichtung dazu eingerichtet ist, um eine Randbedingung der Flüssigkeitsanalyse auf Grundlage der Variationen in Schnittflächen zu beschließen, und die Flüssigkeitsanalyse auf Grundlage des Blutgefäßform-Modells, das die beschlossene Randbedingung umfasst, durchzuführen.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Variationen in einer Konzentration eines Kontrastmittels, das in die Blutgefäße in dem Analysebereich als die Variationsinformation injiziert wird, zu beschaffen; die Analyseeinrichtung dazu eingerichtet ist, um eine Randbedingung der Flüssigkeitsanalyse auf Grundlage der Variationen einer Konzentration des Kontrastmittels zu beschließen, und die Flüssigkeitsanalyse auf Grundlage des Blutgefäßform-Modells, das die beschlossene Randbedingung enthält, auszuführen.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Variationen in Schnittflächen der Blutgefäße und Variationen in einer Konzentration des Kontrastmittels, das in ein Blutgefäß in dem Analysebereich injiziert wird, zu beschaffen, eine Randbedingung der Flüssigkeitsanalyse für die beschafften Variationen in Schnittflächen der Blutgefäße und eine Randbedingung der Flüssigkeitsanalyse für die beschafften Variationen in einer Konzentration des Kontrastmittels zu beschließen, und das Blutgefäßform-Modell auf Grundlage von jeder der beschlossenen Randbedingungen zu generieren.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um die in mindestens einer Richtung zu der Vielzahl von Zeitpunkten aufgenommenen medizinischen Bilder auf Grundlage der Elektrokardiogrammdaten des Untersuchungsobjekts zu synchronisieren, um ein dreidimensionales medizinisches Bild in Bezug auf die Blutgefäße zu rekonstruieren.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 5, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Positionen von Enden der Blutgefäße in dem Analysebereich, der in einem rekonstruierten dreidimensionalen medizinischen Bild umfasst ist, zu schätzen und die Enden der Blutgefäße zu koppeln, bei denen die geschätzten Positionen von Enden Eingänge von Fließpfaden sind und eine Distanz in dreidimensionalen Koordinaten zwischen den Enden gleich oder geringer als eine vorbestimmte Distanz ist.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Eingänge der Fließpfade auf Grundlage von Änderungen in einer Position eines Kontrastmittels, das in die in den medizinischen Bildern enthaltenen Blutgefäße injiziert wird, zu schätzen.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um die aneinander zu koppelenden Enden in einem Fall zu beachten, in dem ein anderes Blutgefäß oder ein medizinisches Element zwischen den Enden der Blutgefäße vorhanden ist.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um Größen der medizinischen Bilder zu korrigieren, auf Grundlage von Blutgefäßen, die verschieden sind von den Blutgefäßen, die in den in mindestens einer Richtung aufgenommenen medizinischen Bildern enthalten sind, für die eine Bestimmung ob die Blutgefäße gekoppelt werden durchgeführt wird, oder auf Grundlage von einer menschlichen Körperstruktur um die Blutgefäße herum, für die eine Bestimmung ob die Blutgefäße gekoppelt werden durchgeführt wird.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um distale Enden der Blutgefäße in dem Analysebereich auf Grundlage von Durchmessern der Blutgefäße, die in dem rekonstruierten dreidimensionalen medizinischen Bild enthalten sind, zu schätzen und ein Blutgefäßform-Modell zu generieren, das die Enden der Eingänge der Fließpfade zu den distalen Enden enthält.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Generierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um das Blutgefäßform-Modell in einem Fall zu aktualisieren, in dem geschätzt wird, dass ein medizinisches Element in mindestens einen Teil der Blutgefäße eingesetzt wurde, der in den medizinischen Bildern enthalten ist.
Medizinisches Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit: einer Anzeigesteuerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um ein Bild in Bezug zu Ergebnissen anzuzeigen, die unter Verwendung des Blutgefäßform-Modells analysiert werden, wobei das Bild über die Blutgefäße gelegt wird, die in den medizinischen Bildern enthalten sind.
Programm, das einen Computer eines medizinischen Bildverarbeitungsgeräts veranlasst, um: medizinische Zeitreihenbilder zu beschaffen, die Blutgefäße eines Untersuchungsobjekts umfassen, wobei die medizinischen Zeitreihenbilder in mindestens einer Richtung zu einer Vielzahl von Zeitpunkten fluoroskopisch aufgenommen werden; ein Blutgefäßform-Modell auf Grundlage der beschafften medizinischen Zeitreihenbilder zu generieren, das Zeitreihenvariationsinformationen über die Blutgefäße in einem Analysebereich der Blutgefäße enthält; und eine Flüssigkeitsanalyse von durch die Blutgefäße fließendem Blut auf Grundlage des generierten Blutgefäßform-Modells durchzuführen.